土方开挖支护安全管理重点及措施Word格式.docx
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二、基坑降水工程
根据以往工程经验,本工程地下水位对基坑施工有较大影响,是否采用降水的施工方法,监理要求进行专家论证,若最终采用降水的施工方法,应进行如下安全监控
(一)井点监测
在重要工程中,除设置井点外,还应进行监测。
监测内容如下:
1.流量观测。
一般可用流量表观测,若发现流量过大而水位降低缓慢甚至降不下去时,应考虑改用流量较大的离心泵,反之,则可改用小泵以避免离心泵发热并节约电力。
2.地下水位观测。
可利用井点管作观测井,开始抽水时,每隔4~8h观测一次,以观测整个系统的降水功能,3d后或降水达到预定标高前,每天观测1~2次,降到预期标高后,可一周测一次,但若遇下雨须加密观测。
3.孔隙水压力观测。
孔隙水压力观测的目的是为了了解在降水期间,地层中孔隙压力的变化,从而估算地基强度、变形和边坡的稳定性。
通常每天观测一次以上,如有异常现象出现,如边坡出现裂缝或基坑附近建筑物沉降较大或产生裂缝时,须加密观测次数,每日不少于2次。
4.地面沉降及分层沉降观测。
观测降水工程的水准点应设置在井点影响以外的位置,以便作为降水过程中对附近地面及建筑物沉降的基准点。
另外,在影响范围或降水工程附近的建筑物亦应布置沉降观测点。
沉降观测次数与孔隙水压力观测次数相同。
(二)流砂与管涌的处理
在地下水位以下开挖基坑,若从基坑中排水,此时坑外总水头压力大于坑内水头压力,则坑底地下水将向上渗流,地基中就会产生向上的渗流力,当水头压力差增加到水力梯度达到临界水力梯度时,就会出现流砂现象,使坑底泥砂翻涌,给施工带来很大困难,甚至影响邻近建筑物的安全。
当土中渗流的水力梯度小于临界水力梯度时,虽然不致诱发流砂现象,但土中细小颗粒仍有可能穿过粗颗粒之间的孔隙被渗流带走,时间长了,在土层中形成管状空洞,使土体强度降低,压缩性增大,这种现象称为机械潜蚀或管涌。
管涌一般发生在砂砾石土层中。
防治办法有:
降低水力梯度,即降低水头压力或增加渗径长度等;
在渗流溢出处增设反滤层、加压重或在建筑物下游设计减压井等,使渗透水流有畅通的出路;
枯水季施工时,应减小坑内外水位差;
采用不排水的水下挖上,使坑内外水压相平衡,断绝发生流砂的条件,如沉井挖土;
以地下连续墙作为止水帷幕,达到截水防止流砂发生的目的。
(三)事故现象及处理
1.坑内土体失稳
(1)现象:
在基坑开挖过程中或开挖后,坑内降水引起土体失稳,会危及人身安全或影响邻近建筑物的安全和稳定。
(2)原因分析:
基坑内外水位差较大,或支护结构未进入不透水层。
(3)预防及处理措施
预防措施:
基坑开挖前应查明不透水层分布情况,确保止水帷幕进入不透水层lm以上。
处理措施:
首先停止基坑开挖,降水,必要时进行灌水反压或堆料反压。
管涌、流砂停止后,应通过桩后注浆,补桩、堵漏、被动区土体加固等措施进行加固处理。
2.坑内涌砂现象
在井点降水过程中,坑内出现严重涌砂现象。
主要是由于含水层中滤料填人不妥所致。
基坑开挖前应查明不透水层分布情况,确保止水帷幕进入不透水层1m以上。
一旦发生这种现象,应立即更换滤料和包纱网,以防止流砂的进入;
对于已打成的井点,只需将泥浆洗出后,暂停洗井,以免涌砂造成井口周围地面塌陷,甚至影响基坑的稳定。
当其他井点地下水位大幅度下降后,再重新进行洗井,此时由于水位降低,水压力减小,进入井中的流砂会大大减少。
洗井后用于抽水的井点,应保持连续抽水,不要间歇,以免扰动砂层,造成井孔重新涌沙。
3.水位不下降
井点降水过程中,水泵的能力有余,但实际出水量小,因而水位降不下去。
这是由于钻孔、成孔时、泥浆稠、泥皮厚或洗井措施不当,使地下水向井内渗透的通道不畅;
滤网和砂滤料未按实际上层情况选用,使其渗透能力降低;
水文地质资料与实际不符,井点滤管位置不在透水性好的含水层中。
在井点管周围灌砂滤料后立即洗井,然后单井试抽,以使地下水渗流通道畅通;
滤网和砂滤料应根据含水层土颗粒分析选用;
对重大降水工程应做抽水试验;
钻孔过程中应核对水文地质资料。
对于轻型井点,可向井点内注入高压清水,以冲动孔内滤料,将泥浆和泥皮稀释、破坏,再接泵抽吸。
对于管井,可在井孔周边0.1~0.3m处用钻机钻孔(孔径100~1500mm)至含水层。
压入高压清水冲洗孔中的滤料,或边送水边送气清洗,将泥砂和滤料吹出地面,并重新洗孔,或在适当位置补打井点。
4.水位降深不足
观测孔水位未降低至设计要求;
基坑内出现涌水砂,施工困难。
可能是由于局部地段的井点数量不足;
或抽水泵型号选用不当,排水能力低;
或水文地质资料不确切,实际涌水量超过计算涌水量。
复核井点过滤部分长度、井点进出水量及特殊点降深要求,在基坑转角处、地下水流的上游应加密井点间距。
增设降水井点数量;
更换排水能力较大的深井泵;
洗并不合格时应重新洗井。
5.水质浑浊
抽出的地下水含泥砂较多;
基坑附近地表沉降较大。
主要的原因可能是:
井点滤网破损或井点滤网和砂滤料太粗,土层中的泥砂随地下水被抽出。
下井管前严格检查滤网,发现破损及时修补;
根据土质条件选用滤网和砂滤料。
抽出的水始终浑浊的井点必须停止使用。
6.出现异常情况
基坑局部出现流砂或边坡开裂。
边坡一侧有大量井点管堵塞;
基坑靠近河流或有积水的深水沟,地下水补给丰富;
基坑附近地面堆载过大或机械振动,引起地表裂缝。
严格按照要求安装井点管路系统,按规定的程序施工;
在水源一侧加密;
避免基坑附近地面堆载过多,并尽量避免机械振动过度。
封堵地表裂缝,必要时用水泥注浆等措施填充地下空洞裂隙;
提高失稳边坡一侧井点的抽水能力;
卸除地表堆载,防止险情加剧。
三、基坑开挖与支护监控
(一)基坑开挖过程监控要点
1.基坑开挖方案内容主要应包括开挖方法、开挖时间、土方开挖顺序、坡道位置设定、运输车辆行走路线、开挖监测方案,以及对支护结构及周边环境需采取的保护措施等。
2.对基坑边界周围地面、槽底应采取有效的截排水措施,防止漏水、渗水流入坑内。
对渗漏水应及时排出,避免在基坑内长期积聚。
3.基坑周边严禁超堆荷载。
4.土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致,并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则,土方开挖应符合分层、分段、适时的原则。
5.发生异常情况时,应立即停止挖土,并应立即查清原因,待采取相应措施后,方可继续开挖施工。
6.施工过程中应随时检查土层、土质、地下水及构筑物等情况,发现与勘察报告及设计不符时,要求基坑设计人员到现场查勘制订处理方案。
(二)监测规定
1.基坑开挖前,应做出系统的开挖监控方案。
内容包括:
监控目的、监测项目、监控报警装值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。
系统的监控措施是安全的重要保证。
2.监测点的布置应满足监控的要求,从基坑边缘以外l~2倍开挖深度范围内需要保护的结构与设施均应作为监控对象。
具体范围应根据土质条件、周围保护物的重要性等确定。
3.位移观测基准点数量不应少于两点,且应设置在影响范围以外。
4.监测项目在基坑开挖前应测得初始值,且不应少于两次。
5.基坑监测项目的监控报警值,应根据监测对象的有关规范及支护机构设计要求确定。
6.各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。
当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时,应加密观测次数,当有事故征兆时,应连续监测。
7.基坑开挖监测过程中,应根据设计要求提交、阶段性监测结果报告。
工程结束时应提交完整的监测报告。
8.报告含以下内容:
工程概况;
监测项目和各测点的平面和立面布置图;
采用一起的种类和监测方法;
监测数据处理方法和监测结果过程曲线;
监测结果评价。
9.应该采用可靠实用的监测仪器,在监测期间内保护好测点。
(三)监测内容
1.支护结构顶部水平位移监测。
作为最关键部位的监测,一般每隔5~8米设一监测点,在重要部位加密布点。
2.支护结构倾斜监测。
来掌握支护结构在各个施工阶段的倾斜变化情况,及时提出支护结构深度、水平位移、时间的变化曲线及分析结果。
3.支护结构沉降观测。
可按常规方法用水平仪对支护结构的关键部位进行观测。
4.支护结构应力监测。
用钢筋应力计对桩身钢筋和桩顶圈梁钢筋中,较大应力断面处的应力进行监测,以防发生结构性破坏。
5.支撑结构受礼监测。
施工前进行锚杆抗拔试验,施工中用测力计监测锚杆的实际受力。
对钢支撑可用测压应力传感器或应变仪等监测受力变化。
6.对邻近构筑物、道路、地下管网设施的沉降及变化的监测。
(四)监测结果分析
基坑支护工程监测的意义在于通过监测获得准确数据后,进行定量分析与评价,并及时进行险情预报,提出建议和措施,进一步加固处理直到问题解决。
1.对支护结构顶部水平位移分析,包括位移速率和累计位移计算。
2.对沉降和沉降速率进行计算分析,沉降要区分由支护结构水平位移引起或由于地下水位变化引起。
3.对各项监测结果进行综合分析并相互验证和比较,判断原有设计和施工方案的合理性。
4.根据监测结果,全面分析基坑开挖对周围环境影响和支护的效果。
5.检验原设计计算方法的适宜性,预测后续工程开挖中可能出现的新问题。
6.经过分析评价、险情报警后,应及时提出处理措施,调整方案、排除险情,并跟踪监测加固处理后的效果。
7.监测点必须牢固,标志醒目,并要求现场各施工单位给予配合,确保监测点在监测阶段不被破坏。
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