曹思育
上海海鸥控股(集团)有限公司 201103
摘要：在建筑施工过程中，能否对基坑进行合理开挖，会对整个建筑工程的实施形成深远的影响，尤其是复杂环境下深基坑工程，鉴于其具有较大的危险性，其开挖技术也受到建筑界广泛的关注。本文引用一个实例，对复杂环境下的深基坑开挖进行一些简单的讨论。
关键词：基坑；风险控制
Abstract:
In the construction process, whether the foundation pit can be reasonably excavated will have a far-reaching impact on the implementation of the whole construction project, especially in the complex environment of deep foundation pit engineering. In view of its great danger, its excavation technology has also been widely concerned by the construction industry. In this paper, an example is cited to discuss the excavation of deep foundation pit in complex environment.
Key :words: foundation pit; risk control
1、工程概况
背景工程拟建地块位于闵行区碧江路310号。东临碧江路、南面碧藤路、西至江川敬老一分院及康乐花园围墙、北至康乐花园围墙。
本工程是闵行新城江川社区MHPO-1102单元26街坊26-08地块。建设单位是上海市工人疗养院（上海市职工康复医院）；设计单位为华东建筑设计研究院有限公司；施工总承包上海建工七建集团有限公司；监理单位为上海建科工程咨询有限公司
本工程新建建筑面积32576㎡，其中地上25010㎡，地下7566㎡。其中地下一层部分为附建式平战结合地下人防工程，人防建筑面积：3989.43㎡。
本工程整体设置一层地下室，基坑总面积约7273㎡,基坑总延长米约341m，基坑底板区域开挖深度约6.45m，周边承台区域开挖深度7.1m~7.3m。北侧和西侧各有一个外接车道，车道区域开挖深度为0~6.7m，基坑面积分别约为417㎡、317㎡。
东侧基坑边有一根煤气管线和给水管，距离基坑7.5米~29米不等，部分位于红线内。基坑南侧距离各类管线15.4米~26米不等，部分位于红线内，基坑西侧距离管线6米~28米不等，均位于用地红线外。
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2、项目基坑施工特点、难点
2.1 周边环境复杂，基坑开挖控制要求高
本工程基坑开挖深度6.45m,基坑开挖面积7273㎡。属软土地区深基坑施工，总土方量近4.7万m3左右，开挖方量大且场地狭小，基坑土方开挖是深基坑工程成败的关健工序。
本基坑场地周边道路、建筑物距离基坑近，其中南侧碧藤路下市政管线距离基坑最近为15.3m，西侧房屋距离基坑最近16m，对基坑围护控制变形的要求高。
施工中如何科学地加以组织，做到安全、合理地控制好基坑的稳定和变形，组织好交通、稳定每天的出土量等是本工程的重点和难点。
2.2 基坑贴近围墙，场地内有需要保留的绿化及公厕，平面布置及交通组织要求高
基坑贴近围墙，南北两侧各有一汽车坡道导致现场道路无法环通，影响了基坑施工及PC吊装期间的交通组织。
考虑到地下阶段施工周转场地小，施工现场及周边条件的制约，在加快施工的同时需兼顾场内交通的组织，极大的影响地下工程施工进度。
基坑北侧场地有要求进行保护的36棵现有树木，实际可利用空余场地不大，从而需要对已有场地进行更加合理有效的使用。
2.3 609钢管换撑穿地下室外板墙，对止水的处理要求高
本工程主体基坑安全等级二级，主体地下室基坑西侧和西侧车道基坑环境保护等级均为二级。基坑西侧距离居民住宅楼最小只有17米，因此围护设计在西侧设置了609钢管换撑，以减少围护的位移，对西侧房子起到良好的保护，而609钢管换撑斜穿地下室外板墙，该部位的止水处理要求高，须确保地下室无渗漏。
2.4 施工阶段的地下室抗浮措施
上海软土地区地下水稳定水位埋深在0.5m～2.5m之间。而本工程地下一层满堂地下室埋深6.45m左右。施工过程中地下室的抗浮，要考虑的是已建成部分的自重能否平衡地下水向上的浮力。当地下结构主体已完成，但地下室顶板上覆土或上部结构暂未施工，又撤除了降水措施，此时已完成的部分的结构自重不能完全抵消地下水的浮力，会导致地下建（构）筑物的上浮或偏斜。
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3、主要施工技术
3.1 针对难特点中第一条
为保证基坑施工的安全，必须对基坑降水，挖土和支撑的施工分区，基坑监测与应急预案，结构换撑和临时支撑拆除进行重点控制。
基坑开挖过程中，须分区、分层、对称进行开挖，不得超挖。每层开挖深度不大于3m，严格控制基坑分段开挖时两边的纵向土坡坡度，确保土坡稳定。基底土方开挖结合后浇带分块进行。总体流程根据周边环境结合大门位置，按1区、2区→3区、4区的顺序由西向东开挖。
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基坑施工全过程进行信息化监测，提前制定基坑应急预案，现场储备应急物资。
总工期极为紧张，从开始桩基施工到地下室结构出±0只有短短四个月时间，为了加快地下阶段施工节奏，日均出土量考虑不少于3500m3/天。我集团公司将配合区内渣土单位的运输，保证本工程土方外运的顺利进行。
场内挖机及土方运输车辆主要利用基坑南北两侧区域，为了有序的控制好土方车的进出场，在场地附近不影响周边交通的地点设置一块车辆集散地，并对进入施工现场的车辆进行调配。
要确保挖土工期，凿桩是关键问题。如凿桩跟不上会影响到挖土的工期，如凿下的桩过大、过长，挖土机无法将其挖出装入卡车。必须配备足够的空压机及人员，保证凿桩进度。
施工前就周边建筑、市政设施保养、周边地下管线保护、特殊管线保护等做好相关施工管理及应急预案。
工程开工前，需提供工程影响范围内的建（构）筑物、管线、区间隧道等被保护的对象的完整资料（包括调查表、照片、示意图等），供监理工程师审核，监理工程师确认后，方可进行施工
开工前与相关管线单位联系，召开管线单位施工配合会，提出要求管线监护的书面申请，办妥“地下管线监护交底卡”。由于各种原因难以判断管线确切位置，在基坑开挖或地面道路施工前，为摸情地下管线的准确位置，请专业物探单位进行物探，必要时开挖样洞。挖样洞选派有经验、有责任心的人员，并要求管线监护人员在现场具体指导。开挖样洞尽可能采用各类手工具进行作业，确保管线安全。
组织专家咨询会，以评定桩前一标段桩基工程施工期间的周边环境的监测数据，并确定下一阶段施工允许的变形值以及报警值。
建立初始读数，基坑施工阶段，适当增加观测频率，发生变形过大时及时采取相应的补救措施。
组建由土方开挖各相关单位（业主、监理、围护设计单位、专业施工单位、周边环境监测单位等）等组成的现场应急小组，并安排专人24小时值班，进行现场监控，要求各相关协作单位及分包单位主要负责人必须24小时保持通讯畅通，确保应急方案及时落实与实施。
建立和落实现场开挖动土制度和逐级申报审批制度，杜绝盲目施工、野蛮挖掘事件出现。
3.2 针对难特点中第二点
由于基坑距离东侧围墙边只有5米，无法满足结构施工阶段重车行进间对转弯半径的要求。为满足在结构施工期间重车进出场，多方协商后考虑在场地东南角另外增加一扇施工大门。
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为保证结构施工阶段的道路环通，考虑南北两侧汽车坡道后做，汽车坡道待主体结构完成后施工。
本基坑为地下一层，设置一道砼支撑，基坑开挖和顶板施工顺序进行合理规划，考虑根据出入口位置由内向外退挖的方式进行施工，将最靠近大门位置区域的分区最后开挖，以保证场内道路的布置及材料的周转场地需要。
大临设施、道路布置等场内设施避开现有树木范围，并派专人定时对树木进行养护浇水，保证在工期范围内树木的良好存活。
3.3 针对难特点中第三点
根据类似基坑工程施工经验，我公司将对斜撑穿结构部位的止水节点进行加强，包括沿地下室外墙(1)内壁面和外壁面截断后留在地下室外墙内的一段斜撑梁(2)，预埋于外墙内并封堵于斜撑梁内端断面上的止水钢板(3)，封堵于斜撑梁外端断面上的混凝土钢筋网片(4)，所述混凝土钢筋网片内的钢筋网焊接于斜撑梁内端断面上。
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同时施工前将对作业作业工人进行详细的方案交底，确保钢筋绑扎、止水片加工、焊接，浇筑振捣等各个工序环节的质量保证。
3.4 针对难特点中第四点
在结构施工阶段，采取地下室底板设置泄水孔的方法，解决地下室抗浮。待上部结构及建筑回填施工达到设计抗浮要求后，泄水孔再停止抽水并封堵。泄水孔设置参考泄水孔封堵详图。
泄水孔一般1000㎡布置一口。在地板部位均匀分布，且宜尽量布置在排水沟、集水井处，防止底板有渗漏隐患。
4.基坑监测
由于基坑工程影响因素众多，理论设计计算很难全面反映实际情况。为控制基坑开挖对周边环境的影响，及时预报施工过程中可能出现的问题，基坑开挖及地下结构施工期间，应根据监测资料及时控制和调整施工进度和施工方法。监测目的主要为：
（1）随时掌握基坑各组成部分的变形，判断是否在允许范围内；
（2）随时掌握周围建（构）筑物、市政管线的变形；
（3）以监测资料指导设计与施工，随时调整施工方案，真正做到信息化施工。
4.1 监测控制网的布设
为保证所有监测工作的统一，提高监测数据的精度，使监测工作能有效的指导整个基坑施工，本次监测工作采用由整体到局部的原则。即首先布设统一的监测控制网，再在此基础上布设监测点（孔）。
监测控制网主要用于建筑物沉降、立柱沉降、围护墙顶的位移、基坑周边地表沉降、地下水位、围护墙体深层位移监测、深层土体测斜等方面的监测。监测控制网分两部分：
A、平面控制网：用于各水平位移监测项目平面控制基准；
B、水准控制网：用于各垂直位移监测项目（即沉降监测）的高程控制基准。
4.2 监测报警
沉降监测预警值的设定与预报是沉降监测非常重要的一项工作，在沉降监测过程中，应设定预警值，对于超过预警值的沉降观测值应认真分析，增加监测频率，并及时向业主设计等有关单位进行汇报。
4.3 数据处理和成果提交
数据处理
监测数据未达到报警值期间，应向设计单位每周提交一次书面监测结果（包括每天的监测数据及周报），监测材料上应注明对应的施工工况及工况平面分布图等施工信息，便于相关各方分析监测结果所反映的情况。
监测数据如达到或超过报警值应及时通知有关各方，并根据近期的监测结果整理出测点的变化曲线，并有原因分析及建议，以期尽快采取有效措施保证本工程进展顺利，必要时应加密观测频率。
监测数据必须做到及时、准确和完整，发现异常现象，加强观测。对原始数据要进行分析，去伪存真后方可进行计算，并绘制观测读书与时间、深度及开挖过程曲线，按施工阶段提出简报。
监测工作贯穿基坑工程始终，待全部资料备齐后，应提供完整的电子版监测数据、监测时程曲线图及监测报告给相关管理部门。
成果要求
a、监测单位应严格按照监测方案实施对本工程的监测，定期提交监测结果给相关部门。
b、监测报表应包括书面报表和电子报表两种形式，除每天向业主、设计、监理和总包等相关各方提交书面报表外（均应及时提交各方正式书面报告一份），且应每天将监测报表电子文件通过电子邮件传送上述相关各方，以便各方及时掌握基坑状态。
c、监测数据未达到报警值期间，应向设计单位每周提交一次书面监测结果（包括每天的监测数据及周报），监测报表等材料上应注明对应的施工工况及工况平面分布图等施工信息，便于相关各方分析监测结果所反映的情况。
d、监测数据如达到或超过报警值应及时通报有关各方，并根据近期的监测结果整理出测点的变化曲线，以期尽快采取有效措施保证本工程进展顺利，必要时应加密观测频率。
e、监测数据必须做到及时、准确和完整，发现异常现象，加强监测。对原始数据要进行分析，去伪存真后方可进行计算，并绘制观测读数与时间、深度及开挖过程曲线，按施工阶段提出简报。
f、监测工作贯穿基坑工程始终，待全部资料备齐后，应提供完整的电子版监测数据、监测时程曲线图及基坑监测成果总结报告给招标人、设计及相关管理部门，监测单位保证其提交的能够通过招标人审核并符合施工地区建设主管部门存档需要，并能够通过政府相关部门审核/批准/备案（如有）。
5.基坑开挖安全保证措施
5.1 施工前准备
落实施工机施设备、安全设施、设备及防护用品进场的计划。
落实现场合格分包方队伍，签定合同和安全协议书。
进入施工现场内的管理人员、电工、焊工、架子工、指挥工、吊机的司机和拆装工人等特种作业人员必须经过培训、考核，并持有效的相关证件上岗。
5.2 土方开挖
实施要点
（1）挖土流程和挖土分块必须严格按照方案施工。
（2）挖土机械在使用前进行验收工作，平时做好机械检查和机械运行情况。
（3）土方开挖前，对挖土专业单位进行专项交底。
（4）土方施工过程中，必须随挖土进度进行工程桩凿除，工程桩悬臂不得超过1m。
控制要点
（1）挖土施工按照方案分块进行对称施工，土方开挖必须对称、均匀的进行，每一皮土方分两次开挖，每次开挖的深度不得超过2.5m。
（2）挖土过程中，土方开挖与支撑形成紧密结合，利用时空效应，在土方开挖完成两天内形成支撑。
（3）土方开挖施工中，派专人对上道支撑底模进行凿除。
（4）任何机械和人员不得在悬空的支撑上行走。
（5）土方开挖过程中，派专人对承压井、钢立柱等进行保护，不允许挖土机械对承压井和钢立柱有任何的碰撞。
6、实施效果
本项目工程基坑自从2019年9月6日开挖，目前已进入室内精装、室外总体施工阶段，通过前期与围护设计、施工总承包单位，专业单位的沟通，本基坑开挖工作一直较为顺利，设计与施工的结合以及过程中，信息化手段是保障基坑安全的重要手段和措施。工程监测显示，本工程基坑开挖阶段围护墙累计最大水平位移10mm，基坑周边管线最大沉降24.9mm，在基坑实施过程中，成功控制了周边管线的变形量，日变形量及累计变形量均在设计、监护限度值的范围内。
☆ ☆ 参考文献☆ ☆
[1] 施以德. 复杂环境下深基坑施工技术及控制
《建筑施工》,2014年第5期480-482
[2] 汤斌 复杂环境下超深基坑施工风险控制的探讨
《福建工程学院学报》,2010年第S1期220-225
[3] 张洪新 复杂环境下深基坑工程设计与施工管理 《住宅科技》2012年 第6期45-47
[4] 郭东兴 复杂场地环境下深基坑工程施工控制《施工技术》2016年第2期63-64d