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基坑(含支护)工程施工及验收——解读《GB55003-2021 建筑与市政地基基础通用规范》

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本文我们详细说说“基坑(支护)工程”,在建设部发布的最新《GB55003-2021 建筑与市政地基基础通用规范》中,其第7章详细介绍了“基坑(支护)工程”。

《GB55003-2021 建筑与市政地基基础通用规范》自2022年1月1日起实施。本规范为强制性工程建设规范,全部条文必须严格执行现行工程建设标准相关强制性条文同时废止。现行工程建设标准中有关规定与本规范不一致的,以本规范的规定为准。

注:“本条文说明不具备与规范正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握规范规定的参考。

 

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7.1  一般规定

7.1.1  基坑支护结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计。

7.1.2  基坑支护结构进行承载能力极限状态设计的计算应包括下列内容:

1  根据基坑支护形式及其受力特点进行基坑稳定性验算;

2  基坑支护结构的受压、受弯、受剪、受扭承载力计算;

3   当有锚杆或支撑时,应对其进行承载力计算和稳定性验算。

7.1.3  对于支护结构安全等级为一级、二级的基坑工程,应对支护结构变形及基坑周边土体的变形进行计算,并应进行周边环境影响的分析评价。

条文说明7.1.1~7.1.3  本三条对承载能力极限状态与正常使用极限状态这两类极限状态在基坑支护中的具体表现形式进行了归类,设计时,应对各种破坏模式和影响正常使用的状态进行控制。

7.1.4  基坑开挖与支护结构施工、基坑工程监测应严格按设计要求进行,并应实施动态设计和信息化施工。

条文说明由于设计、施工不当造成的基坑事故时有发生,人们认识到基坑工程的监测既是实现信息化施工、避免事故发生的有效措施,又是完善设计理论、设计方法和提高施工水平的重要手段。基坑开挖时,对支护结构变形监测以及周边环境监测均不可缺少。无论施工方自行监测,还是由建设单位委托第三方进行监测,其监测内容与监测技术要求均应符合设计要求。

7.1.5  安全等级为一级、二级的支护结构,在基坑开挖过程与支护结构使用期内,必须进行支护结构的水平位移监测和基坑开挖影响范围内建(构)筑物、地面的沉降监测。

条文说明由于岩土的离散性较大,基坑支护设计采用的土的物理、力学参数可能与实际情况不符,且基坑支护结构在施工期间和使用期间可能出现土层含水量、基坑周边荷载、施工条件等自然因素和人为因素的变化,因此,基坑监测是预防不测,保证支护结构和周边环境安全的重要手段。通过基坑监测可以及时掌握支护结构受力和变形状态是否在正常设计状态之内,及时得到基坑周边建(构)筑物、道路、地面变形量及其变化趋势。支护结构水平位移和基坑周边建(构)筑物沉降的测量是一种最直观、最快速的监测手段,目的是及时发现异常情况,以便采取应急措施,防止发生质量安全事故。

基坑工程设计文件应根据基坑周边环境要求并经支护结构设计计算后,规定支护结构的水平位移限值和周边建(构)筑物、道路、地面的沉降限值小编注:这里可以作为图纸答疑的一个重点关注项)。施工前应按设计要求的监测点位制定基坑工程监测方案,并按工程监测方案实施基坑工程监测。基坑工程监测应覆盖基坑开挖与支护结构使用期间的全过程。基坑工程监测数据应及时反馈和分析,监测值或其变化速率达到水平位移控制值或沉降控制值时应及时采取应急处理措施。

7.4  施工及验收

7.4.1  基坑工程施工前,应编制基坑工程专项施工方案,其内容应包括:支护结构、地下水控制、土方开挖和回填等施工技术参数,基坑工程施工工艺流程,基坑工程施工方法,基坑工程施工安全技术措施,应急预案,工程监测要求等。

条文说明基坑工程在建筑行业内是属于高风险的技术领域,全国各地基坑工程事故的发生率虽然逐年减少,但仍不断地出现,不按设计要求施工、施工质量低劣、施工安全防范措施不到位等往往是造成这些基坑工程事故的重要原因。所以,基坑工程根据支护结构安全等级,环境条件、工程地质及水文地质条件,支护结构类型和变形控制要求等编制专项施工方案,并采取合理、可行、有效的施工技术与安全措施,对确保基坑工程施工质量安全至关重要。

基坑工程的施工组织设计或专项施工方案主要是根据设计文件、勘察成果报告、拟建场地环境条件和现场施工条件编制而成,基坑工程施工组织设计或专项施工方案应具有完整性、准确性和可操作性,且经过审批后方可实施。

延伸阅读:基坑支护方案汇总

7.4.2  基坑、管沟边沿及边坡等危险地段施工时,应设置安全护栏和明显的警示标志。夜间施工时,现场照明条件应满足施工要求。

条文说明本条规定了基坑施工周边要采取安全防护措施。在基坑、管沟边沿等危险地段施工时均应设置明显的警示标志,避免发生安全事故。夜间施工光线不足,存在安全隐患,施工场地应根据施工操作和运输的要求,设置充足的照明。施工过程中,应检查基坑安全防护和照明措施是否符合基坑工程专项施工方案的要求。

7.4.3  基坑开挖和回填施工,应符合下列规定:

1  基坑土方开挖的顺序应与设计工况相一致,严禁超挖;基坑开挖应分层进行,内支撑结构基坑开挖尚应均衡进行;基坑开挖不得损坏支护结构、降水设施和工程桩等;

2  基坑周边施工材料、设施或车辆荷载严禁超过设计要求的地面荷载限值小编注:具体多少,可以咨询设计);

3  基坑开挖至坑底标高时,应及时进行坑底封闭,并采取防止水浸、暴露和扰动基底原状土的措施(小编注开挖后及时验槽,验完后立即浇筑垫层);

4  基坑回填应排除积水,清除虚土和建筑垃圾,填土应按设计要求选料,分层填筑压实,对称进行,且压实系数应满足设计要求。

条文说明基坑的安全与基坑开挖的顺序、方法及设计工况密切相关,施工时应严格按照设计工况进行土方开挖,不得超挖;基坑在施工中应严格按照“先撑后挖”的原则进行土方的开挖。在软土地区进行开挖时应分层进行,具体的分层厚度应根据土质和施工条件等综合确定。在开挖过程中,应注意对支护结构、降水设施和工程桩等保护,不得碰撞和损坏。基坑周边堆载大于设计规定的荷载极限,不仅会增大支护结构的水平位移,还会造成周边土体的竖向沉降。

基坑开挖至坑底时,应及时封闭,并应采取技术措施防止水浸、长时间暴露和扰动土体,从而可以减少基坑的变形,保证基坑的安全。基坑回填的质量与结构的抗浮以及地下室埋深有关,所以对压实方式和压实系数提出了要求。施工过程中,应检查基坑开挖和回填的施工质量控制、技术措施是否符合设计要求、施工组织设计或专项施工方案

7.4.4  支护结构施工应符合下列规定:

1  支护结构施工前应进行工艺性试验确定施工技术参数;

2  支护结构的施工与拆除应符合设计工况的要求,并应遵循先撑后挖的原则;

3  支护结构施工与拆除应采取对周边环境的保护措施,不得影响周边建(构)筑物及邻近市政管线与地下设施等的正常使用;支撑结构爆破拆除前,应对永久性结构及周边环境采取隔离防护措施。

条文说明支护结构施工前进行工艺性试验可以对支护结构适用性和施工技术参数进行合理确定,为后续工程施工提供依据。支撑系统的施工与拆除顺序,应与支护结构的设计工况一致,应严格执行先撑后挖的原则;采用锚杆或支撑的支护结构,在未达到设计规定的拆除条件时,严禁拆除锚杆或支撑。立柱穿过主体结构底板以及支撑穿越地下室外墙的部位应有止水构造措施。施工过程中,应检查支护结构的施工质量控制、技术措施是否符合设计要求、施工组织设计或专项施工方案

7.4.5  逆作法施工应符合下列规定:

1  逆作法施工应采取信息化施工,且逆作法施工中的主体结构应满足结构的承载力、变形和耐久性控制要求;

2  临时竖向支承柱的拆除应在后期竖向结构施工完成并达到竖向荷载转换条件后进行,并应按自上而下的顺序拆除;

3  当水平结构作为周边围护结构的水平支撑时,其后浇带处应按设计要求设置传力构件。

条文说明逆作法是一项涉及基坑工程、基础工程和结构工程等多学科交叉的综合性专项技术。在施工过程中采用信息化施工非常必要。主体结构除应满足自身安全以外,在施工过程中尚需承担基坑支护的功能,所以对于结构的承载力和变形等也提出了要求。后期地下结构施工需要对临时竖向支承构件拆除时,拆除前应采取措施确保竖向荷载的有效传递以及有可靠的替换路径,控制结构受力重分布过程中产生的变形。此外,由于地下室面积可能较大,需要预留后浇带,水平结构作为周边围护结构的水平支撑时,后浇带处应设置传力构件,保证水平荷载的传递。施工过程中,应检查逆作法的施工质量控制、技术措施是否符合设计要求、施工组织设计或专项施工方案

7.4.6  地下水控制施工应符合下列规定:

1  地表排水系统应能满足明水和地下水的排放要求,地表排水系统应采取防渗措施;

2  降水及回灌施工应设置水位观测井;

3  降水井的出水量及降水效果应满足设计要求;

4  停止降水后,应对降水管采取封井措施;

5  湿陷性黄土地区基坑工程施工时,应采取防止水浸入基坑的处理措施。

条文说明基坑开挖前,应制定完整、可靠的基坑降水设计方案,并在此基础上编制施工组织设计,原则上应保证基坑降水不影响基坑周边建(构)筑物的正常使用。降水和回灌时应设置水位观测井,并根据水位动态变化调节回灌水量,防止因水位抬升过高而产生对基坑的负面效应。基坑停止降水后,应对降水管井采取可靠的封井措施。

在湿陷性黄土地区进行基坑工程施工时,应加强对场地地下水的控制,由于土质的特殊性对地下水的控制非常重要,需要加强控制并加以规定。由于湿陷性黄土地区对水的敏感性,要求基坑底部四周应设置排水沟和集水坑,排除积水,保证基坑的安全。

施工过程中,应检查地下水控制质量控制、技术措施是否符合设计要求、施工组织设计或专项施工方案

7.4.7  基坑工程监测,应符合下列规定:

1  基坑工程施工前,应编制基坑工程监测方案;

2  应根据基坑支护结构的安全等级、周边环境条件、支护类型及施工场地等确定基坑工程监测项目、监测点布置、监测方法、监测频率和监测预警值;

3  基坑降水应对水位降深进行监测,地下水回灌施工应对回灌量和水质进行监测;

4  逆作法施工应进行全过程工程监测。

条文说明基坑工程监测方案是监测单位实施监测工作的重要技术依据和文件。基坑工程监测项目应根据监测对象的特点、基坑支护结构安全等级、周边环境条件、支护类型及施工场地等因素合理确定,并应反映监测对象的变化特征和安全状态。基坑工程监测范围及监测点布置应满足对监测对象的监控要求,监测点应布置在岩土体或结构及构件的受力、变形的关键特征部位。基坑工程监测频率的确定应以能系统反映监测对象所测项目的重要变化过程而又不遗漏其变化时刻为原则。

逆作法施工中的全过程监测是确保基坑安全、工程结构安全及相邻建(构)筑物安全的重要技术支撑,所提供的数据也是对逆作法设计、施工方案进行必要调整的重要依据。施工过程中,应检查基坑工程监测是否符合设计要求、基坑工程监测方案

7.4.8  基坑工程监测数据超过预警值,或出现基坑、周边建(构)筑物、管线失稳破坏征兆时,应立即停止基坑危险部位的土方开挖及其他有风险的施工作业,进行风险评估,并采取应急处置措施。

条文说明基坑工程坍塌事故影响较大,往往导致较为严重的人员伤亡及财产损失,造成较大的社会影响。因此,一定要做好基础工程坍塌预防措施。基坑工程坍塌事故一般具有明显征兆,如支护结构局部破坏产生的异常声响、位移的快速变化、水土的大量涌出等。当预测到基坑坍塌、建(构)筑物倒塌事故的发生不可逆转时,应立即撤离现场施工人员、临近建(构)筑物内的所有人员。

7.4.9  基坑工程施工验收检验,应符合下列规定:

1  水泥土支护结构应对水泥土强度和深度进行检验;

2  排桩支护结构、地下连续墙应对混凝土强度、桩身(墙体)完整性和深度进行检验,嵌岩支护结构应对桩端的岩性进行检验;

3  混凝土内支撑应对混凝土强度和截面尺寸进行检验,钢支撑应对截面尺寸和预加力进行检验;

4  土钉、锚杆应进行抗拔承载力检验;

5  基坑降水应对降水深度进行检验,基坑回灌应对回灌量和回灌水位进行检验;

6  基坑开挖应对坑底标高进行检验;

7  基坑回填时,应对回填施工质量进行检验。

条文说明本条对基坑工程施工验收检验提出了具体要求。水泥土类的支护结构主要是水泥土强度和深度起到控制作用,需要对其进行检验。排桩、地下连续墙需要对其混凝土强度桩身(墙体)完整性和深度进行检验。对于嵌岩支护结构,嵌岩深度和底部岩土的岩性是关键因素,需要进行检验。基坑降水是保证基坑工程安全的重要措施,基坑开挖前应检验基坑的降水效果,降水效果可以通过水位观测井进行检查,基坑降水回灌主要通过回灌量和回灌水位进行检验。土方开挖到设计标高后,需要进行验槽,主要的检查项目是坑底标高、平整度和土性。土方回填时,为了保证压实质量,要求分层压实、分层检验,每层检验达到要求后方可进行后续的回填和压实施工。对基坑工程验收检验时,应核查验收检验项目、内容及检验结果的完整性、准确性和有效性。

小编总结:通读全文,我们需要的专项方案有:

  1. 基坑工程专项施工方案
  2. 基坑开挖和回填专项施工方案
  3. 支护结构施工方案
  4. 逆作法施工方案
  5. 地下水控制施工方案
  6. 基坑工程监测方案。

基础工程专项施工方案

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