大型綜合體基坑支護工程施工監理控制要點分析

薛泉

上海三凱工程咨詢有限公司 上海 200070

隨著我國經濟的飛速發展，人民生活的水平迅速提高，住宅區的配套工程也日益完善，在寸土寸金的高檔住宅區附近頻頻出現大型商業綜合體。為了滿足商業及人們的停車需求，提高土地的利用率及經濟效益，城市的發展不斷向地下發展，深基坑工程越來越多。深基坑的施工過程中，各參建單位需做好基坑支護工程施工質量、安全控制。本文結合大型商業綜合體基坑支護工程實例，著重事前、事中、事后全過程、全方位對深基坑工程施工的監理控制要點進行闡述[1]。

1 工程概況

1.1 工程介紹

本工程由一棟43層寫字樓和一棟5層商業樓組成，整體設3層地下室，本工程用地面積約24114m2，總建筑面積159170m2，基坑占地面積為21147.73m2,基坑周邊長度約661m,基坑開挖深度為10～19.3m，基坑設計等級為甲級，安全等級為一級?；颖眰染嚯x市政主道路約13m，且存在廢棄排水管道；西南角距離已投入運營的地鐵站僅5m，且基坑西側還設有管廊、多種市政管線；沿西側距離基坑3～6m有3根高壓電線桿，西北角距基坑3.5m處有1個高壓電線塔；基坑南側、東側均為已竣工的住宅小區。

1.2 地質及水文條件

本工程的場地內無區域性深大斷裂通過，屬于地質構造相對穩定區。根據地勘報告顯示，場地的地質情況自上而下為人工填土、第四系更新統沖坡積（Q3el）成因的礫質粘性土及黏土，下伏地層為石炭系大唐階組（C1y）石灰巖等。地下水主要有上層滯水和基巖溶裂隙水。

1.3 基坑支護形式

基坑支護形式主要采用排樁支護+預應力錨索，排樁支護+鋼管內支撐（斜撐）兩種形式。本項目必須在確保深基坑支護結構、周邊建筑及管線等安全的前提下制定合理的設計、施工方案，加快施工進度、降本增效，取得最佳的社會及經濟效益。

（1）基坑西南角緊鄰地鐵站，為保護地鐵站安全采用鋼管內支撐（斜撐）法進行基坑支護。

（2）其余部位采用旋挖機進行砼灌注樁施工，結合預應力錨索及腰梁、冠梁等進行基坑支護。

2 重難點分析與監理對策

（1）基坑周邊的市政水管復雜，施工時需重視對基坑周邊市政管道及臨時水管的保護，發現滲漏、損壞及時關閥、維修；封閉廢棄管道，將管道內的積水引流至集水井后再排至市政雨水管。嚴格按設計、規范要求做好基坑周邊的硬化，嚴格控制硬化層的砼澆筑厚度、區域范圍等?；映信_開挖后裸露的邊坡須隨挖隨封閉，磚胎膜砌筑須及時，雨后基坑內的積水須及時抽排干凈。

（2）基坑西側緊鄰基坑有高壓電線，旋挖機設備較高，不能滿足高壓線垂直防護要求。為解決這一問題，基坑西側的灌注樁全部采用設備高度較低的沖孔樁機進行沖孔施工，滿足高壓電線的垂直防護距離要求，并按供電局要求沿高壓電線做好防護警示帶，確保高壓電線及人員、設備安全。

（3）基坑西南角采用鋼管內支撐（斜撐）法進行基坑支護，由于斜撐支點距離上部冠梁約7m，基坑開挖后冠梁的水平位移較大，冠梁內側同基坑上部土壤的裂縫會較大；不同于灌注樁+錨索+腰梁、冠梁支護形式，錨索直接在冠梁上進行張拉，冠梁位置的水平位移較小，如按照常規的基坑監測預警數值，內支撐區域冠梁面的水平位移及冠梁內側裂縫數值很容易報警。因此監理建議設計單位對內支撐（斜撐）上部冠梁的水平位移預警值給出合理、明確數值，提前消除誤報警事件的發生；并要求施工單位做好應急預案，提前準備好用于灌縫的熱熔瀝青，加強基坑巡查力度；發現裂縫就及時用熱熔瀝青進行灌縫，阻止雨水、積水順縫隙灌入土體。

3 事前監理控制

3.1 地質勘察和現場環境調查

基坑開挖前須先做好如下工作：（1）監理須先仔細研讀地勘報告，詳細了解現場的地質構造和水文情況；（2）然后再仔細查閱基坑支護設計文件；（3）取得基坑及周邊既有建（構）筑物的平面布置圖；（4）取得由勘察專業單位編制的現場物探圖，查清基坑及周邊地下管線，障礙物分布圖；（5）了解擬建工程的室內地坪標高、場地自然地面標高、坑底設計標高及其變化情況；結構類型、荷載情況、基坑埋深和基礎形式、地下結構平面布置圖及基坑平面尺寸；（6）查閱由專業單位做出的環境調查報告，監理到現場進行實地勘察。

3.2 設計文件審核

了解周邊環境等情況后監理須再次認真審閱基坑支護設計圖紙，理解消化圖紙、明確設計意圖；對設計圖紙的可行性、設計中的矛盾等問題提出審圖意見；組織相關單位技術人員參加圖紙設計交底及會審，設計單位聽取各參建單位的意見后應對設計中存在的問題、遺漏、錯誤等進行修正及優化。本工程的基坑支護由于西南角緊鄰地鐵車站，基坑支護的設計圖還須交地鐵管理部門審核，經同意后方可實施，杜絕因基坑支護施工損傷地鐵構筑物結構的嚴重事件發生。

3.3 堅持技術先行

基坑支護施工前須先編制《基坑支護工程施工方案》，專項施工方案中須包括質量、安全技術措施，包含基坑支護結構施工、土方開挖、現場抽排水等階段的主要風險點及對應的管控措施；專項方案須對項目的危險源進行全面分析，并編制應急預案。本基坑支護工程屬于超過一定規模的危大工程，須對《基坑支護施工方案》進行專家論證，經專家論證通過，總監理工程師簽字同意后方可實施。

4 施工過程中監理控制要點

4.1 排樁施工監理

排樁施工過程中應做好鋼筋砼灌注樁的定位、孔深、樁徑、鋼筋籠、下導管、澆筑砼等方面的控制，并做好砼試塊的留置。①樁位控制包括樁的坐標、樁頂標高、樁身垂直度的控制。樁身垂直度控制通常采用測量鉆桿垂直度，將偏差控制在≦1/100。②成孔后對孔深進行測量，要求只深不淺，孔深須大于設計孔深300mm。③樁徑控制需測量鉆頭直徑尺寸不小于設計值；鉆孔過程中做好樁孔壁的泥漿護壁，控制好泥漿的比重，防止產生縮頸、局部塌孔的現象，成孔后須盡快完成砼澆筑。④做好鋼筋籠制作及安裝質量控制。1）鋼筋籠制作完成后，監理按設計要求對對鋼筋籠的長度、鋼筋連接質量、箍筋（加強箍）間距、籠直徑等進行驗收，確保偏差值控制在規范允許范圍內。2）鋼筋籠下放前須對準樁孔位，控制好鋼筋籠和孔壁的間距及鋼筋籠的垂直度，緩緩放下，避免碰到孔壁，到達設計位置后就立即固定好鋼筋籠。⑤下導管前應先檢查密封性，防止導管壁上有砂眼等；導管和樁底的距離不應超過500mm。⑥樁砼澆筑前及過程中應不定時對砼的塌落度進行抽查，確保砼的流動性等良好。砼初灌量應滿足導管埋入砼面深度大于0.8m的要求，樁砼澆筑過程中應不斷緩慢提升導管，并確保導管埋深控制在2～6m范圍內，防止因導管埋深過深，拔不出來?？刂坪脴俄旐磐瓿擅鏄烁撸簼{高度不應小于500mm。澆筑完成后須核查砼的充盈系數，確保砼的實際灌注量大于理論灌注量；澆筑完成后每隔1～2小時再檢查一下樁的砼完成面標高，防止因地質內存在間隙、孔洞等導致砼流失[2]。

4.2 錨索施工監理

錨索工藝主要有成孔、制造錨索、安裝錨索、索孔注漿、錨索張拉、鎖定這幾個控制要點。①錨索鉆孔首先須放出孔位，偏差應≦100mm，錨索水平及垂直方向的孔距允許偏差為±50mm，錨索的鉆孔角度允許偏差為±3。，鉆孔深度應大于錨桿設計長度300～500mm。安放錨索前應將孔內的石粉、泥土清除干凈。②錨索制作：1）錨索材料采用經見證取樣檢測合格的鋼絞線及錨具。2）鋼絞線制作時須嚴格按設計要求長度下料，并預留不少于1.5m長伸出孔外，以備張拉鎖定。3）鋼絞線應平直排列，沿軸線方向每隔1.5m～2m設置一個隔離架。③錨索安裝：錨索須安放至設計深度，并確保注漿管通暢。④注漿：采用純水泥漿“二次注漿法”，水灰比為0.50～0.55，水泥采用425普硅水泥。首次注漿壓力0.5～0.8MPa，從孔底注漿管開始注漿，直至孔口泛出漿液；第二次注漿的壓力控制在1.0～2.0MPa間，每米孔深注漿水泥用量通常不少于70kg，實際注漿量、注漿時間等工藝參數應根據現場試驗后進行調整。⑤錨索的張拉及鎖定：錨索完成二次注漿后須養護14d，待土與水泥漿的混合體強度達到設計強度的80%后進行張拉，錨索張拉應分兩步進行。正式張拉前應取0.1～0.2倍軸向拉力設計值對錨索預張拉1次～2次，使得錨索整體完全平直，各部位接觸緊密；然后將錨索張拉至1.05～1.1倍軸向拉力設計值；本項目錨索張拉區域位于巖層、砂土層內，穩壓10min后卸載至設計鎖定值，鎖定荷載值為軸線拉力標準值的80%左右。

4.3 基坑鋼管斜支撐監理

基坑的西南角因距離排樁外邊線11.65m處有地鐵車站，錨索無法施工，故采用支撐樁+兩道鋼管斜撐方案。支護樁與鋼管斜撐通過腰梁連接，鋼管斜撐底部通過支撐樁連接傳力。在此施工過程中內支撐鋼管的安裝位置、角度的精準，確保鋼管同支撐樁及腰梁結合嚴密是監控的重點，具體如下：

①安裝時腰梁、支撐樁端頭等各軸線要保證平直在同一軸線上；一道鋼支撐與地面夾角成42°，第二道鋼支撐與地面夾角成33°，鋼支撐固定好后，定出水平支撐管中心線，并吊裝鋼支撐端頭法蘭與錨板周圈滿焊。②支撐樁墩帽安裝連接：根據設計圖紙在支撐樁梯形墩帽施工過程中，在墩帽向鋼支撐一側正對鋼管軸心處預埋鋼板錨板。采用大鉤機配合徐工QUY-25T吊車，鋼支撐固定好后，定出水平支撐管中心線，并吊裝鋼支撐端頭法蘭與錨板周圈滿焊。③為保證斜支撐鋼管與兩端錨板焊接結構的完整性、可靠性、安全性和使用性，對焊縫進行超聲波無損探傷檢驗，對所有焊接部位全數進行檢驗。④鋼支撐安裝完后就檢查支撐的安裝質量，驗收合格后可進行鎖定。

4.4 基坑排水

4.4.1 坡頂、坡底排水措施

(1)在基坑坡頂及坡底周圍各砌筑一道排水明溝，用防水土工布結合水泥砂漿封閉溝底及溝壁，沿排水溝每隔20m設置一個集水井。

(2)將基坑坡肩周邊范圍的地面全部硬化，阻止地表水滲入基坑邊坡的土體內。

(3)總包單位編制防汛應急預案，在現場配備足夠數量、功率的水泵、挖機、防水布等，成立防汛應急人員組織機構并進行應急演練。

4.4.2 上層滯水處理措施

在基坑開挖時，部分滯水會流向基坑內，此時可挖臨時集水坑向外排水。在支護施工后，少量的滲水可通過坡面的泄水孔向外排水。

4.5 基坑監測

根據本工程現場實際情況，基坑監測從基坑圍護結構施工開始直至基坑回填至地面標高為止。監測頻率詳見表1。當遇臺風、雨季、監測項目變化速率較大或監測數據接近預警值時，應適當加密觀測。

表1 基坑監測頻率表

在施工開挖過程中監測單位應對支護樁頂部水平及豎向位移、深層水平位移、錨索應力、內支撐軸力，周邊建筑的豎向位移、傾斜、水平位移、裂縫，周邊地表沉降、周邊管線；特別是基坑西南角內支撐與地下室結構進行換撐，拆除內支撐期間的基坑加強觀察及監測、分析，當位移監控值變形出現突變或超出控制值時，要加強觀測，及時將位移、沉降變形情況反饋給建設、監理、總包、設計單位等，相關單位須立即分析原因并采取加固措施。基坑監測報警值詳見表2。

表2 基坑監測報警值表

5 事后監理控制

基坑支護工程的各道工序施工完成、自檢合格后，施工單位須及時向監理報驗，經驗收通過后方可繼續施工；支護工程完成后要嚴格按照驗收標準對完成的檢驗批、分項、分部工程進行檢查評定驗收，相關的材料、驗收資料等質量控制資料須齊全，有關安全等主要功能的抽樣檢驗結果應符合相應規定；然后支護分包單位將基坑支護工程移交給總包單位?；A施工過程中、至地下室所有區域回填完畢前，基坑支護單位須安排專人在現場進行巡查、做好支護工程的維保。

6 結語

在總包、基坑支護分包、監測、監理、業主單位的共同努力下，本基坑支護工程未發生質量、安全事故；未對周邊的地鐵站、已完建筑、管線等造成不良影響，為基礎與地下室施工提供了安全的作業空間，體現了監理管理對基坑支護工程的重要性。監理服務創造了價值，實現了總包、基坑支護分包、監測、監理、業主單位多方共贏的管理目標，取得了良好的經濟效益及社會效益。