淺議高層建筑深基坑支護施工管理

劉站喜　陳兵

【摘 要】高層建筑施工方案設計的合理與否直接決定著深基坑支護工程的施工質(zhì)量高低，一個好的深基坑支護設計方案必須滿足經(jīng)濟合理和安全可靠這兩點要求，另外對于施工技術(shù)必須確保其可行性。 深基坑支護在我國的應用時間比較短，然而近幾年隨著建筑工程規(guī)模的不斷擴大，其設計也越加成熟，不過鑒于深基坑支護的設計參數(shù)比較多，地質(zhì)方面的因素也不太清晰，因而施工難度比較大。本文呢作者主要根基自己的時間經(jīng)驗，簡單討論了高層建筑的深基坑支護在施工時應控制的質(zhì)量要點。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；施工管理；深基坑支護

0.前言

近年來，隨著大批的高層和超高層建筑的建設，開發(fā)商為提高建筑用地率，加之國家有關(guān)規(guī)范對基礎埋置深度和人防工程的要求，多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，深的達十多米，于是，地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。但由于深基坑支護為臨時建筑，不在建筑主體施工的范圍內(nèi)，為節(jié)省投資、降低成本及加快進度，業(yè)主、施工單位往往只強調(diào)基坑支護施工的臨時性，而忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性，認為只要基礎工程完成時，基坑支護未垮掉便解決問題，有的施工單位甚至認為挖一個大坑、簡單地處理一下坑壁即可，致使深基坑施工時安全質(zhì)量事故時有發(fā)生，不僅延誤了工期，還造成了巨大的經(jīng)濟損失。

1.施工準備階段的控制要點

1.1設計管理

設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關(guān)鍵因素，一個成功的深基坑支護設計方案應當經(jīng)濟合理、安全可靠、施工技術(shù)可行。在我國，深基坑的出現(xiàn)較晚，深基坑支護設計日趨成熟，但設計參數(shù)眾多，地質(zhì)不明因素的影響，使設計工作的難度加大。據(jù)2000年的資料統(tǒng)計，在基坑工程施工質(zhì)量事故中，由于設計原因造成的事故占總數(shù)的43%。設計原因主要表現(xiàn)在：無證掛單設計、盲目設計、參數(shù)取值錯誤、地下水處理方法失誤、支護方案選擇不當?shù)?。要改變這種狀況，首先，設計人員應具有較強力學知識（理論、材料、結(jié)構(gòu)、流體、土力學）和地基與基礎等多學科的知識，又要有豐富邊坡支護設計經(jīng)驗，熟悉當?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況和特點，在結(jié)合建筑及周圍環(huán)境特點的基礎上，設計出經(jīng)濟合理的深基坑支護方案。其次，工程人員在施工前應對方案進行認真審核，理解設計意圖，及時與設計人員溝通以掌握方案，在施工組織時，使各個組成部分、各道工序協(xié)調(diào)有序。再次，業(yè)主方應了解深基坑支護的重要性，選擇有經(jīng)驗的設計單位設計支護方案。

1.2分包單位的選擇

由于深基坑支護的特殊性，其施工應由具有施工資質(zhì)與能力的專業(yè)分包隊伍進行。施工單位的技術(shù)力量、整體素質(zhì)是影響工程質(zhì)量的重要因素之一，監(jiān)理工程師應協(xié)助業(yè)主審查總包單位選定的專業(yè)隊伍，選擇社會信譽好、技術(shù)力量強、施工經(jīng)驗豐富的分包單位，最好有類似工程的施工經(jīng)歷，同時應防止層層轉(zhuǎn)包、“層層剝皮”，以致影響工程質(zhì)量的現(xiàn)象發(fā)生。

1.3施工專項方案審定

施工專項方案是具體指導施工的重要文件。但在目前，有些施工單位往往是照搬他人的方案；有的雖說是按具體工程的實際情況編制的，但控制要點不具體，措施針對性不強，基本上無指導意義。因此，監(jiān)理工程師應認真審核施工單位提交的專項方案，對不能滿足施工要求的，堅決要求其修改完善后按程序申報，特別復雜的方案可組織專家匯審，待總監(jiān)審批后方能實施。審核內(nèi)容主要有：施工平面圖、基坑的支護方式、基坑開挖方式、降水措施、施工工期、監(jiān)測布置的合理性等。

2.施工階段的控制要點

施工階段是項目實施的關(guān)鍵階段，監(jiān)理工程師應根據(jù)地質(zhì)勘探資料和當?shù)厮臍夂驐l件，結(jié)合當?shù)厣罨庸こ淌┕さ慕?jīng)驗和條件，確定工程的關(guān)鍵項目，要求施工單位制定專項施工方案報監(jiān)理機構(gòu)審核，并強調(diào)要制定突發(fā)事件的應急預案。

2.1深基坑工程的施工

深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環(huán)節(jié)，是一項復雜的系統(tǒng)工程，任何一個環(huán)節(jié)的失誤都有可能導致施工失敗，甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規(guī)程、經(jīng)批準的施工組織設計及相關(guān)的技術(shù)規(guī)范組織施工，對各施工要點要制定具體措施，并加強過程控制。例如，確定土方開挖方案時，應對周圍建筑物、構(gòu)筑物進行拍照和錄像，對地質(zhì)勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析，對特殊土質(zhì)需精心組織施工，膨脹土地區(qū)不宜在雨季開挖，軟土地區(qū)分層開挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土進度過快，極易改變土體原來的平衡狀態(tài)，降低土體的抗剪強度，可導致土體快速滑移，這樣不利工程監(jiān)控，易造成坍塌事故。

2.2深基坑周圍土體止水效果的控制

在地下水位較高的地區(qū)，地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水，由于水的來源復雜，枯水期和豐水期水位變化的影響，在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮，根據(jù)地質(zhì)勘察部門提供的地質(zhì)資料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周圍環(huán)境，對周邊有建筑基坑，宜采用以堵為主，抽水為輔，否則會導致基坑周圍土體與水體的流失，使建筑物不均勻沉陷，甚至發(fā)生坑底流沙、管涌等現(xiàn)象，增大了處理難度，拖延了工期，反之，以降水為主。

止水帷幕是高水位地區(qū)深基坑支護工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時，如果止水帷幕的攪拌樁成樁質(zhì)量不好，深基坑開挖后會出現(xiàn)滲水較多的現(xiàn)象。若此時再采用灌漿的方法進行處理，則延誤工期、增加造價。因此，在該類止水帷幕施工時要注意以下幾點：

（1）保證樁體質(zhì)量。

確定合理的水泥漿摻加量，保證樁體攪拌均勻、樁長達到設計深度，避免樁頭出現(xiàn)攪而無漿的情況，特別是在土層情況變異較大的地區(qū)，因攪拌樁的樁徑不易控制，容易導致止水失效。

（2）保證樁的搭接長度和密實度，杜絕空洞、蜂窩及樁頭開叉的現(xiàn)象。

（3）不得隨意在基坑支護結(jié)構(gòu)上開口，否則會影響支護結(jié)構(gòu)的安全，也破壞了止水帷幕，導致地下水的滲入。

2.3深基坑支護的信息化管理

深基坑施工的質(zhì)量問題實質(zhì)上是基坑的整體剛度和穩(wěn)定性，即基坑支護結(jié)構(gòu)是否會發(fā)生變形、是否會產(chǎn)生沉降及水平方向的位移或傾斜、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，若發(fā)生這些問題將導致基坑支護結(jié)構(gòu)的失敗。

基坑支護結(jié)構(gòu)信息化管理的主要手段，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，根據(jù)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，超過位移設定的預警值時，應及時采取有效的應對措施，確保工程安全。

深基坑支護結(jié)構(gòu)工程監(jiān)測的主要內(nèi)容有：支護結(jié)構(gòu)頂部水平位移；支護結(jié)構(gòu)沉降和裂縫；臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫；基坑底隆起的觀測等。以上監(jiān)測除每天進行目測之外，一般每8～10m設一個監(jiān)測點，關(guān)鍵部位適當加密，開挖后每天監(jiān)測3次，位移大時應適當加密。

觀測結(jié)果要真實反映所測目標的動態(tài)趨勢，并繪出變化曲線圖，以傳遞險情前兆信息，找出險情發(fā)生的必要條件，如地質(zhì)特性、支護結(jié)構(gòu)、臨近建筑物、地下設施等，結(jié)合相關(guān)的誘發(fā)條件，（下轉(zhuǎn)第352頁）（上接第288頁）如氣象條件、開挖施工、地下水變化等，根據(jù)基坑支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計算結(jié)果進行科學決策，以排除險情。開挖較深的基坑時，還應測試支撐的內(nèi)應力，當應力值達到設計值的90%（或支撐變形達10mm）時，要及時采取防范措施。另外，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。

2.4突發(fā)事件的處理

建筑施工是一個投資大、周期長、參與人員多的過程，施工過程中會發(fā)生許多不可預見的事件。對于基坑支護結(jié)構(gòu)的施工，更要做好應對突發(fā)事件的技術(shù)準備。常見的突發(fā)事件有：基坑內(nèi)管涌、流沙；基坑支護局部出現(xiàn)成因不明的裂縫、沉降；氣象異常，出現(xiàn)持續(xù)多日的狂風暴雨；相鄰工地施工的影響，如降水、打樁、開挖土方；地下障礙物妨礙基坑支護結(jié)構(gòu)或止水帷幕的施工等等。事件發(fā)生后，及時啟動應急預案，并會同相關(guān)單位研究解決辦法。

3.結(jié)語

高層建筑的深基坑支護工程在施工時講究循序漸進，施工隊伍要按照施工設計以及施工規(guī)范的程序逐步開展施工作業(yè)，盡可能的做到一邊施工，一邊做好監(jiān)測工作，另外還要堅持“分層開挖，先撐后挖，隨挖隨撐，對稱均衡，限時限量”的原則，不允許盲目進行施工或者違規(guī)施工作業(yè)，只有全面控制深基坑支護的施工流程，才能確保工程項目可以順利、安全竣工。 [科]