建筑基坑支護(hù)工程安全的影響因素分析

1 建筑基坑支護(hù)工程的現(xiàn)狀

幾年來(lái)隨城市建筑不斷增多，基坑支護(hù)技術(shù)也在不斷完善，許多建筑施工單位在實(shí)踐基礎(chǔ)上積累了很多基坑支護(hù)工程的經(jīng)驗(yàn)，基坑支護(hù)呈現(xiàn)出了新結(jié)構(gòu)、新工藝的不斷涌現(xiàn)。但現(xiàn)在基坑的邊緣距離過(guò)小，給建筑施工帶來(lái)了許多不便，因此，基坑支護(hù)工程需要從支護(hù)技術(shù)方面加大研究，避免在施工過(guò)程中安全事故的發(fā)生。

2 影響建筑基坑支護(hù)工程安全的因素

2.1 支護(hù)設(shè)計(jì)上的不足

(1)對(duì)土體力學(xué)參數(shù)選擇上的失誤。直接影響基坑支護(hù)工程結(jié)構(gòu)安全性的因素是基坑中土壓力的大小，但由于地質(zhì)情況的復(fù)雜，目前在精確計(jì)算土壓力方面還存在很大的上升空間。另外，在選擇土體物理參數(shù)的時(shí)候也面臨復(fù)雜多變的情況，這是由于土體的含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個(gè)參數(shù)在深基坑開(kāi)挖之后會(huì)變成可變值，這大大增加了選擇參數(shù)的難度。

深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)結(jié)果跟選擇的參數(shù)有關(guān)，選擇失誤會(huì)對(duì)結(jié)果產(chǎn)生很大的影響，根據(jù)相關(guān)參數(shù)表明，如果在內(nèi)摩擦角度值僅僅是相差5的情況下，其產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力會(huì)有明顯不同，而原土體的內(nèi)凝聚力與開(kāi)挖后土體的內(nèi)凝聚力也會(huì)呈現(xiàn)出更大更明顯的差別。

(2)設(shè)計(jì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)果與現(xiàn)實(shí)中的受力存在差距。當(dāng)前深基坑支護(hù)的計(jì)算的首選還是按照極限平衡理論的計(jì)算方式計(jì)算出安全系數(shù)，理論上說(shuō)這是絕對(duì)安全的，但是若要考慮到支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力的復(fù)雜多變情況，就會(huì)出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際受力不符的情況。因?yàn)楫吘箻O限平衡理論是基于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的一種靜態(tài)設(shè)計(jì)，但我們知道土體受力卻是動(dòng)態(tài)的，因此土體會(huì)隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而產(chǎn)生變形，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該對(duì)此加以重點(diǎn)考慮。

(3)土體勘察取樣因素。建筑基坑支護(hù)工程在土體取樣時(shí)具有片面性，在建筑基坑支護(hù)工程施工前，必須進(jìn)行土體的取樣與分析，這樣可以找出合理的力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，便于支護(hù)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確設(shè)計(jì)。在建筑基坑支護(hù)工程區(qū)域內(nèi)進(jìn)行土體的取樣，但在土體取樣的過(guò)程中，施工人員為了減少工程經(jīng)費(fèi)的使用，他們會(huì)對(duì)土體進(jìn)行隨機(jī)的取樣，但施工場(chǎng)地的土質(zhì)狀況非常復(fù)雜，施工人員取得的土樣不能全面的反應(yīng)土質(zhì)的真實(shí)情況，因而具有片面性。建筑基坑支護(hù)工程的施工也就不能按照當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況進(jìn)行施工。

(4)開(kāi)挖施工因素。通過(guò)對(duì)一些深基坑的設(shè)計(jì)測(cè)量資料的研究來(lái)看，深基坑的開(kāi)挖是一個(gè)空間的問(wèn)題，基坑周邊向基坑內(nèi)會(huì)發(fā)生水平位移的現(xiàn)象，中間大，兩邊小，因此其失穩(wěn)通常是發(fā)生在長(zhǎng)邊的中間位置的。我們知道，傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算都是按照平面來(lái)處理問(wèn)題的，這種平面的假設(shè)在細(xì)長(zhǎng)條的基坑中比較適用，但是針對(duì)方形或者是長(zhǎng)方形的深基坑便會(huì)顯示出很大的差別性。

3 建筑基坑支護(hù)工程安全措施

3.1 技術(shù)措施

3.1.1 設(shè)計(jì)方面

(1)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算中仍然采用的是傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論和方法，缺乏先進(jìn)的精確的計(jì)算方法。我國(guó)在這方面也存在很大的缺口，缺乏統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算規(guī)范，在計(jì)算土壓力時(shí)采用的依然是庫(kù)倫理論，這樣計(jì)算的結(jié)構(gòu)會(huì)與深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力存在較大差距。在這種情況下，需要設(shè)計(jì)人員轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“結(jié)構(gòu)荷載法”，而應(yīng)該更側(cè)重于以施工監(jiān)測(cè)為主導(dǎo)的信息反饋動(dòng)態(tài)設(shè)汁體系。

(2)建立變形控制的設(shè)計(jì)方法。在進(jìn)行深基坑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，當(dāng)前應(yīng)用最多的依然是極限平衡理論，可以說(shuō)該理論的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)有很高的參考價(jià)值，其設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)能夠極大的滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求，但是卻不能在剛度上滿足要求。因此，建立變形控制的設(shè)計(jì)方法要著重在支護(hù)結(jié)構(gòu)變形的控制標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行研究，以及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)由空間效應(yīng)轉(zhuǎn)化為平面應(yīng)變和地面超載時(shí)的研究和其對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)造成的影響等問(wèn)題上研究。

3.1.2 施工方面

(1)基坑施工中最怕的是有積水，因此基坑土方開(kāi)挖必須采取防水措施?；觾?nèi)設(shè)置排水溝和集水井是比較常見(jiàn)的，及時(shí)的排出的積水可防止地表水滲透入基坑的周圍，造成不良影響。若基坑中有積水，應(yīng)在排水施工完成并達(dá)到預(yù)期要求后再進(jìn)行土方的挖掘。

(2)基坑工程開(kāi)挖為避免長(zhǎng)時(shí)間的暴露應(yīng)該在遵循“自上而下，先撐后挖，分層開(kāi)挖，嚴(yán)禁超挖”的原則下連續(xù)性的施工，在利用錨桿做支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按照設(shè)計(jì)的要求，及時(shí)進(jìn)行錨桿施工且必須等錨桿張拉鎖定后方后才可進(jìn)行下一步的施工開(kāi)挖。

(3)深基坑開(kāi)挖時(shí)應(yīng)該限制或隔離坑頂周圍的振動(dòng)荷載作用，坑邊盡可能的不要堆放建筑材料，如不可避免，可在距離基坑上部邊緣大于2米處堆放，在不超過(guò)設(shè)計(jì)載荷值的情況下，棄土一般不要超過(guò)1.5米高。當(dāng)重型機(jī)構(gòu)在坑邊進(jìn)行作業(yè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置專門的平臺(tái)或深基礎(chǔ)等，若遇到軟土地區(qū)就不宜在坑邊堆置棄土，若是垂直坑壁，堆放建筑材料的邊距還應(yīng)適當(dāng)增大一些，防止坑壁塌落。

(4)基坑開(kāi)挖采用機(jī)械時(shí)，為保證基坑的土體結(jié)構(gòu)保持原狀，應(yīng)由人工對(duì)預(yù)留的150～300mm原土層進(jìn)行修整。并做好挖土機(jī)械，車輛的通道布置，不得在挖土過(guò)程中碰撞圍護(hù)結(jié)構(gòu)，做好機(jī)械上下基坑的坡道支護(hù)。開(kāi)挖按順序完成后，要及時(shí)清底驗(yàn)槽并鋪設(shè)墊層以防長(zhǎng)時(shí)間的曝曬或是雨水浸刷而對(duì)原狀結(jié)構(gòu)造成破壞。如果基底超挖，應(yīng)用素混凝土回填或夯實(shí)回填，使基底土承載性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(5)挖掘機(jī)械工作時(shí)，最大的開(kāi)挖高度和深度不得超過(guò)機(jī)械性能的規(guī)定，土方機(jī)械嚴(yán)禁在離電纜1米距離內(nèi)作業(yè)，機(jī)械運(yùn)行中，嚴(yán)禁接觸轉(zhuǎn)動(dòng)部位或者進(jìn)行檢修。如要修理，必須使其降到最低的位置，并應(yīng)在懸空部位墊上墊土。

(6)基坑周圍應(yīng)設(shè)有護(hù)欄和安全標(biāo)志，嚴(yán)禁從坑底拋扔物體，在坑內(nèi)應(yīng)設(shè)有安全出口，方便人員的進(jìn)出。

3.1.3 勘察方面

對(duì)地質(zhì)情況的掌握，勘察單位應(yīng)及時(shí)的做好工作，準(zhǔn)確的提供完整的地質(zhì)勘察資料文件，包括了對(duì)邊坡的穩(wěn)定計(jì)算，支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)所需的一些關(guān)于巖土技術(shù)的參數(shù)和施工降水情況的參數(shù)等，還包括對(duì)地下水浮力以及水位設(shè)計(jì)的計(jì)算等資料情況。對(duì)軟土性質(zhì)的地基勘察，除了對(duì)它的承載力進(jìn)行了解外，對(duì)它的基坑穩(wěn)定性以及基坑的變形性驗(yàn)算也是很重要的。其次，在軟土基坑開(kāi)挖時(shí)與支護(hù)的穩(wěn)定情況確定，坑底抗隆起的驗(yàn)算及對(duì)積水的抗?jié)B漏情況也都是影響基坑工程的重要參數(shù)。

3.1.4 基坑工程監(jiān)測(cè)方面

基坑工程的監(jiān)測(cè)主要是針對(duì)建筑(構(gòu)建)物的基坑情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)掌握，還包括對(duì)基坑周邊的情況，如對(duì)基坑周邊的構(gòu)建物，道路情況，地下設(shè)施，地下的管線以及地下水體等的情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。基坑工程監(jiān)測(cè)是為了防止在施工中遇到異常情況，而進(jìn)行的一項(xiàng)有效監(jiān)控措施，如遇到大風(fēng)，大雨以及地下水位的漲落等復(fù)雜地質(zhì)情況時(shí)，可加強(qiáng)對(duì)深基坑和周邊環(huán)境的沉降、變形等的觀察，可及時(shí)報(bào)告并采取有效的措施消除事故隱患。這項(xiàng)工作應(yīng)當(dāng)交由有資質(zhì)的正規(guī)單位來(lái)承擔(dān)，監(jiān)測(cè)單位采集的數(shù)據(jù)當(dāng)達(dá)到報(bào)警的界限時(shí)可及時(shí)通知有關(guān)各施工建設(shè)方并采取措施，或提出合理建議。

3.2 管理措施

3.2.1 施工安全管理

深基坑工程的專項(xiàng)施工方案應(yīng)該針對(duì)工程的概況，工程的地質(zhì)水文條件，工程的風(fēng)險(xiǎn)因素的分析，工程的施工方法、工藝流程，實(shí)施監(jiān)測(cè)的要求以及工程的施工安全技術(shù)措施，組織管理措施，工程重點(diǎn)難點(diǎn)的控制等方面入手進(jìn)行調(diào)查。

在設(shè)計(jì)專項(xiàng)施工方案時(shí)，也應(yīng)該滿足以下的要求:(1)針對(duì)有危險(xiǎn)的項(xiàng)目部分應(yīng)據(jù)其危險(xiǎn)的來(lái)源，特征和安全等級(jí)來(lái)具體設(shè)計(jì)實(shí)施安全技術(shù)應(yīng)對(duì)措施，并按照消除，隔離，減弱危險(xiǎn)源的順序來(lái)選擇基坑工程的安全技術(shù)措施;(2)采用并依據(jù)科學(xué)有效，合理的分析方法來(lái)確定安全技術(shù)方案的可行性;(3)設(shè)計(jì)安全技術(shù)措施時(shí)，要明確控制原則以及重點(diǎn)監(jiān)控部位和最低監(jiān)控指標(biāo)要求。

基坑專項(xiàng)方案設(shè)計(jì)好后，在進(jìn)行基坑工程開(kāi)挖前，為保證施工安全，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照方案設(shè)計(jì)的進(jìn)行，對(duì)相關(guān)的毗鄰建筑(構(gòu)建)物以及地下的管線設(shè)施等進(jìn)行專項(xiàng)的防護(hù)措施，避免在施工時(shí)盲目作業(yè)，違章操作等引發(fā)安全隱患。在基坑工程施工完成后，要組織相關(guān)單位來(lái)進(jìn)行驗(yàn)收，把對(duì)基坑的開(kāi)挖，支護(hù)工程情況進(jìn)行有效的驗(yàn)收并把相關(guān)數(shù)據(jù)用書(shū)面形式給出建議后，上報(bào)給主管部門管理備案，工程合格，再進(jìn)行下一步的工程作業(yè)。

3.2.2 對(duì)基坑工程進(jìn)行信息化管理

基坑施工看似簡(jiǎn)單但也有很多復(fù)雜的數(shù)據(jù)，這個(gè)時(shí)候就用到了信息化的管理，對(duì)基坑的各方面進(jìn)行的監(jiān)測(cè)或者其他數(shù)據(jù)參數(shù)的選擇都可以輸入到電腦里，進(jìn)行分析。通過(guò)分析數(shù)據(jù)對(duì)基坑周圍的建筑物情況進(jìn)行掌控，判斷基坑施工的周邊情況，從而根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的第一手信息預(yù)測(cè)下個(gè)階段的工作狀態(tài)，合理安排施工步驟。

4 總結(jié)

城市化現(xiàn)代進(jìn)程的突飛猛進(jìn)也使得建筑業(yè)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，建筑用地的縮小，不得不加大了高層建筑物的突起，其中，關(guān)鍵的一項(xiàng)工程就是建筑基坑支護(hù)的問(wèn)題，它是建筑的根基，決定著建筑的穩(wěn)定性與安全性。因此，很有必要加大對(duì)建筑基坑支護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)與研究，高標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量的完成每項(xiàng)設(shè)計(jì)任務(wù)，才能保證建筑的安全性，打造出一個(gè)舒適，穩(wěn)定又和諧的建筑空間。

[1]何文彪.試述建筑基坑支護(hù)工程安全性影響因素[J].黑龍江科技信息，2011(02).

[2]王培杰.建筑基坑支護(hù)工程安全性影響因素分析[J].民營(yíng)科技，2011(05).

[3]朱加金.試述建筑基坑支護(hù)工程安全性影響因素[J].內(nèi)江科技，2011(06).