三、邊坡保護
(一)基坑邊坡穩定措施’
1.根據土層的物理力學性質確定基坑邊坡坡度,并于不同土層處做成折線形邊坡或留置臺階。
2.必須做好基坑降排水和防洪工作,保持基底和邊坡的干燥。
3.基坑邊坡坡度受到一定限制而采用圍護結構又不太經濟時,可采用坡面土釘、掛金屬網噴混凝土或抹水泥砂漿護面等措施。
4.嚴格禁止在基坑邊坡坡頂1~2m范圍堆放材料、土方和其他重物以及停置或行駛較大的施工機械。
5.基坑開挖過程中,隨挖隨刷邊坡,不得挖反坡。
6.暴露時間較長的基坑,應采取護坡措施。
(=)護坡措施
1.基坑土方開挖時,應按設計要求開挖土方,不得超挖,不得在坡頂隨意堆放土方、材料和設備。在整個基坑開挖和地下工程施工期間,應嚴密監測坡頂位移,隨時分析觀測數據。當邊坡有失穩跡象時,應及時采取削坡、坡頂卸荷、坡腳壓載或其他有效措施。
2.放坡開挖時應及時作好坡腳、坡面的保護措施。常用的保護措施有:
(1)疊放砂包或土袋:用草袋、纖維袋或土工織物袋裝砂(或土),沿坡腳疊放一層或數層,沿坡面疊放一層;
(2)水泥抹面:在人工修平坡面后,用水泥砂漿或細石混凝土抹面,厚度宜為30~50mm,并用水泥砂漿砌筑磚石護坡腳,同時,將坡面水引入基坑排水溝。抹面應預留泄水孔,泄水孔間距不宜大于3~4m;
(3)掛網噴漿或混凝土:在人工修平坡面后,沿坡面掛鋼筋網或鐵絲網,然后噴射水泥砂漿或細石混凝土,厚度宜為50~60mm,坡腳同樣需要處理;
(4)其他措施:包括錨桿噴射混凝土護面、塑料膜或土工織物覆蓋坡面等。
【案例1K41302,2]
1.背景
某市政工程基礎采用明挖基坑施工,基坑挖深為5. 5m,地下水在地面以下1.5m。坑壁采用網噴混凝土加固。基坑附近有高層建筑物及大量地下管線。設計要求每層開挖1. 5m,即進行掛網噴射混凝土加固。某公司承包了該工程,由于在市區,現場場地狹小,項目負責人(經理)決定把鋼材堆放在基坑坑頂附近;為便于出土,把開挖的棄土先堆放在基坑北側坑頂,然后再裝入自卸汽車運出。由于工期緊張,施工單位把每層開挖深度增大為3. Om,以加快基坑挖土加固施工的進度。
在開挖第二層土時,基坑變形量顯著增大,變形發展速率越來越快。隨著開挖深度的增加,坑頂地表面出現許多平行基坑裂縫。但施工單位對此沒有在意,繼續按原方案開挖。當基坑施工至5m深時,基坑出現了明顯的坍塌征兆。項目負責人(經理)決定對基坑進行加固處理,組織人員在坑內搶險,但已經為時過晚,基坑坍塌造成了多人死亡的重大事故,并造成了巨大的經濟損失。
2.問題
(1)按照《建筑基坑支護技術規程》JGJ 120-99,本基坑工程側壁安全等級應屬于哪一級?
(2)本工程基坑應重點監測哪些內容?當出現本工程發生的現象時,監測工作應做哪些調整?
(3)本工程基坑施工時存在哪些重大工程事故隱患?
(4)項目負責人(經理)在本工程施工時犯了哪些重大錯誤?
3.參考答案
(1)問題1
基坑工程具有地域性,許多地區對基坑的分類做了規定。《建筑基坑支護技術規程》JG 120-1999第3.1.3條對基坑側壁安全等級做了如表1K413022所示規定:
本工程基坑周圍有高層建筑和大量地下管線,如果支護結構破壞、土體失穩或過大變形對周邊環境影響很嚴重,因此,基坑側壁安全等級應定為一級。
(2)問題2
基坑開挖卸裁必然引起基坑側壁水平位移,基坑側壁水平位移越大,坑后土體變形越大。過大的側壁水平位移必然會造成建筑物沉降及管線變形。因此,任何環境保護要求高的基坑,側壁水平位移都是監測的重點。
本工程基坑同圍建筑物及地下管線是基坑環境保護的主要內容,其變形也應該是基坑監測的重點。
本工程地下水位在坑底以上,必須采取降水措施。施工時需要監測地下水位,因此,地下水位也應該是監測的重點。
另外,地下水中的承壓水對基坑的危害很大,尤其要注意接近坑底的淺層承壓水對基坑的影響。如果承壓水上面有不透水層,隨著基坑開挖,當承壓水層上部土重不能抵抗承壓水水頭壓力時,基坑坑底會出現突然的隆起,極容易引起基坑事故。如果坑底存在承壓水層時,坑底隆起也是基坑監測的重點內容。但由于基坑開挖施工,直接監測坑底隆起并不容易,可以通過監測埋設在坑底的立柱的上浮來間接監測坑底隆起。
當基坑變形超過有關標準或監測結果變化速率較大時,應加密觀測次數。當有事故征兆時,應連續監測。本工程應加密觀測次數,如果變形發展較快應連續監測。
(3)問題3
本工程施工中存在的重大事故隱患:不按設計要求加大每層開挖深度是引發事故的主要原因之一,基坑設計單位都應該根據其設計時的工況對施工單位的基坑開挖提出要求,不按設計要求施工,在施工時超挖極容易引起基坑事故。在基坑頂大量堆荷是引發基坑事故的另一重要原因,背景介紹未提及考慮這些荷載的安全性設計驗算,因此本工程把大量鋼材及棄土堆集于坑頂也是重大事故隱患。
(4)問題4
對于基坑變形量顯著增大,變形發展速率越來越快現象,施工單位應該對基坑進行搶險,對基坑做必要的加固和卸載;并且應調整設計和施工方案。基坑危險征兆沒有引起注意,仍按原方案施工是施工項目負責人(經理)一大失誤。
當基坑變形急劇增加,基坑已經接近失穩的極限狀態,種種跡象表明基坑即將坍塌時,項目負責人(經理)應以人身安全為第一要務,人員要及早撤離現場。組織人進入基坑內搶險,造成人員傷亡是項目負責人(經理)指揮的一個重大錯誤。
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