浅谈武夷山欢乐茶城深基坑工程监理要点与体会

颜宏申

(福州创实建设工程管理有限公司 福建福州 350001)

引 言

近年来，随着土地价格的大幅提升，工程建设趋于高效利用土地资源，向上和向下发展利用空间已是常态，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求，于是地下建筑开挖的深基坑及其支护成为一个必要的施工过程。随着地下空间的不断开发利用，基坑围护设计与施工工艺也得到了不断的发展，开挖深度超过6m的深基坑已较为常见，此类基坑根据周边环境的不同特点，常用的基坑围护方案有放坡开挖、(复合)土钉墙、SMW工法、水泥土搅拌桩坝体、钻孔灌注桩结合锚杆或内支撑等。作为重大危险源及各方施工监控的重点，监理机构在接到监理任务后，除按常规手段进行质量监控外，还应做好事前控制方案，针对特定深基坑工程的特点，设置质量控制点，对这些控制点重点跟踪，锁定监理目标，以便发现问题能及时解决，将隐患排除在萌芽阶段。笔者作为武夷山欢乐茶城的总监，结合工程实践，整理总结了在欢乐茶城深基坑施工过程中容易出现及忽略的问题，以及该类工程施工中的监理控制要点，与同仁们交流。

1 施工准备阶段监理

1.1 深基坑支护设计方案及其审查选定

深基坑工程可以看作是一个集地下水控制、土石方开挖、边坡围护、工程监测及环境保护于一体的复杂系统，其重点自然是边坡围护与环境保护系统。选择一个结合了项目特点和周围环境的，经济合理、安全可靠、施工技术可行的深基坑支护设计方案，是深基坑工程顺利实施的关键因素。

1.1.1 项目基本情况

武夷山欢乐茶城(武夷广场)工程位于武夷山市三姑度假区角亭段，东临大王峰路，西临崇阳溪滨江路，南侧为红袍花园，建筑物为地下一层，主要功能为停车库及设备用房、消防水池等功能用房，地下室上部及其它周边为拟建武夷广场，建筑面积为11188m2。本工程±0.00相当于黄海高程191.15m，自然地面标高约为－0.80m，地下室底板结构标高为－6.50m，基坑土方开挖深度约为6.10m～7.25m，东西向开挖长度72m，南北向开挖长度为172m，基坑开挖面积达12000m2，挖方量约为70000m3。该工程为市重点工程，2011年8月开工，要求同年11月交付给茶博会使用，工期相当紧张。

1.1.2 工程水文地质概况

(1)场地地形地貌

本场地原为河滩地，经大面积回填后地势较为平坦，东侧紧临大王峰路，东偏北位置与道路人行道距离4m，东偏南位置与道路人行道仅1m间距，地下管线离基坑开挖边缘较近。其他方向周边以农田为主，地势开阔，其中西侧为二期园林景观用地，南侧为已征地尚未施工的红袍花园。

(2)基坑支护范围内的工程地质情况

①杂填土(Q4ml):灰黄色、黑色，均匀性差，回填时间约3～5年，主要为软塑～可塑状粘土为主，含砼块、强风化岩块、砾石等硬质物和少量生活垃圾，硬质物约占35%，该层主要分布在场地东侧，揭露厚度为4.4～1.2m。

②耕植土(Q4pd):灰～灰黑色，软塑，以粘性土为主，上部富含有植物根系，该层在大部分场地均有分布，揭露厚度为0.7～0.3m。

③粉质粘土(Q4al+pl):浅黄色，主要为为冲洪积成因，无摇振反应，切面稍光滑，干强度和韧性中等，该层在大部分场地内均有揭露，揭露厚度为2.8～0.5m。

④细砂(Q4al+pl):灰黄色，局部为灰白色，稍密，湿，为冲洪积成因，颗粒成份主要为石英石、砾石，粒径大于0.075mm约占总质量的75% ～90%，粒径自上而下变粗，粒间充填粉粘粒，粉粘粒约占25%，局部表现为中砂，石英中砂含量占10%，分选性一般，胶结差，级配一般，该层在大部分场地均有揭露，揭露厚度为2.7～0.4m。

⑤卵石(Q4al+pl):灰白～灰黄色，为河流冲积成因，粒径20～60mm含量50% ～55%，个别粒径为稍大，卵石成份主要为花岗岩类硬质岩，卵石颗粒形状以亚圆形为主，较坚硬，主要为以中粗砂充填，排列混乱，分选性差，胶结差，级配一般，该层分布于整个地段，揭露厚度为6.6～1.9m。

⑥水文地质:根据钻孔揭示，场地地下水主要为赋存于卵石层中的孔隙水，其中杂填土、耕植土、淤泥质粘土属弱性透水土层，细砂属中性透水土层，卵石层属强透水土层，强风化泥质粉砂岩可视为相对隔水层，地下水位在地面以下4.1～7.7m。根据当地施工经验、邻近场地已有勘察资料:地下水涌水量在3～8m3/h，粉质粘土层渗透系数为1.3x10－5cm/s、细砂层渗透系数为2.0x10－3cm/s、卵石层渗透系数为 1.7x10－1cm/s。初见水位与稳定水位基本相同，含水层富水性较弱，透水性较强，地下水主要接受大气降水和相临含水层的侧向补给，多以地下径流及地面蒸发方式排泄，受季节影响，地下水位变化幅度约为0.5～1.5m。

1.1.3 深基坑支护设计方案的确定

针对本工程深基坑支护专项设计方案组织了专家评审论证。设计单位提交的设计方案为基坑四周均采用土钉墙支护形式，预算造价150万。监理在了解基坑支护设计方案的设计意图后，根据现场查勘的本项目场地环境实际情况和地质勘测报告，提出建议:基坑东侧采用土钉墙支护形式，其他三面场地开阔，土方施工条件较好，具备放坡条件，可否采用有防护的大放坡比的放坡开挖形式，以节省投资。经过设计人员和与会专家的论证，确定采纳该建议并予以优化:基坑东侧采用土钉墙支护形式，土钉采用φ48 Q235钢管，壁厚不小于3mm，梅花型布置，土钉采用钻机成孔(钻孔直径为130mm)，土钉有效直径为130㎜;加强钢筋采用φ16钢筋，挂网钢筋采用φ6@200×200;土钉墙支护的喷射混凝土墙面厚80，砼强度为C20;东侧土钉分四排布置，其中距离自然地面约1.5m设置一道，最下面一道距离坑底约1.0m高。其他三面采用放坡比为1:1的大放坡，钢筋网喷射混凝土防护。经论证调整后的投资预算为65万，节约了造价85万。

1.2 专业分包单位的选择

深基坑支护由于其特有的专业性、特殊性，它的施工一般应由具有施工资质与能力的专业分包队伍组织施工。众所周知，施工单位的技术力量、工作素质是工程质量能否保证的最重要的因素之一，监理单位应在监理规范的指导下严格行使职责，协助业主审查总包单位选定的专业队伍，从合格分包商名册选择分包商，选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的分包单位，同时在实施过程中防止再转包而导至最终质量不合格的情况出现。

1.3 施工组织设计的审定

施工组织设计是指导施工的重要文件，真正能指导施工的施工组织设计是必须结合本工程的实际情况认真编制的，而现在往往做不到，经常是照搬别的工地的现成的施工组织设计。有的虽说是按具体工程实际情况编制的，但由于种种原因，又多是质量低劣、简单潦草，基本无指导意义。为此，监理单位应严格执行监理规范的要求，对施工单位提交的施工组织设计认真审核，提出修改意见，要求施工单位在修改完善后按程序申报，总监审批合格后方能施工。审核内容主要有:①基坑的支护体系;②基坑开挖方式;③施工平面图、降水措施、监测布置的合理性;④突发事件的应急预案等。

2 深基坑施工过程的监理控制

这个阶段是项目实施的关键阶段，所有子分部和分项工程的质量、进度均应处于受控状态。施工过程中，监理根据设计文件、施工规范和专项施工组织设计、监理规划及监理细则，根据地质勘探资料和当地水文、气候条件，结合当地深基坑工程施工的经验和条件，对工程重要和关键项目设置控制点，对深基坑工程进行事前、事中、事后控制;采取巡视、旁站的方法，对各分项工程进行检查。施工质量的好坏是要靠施工单位做出来的，不可能靠监理单位监督出来，监理人员在施工过程中要督促施工单位严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范要求组织施工，认真做好图纸消化和技术交底工作，做到过程有控制，各施工要点有方案;结合施工进程及时做好隐蔽工程的现场核验和隐蔽签证工作;在质量管理上，应具体提出工程材料报验程序、工程报验制度、特种作业人员持证上岗制度等，最大限度的制约施工单位可能的违规行为。

具体施工过程的监理控制点设置主要有:

(1)土方开挖施工

土方开挖是基坑工程各参建单位比较重视的环节，本工程工期紧，土方开挖时间最长工期控制在20天内，必须白加黑施工，故对施工进度及施工安全控制是重点。作为监理人员在工作过程不应局限于土方开挖的监督，应以重点放在基坑支护体系的稳定前提，系统的管理土方开挖特别是夜间施工所带来的安全问题、质量问题、协调问题等。

土方开挖前，根据建设单位提供的轴线位置、标高进行重新核样，测出场地的自然标高及定出控制基底的标高，经监理、建设单位确认无误后引入场地内，并确定开挖边线，做好建筑物的定位桩的保护工作后方可动工。

土方开挖前，监理根据本工程回填土方量较大的实际情况，要求施工单位要做好土方调配，计算挖方量与回填土方量，确保回填土方存量，用于回填的土方应集中堆至甲方指定的临时弃土处，以备回填使用。

土方开挖采用机械开挖人工配合分区施工，东侧应配合土钉墙施工，采取分层分段开挖，确保基坑边坡安全，土方开挖至最后一层后，严格控制标高，保证留30cm由人工清理，防止超挖。基础及地梁部分的土方采用小型挖机配合人工开挖。土钉墙施工完成后，基坑土方采用机械大开挖完成。土方开挖完成应立即对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工。

图1 东侧土钉墙部位开挖剖面图

基坑开挖时，为保证机械车辆在场地上能正常进行开挖行走，应按实际情况需要铺设500mm厚防陷层(炉渣、碎砖、块石等);同时纵向分行、分层应按照坡度线向下铲挖，但每层的中心线地段应比两边稍高一些，以防积水。防陷层的土方量要及时签证。

特别注意事项:

①基坑开挖过程中，当发现地下水位较高，水量较大或流泥严重、漏水等现象，应立即停止开挖，采取有效的排水措施后方可继续开挖，以防止周围地面沉降;

②土方开挖施工中遇地下障碍物、地下文物、管线等与地质报告不相符或其他情况，应会同业主、设计现场确认解决;

③夜间施工必须有充足的照明，以保证施工操作面亮度，本工程根据场地实际情况，在基坑边、作业区设置6盏大功率碘钨灯;夜间安排管理人员轮流值班，对挖土作业进行指挥，并配备专人指挥车辆出入通行，出入口设岗;

④遵守环保规定，深夜尽量减低操作噪音，禁用喇叭，不干扰周边居民;在场地出口洗车台配备高压冲水设备，运输车车轮必须在门口洗车道清洗干净，不沾污市容;

⑤临边保护:施工现场四周悬挂有安全警示语的彩旗、横幅，夜间加设红色灯标志，危险区域设立危险警示标志，在基坑顶部周围设置围护栏，基坑周边防止过多的超载，基坑上口边2m范围内不许堆土、堆料和停放机具;坑下人员休息时要远离基坑边，以防意外;

⑥施工机械一切听从指挥，所有车辆必须严格按规定的开行路线行驶，人员尽量远离施工机械，挖土机工作回转半径范围内不得站人或进行其他作业。如有必要，先通知操作人员，待回应后方可接近;

⑦做好防雨准备，采用彩条塑料布对坡面、材料和机具进行覆盖防护，同时增加监测次数。雨后复工前，认真检查边坡情况;

⑧土方开挖深度要满足规范要求，不得出现超挖，土方开挖深度、进度要有所控制，挖土高差太大、挖土进度太快，极易迅速改变土体原来的平衡状态，降低土体的抗剪强度，从而导致土体发生水平方向的滑移，造成坍塌事故。

(2)深基坑支护工程的施工

本项目采用土钉墙支护方式和大放坡加钢筋网喷射混凝土防护方式。

土钉墙又称为土钉支护技术，它是在原位土中敷设较为密集的土钉，并在土边坡表面构筑钢丝网喷射混凝土面层，通过土钉、面层和原位土体三者的共同作用而支护边坡或边壁。土钉墙体同时也构成了一个就地加固的类似重力式挡土结构。土钉支护法以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系一部分。喷射混凝土在高压气流的作用下高速喷向土层表面，在喷层与土层间产生“嵌固效应”，并随开挖逐步形成全封闭支护系统，喷层与嵌固层同具有保护和加固表层土，使之避免风化和雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落，以及隔水防渗作用。土钉的特殊控压注浆可使被加固介质物理力学性能大为改善，并使之成为一种新地质体，其内固段深固于滑移面之外的土体内部，其外固端同喷网面层联为一体，可把边壁不稳定的倾向转移到内固段及其附近并消除。钢筋网可使喷层具有更好的整体性和柔性，能有效地调整喷层与土钉内应力分布。

与已有的各种支护方法相比，土钉支护具有施工容易、设备简单、需要场地小，开挖与支护作业可以并行、总体进度快、成本低、稳定可靠等许多优点。

土钉墙的施工技术是一种由上而下分步修建的过程，可按下列顺序进行:按设计要求开挖工作面→修整边坡、设置坡顶排水系统→钻孔打入第一排锚管→注浆→埋设喷射混凝土厚度控制标志→绑扎钢筋网→喷射第一层混凝土→开挖第二层土方→修整边坡、设置坡面排水系统→钻孔打入第二排土钉→注浆→安设连接件→绑扎钢筋网→喷射第二层混凝土→按以上顺序施工完成土钉支护→开挖至设计标高→设置坡脚排水系统。

本工程土钉施工开挖时，先从东侧开挖，为支护提供工作面，然后开挖其他土方。第一层沿基坑东面边一次性开挖至第一排锚杆孔口标高以下0.35m，打入第一排锚杆布设网筋后进行喷浆作业。以后每排必须分层分段“间隔跳仓”方式跳挖，每段一次开挖作业沟长度不超过20m。保证护壁喷锚的砼养护有足够的龄期，又要保证土方尽可能地连续施工。

施工过程中，监理要特别注意:

①土钉孔成孔过程，严格控制孔深、孔径、成孔倾角、孔位;

②当钻孔遇到障碍物无法钻进，钻孔深度不能满足要求时，可在该区域内增加锚杆的数量，按抗拔力等同的原则进行补强;

③设备就位要准确，并保证机座稳定、牢靠，防止开机后因振动等导致设备移位，而使孔的位置和方向等出现偏差;

④土钉间采用Φ16螺纹钢作加强筋联接，加强筋与锚管头钢筋(Φ16螺纹钢)必须焊接牢固，与网筋绑扎在一起;

⑤注浆采用底部注浆法，注浆管插入距孔底250～500mm处，随浆液的注入缓慢匀速拔出，注浆孔内必须灌满，不能形成空洞和空隙;

⑥喷射作业时喷枪要尽量垂直于坡面，距坡面距离为0.8～1.2m为佳;

⑦喷射混凝土应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序是自下而上，风压力要根据坡面及喷砂管长度及时调节，尽量减少回弹率，水量调节适中，喷射厚度要均匀连续，防止出现“干疤”或“流淌”现象;

⑧为加强支护效果，可在喷射混凝土中加入3% ～5%的速凝剂;

⑨喷射混凝土终凝2h后应喷水养护;

⑩在坡顶和坡脚设置截水沟、排水沟，以免坑内积水流向坡脚，确保基坑壁安全。

(3)深基坑支护的信息化管理

深基坑的施工易产生的主要问题，从根本上说就是基坑整体的刚度和稳定性的问题，即基坑支护结构是否会变形、基坑支护结构是否会产生沉降、水平方向的位移、倾斜，支护结构是否有裂缝，以及基坑底是否产生隆起和变形，这些问题的发生，将直接导致基坑支护结构的失败。基坑支护结构的信息化管理主要手段，是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测，将基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况，比照勘察、设计的预期性状，动态分析监测资料，全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率，对照报警标准，预测下一阶段工作的动态，及时对施工中可能出现的险情进行预报，超过位移设定的预警值时可及时采取有效的应对措施排除危害，确保工程安全。

本工程设置坡顶土体水平位移及沉降监测点46个，埋设深层水平位移测斜管9处(管长10m)，水位观测点共同4个，一般8～10m设一个监测点，关键部位适当加密。基准点要设在基坑边缘外不受影响的地方，检测点和基准点均用混凝土固定。因现场施工情况复杂，监测点极易被破坏，要注意对监测点的保护。

深基坑支护结构工程监测的内容主要安排以下几项:

①支护结构顶部水平位移;

②支护结构沉降和裂缝;

③临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝;

④基坑底隆起的观测等。

以上监测，除每天进行肉眼巡视和观测，开挖后每3天监测一次，位移大时也适当加密。当有事故征兆或处于暴风雨期间，要连续观测。观测结果要真实反映所测因素影响的动态趋势，绘出变化曲线图，传达出险情前兆信息，找出险情发生的必要条件，如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等，结合相关的诱发条件，如气象条件、开挖施工、地下水变化等，结合基坑支护结构的稳定性计算，科学决策，排除险情。

(4)深基坑降水控制

地下水对深基坑工程的施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般是上层滞水、潜水、承压水和雨水及基坑周围的渗漏管道水，由于水的来源复杂，止水方案的制定则必须慎重。常用的地下水止水方案有集水坑排水、明沟排水等坑内积水明排法，止水帷幕法，轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点、管井井点等井点降水法。在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水三方面考虑，根据掌握的地质资料深入分析地下水的成因，了解深基坑周围环境，制定出切实可行的措施，不能一味简单地靠抽水来降低地下水位，以达到深基坑内无水的目的。长时间不间断地抽水，可能会导致基坑周围地下水位下降，土体中有效应力增长，引起土体重新固结，产生不均匀沉降，甚至造成坑底流沙、管涌等现象，增大了处理难度，拖延工期，造成不必要的损失。

本工程根据实际情况和进度要求，采用坑内集水明排的方式控制地下水位。对基坑四周支护范围内的地表应加修整，构筑排水沟和水泥砂浆或混凝土地面，防止地表降水向地下渗透。靠近基坑坡顶宽2～4m的地面应适当垫高，并且里高外低，便于径流远离边坡。在支护面层背部应插入长度为400～600mm，直径不小于40mm的水平排水管，其外端伸出支护面层，间距可为1.5～2m，以便将喷射混凝土面层后的积水排出。为了排除积聚在基坑内的渗水和雨水，在坑底设置排水沟，通至集水坑，集水坑间隔30m左右设置一个。排水沟应离开边壁0.5～1m，排水沟及集水坑宜用砖砌并用砂浆抹面以防止渗漏，坑中积水使用多台大功率潜水电泵及时抽出，经沉淀池沉淀后排向市政排水管道。为了保障降水的有效性，现场还准备了一台50 KW发电机组。

(5)突发事件的处置

建筑施工的过程是一个投资大、周期长、参与人员多的过程，这个过程中会发生很多不可预见的事情，深基坑的施工更是如此。监理人员要养成处变不惊的良好心理素质，事前做好突发事件出现的技术准备。

一般情况下的突发事件有:

①基坑内管涌、流砂;

②基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降;

③气象异常，如出现连续多日的狂风暴雨;

④相邻工地的施工影响如降水、打桩、开挖土方;

⑤地下障碍物妨碍基坑支护结构的施工等等。

一旦出现问题，监理要及时通报业主，并会同设计、勘察、施工等相关单位商讨解决问题的办法。

本工程为应对突发事件，按应急预案在现场准备了800个沙袋和150根4m钢板桩，以备出现紧急情况实施反压，或用挖土机挖土反压稳定坑壁。在基坑施工过程中，曾经在当年的11号超强台风“南玛都”带来的台风雨时，巡视监测发现在东南侧的坑顶出现长约15m、宽3～5cm、最大深约1m的裂缝，监理立即督促施工单位按应急预案处置，采取在坡脚堆载沙袋反压稳定坑壁，并在此位置打入38根4m钢板桩，以减小土体位移、增大坑壁稳定性，有效的防止了坑壁坍塌。

3 结束语

通过本工程的基坑施工监理过程，体会到建筑深基坑的施工是一个循序渐进的过程，监理人员要监督施工单位按程序施工，做到先设计后施工、边施工边监测，遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的原则，不能容忍违反科学地盲目、野蛮施工的现象，对整个深基坑施工过程实现一个有力的控制，发现问题多与设计人员沟通，掌握方案在使用时如何使各个组成部分、各道工序协调有序，保证工程顺利、安全地完成，从而真正起到监理的咨询、管理、监督、控制的作用。

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