高速公路基坑支護(hù)工程施工安全技術(shù)研究

1、    高速公路基坑支護(hù)工程施工安全技術(shù)研究    楊帆摘要：在高速公路基坑施工時(shí)，為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，必須對(duì)開挖的高速公路基坑采取支護(hù)措施，分析了當(dāng)前深基坑支護(hù)存在的安全問題，提出了深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)和預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：高速公路； 基坑支護(hù)； 施工； 安全性abstract: in the highway in construction of foundation pit, to ensure the safety of construction to prevent landslides accidents, and must

2、be the highway for excavation pit supporting measures taken, analyzes the deep foundation pit supporting the safety of the existing problems, and put forward the design of deep foundation pit supporting points for attention and the preventive measures.keywords: highways; and foundation pit supportin

3、g; the construction; safety：u412.36+6：a ：高速公路基坑支護(hù)與施工技術(shù)是一門從實(shí)踐中發(fā)展的技術(shù)。以前高層高速公路較少，一般高速公路基坑大部分可采用放坡開挖或少量的鋼板樁支護(hù)，基坑深度一般在5m以內(nèi)。因此，基坑側(cè)壁放坡或支護(hù)方法較簡單，工程事故較少。90年代以來，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各類高速公路和市政工程得到了飛速的發(fā)展。多層高速公路和高層高速公路的地下室、地下車庫等工程的興建，都面臨深基坑工程。特別是高速公路密度、高速公路高度的增加，對(duì)基坑施工技術(shù)提出了更高的要求。由于缺乏對(duì)基坑支護(hù)技術(shù)的認(rèn)識(shí)而釀成了一些事故，從而引起了主管部門及科研、

4、設(shè)計(jì)單位的重視，尤其在90年代以后?；又ёo(hù)工程引起了充分的重視，各地都出臺(tái)了一些相應(yīng)的規(guī)定，進(jìn)一步規(guī)范高速公路基坑工程的市場行為。l問題的提出在高速公路基坑施工時(shí)，為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，必須對(duì)開挖的高速公路基坑采取支護(hù)措施。高速公路基坑支護(hù)設(shè)計(jì)與施工應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、基坑類型、基坑開挖掘深度、降排水條件、周邊環(huán)境對(duì)基坑側(cè)壁位移的要求，基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到合理設(shè)計(jì)、精心施工、經(jīng)濟(jì)安全。2 深基坑支護(hù)存在的問題21 支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中土體的物理力學(xué)參數(shù)選擇不當(dāng)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所承擔(dān)的土壓力大小直接影響其安全度，但由于地質(zhì)情況多變且十分復(fù)雜，要

5、精確地計(jì)算土壓力目前還十分困難，至今仍在采用庫倫公式或朗肯公式。關(guān)于土體物理參數(shù)的選擇是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，尤其是在深基坑開挖后，含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個(gè)參數(shù)是可變值，很難準(zhǔn)確計(jì)算出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力。22 基坑土體的取樣具有不完全性在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前，必須對(duì)地基土層進(jìn)行取樣分析，以取得土體比較合理的物理力學(xué)指標(biāo)，為減少勘探的工作量和降低工程造價(jià)，不可能鉆孔過多。因此，所取得的土樣具有一定的隨機(jī)性和不完全性。但是，地質(zhì)構(gòu)造是極其復(fù)雜、多變的、取得的土樣不可能全面反映土層的真實(shí)性。因此，支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也就不一定完全符合實(shí)際的地質(zhì)情況。23 基坑開挖存在的空間效應(yīng)考慮不周深基坑開挖中大量

6、的實(shí)測資料表明：基坑周邊向基坑內(nèi)發(fā)生的水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩(wěn)，常常以長邊的居中位置發(fā)生，這是以深基坑開挖是一個(gè)空間問題。傳統(tǒng)的深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是按平面應(yīng)變問題處理的。對(duì)一些細(xì)長條基坑來講，這種平面應(yīng)變假設(shè)是比較符合實(shí)際的，而對(duì)近似方形或長方形深基坑則差別比較大。所以，在未進(jìn)行空間問題處理前而按平面應(yīng)變假設(shè)設(shè)計(jì)時(shí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)要適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)開挖空間效應(yīng)的要求。3基坑支護(hù)施工的安全技術(shù)保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全工作，除必須有合理的設(shè)計(jì)外，還需施工的密切配合，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求精心施工。施工全過程實(shí)際上是一個(gè)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)施加荷載的全過程任何超挖都使得支護(hù)結(jié)構(gòu)超載工作，必然導(dǎo)致嚴(yán)重后果，

7、因此，施工前應(yīng)嚴(yán)密組織，編制施工組織設(shè)計(jì)。（1）基坑土方開挖應(yīng)在降水排水施工完成且運(yùn)轉(zhuǎn)正常達(dá)到預(yù)期要求后方可進(jìn)行?；又車孛鎽?yīng)采取防水、排水措施，避免地表水滲入基坑周圍土體和流入坑內(nèi)。坑內(nèi)應(yīng)設(shè)置排水溝和集水井，及時(shí)抽除積水。（2）基坑開挖應(yīng)連續(xù)施工，盡量減少無支護(hù)暴露時(shí)間，開挖必須遵循“自上而下，先撐后挖，分層開挖，嚴(yán)禁超挖”的原則。利用錨桿做支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求，及時(shí)進(jìn)行錨桿施工，而且必須待錨桿張拉鎖定后方可進(jìn)行下一步開挖。（3）坑邊不宜堆放土方和高速公路材料，如不可避免時(shí)，一般應(yīng)距基坑上部邊緣不小于2m，棄土堆高不超過15m，并且不超設(shè)計(jì)荷載值。在垂直的坑壁邊距離還應(yīng)適當(dāng)增大軟土地區(qū)

8、不宜在坑邊堆置棄土。當(dāng)重型機(jī)構(gòu)在坑邊作業(yè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置專門的平臺(tái)或深基礎(chǔ)等。同時(shí)，應(yīng)限制或隔離坑頂周圍振動(dòng)荷載的作用。4深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)41 徹底轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念對(duì)于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，國內(nèi)外至今尚沒有一種精確的計(jì)算方法，多數(shù)是處于摸索和探討階段，我國也沒有統(tǒng)一的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護(hù)樁仍用“等值梁法”進(jìn)行計(jì)算。其計(jì)算結(jié)果與深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力懸殊較大，既不安全也不經(jīng)濟(jì)。42 建立變形控制的新的工程設(shè)汁方法目前，設(shè)計(jì)人員用的極限平衡原理是一種簡便實(shí)用的常用設(shè)汁方法，其計(jì)算結(jié)果具重要的參考價(jià)值。但是，將這種設(shè)計(jì)方法用于深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，只能單純滿足支

9、護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求，而不能保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度。眾多工程事故就是因?yàn)橹ёo(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生過大的變形而造成的。43 大力開展支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究開展支護(hù)結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究（包括實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)和工程現(xiàn)場試驗(yàn)），雖然要耗費(fèi)部分資金，但由于深基坑支護(hù)工程投資巨大，如經(jīng)過科學(xué)試驗(yàn)再進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，行定會(huì)節(jié)省可觀的經(jīng)費(fèi)。因此，工程現(xiàn)場試驗(yàn)是非常必要的。通過工程實(shí)踐積累大量的測試數(shù)據(jù)，可對(duì)同類工程的成功打奸基礎(chǔ)，為理論研究和建立新的計(jì)算方法提供可靠的第一手資料。5 結(jié)語高速公路基坑的開挖與支護(hù)結(jié)構(gòu)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、廠程結(jié)構(gòu)、高速公路材料、施工工藝和施工管理等多方面。它是集上力學(xué)、水力學(xué)、材料才學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)等于一體的綜合性學(xué)科。支護(hù)結(jié)構(gòu)又是由若干具有獨(dú)立功能的體系組成的整體。正因如此，無論是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是施工組織都應(yīng)當(dāng)從整體功能出發(fā)，將