摘要:隨國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,基坑支護(hù)工程項(xiàng)目也持續(xù)增加,并向大、深發(fā)展。在過(guò)去的施工過(guò)程中出現(xiàn)了很多質(zhì)量事故,由施工質(zhì)量問(wèn)題引起的質(zhì)量事故占了全部的近50%。如何預(yù)防基坑工程施工質(zhì)量問(wèn)題,本文介紹了基坑支護(hù)工程的主要施工技術(shù)和特點(diǎn),在分析施工質(zhì)量問(wèn)題原因的基礎(chǔ)上,提出了主要從組織方式和過(guò)程控制兩個(gè)控制施工質(zhì)量,希望能對(duì)基坑施工質(zhì)量控制有參考作用。
關(guān)鍵詞:基坑支護(hù); 施工; 技術(shù); 質(zhì)量
Abstract: With the rapid economic development, the foundation pit engineering project also continues to increase, and larger and deeper. In the past construction, there are many quality accidents, among which has nearly 50% caused by the construction quality problem. How to prevent quality problems of foundation pit engineering construction is the task of the paper. Therefore, this paper introduces the main construction technology and characteristics of foundation pit engineering, and on the basis of the analysis of the causes of construction quality problem, puts forward the main measures to control the quality from the organization ways and process control, hoping to have reference value for foundation pit construction quality control.
Key words: foundation pit supporting; construction; technology; quality
中圖分類(lèi)號(hào) :TV551.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
1 前言
隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展,城鎮(zhèn)人口迅速增加,根據(jù)《中國(guó)城市發(fā)展報(bào)告(2011)》顯示,2011年,我國(guó)城鎮(zhèn)化率已經(jīng)達(dá)到51.27%,城鎮(zhèn)人口首次超過(guò)農(nóng)村人口,達(dá)到6.9億人,并仍有20年的高速發(fā)展時(shí)期。城鎮(zhèn)人口的迅速膨脹,城市建設(shè)也必然迅速發(fā)展,城市建設(shè)土地成為保貴資源,于是向空中發(fā)展、向地下要空間就成為建設(shè)的趨勢(shì)。目前,深基坑面積越來(lái)越大,例如天津市117大廈基坑面積9.6萬(wàn)m2,上海虹橋綜合交通樞紐工程開(kāi)挖面積達(dá)35萬(wàn)m2;基坑深度也越來(lái)越深,例如天津津塔挖深23.5m,上海世博500kV地下變電站挖深34m。基坑設(shè)計(jì)方案越來(lái)越難,施工技術(shù)水平要求越來(lái)越高。在基坑施工過(guò)程中,因?yàn)楦鞣N原因,出現(xiàn)了一些質(zhì)量事故,2007年建筑研究科學(xué)院對(duì)243個(gè)基坑安全事故進(jìn)行了調(diào)查分析,其結(jié)果見(jiàn)表1。從表1中可以看出,出現(xiàn)事故最多的是施工方面的原因,占了總數(shù)的近50%,這還不包括漏水、較大變形等常規(guī)質(zhì)量問(wèn)題,可見(jiàn),施工質(zhì)量是影響基坑安全至關(guān)重要的因素,應(yīng)引起足夠重視。如何提高基坑施工質(zhì)量管理水平,減少和消除因施工引起的質(zhì)量事故?是一個(gè)值得認(rèn)真探討和總結(jié)的問(wèn)題。
表1 基坑事故原因統(tǒng)計(jì)表
事故原因 |
勘察 |
設(shè)計(jì) |
施工 |
監(jiān)理 |
建設(shè)方 |
規(guī)范 |
出現(xiàn)頻率 |
12 |
124 |
146 |
7 |
20 |
2 |
比例(%) |
3.9 |
39.9 |
46.9 |
2.3 |
6.4 |
0.6 |
2 基坑支護(hù)工程主要施工方法及特點(diǎn)
2.1 基坑支護(hù)工程主要施工方法
國(guó)內(nèi)深基坑支護(hù)型式主要有水泥土重力式擋土墻、復(fù)合土釘墻、排樁和地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu),相應(yīng)的施工方法有深層攪拌法、高壓旋噴法、混凝土灌注樁、地下連續(xù)墻等。支撐結(jié)構(gòu)主要有內(nèi)支撐法、土釘和錨索(桿)。這些施工方法分別有自己的適用條件,可根據(jù)工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、周邊環(huán)境、開(kāi)挖深度、施工季節(jié)等條件選擇使用。
(1)深層攪拌法。深層攪拌法是通過(guò)攪拌頭強(qiáng)制將軟土和水泥漿攪拌在一起,水泥固化后形成一定強(qiáng)度的樁體。在基坑中常單獨(dú)作為基坑的止水帷幕,也作為重力式擋土墻的擋土結(jié)構(gòu)。目前,深層攪拌法適用于一般軟土地層,具有速度快、經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)。主要施工方法有兩軸攪拌法和三軸攪拌法。
(2)高壓旋噴法。高壓旋噴法是通過(guò)高速?lài)娚淞鱽?lái)切割土體并使水泥與土攪拌混合,形成水泥土體加固的方法。旋噴樁在基坑中的應(yīng)用主要為基坑的止水帷幕,還可以作為重力式擋墻的擋土結(jié)構(gòu)或在旋噴樁中插入型鋼的樁體。高壓旋噴法適用于粗顆粒砂礫性土,也可適用于黏性土等各種土質(zhì),現(xiàn)在主要應(yīng)用兩管法和三管法。
(3)混凝土灌注樁施工。使用適宜的鉆機(jī),采用泥漿護(hù)壁預(yù)先鉆出一定直徑的孔,然后采用導(dǎo)管法澆筑高流態(tài)混凝土,形成混凝土樁體的施工方法。樁基在基坑中常用作擋土結(jié)構(gòu),還可以咬合樁的形式止水和擋土。混凝土灌注樁適于各種地層。由于基坑工程均位于繁華鬧市區(qū),排漿比較困難,所以主要施工方法為旋挖法。
(4)地下連續(xù)墻施工。地下連續(xù)墻是在松散透水地基中以泥漿固壁連續(xù)造孔成槽,在泥漿下澆筑混凝土起防滲作用的地下連續(xù)墻,也可在槽中下設(shè)鋼筋網(wǎng)片,形成具有防滲和擋土雙重功能的地下連續(xù)墻。地下連續(xù)墻施工技術(shù)復(fù)雜,成本較高,因此在基坑很深(超過(guò)10m)、或鄰近區(qū)域建筑物保護(hù)或基坑變形要求較高、或基坑對(duì)防滲要求較高時(shí),才使用地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻一般地層均能適用。施工方法以抓斗和雙輪銑為主。
(5)錨桿(索)施工。錨桿(索)是將受拉桿(索)的一端(錨固段)固定在穩(wěn)定地層中,另一端與工程構(gòu)筑物相聯(lián)結(jié),用以承受由于土壓力、水壓力等施加于構(gòu)筑物的推力,從而利用地層的錨固力保持構(gòu)筑物的穩(wěn)定。錨桿(索)鉆孔一般采用錨桿鉆機(jī)跟管鉆進(jìn)方法,注漿采用二次高壓注漿工藝可大大提高土層錨桿(索)的錨固力。
2.2 基坑支護(hù)工程施工特點(diǎn)
基坑支護(hù)工程是地下工程,與地面工程比較主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)
(1) 技術(shù)復(fù)雜,對(duì)承包商要求高。基坑支護(hù)工程一般為綜合性項(xiàng)目,要求承包商不僅要有施工方面的能力和經(jīng)驗(yàn),還要對(duì)設(shè)計(jì)有一定的了解;從事基坑支護(hù)施工的工程師必須具有一定的巖土工程知識(shí),還要有結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)。另外基坑支護(hù)工程施工方法與地質(zhì)和水文地質(zhì)條件息息相關(guān),而地質(zhì)勘察很難做到精確掌握,施工過(guò)程中針對(duì)地質(zhì)條件變化及時(shí)向設(shè)計(jì)進(jìn)行反饋,提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施,也是對(duì)承包商的要求。總之基坑支護(hù)工程對(duì)承包商的能力有很高的要求。
(2) 前期工作重要。基坑工程前期工作主要有地質(zhì)勘察和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查工作。地質(zhì)勘察主要弄清基坑地質(zhì)條件和水文地質(zhì)條件,是基坑支護(hù)方案的決定因素;現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查是要弄清楚施工場(chǎng)地情況、地下管線、基坑周?chē)慕ㄖ锴闆r及對(duì)基坑支護(hù)的要求,也是決定基坑支護(hù)方案的重要影響因素,因此前期工作做越細(xì)致越徹底,后面施工才能越安全、越順利。
(3) 施工過(guò)程質(zhì)量控制重要。基坑支護(hù)工程大多為隱蔽工程,由于不能在直視條件下施工,工程完成以后難以進(jìn)行直觀的質(zhì)量檢查和評(píng)定,其質(zhì)量缺陷在運(yùn)行使用階段方能暴露出來(lái),而且一旦發(fā)生質(zhì)量缺陷或事故,返工修補(bǔ)十分困難。因此支護(hù)工程施工應(yīng)當(dāng)特別重視施工過(guò)程的質(zhì)量檢查和控制,以施工過(guò)程質(zhì)量保證工程產(chǎn)品質(zhì)量。
(4) 施工場(chǎng)地小,施工布置不易。基坑工程一般場(chǎng)地狹小,施工邊線距離紅線近,施工機(jī)械的擺放及施工布置困難,有時(shí)甚至不得不改變施工工藝。
(5) 環(huán)境保護(hù)重要。由于基坑支護(hù)工程均位于繁華鬧市區(qū),而支護(hù)工程施工排棄的廢水、廢渣很多,施工噪聲很大,有時(shí)臨近建筑物的震動(dòng)也大,因此應(yīng)注意采取必要的環(huán)保措施。
3 主要施工質(zhì)量問(wèn)題及原因分析
3.1 主要施工質(zhì)量問(wèn)題
基坑支護(hù)工程中,與施工有關(guān)的質(zhì)量問(wèn)題主要有:
3.1.1坑壁漏水。這是基坑支護(hù)工程最常見(jiàn)的質(zhì)量問(wèn)題,主要表現(xiàn)在開(kāi)挖過(guò)程中,坑壁局部有地下水漏出,造成基坑開(kāi)挖困難,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)涌砂現(xiàn)象,容易導(dǎo)致周邊地基下沉,威脅周邊建筑物或其它設(shè)施的安全。出現(xiàn)漏水問(wèn)題主要與施工方法和施工工藝有關(guān),具體原因分析見(jiàn)表2。
表2 坑壁漏水原因分析
序號(hào) |
施工方法 |
漏水原因 |
1 |
深層攪拌法 |
(1)噴漿管堵塞,未能發(fā)現(xiàn);
(2)由于孔斜,造成接頭縫隙。 |
2 |
高壓噴射法 |
(1)樁徑小,樁與樁未能搭接;
(2)孔斜大,接縫處漏水
(3)地層中有大的障礙物,噴射范圍受限制。 |
3 |
排樁法 |
(1)斷樁;
(2)樁與樁之間未搭接,出現(xiàn)縫隙。 |
4 |
地下連續(xù)墻 |
(1)墻身裹沙或夾泥;
(2)接頭刷洗不凈或夾泥。 |
3.1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)局部變形過(guò)大。基坑開(kāi)挖時(shí),支護(hù)結(jié)構(gòu)局部出現(xiàn)超過(guò)設(shè)計(jì)允許值的變形,輕者影響周邊環(huán)境,嚴(yán)重時(shí)甚至導(dǎo)致周邊建筑物損壞。主要原因是墻身強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,導(dǎo)致承載能力降低,或錨桿(索)拉力未達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3.1.3 基底涌水涌砂。基坑開(kāi)挖過(guò)程中,基底出現(xiàn)涌水或涌砂,輕者影響基坑開(kāi)挖,嚴(yán)重者導(dǎo)致基坑重做止水。主要原因是止水帷幕有缺陷,或是止水帷幕深度未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
3.2 施工質(zhì)量問(wèn)題產(chǎn)生原因
(1) 承包商經(jīng)驗(yàn)不足。只能按設(shè)計(jì)施工,而不能實(shí)時(shí)驗(yàn)證設(shè)計(jì)合理性及適應(yīng)性;另外在發(fā)生突發(fā)事件時(shí),不能及時(shí)采取有效的辦法防止事故的發(fā)生。
(2) 質(zhì)量管理體系不健全或運(yùn)行不暢。承包商質(zhì)量管理部門(mén)設(shè)置不全,或有名無(wú)實(shí),制定的質(zhì)量檢查與控制措施不能準(zhǔn)確及時(shí)的下達(dá)到施工作業(yè)層、施工作業(yè)層的反饋意見(jiàn)也不能及時(shí)提供給管理層,形成管理與施工兩張皮情況。
(3) 過(guò)程控制不嚴(yán)格。表現(xiàn)在不認(rèn)真執(zhí)行施工工藝及工序檢查,隨意放松質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。施工中遇到異常情況也不加以追究,得過(guò)且過(guò)。
(4) 承包商偷工減料。由于承包單價(jià)過(guò)低,承包商在利益驅(qū)使下,使用非標(biāo)或不合格的材料,施工中減少材料用量或減少施工工序。
4 施工質(zhì)量管理措施
基坑支護(hù)工程重要性根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》可分為一、二、三級(jí),但在實(shí)際工程中,基坑坍塌事故,甚至過(guò)大的變形均會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失,甚至是不可彌補(bǔ)的重大損失,因此要從選擇施工隊(duì)伍開(kāi)始制定質(zhì)量管理措施、并貫穿于整個(gè)施工過(guò)程,才能最大限度的減少和避免發(fā)生施工質(zhì)量事故。
4.1 精選承包商
通過(guò)考察和投標(biāo),選擇在基坑處理方面施工能力強(qiáng)、信譽(yù)好、有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的承包商,并要求組織強(qiáng)有力的項(xiàng)目部班子和基層作業(yè)隊(duì)伍,在施工過(guò)程中盡量避免承包商替換項(xiàng)目經(jīng)理和關(guān)鍵技術(shù)人員,使承包商自始至終保持充足的施工能力和良好的技術(shù)狀態(tài)。良好的承包商是保證基坑支護(hù)工程施工質(zhì)量最基本的條件。
4.2 建立建全質(zhì)量保證體系,。
建立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長(zhǎng)的質(zhì)量領(lǐng)導(dǎo)小組,下設(shè)質(zhì)量工程師、質(zhì)檢員、班組四級(jí)質(zhì)檢機(jī)構(gòu),并定期召開(kāi)質(zhì)檢工作會(huì),檢查質(zhì)量體系運(yùn)行情況,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正體系運(yùn)行中的不正常情況,確保確保全員、全過(guò)程、全方位質(zhì)量管理。
4.3 嚴(yán)格執(zhí)行上崗培訓(xùn)和持證上崗制度
施工開(kāi)始前,組織全體施工人員學(xué)習(xí)與工程有關(guān)的施工規(guī)范、規(guī)程和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),要求所有施工人員了解工程特點(diǎn),熟悉施工的程序和質(zhì)量要求,掌握易產(chǎn)生質(zhì)量隱患的重要工序及重要環(huán)節(jié),培訓(xùn)結(jié)束組織考核,合格人員才能持證上崗。
4.4 原材料檢查
用于基坑工程的各種原材料,水泥、鋼材等,應(yīng)按各自的檢查標(biāo)準(zhǔn)和頻次進(jìn)行檢查,檢查合格方可使用,嚴(yán)格禁止不合格材料用于主體工程。
4.5 嚴(yán)格控制施工過(guò)程
由于基坑支護(hù)工程屬于隱蔽工程,施工過(guò)程和工序控制是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵,必須嚴(yán)格執(zhí)行。基坑支護(hù)工程有不同的施工方法,相對(duì)應(yīng)的工序檢查內(nèi)容和要求也不相同,下面介紹主要施工方法的工序檢查和質(zhì)量控制。
(1) 深層攪拌法過(guò)程主要控制因素。①樁位偏差;②鉆頭直徑及機(jī)架垂直偏差;③攪拌軸下沉、提升速度及轉(zhuǎn)速;④水泥漿比重及摻入量;⑤攪拌樁深度。
(2) 高壓旋噴施工法主要控制因素。①孔位偏差;②水的壓力與流量;③空氣壓力與流量④水泥漿壓力、流量、密度及孔口回漿密度;⑤提升速度;⑥旋(擺)速度;⑦孔深。
(3) 混凝土灌注樁主要控制因素。①孔位偏差;②孔深、孔徑與孔形;③鉆孔偏斜率;④鋼筋籠加工質(zhì)量;⑤混凝土質(zhì)量;⑥清孔質(zhì)量;⑦混凝土上升速度及導(dǎo)管埋深。
(4) 地下連續(xù)墻主要控制因素。①孔位偏差;③孔深與鉆孔偏斜率;④鋼筋籠加工質(zhì)量;⑤混凝土質(zhì)量;⑥清孔質(zhì)量;⑦混凝土上升速度及導(dǎo)管埋深。
(5) 錨桿(索)施工主要控制因素。①孔位偏差;③孔向、孔深與鉆孔偏斜率;④錨桿(索)質(zhì)量;⑤錨桿(索)下設(shè);⑥一次注漿;⑦錨桿(索)墊座;⑧二次注漿;⑨張拉及鎖定。
4.6 重視質(zhì)量檢查
雖然開(kāi)挖過(guò)程和結(jié)果是對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的最徹底的檢驗(yàn),但是在基坑開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題往往會(huì)影響開(kāi)挖進(jìn)度,處理起來(lái)也相對(duì)困難,而且有時(shí)也會(huì)危及基坑或周?chē)ㄖ锏陌踩R虼耍诨又ёo(hù)工程完成后,應(yīng)根據(jù)規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行全面細(xì)致的檢查,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取補(bǔ)救措施,也是避免基坑出現(xiàn)質(zhì)量事故的重要手段。
4.7 合理的確定施工價(jià)格
承包商承包一項(xiàng)工程,其主要目的是通過(guò)工程獲得一定利潤(rùn)。如果工程價(jià)格太低,甚至于低于工程成本,那么承包商為了獲得利潤(rùn)甚至于不出現(xiàn)虧損,有可能鋌而走險(xiǎn),使用不合格材料,甚至于減少材料使用量,或放松施工工序的控制,甚至于減掉某些程序,這些可能會(huì)給工程造成不可彌補(bǔ)的損失,甚至于工程失事。因此確定合理的承包價(jià)格,讓承包商取得合理利潤(rùn),對(duì)預(yù)防惡性事故的發(fā)生,也是基坑安全施工必要的前題條件。
5 結(jié)論
基坑支護(hù)工程是綜合性施工項(xiàng)目,施工技術(shù)比較復(fù)雜,與地上工程相比,有非常突出的特點(diǎn)。在過(guò)去的施工中,50%的基坑坍塌事故由施工質(zhì)量問(wèn)題引起。但是基坑工程施工質(zhì)量并非不可控制,通過(guò)精選有實(shí)力、有信譽(yù)、經(jīng)驗(yàn)豐富的施工隊(duì)伍,建立完善的質(zhì)量管理體系,嚴(yán)格施工過(guò)程質(zhì)量控制,工程施工質(zhì)量還是可以保證的。
參考文獻(xiàn)
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