大型综合体基坑支护工程施工监理控制要点分析

薛泉

上海三凯工程咨询有限公司 上海 200070

随着我国经济的飞速发展，人民生活的水平迅速提高，住宅区的配套工程也日益完善，在寸土寸金的高档住宅区附近频频出现大型商业综合体。为了满足商业及人们的停车需求，提高土地的利用率及经济效益，城市的发展不断向地下发展，深基坑工程越来越多。深基坑的施工过程中，各参建单位需做好基坑支护工程施工质量、安全控制。本文结合大型商业综合体基坑支护工程实例，着重事前、事中、事后全过程、全方位对深基坑工程施工的监理控制要点进行阐述[1]。

1 工程概况

1.1 工程介绍

本工程由一栋43层写字楼和一栋5层商业楼组成，整体设3层地下室，本工程用地面积约24114m2，总建筑面积159170m2，基坑占地面积为21147.73m2,基坑周边长度约661m,基坑开挖深度为10～19.3m，基坑设计等级为甲级，安全等级为一级。基坑北侧距离市政主道路约13m，且存在废弃排水管道；西南角距离已投入运营的地铁站仅5m，且基坑西侧还设有管廊、多种市政管线；沿西侧距离基坑3～6m有3根高压电线杆，西北角距基坑3.5m处有1个高压电线塔；基坑南侧、东侧均为已竣工的住宅小区。

1.2 地质及水文条件

本工程的场地内无区域性深大断裂通过，属于地质构造相对稳定区。根据地勘报告显示，场地的地质情况自上而下为人工填土、第四系更新统冲坡积（Q3el）成因的砾质粘性土及黏土，下伏地层为石炭系大唐阶组（C1y）石灰岩等。地下水主要有上层滞水和基岩溶裂隙水。

1.3 基坑支护形式

基坑支护形式主要采用排桩支护+预应力锚索，排桩支护+钢管内支撑（斜撑）两种形式。本项目必须在确保深基坑支护结构、周边建筑及管线等安全的前提下制定合理的设计、施工方案，加快施工进度、降本增效，取得最佳的社会及经济效益。

（1）基坑西南角紧邻地铁站，为保护地铁站安全采用钢管内支撑（斜撑）法进行基坑支护。

（2）其余部位采用旋挖机进行砼灌注桩施工，结合预应力锚索及腰梁、冠梁等进行基坑支护。

2 重难点分析与监理对策

（1）基坑周边的市政水管复杂，施工时需重视对基坑周边市政管道及临时水管的保护，发现渗漏、损坏及时关阀、维修；封闭废弃管道，将管道内的积水引流至集水井后再排至市政雨水管。严格按设计、规范要求做好基坑周边的硬化，严格控制硬化层的砼浇筑厚度、区域范围等。基坑承台开挖后裸露的边坡须随挖随封闭，砖胎膜砌筑须及时，雨后基坑内的积水须及时抽排干净。

（2）基坑西侧紧邻基坑有高压电线，旋挖机设备较高，不能满足高压线垂直防护要求。为解决这一问题，基坑西侧的灌注桩全部采用设备高度较低的冲孔桩机进行冲孔施工，满足高压电线的垂直防护距离要求，并按供电局要求沿高压电线做好防护警示带，确保高压电线及人员、设备安全。

（3）基坑西南角采用钢管内支撑（斜撑）法进行基坑支护，由于斜撑支点距离上部冠梁约7m，基坑开挖后冠梁的水平位移较大，冠梁内侧同基坑上部土壤的裂缝会较大；不同于灌注桩+锚索+腰梁、冠梁支护形式，锚索直接在冠梁上进行张拉，冠梁位置的水平位移较小，如按照常规的基坑监测预警数值，内支撑区域冠梁面的水平位移及冠梁内侧裂缝数值很容易报警。因此监理建议设计单位对内支撑（斜撑）上部冠梁的水平位移预警值给出合理、明确数值，提前消除误报警事件的发生；并要求施工单位做好应急预案，提前准备好用于灌缝的热熔沥青，加强基坑巡查力度；发现裂缝就及时用热熔沥青进行灌缝，阻止雨水、积水顺缝隙灌入土体。

3 事前监理控制

3.1 地质勘察和现场环境调查

基坑开挖前须先做好如下工作：（1）监理须先仔细研读地勘报告，详细了解现场的地质构造和水文情况；（2）然后再仔细查阅基坑支护设计文件；（3）取得基坑及周边既有建（构）筑物的平面布置图；（4）取得由勘察专业单位编制的现场物探图，查清基坑及周边地下管线，障碍物分布图；（5）了解拟建工程的室内地坪标高、场地自然地面标高、坑底设计标高及其变化情况；结构类型、荷载情况、基坑埋深和基础形式、地下结构平面布置图及基坑平面尺寸；（6）查阅由专业单位做出的环境调查报告，监理到现场进行实地勘察。

3.2 设计文件审核

了解周边环境等情况后监理须再次认真审阅基坑支护设计图纸，理解消化图纸、明确设计意图；对设计图纸的可行性、设计中的矛盾等问题提出审图意见；组织相关单位技术人员参加图纸设计交底及会审，设计单位听取各参建单位的意见后应对设计中存在的问题、遗漏、错误等进行修正及优化。本工程的基坑支护由于西南角紧邻地铁车站，基坑支护的设计图还须交地铁管理部门审核，经同意后方可实施，杜绝因基坑支护施工损伤地铁构筑物结构的严重事件发生。

3.3 坚持技术先行

基坑支护施工前须先编制《基坑支护工程施工方案》，专项施工方案中须包括质量、安全技术措施，包含基坑支护结构施工、土方开挖、现场抽排水等阶段的主要风险点及对应的管控措施；专项方案须对项目的危险源进行全面分析，并编制应急预案。本基坑支护工程属于超过一定规模的危大工程，须对《基坑支护施工方案》进行专家论证，经专家论证通过，总监理工程师签字同意后方可实施。

4 施工过程中监理控制要点

4.1 排桩施工监理

排桩施工过程中应做好钢筋砼灌注桩的定位、孔深、桩径、钢筋笼、下导管、浇筑砼等方面的控制，并做好砼试块的留置。①桩位控制包括桩的坐标、桩顶标高、桩身垂直度的控制。桩身垂直度控制通常采用测量钻杆垂直度，将偏差控制在≦1/100。②成孔后对孔深进行测量，要求只深不浅，孔深须大于设计孔深300mm。③桩径控制需测量钻头直径尺寸不小于设计值；钻孔过程中做好桩孔壁的泥浆护壁，控制好泥浆的比重，防止产生缩颈、局部塌孔的现象，成孔后须尽快完成砼浇筑。④做好钢筋笼制作及安装质量控制。1）钢筋笼制作完成后，监理按设计要求对对钢筋笼的长度、钢筋连接质量、箍筋（加强箍）间距、笼直径等进行验收，确保偏差值控制在规范允许范围内。2）钢筋笼下放前须对准桩孔位，控制好钢筋笼和孔壁的间距及钢筋笼的垂直度，缓缓放下，避免碰到孔壁，到达设计位置后就立即固定好钢筋笼。⑤下导管前应先检查密封性，防止导管壁上有砂眼等；导管和桩底的距离不应超过500mm。⑥桩砼浇筑前及过程中应不定时对砼的塌落度进行抽查，确保砼的流动性等良好。砼初灌量应满足导管埋入砼面深度大于0.8m的要求，桩砼浇筑过程中应不断缓慢提升导管，并确保导管埋深控制在2～6m范围内，防止因导管埋深过深，拔不出来。控制好桩顶砼完成面标高，泛浆高度不应小于500mm。浇筑完成后须核查砼的充盈系数，确保砼的实际灌注量大于理论灌注量；浇筑完成后每隔1～2小时再检查一下桩的砼完成面标高，防止因地质内存在间隙、孔洞等导致砼流失[2]。

4.2 锚索施工监理

锚索工艺主要有成孔、制造锚索、安装锚索、索孔注浆、锚索张拉、锁定这几个控制要点。①锚索钻孔首先须放出孔位，偏差应≦100mm，锚索水平及垂直方向的孔距允许偏差为±50mm，锚索的钻孔角度允许偏差为±3。，钻孔深度应大于锚杆设计长度300～500mm。安放锚索前应将孔内的石粉、泥土清除干净。②锚索制作：1）锚索材料采用经见证取样检测合格的钢绞线及锚具。2）钢绞线制作时须严格按设计要求长度下料，并预留不少于1.5m长伸出孔外，以备张拉锁定。3）钢绞线应平直排列，沿轴线方向每隔1.5m～2m设置一个隔离架。③锚索安装：锚索须安放至设计深度，并确保注浆管通畅。④注浆：采用纯水泥浆“二次注浆法”，水灰比为0.50～0.55，水泥采用425普硅水泥。首次注浆压力0.5～0.8MPa，从孔底注浆管开始注浆，直至孔口泛出浆液；第二次注浆的压力控制在1.0～2.0MPa间，每米孔深注浆水泥用量通常不少于70kg，实际注浆量、注浆时间等工艺参数应根据现场试验后进行调整。⑤锚索的张拉及锁定：锚索完成二次注浆后须养护14d，待土与水泥浆的混合体强度达到设计强度的80%后进行张拉，锚索张拉应分两步进行。正式张拉前应取0.1～0.2倍轴向拉力设计值对锚索预张拉1次～2次，使得锚索整体完全平直，各部位接触紧密；然后将锚索张拉至1.05～1.1倍轴向拉力设计值；本项目锚索张拉区域位于岩层、砂土层内，稳压10min后卸载至设计锁定值，锁定荷载值为轴线拉力标准值的80%左右。

4.3 基坑钢管斜支撑监理

基坑的西南角因距离排桩外边线11.65m处有地铁车站，锚索无法施工，故采用支撑桩+两道钢管斜撑方案。支护桩与钢管斜撑通过腰梁连接，钢管斜撑底部通过支撑桩连接传力。在此施工过程中内支撑钢管的安装位置、角度的精准，确保钢管同支撑桩及腰梁结合严密是监控的重点，具体如下：

①安装时腰梁、支撑桩端头等各轴线要保证平直在同一轴线上；一道钢支撑与地面夹角成42°，第二道钢支撑与地面夹角成33°，钢支撑固定好后，定出水平支撑管中心线，并吊装钢支撑端头法兰与锚板周圈满焊。②支撑桩墩帽安装连接：根据设计图纸在支撑桩梯形墩帽施工过程中，在墩帽向钢支撑一侧正对钢管轴心处预埋钢板锚板。采用大钩机配合徐工QUY-25T吊车，钢支撑固定好后，定出水平支撑管中心线，并吊装钢支撑端头法兰与锚板周圈满焊。③为保证斜支撑钢管与两端锚板焊接结构的完整性、可靠性、安全性和使用性，对焊缝进行超声波无损探伤检验，对所有焊接部位全数进行检验。④钢支撑安装完后就检查支撑的安装质量，验收合格后可进行锁定。

4.4 基坑排水

4.4.1 坡顶、坡底排水措施

(1)在基坑坡顶及坡底周围各砌筑一道排水明沟，用防水土工布结合水泥砂浆封闭沟底及沟壁，沿排水沟每隔20m设置一个集水井。

(2)将基坑坡肩周边范围的地面全部硬化，阻止地表水渗入基坑边坡的土体内。

(3)总包单位编制防汛应急预案，在现场配备足够数量、功率的水泵、挖机、防水布等，成立防汛应急人员组织机构并进行应急演练。

4.4.2 上层滞水处理措施

在基坑开挖时，部分滞水会流向基坑内，此时可挖临时集水坑向外排水。在支护施工后，少量的渗水可通过坡面的泄水孔向外排水。

4.5 基坑监测

根据本工程现场实际情况，基坑监测从基坑围护结构施工开始直至基坑回填至地面标高为止。监测频率详见表1。当遇台风、雨季、监测项目变化速率较大或监测数据接近预警值时，应适当加密观测。

表1 基坑监测频率表

在施工开挖过程中监测单位应对支护桩顶部水平及竖向位移、深层水平位移、锚索应力、内支撑轴力，周边建筑的竖向位移、倾斜、水平位移、裂缝，周边地表沉降、周边管线；特别是基坑西南角内支撑与地下室结构进行换撑，拆除内支撑期间的基坑加强观察及监测、分析，当位移监控值变形出现突变或超出控制值时，要加强观测，及时将位移、沉降变形情况反馈给建设、监理、总包、设计单位等，相关单位须立即分析原因并采取加固措施。基坑监测报警值详见表2。

表2 基坑监测报警值表

5 事后监理控制

基坑支护工程的各道工序施工完成、自检合格后，施工单位须及时向监理报验，经验收通过后方可继续施工；支护工程完成后要严格按照验收标准对完成的检验批、分项、分部工程进行检查评定验收，相关的材料、验收资料等质量控制资料须齐全，有关安全等主要功能的抽样检验结果应符合相应规定；然后支护分包单位将基坑支护工程移交给总包单位。基础施工过程中、至地下室所有区域回填完毕前，基坑支护单位须安排专人在现场进行巡查、做好支护工程的维保。

6 结语

在总包、基坑支护分包、监测、监理、业主单位的共同努力下，本基坑支护工程未发生质量、安全事故；未对周边的地铁站、已完建筑、管线等造成不良影响，为基础与地下室施工提供了安全的作业空间，体现了监理管理对基坑支护工程的重要性。监理服务创造了价值，实现了总包、基坑支护分包、监测、监理、业主单位多方共赢的管理目标，取得了良好的经济效益及社会效益。