洪 琪 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230001）

0 前 言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人們對城市空間的利用要求越來越高，我國城市建設(shè)的高層建筑越來越多，向地下的發(fā)展也越來越深，出現(xiàn)了大批的深基坑工程。深基坑工程具有施工規(guī)模大、建設(shè)周期長、施工環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，同時(shí)面臨施工場地小、上部荷載離得近以及降雨等場地影響和自然影響，加上在建設(shè)過程中其周邊建筑物及地下管道設(shè)施的影響，深基坑的建設(shè)施工一直面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

由于設(shè)計(jì)不盡合理、施工不能達(dá)標(biāo)、管理不夠完善，深基坑工程的各種問題時(shí)有發(fā)生，如基坑位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)變形、地面沉降、滲水漏水等，問題處理不僅會延長工期，增加工程成本，而且對周邊建筑物及地下管道設(shè)施的安全構(gòu)成很大的威脅，嚴(yán)重情況可能還會造成安全事故的發(fā)生。

本文通過對深基坑工程中出現(xiàn)的常見問題進(jìn)行分析與總結(jié)，提出有效的質(zhì)量控制措施，針對基礎(chǔ)復(fù)雜、技術(shù)要求高、影響因素多變的情況，認(rèn)為在工程建設(shè)中推動管理信息化工作已經(jīng)勢在必行，是提高深基坑工程的質(zhì)量和安全保證的科學(xué)管理手段。

1 深基坑工程中存在的問題分析

1.1 勘察和設(shè)計(jì)方面分析

1.1.1 勘察取樣誤差與土體參數(shù)多變性

為了確保深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性與規(guī)范性，依據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，在深基坑開挖區(qū)域內(nèi)必須進(jìn)行鉆探取樣，通過取樣分析而得出比較合理的物理力學(xué)指標(biāo)，為基坑支護(hù)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。從經(jīng)濟(jì)成本上考慮，鉆孔數(shù)目一般以數(shù)據(jù)基本滿足而不多取，而相對于地質(zhì)構(gòu)造本身的復(fù)雜多變性，實(shí)際取得的土樣很難全面反映整個(gè)區(qū)域土層的真實(shí)情況，將會產(chǎn)生一定的土樣誤差。

通過對土樣的土工試驗(yàn)，最后得出的土體物理力學(xué)參數(shù)，是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。對于設(shè)計(jì)中所需要的含水率、內(nèi)摩擦角和粘聚力三個(gè)參數(shù)都具有較大的可變性，其產(chǎn)生的主動土壓力以及開挖前土體的內(nèi)聚力與開挖后土體的內(nèi)聚力差別也會較大。從而在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要得出支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力就會存在一定偏差，也是深基坑支護(hù)施工過程中容易出現(xiàn)問題的原因之一。

1.1.2 設(shè)計(jì)理論與實(shí)際情況存在差別

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測與分析，深基坑開挖其實(shí)是一個(gè)空間模型問題，而為了設(shè)計(jì)的簡化，往往都按平面應(yīng)變的假設(shè)來考慮，對于一些細(xì)長的基坑設(shè)計(jì)比較符合實(shí)際，但對于基坑平面近似方形的則差別較大。

目前，深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算理論仍是按極限平衡理論來考慮的。極限平衡理論是一個(gè)靜態(tài)設(shè)計(jì)，而基坑開挖實(shí)際上是一個(gè)動態(tài)平衡狀態(tài)，是一個(gè)土體逐漸松弛的過程。再加上深基坑施工現(xiàn)場的相關(guān)復(fù)雜的因素影響，支護(hù)結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力與設(shè)計(jì)得出的支護(hù)方案會存在差異。

1.2 施工技術(shù)方面分析

1.2.1 基坑隆起和整體失穩(wěn)

軟弱的粘土層中開挖基坑，如果作為支護(hù)結(jié)構(gòu)的樁墻深度不夠，或者支撐位置不當(dāng)、支撐體系不牢等原因，在外界不利因素影響下，致使支護(hù)結(jié)構(gòu)體系產(chǎn)生較大的前傾或后仰，導(dǎo)致基坑壁土體大滑坡，支護(hù)結(jié)構(gòu)體系整體失穩(wěn)破壞。在坑內(nèi)的土體不斷挖去的過程中，樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外土面產(chǎn)生高差，就相當(dāng)于墻外基坑水平面上作用一附加荷載。隨著挖深增大，附加荷載相應(yīng)增加。當(dāng)開挖到一定深度的時(shí)候，若墻體入土深度不足，則會使基坑內(nèi)土體大量隆起，基坑外土體過量下沉，也將導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)破壞。

1.2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移過大和支撐體系的破壞

基坑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)大多是以懸臂類型為主，是以基坑底下土的被動土壓力來平衡主動土壓力和水壓力的作用，而要產(chǎn)生被動土壓力需較大的位移。當(dāng)邊坡位移過大時(shí)，將會導(dǎo)致基坑周圍地面、建筑物、道路和管線的開裂和破壞，所以應(yīng)特別注意基坑支護(hù)的位移量。

支撐體系是土體、圍護(hù)結(jié)構(gòu)以及其本身相互作用的整體，它們的相互影響和相互制約的每一個(gè)組成部分都應(yīng)滿足一定的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的要求。否則，如果某一個(gè)局部的失穩(wěn)或破壞，就有可能導(dǎo)致整體的破壞。當(dāng)擋土構(gòu)件采用鋼板樁時(shí)，本身剛度較小，當(dāng)支撐間距過大時(shí)，鋼板樁柔性大易變形的缺點(diǎn)將暴露，受力到一定程度后容易發(fā)生彎曲，從而產(chǎn)生較大位移。所以，作為基坑圍護(hù)工程中的支撐以及支撐之間的連接必須慎重綜合考慮，以保護(hù)基坑圍護(hù)工程的安全。

1.2.3 土方開挖和邊坡支護(hù)不配套

在施工過程中，大型工程均是由專業(yè)施工隊(duì)伍來分別完成土方和擋土支護(hù)工作，而基本上兩個(gè)分包合同是平行的，在實(shí)際施工中將增加協(xié)調(diào)管理的難度。當(dāng)土方施工單位搶進(jìn)度或拖工期，開挖順序較亂，特別在雨期施工，甚至不顧擋土支護(hù)施工所需的工作面，操作面過窄造成支護(hù)施工的困難，導(dǎo)致支護(hù)施工滯后于土方施工。因支護(hù)施工無操作平臺來完成鉆孔、注漿、布網(wǎng)和噴射混凝土等工程，而不得不用于土方回填或搭設(shè)架子來設(shè)置操作平臺完成施工。這樣一來，不但延遲進(jìn)度，也會留下質(zhì)量和安全隱患。

1.2.4 地下水造成管涌及流砂

含水砂層中的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)容易受到管涌和流砂的破壞。在基坑開挖過程中，支護(hù)樁墻內(nèi)外會逐漸形成水頭差，當(dāng)動水壓力的滲流速度超過臨界流速或水力梯度超過臨界梯度時(shí)，就會引起管涌及流砂現(xiàn)象。此時(shí)，基坑底部和墻體外面大量的泥沙會隨著地下水而涌入基坑，因而會導(dǎo)致地面塌陷，同時(shí)會使墻體產(chǎn)生較大位移，嚴(yán)重的情況下會引起整個(gè)支護(hù)體系的崩塌。管涌可以發(fā)生于局部范圍，也可以逐步擴(kuò)大，會使土層變松，孔隙增大、土體強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致坑壁失穩(wěn)。

1.3 工程監(jiān)管方面分析

1.3.1 監(jiān)理制度不完善

工程監(jiān)理不到位也是造成深基坑事故的原因之一。依據(jù)規(guī)定，高層建筑、重大市政等深基坑工程是必須實(shí)行工程監(jiān)理的，但一些發(fā)生工程問題的項(xiàng)目都沒有按規(guī)定實(shí)施監(jiān)理，或者雖有監(jiān)理但工作不到位。另外，深基坑工程監(jiān)理要求人員具有較高業(yè)務(wù)水平。在我國現(xiàn)階段質(zhì)量控制主要是監(jiān)控工程質(zhì)量、工期、進(jìn)度，而對于設(shè)計(jì)監(jiān)理以及周邊環(huán)境的安全監(jiān)控尚有一定的差距，有待完善與提高。

1.3.2 施工監(jiān)測不重視

主要是建設(shè)單位為省錢不要求施工監(jiān)測，或者是雖設(shè)置一些測點(diǎn)，簡單、數(shù)據(jù)不足，忽視坑邊住宅的檢測，或者不重視監(jiān)測數(shù)據(jù)，對于所測數(shù)據(jù)不能及時(shí)的進(jìn)行分析，導(dǎo)致不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)情況、發(fā)出警報(bào)，不利于事故的早期處理。

2 深基坑工程中的質(zhì)量控制措施

2.1 勘察設(shè)計(jì)應(yīng)全面合理

深基坑工程勘察應(yīng)與主體建筑的地基勘察同時(shí)進(jìn)行，結(jié)合支護(hù)設(shè)計(jì)與施工要求統(tǒng)一布置測點(diǎn)，特別要注意對不良地質(zhì)和地下水的勘察，需要及時(shí)補(bǔ)充勘察數(shù)據(jù)。在進(jìn)行了全面而又系統(tǒng)的分析勘察成果的基礎(chǔ)上，綜合考慮各種因素，進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，從而制定出合理可行的支護(hù)方案。深基坑工程設(shè)計(jì)方案必須經(jīng)過專家組論證，最大限度地減少設(shè)計(jì)缺陷而帶來的深基坑事故。

2.2 加強(qiáng)深基坑施工過程控制

首先是土方開挖期間的降排水。在進(jìn)行施工降水的時(shí)候，必須要采用均衡降水，在降水的同時(shí)要對基坑附近地下管線、建筑物以及地表沉降密切監(jiān)測，防止意外出現(xiàn)。其次是土方開挖環(huán)節(jié)的控制，必須嚴(yán)格遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴(yán)禁超挖”的原則，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際設(shè)置編制有針對性的施工方案。其三是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的施工控制，支護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，絕不能進(jìn)入下道工序。深基坑施工需要自始至終關(guān)注安全，一定要提防出現(xiàn)邊坡失穩(wěn)等安全隱患。開挖期間嚴(yán)禁重型車輛、特種機(jī)械在基坑邊緣行駛，及時(shí)清除基坑邊緣的堆土等荷載，防止失穩(wěn)坍塌。

2.3 深基坑防水控制

在深基坑工程中，地下水對其施工的影響舉足輕重。在地下水豐富、水位較高的地區(qū)，應(yīng)從防、降、排三個(gè)方面綜合考慮，并根據(jù)勘探部門得出的地質(zhì)資料，認(rèn)真分析地下水成因，制定出詳細(xì)的止水方案；同時(shí)還應(yīng)對基坑周圍的環(huán)境進(jìn)行深入了解，防止因地下水位的降低，致使周邊建筑物產(chǎn)生不均勻沉降。止水帷幕是深基坑支護(hù)中常用有效的止水措施，在止水帷幕的施工中應(yīng)確保樁體質(zhì)量合格，確保樁的密實(shí)度和搭接長度符合要求，防止樁頭開叉、蜂窩、空洞等現(xiàn)象的發(fā)生，嚴(yán)禁在支護(hù)結(jié)構(gòu)上隨意開口，破壞止水帷幕的效果。

3 重視管理信息化工作

建筑工程形式的多樣化使得深基坑工程更是變化多樣，集基坑開挖、支護(hù)、防水及環(huán)境于一體的復(fù)雜工程，其理論計(jì)算難以對工程多變性做出準(zhǔn)確的判斷，憑借施工經(jīng)驗(yàn)也有一定的局限性，需要工程技術(shù)人員具有豐富的專業(yè)知識和經(jīng)驗(yàn)。管理信息化可以彌補(bǔ)現(xiàn)場人員技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)不足的短板，實(shí)施集約化管理，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源充分共享及建設(shè)、運(yùn)營、維護(hù)成本的最低化。因此，施工監(jiān)理過程管理信息化的運(yùn)用已經(jīng)勢在必行。

隨著管理信息化的發(fā)展，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代化辦公手段，將監(jiān)理工作質(zhì)量管理體系要求變成具體的檢測目標(biāo)，在工程施工過程中對基礎(chǔ)資料收集、整理，利用數(shù)據(jù)庫及時(shí)、迅速分析和判斷現(xiàn)場檢測工作，會診解決施工難題；利用現(xiàn)場監(jiān)測信息，預(yù)測工程的變化趨勢，當(dāng)施工現(xiàn)場出現(xiàn)險(xiǎn)情預(yù)兆時(shí)可及時(shí)采取相應(yīng)措施，為設(shè)計(jì)、施工方案的修改提供準(zhǔn)確依據(jù)，做到理論和實(shí)際緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高度符合施工現(xiàn)場實(shí)際狀況的動態(tài)管理，做到有記錄、可追溯。同時(shí)，管理信息化可提高監(jiān)管工作及時(shí)性、準(zhǔn)確性，提高管理效能，提高工程建設(shè)管理科學(xué)化水平，使工程建設(shè)工作更加科學(xué)化。

4 結(jié) 語

深基坑工程是一項(xiàng)具有很大發(fā)展?jié)摿Φ墓こ?，不斷增加的工程?shù)量，促進(jìn)深基坑工程的發(fā)展。當(dāng)然，機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。深基坑工程也是一項(xiàng)十分復(fù)雜的工程，所涉及的技術(shù)要求和管理要求水平很高，任一個(gè)細(xì)小的失誤都將會造成嚴(yán)重的工程事故。因而，在深基坑工程中，應(yīng)注意總結(jié)分析出現(xiàn)的常見問題，應(yīng)用科學(xué)的管理措施，加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證工程的順利施工與安全。

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