張海江(上海浦橋工程建設(shè)管理有限公司, 上海 200032)
本項目建設(shè)地點位于上海市楊浦區(qū),東臨內(nèi)江路,西臨某高等??茖W(xué)校操場,南貼規(guī)劃道路,北臨 6 層民居住宅及天井。整個用地為不規(guī)則型,南北長約 88 m,東西長約 110 m。
本工程基坑開挖深度約 5.50 m,局部落深區(qū)為 5.8 m~6.85 m。基坑開挖周長約 285 m,基坑開挖面積約 4 700 m2?;拥讟?biāo)高,如表 1 所示 。
表1 各區(qū)域基坑底標(biāo)高數(shù)據(jù)表
根據(jù)本工程基坑開挖深度,依據(jù) DG/TJ 08-61—2010《基坑工程技術(shù)規(guī)范》第 3.0.1 條規(guī)定,本工程基坑工程安全等級三級。
本工程基坑支護(hù)形式采用鉆孔灌注樁+三軸攪拌樁止水+1 道鋼筋混凝土支撐。具體情況,如表 2 所示。
表2 基坑支護(hù)形式數(shù)據(jù)
此外,由于需重點保護(hù)基坑北層的 6 層居民住宅及天井,在圍護(hù)體外側(cè)設(shè)置一排 φ600@1 000 mm 鉆孔灌注樁作為隔離樁,有效樁長 18 m。
深基坑施工過程中不可預(yù)見因素多,尤其是在土方開挖階段,土體壓力處于平衡—失衡—平衡的動態(tài)過程,極易造成災(zāi)難性后果。綜合來看,深基坑工程風(fēng)險主要包括基坑本體風(fēng)險和周邊環(huán)境風(fēng)險。審意見回復(fù)。
(1)圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向變形。基坑開挖破壞了土壓的平衡,土壓力作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上,圍護(hù)結(jié)構(gòu)必然產(chǎn)生變形。
(2)圍護(hù)結(jié)構(gòu)豎向變形。① 土壓回彈:由于土方開挖,逐層卸去各層土體,致使原土體豎向壓力平衡被打破,因此出現(xiàn)土體回彈(土壓回彈);② 土體自身回彈:由于上部土體卸除,土體所受壓力減少,自身回彈,但數(shù)值較小。
本工程周邊環(huán)境包括基坑北側(cè)住宅及天井、東側(cè)現(xiàn)有道路及雨污水管線,在基坑開挖過程中,一旦發(fā)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)滲漏,將使得周邊水土不斷向基坑方向流失,會造成以下風(fēng)險事件:建筑物沉降,房屋開裂;管線位移,沉降引發(fā)管線事故;路面沉降,影響交通安全。
(1)施工方案作為實施性文件,是現(xiàn)場施工的重要依據(jù),監(jiān)理必須重視方案審核工作,將其作為監(jiān)理管理的基礎(chǔ)性工作,應(yīng)重點審查方案的程序性、針對性和可操作性。
(2)本項目基坑開挖階段的主體方案為《深基坑專項方案》。除此,還包括《鉆孔灌注樁專項施工方案》《攪拌樁專項施工方案》《井點降水專項施工方案》《監(jiān)測專項方案》等。
(3)根據(jù)《危險性較大的分部分項工程安全管理規(guī)定》規(guī)定,本項目基坑開挖深度大于 5 m,屬于超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程。必須嚴(yán)格執(zhí)行專家論證程序,即:“對于超過一定規(guī)模的危大工程,施工單位應(yīng)當(dāng)組織召開專家論證會對專項施工方案進(jìn)行論證。實行施工總承包的,由施工總承包單位組織召開專家論證會。專家論證前專項施工方案應(yīng)當(dāng)通過施工單位審核和總監(jiān)理工程師審查。”
(4)本項目《深基坑專項方案》于 2018 年 1 月 7 日通過上海市浦東新區(qū)城市建設(shè)科技委員會辦公室評審。監(jiān)理工程師針對提出的建議和意見,督促施工單位對專項方案做出針對性的修改與補充后,及時向上海市浦東新區(qū)城市建設(shè)科技委員會辦公室進(jìn)行書面回復(fù);要求施工單位將修改后的專項方案按程序重新報審,并重點審查評修改與補充內(nèi)容;修改后的方案經(jīng)審查通過后,總監(jiān)還應(yīng)簽署評
本項目基坑北側(cè)基坑邊線距民居南側(cè)天井最近距離為6.79 m,距離 6 層主樓最近距離約 13.95 m。該房屋為 20世紀(jì)八九十年代修建,結(jié)構(gòu)形式為磚混結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)為條形地基淺基礎(chǔ),埋深約 2.0 m。
為確保住宅及天井結(jié)構(gòu)安全,在《深基坑專項方案》通過專家論證后,應(yīng)質(zhì)監(jiān)部門要求,開展如下幾點工作。
3.2.1 協(xié)助建設(shè)方組織社會專家優(yōu)化深基坑方案
(1)協(xié)助甲方組織召開“深基坑方案深化”專題會議,參加方包括建設(shè)單位、施工單位、設(shè)計單位、監(jiān)測單位、深基坑專家?guī)鞂<摇?/p>
(2)將以下深化方案形成書面意見記錄在案,并作為深基坑開挖前的驗收條件之一:北側(cè)隔離樁與圍護(hù)樁之間設(shè)置橫梁形成門式剛架;三軸攪拌樁與坑底加固之間的壓密注漿應(yīng)加長至坑底加固樁的底部;臨近住宅及天井側(cè)坑底 9 m 寬墊層由 20 cm 加厚至 25 cm,由 C25 混凝土調(diào)整至 C30 混凝土。
(3)督促施工單位按專家意見修改專項施工方案并監(jiān)督其實施。
(4)深基坑施工期間,與深基坑專家?guī)鞂<冶3殖B(tài)化聯(lián)系。
3.2.2 使用“基坑工程”App 進(jìn)行線上監(jiān)測
“基坑工程” App 線上監(jiān)測主要是將基坑開挖前后的數(shù)據(jù)上傳至平臺上,由專業(yè)人員隨時隨地了解現(xiàn)場最新的工程監(jiān)測情況。系統(tǒng)中以監(jiān)測項目為目錄樹的方式逐級查看監(jiān)測數(shù)據(jù),包含了監(jiān)測點歷時變化曲線、測斜曲線以及剖面曲線三種曲線。針對線上監(jiān)測,監(jiān)理主要開展以下工作:督促施工單位及時上傳每日基坑現(xiàn)場開挖照片;督促監(jiān)測單位及時上傳每日監(jiān)測報表;對施工及監(jiān)測單位上傳的照片、監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行核查,確保真實性。
深基坑工程是一項系統(tǒng)性工程,包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工、降水施工、土體加固施工、土方開挖施工等。要保證基坑土方開挖順利實施,之前的各專項工程必須質(zhì)量符合要求。
3.3.1 鉆孔灌注樁質(zhì)量控制
(1)必須對樁的定位、成孔(孔徑和孔深)、泥漿比重(一清和二清)、鋼筋籠吊裝、水下混凝土灌注等各工序進(jìn)行嚴(yán)格控制,每道工序經(jīng)監(jiān)理工程師認(rèn)可后方可進(jìn)行下道工序的施工;其中,水下混凝土灌注時必須進(jìn)行旁站監(jiān)理。
(2)督促承包商根據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求進(jìn)行樁身質(zhì)量檢驗并按照規(guī)定頻率進(jìn)行抽檢。
3.3.2 攪拌樁質(zhì)量控制
(1)督促承包商進(jìn)行水泥土的試驗,并審批試驗報告;督促承包商對漿液流量、噴漿壓力、攪拌頭提升下降速度等進(jìn)行標(biāo)定。
(2)監(jiān)理必須對樁的測量定位、漿液配比、噴漿壓力、漿液流量、攪拌機(jī)下沉和提升速度、成樁深度、復(fù)噴及復(fù)攪等進(jìn)行嚴(yán)格控制。
(3)督促承包商根據(jù)設(shè)計和規(guī)范要求進(jìn)行水泥土強度檢測并按照規(guī)定頻率進(jìn)行抽檢。
3.3.3 壓密注漿質(zhì)量控制
(1)注漿質(zhì)量控制:在注漿過程中,采用上行式分段注漿,注漿漿液注入率 20%,注漿流量 7 L/min~15 L/min,不宜大于 20 L/min??刂谱{壓力為 0.2 MPa~0.5 MPa,當(dāng)達(dá)到壓力要求時應(yīng)上撥漿管 300 mm~330 mm 再進(jìn)行注漿,直至達(dá)到設(shè)計標(biāo)高為止;采用跳孔間隔注漿,可跳開 1~2 個孔位,為防止竄漿,跳孔間隔注漿時間不小于 4 h。
(2)漿體經(jīng)過攪拌機(jī)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箝_始壓漿,在注漿過程中不停緩慢攪拌,攪拌時間大于漿液初凝時間。
3.3.4 降水施工質(zhì)量控制
(1)降水施工單位編制的專業(yè)技術(shù)方案須經(jīng)企業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人審批通過后報總包單位,經(jīng)總包單位的技術(shù)負(fù)責(zé)人審批和監(jiān)理單位的總監(jiān)理工程師審查通過后,作為《深基坑專項方案》的主要組成部分,提交建委科技委評審。
(2)監(jiān)理應(yīng)檢查并督促承包商的降水運行管理工作,責(zé)成其詳細(xì)記錄水位、水量變化情況等,并獨立做好監(jiān)理記錄。
(3)輕型井點使用時應(yīng)保證連續(xù)不斷抽水,正常出水應(yīng)先大后小,先混后清,在井點運行中設(shè)專人 24 h 值班,經(jīng)常檢查井點真空度,井點管是否淤塞。在基坑中間設(shè)置觀測井,定期測定水位高度,控制開挖時間。
(4)輕型井點降水不宜少于 15 d,經(jīng)觀測孔檢查如水位已降至坑底下 1 000 mm(設(shè)計要求),方允許開挖基坑,根據(jù)開挖進(jìn)度分批段拔除臨時井點管。
(1)參加基坑開挖條件驗收的單位包括:建設(shè)單位、施工總承包單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、監(jiān)測單位,質(zhì)監(jiān)站對整過驗收過程進(jìn)行監(jiān)督。
(2)施工總承包單位應(yīng)自檢合格,驗收的相關(guān)資料準(zhǔn)備齊全,通知監(jiān)理現(xiàn)場檢查;監(jiān)理檢查合格后,由業(yè)主組織施工總承包單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、監(jiān)測單位進(jìn)行驗收,質(zhì)監(jiān)站對整過驗收過程進(jìn)行監(jiān)督。
(3)驗收內(nèi)容應(yīng)形成會議紀(jì)要和《基坑開挖條件驗收核查表》。
(4)參建各方對基坑開挖條件驗收核查表中存在的問題進(jìn)行整改并報質(zhì)監(jiān)站備案。
本工程基坑面積約 4 700 m2,基坑頂標(biāo)高 -6.15 m,實際挖土深度 5.5 m;自然地面實際標(biāo)高 -0.65 m 左右,土方量約 25 159 m3。
基坑開挖與支撐施工階段是基坑最不穩(wěn)定、風(fēng)險性集中的階段。因此,該階段監(jiān)理工作的重點是通過巡視與旁站相結(jié)合的方法,充分掌握基坑降水、監(jiān)測等各種信息,對圍護(hù)結(jié)構(gòu)、坑外土體變形進(jìn)行經(jīng)常性檢查和記錄;對上述工況、監(jiān)測資料進(jìn)行綜合分析,確定基坑施工進(jìn)度安排的合理性及基坑變形狀況。通過工程例會和工序的檢查驗收把監(jiān)理對于基坑施工工況的控制措施貫徹到施工中去,使基坑開挖處于安全可控狀態(tài)。
(1)在開挖中,監(jiān)理必須要求承包商按照“時空效應(yīng)”規(guī)定進(jìn)行施工。
(2)施工機(jī)械不得直接在圍護(hù)體上進(jìn)行挖土操作,嚴(yán)禁挖土機(jī)械碰撞圍護(hù)體、水平支撐、工程樁、監(jiān)測裝置和井點。
(3)為了保證基坑圍護(hù)的安全及根據(jù)實際情況,從基坑北端開始采用兩臺挖土機(jī)對稱開挖至坑底標(biāo)高以上200 mm~300 mm,底部采用小挖機(jī)配合人工挖除整平,并做好放坡事項,且把挖除的土傳給大挖機(jī),嚴(yán)禁超設(shè)計標(biāo)高開挖,并防止坑底土擾動。每天挖土在停工前,臨時邊坡按 1∶2 要求放坡,確保施工人員和機(jī)械安全。
(4)在土方開挖過程中,有局部挖不到的死角,如基坑壁、格構(gòu)柱、降水井管周邊的土,由人工和小挖機(jī)隨著挖土進(jìn)度及時挖除。墊層澆筑后,采用人工開挖集水坑及承臺土方,由塔吊吊運至地面裝車,嚴(yán)禁一次性開挖。
(5)人工清底后,由建設(shè)單位組織施工、設(shè)計、勘察和監(jiān)理單位及時驗槽,墊層混凝土澆筑跟進(jìn)。墊層隨挖隨澆,挖土到設(shè)計標(biāo)高后,應(yīng)在 8 h 內(nèi)澆筑墊層,墊層澆筑至圍護(hù)樁邊,無墊層坑底最大暴露面積不得大于 200 m2 。
(6)基坑開挖土層中存有暗浜,爛淤泥比較多,導(dǎo)致基坑土質(zhì)太差,要求施工單位挖土過程中灑布一些水泥以改善土質(zhì)。
(7)基坑開挖期間,正是上海梅雨季節(jié),要求承包商必須針對雨季施工制定詳細(xì)的施工方案并檢查防汛、防洪和防臺的器材設(shè)備是否充足和完好。針對暴雨來襲,要求施工單位及時排水,避免基坑長時間浸泡在水中。
對基坑施工期間基坑(及支護(hù)體)變形和其影響范圍內(nèi)的環(huán)境變形、被保護(hù)對象的變形以及其他與施工有關(guān)的項目或量值進(jìn)行測量,以及時和全面地反映它們的變化情況,是本工程實現(xiàn)信息化施工的主要手段,是判斷基坑安全和環(huán)境安全的重要依據(jù),也是保證工程順利進(jìn)行的重要手段之一。
(1)監(jiān)測單位應(yīng)當(dāng)編制監(jiān)測方案。監(jiān)測方案由監(jiān)測單位技術(shù)負(fù)責(zé)人審核簽字并加蓋單位公章,報送監(jiān)理單位后方可實施。
(2)變形監(jiān)測所用基準(zhǔn)點,監(jiān)測點盡早設(shè)定。監(jiān)測點的初始值數(shù)據(jù)要在施工主體結(jié)構(gòu)施工前采集,初始值為采集3次以上的穩(wěn)定數(shù)值。
(3)在對基坑北側(cè)居民房及天井結(jié)構(gòu)變形初始數(shù)據(jù)采集測量工作全程旁站;記錄存檔初始值數(shù)據(jù)。
(4)監(jiān)測資料的上報要有完整清晰的監(jiān)測記錄、圖表、曲線和監(jiān)測文字報告,并以日報、周(月)、預(yù)警快報的監(jiān)測數(shù)據(jù)形式,送監(jiān)理審查。
(5)本項目基坑開挖時間段內(nèi),監(jiān)測頻率相應(yīng)的增加至 2 次/d;項目監(jiān)理組及時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,發(fā)現(xiàn)異常時,及時向建設(shè)單位報告,并協(xié)助建設(shè)單位組織相關(guān)單位分析原因,并商討采取針對性措施。
整個基坑開挖到地下室完成的過程可看成換撐的過程;開挖至設(shè)計標(biāo)高的過程是土體-土體平衡轉(zhuǎn)換成支撐-土體平衡的過程;結(jié)構(gòu)完成并拆除支撐的過程是支撐-土體平衡轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)-土體平衡的過程。整個轉(zhuǎn)換過程中最危險工況是拆除支撐過程。
因此,基坑開挖至設(shè)計標(biāo)高后,應(yīng)及時澆筑底板并進(jìn)行內(nèi)部結(jié)構(gòu)施工,依靠結(jié)構(gòu)與外側(cè)土體建立新的平衡后,才能拆除原支撐。
在本項目地下結(jié)構(gòu)施工中,監(jiān)理應(yīng)重點做好以下控制工作。
3.7.1 高支模承重模板混凝土澆筑施工的監(jiān)理措施
本工程地下室局部主梁集中荷載超過 20 kN/m,列入超過“一定規(guī)模危險性較大的分部分項工程”,其專項方案應(yīng)經(jīng)專家論證,執(zhí)行程序同深基坑專項方案。
(1)嚴(yán)格督促承包商按方案實施且進(jìn)行支模架的專項驗收:在承包商進(jìn)行高架支模搭設(shè)過程中,監(jiān)理應(yīng)重點監(jiān)控立桿的間距、步距和連接的牢固程度、支撐系統(tǒng)的及時搭設(shè)與整片架體的剛度及穩(wěn)定情況。
(2)高支模體系架設(shè)中,督促施工單位執(zhí)行“三檢”制,把好工序質(zhì)量關(guān),施工過程中監(jiān)理要檢查技術(shù)方案執(zhí)行情況,架設(shè)完成后,應(yīng)全面檢查,確認(rèn)支撐體系完善后方可簽發(fā)混凝土澆筑令。
(3)混凝土澆筑過程中,執(zhí)行全過程旁站監(jiān)理,重點控制混凝土澆筑流向,防止出現(xiàn)偏壓。
(4)督促承包商對高架支模系統(tǒng)設(shè)置多點標(biāo)高的沉降測控:要求承包商在架體搭設(shè)并支模完畢、鋼筋入模綁扎完畢和澆筑混凝土過程中與澆筑完畢等每個階段及時進(jìn)行沉降觀測。若有異常沉降,須采取應(yīng)急性加固措施。
3.7.2 大體積混凝土澆筑施工的監(jiān)理措施
本工程底板混凝土厚 0.7 m、 1.0 m、 1.2 m,底板面積約 4 700 m2,混凝土澆筑時可按照大體積混凝土澆筑進(jìn)行控制。
(1)大體積混凝土澆搗前監(jiān)理控制:審查專項施工方案,重點是混凝土配合比(外加劑)、供應(yīng)方案、混凝土澆搗方案、大體積混凝土測溫及混凝土養(yǎng)護(hù)等。
(2)大體積混凝土澆搗質(zhì)量控制:檢查進(jìn)場混凝土坍落度等和易性;檢查現(xiàn)場試塊制作及養(yǎng)護(hù);現(xiàn)場檢查混凝土振搗的均勻性;檢查澆搗面混凝土狀況,避免出現(xiàn)施工冷縫;檢查現(xiàn)場測溫落實情況。
(3)大體積混凝土澆搗養(yǎng)護(hù)措施監(jiān)控:根據(jù)方案布置圖,混凝土澆搗前檢查測溫點布設(shè)情況及防止?jié)矒v損壞措施,并建立測溫點初始值;混凝土澆搗過程中以及養(yǎng)護(hù)期內(nèi),應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)測混凝土內(nèi)溫度變化情況,控制混凝土的溫差,當(dāng)溫差超過25 ℃時應(yīng)督促施工方進(jìn)一步落實加強保溫措施。
深基坑工程施工周期長,風(fēng)險因素大,常常會發(fā)生不可預(yù)見的情況。因此,監(jiān)理人員必須熟悉深基坑施工的工藝流程,掌握深基坑施工的關(guān)鍵工序,通過檢查、巡視、旁站等多種手段加強對施工單位的管理,督促其按審批的方案進(jìn)行施工,從而使深基坑工程處于安全、可控的狀態(tài)。