深基坑SMW工法桩围护施工监理质量安全控制要点

王平均

（浙江东方工程管理有限公司，浙江 杭州 310014）

深基坑的质量安全监理风险大，内容复杂，是监理工作的重要内容，也是监理工作的难点之一。在深基坑施工阶段，近年来，施工安全事故屡有出现。深基坑施工监理如何做好施工质量和安全控制工作，是监理项目部应着重研究和重视的工作。由浙江万亚置业有限公司投资建设的万亚名城酒店式公寓工程，地下室是深度超过 18 m的深基坑。受公司委派，笔者有幸负责了本工程施工监理工作。现就深基坑SMW 工法桩围护施工监理质量安全控制要点做一浅述。

1 深基坑工程概况

该工程位于杭州经济开发区金沙路与银沙路交接处，建筑面积 12万 m2，地下 3层，地上 19层，层高 4.8 m，钻孔灌注桩桩基，基坑为深基坑，其特点是开挖深度大，开挖最大深度 18.5 m；开挖面积大，东西长 280 m，南北宽 65 m，开挖面积达 18200 m2；基坑周边管线较多；距基坑北边沿 29 m，为杭州地铁1号线，与基坑同时施工。地质条件：场地原为钱塘江滩涂地，土质为砂质粉土或夹淤泥质粉质黏土，含水量在 28%～30.6% 之间，渗透系数在 2.5OE-0.5～9.08E-0.6(KV)之间，地下水类型为孔隙潜水，潜水埋藏较浅，在地表以下 2.4 m～4.9 m(相当于黄海高程 1.82 m～2.79 m)随季节性有所变化，雨期最高。地下水位接近现状地表下 0.5 m，承压水龙头在现状地表以下 10.0 m～12.0 m，在基坑开挖深度以内，对基坑安全施工有较大影响。

2 基坑围护设计方案

根据地质情况，基坑围护设计方案采用 SMW 工法型钢桩水泥搅拌墙方案。SMW 是 Soil Mixing Wall的缩写，SMW工法是以多轴型钻掘搅拌机在现场向一定深度进行钻掘，同时在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土反复混合搅拌，在各施工单元之间则采取重叠搭接施工，即通常所称的水泥搅拌桩施工。然后在水泥土混合体未结硬前插入 H 型钢或钢板作为其应力补强材，至水泥结硬，便形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。用于基坑围护工程时，待基坑内工程全部完成并回填后，再把 H 型钢拔出。由于其抗弯能力强，施工速度快，施工中不扰动邻近土体，不会对邻近建筑、地面造成危害，经济性好，技术成熟，近年来在杭州地区的深基坑施工围护中得到成功应用。本基坑-4.3 m 以上采用土钉钢筋喷射混凝土护坡，以下采用 SMW工法桩围护，钢筋混凝土水平支撑，机械分层挖土。

3 监理质量安全控制要点

3.1 编制安全监理规划和安全监理细则及相关方案

监理在开工前和开工后编制监理规划、安全监理细则和各种方案，编制关键部位、关键工序旁站方案，特别是编制原材料见证取样方案，编制资料控制方案(如检验批划分、分项工程划分等)，在旁站监理方案中，明确各重点部位的具体位置和监理控制程序。

3.2 事前控制

督促施工单位组织专家论证深基坑施工专项方案。对施工方报监理的深基坑施工方案，监理初步审查后，根据基坑深度，按规定本方案需由施工单位组织专家论证，在施工方案上签署意见，要求其组织论证。随后，施工方聘请杭州市相关专业的专家进行了论证，专家组出具了《杭州市危险性较大的分部分项工程专项施工方案论证报告》，根据专家意见，施工方完善后，监理签署正式审查意见，同意按方案施工。

监理审查专项施工方案的重点。为确保深基坑施工的质量和安全，监理审查施工方案的重点主要有以下几个方面。

(1)SMW 工法桩型钢直接接触的水泥搅拌桩的水灰比和搅拌施工工序，是否符合设计和相关规范、规程的审查。工法桩能否牢牢地钳在基础中起到围护深基坑和承受周围土的侧压力，并起到止水帷幕的作用，与水泥搅拌桩质量关系极大，特别是基坑周围经流水的渗透对基坑施工安全危害大，所以必须注重监控水泥搅拌桩施工质量。审查的具体内容。第一是水灰比必须符合设计要求，本工程水灰比控制必须≥1.8，水泥材料采用 P.O42.5 级水泥，水泥搅拌桩水泥掺入比为25%，施工方法采用三轴搅拌 φ850 和φ600，搭接 250 mm。

(2)SMW 工法 H 型钢插入施工工艺的审查。由于基坑深度大，采用型钢材料规格大，为H700×300×13×24，型钢插入最深处达 -29.8 m。型钢净长达 26 m，自重大，起重吊装设备和水泥搅拌桩施工设备都是大型设备，质量安全的保证程序复杂。审查方案时监理严格按照设计和有关规范的规程进行逐条细致审查，对有不符合要求的地方或不够详尽的地方监理列出清单，请编制方修改补充完善。

(3)边坡围护方案的审查。由于本工程场地窄小，又地处开发区核心地块，地皮昂贵，开发商惜土如金，工程场地全部挖空。基坑最佳方案是把基坑挖到 -4.3 m 后，在此标高再施工 SMW 工法桩，-4.3 m 以上放坡施工，工程地质是沙质土为主，对基坑放坡的围护安全也是基坑施工中监理的一大重点。护坡原设计为土钉加钢筋网片 @200，C20 细石混凝土，考虑到南侧为基坑进场主要通道，道宽 5 m，有重型车辆通过，并有混凝土搅拌车、泵车经常停靠施工，监理在审查方案时建议在自东端起向西 100 m，采用土钉加 150 mm 厚C20 混凝土(钢筋 φ12φ@250)护坡以确保安全，被施工方采纳。

(4)施工临时用电方案的审查。临时用电安全事故近年来多有发生，根据本工程的特点，工程设备用电功率大，工期紧，多专业同时施工，交叉多、施工时泥水多。基坑挖到-4.3 m 后，同时施工 SMW 工法型钢桩、工程桩，水泥搅拌型钢桩，仅工程桩机最多时 19 台，三轴搅拌桩机高度达到了34 m，30 t 吊车夜间通宵施工，安全用电是一个十分重要的问题。审查时严格按照三级配电，三级保护(按国家有关规定为二级保护，浙江省规定三级保护)特别要保证一机一箱一闸。监理要求用电方案中，要把工程桩与围护桩不同的专业分系统供电，确保安全。

(5)基坑安全监测方案的审查，基坑安全监测是保证基坑施工安全的十分重要的监控程序。审查的重点，一是监测点设置是否符合本工程的实际情况，本基坑东西长 280 m，南北宽 65 m，安全风险大，安全智能监测是信息化施工的一种新形式，安全监测的内容是基坑深层土体位移，地下水位，支撑内力和周围建筑道路及管线的沉降。本工程基坑监测水平位移的警戒值为50 mm，水平位移增量警戒值为连续大于3 mm，单位时间(d)最大水平位移 7 mm；支撑内力警戒值为7000 kN，地下水位警戒值为地下水位变化大于800 mm/d。基坑开挖过程中定人定期观测，每天向监理报监测值。监理根据监测值掌握基坑安全态势，如发现临近警戒值或有其他隐患，督促有关方采取措施。

(6)基坑开挖方案审查。本工程基坑深度大，需分层开挖，开挖到 -4.3 m，施工钢筋土钉护坡，然后施工 SMW 工法桩，工程桩同步进行，流水施工围护压顶梁。挖至 -7.7 m施工围囹和水平支撑，待混凝土达到 80%，开挖到基坑底。开挖方案的重点是在 -4.3 m 以下，此时如何保证安全挖土，如何安全拆除支撑是监理考虑的重点。本工程与杭州地铁湘湖站的基坑深度大体相同，并且还深一些。为吸取湘湖站施工教训，方案最后确定，基坑暴露不得超过 48 h，及时施工传力带和底板，待地下二层楼板和传力带混凝土达到 80% 强度时拆除支撑，确保基坑底部水平向内压力有可靠的传递，确保基坑底部安全，进而整个基坑的稳定。

(7)施工方编制程序审查。一是审查编制人员是否有编制资格；二是审核审批人员是否有资格，施工总包方内部审查审批签章是否完备；三是审查各种方案中的管理人员，特种作业人员是否有规定的上岗证件；四是监理审查后签认初步审查意见，让施工方修改后，再报监理签审签署正式意见。

3.3 事中控制

基坑施工总工艺顺序是：先将基坑放坡挖至-4.3 m，施工围护桩(SMW 工法三轴搅拌桩和H 型形钢 700×300×13×24)→施工压顶梁(同时施工工程桩)和钢筋土钉护坡→开挖至-7.70 m 开槽施工围囹和支撑→土方再分层开挖至设计标高→施工地下室承台及地下三层底板，并施工底板传力带→施工地下室外墙，地下二层楼板和传力带→拆除支撑→施工地下一层外墙，地下室顶板(±0.00 标高)→土方回填→ SMW 工法型钢拔除，填实搅拌桩内型钢孔隙。整个施工过程全程降水和基坑安全智能监测。

事中控制是各项监理方案具体落实的主要阶段，建筑产品的特殊性决定了建筑产品质量安全问题可逆性弱，所以监理的重点是过程控制，即事中控制。基坑施工监理事中控制的重点主要如下。

3.3.1 现场搅拌桩的水泥渗入量和水泥浆水灰比的控制

监理督促施工方进行现场土样采集，监理按方案见证将土样和合格的水泥材料送有资质的检测单位设计水泥土配合比，监理现场检查搅拌桶的容积，复核、计算一次搅拌单位(桶)水灰比，从而监测水泥投入量。

3.3.2 SMW工法多轴水泥搅拌桩施工监理控制

本工程用三轴搅拌机械进行施工。监理监控方法是：施工方在施工方案的基础上绘制搅拌桩平面布置图，并在图上编排桩的顺序号，每一个桩号标定位置，监理复核桩位。接着开挖导沟，1.5 m×1.5 m，钻掘机就位，按标定桩位开始钻掘。施工时用红漆在钻杆上标出桩的深度控制线，以便监理和施工管理人员监控桩长和桩底标高。根据水泥浆容量计算出每一桶水泥浆施工的桩数，监理旁站记录各种参数，记录由施工方和监理人员共同签字，用这种保证水泥浆用量的方法来保证桩的水泥用量。搅拌施工过程中应控制钻头下沉及提升速度，并保持匀速，避免孔内负压的产生，下沉速度≤1 m/min，提升速度≤1.5 m/min，桩与桩搭接间时间≤10 h(应连续作业，最长不得超过 10 h)。

3.3.3 SMW工法型钢桩施工监理控制

首先根据设计控制型钢长度。根据设计，型钢最长的为26 m，最短的23 m。监理根据桩号设计标高，计算出型钢长度，进行现场测量复核，从用料上把关。

二是焊接接长。型钢原材料的长度为9 m，还有部分 8 m的，接长焊缝要求用坡口对接焊，等级不低于2 级，外观要求焊缝匀称平滑，不能有夹渣、假焊，前者要求的目的是保证将来拔出时不被拉断，后者要求的目的是减少拔出时的阻力。监理现场检查施焊人员资格，要求有电焊、切割专业上岗证，检查焊缝是否符合设计要求的宽度、厚度，型钢接头不得多于2个，相邻型钢接头应错开，错开间接不应小于1 m。

三是型钢下插时的监控。水泥搅拌桩施工过后，流水式进行型钢下插，利用型钢自重，把其插进水泥搅拌桩中，插入型钢与水泥搅拌桩完成时间间隔不能超过 2 h。这时监理监控是检查型钢桩的垂直度，垂直度偏差不得大于1%，型钢位置偏差不得大于30 mm，底部标高差不得大于200 mm。

四是吊装插入施工型钢的安全控制。由于型钢较长、且重量大，安全控制十分重要。监理控制首先是施工上岗人员资格控制，检查证件与操作人是否为同一人，如吊车司机、司索指挥要有人证对应。其次是设备的可靠性。设备情况要报监理审查(同时报审人员)，经监理审查同意后方可投入施工。再次是现场记好监理旁站记录，并经现场施工管理人员核对签字。插入型钢控制程序是保证施工安全的重要方法。型钢下插时溢出的水泥浆在沟槽内浸渗流动，防止施工场地浆液溢流。

五是型钢在下插和压顶梁施工时应注意的问题。首先是有的型钢一次下插达不到设计标高，主要是高于设计标高，工程不允许出现这种情况，允许偏差不能超过。出现这种情况采取的办法是把型钢拔出再快速下插，一直达到设计标高为止，通过这种方法一般都能达到设计标高。其次是在压顶梁施工时，型钢周围除涂抹减摩剂外，另加泡沫塑料与混凝土隔离，使型钢不与混凝土粘连，否则拔除时会有困难。这些虽是细节，对监理而言却是重要的保证工程质量和安全监控的重要内容。

六是监理旁站记录内容。其主要是水泥搅拌桩完成时间、型钢下插时间、型钢完成底部标高、现场采取的措施、垂直度控制情况、偏差情况(位置偏差、垂直度偏差)、型钢减摩剂涂抹情况。

3.3.4 边坡围护的控制

按施工方案基坑开控至 -4.3 m 进行护坡施工，边坡围护施工质量是基坑安全的重要方面。土钉墙施工重点是土钉施工，土钉施工有三方面必须注意。一是土钉的构造。土钉即钢管每间隔 500 mm 钻一个×8 出缝孔，沿管周交替设置，在注浆孔上边焊 ∠30×30×60 与钢管中心线成 45° 倒刺形角钢，其作用是护孔和增强土钉锚固力。二是打入角度的控制，角度很关键，直接决定了锚固力是否符和设计要求。根据土质和边坡坡度，本工程土钉角度为水平上夹角 10°～ 12°，当打入遇障碍物不能顺利进行时，应重新打入，如硬性打入会改变角度，甚致损坏钢管。旁站时监理人员尤其要注意这个问题，督促工人不能图省事省工。三是护坡混凝土的施工，混凝土为C20 混凝土，喷射施工，喷射一定从下至上，防止混凝土自由下坠出现流坠裂缝，造成横向渗水处，使边坡混凝底部沙土流空，给边坡造成不稳定。四是按顺序进行注浆，待混凝土达到一定强度时再进行钢管土钉的注浆，进行注浆时注浆管一定要插到锚管底的端头，边注浆边拔注浆管，再到口部压力注浆，注意压力控制在 0.2 MPa～0.6 MPa。注浆水灰比的控制与水泥搅拌桩水泥浆水灰比的控制相同。

3.3.5 基坑降水控制

对降水控制主要是控制降水井的施工质量和降水的运行。降水的具体目标是通过降低潜水水位及时疏干开挖范围内土层的地下水，使其在压缩固结后，提高土层的水平抗力，在土方开挖过程中及基础施工过程中及时降低水位至工作面以下至少 500 mm。本工程通过降水基本达到了施工对地下水位的要求，但在电梯井土方和基础底施工中，由于基坑中部几个降水井效果不好，加之一度大雨，涌水较多，造成电梯井塌方，后采用明排措施，配合木桩围护才使电梯井土方和基础施工完成。降水过程是监理应控制的重点。

(1)基坑抽水量的确定。本基坑出水量主要是包括地下水的储存量与降雨量，由于降雨量不确定因素多，当时无资料提供进行准确算，且根据上部潜水层透水性较弱的特性，考虑短期内降雨渗入地下层内的水量不会很多，在施工中加强基坑周边雨水流入基坑的控制，因此，对本次基坑抽水量的确定及井数设计与抽水泵选择只考虑地下水储存量。对直落基坑内的雨水量排出，临时采取明排降水施工措施解决。监理监控主要是检查深井施工质量，按设计，74个真空深井除必须保证设计的位置外，还必须保证井的深度和井的构造措施符和设计要求。按设计，井的深度为19 m，成孔直径为800 mm，井内下 φ300PVC 波纹管，管缝钻 φ10 滤砂孔，孔距 50 mm，梅花形布置，外包 1层 7 目镀锌铁丝网，再包三层 60目尼龙网，井用潜水泵全部型号为125QTβ-54/8。监理在其大面积施工前，按方案要求督促打试验井，经监理现场见证，取样检查与施工方共同记录参数，并做抽水试验，确保降水参数达到设计要求。试验数据报监理审核，监理参与全过程试验记录，主要有如下内容：记录抽水和降水时间；每次抽水量；井内水位变化。由施工方每天上报抽水记录，试验时间为一周。整个基坑降水期为基坑施工全过程期，直至土方回填完毕，随着土方回填和基础后浇带逐步封闭，抽水时间可适当间隔并逐渐根据主体结构加载情况其间隔时间也可延长。由于基坑空间大(容积大)，为防止地下室上浮，抽水监控后期不能放松。

(2)井管布置。根据类似工程施工监理经验，结合本基坑特点，监理督促落实方案中布置的74个真空深井，每口井降水面积取≤200 m2，且避开混凝土支撑柱(桩)和基础承台等，以保证施工顺利进行。

3.3.6 施工用电控制

本基坑施工用电的一个特点是场地平面尺寸条件限制和场地道路不能及时足够硬化，施工阶段泥水多，各种设备拖动电缆多、机械设备多，工艺设备施工交叉多，加之农民工素质参差不齐，给现场用电规范性带来不少难点。监理在工作中，主要是发挥安全监理人员和施工方专职安全员的职能作用，按施工用电方案，严格落实检查配电设施，检查私拉乱扯电缆、电线现象，督促整改，预防用电事故和人身伤害事故的发生。

3.3.7 基坑安全监测的控制

监理主要是按方案检查各测点的设施完好情况，本工程现场设置测斜管 16 只，水位监测管 18 只，筒易深井兼作水位观测孔 12 只，监测水平支撑轴力计 16 处(个)，沉降观测点 34 点，分层沉降观测组共设 3 组。按照基坑监测方案，平面布置监测点位置，监理一一核校。各种管件设置深度、用材规格及质量，监理与监测单位现场共同确定，每天下午4：00 点出具书面监测报告给监理。对于接近或达到警戒值的测点随时报告监理、施工和建设方，以采取措施或启动应急预案。

由于基坑施工阶段机械较多，场地硬化不彻底，且容易破坏，对测设设施点的保护和检查监控是监理的一个雷打不动的日常工作，督促监测方做好维护设施工作，如有损坏及时修复或重新设置，保证测点完好，保证监测数据的连续性和完整性。

监理对基坑安全监测的另一方面，必须重视现场对监测单位资质和人员资格的审查及监测设备的审查。审查单位资质一定要与复印件原件对照，人员资格要和实际施工操作人员对照，注重设备仪器的适用性和生产许可证证明文件及设备的定期检测情况，防止不具备资格的个人挂靠承揽工程业务，造成监测主体不具备监测能力。

3.3.8 基坑开控过程的质量安全控制

根据专家最后认可的施工方案，基坑分三次开挖，分别到 -4.3 m，-7.7 m 和基坑底标高。每次开挖从东向西依次分层退行开挖，场地因由两台挖掘机分层转运装车，只有一个出口，西部端头是高沙路，土从高沙路运出。基坑监控重点是基底严禁暴露过长，基底标高一旦到位，立即施工垫层，砌承台砖模，安装钢筋，底板防水施工设计为水泥基防水材料，及时涂饰施工。紧接着施工底板钢筋混凝土，同施工周边传力带，确保基坑底部受力符合设计要求。监理巡视检查现场时，注意混凝土水平支撑上是否有堆载，因为水平支撑截面宽，上边可行人、堆物，工人往往图方便把建筑材料堆在水平支撑上。由于水平支撑设计只考虑受水平轴力，没有考虑垂直荷载，水平支撑上边堆载与设计受力不符，给基坑安全造成隐患，所以监理在巡视检查和现场旁站工作中注意现场监控此点。

3.4 事后控制

本阶段主要是对工程施工成果进行检查验收，检查验收发现不符合设计和相关规范处，要求责任方整改、完善。

(1)加强过程验收工作。本基坑为有支护土方工程，是地基与基础中的子分部工程，其检验批分项工程完成后都要进行验收，监理验收合格后同意进行下道工序，例如，水平支撑混凝土必须达到 80% 以上，施工方报同条件养护试块的检测报告符合要求，监理签认同意后才能进行下一层级挖土施工。

(2)审查工程报验资料。审查资料分两种形式，一是过程中审查，如原材料、监测资料随报随审随签认，同意后施工进行下道工序，配合施工进程，不影响施工进度。二是分项工程完成后进行验收性审查，如无问题可转入下一个分项工程施工。

(3)整理资料包括见证取样的监理资料，各个监理细则、旁站方案、监理日记、周报、监理工程师通知单、监理工作联系单及施工方报审的原材料半成品报审资料，各检验批、分项、分部工程隐蔽工程资料，检测资料。符合要求的归档存放。

4 结 语

本工程又是经济开发区目前为止最深的基坑，且是粉沙质地质，有较大安全风险。各级监管部门特别是杭州经济开发区质量安全监督站都很重视，监督力度大，浙江东方工程管理有限公司更是把它当成公司的重点工程来抓。通过参建各方努力，监理认真落实了事前、事中和事后控制工作，工程始终没有出现任何安全问题，顺利完工，受到建设方和质量安全监督站好评。