近年來,隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展,城市化建設(shè)的加快,城市土地可用資源減少,人們對地下空間的渴求與日俱增,致使深基坑工程越來越多,基坑面積越來越大,對深基坑工程的施工要求也越來越高。與此同時,在深基坑工程施工中發(fā)生安全事故或險情的概率也在逐步增大。如何通過當(dāng)前深基坑工程施工中存在的安全隱患分析,進一步規(guī)范基坑工程的設(shè)計、施工、監(jiān)測,從而避免深基坑工程安全事故的發(fā)生成為各級建設(shè)行政主管部門和參建各方面臨的一個重要課題。
一、當(dāng)前深基坑工程施工存在的主要安全隱患
1.設(shè)計階段存在的隱患
(1)勘探資料不詳細,設(shè)計方案存在先天性缺陷
按照有關(guān)規(guī)定,為使基坑設(shè)計安全、可靠、合理,建設(shè)單位應(yīng)向設(shè)計單位提供擬建區(qū)域詳盡的水文地質(zhì)資料、地下管線資料、周邊環(huán)境資料以及擬建工程施工圖紙等必備資料。但在現(xiàn)實中往往一些建設(shè)單位對該項工作不夠重視,草草提供一些資料給設(shè)計單位進行基坑圍護設(shè)計,而設(shè)計單位在現(xiàn)場踏勘后,在未深究建設(shè)單位提供的資料是否真實準(zhǔn)確和完整可靠的前提下就匆忙進行圍護設(shè)計,導(dǎo)致設(shè)計方案本身存在一些先天性缺陷。
(2)片面追求低成本、短工期目標(biāo),致使設(shè)計方案安全儲備大幅下降
基坑圍護的設(shè)計原則應(yīng)是安全、經(jīng)濟、合理、可行。而多數(shù)建設(shè)單位為了追求縮短工期、降低造價的目標(biāo),將基坑安全儲備擺在了次要位置,在設(shè)計階段就進行干預(yù)。部分基坑設(shè)計單位迫于建設(shè)單位的壓力,將設(shè)計安全儲備一降再降,甚至出現(xiàn)臨界值的基坑設(shè)計,從而對后續(xù)的基坑圍護施工帶來了巨大的安全隱患。
(3)基坑設(shè)計方案缺乏有效的審查
基坑圍護設(shè)計方案一般在實施前必須經(jīng)過專家論證,確定方案可行后,方可進行施工。而目前有些地區(qū)對基坑圍護設(shè)計方案的施工圖審查工作執(zhí)行不力,致使設(shè)計方案大打折扣,也埋下了一些安全隱患。
2.施工方面存在的隱患
(1)基坑圍護施工質(zhì)量未達設(shè)計要求
基坑圍護體系施工質(zhì)量的好壞直接影響到整個基坑工程的安全。實際施工中的“土釘?shù)拈L度不夠、注漿量不足、止水帷幕的水泥摻量不足、冷縫接頭處理不當(dāng)、三軸攪拌樁垂直度超標(biāo)”等現(xiàn)象均與圍護體系施工質(zhì)量的好壞有關(guān)?;訃o體系的質(zhì)量控制基本上依靠施工單位的自檢及監(jiān)理單位的監(jiān)督。由于基坑圍護工程專業(yè)性極強,不少監(jiān)理單位在此專業(yè)方面技術(shù)力量匱乏,無法有效監(jiān)控重點部位和關(guān)鍵工序,造成不少基坑圍護施工質(zhì)量失控。
(2)施工單位未按合理施工方案進行基坑開挖
在整個基坑圍護工程施工過程中,科學(xué)合理的施工對基坑安全起著至關(guān)重要的作用?;娱_挖方式應(yīng)分段、分層進行?;庸こ淌堋翱臻g時效”影響十分明顯,分段開挖是為了減小基坑長邊效應(yīng)的影響,防止基坑長邊中部位移過大。分層開挖是為了讓坑外側(cè)土體應(yīng)力逐漸釋放,從而避免應(yīng)力突然釋放帶來不利影響。在實際施工中,施工單位往往由于工期的壓力或自身的麻痹大意,不嚴格按照方案施工,盲目進行大開挖,直接導(dǎo)致基坑位移過大甚至地面開裂或局部坍塌。
(3)應(yīng)急物資準(zhǔn)備不足,應(yīng)急措施不及時
基坑工程施工中遇到的不確定性因素較多,尤其是在江浙滬等軟土地區(qū)更顯突出。所以做好基坑工程施工過程中的應(yīng)急準(zhǔn)備工作顯得尤為重要。就目前大多數(shù)的基坑工程來看,應(yīng)急準(zhǔn)備措施絕大多數(shù)停留在“紙面”上,應(yīng)急儲備材料、應(yīng)急救援機械等在現(xiàn)場鮮有所見,這無形之中又是基坑安全的一大隱患。
3.基坑監(jiān)測方面存在隱患
基坑監(jiān)測是整個基坑工程施工中的重要組成部分,是實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計、信息化施工的重要環(huán)節(jié),同時也是發(fā)現(xiàn)基坑事故征兆的最直接手段,是基坑工程安全保證的基本要求之一。
從目前的基坑監(jiān)測工作來看,普遍存在不少問題。基坑監(jiān)測單位良莠不齊,監(jiān)測人員水平高低不一,很難滿足當(dāng)前復(fù)雜的基坑監(jiān)測工作的要求。根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50497—2009)的要求,基坑監(jiān)測單位必須具備工程測量和巖土工程兩方面的資質(zhì),但仍有一些監(jiān)測單位資質(zhì)不全。此外《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》(GB50497—2009)還要求每日應(yīng)由專人進行巡視檢查,并要有經(jīng)驗的監(jiān)測人員駐守現(xiàn)場,而實際過程中鮮有監(jiān)測單位能夠做到這點。基坑監(jiān)測工作普遍采用“游擊模式”,即一個監(jiān)測組同時監(jiān)測多個基坑,在各個基坑之間來回奔走采集數(shù)據(jù),巡視檢查工作順帶完成。甚至有些監(jiān)測單位在形成監(jiān)測報告時因數(shù)據(jù)匯總、分析工作量較大,未能及時反饋給施工方,導(dǎo)致基坑安全的實時情況反映遲鈍,基坑監(jiān)測對基坑安全的保障作用受到折減。
當(dāng)前深基坑工程施工中存在的主要問題及相關(guān)教訓(xùn)告訴我們,為保證基坑施工安全應(yīng)強化如下對策措施:
1.設(shè)計階段
(1)詳細勘察工程地質(zhì)及周邊環(huán)境
在對深基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計前,應(yīng)充分了解建筑場地及周邊的地質(zhì)和水文狀況,了解建筑場地及周邊地下埋設(shè)物和地下管線的位置、結(jié)構(gòu)形式、深度等。同時還應(yīng)掌握基坑周邊的排水情況、地面堆載、過往車輛的荷載。只有在準(zhǔn)確掌握工程環(huán)境的前提下,深基坑的方案設(shè)計才能客觀合理。
(2)慎重選擇基坑支護方案
深基坑支護有多種結(jié)構(gòu)類型和多種施工方法可供選擇,設(shè)計時應(yīng)結(jié)合深基坑自身特點和場地巖土條件及周邊環(huán)境條件,綜合考慮基坑周圍環(huán)境、工程地質(zhì)和水文狀況、土層結(jié)構(gòu)、開挖深度、基坑形狀以及排水方法、施工作業(yè)設(shè)備安全等級、工期要求、技術(shù)經(jīng)濟效果等因素。
無論采用哪種支護結(jié)構(gòu)形式,都需對支護結(jié)構(gòu)受力、強度、嵌入深度進行仔細的設(shè)計和驗算,并對施工過程進行嚴格的監(jiān)督,確保工程安全有序進行。
(3)擇優(yōu)選用深基坑降水方式
地下水是深基坑工程最大的“敵人”,在沒有地下水的情況下,有的土質(zhì)可以輕易挖到5m或更深,但在地下水位較高,而又是砂土或粉土?xí)r,即使挖3m也可能產(chǎn)生塌方事故,所以深基坑工程中對地下水的控制至關(guān)重要。
地下水降水形式很多,主要有疏干、明排、止水降水結(jié)合、減壓降水等。但無論采取哪種降水方法,都應(yīng)該與建設(shè)場地的水文地質(zhì)條件、工程需求相符合,并結(jié)合深基坑本身止水帷幕、地下水補給情況,擇優(yōu)選擇降水方法。
(4)合理制定土方開挖方式
基坑圍護設(shè)計單位應(yīng)針對本工程的特點,對施工單位提出基坑在圍護施工及土方開挖階段的具體要求,如:降水時間、堆土區(qū)范圍、泵車停靠位置、出土通道及土方開挖順序等要求,以保證土方開挖與設(shè)計工況相適應(yīng),確保基坑在開挖施工過程中的安全穩(wěn)定。
(5)深基坑監(jiān)測方案應(yīng)同步設(shè)計
為確保深基坑工程的安全,在基坑支護設(shè)計的同時應(yīng)明確由第三方監(jiān)測單位對基坑工程的整個施工過程進行監(jiān)測,并根據(jù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析結(jié)果對基坑的安全進行評價分析,從而保證基坑工程的施工安全。
2.施工階段
(1)按制定的施工安全專項方案實施,并保證質(zhì)量是確保施工安全的關(guān)鍵
編制合理、科學(xué)、完善的施工安全專項方案并貫徹執(zhí)行是衡量企業(yè)管理水平好壞的重要標(biāo)志,也是施工現(xiàn)場安全管理水平的體現(xiàn),更是保證施工安全、避免傷亡事故發(fā)生的客觀要求。
(2)應(yīng)急措施必須行之有效
深基坑工程施工涉及因素很多,如果對施工過程中突發(fā)因素缺乏考慮,就有可能因事故不能及時解決而造成經(jīng)濟損失,因此制定有效應(yīng)急預(yù)案是非常必要的。
(3)監(jiān)測方案必須結(jié)合實際進行必要調(diào)整
深基坑自身體積大、深度深,周邊地下環(huán)境錯綜復(fù)雜,施工過程中,因土體具有流動性,其受力狀態(tài)時刻變化。因此,每個工程的監(jiān)測內(nèi)容,位置和方法,都要根據(jù)工程實際情況來確定。主要包括對支護結(jié)構(gòu)自身監(jiān)測和周邊環(huán)境監(jiān)測兩部分。監(jiān)測數(shù)據(jù)應(yīng)及時提供給有關(guān)單位,如圍護結(jié)構(gòu)及周邊環(huán)境在開挖過程中的變形與受力特性出現(xiàn)異常,則要重新優(yōu)化設(shè)計,調(diào)整施工參數(shù),以確?;庸こ淌┕ぐ踩?/span>
3.強化各參建方在深基坑施工過程中的安全職責(zé)
(1)建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)向設(shè)計及施工單位提供施工現(xiàn)場及毗鄰區(qū)域內(nèi)供水、排水、供電、供氣、供熱、通信、廣播電視等地下管線資料,氣象和水文觀測資料,相鄰建筑物、構(gòu)筑物及地下工程等有關(guān)資料,并保證資料的真實、準(zhǔn)確、完整。不得將深基坑工程直接發(fā)包,不得明示或暗示施工單位不按審查確定的專項施工方案施工,不得壓縮合理工期和削減施工過程中的監(jiān)測項目
(2)勘察單位應(yīng)當(dāng)按照法律、法規(guī)和工程建設(shè)強制性標(biāo)準(zhǔn)對深基坑工程建設(shè)地域進行勘察,提供的勘察報告,特別是不良的地質(zhì)條件,應(yīng)當(dāng)真實,準(zhǔn)確,滿足邊坡支護設(shè)計及施工需要,并及時做好勘察報告提交后的服務(wù)工作。
(3)設(shè)計單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)地質(zhì)情況、周圍環(huán)境、主體設(shè)計要求和施工條件等進行多方案比較,優(yōu)化設(shè)計。設(shè)計圖紙及文件必須注明支護結(jié)構(gòu)、周邊重要建(構(gòu))筑物、重要管線及周邊土體的控制變形值和支護設(shè)計的有限時限。設(shè)計單位應(yīng)當(dāng)做好技術(shù)交底和工程施工過程的技術(shù)服務(wù)工作,及時解決施工過程中出現(xiàn)的問題。
(4)施工單位應(yīng)嚴格按照規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和審定的專項施工方案組織施工,任何單位和個人不得擅自修改、變更專項施工方案。施工單位應(yīng)加強施工安全技術(shù)管理,做好技術(shù)交底,加強施工現(xiàn)場安全生產(chǎn)文明施工管理,及時了解和分析監(jiān)測信息,對可能出現(xiàn)的險情,制訂相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案,并根據(jù)工程實際情況配備應(yīng)急搶險器材和人員。
(5)監(jiān)測單位應(yīng)當(dāng)根據(jù)勘察報告、設(shè)計文件要求的變形值界限和施工組織設(shè)計等有關(guān)監(jiān)測要求,制定監(jiān)測方案。監(jiān)測單位應(yīng)按規(guī)范及方案要求做好深基坑工程施工期間和周圍環(huán)境的全過程監(jiān)測工作。監(jiān)測單位應(yīng)當(dāng)及時向建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、工程總包單位通報監(jiān)測分析情況,提出合理建議。監(jiān)測采集數(shù)據(jù)已達報警界限時,應(yīng)當(dāng)立即通知各有關(guān)單位采取措施。
(6)監(jiān)理單位應(yīng)當(dāng)依據(jù)《建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范》和《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》的要求,加強對深基坑工程施工過程的監(jiān)理。針對深基坑工程的具體特點,制訂監(jiān)理細則和實施旁站監(jiān)理,嚴格監(jiān)督專項施工方案的實施,督促施工單位質(zhì)量安全保證措施落實到位,及時掌握監(jiān)測數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)問題及時下達整改通知單,出現(xiàn)險情、事故應(yīng)及時報告建設(shè)行政主管部門。
深基坑工程是基礎(chǔ)工程施工中的重點,也是難點。深基坑施工安全決定了整個工程的成敗。正因如此,項目上應(yīng)嚴格落實參建各方主體安全責(zé)任,明確各職能部門在深基坑工程各環(huán)節(jié)的監(jiān)管職責(zé),最大限度地保證深基坑工程的施工安全。
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