摘 要:本文从深基坑项目的各个阶段,包括:勘察、支护结构的设计和施工、基坑土方工程的开挖和运输、地下水位控制、基坑土方开挖过程中的工程监测和环境保护等;介绍了在城市中心区建筑深基坑项目管理工作中涉及的支护结构选型、施工质量控制、安全措施等各项工作要点。
关键词:深基坑;支护结构选型;施工质量控制;风险控制
1、引 言
随着经济建设和城市建设的快速发展,城市中心区建筑用地越发宝贵和紧张。大型地下室结构成为了城市中心区建筑物不可缺少的部分,而主体结构开始前的深基坑工程尤显得重要。目前,深基坑工程并不包含在建筑主体范围内,常常被视为一项临时工程,许多企业对此项工作认识与重视程度不足,忽略了深基坑工程的重要性、复杂性及风险性,从而导致各式各样的深基坑周边道路坍塌、楼房倒塌等事件发生,这不仅对工程进度和经济造成了严重的影响,还带来了严重的社会影响。因此,必须对深基坑工程,尤其是城市中心区建筑深基坑工程项目的各项細节和要求全面认识后,方可更加有效的开展项目工作。
2、深基坑项目管理工作内容和重点
2.1 勘察工作
城市中心区大型建筑物分布集中、相隔间距小等原因造成了施工作业面狭窄的不利因素。为了能够设计出最合理的基坑支护结构和最有效地组织施工,必须做好基坑所属建筑规划区域红线内外的勘察。勘察工作主要收集三方面的资料:1)工程地质和水文地质资料;2)场地内外环境及地下管线状况;3)地下结构设计资料。以上三方面资料收集的主要目的详见下表:
2.2 基坑支护结构的设计选型
根据以往工程实践经验积累,根据不同地形、不同经济条件、不同地质条件的深基坑支护型式,主要有以下四种方案:
2)对建筑周边环境及周边建筑影响大;
3)施工难度大,工期长;
综合国内外城市中心区深基坑工程的案例可知,考虑到对周边环境影响的程度和建设进度要求,目前在城市中心区最常见的基坑支护组合方案是排桩+内支撑的组合型式。
2.3 基坑支护工程施工
在整个建筑工程中,深基坑支护工程的关键内容是支护工程的施工,在整个过程中需重点关注基坑使用安全、工程质量、施工方案、质量控制措施及安全防范应急预案等。
2.3.1深基坑工程特点
深基坑工程的支护体系一般由两部分组成:1)支护结构:常在基础外围打设连续密排的灌注桩、预制桩或钢板桩挡土,当土质较软、基坑深度较大而对变形限制严格时,还应对支护桩设置水平支撑或拉锚;2)止水体系,常采用连续密排的水泥搅拌桩、高压旋喷桩等形成阻断地下水向坑内流动的隔水帷幕。
深基坑工程的特点可以概括为:1)深基坑工程具有很强的区域性、很强的针对性,必须因地制宜;2)深基坑工程施工的综合性较强,既涉及结构力学问题,又涉及水力学等问题,计算过程比较复杂;3)深基坑的深度和平面形状、土体是蠕变体等使得深基坑工程具有较强的时空效应;4)深基坑工程是涉及支护体系设计、土方开挖、检测、监测等信息化施工的系统工程;5)深基坑的开挖对相邻建筑物的影响较大。
2.3.2基坑施工阶段的技术管理和风险控制
从深基坑工程特点可知,基坑支护工程是一项非常复杂的系统工程,其工作范围涵盖围护、挖土及防水等多个环节,其中任何一个环节处理的不妥都会造成支护结构失败,并且带来非常严重的人员财产损失以及非常严重的社会影响;因此必须结合实际情况,严格按照相关技术规范,制定施工组织方案及应急预案,一定规模的深基坑工程的施工组织方案及应急预案都必须经过专家进行论证并通过相应机构审核后才能组织实施。
2.3.2.1基坑开挖与支护结构施工
在基坑开挖时,应该根据支护结构设计及要求的降排水指标制定具体的开挖方案。土方开挖顺序、方法必须与设计方案一致,并遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。为了防止基坑挖土后土体回弹变形过大、防止边坡失稳、防止支护桩位移和倾斜等现象,基坑开挖应严格按照审定的施工组织方案进行施工。支护结构的施工和土方开挖应密切配合,确保基坑的稳定,减少基坑底部土壤的暴露时间,严禁超挖现象发生。
施工期间有几点非常重要的风险控制必须落实到位:
(1)土方开挖及外运,应该尽可能避开梅雨季节,否则会因为天气影响,造成土方外运困难,从而延长施工工期;
(2)必须严格控制成桩质量,严禁使用潮湿、质量可疑的水泥土;施工过程中必须严格控制钻头提升和下沉速度,防止基坑漏水、流砂等事故发生。
2.3.2.2地下水控制措施
在深基坑施工过程中,常常会受到地下水的影响;地下水的来源较为复杂,有雨水、承压水、渗漏管道水及上层滞水等。地下水控制要满足支护结构和土方开挖施工的要求,并且不因地下水位的变化,对基坑周围的环境和设施带来危害。坑底流沙、管涌等严重质量事故都是由于地下水控制不当带来的风险,所以在风险措施制定时必须根据地质勘察资料,综合分析地下水的成因,根据基坑周边环境情况,制定相应的措施,如:深基坑周边有建筑物,宜采取以堵为主,抽水为辅,避免基坑周围水土流失。
地下水控制方法的适用条件如下表所示:
2.4 基坑支护工程监测
支护结构的设计,一般根据地质勘察资料和使用要求进行了较详细的计算,但由于土层的复杂性和离散性,支护结构设计计算的内力值与结构的实际工作状况往往难以一致。因此,在基坑开挖与支护结构使用期间,对较重要的支护结构必须进行监测。对基坑底是否变形和隆起、深基坑支护结构是否有裂缝、是否会在水平方向出现倾斜或位移、是否会产生沉降、结构是否会发生变形等进行准确的观测,将观测值与设计计算值进行对比和分析,随时采取必要的技术措施,以保证在不造成危害的条件下安全地进行施工。
重要的支护结构监测项目与监测方法如下表所示:
3 结束语
建筑深基坑项目属于地下工程,不可见因素非常多。因此在勘察、支护结构的设计和施工、基坑土方工程的开挖和运输、地下水位控制、基坑土方开挖过程中的工程监测和环境保护等工作中,必须一环扣一环,紧密地配合。如果疏忽了其中任何一个环节都会给整个项目带来不可估量的成本风险。风险控制是深基坑项目管理工作的重中之重,在保证工期和质量满足要求的情况下,必须结合风险细化项目采取相应应对措施,另外,还必须注意:
3.1 选择有资质和经验的企业承担相应工作
根据多年项目管理工作总结的经验知道:选择一家经验丰富、实力雄厚的合作单位,这项工作基本成功了一半。因此,选择合作单位对于成本风险控制的至关重要的因素。
3.2 做好实施成本控制
基坑工程属于地下工程,不可预见性很强,因此地质勘察报告中的各种水文、地质数据、参数可变性较大。另外,在施工过种中,对周围环境、基坑的沉降、变形、和地下水位变化的监测都有可能会造成设计、施工、监测、安全等各种方案的调整,导致竣工决算可能大大突破预算。
没有规矩不成方圓,为了控制实施成本,在项目管理过程中应制定项目责任成本预算书来指导整个项目的成本控制。同时必须建立成本控制责任制,明确项目管理人员的成本管理责任。从而形成整个项目的成本控制责任网络,使全体人员都认识到成本风险控制的重要性。
3.3 优化设计和施工方案
以上的成本风险控制措施都可以理解为一般性成本风险控制,然而在项目实施过程中,根据实际情况持续优化设计和施工方案会带来项目成本的重大变化,选择一个最合理的设计和施工方案是降低施工成本和风险的有效途径。
3.4 做好各类事故或风险应急预案
深基坑施工周期长,可能导致紧急情况出现的不确定因素非常多,为了尽可能避免较大质量、安全事故发生,在项目实施前必须要制定各类应急预案。如:基坑支护变形超限、支护结构出现裂缝、管涌、流沙、梅雨季节、土方开挖及外运等在深基坑施工过程中可能会碰到的风险隐患都必须制定相应的预防和补救措施。与此同时,有了合理的、有效的应对措施和预案外,责任划分明确、管理严谨的健全的应急管理体系是确保各项应对措施能够及时执行,做到不延误最佳预防和补救时机、不增加新的风险、不带来更大的社会影响的必要前提。
一个成功的深基坑工程,尤其是一个成功的城市中心深基坑工程,准确的勘察、科学的设计、合理的施工及严谨的管理是不可缺少的,只有科学、规范性的进行建筑深基坑项目管理工作,才能实现深基坑安全可靠、经济合理的目标。
参考文献:
[1]滕春生.深基坑支护技术在工程中的应用[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2008.
[2]王本昊.浅谈建筑工程施工中深基坑支护的施工技术管理,安徽南巽建设项目管理投资有限公司.2014.
[3]王卫东.探讨如何做好建筑深基坑项目管理工作.江苏兴邦建工集团有限公司。
作者简介:
梁汉东(1972年9月出生),籍贯广东海康,男,工程师,1994年7月毕业于华南理工大学机械工程一系汽车专业;近年来一直从事各类型大型建筑总承包项目的管理工作。