建筑深基坑工程中的施工監(jiān)理控制

廣州永安建設(shè)監(jiān)理有限公司 廣東廣州 510000

摘要：本文結(jié)合某建筑工程項目的深基坑施工監(jiān)理控制實例，對深基坑工程施工前的支護設(shè)計方案、專業(yè)分包單位及施工組織設(shè)計的監(jiān)理，和深基坑施工中的施工監(jiān)理控制措施進行了詳細的介紹，以望能為類似工程施工監(jiān)理控制提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：深基坑；工程施工；監(jiān)理控制

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，深基坑工程在建筑項目中的應用越來越多，其工程的施工質(zhì)量及施工安全也越來越受人們關(guān)注。深基坑工程的施工監(jiān)理控制作為工程施工中的重要工作，是保證工程的施工質(zhì)量，保障工程施工安全的重要措施。如何做好深基坑工程施工監(jiān)理工作，避免質(zhì)量安全事故的發(fā)生是當前施工單位亟需探討的重要課題?；诖耍P者進行了相關(guān)介紹。

1 工程概況

某工程項目的建筑物為地下一層，主要功能為停車庫及設(shè)備用房、消防水池等功能用房，地下室上部及其它周邊為擬建廣場，建筑面積為11188m2。本工程基坑土方開挖深度約為6.10m～7.25m，東西向開挖長度72m，南北向開挖長度為172m，基坑開挖面積達12000m2，挖方量約為70000m3。該工程為市重點工程，2011年8月開工，要求同年11月交付給茶博會使用，工期相當緊張。

2 工程水文地質(zhì)概況

2.1 場地地形地貌

該工程項目場地原為河灘地，經(jīng)大面積回填后地勢較為平坦，東側(cè)緊臨大路，東偏北位置與道路人行道距離4m，東偏南位置與道路人行道僅1m間距，地下管線離基坑開挖邊緣較近。其他方向周邊以農(nóng)田為主，地勢開闊，其中西側(cè)為二期園林景觀用地，南側(cè)為已征地尚未施工的花園。

2.2 基坑支護范圍內(nèi)的工程地質(zhì)情況

（1）雜填土（Q4ml）：灰黃色、黑色，均勻性差，回填時間約3～5年，主要為軟塑～可塑狀粘土為主，含砼塊、強風化巖塊、礫石等硬質(zhì)物和少量生活垃圾，硬質(zhì)物約占35%，該層主要分布在場地東側(cè)，揭露厚度為4.4～1.2m。

（2）耕植土（Q4pd）：灰～灰黑色，軟塑，以粘性土為主，上部富含有植物根系，該層在大部分場地均有分布，揭露厚度為0.7～0.3m。

（3）粉質(zhì)粘土（Q4al+pl）：淺黃色，主要為為沖洪積成因，無搖振反應，切面稍光滑，干強度和韌性中等，該層在大部分場地內(nèi)均有揭露，揭露厚度為2.8～0.5m。

（4）細砂（Q4al+pl）：灰黃色，局部為灰白色，稍密，濕，為沖洪積成因，顆粒成份主要為石英石、礫石，粒徑大于0.075mm約占總質(zhì)量的75%～90%，粒徑自上而下變粗，粒間充填粉粘粒，粉粘粒約占25%，局部表現(xiàn)為中砂，石英中砂含量占10%，分選性一般，膠結(jié)差，級配一般，該層在大部分場地均有揭露，揭露厚度為2.7～0.4m。

（5）卵石（Q4al+pl）：灰白～灰黃色，為河流沖積成因，粒徑20～60mm含量50%～55%，個別粒徑為稍大，卵石成份主要為花崗巖類硬質(zhì)巖，卵石顆粒形狀以亞圓形為主，較堅硬，主要為以中粗砂充填，排列混亂，分選性差，膠結(jié)差，級配一般，該層分布于整個地段，揭露厚度為6.6～1.9m。

（6）水文地質(zhì)：根據(jù)鉆孔揭示，場地地下水主要為賦存于卵石層中的孔隙水，其中雜填土、耕植土、淤泥質(zhì)粘土屬弱性透水土層，細砂屬中性透水土層，卵石層屬強透水土層，強風化泥質(zhì)粉砂巖可視為相對隔水層，地下水位在地面以下4.1～7.7m。根據(jù)當?shù)厥┕そ?jīng)驗、鄰近場地已有勘察資料：地下水涌水量在3～8m3/h，粉質(zhì)粘土層滲透系數(shù)為1.3x10-5cm/s、細砂層滲透系數(shù)為2.0x10-3cm/s、卵石層滲透系數(shù)為1.7x10-1cm/s。初見水位與穩(wěn)定水位基本相同，含水層富水性較弱，透水性較強，地下水主要接受大氣降水和相臨含水層的側(cè)向補給，多以地下徑流及地面蒸發(fā)方式排泄，受季節(jié)影響，地下水位變化幅度約為0.5～1.5m。

3 深基坑支護設(shè)計方案的確定

設(shè)計單位提交的設(shè)計方案為基坑四周均采用土釘墻支護形式，預算造價150萬。監(jiān)理在了解基坑支護設(shè)計方案的設(shè)計意圖后，根據(jù)現(xiàn)場查勘的本項目場地環(huán)境實際情況和地質(zhì)勘測報告，提出建議：基坑東側(cè)采用土釘墻支護形式，其他三面場地開闊，土方施工條件較好，具備放坡條件，可否采用有防護的大放坡比的放坡開挖形式，以節(jié)省投資。經(jīng)過設(shè)計人員和與會專家的論證，確定采納該建議并予以優(yōu)化：基坑東側(cè)采用土釘墻支護形式，土釘采用φ48Q235鋼管，壁厚不小于3mm，梅花型布置，土釘采用鉆機成孔（鉆孔直徑為130mm），土釘有效直徑為130㎜；加強鋼筋采用φ16鋼筋，掛網(wǎng)鋼筋采用φ6@200×200；土釘墻支護的噴射混凝土墻面厚80，砼強度為C20；東側(cè)土釘分四排布置，其中距離自然地面約1.5m設(shè)置一道，最下面一道距離坑底約1.0m高。其他三面采用放坡比為1：1的大放坡，鋼筋網(wǎng)噴射混凝土防護。經(jīng)論證調(diào)整后的投資預算為65萬，節(jié)約了造價85萬。

4 深基坑施工過程的監(jiān)理控制

這個階段是項目實施的關(guān)鍵階段，所有子分部和分項工程的質(zhì)量、進度均應處于受控狀態(tài)。施工過程中，監(jiān)理根據(jù)設(shè)計文件、施工規(guī)范和專項施工組織設(shè)計、監(jiān)理規(guī)劃及監(jiān)理細則，根據(jù)地質(zhì)勘探資料和當?shù)厮?、氣候條件，結(jié)合當?shù)厣罨庸こ淌┕さ慕?jīng)驗和條件，對工程重要和關(guān)鍵項目設(shè)置控制點，對深基坑工程進行事前、事中、事后控制；采取巡視、旁站的方法，對各分項工程進行檢查。施工質(zhì)量的好壞是要靠施工單位做出來的，不可能靠監(jiān)理單位監(jiān)督出來，監(jiān)理人員在施工過程中要督促施工單位嚴格按照施工規(guī)程、經(jīng)批準的施工組織設(shè)計及相關(guān)的技術(shù)規(guī)范要求組織施工，認真做好圖紙消化和技術(shù)交底工作，做到過程有控制，各施工要點有方案；結(jié)合施工進程及時做好隱蔽工程的現(xiàn)場核驗和隱蔽簽證工作；在質(zhì)量管理上，應具體提出工程材料報驗程序、工程報驗制度、特種作業(yè)人員持證上崗制度等，最大限度的制約施工單位可能的違規(guī)行為。具體施工過程的監(jiān)理控制點設(shè)置主要有：

4.1 土方開挖施工

（1）土方開挖是基坑工程各參建單位比較重視的環(huán)節(jié)，本工程工期緊，土方開挖時間最長工期控制在20天內(nèi)，必須白加黑施工，故對施工進度及施工安全控制是重點。作為監(jiān)理人員在工作過程不應局限于土方開挖的監(jiān)督，應以重點放在基坑支護體系的穩(wěn)定前提，系統(tǒng)的管理土方開挖特別是夜間施工所帶來的安全問題、質(zhì)量問題、協(xié)調(diào)問題等。

（2）土方開挖前，根據(jù)建設(shè)單位提供的軸線位置、標高進行重新核樣，測出場地的自然標高及定出控制基底的標高，經(jīng)監(jiān)理、建設(shè)單位確認無誤后引入場地內(nèi)，并確定開挖邊線，做好建筑物的定位樁的保護工作后方可動工。

（3）土方開挖前，監(jiān)理根據(jù)本工程回填土方量較大的實際情況，要求施工單位要做好土方調(diào)配，計算挖方量與回填土方量，確保回填土方存量，用于回填的土方應集中堆至甲方指定的臨時棄土處，以備回填使用。

（4）土方開挖采用機械開挖人工配合分區(qū)施工，東側(cè)應配合土釘墻施工，采取分層分段開挖，確?；舆吰掳踩练介_挖至最后一層后，嚴格控制標高，保證留30cm由人工清理，防止超挖?；A(chǔ)及地梁部分的土方采用小型挖機配合人工開挖。土釘墻施工完成后，基坑土方采用機械大開挖完成。土方開挖完成應立即對基坑進行封閉，防止水浸和暴露，并應及時進行地下結(jié)構(gòu)施工。

（5）基坑開挖時，為保證機械車輛在場地上能正常進行開挖行走，應按實際情況需要鋪設(shè)500mm厚防陷層（爐渣、碎磚、塊石等）；同時縱向分行、分層應按照坡度線向下鏟挖，但每層的中心線地段應比兩邊稍高一些，以防積水。防陷層的土方量要及時簽證。

特別注意事項：

①基坑開挖過程中，當發(fā)現(xiàn)地下水位較高，水量較大或流泥嚴重、漏水等現(xiàn)象，應立即停止開挖，采取有效的排水措施后方可繼續(xù)開挖，以防止周圍地面沉降；

②土方開挖施工中遇地下障礙物、地下文物、管線等與地質(zhì)報告不相符或其他情況，應會同業(yè)主、設(shè)計現(xiàn)場確認解決；

③夜間施工必須有充足的照明，以保證施工操作面亮度，本工程根據(jù)場地實際情況，在基坑邊、作業(yè)區(qū)設(shè)置6盞大功率碘鎢燈；夜間安排管理人員輪流值班，對挖土作業(yè)進行指揮，并配備專人指揮車輛出入通行，出入口設(shè)崗；

④遵守環(huán)保規(guī)定，深夜盡量減低操作噪音，禁用喇叭，不干擾周邊居民；在場地出口洗車臺配備高壓沖水設(shè)備，運輸車車輪必須在門口洗車道清洗干凈，不沾污市容；

⑤臨邊保護：施工現(xiàn)場四周懸掛有安全警示語的彩旗、橫幅，夜間加設(shè)紅色燈標志，危險區(qū)域設(shè)立危險警示標志，在基坑頂部周圍設(shè)置圍護欄，基坑周邊防止過多的超載，基坑上口邊2m范圍內(nèi)不許堆土、堆料和停放機具；坑下人員休息時要遠離基坑邊，以防意外；

⑥施工機械一切聽從指揮，所有車輛必須嚴格按規(guī)定的開行路線行駛，人員盡量遠離施工機械，挖土機工作回轉(zhuǎn)半徑范圍內(nèi)不得站人或進行其他作業(yè)。如有必要，先通知操作人員，待回應后方可接近；

⑦做好防雨準備，采用彩條塑料布對坡面、材料和機具進行覆蓋防護，同時增加監(jiān)測次數(shù)。雨后復工前，認真檢查邊坡情況；

⑧土方開挖深度要滿足規(guī)范要求，不得出現(xiàn)超挖，土方開挖深度、進度要有所控制，挖土高差太大、挖土進度太快，極易迅速改變土體原來的平衡狀態(tài)，降低土體的抗剪強度，從而導致土體發(fā)生水平方向的滑移，造成坍塌事故。

4.2 深基坑支護工程施工

本項目采用土釘墻支護方式和大放坡加鋼筋網(wǎng)噴射混凝土防護方式。

土釘墻又稱為土釘支護技術(shù)，它是在原位土中敷設(shè)較為密集的土釘，并在土邊坡表面構(gòu)筑鋼絲網(wǎng)噴射混凝土面層，通過土釘、面層和原位土體三者的共同作用而支護邊坡或邊壁。土釘墻體同時也構(gòu)成了一個就地加固的類似重力式擋土結(jié)構(gòu)。土釘支護法以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度，變土體荷載為支護結(jié)構(gòu)體系一部分。噴射混凝土在高壓氣流的作用下高速噴向土層表面，在噴層與土層間產(chǎn)生“嵌固效應”，并隨開挖逐步形成全封閉支護系統(tǒng)，噴層與嵌固層同具有保護和加固表層土，使之避免風化和雨水沖刷、淺層坍塌、局部剝落，以及隔水防滲作用。土釘?shù)奶厥饪貕鹤{可使被加固介質(zhì)物理力學性能大為改善，并使之成為一種新地質(zhì)體，其內(nèi)固段深固于滑移面之外的土體內(nèi)部，其外固端同噴網(wǎng)面層聯(lián)為一體，可把邊壁不穩(wěn)定的傾向轉(zhuǎn)移到內(nèi)固段及其附近并消除。鋼筋網(wǎng)可使噴層具有更好的整體性和柔性，能有效地調(diào)整噴層與土釘內(nèi)應力分布。

與已有的各種支護方法相比，土釘支護具有施工容易、設(shè)備簡單、需要場地小，開挖與支護作業(yè)可以并行、總體進度快、成本低、穩(wěn)定可靠等許多優(yōu)點。

土釘墻的施工技術(shù)是一種由上而下分步修建的過程，可按下列順序進行：按設(shè)計要求開挖工作面→修整邊坡、設(shè)置坡頂排水系統(tǒng)→鉆孔打入第一排錨管→注漿→埋設(shè)噴射混凝土厚度控制標志→綁扎鋼筋網(wǎng)→噴射第一層混凝土→開挖第二層土方→修整邊坡、設(shè)置坡面排水系統(tǒng)→鉆孔打入第二排土釘→注漿→安設(shè)連接件→綁扎鋼筋網(wǎng)→噴射第二層混凝土→按以上順序施工完成土釘支護→開挖至設(shè)計標高→設(shè)置坡腳排水系統(tǒng)。

本工程土釘施工開挖時，先從東側(cè)開挖，為支護提供工作面，然后開挖其他土方。第一層沿基坑東面邊一次性開挖至第一排錨桿孔口標高以下0.35m，打入第一排錨桿布設(shè)網(wǎng)筋后進行噴漿作業(yè)。以后每排必須分層分段“間隔跳倉”方式跳挖，每段一次開挖作業(yè)溝長度不超過20m。保證護壁噴錨的砼養(yǎng)護有足夠的齡期，又要保證土方盡可能地連續(xù)施工。

施工過程中，監(jiān)理要特別注意：

（1）土釘孔成孔過程，嚴格控制孔深、孔徑、成孔傾角、孔位；

（2）當鉆孔遇到障礙物無法鉆進，鉆孔深度不能滿足要求時，可在該區(qū)域內(nèi)增加錨桿的數(shù)量，按抗拔力等同的原則進行補強；

（3）設(shè)備就位要準確，并保證機座穩(wěn)定、牢靠，防止開機后因振動等導致設(shè)備移位，而使孔的位置和方向等出現(xiàn)偏差；

（4）土釘間采用Φ16螺紋鋼作加強筋聯(lián)接，加強筋與錨管頭鋼筋（Φ16螺紋鋼）必須焊接牢固，與網(wǎng)筋綁扎在一起；

（5）注漿采用底部注漿法，注漿管插入距孔底250～500mm處，隨漿液的注入緩慢勻速拔出，注漿孔內(nèi)必須灌滿，不能形成空洞和空隙；

（6）噴射作業(yè)時噴槍要盡量垂直于坡面，距坡面距離為0.8～1.2m為佳；

（7）噴射混凝土應分段分片依次進行，同一分段內(nèi)噴射順序是自下而上，風壓力要根據(jù)坡面及噴砂管長度及時調(diào)節(jié)，盡量減少回彈率，水量調(diào)節(jié)適中，噴射厚度要均勻連續(xù)，防止出現(xiàn)“干疤”或“流淌”現(xiàn)象；

（8）為加強支護效果，可在噴射混凝土中加入3%～5%的速凝劑；

（9）在坡頂和坡腳設(shè)置截水溝、排水溝，以免坑內(nèi)積水流向坡腳，確?；颖诎踩?/p>

4.3 深基坑支護的信息化管理

深基坑的施工易產(chǎn)生的主要問題，從根本上說就是基坑整體的剛度和穩(wěn)定性的問題，即基坑支護結(jié)構(gòu)是否會變形、基坑支護結(jié)構(gòu)是否會產(chǎn)生沉降、水平方向的位移、傾斜，支護結(jié)構(gòu)是否有裂縫，以及基坑底是否產(chǎn)生隆起和變形，這些問題的發(fā)生，將直接導致基坑支護結(jié)構(gòu)的失敗。基坑支護結(jié)構(gòu)的信息化管理主要手段，是安排專業(yè)施工監(jiān)測人員對基坑現(xiàn)場及周圍建筑物進行監(jiān)測，將基坑開挖期間監(jiān)測到的基坑支護結(jié)構(gòu)或巖土變位等情況，比照勘察、設(shè)計的預期性狀，動態(tài)分析監(jiān)測資料，全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率，對照報警標準，預測下一階段工作的動態(tài)，及時對施工中可能出現(xiàn)的險情進行預報，超過位移設(shè)定的預警值時可及時采取有效的應對措施排除危害，確保工程安全。

本工程設(shè)置坡頂土體水平位移及沉降監(jiān)測點46個，埋設(shè)深層水平位移測斜管9處（管長10m），水位觀測點共同4個，一般8～10m設(shè)一個監(jiān)測點，關(guān)鍵部位適當加密?；鶞庶c要設(shè)在基坑邊緣外不受影響的地方，檢測點和基準點均用混凝土固定。因現(xiàn)場施工情況復雜，監(jiān)測點極易被破壞，要注意對監(jiān)測點的保護。

4.4 深基坑降水控制

地下水對深基坑工程的施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般是上層滯水、潛水、承壓水和雨水及基坑周圍的滲漏管道水，由于水的來源復雜，止水方案的制定則必須慎重。常用的地下水止水方案有集水坑排水、明溝排水等坑內(nèi)積水明排法，止水帷幕法，輕型井點、噴射井點、電滲井點、深井井點、管井井點等井點降水法。在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水三方面考慮，根據(jù)掌握的地質(zhì)資料深入分析地下水的成因，了解深基坑周圍環(huán)境，制定出切實可行的措施，不能一味簡單地靠抽水來降低地下水位，以達到深基坑內(nèi)無水的目的。長時間不間斷地抽水，可能會導致基坑周圍地下水位下降，土體中有效應力增長，引起土體重新固結(jié)，產(chǎn)生不均勻沉降，甚至造成坑底流沙、管涌等現(xiàn)象，增大了處理難度，拖延工期，造成不必要的損失。

本工程根據(jù)實際情況和進度要求，采用坑內(nèi)集水明排的方式控制地下水位。對基坑四周支護范圍內(nèi)的地表應加修整，構(gòu)筑排水溝和水泥砂漿或混凝土地面，防止地表降水向地下滲透?？拷悠马攲?～4m的地面應適當墊高，并且里高外低，便于徑流遠離邊坡。在支護面層背部應插入長度為400～600mm，直徑不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支護面層，間距可為1.5～2m，以便將噴射混凝土面層后的積水排出。為了排除積聚在基坑內(nèi)的滲水和雨水，在坑底設(shè)置排水溝，通至集水坑，集水坑間隔30m左右設(shè)置一個。排水溝應離開邊壁0.5～1m，排水溝及集水坑宜用磚砌并用砂漿抹面以防止?jié)B漏，坑中積水使用多臺大功率潛水電泵及時抽出，經(jīng)沉淀池沉淀后排向市政排水管道。為了保障降水的有效性，現(xiàn)場還準備了一臺50KW發(fā)電機組。

4.5 突發(fā)事件的處理

建筑施工的過程是一個投資大、周期長、參與人員多的過程，這個過程中會發(fā)生很多不可預見的事情，深基坑的施工更是如此。監(jiān)理人員要養(yǎng)成處變不驚的良好心理素質(zhì)，事前做好突發(fā)事件出現(xiàn)的技術(shù)準備。

本工程為應對突發(fā)事件，按應急預案在現(xiàn)場準備了800個沙袋和150根4m鋼板樁，以備出現(xiàn)緊急情況實施反壓，或用挖土機挖土反壓穩(wěn)定坑壁。在基坑施工過程中，曾經(jīng)巡視監(jiān)測發(fā)現(xiàn)在東南側(cè)的坑頂出現(xiàn)長約15m、寬3～5cm、最大深約1m的裂縫，監(jiān)理立即督促施工單位按應急預案處置，采取在坡腳堆載沙袋反壓穩(wěn)定坑壁，并在此位置打入38根4m鋼板樁，以減小土體位移、增大坑壁穩(wěn)定性，有效的防止了坑壁坍塌。

5 結(jié)語

綜上所述，深基坑工程的施工監(jiān)理控制工作決定著深基坑工程的質(zhì)量，并關(guān)系到建筑工程的整體質(zhì)量及安全。因此，做好深基坑工程的施工監(jiān)理控制工作十分重要。在深基坑工程施工前，要結(jié)合工程實況，選擇經(jīng)濟合理的深基坑支護設(shè)計方案及專業(yè)分包單位，并做好施工組織設(shè)計審定工作；同時，還要做好施工中的施工監(jiān)理控制工作，從而保證工程的施工質(zhì)量及安全。

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