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《長安大學(xué)學(xué)報(bào)》2014年第三期
基坑錨桿工程的危險來源于不同的方面,基本上可分為4個方面:工程設(shè)計(jì)方案、工程地質(zhì)條件、工程建設(shè)周邊環(huán)境、施工工藝及施工能力。(1)工程設(shè)計(jì)方案:錨桿布置、設(shè)計(jì)承載力、錨桿長度、錨固段長度等對錨桿支護(hù)失效影響較大的基本事件是基坑錨桿工程設(shè)計(jì)方案中重要的危險來源。(2)工程地質(zhì)條件:基坑土體的工程地質(zhì)參數(shù)離散性很高,且有很高的空間變異性,這給錨桿支護(hù)工程的建設(shè)帶來許多隱形的危險,如地層分布情況、土體的物理力學(xué)性質(zhì)及時空效應(yīng)、地下水的水位以及補(bǔ)給來源、地層中的障礙物等。(3)工程建設(shè)周邊環(huán)境:在錨桿支護(hù)工程施工過程中,不可避免地會受到基坑工程周圍的地面建筑物和周圍環(huán)境的影響。(4)施工工藝、工序及能力:不同的施工方法的適用條件不同,貿(mào)然采取某種方案、技術(shù)和設(shè)備勢必會產(chǎn)生危險,如桿體布置、使用材料、防腐措施等,如果沒有按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行,或有明顯缺陷,也會造成很大的危險。
2.1危險性等級劃分參考國際隧協(xié)標(biāo)準(zhǔn)并考慮錨桿工程的復(fù)雜性,將其劃分為4個等。一級:危險水平高,后果是災(zāi)難性的,并造成惡劣社會影響和政治影響;完全不可接受,應(yīng)立即排除。二級:危險水平較高,后果很嚴(yán)重,在較大范圍內(nèi)造成破壞并有人員傷亡;不可接受,應(yīng)立即采取有效的控制措施。三級:危險水平一般,后果較輕微,對工程破壞的范圍較小;不希望發(fā)生,可采取適當(dāng)控制措施均衡損失與控制成本。四級:危險水平較低,一定條件下可忽略;允許在一定條件下發(fā)生,但必須對其進(jìn)行監(jiān)控以避免升級。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)造原理簡單、操作快捷的工程危險性評估準(zhǔn)則表,將錨桿工程信息與其對比即可得到危險等級。
2.2基坑錨桿工程總體危險性評估基坑錨桿工程總體危險性評估之前,先從方案設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)、周邊環(huán)境、施工工藝及施工能力4個方面對基坑錨桿工程類別進(jìn)行劃分,具體劃分準(zhǔn)則見下頁表1。然后,根據(jù)工程概況對照表1即可得到待評工程類別組合,如{A1、B1、C2、D2},對應(yīng)危險性等級評判表(下頁表2)中第6行,因此該基坑總體危險性等級為二級。錨桿支護(hù)工程按照具體施工內(nèi)容可以分為4個環(huán)節(jié):鉆孔、防腐與安裝、灌漿、張拉鎖定與檢測。根據(jù)各個環(huán)節(jié)的施工特點(diǎn)和主要危險源,進(jìn)一步細(xì)化各個屬性的分類標(biāo)準(zhǔn)(表3~表6),得到各工序危險準(zhǔn)則表。
2.3基坑錨桿工程動態(tài)危險性評估施工過程中,根據(jù)工程實(shí)施工序,通過現(xiàn)場調(diào)研、巡視等手段獲得現(xiàn)場信息,對照表3~表6對錨桿支護(hù)工程各工序?qū)傩赃M(jìn)行分類,將得到的各工序?qū)傩灶悇e組合分別與表7相應(yīng)的危險性等級評判表進(jìn)行對照,即可得到各工序的危險性等級,實(shí)現(xiàn)動態(tài)評估。
3工程應(yīng)用
某基坑平面形狀規(guī)則,擬建場地面積為81.3×27(長×寬)m2,基坑開挖深度為7.6m。基坑南側(cè)3m處有1個3層的臨建房,基坑支護(hù)方案采用錨桿擋墻。該工程屬性為A1(無防止外來水體浸入基坑土體的有效措施)、B2(工程地質(zhì)條件相對簡單)、C1(基坑南側(cè)3m處有1個3層的臨建房)、D2(施工單位有類似經(jīng)驗(yàn)),對應(yīng)表2第7行,總體危險性為二級,需要采取措施降低危險。經(jīng)過優(yōu)化后設(shè)置了地表排水溝,使“方案設(shè)計(jì)”屬性由A1變?yōu)锳2,危險等級相應(yīng)降為三級。在錨桿施工過程中,施工單位沒有依照設(shè)計(jì)規(guī)定的分層開挖深度按作業(yè)順序施工,而是直接開挖至基坑實(shí)際深度7.6m,工程屬性由D2上升為D1;加之施工遭遇連續(xù)強(qiáng)降雨,致使正在施工中的部分土體蠕變明顯,工程屬性由C2上升為C1;導(dǎo)致注漿危險等級由四級上升到二級。為防止基坑坍塌,施作二次注漿,并在變形明顯的一側(cè)改用錨桿與磚墻組合方案,變形在最短時間內(nèi)被控制,措施得當(dāng)未造成大的損失。
4結(jié)語
(1)面向工程實(shí)際,建立了基坑錨桿工程總體和工序兩級危險性評價準(zhǔn)則,實(shí)現(xiàn)了錨桿工程危險的動態(tài)評估,便于及時掌握危險態(tài)勢,應(yīng)對危險。(2)通過對照工程概況與總體危險性等級評判標(biāo)準(zhǔn),能夠迅速掌握基坑錨桿工程宏觀危險水平,利于優(yōu)化相關(guān)設(shè)計(jì)、施工方案。(3)建立的錨桿工程各工序危險性評判準(zhǔn)則涵蓋了施工過程的所有危險源,可以根據(jù)施工進(jìn)展及時更新各工序危險水平,實(shí)現(xiàn)危險的動態(tài)評估和及時控制。(4)本文方法評估過程簡單易行,是一種半定量的危險性評估方法。如何將基坑錨桿工程的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和評價方法結(jié)合,實(shí)現(xiàn)評估結(jié)果的定量化,是未來的研究趨勢。
作者:汪班橋郝建斌單位:長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院