范鵬 于毅
近年來,隨著大批的高層和超高層建筑的建設,開發商為提高建筑用地率,加之國家有關規范對基礎埋置深度和人防工程的要求,多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少,有的地下建筑甚至有三四層,深的達十多米,于是,地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。但由于深基坑支護為臨時建筑,不在建筑主體施工的范圍內,為節省投資、降低成本及加快進度,業主、施工單位往往只強調基坑支護施工的臨時性,而忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性,認為只要基礎工程完成時,基坑支護未垮掉便解決問題,有的施工單位甚至認為挖一個大坑、簡單地處理一下坑壁即可,致使深基坑施工時安全質量事故時有發生,不僅延誤了工期,還造成了巨大的經濟損失。
一、施工準備階段的控制要點
(一)設計管理
設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關鍵因素,一個成功的深基坑支護設計方案應當經濟合理、安全可靠、施工技術可行。在我國,深基坑的出現較晚,深基坑支護設計日趨成熟,但設計參數眾多,地質不明因素的影響,使設計工作的難度加大。據2000年的資料統計,在基坑工程施工質量事故中,由于設計原因造成的事故占總數的43%。設計原因主要表現在:無證掛單設計、盲目設計、參數取值錯誤、地下水處理方法失誤、支護方案選擇不當等。要改變這種狀況,首先,設計人員應具有較強力學知識(理論、材料、結構、流體、土力學)和地基與基礎等多學科的知識,又要有豐富邊坡支護設計經驗,熟悉當地的水文地質狀況和特點,在結合建筑及周圍環境特點的基礎上,設計出經濟合理的深基坑支護方案。其次,工程人員在施工前應對方案進行認真審核,理解設計意圖,及時與設計人員溝通以掌握方案,在施工組織時,使各個組成部分、各道工序協調有序。再次,業主方應了解深基坑支護的重要性,選擇有經驗的設計單位設計支護方案。
(二)施工專項方案審定
施工專項方案是具體指導施工的重要文件。但在目前,有些施工單位往往是照搬他人的方案;有的雖說是按具體工程的實際情況編制的,但控制要點不具體,措施針對性不強,基本上無指導意義。因此,監理工程師應認真審核施工單位提交的專項方案,對不能滿足施工要求的,堅決要求其修改完善后按程序申報,特別復雜的方案可組織專家匯審,待總監審批后方能實施。審核內容主要有:施工平面圖、基坑的支護方式、基坑開挖方式、降水措施、施工工期、監測布置的合理性等。
二、施工階段的控制要點
(一)邊坡修理達不到設計、規范要求,常存在超挖和欠挖現象
一般深基礎在開挖時均使用機械開挖、人工簡單修坡后即開始擋土支護的砼初噴工序。而在實際開挖時,由于施工管理人員不到位,技術交底不充分,分層分段開挖高度不一,挖機械操作手的操作水平等因素的影響,使機械開挖后的邊坡表面平整度,順直度極不規則,而人工修理時不可能深度挖掘,只能就機挖表面作平整度修整,在沒有嚴格檢查驗收就開始初噴,故出現擋土支付后出現超挖和欠挖
現象。
(二)土層開挖和邊坡支護不配套、常見支護施工滯后于土方施工很長一段時間,而不得不采取二次回填或搭設架子來完成支護施工
一般來說,土方開挖技術含量相對較低,工序簡單,組織管理容易。而擋土支護的技術含量高,工序較多且復雜,施工組織和管理都較土方開挖復雜。所以在施工過程中,大型工程均是由專業施工隊來分別完成土方和擋土支付工作,而且絕大部分都是兩個平行的合同。這樣在施工過程中協調管理的難度大,土方施工單位搶進度,拖工期,開挖順序較亂,特別是雨期施工,甚至不顧擋土支護施工所需工作面,留給支護施工的操作面幾乎是無法操作,時間上也無法完成支護工作,以致使支護施工滯后于土方施工,因支護施工無操作平臺完成鉆孔、注漿、布網和噴射砼等工作,而不得不用土方回填或搭設架子來設置操作平臺來完成施工。這樣不但難于保證進度,也難于保證工程質量,甚至發生安全事故,留下質量隱患。
(三)噴射砼厚度不夠,強度達不到設計要求
目前建筑工程基坑支護噴射砼常用的是干拌法噴射砼設備,其主要特點是設備簡單、體積小,輸送距離長,速凝劑可在進入噴射機前加入,操作方便,可連續噴射施工。雖然干噴法設備操作簡單方便,但由于操作手的水平不同,操作方法和檢查控制等手段不全,混凝土回彈嚴重,再加上原材料質量控制不嚴、配料不準、養護不到位等因素,往往造成噴后砼的厚度不夠、砼強度達不到設計要求。
(四)成孔注漿不到位,土釘或錨桿受力達不到設計要求
深基坑支護所用土釘或錨桿鉆孔直般為100~150mm的鉆桿成孔,孔深少則五、六米,深則十幾米,甚至二十多米,鉆孔所穿過的土層質量也各不相同,鉆孔如果不認真研究土體情況,往往造成出渣不盡,殘渣沉積而影響注漿,有的甚至成孔困難、孔洞坍塌,無法插筋和注漿。再者注漿時配料隨意性大、注漿管不插到位、注漿壓力不夠等而造成注漿長度不足、充盈度不夠,而使土釘或錨桿的抗拔力達不到設計要求,影響工程質量,甚至要做再次處理。
(五)邊坡頂面未及按要求處理
在城市區,特別是舊城改造和鬧市區,地面下1~2m往往是雜填土或管線縱橫等而不利于支護,設計時第一排土釘或錨桿距地面均較遠,故開挖第一層后應將鋼筋網掛好并將其上口于基坑邊水平面1~2m內固定,且及時將土層表面硬化,做好排水設施,防止雨水沖刷和滲入邊坡而增加土體的主動土壓力,給邊坡穩定帶來不利影響。很多施工單位只麻木地搶進度,不注重表面硬化和排水處理,以致雨水滲入邊坡土體而使土體產生過大的位移,而不得不做加固處理。
(六)忽視跟蹤監測
跟蹤監測是實時掌握基坑支護變化的重要手段,是確保工程正常使用和發現問題及解決問題的重要基礎。但是許多施工單位在施工中沒有完善的跟蹤監測手段和制度,有的即使有,也形同虛設,沒有發揮他應有的作用,沒有及時地監測到基坑支護變形的第一手資料,等到發現基坑變形時已是無法挽救了。
三、突發事件的處理
建筑施工是一個投資大、周期長、參與人員多的過程,施工過程中會發生許多不可預見的事件。對于基坑支護結構的施工,更要做好應對突發事件的技術準備。常見的突發事件有:基坑內管涌、流沙;基坑支護局部出現成因不明的裂縫、沉降;氣象異常,出現持續多日的狂風暴雨;相鄰工地施工的影響,如降水、打樁、開挖土方;地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工等等。事件發生后,及時啟動應急預案,并會同相關單位研究解決辦法。
四、結語
深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程,施工單位應按先設計、后施工的程序施工,并盡量做到邊施工、邊監測,還要遵循“分層開挖,先撐后挖,隨挖隨撐,對稱均衡,限時限量”的原則,杜絕盲目施工和野蠻施工的現象,加強對整個深基坑施工過程的控制,保證工程順利、安全地完成。