高層建築深基坑支護施工管理分析論文
高層建築深基坑支護施工管理分析論文
論文關鍵詞：高層建築；深基坑；支護技術；設計管理；施工控制
論文摘要：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，深基坑的出現較晚，深基坑支護設計日趨成熟，但由於設計引數眾多，地質不明因素的影響，使設計工作的難度加大。文章結合作者多年的工作經驗，分析了高層建築深基坑支護施工過程的控制要點。
近年來，隨著大批的高層和超高層建築的建設，開發商為提高建築用地率，加之國家有關規範對基礎埋置深度和人防工程的要求，多層、高層、超高層建築地下室的設計必不可少，有的地下建築甚至有三四層，深的達十多米，於是，地下建築開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。但由於深基坑支護為臨時建築，不在建築主體施工的範圍內，為節省投資、降低成本及加快進度，業主、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、複雜性及風險性，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，深基坑的出現較晚，深基坑支護設計日趨成熟，但設計引數眾多，地質不明因素的影響，使設計工作的難度加大。據2000年的資料統計，在基坑工程施工質量事故中，由於設計原因造成的事故佔總數的43%。設計原因主要表現在：無證掛單設計、盲目設計、引數取值錯誤、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，在結合建築及周圍環境特點的基礎上，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稽核，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、各道工序協調有序。再次，業主方應瞭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
由於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，監理工程師應協助業主審查總包單位選定的專業隊伍，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象發生。
（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檔案。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，監理工程師應認真稽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後按程式申報，特別複雜的方案可組織專家匯審，待總監審批後方能實施。稽核內容主要有：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、監測佈置的合理性等。
二、施工階段的控制要點
施工階段是專案實施的關鍵階段，監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，確定工程的關鍵專案，要求施工單位制定專項施工方案報監理機構稽核，並強調要制定突發事件的應急預案。
（一）深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環節，是一項複雜的系統工程，任何一個環節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程、經批准的施工組織設計及相關的`技術規範組織施工，對各施工要點要制定具體措施，並加強過程控制。例如，確定土方開挖方案時，應對周圍建築物、構築物進行拍照和錄影，對地質勘測報告、周圍建築物及地下設施情況等資訊進行分析，對特殊土質需精心組織施工，膨脹土地區不宜在雨季開挖，軟土地區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，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，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，由於水的來源複雜，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，瞭解深基坑周圍環境，對周邊有建築基坑，宜採用以堵為主，抽水為輔，否則會導致基坑周圍土體與水體的流失，使建築物不均勻沉陷，甚至發生坑底流沙、管湧等現象，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。採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，深基坑開挖後會出現滲水較多的現象。若此時再採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，避免樁頭出現攪而無漿的情況，特別是在土層情況變異較大的地區，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）深基坑支護的資訊化管理
深基坑施工的質量問題實質上是基坑的整體剛度和穩定性，即基坑支護結構是否會發生變形、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，若發生這些問題將導致基坑支護結構的失敗。
基坑支護結構資訊化管理的主要手段，是安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建築物進行監測，根據基坑開挖期間監測到的基坑支護結構或岩土變位等情況，比照勘察、設計的預期性狀，動態分析監測資料，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，及時對施工中可能出現的險情進行預報，超過位移設定的預警值時，應及時採取有效的應對措施，確保工程安全。
深基坑支護結構工程監測的主要內容有：支護結構頂部水平位移；支護結構沉降和裂縫；臨近建築物、道路的沉降、傾斜和裂縫；基坑底隆起的觀測等。以上監測除每天進行目測之外，一般每8～10m設一個監測點，關鍵部位適當加密，開挖後每天監測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趨勢，並繪出變化曲線圖，以傳遞險情前兆資訊，找出險情發生的必要條件，如地質特性、支護結構、臨近建築物、地下設施等，結合相關的誘發條件，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，要及時採取防範措施。另外，因現場施工情況複雜，監測點極易被破壞，要注意對監測點的保護。
（四）突發事件的處理
建築施工是一個投資大、週期長、參與人員多的過程，施工過程中會發生許多不可預見的事件。對於基坑支護結構的施工，更要做好應對突發事件的技術準備。常見的突發事件有：基坑內管湧、流沙；基坑支護區域性出現成因不明的裂縫、沉降；氣象異常，出現持續多日的狂風暴雨；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。事件發生後，及時啟動應急預案，並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、後施工的程式施工，並儘量做到邊施工、邊監測，還要遵循“分層開挖，先撐後挖，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。