【摘 要】各種建筑物與地下管線都要開(kāi)挖基坑,一些基坑可直接開(kāi)挖或放坡開(kāi)挖,但當(dāng)基坑深度較深,周?chē)鷪?chǎng)地又不寬時(shí),一般都采用基坑支護(hù)。盡管基坑支護(hù)技術(shù)在我國(guó)已經(jīng)有了長(zhǎng)足發(fā)展,但深基坑施工發(fā)生坍塌的質(zhì)量安全事故屢見(jiàn)不鮮,可見(jiàn),深基坑施工中監(jiān)理工程師的職業(yè)風(fēng)險(xiǎn)很大。本文結(jié)合舟山港航國(guó)際大廈地下室土方開(kāi)挖、排樁支護(hù)中我們的監(jiān)理工作和前人經(jīng)驗(yàn),對(duì)深基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐的監(jiān)理工作進(jìn)行了總結(jié),希望能與同行共同探討、共同進(jìn)步。
【關(guān)鍵詞】深基坑;排樁支護(hù);監(jiān)理工作
工程概況:舟山港航國(guó)際大廈位于舟山市臨城新區(qū),本工程由兩棟高層A樓(48層)B樓(36層)及裙房(5層)組成,地下室為兩層地下車(chē)庫(kù)。場(chǎng)地南側(cè)為定沈路,其道路邊線離基坑邊線約為11.7米,西側(cè)為28.3米,東側(cè)緊鄰規(guī)劃用地紅線,為在建商會(huì)大廈和舟山電力大樓,電力大樓建筑基地線離基坑邊線約25.1米,北側(cè)為在建中浪國(guó)際大廈,離基坑邊線約75米。本工程基坑面積1.78萬(wàn)平方米,地下室為地下兩層,基坑開(kāi)挖深度10.8米,局部加深開(kāi)挖深度為16.8米和18.8米,基坑平面為不完全規(guī)則長(zhǎng)方形,南北向邊長(zhǎng)為152.4米,東西向邊長(zhǎng)為107.6米。工程維護(hù)為整體設(shè)計(jì),涵蓋鉆孔灌注支護(hù)樁、支護(hù)樁背為雙軸攪拌樁止水帷幕、兩層鋼筋混凝土多點(diǎn)內(nèi)支撐、三軸攪拌樁局部土體加固。
結(jié)合本項(xiàng)目,筆者認(rèn)為在深基坑鋼筋混凝土內(nèi)支撐施工中監(jiān)理工程師應(yīng)重點(diǎn)做好以下工作
1 掌握工程現(xiàn)場(chǎng)和周邊情況,掌握基坑支護(hù)施工的各項(xiàng)規(guī)范、技術(shù)要求,熟悉地質(zhì)資料和設(shè)計(jì)方案,是監(jiān)理工程師成功監(jiān)理的基本技術(shù)保證.
1.1 深基坑施工,監(jiān)理工程師一定要掌握現(xiàn)場(chǎng)和周邊地形地貌.主要需要掌握的內(nèi)容為:(1)基坑邊與周?chē)ㄖ锏木嚯x有多大,周?chē)ㄖ锏幕A(chǔ)埋深和完工狀態(tài),分析相互間的影響風(fēng)險(xiǎn),如本項(xiàng)目,東側(cè)緊鄰規(guī)劃用地紅線,為在建商會(huì)大廈和舟山電力大樓,電力大樓建筑基地線離基坑邊線約25.1米,28層,基礎(chǔ)埋深18米,我們認(rèn)為其相互影響的可能不大,所以以監(jiān)測(cè)該大樓的傾斜度為主;(2)掌握周邊的市政設(shè)施.一般市政設(shè)施主要為道路、公交站臺(tái)、綠化帶等,其重點(diǎn)應(yīng)為道路,尤其是主要交通路線,如果主要交通路線離基坑距離較近,車(chē)流密集,那么基坑和道路會(huì)產(chǎn)生相互影響.(3)掌握基坑周邊城市綜合管線的布置,綜合管線主要有電力、自來(lái)水、電信、煤氣等,基坑施工由于土體的位移可能對(duì)周邊管線產(chǎn)生影響,而這些管線如果遭到破壞將可能產(chǎn)生嚴(yán)重后果.如本項(xiàng)目,在與基坑間距12米定沈路邊埋設(shè)有上述城市綜合管線,所以,我們將城市綜合管線的變形作為我們的一個(gè)監(jiān)控重點(diǎn),關(guān)注報(bào)警值.(4)施工影響,施工對(duì)深基坑安全影響主要是重型汽車(chē)、施工機(jī)械,這些活荷載對(duì)基坑的影響很大。本項(xiàng)目有比較成功的經(jīng)驗(yàn),本項(xiàng)目設(shè)南、西兩個(gè)大門(mén),沿基坑邊東側(cè)和北側(cè)設(shè)置施工道路連接兩個(gè)大門(mén)。道路總長(zhǎng)260米,設(shè)直徑500的路基樁130根,路面采用雙層雙向鋼筋,混凝土300厚,耗資約200萬(wàn)元。基坑施工中,所有的重載汽車(chē)、施工機(jī)械從這條道路進(jìn)出,但對(duì)基坑的影響很小,基坑?xùn)|側(cè)、北側(cè)深層土體位移不大。所以,我們認(rèn)為雖然投資較大,但還是取得很好的效果。
1.2 熟悉地質(zhì)資料.熟悉地質(zhì)勘察報(bào)告是我們監(jiān)理的基礎(chǔ)技術(shù)工作.我們需要熟悉的內(nèi)容很多,但涉及到基坑安全的內(nèi)容主要有:(1)常年地下水水位和豐水期地下水最高水位,判斷止水和維護(hù)體系的合理性;(2)是否存在承壓水,如若有,其水位離基坑底標(biāo)高的距離為多少;(3)地質(zhì)分層情況,主要為淤泥等軟弱土層的厚度和標(biāo)高;(4)支護(hù)樁長(zhǎng)度。
1.3 掌握基坑支護(hù)施工的各項(xiàng)規(guī)范、技術(shù)規(guī)程,熟悉設(shè)計(jì)方案。監(jiān)理工程師應(yīng)掌握基坑支護(hù)施工的各項(xiàng)規(guī)范。
2 監(jiān)理工程師應(yīng)加強(qiáng)專(zhuān)項(xiàng)施工方案的管理,落實(shí)專(zhuān)家論證審查制度。
2.1 深基坑施工為危險(xiǎn)性較大工程,施工單位施工前必須編制安全專(zhuān)項(xiàng)施工方案,且方案必須由總監(jiān)理工程師審核專(zhuān)家論證通過(guò)后方可組織實(shí)施.
2.2 落實(shí)專(zhuān)家論證審查制度。
總監(jiān)理工程師批核了施工專(zhuān)項(xiàng)安全施工方案后,應(yīng)積極配合施工單位組織好施工專(zhuān)項(xiàng)安全施工方案的專(zhuān)家論證.超過(guò)支護(hù)有效使用時(shí)限的深基坑,必須采取回填基坑等切實(shí)有效的措施,防止坍塌事故發(fā)生?;犹鹿?,其中很大原因在于施工與設(shè)計(jì)不符,基坑施工時(shí)間過(guò)長(zhǎng),基坑支護(hù)受損失效。如某工程基坑原設(shè)計(jì)深度只有-17m,后來(lái)設(shè)計(jì)深度變更為-19.6m,而實(shí)際基坑局部開(kāi)挖深度為-20.3m,超深3.3m,造成原支護(hù)樁(深度-20m)變?yōu)榈跄_樁;同時(shí)該基坑施工時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2年7個(gè)月,基坑暴露時(shí)間大大超過(guò)臨時(shí)支護(hù)期限為一年的規(guī)定,致使開(kāi)挖地層軟化滲透水、鋼構(gòu)件銹蝕和錨桿(索)錨固力降低、基坑支護(hù)嚴(yán)重失效,構(gòu)成重大事故隱患
2.3 專(zhuān)項(xiàng)施工方案是在理想狀態(tài)編制的,在施工中很有可能不得不調(diào)整原施工方案。在出現(xiàn)事件影響方案的落實(shí)時(shí),監(jiān)理工程師需要充分掌握現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況,了解事件的性質(zhì),盡可能堅(jiān)持原方案的落實(shí).當(dāng)確實(shí)不可避免時(shí),必須經(jīng)設(shè)計(jì)單位認(rèn)可,同意方案的調(diào)整,但當(dāng)方案有重大調(diào)整時(shí)必須重新組織專(zhuān)家論證.
3 加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作
現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是指在基坑開(kāi)挖及地下工程施工過(guò)程中,對(duì)基坑巖土性狀、支護(hù)結(jié)構(gòu)變位和周?chē)h(huán)境條件的變化,進(jìn)行各種觀測(cè)及分析工作。
監(jiān)測(cè)單位的監(jiān)測(cè)報(bào)告一般應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)送達(dá)監(jiān)理單位項(xiàng)目部.監(jiān)理工程師審閱監(jiān)測(cè)報(bào)告的重點(diǎn)應(yīng)為:①支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移值和支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值;②周?chē)ㄖ?、地下管線變形;③地下水位的觀測(cè)和地下土體位移觀測(cè);④基坑外地面沉降或隆起變形;⑤基坑底部及周邊地體變形。上述五組數(shù)據(jù)的變化是有關(guān)聯(lián)性,產(chǎn)生變化的主要原因一般為施工工況或天氣變化。當(dāng)觀測(cè)數(shù)據(jù)達(dá)到報(bào)警值時(shí),監(jiān)理工程師應(yīng)立即通報(bào)有關(guān)單位和人員,結(jié)合工況分析數(shù)據(jù),及時(shí)查清原因,同時(shí),應(yīng)要求施工單位加大監(jiān)測(cè)頻率.必要時(shí)停止開(kāi)挖施工,做好支護(hù)加固調(diào)整措施,確保基坑安全。
4 基坑開(kāi)挖的過(guò)程中監(jiān)理工程師應(yīng)重點(diǎn)控制的內(nèi)容
4.1 督促施工單位嚴(yán)格按照規(guī)范要求組織擋水系統(tǒng)的施工
當(dāng)要求灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)起到抗水防滲作用時(shí),必須做好樁間和樁背的深層防水?dāng)嚢铇痘蛐龂姌叮ㄒ话愕你@孔壓密注漿法不易保證止水,曾引發(fā)多起重大事故)。本項(xiàng)目的擋水系統(tǒng)為支護(hù)樁背為雙軸深層水泥攪拌樁止水帷幕,三軸深層水泥攪拌樁加固電梯井、主樓與車(chē)庫(kù)落差處。水泥攪拌樁施工隨意性較大,表現(xiàn)形式主要為減少水泥的用量,攪拌時(shí)間不夠,不按照技術(shù)規(guī)范規(guī)程施工,施工程序混亂,樁身咬合不夠或不成功而形成滲水通道,以上形式是造成擋水系統(tǒng)達(dá)不到預(yù)想效果的主要原因,也正是我們監(jiān)理工程師需要重點(diǎn)監(jiān)控的目標(biāo)。
4.2 督促施工單位嚴(yán)格按照規(guī)范要求組織支護(hù)結(jié)構(gòu)體系施工
支護(hù)結(jié)構(gòu)體系包括擋土系統(tǒng)和支撐系統(tǒng)。支護(hù)結(jié)構(gòu)是整個(gè)基坑安全措施的骨架,是地下室安全施工的基本保證.有些施工單位可能認(rèn)為支護(hù)結(jié)構(gòu)施工為手段,地下土方開(kāi)挖為目的,認(rèn)為支撐體系非永久性結(jié)構(gòu)構(gòu)件,施工不夠嚴(yán)謹(jǐn).如,我們項(xiàng)目附近的一個(gè)同類(lèi)項(xiàng)目,支撐樁挖出來(lái)以后,發(fā)現(xiàn)有斷樁和較多混凝土不密實(shí)樁又很多露筋的現(xiàn)象,這樣的結(jié)構(gòu)體系怎么樣保證基坑施工的安全?監(jiān)理工程師應(yīng)該嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乜刂埔韵聝?nèi)容:
4.2.1 支護(hù)樁的質(zhì)量控制。其重點(diǎn)控制的內(nèi)容主要為長(zhǎng)度、樁徑、鋼筋、混凝土質(zhì)量、樁間距、和樁身的完整性。
4.2.2 壓頂梁的質(zhì)量控制。灌注樁作為擋土圍護(hù)結(jié)構(gòu)有很好的剛度,但各樁之間的聯(lián)系必須在樁頂澆注較大截面的鋼筋混凝土帽梁加以可靠聯(lián)接。因此,壓頂梁的質(zhì)量控制重點(diǎn)主要是保證壓頂梁連續(xù)澆筑。
4.2.3 圍檁的質(zhì)量控制。圍檁的作用主要為連接支撐梁和支護(hù)樁,傳遞相互作用力。圍檁的截面一般較大,以便均勻傳遞相互作用力,所以,圍檁的自重較大。圍檁同樁的連接方式一般為在樁的鋼筋上焊接鋼筋錨入圍檁,故圍檁施工中重點(diǎn)的質(zhì)量控制點(diǎn)應(yīng)該為鋼筋錨入圍檁的長(zhǎng)度和錨固鋼筋與樁的焊接質(zhì)量。
4.2.4 鋼立柱的質(zhì)量控制。鋼立柱的主要作用為承擔(dān)支撐梁的自重,減少支撐梁的跨度,減少支撐梁的長(zhǎng)細(xì)比,提高支撐梁的剛度。鋼立柱的質(zhì)量控制點(diǎn)主要應(yīng)該放在鋼立柱材質(zhì)、焊接質(zhì)量、立柱的方向、垂直度的控制上。
4.2.5 鋼筋混凝土內(nèi)支撐質(zhì)量控制。鋼筋混凝土內(nèi)支撐其功能是支承擋土系統(tǒng)的側(cè)力與限制擋土系統(tǒng)位移。正常狀態(tài)下,主要支撐梁的受力狀態(tài)為軸向力:拉力或壓力。大家都清楚,鋼筋混凝土具有優(yōu)良的抗壓性能,其抗壓強(qiáng)度是抗拉強(qiáng)度的20倍左右。這樣,監(jiān)理工程師應(yīng)該能夠分清在某工況下,主要鋼筋混凝土梁所受的是拉力還是壓力。所以監(jiān)理工程師應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注施工縫的留置和處理質(zhì)量。
4.3 監(jiān)理工程師應(yīng)該能夠把握工況,督促施工單位嚴(yán)格按照施工方案組織開(kāi)挖。
基坑開(kāi)挖應(yīng)遵循時(shí)空效應(yīng)原則,根據(jù)地質(zhì)條件采取相應(yīng)的開(kāi)挖方式,“分層開(kāi)挖,先撐后挖”,撐錨與挖土配合,在支撐全部完成并達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后,才可進(jìn)行下層挖土,嚴(yán)禁超挖,要求盡可能減少初始位移,根據(jù)時(shí)空效應(yīng)的原理,應(yīng)按照“分層、分區(qū)、分塊,分段、抽槽開(kāi)挖、留土護(hù)壁、先撐后挖,先形成中間支撐,后限時(shí)對(duì)稱(chēng)平衡形成端頭支撐,減少無(wú)支撐暴露時(shí)間”原則。 監(jiān)理工程師一定要熟悉基坑的專(zhuān)項(xiàng)施工方案,能夠隨時(shí)對(duì)比工況同施工方案之間的差異,一當(dāng)發(fā)現(xiàn)差異,監(jiān)理工程師應(yīng)該及時(shí)要求施工單位按照原方案施工,必要時(shí)發(fā)出書(shū)面指令甚至要求施工單位停止施工。
4.4 基坑邊堆放荷載的控制
坑邊荷載,是形成堆坑失穩(wěn)的不利荷載,加大土體內(nèi)的剪應(yīng)力,一旦控制不當(dāng),會(huì)誘發(fā)基坑坍塌的突發(fā)。 在基坑開(kāi)挖過(guò)程中,因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)是動(dòng)態(tài)的,每天現(xiàn)場(chǎng)都會(huì)發(fā)生變化,所以,監(jiān)理工程師應(yīng)該加強(qiáng)巡視,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。監(jiān)理工程師巡視時(shí)應(yīng)注意:基坑邊緣堆置土方和建筑材料,或沿挖方邊緣移動(dòng)運(yùn)輸工具和機(jī)械,一般應(yīng)距基坑上部邊緣不少于2m,棄土堆置高度不應(yīng)超過(guò)1.5m,并且不能超過(guò)設(shè)計(jì)荷載值,嚴(yán)禁超堆荷載,機(jī)械設(shè)備如混攪拌機(jī)。
4.5 督促施工單位落實(shí)排水措施
基坑開(kāi)挖后,基坑滑動(dòng)失穩(wěn)的實(shí)質(zhì)是由于邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土的抗剪強(qiáng)度,而抗剪強(qiáng)度由土的內(nèi)聚力和內(nèi)摩阻力所組成。因此,凡是影響土體中剪應(yīng)力、內(nèi)聚力和內(nèi)摩阻力的因素,都會(huì)影響土方邊坡的穩(wěn)定。主要因素有:因風(fēng)化、雨水、等氣候影響使土質(zhì)變得疏松,降低了土體的抗剪強(qiáng)度;土層中的含水量的影響,一方面因?yàn)榻a(chǎn)生潤(rùn)滑作用,降低了內(nèi)摩阻力,另一方面水使土體自重增大,因滲流而產(chǎn)生動(dòng)水壓力,水浸入土體的裂縫之中產(chǎn)生靜水壓力,使土體內(nèi)的剪應(yīng)力增大。因此在開(kāi)挖前,對(duì)基坑土體內(nèi)含水量過(guò)大的工程,必須事先做好降水措施,以疏干加固坑內(nèi)土體,達(dá)到增大土體的抗剪強(qiáng)度。開(kāi)挖時(shí),在基坑邊界四周地面,設(shè)置排水溝,避免漏水、滲水進(jìn)入坑內(nèi)
4.6 監(jiān)理工程師應(yīng)該加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)安全防護(hù)措施的檢查
當(dāng)基坑開(kāi)挖深度超過(guò)2m,對(duì)臨邊作業(yè)已構(gòu)成高處墜落的危險(xiǎn),按照高處作業(yè)和臨邊作業(yè)的要求,應(yīng)及時(shí)設(shè)置雙道防護(hù)欄桿,并掛設(shè)安全立網(wǎng)。人員上下基坑,應(yīng)設(shè)置專(zhuān)用安全通道,嚴(yán)禁攀爬模板或支撐系統(tǒng)上下。要求施工單位及時(shí)清除支撐梁上沒(méi)有拆除干凈的模板,及時(shí)清除樁身殘土和樁間松土,清除梁底和格構(gòu)柱上混凝土塊,這些都是坑底施工人員的安全威脅。
5 結(jié)束語(yǔ)
施工方案再好,防護(hù)技術(shù)再先進(jìn),如果未能得到貫徹實(shí)施,也只能是紙上談兵,于事無(wú)補(bǔ)。因此,在深基坑施工中,監(jiān)理工程師要督促施工單位要落實(shí)各級(jí)安全生產(chǎn)責(zé)任制,切實(shí)加強(qiáng)日常對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的安全監(jiān)管,將基坑各種防范措施落實(shí)到位,及時(shí)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)安全隱患檢查到位、整改到位。督促施工單位在施工中,切實(shí)按設(shè)計(jì)施工方案進(jìn)行,做好施工人員的技術(shù)交底,嚴(yán)禁盲目掏挖。同時(shí),監(jiān)理單位也應(yīng)認(rèn)真履行建設(shè)工程安全生產(chǎn)職責(zé),依照法律、法規(guī)規(guī)定實(shí)施工程監(jiān)理,督促施工企業(yè)做好現(xiàn)場(chǎng)的防護(hù),措施到位、管理到位,這樣才能確保基坑工程的安全,達(dá)到經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益雙贏的成效。
作者簡(jiǎn)介:
李?lèi)?ài)華(1976.10出生)、男、籍貫(湖北安陸)、現(xiàn)供職浙江泛華工程監(jiān)理有限公司,研究方向:工程監(jiān)理。