(一)基坑支護施工中的安全事故教訓
1、支撐強度不足,施工質(zhì)量又差,造成支撐折斷,圍護體整體失穩(wěn)。
某工程由某公司總承包,而支撐設計及施工由建設單位另行委托另一施工企業(yè)進行,由于設計不合理,且鋼管支撐連接處施工質(zhì)量差,結(jié)果在土方開挖時,支撐受力后,接頭焊縫撕裂,支撐被折斷,周邊擋土樁嚴重向內(nèi)傾斜或裂斷,造成坑外土墻嚴重裂陷。
2、擋土結(jié)構(gòu)嚴重位移,造成坑外地表嚴重下陷,影響周圍建筑物、道路及管線安全。
某地下構(gòu)筑物施工時,由于土方開挖沒有按照設計要求先撐后挖,而是一次開挖深度超過設計要求,致使地下連續(xù)墻向境內(nèi)移600cm,坑外土體嚴重沉陷,造成周圍房屋嚴重開裂。
3、由于隔水惟幕選用不當,或圍護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不能得到保證,造成圍護體系漏水,出現(xiàn)嚴重流砂現(xiàn)象,使周圍建筑物、道路產(chǎn)生裂縫,管線裂斷。
某工程圍護設計時,對地質(zhì)情況沒有認真分析,在設計圍護結(jié)構(gòu)時,由于周圍環(huán)境不允許做雙排水泥土攪拌樁做隔水惟幕,而輕易在二根鉆孔灌注樁間設一根樹根樁,以此堵水。由于鉆孔灌注樁施工質(zhì)量差,鉆孔灌注樁間凈距離原為20cm,由于樁孔擴頸,鉆孔灌注樁間凈距離擴大到90cm,使樁間樹根樁無法堵水?;油练介_挖到1/2深度時,出現(xiàn)嚴重漏水及流砂現(xiàn)象,不得不重新采取隔水措施(周圍重打旋噴樁),造成經(jīng)濟損失200多萬元,工期損失一個多月。
(二)地下連續(xù)墻做支護結(jié)構(gòu)
1、地下連續(xù)墻做擋墻,內(nèi)設支撐系統(tǒng)的支護結(jié)構(gòu)
采用地下連續(xù)墻作支護結(jié)構(gòu)(包括隔水)多用于基坑開挖深度很深(一般大于10m,盡可能用于大于13m),且周圍環(huán)境較差,場地狹窄,無法在擋土結(jié)構(gòu)外再做隔水帷幕的工程。軟土地區(qū)深基礎支護體常采用板樁系列擋土結(jié)構(gòu)。
板樁系列擋土結(jié)構(gòu)具有施工方便、施工工期短、見效快的優(yōu)點,但其剛度較小,因此一般多用于基坑開挖深度較淺或周圍環(huán)境較好的情況。板樁按使用材料不同,可分為:鋼筋混凝土板樁、鋼板樁和鎖口鋼板樁。
2、重力式擋墻結(jié)構(gòu)
重力式擋墻結(jié)構(gòu)主要是用各種方法(水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁、粉噴樁或注漿法)加固基坑周邊土形成一定厚度和深度的重力式墻,達到擋土的目的。目前最常用的是水泥土攪拌樁以結(jié)構(gòu)形式組成的擋墻。它既能擋土,也能融水,且施工方便,無噪聲無振動,對周圍環(huán)境影響相對較小,同時能創(chuàng)造較好的土方開挖作業(yè)空間。此種支護結(jié)構(gòu)形式類似柱列式擋土結(jié)構(gòu)中的“鋼筋混凝土鉆孔灌注樁與隔水帷幕結(jié)合,內(nèi)設支撐”的支護結(jié)構(gòu)形式。
3、地下連續(xù)墻施工作業(yè)安全
(1)各工種必須嚴格遵守本工種的安全操作規(guī)程。所有人員必須經(jīng)當?shù)匕踩块T的安全教育,并通過考核后方可上崗操作,每日上崗施工堅持作好安全交底工作,并做記錄。
(2)連續(xù)墻施工時,吊機吊物須由專人指揮,嚴格遵守“十不吊”制度。
(3)雙機抬吊鋼筋籠前,應清理掉鋼筋籠內(nèi)遺留的短鋼筋,起吊鋼筋籠時,把桿方向及鋼筋籠下方嚴禁站人。
(4)嚴禁用吊車強行起拔鎖口管。
(5)地下墻施工時,必須在泥漿池邊設欄桿,并標有醒目標志,防止人物排入。
(6)吊車作業(yè)時禁止將起吊的物體凌空于人行道和周圍建筑物上空。
(7)施工現(xiàn)場的明火作業(yè)必須執(zhí)行審批制度,未經(jīng)有關部門及人員批準不得動火。
(8)配備專職的消防巡視員,三班制巡回檢查,設置專門的巡回線路,保證一旦有火警,立即給予消除。
(9)工地料庫、油庫等重要場所必須有滅火設施,在主要施工地點,設立醒目的防火警告標志。
(10)對安全、消防的一切事故苗子均按“三不放過”原則進行處理,發(fā)生事故要及時報告。
(三)基坑支護結(jié)構(gòu)破壞的主要形式
1、整體失穩(wěn)
由于作為支護結(jié)構(gòu)的擋土結(jié)構(gòu)插入深度不夠,或支撐位置不當,或支撐與圍檁系列的結(jié)合不牢等原因,造成擋土結(jié)構(gòu)位移過大的前傾或后仰,甚至擋土結(jié)構(gòu)倒塌,導致坑外土體大滑坡,支護結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體失穩(wěn)破壞。
2、基坑隆起
在軟弱的粘性土層中開挖基坑,當基坑內(nèi)的主體不斷開挖,擋土結(jié)構(gòu)內(nèi)外土面的高差等于結(jié)構(gòu)外在基坑開挖水平面上作用一附加荷載。挖深增大,荷載亦增加。當擋土結(jié)構(gòu)入土深度不足,則會使基坑內(nèi)土體大量隆起,基坑外土體過量沉陷,支撐系統(tǒng)應力陡增,導致支護結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)破壞。
3、管涌及流砂
含水砂質(zhì)粉土層或粉質(zhì)砂土層中的基坑支護結(jié)構(gòu),在基坑開挖過程中,擋土墻內(nèi)外形成水頭差。當動水壓力的滲流速度超過臨界流速或水力坡度超過臨界坡度時,就會引起管涌及流砂現(xiàn)象。基坑底部和墻體外面大量的泥砂隨地下水涌入基坑,導致坑外地面坍陷,嚴重時使墻體產(chǎn)生過大位移,引起整個支護體系崩坍。
4、支撐強度不足折斷或壓屈
當支撐設計時,由于計算受力不準確,或套用的規(guī)范不對,考慮的安全系數(shù)有誤,亦或施工質(zhì)量低劣,未能滿足設計要求,一旦基坑土方開挖,在較大的側(cè)向上壓力作用下,發(fā)生支撐折斷破壞,或嚴重壓屈,引起墻體變形過大或破壞,導致整個支護結(jié)構(gòu)破壞。
5、墻體破壞
墻體強度不夠,或連接構(gòu)造不合理,在土壓力、水壓力作用下,產(chǎn)生的最大彎矩超過墻體抗彎強度,引起強度破壞。
(四)橋梁基坑支護施工降低地下水位
1、有無基坑支護
(1)在地下水位較高的地區(qū)進行基礎施工,降低地下水位是一項非常重要的技術措施。
(2)當基坑無支護結(jié)構(gòu)圍護時,通過降低地下水位,以保證基坑邊坡穩(wěn)定,防止地下水涌入坑內(nèi),阻止流砂現(xiàn)象發(fā)生。
(3)當基坑有支護結(jié)構(gòu)圍護時,一般僅在基坑內(nèi)降低地下水位。
2、主要降水方法
(1)輕型井點降水
輕型井點是將直徑較細的井點管沉入深于坑底的蓄水層內(nèi),井點管上部與總管連接,通過總管利用抽水設備工作產(chǎn)生的真空作用將地下水從井點管內(nèi)不斷抽出,使原有的地下水位降低到坑底以下。輕型井點降水深度一般可達7m。
(2)噴射井點降水
噴射井點由噴射井管、高壓水泵和管線系統(tǒng)組成。其降水深度一般為8~20m。
(3)自控真空管井降水
此方法是在管井井點的基礎上,利用深井技術,應用輕型井點的真空原理,綜合形成自控真空管井深井泵系統(tǒng)。其原理是:當深井打設安裝完畢后,由改造后的真空泵對全封閉式的管井井點施工真空,以加快濾頭管的透水速度,當水位達到設定水位控制電極處時,水泵自動開啟抽水,直至水位落到原處,水泵自停,如此反復,以達到土體降水目的。此方法降水深度可達5~50m。
3、降水過程中應注意的問題
(1)土方開挖前,必須保證一定時間的預抽水。一般輕型井點不少于7~10d,噴射井點或自控真空管井不少于20d。
(2)降水深度必須考慮隔水帷幕的深度、防止產(chǎn)生管涌現(xiàn)象。
(3)降水過程必須與坑水位觀測井的監(jiān)測密切配合,用信息來指導降水施工,避免隔水帷幕滲漏在降水時影響周圍環(huán)境。