京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較及風(fēng)險(xiǎn)管理

李 琳

20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)的高層建筑迅猛發(fā)展,同時(shí),興建了許多大型地下市政設(shè)施、地下商場(chǎng)、地鐵車(chē)站等,多層地下室逐漸增多。北京地區(qū)高層建筑以及城市軌道交通一直處于全國(guó)前端,近幾年環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)發(fā)展中心的提出為京津地區(qū)的城市建設(shè)注入了新的活力。北京、天津雖然相距僅僅200多千米,但是深基坑工程具有明顯的區(qū)別。

基坑支護(hù)工程的設(shè)計(jì)與施工,既要保證整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全,又要控制結(jié)構(gòu)和周?chē)馏w的變形,以保證周?chē)h(huán)境的安全,因此,如何確保基坑工程的安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理是當(dāng)前城市建設(shè)中的一個(gè)非常重要和迫切的問(wèn)題,深基坑工程主要工作內(nèi)容如下:1)基坑工程勘察與周邊環(huán)境調(diào)查。2)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3)基坑開(kāi)挖與支護(hù)施工。4)周邊環(huán)境保護(hù)。5)施工現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。

1 京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較

1.1 北京地區(qū)深基坑工程的發(fā)展現(xiàn)狀

1)北京地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)。北京市地處華北平原的北部邊緣,西部和北部群山環(huán)繞,東南與華北平原相連。北京平原主要由永定河、清河、潮白河等幾條河流沖洪積而成。地質(zhì)條件比較好,地下水位比較低,潛水水位埋深一般都在10 m以下,區(qū)域穩(wěn)定性、場(chǎng)地穩(wěn)定性較好,適宜一些深基坑工程的施工。2)深基坑一般采用的支護(hù)類(lèi)型以及降水。根據(jù)北京地區(qū)的地質(zhì)條件,北京地區(qū)深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)一般采用鉆孔灌注樁、錨桿、錨索結(jié)構(gòu)等來(lái)進(jìn)行施工,其中對(duì)于鉆孔灌注樁插入比控制在0.2～0.3即可滿(mǎn)足基坑強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求。降水一般采取基坑外降水。3)深基坑工程對(duì)周邊環(huán)境的影響。北京地區(qū)的土質(zhì)條件比較好,黏性土的塑性指數(shù)比較低,因此地下水對(duì)土的影響較低,基坑開(kāi)挖降水過(guò)程中對(duì)地面沉降以及周邊建筑(管線)的差異沉降都比較容易控制。

1.2 天津地區(qū)深基坑工程的發(fā)展現(xiàn)狀

1)天津地區(qū)地質(zhì)特點(diǎn)。天津市位于渤海之濱、華北平原東部、海河流域下游,北依燕山,東臨渤海。其地形自西北向東南逐漸降低。北部山區(qū)約占全市總面積的5%,大部分是低于800 m的低山和相對(duì)高度在200 m以下的丘陵。京沈公路以南漸趨平緩。自北向南傾斜,南緣與近代河流沖積平原交接處地勢(shì)相對(duì)低洼,形成洼淀。再向南是遼闊的海河沖積平原,海拔5 m～10 m。2)深基坑一般采用的支護(hù)類(lèi)型以及降水。根據(jù)天津地區(qū)的地質(zhì)條件,天津地區(qū)深基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)一般采用地下連續(xù)墻、SMW工法樁、旋噴或水泥攪拌止水帷幕等來(lái)進(jìn)行施工,其中對(duì)于連續(xù)墻插入比控制在0.7～10之間,其作用不僅是滿(mǎn)足基坑強(qiáng)度及穩(wěn)定性要求,而且保證隔斷承壓水。降水一般采取基坑內(nèi)降水+坑外降水結(jié)合的方式。3)深基坑工程對(duì)周邊環(huán)境的影響。天津地區(qū)的土質(zhì)條件比較差,海積軟土普遍存在于市區(qū)范圍內(nèi),對(duì)水比較敏感,因此基坑開(kāi)挖降水過(guò)程中對(duì)地面沉降以及周邊建筑(管線)的差異沉降都比較大。

1.3 京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較

京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較見(jiàn)表1。

表1 京津地區(qū)深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀比較

1.4 京津地區(qū)深基坑工程風(fēng)險(xiǎn)管理

1)設(shè)計(jì)方案階段。在設(shè)計(jì)方案階段,所有深基坑工程必須到市建科委進(jìn)行深基坑專(zhuān)項(xiàng)審查,由專(zhuān)家來(lái)對(duì)該工程方案的可行性以及存在風(fēng)險(xiǎn)元進(jìn)行處理,確保深基坑工程的支護(hù)結(jié)構(gòu)的合理,減小對(duì)周邊環(huán)境的影響。2)施工階段。除了要求施工單位認(rèn)真按圖施工外,要求施工現(xiàn)場(chǎng)安裝電子設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。其次建設(shè)方必須委托第三方監(jiān)測(cè)單位對(duì)工程進(jìn)行檢測(cè)。3)應(yīng)急措施。深基坑工程建立一套完善的應(yīng)急機(jī)制,一旦出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn),由建設(shè)方、勘察設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工方立即組成一個(gè)應(yīng)急委員會(huì),在現(xiàn)場(chǎng)就工程事故進(jìn)行處理,并組織專(zhuān)家對(duì)工程下一步的實(shí)施方案進(jìn)行分析研究,做到減小損失,及時(shí)處理問(wèn)題。

2 深基坑工程存在的問(wèn)題

1)勘察設(shè)計(jì)階段。a.基坑工程勘察及環(huán)境調(diào)查。有些建設(shè)方因經(jīng)濟(jì)等原因,對(duì)基坑工程勘察不重視,對(duì)周邊建筑物調(diào)查不透,加之勘察市場(chǎng)管理不規(guī)范,在1倍～2倍基坑周邊范圍內(nèi)沒(méi)有按規(guī)范布點(diǎn)勘察,造成勘察報(bào)告質(zhì)量太低,地質(zhì)資料失真,軟土或軟土夾層沒(méi)有查清,參數(shù)不準(zhǔn)確等。設(shè)計(jì)據(jù)此選擇錯(cuò)誤的支護(hù)形式,造成基坑失穩(wěn)。b.基坑工程支護(hù)選型。分析眾多深基坑支護(hù)工程事故發(fā)生的原因,其中最主要的是基坑工程選型不合理,考慮的因素不夠全面。基坑支護(hù)方法較多,為達(dá)到同一目的,可以有多種方法,而每一種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn),有的速度快,有的投資少。c.設(shè)計(jì)參數(shù)取值。土質(zhì)參數(shù)及抗力系數(shù)的選用對(duì)可能遇到的因素等自然因素的影響沒(méi)有考慮強(qiáng)度的降低;對(duì)于基坑加固后的計(jì)算指標(biāo),沒(méi)有根據(jù)實(shí)驗(yàn)和當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定;對(duì)周邊環(huán)境荷載的影響取值不當(dāng)?shù)取.地下水處理。地下水處理包括周邊帷幕設(shè)置和地下承壓水的控制設(shè)計(jì)。由于對(duì)淺層粉土、粉質(zhì)黏土夾粉土互層土的認(rèn)識(shí)不足,對(duì)坑壁不設(shè)置帷幕或設(shè)置帷幕效果不足,導(dǎo)致基坑流水、流土、流砂,邊坡失穩(wěn)、滑移,周邊地面不均勻沉降。

2)施工階段。施工時(shí)沒(méi)有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)審定的方案進(jìn)行。施工時(shí)不嚴(yán)格按設(shè)計(jì)及規(guī)范進(jìn)行施工,噴錨支護(hù)中挖土與設(shè)計(jì)方案不一致,嚴(yán)重時(shí)甚至一挖到底;錨桿不成孔,直接打入一次性花管,注漿效果及錨固效果很差。在施工中偷工減料,施工錨桿長(zhǎng)度擅自減短,嚴(yán)重影響錨固力。帷幕及降水施工中不嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行,垂直度、間距、噴灰量、搭接度、洗井質(zhì)量等控制不嚴(yán),導(dǎo)致帷幕及降水井質(zhì)量效果差,發(fā)生涌水、流砂、突涌現(xiàn)象。

3)監(jiān)測(cè)階段。深基坑工程的安全不僅取決于合理的設(shè)計(jì)、施工,而且取決于貫穿在工程設(shè)計(jì)、施工全過(guò)程的信息化監(jiān)測(cè)。基坑工程在發(fā)生事故前或多或少都有預(yù)兆,基坑工程支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞要經(jīng)歷一個(gè)由量變到質(zhì)變的過(guò)程,通過(guò)信息化施工可以不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,確保基坑開(kāi)挖安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理。目前,通常以施工單位自測(cè)代替第三方監(jiān)測(cè);或設(shè)置少量監(jiān)測(cè)點(diǎn),對(duì)于測(cè)斜、應(yīng)力項(xiàng)目等根本不測(cè)。

4)監(jiān)督管理。首先,深基坑工程質(zhì)量檢驗(yàn)不完善,質(zhì)量檢驗(yàn)、驗(yàn)收無(wú)章可循,給深基坑工程的質(zhì)量監(jiān)督和質(zhì)量評(píng)價(jià)帶來(lái)困難;其次,施工單位違規(guī)行為受到了建設(shè)方的明示與暗示,監(jiān)理單位無(wú)從管理;監(jiān)理人員和政府有關(guān)監(jiān)督管理人員深基坑工程專(zhuān)業(yè)能力和經(jīng)驗(yàn)有限,重要性認(rèn)識(shí)不足,發(fā)現(xiàn)不了質(zhì)量問(wèn)題;第三,某些部門(mén)和人員素質(zhì)不高、執(zhí)法不嚴(yán)、執(zhí)法不公。

3 結(jié)語(yǔ)

1)通過(guò)對(duì)京津兩地區(qū)深基坑發(fā)展現(xiàn)狀的比較,可以看出不同地區(qū)由于地質(zhì)條件的差異,對(duì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)以及降水的影響很明顯,京津地區(qū)地質(zhì)條件具有內(nèi)地平原和沿海地質(zhì)的代表性,可以為類(lèi)似地區(qū)深基坑工程提供一定的借鑒意義。2)深基坑工程相對(duì)于其他類(lèi)型工程具有較高的風(fēng)險(xiǎn)性,因此各地應(yīng)借鑒京津地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)管理辦法根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶攸c(diǎn)制定相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)管理措施來(lái)確保深基坑工程的安全。3)工程監(jiān)測(cè)與信息反饋方面,必須進(jìn)行第三方監(jiān)測(cè)來(lái)確保基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠,并提供給施工、監(jiān)理、設(shè)計(jì)以及建設(shè)方,在監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常的情況下,立即分析原因,及時(shí)處理問(wèn)題,防患于未然。4)各地應(yīng)建立一套完善的處理風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)急機(jī)制,以保證在出現(xiàn)深基坑工程事故的情況下及時(shí)完成搶險(xiǎn)的工作,使各方面的損失減少到最低。

[1] 張杰青.武漢地區(qū)基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀及前瞻性思考[J].城市勘測(cè),2007(2):90-92.

[2] 盧光輝.深基坑工程發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J].西部探礦工程,2006(9):50-53.

[3] 郭曄華,樓迪光,徐菊芳.某廣場(chǎng)深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工[J].山西建筑,2008,34(10):123-124.