基于限额设计条件下支护结构的施工管理

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摘要：深基坑施工中,基坑支护体系是基坑开挖和基础施工的重要保障。针对本工程基坑支护体系失效事故及补救措施进行讨论，提出如何在限额设计条件下做好支护体的施工管理。

关键词：基坑支护；限额设计；施工管理

Abstract: the deep foundation pit construction of foundation pit supporting system is the foundation pit excavation and foundation construction of the important guarantee. Based on the engineering foundation pit supporting system failure accident and remedial measures are discussed and puts forward how to design for the conditions of the body to support construction management.

Keywords: foundation pit supporting; Quota design; Construction management

中图分类号：TV551.4文献标识码：A 文章编号：

前言：

随着城市建筑用地的逐渐减少,同时建筑需求还在不断增加,为满足人们的需求,新建建筑往空中和地下两个方向发展。目前深基坑基本都是地下二层或以上，其深度已达十多米，甚至二十多米，基坑开挖深度也逐渐加大。鉴于杭州的地质状况和城市中心区域的工程的特殊性,在深基坑开挖中，可供基坑开挖放坡之用的余地很小，甚至没有，因此在高层建筑的兴建和地下空间的开发利用中，大量应用基坑支护系统，但技术的不成熟以及开发商过渡的追求项目效益，导致事故屡见不鲜，尤其是在软土和粉质土、砂土地区中，所暴露的问题更加显著。现以杭州某工程基坑支护为例谈谈限额设计条件下，如何做好项目管理工作。

1．项目情况

该工程位于杭州市中心，由4栋高层及整体地下室组成，地下2层，局步三层，地上29~30层，最高点建筑高度约98m。基础采用桩阀式，桩基础为钻孔灌注桩。基坑开挖平均深度9.0m。综合分析本工程支护体系工程的设计和施工，为更好的做好设计与施工的结合工作，应在以下几方面进行完善和改进。在追求项目经济效益最大化时候，不能忽视项目安全性；市场经济条件下设计人员既要考虑建设单位提出的限额要求，又要考虑项目实施的可行性、合理性、可靠性，在设计时充分贯彻地勘报告的有关参数；在施工期间要密切观察现场具体情况，针对发生的变数及时进行调整；作为有经验的承包商，在考虑经济效益的同时，充分论证组织实施方法的科学性、合理性，实施过程中尽早发现问题，及时和设计进行沟通，并确定和现场实际相符合的设计方案。

1.1根据地质勘探报告,本工程基坑具有以下特点：

开挖范围内主要为填土、粉质粘土和淤泥质土层，坑底土质较差，为淤泥质土，须防基坑隆起，但坑底下约1-2m为土性较好的粉质粘土层；基坑整体形状不规则；基坑开挖面积大，基坑周长较长达约900m，东西方向最长的约为330m，南北方向最长的约为130m；地下室基坑开挖深度较大，最大开挖深度达9.30m；本基坑周围环境条件较差，场地狭小，基坑四周与用地红线相距均较近，基坑东、南、西三面紧靠小区围墙或道路，小区内道路下存在自来水管等压力地下管线，且基坑北侧红线外为在建某大厦(基坑开挖深度达18.0m)，社会影响巨大。

1.2 工程地质条件

本工程场地地势比较平坦，拟建场地地层大致可分为十大层，细分为14亚层，涉及基坑支护工程的关键土层：

③-2a 粉质粘土（mQ41）：全场分布；层顶高程为-2.46～-6.95m，层厚3.9～8.2m。

③-2b 粉质粘土（mQ41）：局部分布，局部夹薄层粉土；层顶高程为-8.66～-12.01m，层厚3.1～11.7m。

上述土层物力力学指标见表1。

表1土层物理力学性质指标

2 .支护方案的选择

本工程东、南、西三面皆为居民区，北侧为城市主干道，基坑边缘距工地围墙1.5～3m，围墙距居民区建筑物5～9m，场地狭小，无放坡空间。根据本基坑工程的开挖深度、环境条件和地质条件，设计采用二道钢筋混凝土支撑结合排桩墙，同时采用水泥搅拌桩止水的支护方案。内支撑平面体系采用角撑结合对撑的平面支撑系统，部分剖面被动区位置釆用水泥搅拌桩加固。

杭州属南方城市，本工程南北向100米不到均有一条河流,本工程地下水位在地面下1.2m处，根据勘探孔进行的承压水头测试，测得本场地承压水水头埋深为现状地表下8.76m，相当于黄海标高-2.4 9 m左右，基坑支护体系中的止水措施尤为重要。本工程采用单轴水泥搅拌桩直径为600mm和局部三轴水泥搅拌桩直径为650mm做止水帷幕，桩底距自然地面13.05m。

3 .支护系统失效情况

本工程春节前完成桩基础，春节后开始基坑支护施工及土方开挖。本工程支护体系理论上无疑是合理而有效的，但在完成二道支撑继续下部基坑开挖后，发现东侧坑壁多处渗水，经在渗水处用水泥砂浆进行技术处理，发现仍没有效果，渗漏仍很严重，局部甚至出现流沙管涌现象，基坑附近地表出现多处开裂。最终在进行底板钢筋绑扎时，东南角部位出现严重管涌，大量砂、土流入坑内，出现以下险情:

3.1基坑边坡24小时内向坑内位移达1.8cm；

3.2围墙外侧出现约3m×6m深约4m孔洞, 该处基坑边坡距工地围墙1.5m，围墙距居民区建筑物8m；

3.3整个东南角地表以下部分都已流空,深度和宽度无法确认。

4.支护体系失效原因分析和补救措施

4.1发现发生上述事故的主要原因是:

4.1.1经对照地勘报告,在发生严重管涌的东南角部位，地勘孔数量稀疏，但地质层起伏却较大。此处有三个地勘孔显示12～14m处有流沙层，且分布不在一个平面上而是呈坡向分布。

本工程基坑开挖平均深度虽达10m，但设计用做止水帷幕的单轴水泥搅拌桩和三轴水泥搅拌桩，桩底距自然地面仅12.85m。在地质层与设计完全吻合的情况下，经降水后，降水深度仅至地面以下12～14m。而在流沙层出现处，止水帷幕根本未穿过该流沙层，导致出现上述现象。

渗水形成降水漏斗曲线后，距边坡不同距离水位下降值如表2所示。

表2 距边坡不同距离水位下降值

由表2可见，基坑降水所产生的影响半径内水位下降是明显的，因周边住宅里基坑较近，已在降水影响范围内，由此引起的地面沉降对其局部倾斜已是相当不利。加之止水帷幕从流沙层中间断开而引起管涌，两相叠加，最终导致了险情发生。

4.1.2由于项目自身特点，建设单位追求成本最小化和利润最大化，设计单位是建立在一定的限额要求下进行此方案的设计，是被动设计，某种意义失去了对方案合理性的控制。

4.1.3对施工、监理提出的合理化建议不予积极响应，在图纸会审和设计交底时候施工、监理就提出该方案的缺陷，但设计和建设单位不予采纳。

4.2险情发生后，参建各方积极采取以下补救措施确保基坑安全：

4.2.1动员大量人员、物资、机械，对红线外坍塌洞进行回填。

4.2.2外调机械设备进场，在出现管涌处沿水泥搅拌桩内侧做一道高压旋喷桩止水，桩顶距地面3m，旋喷桩沿基坑周边延长米约为40米。

4.2.3高压旋喷桩顶，即在地面下3m处设置一道9米长锚杆。

4.2.4高压旋喷桩上部采用C25砼做钢筋混凝土挡墙，内配ф12@200双排双向钢筋，挡墙上部与自然地面持平。

4.2.5调集大批人员进场，通宵作业，赶抢工期，以期尽快进行地下室底板砼浇捣。

4.2.6险情发生后围绕抢险加固开展了大量工作，耗时近一个月才基本稳定。但发生的抢险费相当大，仅维护坑壁的稳定及抢险加固发生的直接费就近300万元，对周边住宅的检测及补偿等其他后续费用估计在50万左右。

5.结束语

众所周知,基坑支护体系是建设过程中的一种临时性设施，从经济角度考虑，建设单位都会尽量压缩投资,尤其是开发商项目，设计本身一般安全系数较小。大多数基坑支护体系的可靠性和安全性都有一定的适用前提和附加条件，一旦其适用前提和附加条件有所变化，其可靠性和安全性则大打折扣，而地下工程偏偏又是一项可变因素最多的工程。业主方为做到经济节约，要求设计严格控制预算，尤其是围护系统，要求“可用即可”，安全储备极小。从此角度出发的设计，没有充分考虑施工方面可能产生的变数，导致实际施工情况与理想状况并不吻合，产生重大险情。后期的处理中，花费了大量的人力、物力，项目并没有达到预期的经济效益，反而得不偿失。

参考文献：

[1]林春明.浅谈建筑施工项目管理的应用[J].四川建材,2009.5.

[2]邹湘娣.浅议建筑工程项目管理模式[J].中国新技术新产品,2010.2.

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。