王 偉
(上海市閔行區建筑建材業管理署,上海 200000)
隨著城市化進程的發展,對地下空間進行充分的開發與利用,越來越受到人們的重視。基坑是最為常見的地下空間利用形式之一,通過合理的設計和利用可顯著改善人民的生產、生活。以上海市閔行區虹橋地區為例,該地區經濟較發達、寸土寸金,可利用土地資源少,故土地出讓成本偏高;且虹橋大部分地區臨近虹橋機場,建筑物高度受限。為了利益最大化,建設單位加大了對地下空間的利用力度,因此,該地區新建工程多設置地下室,根據用途和規模不同,基坑深度從幾米到幾十米不等。此外,由于比鄰建成區,基坑周邊環境較為復雜,安全等級高、施工難度大。
近年來,上海在建基坑發生多起坍塌事故,如寶山區萬達廣場基坑坍塌事故和松江區九亭基坑坍塌事故,除經濟損失外,還造成了較壞的社會影響。老百姓對政府的信任度降低,遇到所居住和辦公的建筑物周邊有在建基坑時,都十分關注和擔憂,對可能由基坑施工引起的裂縫和不均勻沉降極為敏感,這也增加了工程管理的壓力和難度。以某商務廣場基坑為例,由于基坑南側距離某工廠附屬用房最近僅7 m,工廠圍墻距離基坑邊最近僅4 m。該廠房建造于20世紀60年代,已接近結構50年的使用年限,采用淺基礎、承載力較低,且距離基坑較近。受基坑施工的影響,勢必會產生一定的裂縫和不均勻沉降,但只要能控制在一定范圍內,就不會影響房屋的正常使用。但對該工廠業主和工人卻造成了較大的恐慌,因擔心廠房坍塌,工廠一度無法正常生產。
大部分基坑支護工程均屬于臨時性工程,在主體結構完成后就不再起作用。建設單位在思想認知上不夠重視、不愿意過多投資,且存在僥幸心理,造成設計上安全系數偏低,施工時壓低造價,由此,埋下事故隱患。
部分設計單位,原先主要做結構設計,對基坑設計很少涉及,對基坑設計所必需的巖土工程經驗更是缺乏,在設計中僅考慮基坑的強度和穩定性,對變形控制卻未充分考慮。上海某地鐵站的商業開發項目,基坑設計單位在做方案研究時,對周邊環境未進行充分調查,對基坑三倍開挖深度范圍內的建筑物結構類型和基礎類型都未做充分調查,這樣的設計結果在實際施工中必然會造成對周邊環境的不良影響。
以上海閔行區基坑為例,大部分基坑的圍護施工單位和結構施工單位是兩個獨立的總包單位,相互間沒有制約,這就必然存在開挖與支護分工協作問題,且責任不明。此外,基坑事故多發生在土方開挖和換撐階段,而事故原因多是未嚴格按施工方案,該分塊、分層開挖的,卻一挖到底,土方開挖了,支護卻未及時跟上,造成基坑長時間無支撐暴露,最終釀成事故。
因現行監理取費制度的不合理,低價中標甚至“陰陽合同”現象嚴重,造成監理單位難以聘用優秀管理人才,以至于監理整體管理水平低下。首先,缺乏巖土工程專業的監理師和監理員,對基坑施工中存在的問題發現不了;其次,缺乏必要的責任心,管理上敷衍了事;第三,對關鍵工序和重點部位未履行旁站職責,監管嚴重缺失。
基坑結構及周邊環境的監測是基坑施工質量及安全的最直接量化表現,基本上每個發生事故的工地,勢必存在監測不力或監測到險情卻未及時報告的現象。主要表現在兩個方面:1)監測人員分析能力不足,未能及時通過監測數據發現可能存在的事故隱患;2)責任心缺失,對存在異常的監測數據未能及時上報相關單位,監測預防,形同虛設。
基坑工程涉及到的參建方較多,包括建設單位、勘察單位、結構設計單位、基坑圍護設計單位、結構施工單位、基坑圍護施工單位、監理單位、監測單位等等。在對基坑工程進行管理時,要保證參建各方具備相應資質,保證項目部技術和管理人員具備相應資格,保證具備相關的質量保證體系等。
上海市行業規定,基坑開挖深度超過5 m或周邊環境較為復雜的工地,應組織專家對設計方案和施工方案進行專家評審。要保證基坑設計和施工方案通過專家評審的同時,積極聽取專家的整改意見,并將其落實到方案中去。
基坑工程的專業性較強,施工組織設計是從宏觀上對整個工程進行把握,對重點、難點的工序還需編制專項施工方案,包括:土方施工、降水、塔吊和監測等。在嚴格執行方案的各項審批的同時,向下技術交底工作顯得尤為重要。通過做好向下技術交底,使第一線的技術工人了解施工工藝、步驟和流程,是決定施工成敗的關鍵。否則,再精心編制的方案,不去實施,也是一紙空文。
工程材料是整個工程的基礎,施工組織再合理、施工工藝再優化,若所使用的材料不合格,建造出的房屋也只會是豆腐渣工程,因此,對各類建筑材料要嚴格把關。首先,將誠信較好的材料供應商建立“合格供應商名單”。其次,要保證材料各類合格證、質保書等質保資料齊全,保證需做復試的材料復試合格后方可用于施工。第三,針對可能出現的檢測不合格卻已使用的材料,應建立較為合理的應對機制,盡量消除質量隱患。
針對不同的圍護結構,實體檢測內容也有區別。如SMW工法中,應對以下方面做重點掌控:樁位偏差及樁身垂直度控制情況,相鄰樁間的搭接寬度;水泥土配合比,攪拌下沉、提升速度及注漿量控制情況;型鋼的長度、截面幾何尺寸、觀感平直度及減摩劑涂刷情況;型鋼插入的垂直度及標高控制情況。在施工中做到控制標準心中有數,及時檢測、及時糾錯。
在基坑開挖前,由總監組織對基坑開挖條件進行驗收,并作為監管控制點。對圍護結構、支護結構施工質量進行總結和驗收,審查基坑降水情況,檢查監測變化情況,審查土方外運方案等等,作為判斷基坑是否具備開挖條件的基礎。
虹橋商務區8號地塊D23街坊基坑,為虹橋商務區首個開工的基坑,具有較好的示范作用。基坑開挖深度15 m,采用鉆孔灌注樁圍護、三軸攪拌樁止水的圍護形式。該基坑周邊環境復雜,除了已建成通車的高架橋,還有電力、煤氣等大量地下管線,圍護施工單位和結構施工單位為獨立的兩家單位。該基坑在做前期地質調查時,對環境的不利影響未予以充分考慮:虹橋商務區地質條件較差,有大量人工填土,最深達9 m,商務區內現狀市政道路為了配合世博會的順利召開,因工期較緊,未能充分做好路基處理工作,道路建成兩年后,仍存在較大的自然沉降。在基坑圍護施工階段,道路已大幅下沉,最大沉降量接近20 cm,稍有不慎,會嚴重損壞地下管線,影響周邊企業和居民的正常生產和生活;而煤氣管線,若保護措施不當,可能造成爆炸事故,影響居民生命財產,并造成社會的不利影響。
針對施工出現的不利現象,通過與參建各方積極溝通、研究,制定了多項管理措施,避免事故發生,具體措施如下:1)加強基坑監測,通過增加監測點和監測頻率的方法,并及時將數據匯總給各參建單位,通過分析數據的變化量和速率,了解、掌握并預測可能存在的風險;2)監理在每日巡查過程中留意基坑周邊可能會出現的異常情況,如地面開裂、墻面滲水等,第一時間上報參建單位和監督機構;3)組織管線保護專家會議,請基坑專家和管線主管部門技術人員到場,對管線出現大量報警情況進行分析和評估,制定最為合理的加固措施和環境保護措施;4)在基坑施工階段,根據“時空效應理論”,優化挖土和支撐的工藝,盡量減少基坑無支撐暴露時間,尤其關注換撐時的基坑安全;5)制定切實有效的應急預案,保證現場具備足夠的搶險物資,組織基坑應急救援演練,一旦基坑發生險情,保證在最短的時間內有效遏制,將損失降至最低。最終,在參建單位的共同努力下,該基坑工程順利完成施工。
對深基坑的管理一直是工程管理的重點和難點。對于在建基坑,無論規模大小,環境等級和安全等級高低,一律嚴格管理、從嚴要求,通過制定科學的管理重點、程序,以及制定約束性的文件來提高管理水平。基坑工程管理,重在“防患于未然”。通過總結經驗、吸取教訓,在提升監督管理水平的同時,可有效保證基坑的施工質量和安全。
[1] 趙 民,焦 力.淺談深基坑工程的安全管理[J].工業建筑,2009(39):1020-1023.
[2] 李 濤,李紅星.深基坑SMW支護結構質量控制措施及監管要點[J].工程質量,2007,5(A):30-33.
[3] 王 濤.深基坑工程施工事故技術分析及處理措施探討[J].工程技術,2009(16):97.