建筑深基坑工程施工安全技术Word文件下载.docx
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设计方法不断进步
④
管理制度不断完善
⑤
标准化工作的开展
2、深基坑工程的现状具体表现为以下四个特点:
①深基坑离周边建筑距离越来越近
由于城市的改造与开发,特别是在中心城区,基坑四周往往紧贴各种重要的建筑物,如轨道交通设施、地下管线、隧道、历史保护建筑、老式居民住宅、大型建筑物等,在上海陆家嘴,上海金茂大厦、上海金融中心和“上海中心”大厦三幢超高层建筑紧靠在一起,如设计或施工不当,均会对周边建筑造成不利影响。
②深基坑工程越来越深
随着地下空间的开发利用,基坑越来越深,对设计理论与施工技术都提出了更严格的要求。
如:
无锡恒隆广场基坑埋深近27m,
上海中心深基坑达31m,均已挖到了承压水层。
宁波嘉和中心二期项目深基坑,平均开挖深度为18.3m,最大挖深为25.9m,整体为三层地下室布局,局部有夹层。
基坑的规模与尺寸越来越大
上海招商银行信用卡中心工程基坑面积达81000m2,
无锡恒隆广场基坑面积35000m2。
2008年8月建成的上海金融中心大厦,建筑面积
38.1万㎡,地上101层,高492米,地下3层,埋深21.89米,地下面积7.85万平米。
已于2013年7月封顶的“上海中心”大厦,
建筑面积57.4万平方米,总高度632米、地上124层,地上建筑面积约41万平方米,地下5层,埋深31米,地下面积16.4万平米,建成后将成为我国最高、最深的超高层建筑。
这类基坑在支护结构的设计、施工中,特别是支撑系统的布置、围护墙的位移及坑底隆起的控制均有相当的难度。
施工场地越来越紧凑
市区大规模的改造与开发,其中不少以土地出让形式吸引外资、内资开发,为充分利用土地资源,常要求建筑物地下室做足红线。
场地可用空间狭小,大大的增加了施工难度,这必须通过有效的资源整合才能顺利实现。
基坑工程技术,包括设计、施工、设备及安装等技术,也随着地下空间的面积和埋深的增加而日趋提高,相应的,基坑工程施工安全技术的重要性也日趋显现,特别是深基坑工程的施工安全技术越显重要。
(二)深基坑工程存在的问题
深基坑工程存在的安全质量问题类型很多,成因也较为复杂。
在水土压力作用下,支护结构可能发生破坏,支护结构型式不同,破坏形式也有差异。
渗水可能引起流土、流砂、突涌,造成地基与基坑的破坏。
围护结构变形过大及地下水流失,引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。
深基坑工程事故形式可分为以下三类:
1、基坑周边环境破坏
2、深基坑支护体系破坏
3、土体渗透破坏
最主要的问题是,
1、对深基坑工程施工安全技术,没有统一的认识,没有统一的标准规范,
2、建设各方对深基坑工程施工安全技术不够重视,
3、深基坑工程安全事故时有发生,甚至造成重大伤亡事故,给国家或有关单位造成重大财产损失和人员伤亡。
(三)存在问题的解决措施
1、领导重视,制订深基坑工程施工安全技术标准规范;
──已实现
2、加强对《建筑深基坑工程施工安全技术规范》的宣传贯彻,提高建设各方对深基坑工程施工安全的重视程度,保障《规范》得到贯彻落实。
3、严格贯彻实施《建筑深基坑工程施工安全技术规范》,采取必要的各项措施,严格控制深基坑工程施工全过程的危险源和一切不安全因素,避免甚至杜绝事故的发生。
二、《建筑深基坑工程施工安全技术规范》制订背景、
依据、调研过程及意义
(一)《建筑深基坑工程施工安全技术规范》的制订背景
1、改革开放以来,我国城市建设取得了举世瞩目的成就,
(1)工程施工技术也取得很大进步与提高。
(2)、随着高层建(构)筑越来越多,越来越高,越来越大,
(3)、地下部分所占空间也越来越大,埋置深度越来越深,基坑的开挖面积已达数万平方米,甚至几十万平方米,深度20m左右的已属常见,最深已超过30m。
2、基坑工程施工安全技术的重要性也日趋显现,特别是深基坑工程的施工安全技术越显重要。
(1)深基坑工程的施工安全技术,没有统一的的认识和意见,没有统一的标准予以规范,
(2)建设各方对深基坑工程施工安全技术也不够重视,特别是投资方片面节省投资,基坑工程存在严重隐患;
深基坑工程的施工安全事故时有发生,有的甚至造成重大伤亡事故,给国家或有关单位造成重大财产损失和人员伤亡。
(二)《建筑深基坑工程施工安全技术规范》的制订依据
住房和城乡建设部于2009年开始把《建筑施工深基坑工程安全技术规范》纳入制订计划;
2011年初发布了“关于印发《2011年工程建设标准规范制订、修订计划的通知》”(建标[2011J17号)文件,《建筑施工深基坑工程安全技术规范》列入编制计划(文件第30页第120项),由上海星宇建设集团有限公司与郑州大学为主编单位,后经申报批准改名为《建筑深基坑工程施工安全技术规范》。
(三)《建筑深基坑工程施工安全技术规范》的编制过程
《建筑深基坑工程施工安全技术规范》编制组于2011年5月10日在郑州召开规范编制组成立暨第一次工作会议,并先后在上海、浙江诸暨、大连、杭州等地5次召开规范编制组全体工作会议,期间专家们根据各自分工进行调研和撰写初稿,由主编负责汇总整理,在工作会议上组织讨论,统一认识,进行修改补充。
经过初稿、征求意见稿、送审稿,在征求全国建筑界,特别是地基基础专家的意见基础上,经过反复斟酌、修改、完善,经过全体编制组成员2年多的努力,于2013年5月完成报批稿,2013年10月由住房和城乡建设部批准颁布,2014年4月1日起实施。
2012年5月形成征求意见稿、2013年1月形成送审稿,
2013年1月25日,送审稿在北京通过了住房和城乡建设部组织的审查。
2013年5月形成了报批稿,报批稿、条文说明和强制性条文报送安全标委会和强条委审查。
2013年7月根据安全标委会和强条委的审查批复,稍作了修改,报批稿正文和条文说明及强制性条文报送标准定额司
(四)《建筑深基坑工程施工安全技术规范》的指导意义
《建筑深基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013将于2014年4月1日正式实施,这是我国工程建设施工企业的一件大事,是建筑深基坑工程施工安全技术发展史上的一件大事。
《建筑深基坑工程施工安全技术规范》可能不尽完善,但毕竟有了一部深基
坑工程施工安全技术方面的规范,可以指导施工,使施工安全技术有章可循。
相信《建筑深基坑工程施工安全技术规范》会随着新技术、新工艺、新材料、
新设备的不断踊现,经过几年的实践检验,发现许多不足,通过修订,使本规范日臻完善。
三、《建筑深基坑工程施工安全技术规范》主要内容及筒解
(一)《规范》共11章271条
1
总则4条;
2
术语15条;
3
基本规定8条;
4
施工环境调查10条;
5
施工安全专项方案23条;
6
支护结构施工82条;
7
地下水与地表水控制条38;
8
土石方开挖22条;
9
特殊性土基坑工程24条;
10
检查与监测22条;
11
使用与维护23条。
(二)《规范》主要内容包括
1、深基坑工程施工全过程的安全技术,包括从施工环境调查,到施工安全专项方案编制、支护结构施工、降排水、土石方开挖、检查与监测,直到基坑的使用与维护的安全技术方面内容;
2、地域范围覆盖全国,包括一般正常固结土、膨胀岩土、受冻融影响的土、湿陷性黄土、软土、岩土等各种地基土质的基坑。
(三)其中主要施工过程的有三个方面
1、支护结构施工包括:
土钉墙支护、重力式水泥土墙、地下连续墙、灌注桩排桩围护墙、板桩围护墙、型钢水泥土搅拌墙、沉井、内支撑、土层锚杆、逆作法、坑内土体加固等各种支护型式。
2、地下水与地表水控制包括:
降排水:
明排水(排水沟和集水井)、管井降水、轻型井点降水、真空降水管井;
截水帷幕:
水泥土截水帷幕、注浆法帷幕、三轴水泥土搅拌桩截水帷幕、钢板桩截水帷幕、钻孔咬合桩、冻结法截水帷幕;
回灌;
环境影响预测与预防。
3、土石方开挖包括:
无内支撑的基坑开挖、有内支撑的基坑开挖、土石方开挖与爆破等各种基坑开挖型式。
(四)《规范》对深基坑工程的施工安全技术作了明确规定
《规范》总则对本规范的编制原则、适用范围、实施要求和符合相关规范的原则作了规定。
1、基坑周边环境安全与基坑工程安全具有同等重要性,需对深基坑工程的施工安全技术进行规范
由于深基坑工程大部分在位于中心城区,基坑周边建(构)筑物较多,且有不少历史保护建筑或老式居民住宅,基坑周边地下市政设施、管线密布,有的基坑紧邻地铁、隧道。
为保证深基坑及周边环境安全,要求对涉及深基坑工程的现场环境调查、施工安全专项方案、现场施工、安全监测、周边环境保护、基坑的使用与维护等各个方面的安全技术作出规定,以适应当前建设的需要。
2、本规范适用于开挖深度大于或等于5m的建筑深基坑工程的施工安全技术、安全使用与维护管理。
根据目前的习惯划分,本规范适用范围为基坑深度在5m及以上的基坑、基坑深度虽不足5m但地质状况或周边环境较差的基坑。
本规范不限定基坑深度的上限,是基于随着科学技术的进步,高层建筑(构)物的高度和深度会逐步提高或加深的考虑。
深基坑工程是复杂、变化的系统工程,是含有一定经验性的工程技术,因此深基坑工程的现场环境调查、施工组织设计、现场施工、安全监测、周边环境保护应当充分重视以往的经验,做到施工方案合理,技术措施周密,检查和监测手段齐全,切实保障深基坑工程安全。
3、建筑深基坑工程应根据深基坑及其周边的工程地质条件、水文地质条件、周边环境保护要求、支护结构类型及使用年限、施工工期等因素,结合地区经验制定施工安全技术措施和安全应急预案。
中国幅员辽阔,建设工程的基坑涉及的工程地质、水文地质条件差别较大,在深基坑工程的现场环境调查、安全专项施工方案、现场施工(包括:
围护与支撑结构的施工、降排水、土方开挖等)、安全监测、周边环境保护、基坑的使用与维护时应根据深基坑工程的安全等级和环境保护等级,选择适当的围护与支撑结构型式与施工方法、降排水方式、土方开挖及检测与监测方案,确保深基坑工程使用安全和周边环境安全。
4、本《规范》既涵盖了现场环境调查、施工安全专项方案、现场施工、检查与监测、使用与维护等专业,又涉及软土、膨胀土、可能发生冻胀、高灵敏度土等地基,除遵守本规范外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
《建筑地基基础设计规范》GB50007、
《混凝土结构设计规范》GB50010
《岩土工程勘察规范》GB50021
《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202、
《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497、
《建筑桩基技术规范》JGJ94
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120、
《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》JGJ167
《建筑施工土石方工程安全技术规范》
JGJ180等规范规程,形成基坑工程系列的技术标准,除强调自身的完整性外,力图对上述标准在考虑施工安全与技术措施方面的缺憾做出补充与完善,使之具有较强的可操作性和较好的适用性。
(五)《规范》的颁布是对深基坑工程施工安全技术的总结和提高
《规范》作为建筑深基坑工程施工安全技术的标准规范,是在总结我国20多年来高层建筑深基坑工程施工安全技术经验和《建筑基坑支护技术规程》JGJ120、《建筑施工土石方工程安全技术规范》
JGJ180等有关规范的基础上,针对当前建筑深基坑工程施工安全状况及存在问题,编制了本《规范》,以指导全国建筑深基坑工程施工,使深基坑工程施工安全状况得到改善。
本《规范》的逐步推广和应用,将有效地提高施工企业,特别是基础工程施工企业的深基坑工程施工安全技术与管理,逐步提高企业在深基坑工程的现场环境调查、安全专项施工方案、现场施工(包括支护结构施工、降排水施工、土石方开挖施工等)、安全监测、周边环境保护、基坑的使用与维护等方面的技术与管理。
本《规范》的编制,是在《建筑基坑支护技术规程》JGJ120、《建筑施工土石方工程安全技术规范》
JGJ180的基础上进行的,遵循了下列原则:
1、《规范》紧密结合当前我国已发布的建设施工的各项标准规范的要求,以便通过本《规范》的实施,推动建筑施工安全风险的有效控制,改善深基坑工程施工和周边环境的安全状况,减少安全伤亡事故。
2、《规范》的编制是以“安全”角度出发,仅限于建筑深基坑工程施工安全技术的与管理,从安全风险控制的角度,全面覆盖深基坑工程施工全过程。
3、《规范》是对建筑深基坑工程施工安全技术的基本要求,并不是深基坑工程施工安全技术的最高要求。
因此在执行本《规范》的同时,鼓励企业根据施工实际的需要,进行技术创新,不断提高安全施工能力和技术水平。
四、深基坑工程基本要求
按照国家住房和城乡建设部《危险性较大的分项分部工程安全管理办法》规定:
深基坑工程是指
“
(一)开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。
(二)开挖深度虽未超过5m,但地质条件、周边环境和地下管线复杂,或影响毗邻建筑(构筑)物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。
”,是属于“超过一定规模的危险性较大的分项分部工程范围”。
(一)深基坑工程施工安全等级的划分
深基坑工程施工安全等级应根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007规定的地基基础设计等级,结合基坑本体安全、工程桩基与地基施工安全、基坑侧壁土层与荷载条件、环境安全等因素按表3.0.1规定确定。
表3.0.1
建筑深基坑工程施工安全等级
施工安全等级
划
分
条
件
一级
复杂地质条件及软土地区的二层及二层以上地下室的基坑工程
开挖深度大于15m的基坑工程
基坑支护结构与主体结构相结合的基坑工程
设计使用年限超过2年的基坑工程
侧壁为填土或软土,场地因开挖施工可能引起工程桩基发生倾斜、地基隆起变形等改变桩基、地铁隧道运营性能的工程
基坑侧壁受水浸透可能性大或基坑工程降水深度大于6m或降水对周边环境有较大影响的工程
地基施工对基坑侧壁土体状态及地基产生挤土效应较严重的工程
在基坑影响范围内存在较大交通荷载,或大于35kPa短期作用荷载工程
基坑周边环境条件复杂、对支护结构变形控制要求严格的工程
采用型钢水泥土墙支护方式、需要拔除型钢对基坑安全可能产生较大影响的基坑工程
采用逆作法上下同步施工的基坑工程
12
需要进行爆破施工的基坑工程
二级
除以上外的其他基坑工程
深基坑工程安全等级的划分涉及基坑变形控制指标要求、基坑监测方案评审要求、基坑工程安全风险分析与评估要求等,《规范》充分考虑了现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202)和国家行业标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-)等规范中有关“地基基础设计等级”、“支护结构安全等级”、“基坑变形控制等级”等划分原则和定义,考虑基坑施工安全的特点、重要性、安全技术要求等,将基坑安全等级划分为一级、二级两个等级,从严控制深基坑工程安全等级划分。
(二)基坑工程支护结构体系的作用和要求
基坑工程的最基本作用是为了给基坑土方开挖和地下结构工程的作业施工
创造安全的条件,并控制土方开挖和地下结构工程施工对周围环境可能造成的不利影响。
随着高层、超高层建筑和城市地下工程的开发利用,基坑工程的开挖越来越深,面积越来越大,基坑围护结构的施工越来越复杂,所需要的理论和技术越来越高。
为了给基坑土方开挖和地下结构工程的施工创造条件,基坑围护结构体系必须满足如下要求:
(1)适度的施工空间。
有能安全地进行土方开挖和地下结构施工的作业场地,且围护结构体系的变形也不会影响土方开挖和地下结构施工。
(2)干燥的施工空间。
采取降水、排水、截水等各种措施,保证地下工程
施工的作业面在地下水位以上,方便地下工程的施工作业,并确保施工安全。
(3)安全的施工空间。
地下工程施工期间,应严格控制支护结构体系变形,
确保基坑本体安全和周边环境,包括临近的市政道路、管线、周边建(构)筑物的安全。
(三)深基坑工程的主要特点
1、安全储备较小,风险较大
基坑支护体系是临时性结构,具有较大的风险性。
基坑支护体系在设计计算
时,有些荷载,如地震荷载不予考虑,相对于永久性结构,在强度、变形、防渗、耐久性等方面的要求较低一些,安全储备要求可以小一些;
再加上某些建设方对基坑工程认识上的偏差,为降低造价,对设计提出一些不合理要求,实际的安全储备可能会更低一些。
因此,基坑工程具有较大的风险性,必须要有合理的应对措施。
2、制约因素较多
基坑工程与自然条件和周边环境有很大关系。
(1)
区域性差别很大。
施工场地的工程地质条件和水文地质条件对基坑开挖有很大影响。
中国幅员辽阔,各地的工程地质条件和水文地质条件差别很大,软粘土地基、砂性土地基、黄土地基等地基中的基坑工程性状差别很大。
同是软粘土地基,天津、上海、宁波、杭州、福州、昆明等各地软粘土地基性状也有较大差异。
地下水,特别是承压水对基坑工程性状影响很大,而各地承压水特性差异很大,承压水对基坑工程性状影响的差异也很大。
(2)
周边环境的影响。
基坑支护体系受周边环境,包括临近的市政道路、管线、周边建(构)筑物
的影响很大,周边环境的容许变形量、重要程度都对基坑工程的设计与施工产生较大影响,甚至成为基坑工程成功与否的关键。
因此,在满足基坑安全及周边环境保护的前提下,要合理地满足施工的易操作性和工期要求。
(3)
时空效应强。
基坑工程的空间大小和形状对支护体系受力具有较大影响,基坑土方开挖顺
序也对支护体系受力具有较大影响,另外,土具有蠕变性,随着蠕变的发展,变形增大,抗剪强度降低,因此,基坑工程具有时空效应。
在基坑开挖时要重视和利用基坑工程的时空效应。
3、设计计算理论不完善。
基坑工程作为地下工程,所处的地质条件复杂,影响因素较多,人们对岩土
力学性质的了解还不深入,许多设计理论还不完善。
作用在基坑围护结构上的土压力不仅与土压力中稳定、变形和渗流有关,还
与时间有关,而且涉及岩土工程、结构工程两门学科。
土压力理论还不完善,实际设计计算中往往采用经验取值,还是一门发展中的学科。
4、基坑工程系统性强。
基坑工程包括:
基坑支护结构设计、支护结构施工、降排水、土方开挖、监
测、维护等,是一个系统工程。
特别是深基坑工程的施工,对设计与施工人员的综合性知识和经验的要求较高,不仅要有岩土工程方面的知识,也要有结构工程方面的知识,而且需要有丰富的施工现场实践经验,还要熟悉工程所在地的施工条件和经验。
(四)深基坑支护分类与适用范围
深基坑工程按支护形式或开挖形式均分为两大类:
1、无支护的基坑工程
①大开挖,是以放坡开挖的形式,在施工场地处于空旷环境、周边无建(构)筑物和地下管线条件下的普遍常用的开挖方法;
②开挖放坡护面,以放坡开挖为主,在坡面辅以钢筋网混凝土护坡;
③以放坡开挖为主,辅以坡脚采用短木桩、隔板等简易支护。
2、有支护的基坑工程
加固边坡形成的支护,
对基坑边坡土体的土质进行改良或加固,形成自立式支护。
水泥土重力坝支护结构、加筋水泥土墙支护结构、土钉墙支护结构、复合土钉墙支护结构、冻结法支护结构等;
挡墙式支护结构,分为悬臂式挡墙式支护结构、内撑式挡墙式支护结构、锚拉式挡墙式支护结构、内撑与锚拉相结合挡墙式支护结构。
挡墙式支护结构常用的有:
排桩墙、地下连续墙、板桩墙、加筋水泥土墙等。
排桩墙中常用的桩型有:
钻孔灌注桩、沉管灌注桩等,也有采用大直径薄壁筒桩、预制桩等。
(3)其他形式支护结构常用形式有:
门架式支护结构、重力式门架支护结构、拱式组合型支护结构、沉井支护结构等。
每一种支护形式都有一定的适用范围,而且均随着工程地质条件和水文地质条件,以及周边环境条件的差异,其合理的支护高度也可能产生较大的差异。
比如:
当土质较好,地下水位在10多米深的基坑可能采用土钉墙支护或其他简易支护形式,而对软粘土地基,采用土钉墙支护的极限高度就只有5m以内了,且其变形也较大。
五、比较《建筑深基坑工程施工安全技术规范》(JGJ311-2013)
与《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)的相同与不同。
比较《建筑深基坑工程施工安全技术规范》(JGJ311─2013)与
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120─2012)相同与不同之处
《建筑深基坑工程施工安全技术规范》
《建筑基坑支护技术规程》
相同
之处
1
都是有关基坑方面的建设工程行业标准。
2
都包括支护、地下水控制、土方开挖等方面内容。
不同
包括大于等于5米的建筑基坑工程。
包括所有深度的基坑工程
是施工安全技术规范,
侧重于施工安全。
包括了设计与施工。
侧重于勘察、设计与验算。
5个附录都是计算。
3
基坑安全等级分为2级
基坑安全等级分为3级
4
已有勘察报告与基坑设计文件基础上的现场勘查与环境调查。
基坑工程设计前的勘察与环境调查。
5
侧重于基坑施工阶段的现场监测。
包括设计前的勘察和全方位的检测。
6
土钉墙只是“支护结构施工”中的一节(6.2
土钉墙支护)。
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