深基坑支护设计与施工管理的探讨

宋福渊, 耿冬青, 刘晓辉

( 中建国际建设公司, 北京 100026)

摘要: 目前的深基坑支护设计和施工还存在着很多不够完善的地方,

本文针对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。 关键词: 深基坑支护; 设计与施工; 管理 中图分类号: TU753▪1 文献标识码: B

Abstract: There are a lot of problems existed in the design and construction of the retaining of deep foundation pit. According to the actuality of the design and construct ion the existed problems are presented. The requirements on the designer, design scheme, slope loading and the temporary building for construction are illuminated. The construction scheme, construction controlling and the groundwater controlling are also expounded. Key words: retaining of deep foundation pit; design and construction; management

随着城市建设步伐的不断加快, 伴随而来的是 城市建设用地日益减少, 现在已受到和社会各 界的广泛关注。目前, “ 寸土寸金\" 在我国各大城 市体现的淋漓尽致, 建筑结构主体越来越高, 建筑 基坑越来越深, 并且很多深基坑边坡紧邻建筑物。 深基坑的出现, 也给总承包施工管理带来了很大的 困难。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, 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[1]

目前的建筑施工, 其中的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

2005 年第 4 期 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。

从承包模式 看: 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。

从深基坑工程特点看: 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

( 1) 基坑边坡坍塌

这种情况一般发生在基坑施工阶段和基坑支护 施工刚结束不久。在北京朝阳区洼里某一工地, 基

收稿日期: 2004-08-19; 修订日期: 2004- 12- 10

作者简介: 宋福渊 ( 1972- ) , 男 ( 汉族) , 河北涉县 人, 硕 士, 工程师.

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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 钢筋插进去; 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) 边坡水平位移较大

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。

( 3) 附近建筑物变形

在城市建设中, 很多基坑紧邻建筑物, 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。

( 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。

( 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, 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。北京市东城区某一在 施工地, 基坑深度达 16m 之多, 在基坑支护施工前

40 工程勘察 Geotechnical Investigation & Surveying 期, 经基坑变形监测, 水平位移仅几个毫米, 但三 层临建办公楼搭建后, 靠近临建的边坡坡顶发生了 2▪8cm 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

深基坑工程越来越多, 而深基坑坍塌的事故也 频频发生, 国家相关部门对此非常重视, 在北京市 建设委员会和北京市规划委员会联合发布的 北京 市地方标准 建筑工程资料 管理规程 ( DBJ01- 51- 2003) 中, 将 “ 地基与基础\" 作为一个分部, 而将 “ 基坑\" 作为其中一个子分部重点提出, 并且要求 单独组卷。在全国很多省份和地区, 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, 这在将来的施工中如 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。

( 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

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基坑坡顶过量堆载而导致的基坑边坡变形或破坏。

( 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) 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

在基坑支护施工时, 应编制专项施工方案。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。 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

[ 2]

“ 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。据最近报道, 我国正面 临 50 年以来的最严重 枯水期, 故珍惜地下水资源 是我们每个人的责任和义务。 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) 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

[ 1] 李钟. 深基坑支护 技术 现状与 发展趋 势. 基坑与 边坡 工程, 2001, ( 1) : 42~ 45.

[ 2] 刘建航, 侯学渊. 基坑工程手册. 北京: 中 国建筑工业 出版

社, 1997, 232~ 238.

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