深基坑越冬凍害的預(yù)防及處理方案

趙源

摘要：隨著深基坑工程不斷的深入發(fā)展，基于嚴(yán)寒的氣候因素所影響，諸多深基坑需要做好越冬預(yù)防保護(hù)措施。目前，由于人們對(duì)于深基坑風(fēng)險(xiǎn)性的忽視，導(dǎo)致深基坑遭受到嚴(yán)重的凍害，這在一定程度上增加了深基坑的安全風(fēng)險(xiǎn)。本文主要以“朔州大醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目”為例，對(duì)深基坑工程越冬凍害進(jìn)行了論述，同時(shí)分析了關(guān)于預(yù)防及處理凍害的相關(guān)策略。

關(guān)鍵詞：深基坑；越冬凍害；預(yù)防；處理方案

朔州大醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目位于北方地區(qū)，極容易受到嚴(yán)寒天氣所影響，在加上本工程停工時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，基坑經(jīng)過(guò)雨水沖刷較為嚴(yán)重，施工時(shí)間也已進(jìn)入冬天無(wú)法繼續(xù)施工，為保證明年基礎(chǔ)不受凍所以采取覆蓋法進(jìn)行土體保溫，確保施工質(zhì)量。基于目前的現(xiàn)狀的而言，本工程需要做好越冬保護(hù)措施，預(yù)防凍害對(duì)深基坑帶來(lái)的影響。因此，工程項(xiàng)目管理部門(mén)要給予該工程足夠的重視，根據(jù)JGJ/T104-2011建筑工程冬期施工規(guī)程要求，挖掘完成的基槽（坑）應(yīng)采取防止基礎(chǔ)底部受凍的措施，以此來(lái)保護(hù)工程項(xiàng)目不會(huì)受到凍害的影響。

1 土體凍脹作用分析

根據(jù)資料查詢朔州市冬季平均氣溫為-11℃以下，年極端最低氣溫-30℃，每年冬季土體凍結(jié)，次年春季融化，凍土層深達(dá) 1.25m 左右。凍土層中細(xì)粒土壤的水分在冬季負(fù)溫條件下結(jié)成冰晶，使土體膨脹，產(chǎn)生凍脹，從而引起基礎(chǔ)底板的凍脹破壞。土體凍脹性強(qiáng)弱主要根據(jù)工程項(xiàng)目的實(shí)際情況而定，尤其在北方地區(qū)，冬季氣溫較為低下，嚴(yán)寒對(duì)基坑的影響相對(duì)較大。而土體凍脹量會(huì)隨著凍深發(fā)生相應(yīng)的變化，而凍脹性較強(qiáng)的土?xí)黾觾雒浟浚瑢?dǎo)致以下幾種破壞。

（1）樁錨結(jié)構(gòu)：基于本工程的嚴(yán)寒因素所影響，導(dǎo)致凍脹量逐漸增大，致使鋼梁、連接輔板、墊板、以及錨頭等構(gòu)件受力增加，導(dǎo)致其超出了構(gòu)件自身的強(qiáng)度而遭受到的嚴(yán)重的破壞。例如，墊板變形、鋼梁扭曲失穩(wěn)、連接輔板斷裂等問(wèn)題出現(xiàn)。

（2）由于錨桿抗拉力達(dá)到了極限，導(dǎo)致錨桿被拔出而失效。當(dāng)氣候變暖的情況下，錨頭出現(xiàn)松弛的狀態(tài)，甚至與鋼梁出現(xiàn)嚴(yán)重的脫離等現(xiàn)象。而樁間土發(fā)生凍脹后，在一定程度上將會(huì)對(duì)樁間噴護(hù)面帶來(lái)嚴(yán)重的破壞，致使樁間噴護(hù)面出現(xiàn)一些列的損害問(wèn)題。例如，樁間噴護(hù)面出現(xiàn)變形發(fā)生斷裂、樁間噴護(hù)面與樁體發(fā)生嚴(yán)重脫節(jié)等。

（3）支護(hù)周邊環(huán)境凍害：①當(dāng)基坑周邊存在管線的情況下，由于基坑側(cè)壁土凍脹出現(xiàn)側(cè)向位移，促使管線發(fā)生了相應(yīng)的位移，在很大程度上對(duì)管線造成了嚴(yán)重的破壞，導(dǎo)致管線無(wú)法投入正常使用。②基坑周邊存在供暖管線、或者上下水管線的情況下，如若管線位置到基坑的位置，超過(guò)當(dāng)?shù)貙?shí)際的凍深范圍時(shí)。此時(shí)地下管線極容易被凍壞，同時(shí)將對(duì)周邊的管線造成嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致附近的管線難以正常維護(hù)使用。③基于相鄰建筑的情況下，而建筑物距離基坑的距離，在凍深的基本范圍之內(nèi)。由于基坑開(kāi)挖作業(yè)所影響，對(duì)相鄰建筑造成了一定的影響，會(huì)嚴(yán)重影響著相鄰建筑的保溫效果。當(dāng)凍脹量逐漸增加時(shí)，相鄰建筑因受到凍害的影響，在一定程度上導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)變形等問(wèn)題。

2 深基坑越冬凍害預(yù)防措施

工程單位根據(jù)實(shí)際工程越冬維護(hù)需要，成立越冬維護(hù)小組，加強(qiáng)對(duì)工程項(xiàng)目的越冬凍害預(yù)防。相關(guān)負(fù)責(zé)人要加強(qiáng)對(duì)越冬工作的檢查，科學(xué)落實(shí)冬期維護(hù)措施，具體表現(xiàn)在以下幾方面內(nèi)容：①加強(qiáng)對(duì)墊層上的垃圾清理，及時(shí)清除其存在的雜物，確保墊層的整體清潔度。②清除墊層內(nèi)的全部積水，并采用聚苯板對(duì)其進(jìn)行填充，確保填充的整體密實(shí)度。同時(shí)，到集水坑或獨(dú)立基礎(chǔ)采用木方架空后鋪設(shè)聚苯板，以此來(lái)提升其整體質(zhì)量。③預(yù)先鋪設(shè)塑料，在選擇防水防火性能較高的防火布，避免出現(xiàn)發(fā)生火災(zāi)等現(xiàn)象。搭接長(zhǎng)度300mm，防火布帶接觸需使用膠水將其粘結(jié)牢固，防止雪水浸入。④根據(jù)工程需要，需要在防火布位置鋪設(shè)壓蓋土袋，或者以5m為一道的距離鋪設(shè)方木。在實(shí)際的鋪設(shè)過(guò)程當(dāng)中，要有針對(duì)性的選擇測(cè)溫點(diǎn)、定期定時(shí)對(duì)其進(jìn)行溫度測(cè)量，并做好相關(guān)的測(cè)溫記錄，而后分析其所記錄的數(shù)據(jù)，觀察其是否存在凍土現(xiàn)象。

3 深基坑越冬凍害處理方案

（1）基于錨桿結(jié)構(gòu)鋼梁失穩(wěn)而言，此時(shí)需要及時(shí)分段拆解更換，更換后的錨桿將會(huì)重新張拉。如若出現(xiàn)因鋼絞線過(guò)長(zhǎng)等問(wèn)題，導(dǎo)致錨桿無(wú)法進(jìn)行張拉。則需要重新連接鋼絞線，使其能夠達(dá)到張拉的長(zhǎng)度為止。在實(shí)際的操作過(guò)程當(dāng)中，要密切監(jiān)測(cè)基坑的動(dòng)態(tài)變化，確保整體操作的安全性。

（2）錨桿失效：錨桿失效通常無(wú)法被察覺(jué)，需要采用監(jiān)測(cè)錨頭的水平位移的突變對(duì)其作出判斷[2]。如若錨頭發(fā)生位移較為明顯，則說(shuō)明錨桿已經(jīng)失效。通常情況下，錨桿設(shè)置的距離越短，就會(huì)增加錨桿失效的幾率。基于此情況下，工程單位需要根據(jù)實(shí)際情況，在失效錨桿的上下側(cè)位置增補(bǔ)錨桿。

（3）深基坑越冬需要加強(qiáng)對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)力度，如若發(fā)現(xiàn)凍害則需要馬上進(jìn)行處理。由于凍結(jié)后的土體，其整體凍結(jié)強(qiáng)度會(huì)增加，當(dāng)前深基坑頂部的凍結(jié)土形成統(tǒng)一體后，將會(huì)在很大程度上削弱部分主動(dòng)土壓力。而此時(shí)在深基坑的處理相對(duì)較為安全，但是在基坑的處理當(dāng)，要想保證施工人員的安全性，則需要對(duì)整個(gè)處理過(guò)程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)測(cè)。總而言之，當(dāng)基坑出現(xiàn)凍害問(wèn)題時(shí)，需要針對(duì)其問(wèn)題及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施，避免因處理不及時(shí)，增加相鄰構(gòu)件的破壞程度，對(duì)基坑造成嚴(yán)重的損害，增加基坑的風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，由于本工程位于北方高寒地區(qū)，極容易受到嚴(yán)寒所影響。如若不能夠及時(shí)采取有效的越冬保護(hù)措施，則必然會(huì)對(duì)基坑造成嚴(yán)重的破壞，在一定程度上將會(huì)增加基坑的整體安全性。基于此情況下，工程單位要給予深基坑越冬凍害預(yù)防保護(hù)措施足夠的重視，組織專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員，結(jié)合工程的實(shí)際情況，以及工程的所在位置，做好相應(yīng)的凍害預(yù)防措施，從而降低凍害為基坑帶來(lái)的影響。此外，相對(duì)于部分遭受破壞的構(gòu)件而言，工程單位要及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，避免因處理不及時(shí)，處理不到位，而增加了相鄰構(gòu)件的破壞程度，導(dǎo)致基坑的安全風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)增加，為朔州大醫(yī)院建設(shè)項(xiàng)目帶來(lái)不必要的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]董嘉蓮，周松，倪自玉，張旭，王清標(biāo). 嚴(yán)寒地區(qū)樁錨深基坑越冬保溫防護(hù)技術(shù)研究[J]. 建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2018，45（04）：105-106.

[2]汪科迪，孫奇，邢麗麗，龔眾，仲昭盛. 越冬基坑工程防凍措施改進(jìn)研究[J]. 黑龍江科技信息，2016，（06）：265-266.

（作者單位：中鐵三局集團(tuán)建筑安裝工程有限公司）