上海地區(qū)是典型的軟土地區(qū),大量的土木工程建設(shè)都包括基坑工程施工,尤其是城市化的迅猛發(fā)展,使土地資源變得越稀有奇缺,因此,城市地下空間的開發(fā)利用也越來越收到青睞和重視,“長、大、深、群”的基坑施工也越來越多,但安全問題也是不容忽視的第一要務(wù)。對軟土地區(qū)基坑施工控制的一點(diǎn)認(rèn)識整理如下。
(一)程序上滿足要求。
遵照項目當(dāng)?shù)丶拜爡^(qū)的行政性的管理要求,辦理相應(yīng)的手續(xù),獲得合法的施工活動許可,特別是在一些諸如地鐵保護(hù)區(qū)、鄰近歷史保護(hù)建筑等的環(huán)境敏感性高的區(qū)域內(nèi)的基坑工程,如上海在建的某會展綜合體工程,位于地鐵站上方,項目的實施要獲得上海交港局的同意批復(fù)。
(二)方案審核及備案
基坑工程的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理首先取決于設(shè)計方案,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計單位的資質(zhì)、經(jīng)驗與能力是非常重要的。此外,基坑的設(shè)計方案要經(jīng)過專家的審核。對于超越國家、地區(qū)或行業(yè)的現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范,必須召集業(yè)內(nèi)專家開展超限專題會審;對于達(dá)到一定規(guī)模的基坑,從設(shè)計方案、施工組織設(shè)計、安全專題方案、監(jiān)測方案等方面都要組織專家或?qū)I(yè)委員會進(jìn)行方案的評審。(在上海地區(qū),基坑圍護(hù)設(shè)計方案需要進(jìn)行安全性評價,設(shè)計方案、施工方案、監(jiān)測方案也要專業(yè)的評審,并將最終確定的方案報有關(guān)部門備案。)
(三)基坑施工過程控制
首先, 結(jié)合設(shè)計方案和施工方案中涉及的關(guān)于基坑圍護(hù)工程中國家或地方控制標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求,落實各項施工措施包括圍護(hù)樁墻、止水帷幕、支撐(混凝土或鋼支撐)、挖土流程、降水井的布置和深度等。
其次,注重 圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工控制。圍護(hù)工程測量放線,重點(diǎn)控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)與地下室外墻的間距;基坑圍護(hù)施工設(shè)備及機(jī)具的性能、安全操作;圍護(hù)工程原材檢驗合格;按照圍護(hù)設(shè)計要求進(jìn)行施工控制,保證各項控制指標(biāo)符合設(shè)計要求;同時施工應(yīng)急預(yù)案編制和搶險措施的制定。
第三,土方開挖要在圍護(hù)結(jié)構(gòu)和止水帷幕強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計要求后并具備土方開挖條件時進(jìn)行;嚴(yán)格控制挖土深度、留土坡比、施工順序、出土及運(yùn)輸口位置及路線、工程樁和水平支撐的狀況,圍護(hù)體系的變形狀況、保證土方開挖的合理進(jìn)度;嚴(yán)禁超挖;坑底可預(yù)留20cm原土采用人工挖以減小擾動;如遇到異常情況,如涌水涌砂、遇到障礙物等,要立即通知業(yè)主及參建單位,并應(yīng)暫停挖土或采取預(yù)定的應(yīng)急方案搶險;對多道支撐的基坑進(jìn)行支撐拆除是,要考慮先設(shè)置臨時換撐,在其達(dá)到強(qiáng)度后再拆除既有支撐;支撐的拆除的方式要更具周邊環(huán)境及工程成品保護(hù)的要求來選擇人工或爆破方式,要確保安全。
第四,基坑降水控制。軟土地區(qū)地下水位往往較高,會涉及潛水、微承壓水和承壓水等不同水文條件,根據(jù)基坑所處地層的透水特性,應(yīng)注意降水和開挖的工序配合。地下水是會影響到土層強(qiáng)度,如存在地下水滲流會增大基坑的危險性;對涉及承壓水層時,可能導(dǎo)致基坑突涌,乃至引起基坑失穩(wěn)破壞;因此有效控制基坑降水是非常重要的。降水施工要合理設(shè)置井點(diǎn)降水的口數(shù)、深度和洞徑大;涉及潛水降水時應(yīng)先降水后挖土,控制水位位于開挖面以下0.5m以上;當(dāng)涉及承壓水層降水時,應(yīng)根據(jù)設(shè)計驗算在開挖一定深度后開始降壓抽水,水壓降到安全水位后方能繼續(xù)挖土;應(yīng)通過水位觀測井監(jiān)測水位變化,當(dāng)水位突變時應(yīng)分析原因,同時適時根據(jù)周邊環(huán)境監(jiān)測情況調(diào)整降水措施;當(dāng)涉及坑外承壓水降水時,應(yīng)配備坑外回灌措施;確保降水措施持續(xù)到設(shè)計允許的拆除時間或者持續(xù)到地下室出地面為止;施工挖土中應(yīng)避免挖土機(jī)械碰撞降水井,導(dǎo)致降水井失效;施工要備有抽水電源和抽水設(shè)備。
(四)注重環(huán)境影響,加強(qiáng)過程監(jiān)測
基坑監(jiān)測是定量化周邊環(huán)境變形情況觀察的直接措施,同時也是監(jiān)控基坑自身穩(wěn)定性的有效措施;游恢玫牡刭|(zhì)水文條件、周邊環(huán)境(有無需要保護(hù)的建(構(gòu))筑物、地下管線、地鐵隧道等),這些因素確定了基坑施工中環(huán)保要求等級。基坑監(jiān)測控制的內(nèi)容應(yīng)結(jié)合基坑周邊環(huán)境情況和基坑的安全等級來綜合確定,控制的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)按照設(shè)計相關(guān)要求或者周邊環(huán)境中建構(gòu)筑物、管線或者隧道等主管單位的變形要求來控制。
對于軟土地區(qū)的深基坑其基坑監(jiān)測內(nèi)容包括:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平和豎向變形,坑內(nèi)外地下水位、支撐體系的內(nèi)力、坑內(nèi)回彈(立柱沉降)、坑邊地面或道路的沉降、周邊地埋管線的沉降、周邊房屋的沉降和差異沉降、地鐵隧道變形等情況。有條件時可監(jiān)測圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)的土壓力和水壓力分布等。
基坑監(jiān)測方案中觀測點(diǎn)的數(shù)量、間距和布置位置要滿足規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn);基坑工程監(jiān)測須由專業(yè)的資質(zhì)等級相符的監(jiān)測單位進(jìn)行。監(jiān)測前應(yīng)進(jìn)行兩次初測,確定初始值;基坑開挖期間,應(yīng)確保監(jiān)測頻率與設(shè)計要求或者規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求相一致;定期將監(jiān)測資料反饋給建設(shè)、設(shè)計、監(jiān)理、施工等單位,設(shè)計單位可以根據(jù)監(jiān)測情況進(jìn)行反分析,從而預(yù)估基坑的以后變形情況;監(jiān)測控制標(biāo)準(zhǔn)為累計變形量和日變形量,當(dāng)超過警戒值時,或出現(xiàn)異常情況時應(yīng)加密觀測次數(shù);在超過警戒值時或者變形速率偏快時,要應(yīng)及時組織相關(guān)參建各方會診解決。
基坑工程是一項涉及多種專業(yè)多家單位共同參與的工程,需要各方的密切配合;邮┕ぐ踩枰O(shè)計方案合理、施工質(zhì)量保障、施工流程合理、降水措施和監(jiān)測措施同步等多方面協(xié)調(diào)作用。軟土地區(qū)的深基坑,地質(zhì)水文條件和周邊環(huán)境的復(fù)雜性,更加需要流程中涉及各方的合理管理。