商业综合体深基坑施工监理控制要点分析

时间：2024-09-03

高学峰（张掖市建筑勘察设计研究院有限公司，甘肃张掖 734000）

0 引言

某老街项目（以下简称“本项目”）为商业综合体，地处甘肃省某市市区最中心位置，建设意义重大。本项目场地东侧有千年古塔——木塔寺，周边环境复杂，基坑开挖深度深、安全风险极高，因此，保证本项目基坑安全尤为重要。该项目在前期准备阶段对基坑支护及降水方案进行了充分论证，在施工过程中对基坑支护进行了严格管控，取得了较好效果。现结合本项目的深基坑工程监理控制要点，分析如下。

1 工程概况

1.1 基坑与周边环境

本项目平面呈“匚”字形，东侧与中心广场木塔寺相邻，北、西、南三侧分别紧邻城市主干道。拟建工程为地下2层、地上1～3层（仿古建筑），结构形式为框架结构，基础形式为筏板基础。基坑南北长约210 m、东西宽41 m～101 m，基坑面积约11000 m2，周长约670 m。基坑开挖深度为10.8 m，其开挖过程中的边坡安全稳定对周边既有建筑物和地下管线的安全有着重要影响。依据JGJ 120—2012《建筑基坑支护技术规程》，该工程中基坑的安全等级东侧（靠木塔侧）定为一级、其余侧为二级。

1.2 场地地质与水文

本项目场地为黑河冲洪积细土平原区，从上至下分别为杂填土2.0 m～3.8 m、卵石最大揭露厚度18.8 m、细砂0.3 m～0.9 m。本项目地下水属潜水，含水层主要为第②层卵石，地下水位标高在－3.8 m～－2.8 m。

2 工程特点

（1）基坑开挖面积大、深度深。本工程基坑面积1.1万m2，基坑开挖深度达10.8 m，地下水位高，支护、开挖、降水施工难度大，属超过一定规模危险性较大分部分项工程。

（2）周边环境复杂、施工难度大。本工程基坑东侧有千年古塔——木塔，南侧、西侧、北侧都紧邻城市主干道，基坑周边地下布有城市给排水管道、供热管道、天然气管道、通信光缆等城市地下管线，周边环境复杂。

（3）地下工程施工周期长。本工程地下工程施工工作量大，地下工程施工周期长达一年半。

3 事前监理控制

3.1 深基坑支护方案比选

由于本工程基坑深、面积大且周边环境条件复杂，基坑施工难度大、风险高且施工持续时间长，基坑工程造价对本工程造价的影响高。本工程开工前，建设单位与监理单位多次讨论沟通基坑支护形式。根据基坑深度及周边环境实际情况，考虑三种支护形式：一是复合土钉墙；二是桩锚支护；三是地下连续墙。为此，在地下工程招标前邀请省内岩土、结构、地基基础设计及施工行业内知名专家召开了专项论证会，监理单位总工程师及总监理工程师（以下简称“总监”）也作为专家参加了专项论证会。

专家组经对以上三种基坑支护形式进行分析论证后认为：由于土层锚杆的作用，复合土钉墙可适用于开挖深度在12.0 m以下的深基坑，但须放坡；排桩预应力锚索因桩的直径大而刚度较大，再加上嵌固端和预应力锚索的联合作用，对于超深基坑的适用性更强，尤其是当基坑周边有既有建筑物且对基坑变形控制较严格时，采用排桩预应力锚索更为合适；地下连续墙支护效果好且可兼做止水幕，但造价要远高于前两个方案。经专家组论证，结合本工程情况并参考同类工程造价指标分析后，一致认为选用桩锚支护方案相对安全且经济合理。后经监理单位提议并经进一步论证，支护形式优化为上部2.2 m为土钉墙支护、下部为排桩预应力锚索支护，既保证了边坡安全，又适当降低了工程造价。最终，建设单位按此支护形式方案进行了地基支护及降水专项施工招标。

3.2 专项方案审查与论证

依据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》（住房和城乡建设部令第37号）、《住房城乡建设部办公厅关于实施〈危险性较大的分部分项工程安全管理规定〉有关问题的通知》（建办质［2018］31 号）（以下简称“建办质[2018]31号文”）等相关规定，本工程基坑支护及降水均属超过一定规模的危险性较大工程，由项目监理部报送专项施工方案，经总监审核后再经公司总工程师重点审核，对基坑安全等级、支护结构形式、稳定性验算、支护结构侧向承载力验算及预应力锚杆承载力验算等进行重点复核；对降水方案中的降水井深度、降水面积等进行重点复核验算。

经监理单位审核后，由施工方组织邀请专家、建设单位、监理单位和设计单位等召开了本工程深基坑支护及降水专家论证会，按建办质［2018］31号文规定重点对施工工艺技术、施工安全保证措施、验收要求、应急处置措施、计算书及相关施工图纸等进行了重点论证；经论证符合要求并经总监审批后允许实施。

3.3 专项监理细则编制

针对本工程特点及施工重难点，项目监理部组织专业监理工程师编制了专项监理细则，由公司总工程师指导并由总监进行了深基坑及降水技术培训和监理交底。做到监理人员预先熟悉和掌握，并要求严格按照细则实施。严格按经审批的施工方案及规范施工，设置控制点，重点内容包括开挖尺寸、灌注桩、锚杆、冠梁、降水管井运行、降水深度，监理巡视，基坑监测及验收要求等。

3.4 安全技术交底审查

本工程深基坑支护及降水方案经审查合格后，项目监理部督促施工单位总包及专业分包单位组织技术负责人对施工单位项目技术、质量、安全管理人员及施工操作工人进行了安全技术交底，要求将施工方案主要施工工艺、主要参数、质量及安全验收标准等向主要项目技术、质量、安全管理人员及施工班组操作工人进行交底，确保其熟知各种风险点和控制要点，各自职责，检查报告事项及应急处理事项等。

4 施工过程监理控制

4.1 管井降水

本工程基坑降水方案为：周边布置降水井（设计为72口），基坑内部为明排降水方式，采用分阶段降水措施，按阶段降水、监测周边环境，无异常时进行下一阶段降水，共分四个阶段降至规定水位以下。特别要注意对木塔的监测，若降水过程中木塔变形超过规定值应立刻停止降水。

工程降水在土方开挖前进行，水位应降至开挖面0.5 m以下。降水期间安排专人查看抽水泵，确保降水不间断。本工程基坑抽出的水经沉淀后排入下水管道。

4.2 灌注桩施工

本工程灌注桩采用旋挖成孔施工工艺，泥浆护壁水下浇筑混凝土成桩，施工过程中严格按设计要求和有关桩基施工规范规定做好质量控制。

钻孔前应对桩孔位置、桩机垂直度进行复核，以确保桩位的正确性。成孔时为防止对邻桩造成影响，按施工方案采用隔孔跳跃式流水操作，桩间距应保证不小于4倍桩径的安全距离；应确保桩身成孔垂直度，成孔过程中控制钻进速度和护壁泥浆指标；成孔之后应对孔深、孔径和沉渣等进行检查确认，通过后方可进行下道工序施工；钢筋的制作必须符合设计和施工规范要求；混凝土灌注严格按照工艺规程进行，保证连续浇灌整桩混凝土。

4.3 锚索施工

土层锚索施工过程包括钻孔、安放拉杆、灌浆和张拉锚固。在边坡开挖至锚索埋设标高时，按规定施工顺序进行。

钻孔前应先检查锚索的间距、钻孔的标高及水平倾角是否符合设计方案要求，并保证钻孔的水平投影垂直于坑壁，经检查无误后方可钻孔。

锚杆插筋前应检查锚筋长度、自由段部分的处理及注浆管是否有漏浆等，锚杆应确保送至锚孔底部，并保证注浆管距以及插入钻孔内的杆体长度达到设计要求。

锚杆注浆采用二次注浆，第一次注浆砂浆应加入适量膨胀剂，注浆体强度等级≥30 MPa，第二次注浆为纯水泥浆，水泥浆随用随搅，浆液初凝前必须用完，注浆压力应≥2 MPa，注浆时须密切观察，有效控制注浆压力，防止地面窜浆或隆起。

锚索张拉应在注浆体强度达到规定强度时进行，张拉主要步骤应按施工方案进行。锁定时的锚杆拉力应考虑锁定过程中的预应力损失量，预应力损失量应通过对锁定前、后锚杆拉力的测试试验确定。

锚索施工后，应按JGJ 120—2012《建筑基坑支护技术规程》第4.8.8条规定，对锚杆抗拔承载力是否达到设计要求进行检测。

4.4 基坑土方开挖

基坑开挖应配合围护结构施工适时、分层进行，土方开挖采用自上而下、分段、分层逐步开挖的方案，在开挖过程中随时检查边坡支护的稳定性，每层开挖深度应与土钉墙和锚索施工等配合确定；开挖机械和运土机械应按施工方案合理部署、安排到位，机械开挖至设计基底30 cm 时，应采用人工挖土方，以免扰动基底土层；基坑边坡每开挖到各层预设深度时应及时按设计要求进行支护结构施工，尽量缩短基坑边坡的暴露时间，并制定特殊（如大雨、漏水等）情况下不能及时支护时的应急措施；（桩间）上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计规定的强度后方可开挖下层及进行下层施工；开挖过程中应不间断对支护结构的水平位移进行监控，并根据监测信息及时调整挖土顺序。

基坑坑边四周及冠梁临空面应设置标准化安全护栏，并设置安全警示标识；施工人员上、下基坑处应设置安全可靠的固定梯子，基坑四周3.0 m范围内禁止堆放余土及施工材料，2.0 m范围内禁止车辆通行。

4.5 土钉墙

本工程土钉墙包括地面至－2.2 m土钉墙支护及下部排桩支护间土钉墙。土钉墙施工与土方开挖须及时配合进行，土钉长度和水平角度应符合设计要求，注浆应密实，土钉施工后应进行拉拔力检验；土钉墙钢筋网应与土钉进行可靠连接固定；喷射混凝土应分段进行，同分段内施工顺序应自下而上，喷射混凝土层厚度不应小于设计要求，墙面喷射混凝土强度应符合设计要求，混凝土面层强度达到设计强度75%以上时方可进行下层土方开挖。

4.6 旁站监理与巡检

根据工程特点，在本工程深基坑灌注桩、冠梁混凝土，土钉墙和锚杆施工过程中均进行了全过程旁站监理，要求施工单位严格按设计、施工方案及相关规范进行施工。施工过程中施工单位相关管理人员检查、指导到位，旁站监理人员监理到位并做好旁站监理记录。

在基坑施工期间，项目监理部应对基坑支护设施及周边进行日常巡视，巡视的重点内容为：锚索及排桩支护结构，钢腰梁、冠梁、混凝土护壁裂缝、渗漏及护壁后土体沉陷、滑移，基坑内、外降水井水位，既有建筑物（木塔寺、藏经阁、居民楼）的沉降和倾斜监测情况，地下管线沉降与破损情况，周边道路（地面）裂缝、沉陷，各观测基准点、测点完好程度，基坑监测频次、监测数据达到预警时的处理应对措施。

此外，对基坑内、外降水井抽水泵设备是否按方案部署有效运转进行检查并做好记录；还必须经常性对施工现场的排水系统进行检查和维护，保证排水畅通。

4.7 深基坑支护验收

本工程基坑支护与降水的每道工序几乎都是关键工序，灌注桩、锚杆、冠梁、腰梁、土钉墙、降水和土方开挖施工，均应经施工单位组织施工总包方、分包方及监理单位相关人员按设计、质量验收及安全等相关规范验收合格后，方可进入下道工序施工。

4.8 基坑监测

本工程基坑监测由建设单位委托专业监测单位实施。在本工程基坑施工过程中要对以下几个方面进行监测：支护结构顶部水平位移；支护结构顶部竖向位移；支护结构深部水平位移；基坑周边地面沉降；锚索拉力；地下水位；既有建筑物（木塔寺、藏经阁、居民楼）及道路的沉降和倾斜监测。基坑工程监测点的布置应符合方案要求并按方案监测频率进行检测，且应符合GB 50497—2009《建筑基坑工程监测技术规范》的规定。

5 效果评价与深基坑施工监理过程中有关问题的处理

5.1 效果评价

本项目支护工程历时半年，降水工程历时一年半，未出现任何质量与安全事故。施工期间，周边建筑物及市政设施特别是木塔，经检测未出现超出规范规定的倾斜和沉降；其他监测数据也均未出现超出规范规定情形，基坑周边地面及道路等未出现明显沉降和下陷。

5.2 深基坑施工监理的几点体会

5.2.1 选择基坑支护及降水方案的原则

深基坑工程成本高，对整体工程造价影响大，前期选择合理的基坑支护及降水方案非常重要。深基坑设计方案应符合工程地质条件及周边环境条件，在保证工程质量安全的前提下选择造价相对合理的支护及降水方案。

从建设单位角度出发，如非必要，在设计阶段应尽可能减少地下工程层数及深度等，以免因地下支护、降水而造成工程造价成本过高。

5.2.2 基坑降水是保证基坑支护安全的前提

基坑支护结构变形过大或地下水流失，会导致周围建筑物及地下管线损坏；地下水也会影响到土层强度，如存在地下水渗流，会增大基坑的危险性，还可能会引起流土、流砂；地下水、上部管道渗漏水、雨水大量渗入上部黏性土层会造成支护土体破坏，进而引起土钉、锚索失效，造成支护结构失稳，因此有效控制基坑降水是非常重要的。施工期间要保证边坡水位一直位于基底50 cm以下，要严格按经审查的设计方案设置降水管井的数量、管井深度和管径大小；应通过地下水位观测井监测水位变化，当水位有异常变化时及时分析原因，同时还须根据基坑监测情况调整降水措施；施工过程中应经常性检查降水井完好程度，还要定期检查抽水电源和抽水设备是否正常运转，避免降水井失效。

5.2.3 基坑降水及排水问题处理

本工程基坑降水方案为周边布置降水井（设计为72口），基坑内部为明排降水方式。至本工程挖土，降水较顺利，水位降至基底以下0.5 m，但在开挖积水坑及电梯井时，连续降水半月水位变化不大，按原方案挖积水坑，明排的方法解决不了问题。为此，建设单位组织开展了专题讨论会，监理单位提出在坑内增加降水井，位置重点设在积水坑和电梯井附近。增加降水井后，水位顺利降至电梯井底以下，达到了继续施工要求。

本工程降水井抽出的地下水，除部分用于现场混凝土养护和绿化等外，大部分排入了下水管道。由于本工程采用分段施工，工程的前期排水较顺利，但后期全部降水井开始排水时出现了排水管道溢水现象，为此又增设了一根DN600明排钢管，接入另一条主排水管网，解决了地下水排水问题。因此，再遇到类似工程时，应在降水的同时周密计划，解决地下水的排水问题。

关于降水工程费用结算，甘肃省是按抽水台班数计算的，而本工程由于降水周期长、基坑工程采用分段施工，特别是后期不是所有降水井抽水泵在运行，因此在施工过程中监理人员应对各降水井抽水泵运行情况做好记录签证，避免后期引起结算纠纷。

5.2.4 基坑监测数据处理

本工程基坑监测由建设单位委托专业监测单位进行，监理单位对专业监测单位监测方案进行审查。监理单位重点审查了监测点布置、监测内容及监测频率是否符合相关规范要求。监测单位按监测方案进行监测，定期向建设单位及监理单位进行报告，建立了包括建设单位、监理单位、监测单位和施工单位（含总包及分包）技术负责人在内的工作微信群，规定：出现监测异常、超预警值数据时，必须立即报告相关负责人并通知相关单位进行分析处理。截至基坑完成，周边建筑物未检测到明显变形，基坑支护体位移未超出规范规定的位移偏差，周边道路沉陷值也未超出规范规定。

基坑监测应从基坑开挖前打降水井开始，直至土方回填完毕为止。工程施工过程中，监测频率还应根据基坑开挖及地下工程的施工进程、施工工况以及其他外部环境影响因素的变化及时地做出调整。