综述建筑工程施工中深基坑的支护设计与管理

摘要: 笔者结合多年工程实践，针对建筑工程深基坑支护设计和施工现状，进而提出了深基坑支护工程中存在的诸多问题，在设计上对基坑支护设计单位、设计方案的提交、坡顶堆载、结构施工临建的布置等的要求进行了明确说明；在施工上对施工方案编制与下发、施工过程控制、地下水控制等进行了详细阐述，以供同行参考借鉴。

关键词: 建筑工程；设计；施工管理

前言

近年来，随着我国经济建设项目的快速发展，城市建设更是日新月异。笔者通过多年工程实践总结出在建筑工程施工中，基坑支护型式的合理选择，是基坑支护设计的的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护型式的特点、造价等综合确定。一般当地质条件较好，周边环境要求较宽松时，可以采用柔性支护，如土钉墙等；当周边环境要求高时，应采用较刚性的支护型式，以控制水平位移，如排桩或地下连续墙等。同样，对于支撑的型式，当周边环境要求较高地质条件较差时，采用锚杆容易造成周边土体的扰动并影响周边环境的安全，应采用内支撑型式较好；当地质条件特别差，基坑深度较深，周边环境要求较高时，可采用地下连续墙加逆作法这种最强的支护型式。基坑支护最重要的是要保证周边环境的安全。深基坑的出现,给总承包施工管理带来了很大的困难。如何做好深基坑的支护与管理,以便结构主体施工能够得以顺利、高质量的进行,这是当前急需解决的一个课题。

1 深基坑支护设计和施工现状

就目前的工程中来说，由于深基坑支护因其专业性较强,一般都分包给了岩土专业施工公司, 比较大的公司一般是当地的勘察设计施工单位, 另外还有一些规模和实力较强的专业公司,当前市场上,个人岩土公司也有一些。

从设计和施工资质上看: 比较大的岩土专业施工公司既有施工资质又有设计资质; 而一些小的岩土专业施工公司只有施工资质,而没有设计资质,这种情况在当前的岩土工程施工中为数较多。最近两年,一些业主为了提前开工等多种因素,在招标时改变常规, 对地下岩土工程部分在结构主体招标前先进行招标,随之而来出现了一些新现象: 许多大的建筑总承包单位为了抢占市场,纷纷参与了投标,一些大的建筑总承包单位进入了岩土工程施工。然而,不论是业主还是监理单位,他们都忽视了建筑总承包单位一般都没有岩土工程设计资质的问题, 这给将来的施工造成了很多隐患。

对于承包的模式:基坑支护施工一般都实行分包,有些是业主直接将基坑工程分包给了专业公司, 然后纳入总承包单位管理;而另一种模式是业主将基坑任务交给了总承包单位, 而由总承包单位进行分包。前一种模式因业主将任务直接分包,故在总包单位管理时易出现管理难的问题, 而后一种模式容易出现工程质量问题。

最后，从深基坑工程特点来看：深基坑开挖深度大,很多深基坑紧邻其它建筑物(或构筑物),施工难度较大,除了合理设计外,必须加强施工管理,确保严格按设计和相关规范施工,必须对基坑边坡和周围建筑物(或构筑物)加强监测,实现信息化施工。

2 施工中遇到的问题

2.1 基坑边坡坍塌

在某一工地,基坑支护刚完工不到两天,边坡从上至下整体坍塌,长度达50 余米。纠其原因,支护施工单位没有经过合理的设计,也没有严格按设计施工。从坍塌的坡面看,尽管是土钉支护,但是没有按土钉支护规范进行。大多数土钉没有注浆,只是打了一些孔把钢筋去;有些土钉虽然注了浆,但是孔内浆体没有注满;有些土钉孔位置根本没有打孔,只是将土钉杆体直接击入土体。

2.2 边坡水平位移较大

在施工过程中，对于一些基坑边坡水平位移较大,达到4cm 以上,并且经监测,水平位移还在继续加大。面对此种情况,结构主体施工单位停止了地下主体施工,业主不得不立即召集基坑支护设计、施工单位和专家对基坑重新进行稳定性分析,并就出现的问题提出处理措施。

2.3 附近建筑物变形

在施工过程中，多基坑紧邻建筑物,处理稍有不当,附近建筑物就极易变形。一般来说,建筑物变形都是其地基沉降引起的。建筑物出现较大变形后,不仅危及楼上的居民或工作人员的安全,而且也对在施的工程造成威胁,使得工程难以继续进行下去。

2.4 边坡堆载不明确

基坑支护完成后,如果不需要地基处理,则很快就转入了结构主体施工。因可利用场地有限,同时为了施工方便,很多钢筋都放在了离基坑上口线不到1m 的位置,并且堆载量较大;在进行结构混凝土浇筑时,混凝土罐车离基坑上口线也较近;在进行塔吊安装时,大吨位吊车非常靠近边坡坡顶。结果,基坑边坡因承受不了太大的压力发生了较大的变形,有的甚至坍塌。之所以出现如上现象, 主要是因为施工人员不明确基坑坡顶的极限承载力,不明确基坑坡顶容许堆载量与距离的关系。

2.5 临建对基坑边坡的影响没有考虑

基坑支护单位在进行基坑支护设计时,除了特别强调说明外,坡顶荷载一般考虑较小,通常为20kPa,但是等到总承包单位进场时,由于现场临建需要较多,同时受场地条件限制,临建不得不靠近边坡设置,并且一般都设置2～4 层。对于深基坑边坡支护,临建荷载是一个不小的数值,并且其存在时间较长。因很多临建都是在基坑支护施工一段时间后才搭建的, 故施工各方都忽略了临建荷载对基坑边坡稳定性的影响。很多基坑因临建荷载而发生了不同程度的边坡变形。在某一在施工地,基坑深度达16m之多,在基坑支护施工前期,经基坑变形监测,水平位移仅几个毫米,但3 层临建办公楼搭建后,靠近临建的边坡坡顶发生了218cm的水平位移,根据最近观测,水平位移仍在继续增大。

3 深基坑支护设计和施工的几点建议

针对深基坑支护施工中出现的一些情况, 为了后续的结构主体施工能够顺利、安全、有序地进行,特对深基坑支护设计和施工提出如下几点建议。

3.1 明确基坑支护设计单位

要明确基坑支护的设计单位才行，因为深基坑工程越来越多, 而深基坑坍塌的事故也频频发生,为防止深基坑工程事故, 地方主管部门出台了许多有关深基坑的强制性文件。所有这些都说明了深基坑工程事故的严重性和做好深基坑工程的重要性。在包括深基坑支护在内的岩土工程专业施工单位,同时一般也是设计单位。只有明确了深基坑支护设计单位,提交了深基坑支护设计单位资质,这在将来的工中如出现问题时才能容易找到责任单位和责任人,可追溯性强。

3.2 投标和施工时提交基坑支护设计

深基坑支护施工的依据是深基坑支护设计, 故加强深基坑工程设计的审核和监督非常必要。无论在基坑支护投标时还是在基坑支护施工之前,都应单独提交基坑支护设计,设计封面和设计图上均应有设计人、审核人和审批人签字。这样,在基坑支护施工中如出现问题需做设计变更时, 才能够很快找到设计人,也便于快速解决问题,同时也便于追究责任。

3.3 基坑支护应明确的几个问题

基坑支护不仅负责基坑支护施工阶段的安全与稳定, 同时应考虑到将来的结构施工能顺利、有序地进行。基坑支护设计应包括如下方面的内容。

3.3.1 基坑坡顶堆载的说明

对于坡顶堆载,应结合现场实际情况,充分考虑结构施工阶段现场堆载要求, 在进行基坑支护设计荷载选择时进行全面考虑。在设计说明中,应明确边坡堆载量与坡顶距离的关系。这样在将来的结构施工时非常明确基坑边坡堆载要求, 有效避免了基坑坡顶过量堆载而导致的基坑边坡变形或破坏。

3.3.2 临建的布置

在进行基坑设计时,应结合现场情况,主动了解或最大可能地考虑总承包单位临建的布置位置,以便在设计时考虑坡顶荷载。

3.3.3 塔吊的布置与吊装

塔吊的位置选择应根据总承包单位的要求, 但是在基坑支护及土方开挖时必须考虑,如果布置在槽内,则需进行塔吊位置处的土方挖除; 如果塔吊布置在基坑边坡处并与基坑边坡下口线重合,则需考虑塔吊处的土方开挖和边坡支护。在进行塔吊安装时,基坑支护应给出大吨位吊车离开边坡上口线的最小距离。

3.4 专项施工方案的编制与下发

笔者认为，在施工方案的编制中，考虑到上报、审阅与返回周期,专项施工方案应在施工前几天编制,并及时上报监理。在基坑支护施工时,应编制专项施工方案。监理应抓紧批复,在批复后及时返回施工单位,以便施工单位能够及时准确下发到各相关部门和人员。施工单位在接到正式批复的施工方案前不得进行施工。在当前的基坑支护施工中,施工方案未批复前就开始施工的情况时有发生, 这作为深基坑支护规范化施工是应当避免的。

3.5 施工前开总动员会

施工前的施工动员会是很有必要的。参加人员应包括业主现场代表、施工监理、总承包单位主要管理人员、深基坑支护所有施工人员和深基坑支护设计人。会上应介绍各方主要施工负责人员,明确各方的责任,强调安全文明施工和施工质量,让所有施工人员特别是深基坑一线施工人员都有一个明确的安全意识和质量意识。设计人应留下联系方式,以便在工程出现问题时及时沟通。深基坑支护单位技术负责人和安全员应向所有施工人员进行技术交底和安全交底。通过总动员会,不仅每个人员都更明确自己的职责,而且更方便在将来施工中的快速沟通

3.6 施工过程控制

深基坑支护施工中,应加强过程控制。施工中必须严格按照基坑支护设计、基坑支护施工组织设计、技术交底和相关规范等进行施工。施工中如出现异常情况,应由现场技术负责人根据情况的性质和大小,向基坑支护设计人汇报,设计人应及时根据现场实际情况进行设计变更,将问题消灭在萌芽中。

3.7 地下水的控制

“十坡九塌因为水”, 这应该作为所有深基坑支护人员的警言名句,我们必须加强对地下水的控制。对于边坡内土体积水,宜疏不宜堵,除了采用降水方式降低地下水位外,而且还应在基坑边坡上每隔一定距离设置泄水孔。施工时必须保证泄水孔的质量, 保证基坑边坡土体内积水快速从泄水孔排出。否则,坡内土体则会因积水饱和而导致基坑变形乃至破坏。

在施工中，基坑开挖之前,应加快地下水的抽降,以保证基坑开挖的正常进行和基础底板的正常施工。当能保证基础底板正常施工后,应严格限制地下水的继续抽降,其一,地下水对附近建筑物(或构筑物)影响较明显,过度的降水会使其发生沉降、变形乃至破坏;其二,在我国的很多城市中,因城市建设不断抽取地下水,形成了较大的降水漏斗,现在,我国的地下水资源比较贫缺,尤其是大中型城市供水紧张情况更为严峻。

4 结语

对于深基坑支护设计和施工必须加强管理, 要做好深基坑支护设计和施工,需从以下几方面着手解决。

（1）设计应全面考虑深基坑支护的设计依据和条件,这是做好深基坑支护工程的前提条件。

（2）深基坑支护应重视设计,加强对设计的全面管理;投标时应单独提供基坑支护设计。

（3）基坑支护施工是工程得以安全、顺利进行的保证,应加强施工过程控制。

（4）“水”是深基坑支护的大敌,应重视对地下水的控制。同时,作为宝贵的地下水资源,应限制盲目、过度的抽降。

（5）由于深基坑支护设计和施工管理目前还没有得到人们的充分重视, 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：

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[3]李绍武.浅谈建筑工程施工组织设计[J].山西建筑，34（15）

[4]符礼明，施春华.浅析建筑工程施工组织设计与施工安全技术措施[J].建筑安全，2009（11）.

作者：何扬

单位：龙州县建设工程质量安全监督站