高層建筑深基坑支護施工管理分析

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，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量事故時有發(fā)生，不僅延誤了工期，還造成了巨大的經濟損失。

一、施工準備階段的控制要點

（一）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鍵因素，一個成功的深基坑支護設計方案應當經濟合理、安全可靠、施工技術可行。在我國，深基坑的出現(xiàn)較晚，深基坑支護設計日趨成熟，但設計參數眾多，地質不明因素的影響，使設計工作的難度加大。據2000年的資料統(tǒng)計，在基坑工程施工質量事故中，由于設計原因造成的事故占總數的43%。設計原因主要表現(xiàn)在：無證掛單設計、盲目設計、參數取值錯誤、地下水處理方法失誤、支護方案選擇不當等。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、結構、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驗，熟悉當地的水文地質狀況和特點，在結合建筑及周圍環(huán)境特點的基礎上，設計出經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)調有序。再次，業(yè)主方應了解深基坑支護的重要性，選擇有經驗的設計單位設計支護方案。

（二）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與能力的專業(yè)分包隊伍進行。施工單位的技術力量、整體素質是影響工程質量的重要因素之一，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、技術力量強、施工經驗豐富的分包單位，最好有類似工程的施工經歷，同時應防止層層轉包、“層層剝皮”，以致影響工程質量的現(xiàn)象發(fā)生。

（三）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。

二、施工階段的控制要點

施工階段是項目實施的關鍵階段，監(jiān)理工程師應根據地質勘探資料和當地水文氣候條件，結合當地深基坑工程施工的經驗和條件，確定工程的關鍵項目，要求施工單位制定專項施工方案報監(jiān)理機構審核，并強調要制定突發(fā)事件的應急預案。

（一）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、經批準的施工組織設計及相關的技術規(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、構筑物進行拍照和錄像，對地質勘測報告、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。

（二）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，根據地質勘察部門提供的地質資料，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構上開口，否則會影響支護結構的安全，也破壞了止水帷幕，導致地下水的滲入。

（三）深基坑支護的信息化管理

深基坑施工的質量問題實質上是基坑的整體剛度和穩(wěn)定性，即基坑支護結構是否會發(fā)生變形、是否會產生沉降及水平方向的位移或傾斜、支護結構是否有裂縫以及基坑底是否產生隆起和變形，若發(fā)生這些問題將導致基坑支護結構的失敗。

基坑支護結構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，根據基坑開挖期間監(jiān)測到的基坑支護結構或巖土變位等情況，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。

深基坑支護結構工程監(jiān)測的主要內容有：支護結構頂部水平位移；支護結構沉降和裂縫；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，如地質特性、支護結構、臨近建筑物、地下設施等，結合相關的誘發(fā)條件，如氣象條件、開挖施工、地下水變化等，根據基坑支護結構的穩(wěn)定性計算結果進行科學決策，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。

（四）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。對于基坑支護結構的施工，更要做好應對突發(fā)事件的技術準備。常見的突發(fā)事件有：基坑內管涌、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構或止水帷幕的施工等等。事件發(fā)生后，及時啟動應急預案，并會同相關單位研究解決辦法。

三、結語

深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程，施工單位應按先設計、后施工的程序施工，并盡量做到邊施工、邊監(jiān)測，還要遵循“分層開挖，先撐后挖，隨挖隨撐，對稱均衡，限時限量”的原則，杜絕盲目施工和野蠻施工的現(xiàn)象，加強對整個深基坑施工過程的控制，保證工程順利、安全地完成。