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摘要：深基坑支护工程是确保坑壁稳定和安全的一项系统工程，虽然属于临时的建筑，但其起着至关重要的作用。如果施工过程中出现问题，就会导致地面开裂沉陷，甚至造成周边的楼房发生倾斜事故，影响人们的生命和财产安全。因此，对深基坑支护工程的整体安全质量控制是极为重要的，必须结合工程实际情况选择合理可靠的支护方式，加强施工组织管理，严格控制好基坑全过程的质量，确保工程有序地顺利完成。现结合工程实例论述了在复杂地质条件下如何对深基坑支护工程进行周全的施工组织管理，使深基坑的施工质量得到全面的提升，对日后的同类工程具有一定的参考价值。
关键词：深基坑支护；施工组织；质量控制；管理措施
前言
在深基坑支护工程中，不仅要确保基坑自身的安全稳定，还要对土层和支护结构的变化情况进行实时监测。尤其在复杂的地质层进行深基坑施工，必须要确保基坑内部的施工能够符合规范标准要求，以及对基坑外部的土位移量进行监测，避免对周边的建筑物和道路、管线等造成不良的影响。为此，在深基坑支护管理工作中，不仅需要保证支护体系自身的结构安全，还要确保基坑支护开挖、地下结构施工能够顺利进行，使工程项目保质保量预期竣工。
一、工程实例
本工程为江南四期1、4区#6、#7栋项目，位于某市海珠区宝岗路与南田路交汇处，拟建建筑物为2栋三十二层商住楼，其中地下室二层，地上32层，总高度105.5m，总建筑面积约48084m2。其基坑工程外围面积大约4300m2，基坑支护深度－10.80m。
1、工程地质
根据工程地质报告，已揭露基岩为白垩系上统三水组（K2S）基岩（本工程±0.00相当于绝对标高8.10m，各钻孔孔口标高为-0.58～-0.07m，高程均引自东侧宝岗大道市政规划水准点，该点高程为7.74m[-0.36m]）。岩土层按成因可分为填土层、三角洲相淤积层、冲击土层和残积土层。
2、场地地下水情况
场区内地下水主要以上层滞水、孔隙潜水、基岩裂隙水的形式存在，赋存于第四系砂土层和白垩系基岩裂隙中；地表实测钻孔地下水位埋深为：-1.16～-1.96m，水位标高一般在-1.80m左右。砂层上赋淤泥（质土）弱透水层，地下水位较高，孔隙水具有承压性质，地下水主要来源于大气降水补给和测向补给。据钻孔时取水样化验，综合分析场地地下水对混凝土结构无腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋无腐蚀性。
3、周边情况
本工程东面临近主干道宝岗路，交通较方便；西面为低层老旧民宅密集区，离基坑边缘最近的民宅距基坑边缘约20米；南面为一宽约3米的小区临时道路，长约120米，人流量不多；北面毗邻宝岗公交场。现场基坑范围内无任何管线通过，基坑外距（6-J）轴10米处有一市政雨水管道，15米处有一煤气管道；基坑（6-1）轴外5米处有一市政污水管道；场地附近无高压线；现场供水、供电可以提供给工程需要。
二、深基坑支护方式
本工程地质条件较为复杂，工程建设量又大，对施工质量和工期安排的要求较高，施工以及管理的难度较大。为了确保安全，基坑总体支护结构采用双排深层搅拌止水帷幕加基坑支护桩、压顶梁、连梁及预应力锚索组成的的支护体系，以预应力锚索约束基坑变形。本工程共分为二个不同的支护区段（如图1所示）。具体如下：
（1）场区南面为工况6，采用Ф500搅拌桩止水帷幕、Ф1200人工挖孔桩加钢筋混凝土拉梁组成的支护体系，安全等级二级。
（2）场区东西北面为工况7和工况8，采用Ф500搅拌桩止水帷幕、Ф1200人工挖孔支护桩、压顶梁及预应力锚索组成的支护体系，安全等级分别为一级和二级。
三、深基坑支护施工组织
在深基坑边坡支护工程的设计与施工过程中，需要将附近建筑项目与边坡的安全性纳入考虑范围。在减少工程项目造价的同时，必须符合相应的法律法规要求。在条件特殊的部分，需要针对性地进行施工设计方案的优化。根据该工程实际情况，并确保工程按期完成，基坑总体施工顺序采取基坑支护与土方开挖局部同时穿插进行的方法，主要包括搅拌桩、支护桩、冠梁、锚索工作面开挖、腰梁、锚索、拉梁、土方开挖等多种工序的前后穿插、平行施工等关系。由于工序多，工期紧，施工前必须在时间、资源、人力安排上做好统筹规划，制定出科学的、切合实际的该工程的整体进度计划/各工序之间穿插、平行施工关系（如图2所示）。基本思路是：按基坑地下室的5条边其施工的先后顺序，把基坑划分成A段、B段、C段、D段、E段共5个施工段安排上述工序的施工，各施工段工序之间穿插、平行施工。根据施工设计要求，按以下几方面进行基坑边坡支护的整体考虑与安排。
图1 基坑支护平面图
图2 施工进度/各工序穿插施工关系图
1、搅拌桩与支护桩穿插平行施工
搅拌桩的施工顺序是：先施工外排搅拌桩再施工内排搅拌桩，完成全部工程量约需21天。A段与B段的搅拌桩同时开工，其中，A段安排3台桩机，B段安排1台，A段完成外排搅拌桩后即调一台过B段进行搅拌桩施工。A段部分控制在3天完成全部搅拌桩，同时交出该段支护桩的工作面，为后续支护桩的施工做好准备；B段搅拌桩完成时间为6天。而第一批支护桩的施工安排是在A段搅拌桩完成5天后插入，控制在31天内全部完成。同时，在A段搅拌桩完成3天后开始C段，搅拌桩施工时间为5天，B段与C段均有市政管道与搅拌桩位置冲突的问题，故完成时间有所延长，在C段完成后第二天插入第二批支护桩施工，控制在28天内完成。D段与E段搅拌桩的施工考虑到临时便道封闭的问题，故安排在最后，在C段完成8天后开始且控制在3天内完成，然后再插入第三批支护桩施工，30天内完成。总之，所有支护桩工期控制在44天全部完成。
2、土方开挖与支护桩穿插平行施工
考虑到余泥排放证办理时间上的问题，支护桩土方不得不暂时堆放在基坑范围内（为尽量减少土方堆积对支护桩的侧压力，保证施工安全，土方堆积至少离开支护桩内边线5米）。在取得余泥排放证后，随即马上插入土方开挖，将场地内堆积的支护桩土方清运走，3天时间完成；接着开始基坑局部（基坑边线进15米范围内）的土方开挖，3天完成。
3、冠梁、腰梁、拉梁及锚索与支护桩和土方开挖之间配合施工
根据施工设计方案，冠梁、锚索工作面开挖、腰梁、锚索、拉梁各工序均与A～E的5个施工段进行穿插平行施工。值得注意的是，拉梁仅D段有14条，由于它是起连接两个基坑支护桩以加强基坑稳定性的作用，故施工时须与一标做好配合。由于一标基坑该部分（[4-F]×[4-18]～[5-1]轴）施工进度与我司基坑该部分（D段）相差较大，故施工时采取的措施是：先按设计要求开挖出拉梁位置，然后与冠梁同时进行装模、钢筋安装和砼的浇捣，但每条拉梁的钢筋仅按其长度的3/4制作安装，捣砼时完成到其长度的2/3处，把余下的1/3留在（4-F）×（4-18）～（5-1）轴一边，待其准备该部分的冠梁施工时，再用1/3拉梁长的钢筋将原钢筋与（4-F）×（4-18）～（5-1）轴的冠梁钢筋连在一起，再浇捣完成余下的1/3拉梁砼。
4、加强基坑支护施工监测
以项目的地质水文以及环境资料为依据，通过监测信息和预测信息进行对比分析，确定之前施工的工艺以及参数是否满足规范要求，完成施工信息参数的确定以及改进。通过支护结构的动态信息反馈，保证施工项目的结构稳定性与安全性，减少对周围环境的不良影响。同时以反馈的信息为依据，进行施工技术与参数的优化。坚持信息化的监测方案，分析关键的施工问题，注意基坑外部的沉降、变形以及附近建筑的情况，如果改变较大则需要通过针对性方案的实施，避免安全事故的出现，确保基坑施工以及地面的正常使用和交通安全。
四、复杂、水文地质对基坑支护的影响及控制
1、根据地质资料，在杂填土层（1～3米范围内）有碎砖块、断梁等坚硬物体，当搅拌桩机钻头在下沉过程中遇上述坚硬物而无法下沉搅拌时，可用挖掘机将坚硬物挖除，回填土后再继续搅拌桩的施工。当桩机钻头在下沉过程中遇上述坚硬物而无法下沉搅拌时，可用挖掘机将坚硬物挖除，回填土后再继续搅拌桩的施工。
2、本场地局部地段分布有细砂、硕砂等，松散层层顶埋深-2.26～-5.86m，层厚0.50～4.20m；稍密层层顶埋深-2.56～-6.16m，层厚0.80～5.10m。在该部分土层的支护桩成孔过程中，易出现流砂、踏孔等现象。如遇到成孔不利时可采取以下防护措施：
（1）遇到流砂，使用短模板减小高度，一般用30～50cm，加配筋，上下两节护壁搭接长度不得小于5cm；护壁间用纵向钢筋连接，打设护壁土锚筋（土锚筋选用Φ10钢筋，间距100mm，土锚筋内侧均匀铺设一层稻杆，用于阻止流砂）；混凝土强度等级同桩身，并使用速凝剂，随挖随验随浇筑混凝土，不得过夜；
（2）遇到塌孔，采用钢套管护壁的方法。钢套管选用Φ48排栅管，长度取2～3米长或视实际情况定，间距200～300mm并以30～45o倾角斜打入土层中，然后安放钢筋，浇筑护壁砼，50cm为一节；护壁的拆模时间应在24h之后进行，踏孔严重部位采取不拆模永久留入孔中的措施。
3、支护桩开挖过程中，根据地质水文情况做好降排水措施。勘察期间场内地下水位为-1.16～-1.96米，水位标高一般在-1.80米左右，而地下水主要靠雨水补给和侧向补给，场地地下水量不会太多。由于本工程基坑支护方案中采用双排深层搅拌止水帷幕，且每隔16米又再设置一横向深层止水搅拌桩，因此对支护桩施工过程中的止水能起到较好的作用；在成孔工程中采用施工中降排水的方法。首先沿支护桩护壁外边出300mm设置一道300×300砖砌排水沟，另外每组配备一台潜水泵配合施工。少量渗水采取在桩孔内挖小集水坑的方法，随挖土随用吊桶将泥水一起吊出；渗水量较大时，则在桩孔内先挖集水坑，用小型潜水泵抽水，随挖土随加深集水坑；涌水量很大时，可将邻近一根桩先挖深，以降低周边桩的水位，再用潜水泵将地下水抽出。
五、深基坑支护工程管控措施
1、建立并完善质量保证体系
以国家质量检验评定标准为依据，在工程质量目标的基础上，结合本工程的实际情况及施工特点，将ISO9001质量保证体系标准为核心，制定了整体工程项目的质量管理体系，在施工分部、分项环节上通过工艺、工序以及技术的管控措施，保证质量目标的实现。
严格依据既定的施工质量方案与质量保证实施体系，全方位进行工程质量控制。首先，构建质量保证体系，并在实施过程中不断改进，确保整体有效的运行，同时以规范化、程序化、标准化的要求进行质量管理活动。同时，构建对应的质量体系文件，从质量保证、质量管理计划、程序文件、作业指导、技术文件以及法律法规等多个角度完成。保持与建设方、监理方以及质量监督管理部门的紧密联系，确保业主以及监理工作人员质量监督检验的顺利完成。其次，要编写质量管理计划书，对于施工现场的质量管理、供应厂家质量调查的计划以及实施等问题进行规划。以具体工程特点以及施工条件，针对重点施工项目以及关键工序制定专项方案。最后，要切法杜绝质量事故发生的机率，对于分部分项工程的自检，要一次验收合格率达100%，竣工验收的质量等级为优良，能够创广州市优良样板工程，以及文明施工目标创广州市文明施工样板工地。
2、保证施工质量与施工组织的实施
深基坑支护项目中围护结构的施工质量与土方开挖的组织合理性也是项目的重要部分。高水平的施工质量以及组织能够在一定程度上弥补设计的问题，而反之则可能使合理的设计无法完成。施工组织的重要性是不能忽视的，土方开挖施工前需要制定合理的施工组织计划。在开发过程中需要严格依据设计完成，坚持“先撑后挖”的基本原则。实际工程实践证明，土方开挖工序的不同，支护结构的稳定性也存在差异。施工顺序的合理性与支护结构的位移有直接的关系。在施工开始前需要针对可能出现的问题进行评估，在风险问题发生时，能够根据确定的应急方案处理，避免没有预防和准备的情况发生，影响工程质量与安全。
3、加强施工技术管理工作
组建技术交底队伍，涵盖范围包括项目经理到施工班组长。对深基坑支护项目的主要目标以及实际作用有深入的认知，使技术较低队伍能够了解施工过程中的所有具体工序，确保相关规范的贯彻与执行，发挥监督管理的核心作用，保证施工方案的有效实行。
严格按照图纸与设计施工，保持动态的监督控制。深基坑支护项目的建设方式主要包括防水以及挡土等，通过独立以及复合支护结构的设计，则需要充足的理论支持以及方案可行性。在施工过程中需要严格按照图纸完成，在施工中出现不可估计的因素或者设计资料与实际环境存在偏差的情况下，需要以实际情况为依据，选择相应的调整方法，满足相关规范的需要。
加强信息反馈施工管理，重视反馈信息的技术分析。深基坑支护系统的复杂度较高，以数学力学法分析无法确保系统性状况改变预测的准确性。需要通过监测信息反馈的分析方法获取系统的变化预测结果，在施工设计方案中加入监测系统，确定监测的具体内容以及要求，保持监测信息的动态化，提供支护系统实时状态的准确信息，为方案修改以及险情处理提供支持。
4、加强质量安全管理工作
施工过程中需要加强材料检测管理，施工材料必须具备出厂合格证明，在检测合格后才能投入使用。构建基于项目经理的质量安全管理体系，确保安全管理人员的专业素养以及职业道德，明确具体的责任人并签订安全合同。加强安全教育，在施工生产中确立“安全第一，预防为主”的理念，确保安全管理工作的落实，提高整体施工组织的安全意识。制定并严格执行质量安全自我监督，对于常见事故以及隐患的高风险问题进行深入分析，制定相应的预防与补救方法。在存在安全风险的部分，需要明示挂牌，提醒施工现场人员，确保安全。
六、总结
综上所述，本深基坑支护工程是一项较为复杂且技术要求高的工程，包含多个环节：搅拌桩、支护桩、冠梁、锚索工作面开挖、腰梁、锚索、拉梁、土方开挖等，若任何一个环节出现问题都会造成整个深基坑支护施工的失败。因此，要切实组织好项目的质量监督管理，抓好各个工序的前后穿插、平行施工的质量，严格加强工程项目全过程的施工监测，随时掌握支护结构和周围环境的动态，使工程风险降到最低。本深基坑支护工程能按期、按质顺利完成，为接下来的建筑项目奠定了坚实的基础，获得了建设单位、质检单位等的一致好评。本工程荣获2009年度广州市双优、诚信工地奖和2010年度广东省、广州市优良样板工程奖。
参考文献
[1]JGJ120-99.建筑基坑支护技术规程[S].北京：中国建筑工业出版社，1999.
[2]DBJ/T 15-20-97.建筑基坑支护工程技术规程[S].广东省地方标准，1997.
[3]余志成，施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国建筑工业出版社，2000.
论文作者:姚富明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/13
标签：基坑论文; 工程论文; 土方论文; 深基坑论文; 工序论文; 过程中论文; 钢筋论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;