地下空间深基坑支护安全问题探讨

地下空间深基坑支护安全问题探讨

[摘要]城市地下空间在近几年迎来了建设开发的高潮,这使得城市地下空间施工安全、施工设计的重要性日益凸显。本文将对深基坑支护进行简要分析,研究深基坑支护施工工序,探究各项安全问题的应急处理措施,以期提高深基坑支护工程项目施工作业的安全性,提高工程项目的经济效益、社会效益。

[关键词]地下空间;支护作业;深基坑

引言

深基坑具有临时性的特点,建筑施工团队应针对工程项目的特征,采取科学、合理的施工技术,围绕地质条件选用经济的支护作业方案,进一步强化深基坑的支护作业安全。基于此,对于城市地下空间服务水深基坑支护安全问题的探究有着重要意义。

1深基坑支护

近些年,国内各地区的政府职能部门投入了一定的资源,用于研发地下空间的开发利用技术。尤其是城市地下空间在近几年迎来了建设开发的高潮,这使得城市地下空间施工安全、施工设计的重要性日益凸显;为更好地保障深基坑的安全,建筑施工团队应从设计、施工两方面着手,借助支护设计增强深基坑的安全性。支护设计主要包括支撑体系、围护体系,支撑体系包括钢支撑、钢筋现浇混凝土支撑,维护体系涵盖了止水系统、锚固系统、维护系统。基坑安全不但体现在基坑施工、基坑使用过程中保护建筑物、工程项目现场管线、基坑支护结构的安全,还应为工程项目的施工建设提供便利,降低工程造价成本,提高工程项目的经济效益,尽可能地缩短工期,保障施工项目现场的卫生环保。具体包含以下几个步骤。第一、对工程项目的施工环境进行了解,主要需要观察工程项目施工现场地下管线状况、周边建筑环境,测量基坑开挖线至地下管线建筑物之间的距离。第二、对建筑物基础结构与地下室结构进行审查,明确基坑范围、开挖深度。第三、对工程项目的地质勘察报告进行分析,重点需要对各层土的地下水状况、物理力学性质进行分析。第四、明确工程项目支护结构各部分的最佳尺寸,对支护结构荷载进行详细计算。第五、对支护结构的形变量、锚固力、内力、嵌构深度进行详细计算。第六、对基坑的稳定性进行验算。第七、聘请专家对施工图纸的绘制情况进行审定论证。

2深基坑支护施工工序

2.1工程项目概况。深基坑支护工程项目施工场地的地下水主要包括潜水与上层滞水,上层滞水主要存在于粉质粘土、淤泥质杂填土、杂填土的顶部缝隙内。潜水主要出现在含砾粉质粘土、圆砾粉质粘土、砾砂粉质粘土的底部区域。通过勘察可以发现,潜水与上层滞水的混合降水位可以达到3m-8.5m。通过分析工程项目的详细勘察报告,可以发现施工场地对于深基坑支护工程存在影响的地层,从下至上依次为中风化粉砂质泥岩、强风化粉砂质泥岩、含砾粉质粘土、粉质黏土、圆砾、砂砾粉质黏土、杂填土。该项深基坑支护工程项目的底标高为24m,基坑深度为8m至16m,工程项目现场各管线的埋深不超过2.5m。

2.2主要设计参数。深基坑支护工程项目中涉及到岩土层的主要力学工程特性指标包括:杂填土的黏聚力标准值为5.0,内摩擦角标准值为8.0,天然重度标准值为18.5,锚杆的极限粘结强度标准值为18.0;淤泥质杂填土的黏聚力标准值为3.0,内摩擦角标准值为5.0,天然重度标准值为18.5,锚杆的极限粘接强度标准值为16.0;粉质粘土的黏聚力标准值为47.0,内摩擦角标准值为16.3,天然重度标准值为19.6,锚杆的极限粘结强度标准值为60;粉质粘土2的黏聚力标准值为36.9,内摩擦角标准值为15.7,天然重度标准值为19.6,锚杆的极限粘结强度标准值为15;砾砂的黏聚力标准值为0,内摩擦角标准值为25.0,天然重度标准值为20.0,锚杆的极限粘结强度标准值为90;圆砾1的黏聚力标准值为0,内摩擦角标准值为22.0,天然重度标准值为20.0,锚杆的极限粘结强度标准值为60;圆砾2的黏聚力标准值为0,内摩擦角标准值为28.0,天然重度标准值为22.0,锚杆的极限粘结强度标准值为60;圆砾3的黏聚力标准值为0,内摩擦角标准值为30,天然重度标准值为20.0,锚杆粘结极限强度标准值为120;粉质粘土3的黏聚力标准值为37.0,内摩擦角标准值为15.2,天然重度标准值为19.3,锚杆极限粘结强度标准值为54;砾粉质粘土的粘聚力标准值为31.3,内摩擦角标准值为20.25,天然重度标准值为19.8,锚杆极限粘结强度标准值为58.0;含砾粉质黏土的黏聚力标准值为27.3,内摩擦角标准值为19.0,天然重度标准值为19.7,锚杆极限粘结强度标准值为50.0;强风化粉砂质泥岩的粘聚力标准值为30.0,内摩擦角标准值为25.0,天然重度标准值为22.0,锚杆的极限粘结强度标准值为150。

2.3基坑支护设计。依照深基坑支护项目的各项参数要求、地下室埋深、周边环境条件、地质条件,建筑施工团队需要对基坑支护施工方案进行校验、调整以及周密计算,确定最终的支护作业方式;通常情况下,建筑施工团队会采取放坡、土钉、墙桩锚相结合的支护作业方式。具体实施步骤为,在基坑内部采取桩锚支护作业模式,在中间进行旋转、喷射、止水;使用土钉墙对基坑内部隔断进行支护作业,借助三重高压,设置止水旋转喷射帷幕;在基坑内各端设置放坡支护,将混凝土喷射在支护表面,同时再次设置多重高压止水旋转喷射帷幕。

2.4基坑支护施工。建筑施工团队在开展深基坑支护施工作业时,应严格遵循以下几个步骤。第一、制定施工作业计划,根据深基坑支护工程项目的实际情况,通常情况下,建筑施工团队会将工程项目施工分为三个阶段,包括制定施工计划、施工准备阶段、土方开挖;基坑施工准备阶段涵盖了临水、临点、场地平整等临时设施的建设工作;在开挖土方前,建筑施工团队需要在工程项目施工场地设置安全护栏、坑顶截排水、止水帷幕、围护桩等设施;基坑施工作业包括挂网、混凝土喷射、土钉、锚索、腰梁、冠梁、土方外运、土方开挖等多项施工工序。第二、施工要点,具体包括围护桩、止水帷幕、锚索、土方开挖、土方外运、锚杆土钉;围护桩是指将围护桩布设在基坑内部的特定段落,明确维护桩的数量,使用旋挖机进行打孔,用泥浆保护基坑壁垒;建筑施工团队通常还会采取三重管高压、桩间等摆喷、旋喷模式进行作业,在设置止水帷幕的过程中,施工技术人员要注意调节空气压力、浆压、旋转速度、静止喷射时间、注浆速度;依照工程项目的实际情况,技术人员还应不断调节施工作业期间的旋转、喷射速度。第三、土方开挖、土方外运,建筑施工单位应结合深基坑支护工程项目的实际工程量,配备挖机数量;在土方开挖、土方外运作业过程中,施工人员要严格遵循先支护后开挖的作业原则,由人工对基坑坑底的厚土层进行修整挖掘[1]。第四、锚索,建筑施工单位应根据工程项目的实际情况,布设锚索,采取高压注浆法,首次进行低压注浆,再次进行高压注浆;在进行上述作业过程中,技术人员应注意调节注浆压力与水灰比灰砂比;在水泥砂浆灌浆、初次凝结后,技术人员应进行注浆并设置具体的注浆时间,及时检测注浆作业过程中产生的张拉强度,将其与设计强度进行比对。第五、锚杆土钉,建筑施工团队应投入钻机设备,进行成孔、注浆作业,调节注浆压力、水灰比;在距空地1m处插入注浆管,开始注浆作业,待钻孔饱满且孔口有浆液溢出后,停止注浆作业。

2.5安全监测。为更好地保障深基坑支护施工作业安全,在实际的工程项目施工进程中,建筑施工团队应引入信息化技术,开展信息化施工作业。在施工开始前,建筑施工团队首先需要标记好工程项目现场周边的建筑物,对建筑物的历史形变情况进行详细记录,动态监测基坑的变化情况,及时将各类信息进行收集、整理并反馈给设计团队,进一步增强深基坑支护工程项目设计方案的合理性、科学性。在具体的操作过程中,建筑施工团队应将位移观测点设置在基坑附近地段或基坑处,对基坑、道路周边、建筑物的垂直与水平位移情况进行实时监测,借助信息化手段,不断完善基坑施工设计方案[2]。

3安全应急处理措施

3.1裂缝、沉降保护措施。基坑安全不但体现在基坑施工、基坑使用过程中保护建筑物、工程项目现场管线、基坑支护结构的安全,还应为工程项目的施工建设提供便利,降低工程造价成本,提高工程项目的经济效益,尽可能地缩短工期,保障施工项目现场的卫生。在基坑支护施工作业进程中,由于水土流失、地下水位下降等问题,基坑地表会出现沉陷问题;在基坑降水前,建筑施工团队首先需要确保完成基坑止水系统的施工作业,确保基坑闭合,将水位观测点布设在基坑周围,一旦监测到基坑水位出现严重的下降问题,技术人员应迅速进行回灌处理;在关键时刻,建筑施工团队还可以开展加固、注浆作业,进而更好地防范地面裂缝、地面沉降问题。

3.2应急维稳措施。一旦建筑施工团队发现基坑出现局部形变过大,超出预先设计的速率额定值,降低围护体的稳定性,应迅速停止施工作业;技术人员应借助基坑内部土方、土方内运,对基坑失稳的局部位置开展反压回填作业。在完成上述操作后,建筑施工团队还要全方位地分析问题发生原因,并向监理方、设计方、建设方进行报告,待明确相应的处理措施后,建筑施工团队方可继续进行施工作业。

3.3渗漏处理措施。通常情况下,在基坑支护工程项目出现一般性渗漏水问题时,建筑施工单位需要首先对渗漏部位进行查验,结合渗漏部位的出水情况与实际的渗漏面积,将PVC导管布置安装在渗漏处,使用快硬水泥对渗漏部位进行封堵抹面;待PVC导管内的实际出水量初步降低后,再针对PVC导管进行封堵作业,如果基坑支护工程项目出现流砂或严重渗漏水问题,建筑施工团队应迅速暂停施工作业,组织人员疏散撤离,借助止水帷幕、基坑降水设施,使用化学注浆、导管引流等方法,从基坑、基坑壁着手,对渗漏水问题进行综合处理。

3.4隆起处理措施。一旦基坑工程项目出现坑底隆起、冒砂、涌水等问题,建筑施工团队的技术人员应迅速对地下水位进行检查,加大降水强度;借助上述处理措施,保障地下水位能够迅速降低至坑底下方,及时解决坑底的隆起、冒砂、涌水等现象,避免工程项目的经济效益出现损失。

4结论

综上所述,城市地下空间富水深基坑支护施工作业包含制定施工计划,明确施工步骤要点,具体包括维护桩、止水帷幕、土方开挖、土方外运、锚索、锚杆、土钉;借助信息化技术手段开展安全监测工作,引入多项应急安全处理手段,有助于保障城市地下空间的基坑支护施工作业安全。

参考文献

[1]刘紫熙.深基坑支护施工技术分析[J].建材发展导向(下),2020,18(9):270.

[2]俞晓,宋雷.空间效应下不规则深基坑的支护体系变形分析[J].武汉科技大学学报(自然科学版),2020,43(5):384-389.

作者:高欢 单位:陕西省宏安建筑工程有限公司