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地铁深基坑开挖施工对周边房屋安全的影响分析
摘要:基坑是指为工程需要通过挖掘形成的地下空间,深度为5m或更大的基坑通常称为深基坑。随着城市的快速发展,对高层建筑,大型桥梁和地下工程的需求增加,并且随着开挖深度的增加和施工环境的恶化,超过5m的深基坑也越来越多,深基坑工程的设计和施工要求也越来越高。
关键词:深基坑开挖;房屋安全;影响
引言
在轨道交通深基坑开挖施工过程中,如周边房屋密集,极易对周边房屋安全造成不可逆的影响,因此,地铁深基坑开挖施工对周边房屋安全的影响分析成为新的热点。
1基坑开挖施工方法的选择思路
1)综合考虑基坑尺寸、支护形式、开挖深度等基础条件,遵循分段、分块、对称、均匀的基本原则,经过分析后确定具有可行性的开挖施工工艺流程及在各阶段涉及到的具体作业参数,作为施工的基本指导,例如总体开挖层数、各层的深度、基坑挡墙开挖后的允许暴露时间(尽可能在开挖后随即采取支撑措施,以免因暴露时间过长而影响结构的稳定性)。并基于现场施工条件制定动态管理机制,加大对现场施工条件的监测力度,及时采集数据并予以反馈,据此判断施工情况,利用数据指导后续的工作,针对不足之处做出调整,在循序渐进的模式下,顺利完成开挖作业。2)以前期确定的开挖施工流程及具体参数为依据,由具有资质的施工人员按照该要求开展工作,期间全方位关注施工中的各类影响因素,考虑时空效应,在采取行之有效的控制措施后,营造安全的施工环境,在此前提下高效开挖。若基坑面积较大、周边环境复杂时,较合适的是分层盆式开挖的方法,在其技术思路下,将整个开挖范围划分为多层,首先开挖中间部位并随即设置支撑装置,提高稳定性,在开挖和支撑循环交替的方式下,最终顺利完成整体的开挖,同时构成结构完整、受力稳定可靠的支撑体系。分步开挖时,兼顾施工时间、支撑形式等基础要素,确定具有可行性的控制值,予以有效的控制。而在各类形式的基坑施工中,为最大限度减小土的流变变形量,条件允许时应优先考虑井点降水的方法,优化土性,增强土体的稳定性。
2基坑工程施工产生的主要问题类型
在基坑工程专项方案中,对基坑支护结构安全进行了受力分析和计算,但对支护结构施工、工程桩施工对既有建筑的影响考虑有不足。如基坑范围内分布有吹填砂、粗砂,桩机施工会导致土体强度和刚度发生变化,同时,全年雨量充沛、强对流天气多,土体含水量高会降低基坑及周边土体抗剪强度,这些因素提高了基坑变形甚至坍塌的可能性。在基坑支护设计过程中,充分考虑了岩土地质条件、基坑深度以及周边建筑等影响因素,基坑设计有足够的安全可靠性,且施工过程实施分层分段开挖,开挖后支护结构整体稳定。但由于水土流动、应力重分布及时空效应的影响,周边建筑及道路沉降、周边管线沉降、基坑顶部位移和沉降等监测数据在开挖过程中仍持续变化。此外,砂土渗水能力较强,与相邻江水形成水力联系,排水较困难,基坑常出现积水问题,加大了基坑施工安全风险。基坑施工过程中,大型机械移动、工程车辆出入、土方开挖均是容易产生施工扬尘的重点环节,目前国家高度重视大气污染防治工作,施工扬尘对周边群众的生活健康也产生较大影响。在施工过程中施工单位未能常态化落实施工扬尘防控措施,也受到了居民的投诉反映。深基坑施工过程不可避免地会对周边产生噪声、振动、扬尘等扰民问题。本基坑工程桩机施工过程产生的振动及地面下沉现象导致周边群众反映强烈,对基坑工程的安全性提出了质疑,且问题反复出现,甚至出现桩机侧滑等突出安全问题。人民群众对施工企业安全管理能力产生了质疑,导致施工企业在后续施工中失去群众基础,有关维修赔偿引发的纠纷问题更加突出。群众甚至表示出要求工地停止施工的强烈意愿,多次出现群体信访事件,这对有序进行施工作业产生严重不利影响。
3基坑施工技术
3.1加强现场的监控量测
施工环境复杂,潜在诸多影响因素且普遍具有持续变动的特点,因此在基坑开挖时加强对支护体系及周边环境的监测极具必要性,采用此方法全面掌握现场情况,识别异常部分,做针对性的控制,确保支护结构体系及周边环境的稳定性,创设安全的施工环境。基坑监控量测贯穿于基坑施工始终,应由专员参与,完成各部分的监测与控制工作。①支护结构体系,包含但不限于围护桩、支撑装置、围檩;②基坑周边环境,较为关键的有临近的地层、地下水、既有的房屋建筑及地下管线。在具体的监控量测中,遵循因地制宜的原则,根据支护结构的稳定性要求、已掌握的现场环境信息等确定必要的监控量测项目,再明确相应的工作方法,制定计划,由专员有序推进。通常,基坑检测项目的复杂度较高,桩顶水平位移、桩体变形、支撑轴力、地下水位、建筑物沉降、地面沉降、地下管线沉降等均是重点考虑对象,应全面加强监测,获得多维度的监测信息,尽可能准确地判断基坑状况,进而有效控制。
3.2建筑物侧基坑开挖工序
①在土方开挖前先行施工基坑支护结构及排水设施,待支护结构强度达到安全开挖强度要求后,再自上而下分层分段开挖卸土;②当基坑开挖至坑底设计标高后,及时施工底板垫层、底板以及支撑牛腿;③结构底板、支撑牛腿混凝土强度达到设计强度的80%后及时架设钢支撑,方可继续开挖基坑内剩余土体;④施工剩余底板及地下室侧墙并浇筑出地面,当混凝土强度达到设计强度的80%后方可拆除钢支撑。
3.3相关措施建议
①当深基坑周边存在既有建筑时,要充分考虑各个施工环节基坑支护结构位移变形、机械振动的影响,专项方案要提出预防工程桩、支护桩施工导致周边开裂变形的预防和处理措施。②开工前应提前委托具有资质的相关单位对周边建筑做好房屋安全鉴定,保留好影像资料并履行公证手续,为安全状态判断和后续可能出现的纠纷处理提供证明。③深基坑工程要严格按照相关规定,在施工前做好方案论证交底、安全技术交底、初始监测数据测量等工作,施工过程中要做好第三方监测、检查、分段验收等工作,对基坑工程做到精细化管理。④深基坑监测宜采用实时动态监测。采用能实现数据自动采集、自动预警的信息化监测平台非常有必要,能提高应急处置能力。⑤参建单位在项目前期筹划、施工组织及专项方案设计中,要充分考虑到群众的信访问题是影响项目推进的重要方面,要进一步提高对周边群众信访问题处理的重视程度和敏感性,应提前做好预案。⑥周边有既有建筑的基坑工程事关城市建设安全和城市安全韧性两大课题,企业应牢固树立安全发展理念,坚持以人民为中心的思想,切实做好基坑施工全过程安全管理。
结束语
综上所述,基坑开挖应遵循“分段分层,均匀对称,由上至下,先支撑后开挖,严禁超挖”的原则,符合现行《建筑基坑支护技术规程》中关于基坑支护结构侧向水平位移小于37mm的规定,在基坑开挖过程中,及时反馈监测数据,可有效保证基坑工程的安全。
参考文献
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