深基坑工程施工管理問(wèn)題探究

祁孜威

（鐵科院（深圳）研究設(shè)計(jì)院有限公司，廣東 深圳 518000）

社會(huì)和科技的進(jìn)步推動(dòng)巖土工程事業(yè)不斷地深入發(fā)展，原有的基坑建設(shè)理念已經(jīng)不能較好地適應(yīng)現(xiàn)代化的要求，必須要加強(qiáng)對(duì)基坑工程勘察、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化。深基坑安全管控是保障建設(shè)質(zhì)量的重要手段，施工過(guò)程需要對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)嚴(yán)格把控，將安全、綠色的理念融入到施工管理中。

1 基坑工程概念和特點(diǎn)

基坑工程的基本作用是為地下結(jié)構(gòu)的施工提供便利，早期的基坑以放坡大開(kāi)挖的形式最為常見(jiàn)。超高層建筑和城市地下空間的開(kāi)發(fā)利用促進(jìn)了基坑工程設(shè)計(jì)和施工的進(jìn)步，基坑工程的概念也在不斷完善，目前人們認(rèn)為的基坑工程是指，為保證地面向下開(kāi)挖和地下結(jié)構(gòu)安全施工，而采用的擋土、地下水控制和周邊環(huán)境保護(hù)等措施的總稱。

基坑工程一般具有如下特點(diǎn)：1）安全系數(shù)低、危險(xiǎn)性大，基坑工程屬于臨時(shí)結(jié)構(gòu)，其使命隨著地下室的回填完成而結(jié)束。在基坑設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，某些荷載（如地震荷載）不會(huì)考慮，在強(qiáng)度、變形、抗?jié)B性和耐久性等方面相對(duì)于永久結(jié)構(gòu)而言要求較低；2）制約因素多，基坑工程作為巖土工程，與自然環(huán)境密切相關(guān)，受場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件影響很大。同時(shí)周邊環(huán)境、建設(shè)要求、工程造價(jià)、施工工序、降雨降水等也是基坑工程的設(shè)計(jì)和施工的制約因素；3）需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，基坑工程具有明顯的時(shí)空效應(yīng)，基坑的形狀、深度和施工工序都會(huì)對(duì)支護(hù)體系的穩(wěn)定性和變形產(chǎn)生影響。施工過(guò)程中需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一方面可以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，另一方面可以判斷基坑整體的安全狀態(tài)，指導(dǎo)施工。

2 常見(jiàn)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型

常見(jiàn)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)有：樁錨結(jié)構(gòu)、樁撐結(jié)構(gòu)、雙排樁結(jié)構(gòu)、復(fù)合土釘墻和中心島法。各結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)表1。

表1 常見(jiàn)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)比

結(jié)構(gòu)名稱 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用范圍樁錨結(jié)構(gòu) 開(kāi)放空間大，土方開(kāi)挖效率高，地下結(jié)構(gòu)施工不受影響對(duì)于超深基坑，支護(hù)變形大，可靠度略低，污染周邊地下空間。適用于場(chǎng)地周邊無(wú)地下建（構(gòu)）筑物，對(duì)變形要求不嚴(yán)的工程樁支撐結(jié)構(gòu) 支護(hù)結(jié)構(gòu)安全度高，控制變形能力強(qiáng)土方開(kāi)挖受支撐干擾，土方效率低。拆換撐工序復(fù)雜適用于周邊環(huán)境對(duì)變形敏感或場(chǎng)地內(nèi)有軟土層的工程雙排樁結(jié)構(gòu) 雙排樁側(cè)向剛度大，一般不需要支撐，土方開(kāi)挖效率高基坑支護(hù)高度一般不大于12m；占用地下室空間較大適用于地下室退線充足，地層條件較好的工程復(fù)合土釘墻 基坑支護(hù)造價(jià)低，土方開(kāi)挖效率低基坑變形大，可靠性底，且深度不大于8m，土方需要逐層開(kāi)挖。 適用于土層條件好，地下水位低的工程中心島法 基坑中間部分土方開(kāi)挖效率高 周圈土方開(kāi)挖難度大，周圈地下室逆作。適用于超大面積的基坑

3 基坑工程施工管理中存在的問(wèn)題

3.1 隨意性較大

深基坑工程施工需嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、相關(guān)規(guī)范和提前制定好的施工方案進(jìn)行，在采用鋼支撐的基坑工程中，部分施工單位在土方開(kāi)挖中為了出土便利，擅自調(diào)整鋼支撐間距，甚至不按設(shè)計(jì)要求“先撐后挖”，而采用“先挖后撐”，容易造成支護(hù)結(jié)構(gòu)局部失穩(wěn)、發(fā)生傾覆，出現(xiàn)安全事故。還有些施工單位對(duì)堆載問(wèn)題不重視，將鋼筋加工場(chǎng)、施工材料轉(zhuǎn)場(chǎng)隨意設(shè)置在基坑頂、支撐梁等設(shè)計(jì)未考慮堆載的位置，額外增加的荷載超出了結(jié)構(gòu)受力極限，會(huì)造成支護(hù)結(jié)構(gòu)開(kāi)裂，引起基坑垮塌。

3.2 基坑超挖欠挖問(wèn)題

土方開(kāi)挖過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)施工圖中注明的標(biāo)高參數(shù)施工，并在施工中運(yùn)用有效的測(cè)量手段對(duì)基坑開(kāi)挖的實(shí)時(shí)深度進(jìn)行量測(cè)，杜絕工程中出現(xiàn)超挖欠挖現(xiàn)象的發(fā)生，部分施工人員在趕工中依賴于個(gè)人的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，在施工時(shí)沒(méi)有運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，導(dǎo)致工程施工中對(duì)于土方開(kāi)挖量控制程度不足。超挖一方面增加了基坑深度，影響支護(hù)體系的實(shí)際荷載受力，特別是軟土地區(qū)的基坑，土方開(kāi)挖不當(dāng)容易引起變形，對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一系列的影響；另一方面會(huì)造成基坑回填中的土方用量超標(biāo)。欠挖一般發(fā)生在放坡開(kāi)挖中，造成邊坡坡度超過(guò)設(shè)計(jì)值，安全系數(shù)不足，如遇降水，土體將發(fā)生滑動(dòng)失穩(wěn)。

3.3 不重視基坑監(jiān)測(cè)

基坑監(jiān)測(cè)是直觀反應(yīng)基坑安全狀態(tài)的重要手段，也是驗(yàn)證設(shè)計(jì)是否合理，及時(shí)跟蹤并發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來(lái)源。現(xiàn)階段基坑監(jiān)測(cè)與施工狀態(tài)嚴(yán)重脫節(jié)，施工工況無(wú)法與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)，對(duì)基坑安全狀態(tài)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的合理性的判斷造成很大影響。同時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)還存在上傳不及時(shí)，監(jiān)測(cè)項(xiàng)目和周期不滿足設(shè)計(jì)要求，往往為了應(yīng)付檢查時(shí)才提供等問(wèn)題，基坑監(jiān)測(cè)形同虛設(shè)，等到基坑發(fā)生變形時(shí)為時(shí)已晚。

4 深基坑工程建設(shè)要點(diǎn)分析

4.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)理念

巖土工程理論研究的不斷進(jìn)步，為深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的理念和思路，需要設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對(duì)行業(yè)新知識(shí)的學(xué)習(xí)和對(duì)其他優(yōu)秀設(shè)計(jì)方案的借鑒，合理平衡工程建設(shè)過(guò)程中的質(zhì)量、安全和成本等問(wèn)題。在項(xiàng)目規(guī)劃和實(shí)施前，設(shè)計(jì)人員需提前對(duì)項(xiàng)目場(chǎng)地進(jìn)行實(shí)地踏勘，并收集相關(guān)資料，特別是對(duì)于一些會(huì)影響深基坑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和支護(hù)體系選擇的因素，須要經(jīng)過(guò)重點(diǎn)分析計(jì)算，制定有針對(duì)性的合理方案。如地下管線的沉降、土體卸載或地面荷載的增大等都有可能會(huì)影響設(shè)計(jì)計(jì)算采用的荷載值大小，必須要做好全面分析后才能開(kāi)展相應(yīng)的工作。在一些工程建設(shè)方案初期，還需要考慮到特殊地質(zhì)的影響，如地層軟弱性問(wèn)題。

4.2 加強(qiáng)施工管理

一些施工單位會(huì)在基坑施工過(guò)程中采用平行施工的方式來(lái)節(jié)約工期，在應(yīng)用這種工程方式的過(guò)程當(dāng)中，必須要加強(qiáng)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的檢測(cè)和基坑變形的監(jiān)測(cè)，特別是對(duì)于一些開(kāi)挖性的環(huán)節(jié)，需提前根據(jù)支護(hù)體系施工情況展開(kāi)嚴(yán)格的受力分析和協(xié)調(diào)性規(guī)劃，嚴(yán)禁在支護(hù)體系施工不完全或承載力不滿足需求的情況下進(jìn)行超挖，這樣可能會(huì)產(chǎn)生基坑變形或基坑坍塌的問(wèn)題。基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析中，需要充分考慮到場(chǎng)地的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、支護(hù)體系受力等多方面的作用問(wèn)題，使監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)能夠更具全局性，在充分保障支護(hù)結(jié)構(gòu)承載安全的基礎(chǔ)之上在進(jìn)行基坑開(kāi)挖或其他施工環(huán)節(jié)，避免基坑施工存有安全隱患。

4.3 完善過(guò)程管理

在深基坑工程的施工中，必須要重視過(guò)程性的動(dòng)態(tài)化管理工作，即由管理人員根據(jù)工程進(jìn)度和管理需求對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抽檢，充分確保實(shí)際承載能力達(dá)到要求后，才能夠開(kāi)展工程的施工實(shí)操。日常中，需要有專(zhuān)人定時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行巡視或通過(guò)安裝傳感探測(cè)的方式來(lái)收集支護(hù)結(jié)構(gòu)受力情況，當(dāng)出現(xiàn)數(shù)據(jù)突變或異常時(shí)，要立即停工并通過(guò)制定緊急預(yù)案來(lái)保障過(guò)程性安全。在支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工過(guò)程中，若發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題不達(dá)標(biāo)要及時(shí)對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行修復(fù)加固，所有施工人員都必須嚴(yán)格按照工程建設(shè)的要求開(kāi)展作業(yè)。

4.4 控制環(huán)境效應(yīng)

深基坑較其他的巖土工程而言更易對(duì)周邊環(huán)境變形造成影響，在建設(shè)過(guò)程中必須要做好環(huán)境效應(yīng)的控制。在一些有豐富地下水系分布的區(qū)域內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)需要將支護(hù)體系和截水帷幕結(jié)合在一起，并盡量選擇在枯水期施工，充分保證安全與環(huán)保。在綠色施工理念不斷發(fā)展的影響之下，嚴(yán)格控制工程建設(shè)中的環(huán)境效應(yīng)已經(jīng)成為了必經(jīng)環(huán)節(jié)，在深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中就必須予以嚴(yán)格控制，運(yùn)用有效的管理手段減少對(duì)周邊土體、水體的影響。

4.5 重視實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

現(xiàn)階段，人們對(duì)巖土工程的認(rèn)知還不夠深入，深基坑工程的設(shè)計(jì)計(jì)算理論仍不完善，直接導(dǎo)致了基坑工程具有很大的不確定性，需要在施工過(guò)程中驗(yàn)證地層是否相符，設(shè)計(jì)是否合理等。要求在施工過(guò)程中對(duì)基坑結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力以及周邊環(huán)境的位移變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，便于提前分析、預(yù)判基坑安全狀態(tài)。在支護(hù)結(jié)構(gòu)施工完成之后，根據(jù)監(jiān)測(cè)方案安裝實(shí)時(shí)傳感監(jiān)測(cè)設(shè)備，在受力特殊位置或陽(yáng)角處要適當(dāng)提升安裝密度，確保信息采集的完整性和準(zhǔn)確性。同時(shí)必須要有專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員對(duì)這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析查驗(yàn)，可以利用軟件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在其中設(shè)置監(jiān)測(cè)項(xiàng)目的參數(shù)閾值，以便能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)基坑變形的潛在隱患和數(shù)據(jù)異常，及時(shí)對(duì)支護(hù)體系進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，減少危險(xiǎn)事故發(fā)生的概率。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，深基坑工程的施工理念必須與時(shí)俱進(jìn)，使其能夠與不同地質(zhì)條件和建設(shè)需求之間形成有效匹配，幫助施工單位選擇最優(yōu)建設(shè)方式，同時(shí)確保基坑施工安全。在建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，管理人員要根據(jù)基坑建設(shè)進(jìn)度和支護(hù)工序進(jìn)行動(dòng)態(tài)化管控，加強(qiáng)基坑實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，將監(jiān)測(cè)工作和應(yīng)急預(yù)案形成一體，不斷優(yōu)化工程深基坑建設(shè)水平。管理人員要嚴(yán)格控制建設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的各項(xiàng)環(huán)境影響，減少基坑變形對(duì)周邊環(huán)境的影響，不斷促進(jìn)基坑工程施工管理的發(fā)展進(jìn)步。