浅谈高层建筑深基坑支护施工管理

发表时间:2021/8/4   来源:《建筑实践》2021年第40卷3月9期   作者:黄伟超
[导读] 本文从深基坑支护设计及施工过程中存在的问题出发,分析了高层建筑工程深基坑支护的施工管理,如何做好深基坑管理,以便结构主体施工能够得以顺利、高质量的进行,确保其质量。

        黄伟超
        (身份证号: 44010219871016****  中国广东)

        【摘 要】本文从深基坑支护设计及施工过程中存在的问题出发,分析了高层建筑工程深基坑支护的施工管理,如何做好深基坑管理,以便结构主体施工能够得以顺利、高质量的进行,确保其质量。

【关键词】高层建筑;深基坑;施工管理

0前言
        当前社会经济快速发展,城市建设步伐也随之加大,高层以及超高层建筑愈来愈多,很多高层建筑都需要建设一层或多层地下室工程,导致基坑开挖的深度和范围不断扩大。所产生的安全风险也相应增大。因此,必须做好深基坑工程施工管理工作,保证在安全环境下顺利完成各项施工任务。
1、施工准备阶段的控制要点
        由于深基坑支护的专业性较强,其施工应由具有岩土工程专业资质的队伍进行。从发包模式看,建设单位为了加快项目建设进度,会选择直接将基坑工程分包给专业公司,然后纳入总承包单位管理;另一种模式是建设单位将基坑任务交给总承包单位,由总承包单位进行分包。前一种模式建设单位在总包单位管理时易出现管理难问题,而后一种模式容易出现工程质量问题。不管是哪一种模式,建设单位都应对基坑支护工程的分包施工单位的施工资质、技术力量、工程业绩进行考察,选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的分包单位,同时应防止层层转包现象,以致影响工程质量的现象发生。尤其采用第二种模式的需加强对总包单位选择的分包队伍资质审查,而第一模式则需要建设单位工程管理人员加强总分包单位的现场施工配合协调工作。
        施工组织设计是指导施工的重要文件。目前,施工单位照搬他人的施工组织设计套用的现象比较常见,有的虽说是按具体工程的实际情况编制的,但由于种种原因粗制滥造、简单潦草,并无很大的指导意义。笔者认为一个较好的解决方式是,由于一些规模较大的本地的专业施工公司既有专业设计资质,也有专业施工资质,岩土工程施工经验丰富,选择这类专业施工单位通常能够提出切合工程实际水文地质情况及周边环境的施工组织设计。此外,建设单位也应组织进行施工组织设计专家论证会,可以更好的把握施工方案的可行性。另外还可以借助监理公司技术力量,由监理工程师认真审核施工单位提交的施工组织设计,提出修改意见,要求其修改完善后按程序申报,经总监审批后实施。审核内容一般主要有:基坑的支护体系、基坑开挖方式、施工平面图、降水措施、监测布置的合理性等。
2、施工阶段的控制要点
        施工阶段是项目实施的关键阶段,建设单位工程管理人员应根据地质勘探资料和当地水文气候条件,结合当地深基坑工程施工的经验和条件,确定工程的关键项目,要求施工单位及时制定专项施工方案报监理机构审核,并强调要制定突发事件的应急预案。
2.1深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节,是一项复杂的系统工程,任何一个环节的失误都有可能导致施工失败,甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规范、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工,对各施工要点要制定施工方案,并加强过程控制。例如,确定土方开挖方案时,应对地质勘察报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析,对特殊土质需精心组织施工,膨胀土地区不宜在雨季开挖,软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快,极易改变土体原来的平衡状态,降低土体的抗剪强度,从而导致土体发生水平方向的滑移,造成坍塌事故,上海的“楼脆脆”事故就是挖土方案不合理,导致建筑主体整体倒塌的重大质量事故。
2.2深基坑周围土体止水效果的控制
        “水”是深基坑支护的大敌。在地下水位较高的地区,地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。

地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水,由于水的来源复杂,在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑,根据地质勘察部门提供的地质资料,深入分析地下水的成因,了解深基坑周围环境,不能仅靠长时间不间断地抽水来降低地下水位,否则会导致基坑周围土体流失,周围建筑物不均匀沉陷,甚至发生坑底流沙、管涌等现象,增大了处理难度,拖延了工期。
止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施,其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时,如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好,深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理,则延误工期、增加造价。因此,在该类止水帷幕施工时要注意以下几点:
        (1)保证桩体质量。确定合理的水泥浆掺加量,保证桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度,避免桩头出现搅而无浆的情况,特别是在土层情况变异较大的地区,因搅拌桩的桩径不易控制,容易导致止水失效。
        (2)保证桩的搭接长度和密实度,杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。
        (3)不得随意在基坑支护结构上开口,否则会影响支护结构的安全,也破坏了止水帷幕,导致地下水的渗入。
2.3深基坑支护的信息化管理
        深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性,即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形,若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。
        基坑支护结构信息化管理的主要手段,具体是要求施工单位安排专业监测人员或公司对基坑现场及周围建筑物进行监测,根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况,对比勘察、设计的预期性状,动态分析监测资料,全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率,对照报警标准,预测下一阶段工作的动态,及时对施工中可能出现的险情进行预报,超过位移设定的预警值时,应及时采取有效的应对措施,确保工程安全。深基坑支护结构工程监测的主要内容有:
        支护结构顶部水平位移;支护结构沉降和裂缝;临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外,一般每8~10m设一个监测点,关键部位适当加密,开挖后每3~5d监测1次,位移大时应适当加密。
        观测结果要真实反映所测目标的动态趋势,并绘出变化曲线图,以传递险情前兆信息,找出险情发生的必要条件,如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等,结合相关的诱发条件,如气象条件、开挖施工、地下水变化等,根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策,以排除险情。开挖较深的基坑时,还应测试支撑的内应力,当应力值达到设计值的90%(或支撑变形达10mm)时,要及时采取防范措施。另外,因现场施工情况复杂,监测点极易被破坏,要注意对监测点的保护。
2.4突发事件的处理
        建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程,施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工,更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有:基坑内管涌、流沙;基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;气象异常,出现持续多日的狂风暴雨;相邻工地施工的影响,如降水、打桩、开挖土方;地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后,及时启动应急预案,并会同勘察、设计、监理、施工等相关单位研究解决办法。
3、结束语
        深基坑支护施工管理是一项非常重要而又艰难的管理工作,如何做到统一、协调、优质、高速地施工,是各施工单位在施工中必须重点审视的问题。做好深基坑支护设计和施工管理对减少甚至杜绝基坑工程事故、规范建筑施工必将起到积极的推动作用。
参考文献
[1]杨春栋.高层建筑深基坑工程中施工技术及控制措施的探讨[J].中国住宅设施,2019(02).
[2]全长红.探讨深基坑支护施工控制[J].大科技:科技天地,2015(15).
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