深基坑支护工程质量控制

李明道

摘要：深基坑支护是一门综合性学科和边缘性强的工程技术，该技术在现代建筑工程中运用已比较普遍，但如何科学的运用这些技术并结合当地的气象、水文及地质条件和周边环境制定出因地制宜、技术先进、安全可靠、经济合理的设计及施工方案，确保工程质量，对于广大建筑、土木工程从业者来讲，仍然是一件很复杂的工作。本文从深基坑支护工程特点、周边环境踏勘、对当地的气象、水文及地质条件的了解、基坑设计、监测及信息化施工等重点进行阐述，并结合工程实例分析了深基坑支护工程的相关的质量控制要点。

关键词：深基坑支护；质量控制；施工管理

中图分类号：TU71

引言

20世纪80年代以来，随着我国经济持续稳定的高速发展，我国城镇化的趋势也越来越快。越来越多的人涌向城市并在城市里安居、择业，这就对城市的建筑及基础设施数量和功能有了较多的需求。同时，由于土地资源的稀缺性，也使得我国高层建筑和地下工程得到了迅猛发展。但由于各地气象、水文及地质条件、周边环境存在较大差异，同时因勘察、设计、施工不当，基坑支护工程时常有坍塌事故的发生，给国家和人民生命财产造成了严重损失。因此，基坑支护工程的重要性逐渐被人们的认识，并引起了高度重视。笔者结合工程实际案例，就深基坑支护工程质量控制进行了探讨。

1 深基坑支护工程

1.1 深基坑支护工程相关定义

深基坑支护工程即是为了保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对深基坑侧壁及周边环境采用的支档、加固与保护的工程措施。基坑支护工程是工程实施前期的重要部分，是一项综合性很强的系统工程。住房和城乡建设部关于印发《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》的通知（建质[2009]87号）规定：对开挖深度超过3m（含3m）或虽未超过3m但地质条件和周边环境复杂的基坑（槽）支护、降水工程，属危险性较大的分部分项工程。对开挖深度超过5m（含5m）的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程和开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建筑（构筑）物安全的基坑（槽）的土方开挖、支护、降水工程，列入超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围内。对上述工程应当编制危险性较大的分部分项工程安全专项施工方案，对超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，该方案尚应组织专家论证。

1.2深基坑支护工程特点

深基坑支护工程由于其本身情况的复杂性，有着如下几个特点。主要包括：(1)大部分基坑支护体系是临时结构，并不是永久工程。基础工程结束其使命就已经完成，因此其安全储备较小，风险性较大。(2)深基坑支护工程具有很强的个性，即每个深基坑工程并不是完全相同，深基坑可能由于基坑深度、当地的地形、地貌、地下管线结构、水文地质条件等多方面原因而不同。(3)深基坑支护工程受施工区域的影响，深基坑支护工程可能由于不同地区工程地质与水文条件的不同而表现出巨大差异。甚至同一个城市的两个不同地点的类似工程都不能完全照搬执行相关工程，而应当仔细研究现场情况，因地制宜地制定解决方案。(4)深基坑支护工程是一项系统工程，涉及到多方面的工程知识领域的的应用。

2 工程案例分析

2.1 工程概况

深盐二通道拆迁安置综合楼基坑支护工程占地面积约5343.61平方米，本项目拟建二栋20～24层住宅，并由2层地下室和1～5层商业裙房组成。本工程西侧紧靠盐田河，北侧与深盐路相邻，南侧紧靠居民建筑和海边，地下水丰富，加之场地埋设有较大块石（埋深约3-7米），地质情况较为复杂，施工难度较大，如施工稍有不慎，将会引起南侧居民建筑物和北侧深盐路的沉降、裂缝，进而危及周边环境的安全，造成社会事件。

2.2 工程设计

本工程设计方案先行考虑采用冲孔桩，但因怕冲锤入岩时产后较大的震动，造成居民建筑物产生裂缝，且扰民，该方案没有采取。接着考虑采用地下水位以上采用人工挖孔桩，挖除上部块石后，再采取钻孔桩成孔，但该基坑紧邻盐田河和海边，水量十分丰富，人工挖孔桩进深到一定程度已无法进行，且地下埋藏的块石较深、较多，同时因人工挖孔桩需抽水，基坑内抽水将会引起周边建筑及道路的沉降，进而危及其安全，最终该方案并没有通过执行，本工程支护桩最终还是选择了冲孔桩。在冲孔桩施工之前，本工程采取了相应措施，如做好对居民的解释和安抚工作，委托第三方监测单位对居民建筑物、道路及基坑进行监测，在遇土层较硬或块石时，不得多台桩基作业，防止因共振效应，加剧对周边建筑物和道路的危害等。

本工程基坑支护设计安全等级按二级设计，基坑开挖深度为10米，主要采用的是：上部2米放坡开挖并进行喷锚支护，下部8米基坑周边采用桩撑、桩锚及基坑内支撑形式，同时在桩支撑外侧施工一周旋喷桩进行止水。本工程基坑支护结构水平位移允许值取40MM，沉降允许值为40MM，预警值取允许值的80%。

在本次施工过程中，本基坑一共设置监测点102个，具体包括：支护结构顶部设水平位移观测点共15个；坡顶周边地面及周边建筑物设沉降观测点共54个；支撑梁轴力设7个轴力观测点；水位观测点设置9个；水位回灌井设置11个；灌注桩桩身应力测点6个，同时对居民建筑裂缝也进行了监测。

3 深基坑支护工程质量控制

深基坑支护工程是一项复杂的系统工程，工程质量的控制贯穿着勘察、设计、施工及监测等各个环节，工程质量控制的效果直接影响着整体建筑工程能否按时按质完工及人民生命财产能否安全。结合本工程案例，本文认为深基坑支护工程质量控制应从如下几个方面开展实施。

3.1 科学评估施工环境

由于深基坑支护工程具有很强的个性并且受施工区域环境影响巨大，所以在工程正式开展之前应当做好以下工作以对施工环境进行合理评估。

1.对施工区域进行地质勘查，了解基坑所处区域的地形、地貌与地质特点。对施工区域地质结构、水文情况进行了解，为施工方案的设计作参考。

2.与城市相关主管部门沟通，了解施工所在地地下的水、电、气、通信管网的分布情况，为设计施工方案阶段做好准备。

3.收集同类工程设计及施工经验，分析该基坑支护工程的特点和技术难点，并采取一定的措施。如本工程具有紧靠盐田河，地下水位高、紧邻居民建筑及主要城市道路和地下埋设较大块石等环境及地质特点。

3.2 因地制宜科学地制定设计、施工方案

在对施工环境进行充分了解评估过后，应当根据施工地的具体情况因地制宜地进行施工方案的科学设计。因为，不同施工方案有着对不同环境的适应性。本案例最终选择冲孔桩作为本次施工的设计方案，就是在对工程施工环境充分了解的前提下决定的。案例中由于施工地的地下水过于丰富，人工挖孔桩在进尺到一定程度的情况下就无法继续进行，同时对工程质量及周边环境的安全得不到保障。由于场地内有较多、较大回填石块，也无法采用钻孔桩施工方案等。因此，在综合分析了工程的特点及难点后，选择了冲孔桩作为本次支护方案的选择。案例工程中基坑支护设计安全等级按二级设计，基坑开挖深度为10米。并因此选择了上部2米放坡开挖并进行喷锚支护，下部8米基坑周边采用桩撑、桩锚及基坑内支撑形式的设计方案。

有了设计方案，必须掌握设计意图和对施工的特殊要求，了解基坑支护结构特点和技术难点，建立健全质量保证体系和制定质量保证措施。因此，编制科学、合理的施工方案，是工程实施阶段确保质量的必要条件。这涉及前期技术准备、施工所需的设备、材料进场、劳动力等计划的落实；科学的施工部署、平面布置、支护工程施工的程序及工序合理、有序搭接等。

3.3 严要求地进行施工开展

在制定好施工方案的基础之上，只有高标准、严要求地进行施工开展才能使得工程的整体质量得到保障，如本工程主要从以下几个环节进行执行：

（1）严把原材料的质量关。在施工过程中，严把进场原材料的质量关，对进场的原材料型号、品种、规格进行检查，同时按要求对进场的水泥、砂、石、钢筋、预应力钢筋、锚具等进行取样检测，杜绝不合格的原材料用于工程中。

（2）严格按设计和规范进行施工，加强对班组和作业人员的技术交底工作，加强工程施工质量的过程控制。如在本工程中，水下混凝土浇灌必须确保不出现缩颈、断桩等质量问题，以确保支护结构的稳定安全；旋喷桩施工必须检查水压、风压、气压、水灰比、水泥用量、提升速度等参数是否符合要求，以确保旋喷桩能起到较好的止水效果等。

（3）严格按施工程序进行。如本工程中土方开挖应严格执行分层开挖、分层支护，且上层锚索未锁定的，下层土方不得开挖的施工程序；如本工程内支撑的拆除时间、混凝土龄期和顺序的掌握等。当地下二层顶板施工完成后，且顶板砼强度达到90%以上时，即可考虑拆除内支撑，拆撑前必须换撑，换撑的程序为：完成地下二层外墙防水施工——地下二层外侧回填土压实并施工完成距顶板300MM处——施工换撑梁及换撑板——分区拆除内支撑。

（4）严格按要求进行相关的试验检测，确保每道工序的施工质量。如本工程按要求留置灌注桩混凝土试块、冠梁及腰梁混凝土试块、喷锚层混凝土试块、注浆试块等，并在其龄期到后送试验室检测；如本工程锚索及土钉的抗拔力检测等。如本工程旋喷桩及混凝土灌注桩的强度及完整性检测等。上述每道工序的施工质量检测合格后，方可进行下道工序施工，对检测达不到设计及规范要求的，应及时采取加强和补救措施。

3.4 做好信息化施工法

信息施化工法是将设计、施工、监测及信息反馈融为一体的现代化施工法。信息施工法是动态设计法的延伸，也是动态设计法的需要，是一种客观、求实的工作方法。

信息化施工法的基本原则应贯穿于施工组织设计和现场施工的全过程，使监控网、信息反馈系统与动态设计和施工活动有机结合在一起，不断将现场水文地质变化情况反馈到设计和施工单位，以调整设计与施工参数，指导设计与施工。如本工程实例中，预应力锚索在正式施工前，选定不同地质土层均做了基本试验，通过对基本试验测定的锚索张拉值，为设计单位调整设计参数，确定合理的锚索张拉值提供了可靠的依据。再如本工程设立的监测项目、监测点，在监测过程中能及时将监测数据反馈给设计、施工、业主及监理单位，使各单位对基坑及周边环境变形和安全情况能有一个直观认识。同时，在发现监测数据异常时，能方便各单位及时采取应急措施。

3.5做好基坑支护及周边环境的监测工作

在基坑工程实践中，工程的实际工作状态与设计工况往往存在一定的差异，基坑工程设计还不能全面而准确地反映工程的各种变化，所以在理论分析指导下有计划地进行现场工程监测显得十分必要。

基坑工程监测是一个系统，系统内的各项目监测有着必然的、内在的联系。例如支护结构的挠曲、支撑轴力、地表位移之间存在着相互必然联系，它们共存于同一集合体，即基坑工程内。限于测试手段、精度及现场条件，某一单项的监测结果往往不能揭示和反映基坑工程的整体情况，必须形成一个有效的、完整的、与设计、施工工况相适应的监测系统并跟踪监测，才能提供完整、系统的测试数据和资料，才能通过监测项目之间的内在联系作出准确地分析、判断，为优化设计和信息化施工提供可靠的依据。

基坑工程现场监测可以为基坑工程信息化施工、设计优化等提供依据；更重要的是通过监测和预警，可以及时发现安全隐患，保护基坑及周边环境的安全，同时监测工作还是发展基坑工程设计理论的重要手段。如本工程设立的支护结构水平位移监测点、坡顶周边地面及周边建筑物沉降观测点、支撑轴力监测点、水位观测点及对居民建筑裂缝的监测等。

结语

目前，大部分基坑支护均为临时性工程，但一旦发生基坑坍塌，必将对国家及人民生命财产安全构成严重威胁，甚至造成严重的社会事件。因此，广大从业者一定要有科学严谨的工作态度，在基坑支护工程前期的勘察评估、中期的设计、后期的实施过程中抓好每一个质量控制环节，以确保基坑支护工程的稳定与安全。

参考文献

[1]李怀述，浅谈深基坑支护工程的质量控制及安全管理[J].科技咨询导报,2007(18):146-146

[2]胡迎风，深基坑开挖对邻近地表建筑物变形的影响分析[J].山西建筑, 2011,(16) :92-93

[3]史红坤，浅谈钻孔灌注桩在深基坑结构稳定中的应用[J].科技信息, 2011,(03) :312,337

[4]王俊杰，监测技术在深基坑施工中的应用[J].山西建筑, 2011,(10) :60-61

[5]王增勇，深基坑地下连续墙开挖施工监测[J].技术与市场, 2011,(04) :44-45

[6]周明超，地下连续墙在深基坑下部支护中的应用[J].建筑设计管理, 2011,(03) :75-78

[7]胡明辉，深基坑地下连续墙变形及受力特性研究分析[J].山西建筑, 2011,(24) :69-70

[8]乔静，谈房屋建筑工程施工质量控制研究[J].农村实用科技信息, 2011,(04) :66

[9]林佛彬，深基坑支护施工管理问题及解决方法[J].中华建设, 2011,(07) :164-165

[10]陈云英，建筑施工企业安全生产管理状况及其对策措施[J].建筑安全, 2011,(05) :14-16

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