高層建筑深基坑支護(hù)施工管理分析論文
論文關(guān)鍵詞：高層建筑；深基坑；支護(hù)技術(shù)；設(shè)計(jì)管理；施工控制
論文摘要：設(shè)計(jì)方案的合理性是直接影響深基坑支護(hù)工程成敗的關(guān)鍵因素，一個(gè)成功的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)經(jīng)濟(jì)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(hù)設(shè)計(jì)日趨成熟，但由于設(shè)計(jì)參數(shù)眾多，地質(zhì)不明因素的影響，使設(shè)計(jì)工作的難度加大。文章結(jié)合作者多年的工作經(jīng)驗(yàn)，分析了高層建筑深基坑支護(hù)施工過程的控制要點(diǎn)。
近年來，隨著大批的高層和超高層建筑的建設(shè)，開發(fā)商為提高建筑用地率，加之國家有關(guān)規(guī)范對(duì)基礎(chǔ)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(shè)計(jì)必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，深的達(dá)十多米，于是，地下建筑開挖時(shí)的深基坑支護(hù)成為一個(gè)必要的施工過程。但由于深基坑支護(hù)為臨時(shí)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(jìn)度，業(yè)主、施工單位往往只強(qiáng)調(diào)基坑支護(hù)施工的臨時(shí)性，而忽略了基坑支護(hù)施工的重要性、復(fù)雜性及風(fēng)險(xiǎn)性，認(rèn)為只要基礎(chǔ)工程完成時(shí)，基坑支護(hù)未垮掉便解決問題，有的施工單位甚至認(rèn)為挖一個(gè)大坑、簡單地處理一下坑壁即可，致使深基坑施工時(shí)安全質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生，不僅延誤了工期，還造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
一、施工準(zhǔn)備階段的控制要點(diǎn)
（一）設(shè)計(jì)管理
設(shè)計(jì)方案的合理性是直接影響深基坑支護(hù)工程成敗的關(guān)鍵因素，一個(gè)成功的深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)經(jīng)濟(jì)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(hù)設(shè)計(jì)日趨成熟，但設(shè)計(jì)參數(shù)眾多，地質(zhì)不明因素的影響，使設(shè)計(jì)工作的難度加大。據(jù)2000年的資料統(tǒng)計(jì)，在基坑工程施工質(zhì)量事故中，由于設(shè)計(jì)原因造成的事故占總數(shù)的43%。設(shè)計(jì)原因主要表現(xiàn)在：無證掛單設(shè)計(jì)、盲目設(shè)計(jì)、參數(shù)取值錯(cuò)誤、地下水處理方法失誤、支護(hù)方案選擇不當(dāng)?shù)�。要改變這種狀況，首先，設(shè)計(jì)人員應(yīng)具有較強(qiáng)力學(xué)知識(shí)（理論、材料、結(jié)構(gòu)、流體、土力學(xué)）和地基與基礎(chǔ)等多學(xué)科的知識(shí)，又要有豐富邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，熟悉當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)狀況和特點(diǎn)，在結(jié)合建筑及周圍環(huán)境特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)合理的深基坑支護(hù)方案。其次，工程人員在施工前應(yīng)對(duì)方案進(jìn)行認(rèn)真審核，理解設(shè)計(jì)意圖，及時(shí)與設(shè)計(jì)人員溝通以掌握方案，在施工組織時(shí)，使各個(gè)組成部分、各道工序協(xié)調(diào)有序。再次，業(yè)主方應(yīng)了解深基坑支護(hù)的重要性，選擇有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)單位設(shè)計(jì)支護(hù)方案。
（二）分包單位的選擇
由于深基坑支護(hù)的特殊性，其施工應(yīng)由具有施工資質(zhì)與能力的專業(yè)分包隊(duì)伍進(jìn)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(yīng)協(xié)助業(yè)主審查總包單位選定的專業(yè)隊(duì)伍，選擇社會(huì)信譽(yù)好、技術(shù)力量強(qiáng)、施工經(jīng)驗(yàn)豐富的分包單位，最好有類似工程的施工經(jīng)歷，同時(shí)應(yīng)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。
（三）施工專項(xiàng)方案審定
施工專項(xiàng)方案是具體指導(dǎo)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(shí)際情況編制的，但控制要點(diǎn)不具體，措施針對(duì)性不強(qiáng)，基本上無指導(dǎo)意義。因此，監(jiān)理工程師應(yīng)認(rèn)真審核施工單位提交的專項(xiàng)方案，對(duì)不能滿足施工要求的，堅(jiān)決要求其修改完善后按程序申報(bào)，特別復(fù)雜的方案可組織專家匯審，待總監(jiān)審批后方能實(shí)施。審核內(nèi)容主要有：施工平面圖、基坑的支護(hù)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(diǎn)
施工階段是項(xiàng)目實(shí)施的關(guān)鍵階段，監(jiān)理工程師應(yīng)根據(jù)地質(zhì)勘探資料和當(dāng)?shù)厮臍夂驐l件，結(jié)合當(dāng)?shù)厣罨庸こ淌┕さ慕?jīng)驗(yàn)和條件，確定工程的關(guān)鍵項(xiàng)目，要求施工單位制定專項(xiàng)施工方案報(bào)監(jiān)理機(jī)構(gòu)審核，并強(qiáng)調(diào)要制定突發(fā)事件的應(yīng)急預(yù)案。
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深基坑工程包括挖土、擋土、圍護(hù)、防水等環(huán)節(jié)，是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的失誤都有可能導(dǎo)致施工失敗，甚至造成事故。施工單位要嚴(yán)格按照施工規(guī)程、經(jīng)批準(zhǔn)的施工組織設(shè)計(jì)及相關(guān)的`技術(shù)規(guī)范組織施工，對(duì)各施工要點(diǎn)要制定具體措施，并加強(qiáng)過程控制。例如，確定土方開挖方案時(shí)，應(yīng)對(duì)周圍建筑物、構(gòu)筑物進(jìn)行拍照和錄像，對(duì)地質(zhì)勘測報(bào)告、周圍建筑物及地下設(shè)施情況等信息進(jìn)行分析，對(duì)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(jìn)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(qiáng)度，可導(dǎo)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(duì)深基坑工程施工帶來的危險(xiǎn)程度是相當(dāng)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(fù)雜，枯水期和豐水期水位變化的影響，在制定止水方案時(shí)應(yīng)從深基坑工程的防水、降水和排水3個(gè)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(duì)周邊有建筑基坑，宜采用以堵為主，抽水為輔，否則會(huì)導(dǎo)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(hù)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(jìn)行止水帷幕止水施工時(shí)，如果止水帷幕的攪拌樁成樁質(zhì)量不好，深基坑開挖后會(huì)出現(xiàn)滲水較多的現(xiàn)象。若此時(shí)再采用灌漿的方法進(jìn)行處理，則延誤工期、增加造價(jià)。因此，在該類止水帷幕施工時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
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(dá)到設(shè)計(jì)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(dǎo)致止水失效。
2．保證樁的搭接長度和密實(shí)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(hù)結(jié)構(gòu)上開口，否則會(huì)影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全，也破壞了止水帷幕，導(dǎo)致地下水的滲入。
�。ㄈ┥罨又ёo(hù)的信息化管理
深基坑施工的質(zhì)量問題實(shí)質(zhì)上是基坑的整體剛度和穩(wěn)定性，即基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是否會(huì)發(fā)生變形、是否會(huì)產(chǎn)生沉降及水平方向的位移或傾斜、支護(hù)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(dǎo)致基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的失敗。
基坑支護(hù)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(duì)基坑現(xiàn)場及周圍建筑物進(jìn)行監(jiān)測，根據(jù)基坑開挖期間監(jiān)測到的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)或巖土變位等情況，比照勘察、設(shè)計(jì)的預(yù)期性狀，動(dòng)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(duì)照報(bào)警標(biāo)準(zhǔn)，預(yù)測下一階段工作的動(dòng)態(tài)，及時(shí)對(duì)施工中可能出現(xiàn)的險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)報(bào)，超過位移設(shè)定的預(yù)警值時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施，確保工程安全。
深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)工程監(jiān)測的主要內(nèi)容有：支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部水平位移；支護(hù)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(jìn)行目測之外，一般每8～10m設(shè)一個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，關(guān)鍵部位適當(dāng)加密，開挖后每天監(jiān)測3次，位移大時(shí)應(yīng)適當(dāng)加密。
觀測結(jié)果要真實(shí)反映所測目標(biāo)的動(dòng)態(tài)趨勢，并繪出變化曲線圖，以傳遞險(xiǎn)情前兆信息，找出險(xiǎn)情發(fā)生的必要條件，如地質(zhì)特性、支護(hù)結(jié)構(gòu)、臨近建筑物、地下設(shè)施等，結(jié)合相關(guān)的誘發(fā)條件，如氣象條件、開挖施工、地下水變化等，根據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行科學(xué)決策，以排除險(xiǎn)情。開挖較深的基坑時(shí)，還應(yīng)測試支撐的內(nèi)應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力值達(dá)到設(shè)計(jì)值的90%（或支撐變形達(dá)10mm）時(shí)，要及時(shí)采取防范措施。另外，因現(xiàn)場施工情況復(fù)雜，監(jiān)測點(diǎn)極易被破壞，要注意對(duì)監(jiān)測點(diǎn)的保護(hù)。
（四）突發(fā)事件的處理
建筑施工是一個(gè)投資大、周期長、參與人員多的過程，施工過程中會(huì)發(fā)生許多不可預(yù)見的事件。對(duì)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工，更要做好應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的技術(shù)準(zhǔn)備。常見的突發(fā)事件有：基坑內(nèi)管涌、流沙；基坑支護(hù)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(fēng)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(hù)結(jié)構(gòu)或止水帷幕的施工等等。事件發(fā)生后，及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，并會(huì)同相關(guān)單位研究解決辦法。
三、結(jié)語
深基坑工程的施工是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，施工單位應(yīng)按先設(shè)計(jì)、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(duì)稱均衡，限時(shí)限量”的原則，杜絕盲目施工和野蠻施工的現(xiàn)象，加強(qiáng)對(duì)整個(gè)深基坑施工過程的控制，保證工程順利、安全地完成。
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