浅析排桩支护深基坑施工中的监理工作.docx

浅析排桩支护深基坑施工中的监理工作浅析排桩支护深基坑施工中的监理工作摘要:各种建筑物与地下管线都要开挖基坑，一些基坑可直接开挖或放坡开挖，但当基坑深度较深，周围场地又不宽时，一般都采用基坑支护，过去支护比拟简单，也就是钢板桩加井点降水，一般能知足基坑安全施工，而对于深基坑已不能知足要求，近几年来随着基坑深度和体量的增大，支护技术也有了较大进展。深基坑工程支护是解决地下建筑施工安全的技术保证，深基坑工程支护有多种形式,钢板桩支护、深层搅拌支护、排桩支护、地下连续墙、土钉支护、另外还有锚杆或喷锚支护、拱圈支护和逆作法支护等。尽管基坑支护技术在我国已经有了长足发展，但深基坑施工发生坍塌的质量安全事故屡见不鲜，可见，深基坑施工中监理工程师的职业风险很大。本文结合舟山港航国际大厦地下室土方开挖、排桩支护中我们的监理工作和前人经历,对深基坑钢筋混凝土内支撑的监理工作进行了总结，希望能与同行共同讨论、共同进步。关键词:深基坑排桩支护监理工作一、工程大概情况:舟山港航国际大厦位于舟山市临城新区，本工程由两栋高层A楼48层B楼36层及裙房5层组成，地下室为两层地下车库。场地南侧为定沈路，其道路边线离基坑边线约为11.7米，西侧为28.3米，东侧紧邻规划用地红线，为在建商会大厦和舟山电力大楼，电力大楼建筑基地线离基坑边线约25.1米，北侧为在建中浪国际大厦，离基坑边线约75米。本工程基坑面积1.78万平方米，地下室为地下两层，基坑开挖深度10.8米，局部加深开挖深度为16.8米和18.8米，基坑平面为不完全规则长方形，南北向边长为152.4米，东西向边长为107.6米。工程维护为整体设计，涵盖钻孔灌注支护桩、支护桩背为双轴搅拌桩止水帷幕、两层钢筋混凝土多点内支撑、三轴搅拌桩局部土体加固。二、把握工程现场和周边情况,把握基坑支护施工的各项规范、技术要求，熟悉地质资料和设计方案,是监理工程师成功监理的基本技术保证.1、深基坑施工,监理工程师一定要把握现场和周边地形地貌.主要需要把握的内容为:(1)基坑边与周围建筑物的距离有多大,周围建筑物的基础埋深和完工状态,分析互相间的影响风险,如本项目,东侧紧邻规划用地红线，为在建商会大厦和舟山电力大楼，电力大楼建筑基地线离基坑边线约25.1米，28层,基础埋深18米,我们以为其互相影响的可能不大,所以以监测该大楼的倾斜度为主;(2)把握周边的市政设施.一般市政设施主要为道路、公交站台、绿化带等,其重点应为道路,尤其是主要交通道路,假如主要交通道路离基坑距离较近,车流密集，那么基坑和道路会产生互相影响.(3)把握基坑周边城市综合管线的布置,综合管线主要有电力、自来水、电信、煤气等,基坑施工由于土体的位移可能对周边管线产生影响,而这些管线假如遭到毁坏将可能产生严重后果.如本项目,在与基坑间距12米定沈路边埋设有上述城市综合管线,所以,我们将城市综合管线的变形作为我们的一个监控重点,关注报警值.4施工影响，施工对深基坑安全影响主要是重型汽车、施工机械，这些活荷载对基坑的影响很大。本项目有比拟成功的经历，本项目设南、西两个大门，沿基坑边东侧和北侧设置施工道路连接两个大门。道路总长260米，设直径500的路基桩130根，路面采用双层双向钢筋，混凝土300厚，耗资约200万元。基坑施工中，所有的重载汽车、施工机械从这条道路进出，但对基坑的影响很小，基坑东侧、北侧深层土体位移不大。所以，我们以为固然投资较大，但还是获得很好的效果。2、熟悉地质资料.熟悉地质勘察报告是我们监理的基础技术工作.我们需要熟悉的内容很多,但涉及到基坑安全的内容主要有:(1)常年地下水水位和丰水期地下水最高水位,判定止水和维护体系的合理性;(2)能否存在承压水,如若有,其水位离基坑底标高的距离为多少;(3)地质分层情况,主要为淤泥等软弱土层的厚度和标高;(4)支护桩插入土层的岩土性状及桩底离基底的距离。3、把握基坑支护施工的各项规范、技术规程，熟悉设计方案。监理工程师应把握的基坑支护施工的各项规范比拟多，包括了钢筋混凝土方面的、桩基础方面的等等。同时，还有些技术目前还没有技术规范，如三轴搅拌桩，需要我们去采集相关技术规程别人的成功经历，以供现场监理工作中使用。三、监理工程师应加强专项施工方案的管理，落实专家论证审查制度，现场施工中，要求施工单位根据专项施工方案施工，尽可能不调整方案。1、深基坑施工为危险性较大工程,施工单位施工前必须编制安全专项施工方案,且方案必须由总监理工程师审核专家论证通过后方可组织施行.健全危险性较大工程的安全专项施工方案编制工作，这不仅是（建筑法）、（建设工程安全管理条例）等法律法规的强迫要求，也是基坑安全施工的前提要求。建筑工程所处地的水文地质状况、周边环境各不一样，千差万别，基坑支护就应因地制宜，根据工程地质条件，合理编制方案，在开挖基坑时才能正确指导现场的施工。2、落实专家论证审查制度。总监理工程师批核了施工专项安全施工方案后,应积极配合施工单位组织好施工专项安全施工方案的专家论证.深基坑施工专项安全施工方案的专家论证也是法律法规的强迫要求.方案能否正确指导施工，是施工安全的保证。支护设计方案的合理与否，不但直接影响施工的工期、造价，更与施工经过中的安全问题有着直接的利害关系。因而，对开挖深度超过5m的深基坑必须进行专项支护施工方案设计，专项支护设计必须经上级审批，签署审批意见，并注明支护有效使用时限。凡支护方案未经论证和审批的深基坑工程，不得颁发施工许可证；超过支护有效使用时限的深基坑，必须采取回填基坑等切实有效的措施，防止坍塌事故发生。基坑坍塌事故，其中很大原因在于施工与设计不符，基坑施工时间过长，基坑支护受损失效。如某工程基坑原设计深度只要-17m，后来设计深度变更为-19.6m，而实际基坑局部开挖深度为-20.3m，超深3.3m，造成原支护桩深度-20m变为吊脚桩；同时该基坑施工时间长达2年7个月，基坑暴露时间大大超过临时支护期限为一年的规定，致使开挖地层软化浸透水、钢构件锈蚀和锚杆索锚固力降低、基坑支护严重失效，构成重大事故隐患3、专项施工方案是在理想状态编制的，在施工中很有可能不得不调整原施工方案。在出现事件影响方案的落实时,监理工程师需要充分把握现场实际情况,了解事件的性质,尽可能坚持原方案的落实.当确实不可避免时,必须经设计单位认可,同意方案的调整,但当方案有重大调整时必须重新组织专家论证.如本工程,由于三轴搅拌桩和静载试验的影响,原定于先开挖中间对撑得方案不能落实,否则工期将滞后2个月.我们选择调整施工方案,第一层土先西南和东北角同时开挖,然后同时挖东南和西北角,最后挖中间对撑部位.根据相关要求重新组织专家论证,经专家审核后我们根据新方案重新组织施工.四、加强现场监测工作现场监测是指在基坑开挖及地下工程施工经过中，对基坑岩土性状、支护构造变位和周围环境条件的变化，进行各种观测及分析工作，并将观测结果及时反应，以指导设计与施工。由于地下工程的不确定因素很多，理论上的设计不能准确地反映实际构造状况，因此基坑监测是基坑工程施工的一个重要环节。基坑监测是我们的"眼睛",通过监测手段可随时把握基坑周边环境的变化及支护土体的稳定状态、安全程度和支护效果，为设计和施工提供信息。通过信息反应体系，可及时修改支护参数，改善施工工艺，以及时调整支护措施，确保基坑工程的安全施工，预防事故发生,所以深基坑施工中,现场监测具有非常意义。深基坑监测必须由有资质的专业监测单位承当.在基坑开挖前，必须制定由专业监测单位编制监测方案，监测方案需经总监理工程师审核.观测数据应及时分析整理，沉降、位移等观测项目尚应绘制随时间变化的关系曲线，对变形和内力的发展趋势作评价。总监理工程师审核的主要内容应包括监测目的、监测内容、测点布置、观测方法、监控报警值、监测周期、监测结果处理要求和结果反应制度等。监测单位的监测报告一般应在24小时内送达监理单位项目部.监理工程师审阅监测报告的重点应为：支护构造水平位移值和支护构造的内力值；周围建筑物、地下管线变形；地下水位的观测和地下土体位移观测；基坑外地面沉降或隆起变形；基坑底部及周边地体变形。上述五组数据的变化是有关联性,产生变化的主要原因一般为工况,同时,地下水位的变化也对数据产生很大影响.如:本项目,2020年12月11日,监测单位送来12月10日的检测报告,数据显示,14号轴力观测点轴力数据由9日的3012KN突变为4120KN,地下水位上升(监测报告显示为水位上升46厘米),深层土体位移变化较大(监测报告显示为向基坑最大偏移1.5厘米).经原因分析,由于12月10日下大雨,土体含水量的增大，一方面由于浸水而产生润滑作用，降低了内摩阻力，另一方面水使土体自重增大，因渗流而产生动水压力，水浸入土体的裂缝之中产生静水压力，使土体内的剪应力增大,导致土体对支护构造侧压力加大,所以产生数据突变.所以,监理工程师应该具备读懂监测报告的基本能力,了解上述五组数据变化的原因和互相关联性,以便在报警或数据突变时能够结合工况做出准确的判定.当观测数据到达报警值时，监理工程师应立即通报有关单位和人员，结合工况分析数据，及时查清原因，同时,应要求施工单位加大监测频率.必要时停止开挖施工,做好支护加固调整措施，确保基坑安全。五、基坑开挖的经过中监理工程师应重点控制的内容1、催促施工单位严格根据规范要求组织挡水系统的施工当要求灌注桩围护构造起到抗水防渗作用时，必须做好桩间和桩背的深层防水搅拌桩或旋喷桩一般的钻孔压密注浆法不易保证止水，曾引发多起重大事故。当周围环境保护要求严格时，为减少排桩的变形，在软土地区有时对基坑底沿灌注桩周边或部分区域，用水泥搅拌桩或注浆进行被动区加固，以提高被动区的抗力，减少支护构造的变形。挡水系统常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。本项目的挡水系统为支护桩背为双轴深层水泥搅拌桩止水帷幕，三轴深层水泥搅拌桩加固电梯井、主楼与车库落差处。水泥搅拌桩施工随意性较大，表现形式主要为减少水泥的用量，搅拌时间不够，不根据技术规范规程施工，施工程序混乱，桩身咬合不够或不成功而构成渗水通道，以上形式是造成挡水系统达不到料想效果的主要原因，也正是我们监理工程师需要重点监控的目的。2、催促施工单位严格根据规范要求组织支护构造体系施工支护构造体系包括挡土系统和支撑系统。支护构造是整个基坑安全措施的骨架,是地下室安全施工的最基本保证.本项目的挡土系统为A、B楼直径1200、其他直径1000的钻孔灌注桩，其功能是构成支护排桩阻挡坑外土压力。支撑系统包括钢筋混凝土内支撑、压顶梁、围檩、钢立柱，其功能是支承围护构造侧力与限制围护构造位移。有些施工单位可能以为支护构造施工为手段,地下土方开挖为目的,以为支撑体系非永久性构造构件,施工不够严谨.如,我们项目附近的一个同类项目,支撑桩挖出来以后,发现有断桩和较多混凝土不密实桩又很多露筋的现象,这样的构造体系如何保证基坑施工的安全监理工程师应该严谨地控制下面内容：1支护桩的质量控制。其重点控制的内容主要为长度、桩径、钢筋、混凝土质量、桩间距、和桩身的完好性。2压顶梁的质量控制。灌注桩作为挡土围护构造有很好的刚度，但各桩之间的联络必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠连接，以提高其整体性。因而，压顶梁的质量控制重点主要是保证压顶梁连续浇筑。3围檩的质量控制。围檩的作用主要为连接支撑梁和支护桩，传递互相作用力。围檩的截面一般较大，以便均匀传递互相作用力，所以，围檩的自重较大。围檩同桩的连接方式一般为在桩的钢筋上焊接钢筋锚入围檩，故围檩施工中重点的质量控制点应该为钢筋锚入围檩的长度和锚固钢筋与桩的焊接质量。4钢立柱的质量控制。钢立柱的主要作用为承当支撑梁的自重，减少支撑梁的跨度，减少支撑梁的长细比，提高支撑梁的刚度。钢立柱的质量控制点主要应该放在钢立柱材质、焊接质量、立柱的方向、垂直度的控制上。5钢筋混凝土内支撑质量控制。钢筋混凝土内支撑其功能是支承挡土系统的侧力与限制挡土系统位移。正常状态下，主要支撑梁的受力状态为轴向力：拉力或压力。大家都清楚，钢筋混凝土具有优良的抗压性能，其抗压强度是抗拉强度的20倍左右，所以，当检测轴力报警时，拉力远比压力要糟糕得多。这样，监理工程师应该能够分清在某工况下，主要钢筋混凝土梁所受的是拉力还是压力。其实要简单定性是拉力还是压力的方法很简单，一般，基坑开挖初始，主要为压力，检测报告显示，坑外土体位移朝向基坑，挤压支护桩。随着基坑开挖增加到一定深度，支撑梁受力可能转换为拉力，检测报告显示，坑外土体位移背向基坑。钢筋混凝土内支撑质量控制的主要为混凝土的强度和支撑梁的连续性，我们不能保证支撑梁能够连续浇筑，那么，我们一定要重点关注施工缝的留置和处理质量。3、监理工程师应该能够把握工况，催促施工单位严格根据施工方案组织开挖。基坑开挖应遵循时空效应原则，根据地质条件采取相应的开挖方式，“分层开挖，先撑后挖，撑锚与挖土配合，在支撑全部完成并到达设计强度后，才可进行下层挖土，严禁超挖，基坑开挖中，为确保基坑周围建、构筑物的安全和支护构造的稳定，要求尽可能减少初始位移，根据时空效应的原理，应根据“分层、分区、分块，分段、抽槽开挖、留土护壁、先撑后挖，先构成中间支撑，后限时对称平衡构成端头支撑，减少无支撑暴露时间原则，把握每个分步开挖的空间几何和支护体开挖部分的无支撑暴露时间，科学地利用土体本身的控制地层位移的潜力，以解决基坑稳定和变形的问题。监理工程师一定要熟悉基坑的专项施工方案，能够随时比照工况同施工方案之间的差异，一当发现差异，监理工程师应该及时要求施工单位根据原方案施工，必要时发出书面指令甚至要求施工单位停止施工。本项目在进行第一道支撑和第二道支撑间土方施工中，原方案为分两层开挖，但是施工单位一开场就不符原方案，一次开挖至第二道支撑标高。当天，监理工程师发现后，及时制止，同时发出书面通知，要求施工单位根据原方案组织施工，对超挖部分回填。4、基坑边堆放荷载的控制坑边荷载，是构成堆坑失稳的不利荷载，加大土体内的剪应力，一旦控制不当，会诱发基坑坍塌的突发。城市工程建设,由于场地限制,工地材料堆场狭小,堆场和加工棚离基坑边距离往往很近,基坑坡顶可能严重超载，所以,控制基坑边堆场和加工棚也是监理工程师的一项重要工作。在基坑开挖经过中，由于施工现场是动态的，天天现场都会发生变化，所以，监理工程师应该加强巡视，及时发现问题。监理工程师巡视时应注意:基坑边缘堆置土方和建筑材料，或沿挖方边缘移动运输工具和机械，一般应距基坑上部边缘不少于2m，弃土堆置高度不应超过1.5m，并且不能超过设计荷载值，严禁超堆荷载。机械设备如混搅拌机，因施工需要设置在坑边时，由于会产生振动的原因，会使粉砂土等土质产生液化而降低上体的抗剪强度，应根据设备重量、基坑支护情况、土质情况等，经过设计计算确认。监理工程师应该天天核查上述内容,一当发现不符合以上规定的事件,应当及时制止.5、催促施工单位落实排水措施基坑开挖后，基坑滑动失稳的本质是由于边坡土体中的剪应力大于土的抗剪强度，而抗剪强度由土的内聚力和内摩阻力所组成。因而，但凡影响土体中剪应力、内聚力和内摩阻力的因素，都会影响土方边坡的稳定。主要因素有：因风化、雨水、等气候影响使土质变得疏松，降低了土体的抗剪强度；土层中的含水量的影响，一方面由于浸水而产生润滑作用，降低了内摩阻力，另一方面水使土体自重增大，因渗流而产生动水压力，水浸入土体的裂缝之中产生静水压力，使土体内的剪应力增大；土方边附近堆放荷载，会加大土体内的剪应力，细砂、粉砂土等因受振动而液化等因素皆会使土体的抗剪强度降低。因而，在基坑开挖经过中，就要根据影响边坡稳定的因素，相对应地采取防护措施。因而在开挖前，对基坑土体内含水量过大的工程，必须事先做好降水措施，以疏干加固坑内土体，到达增大土体的抗剪强度。开挖时，在基坑边界四周地面，设置排水沟，避免漏水、渗水进入坑内6、监理工程师应该加强现场安全防护措施的检查当基坑开挖深度超过2m，对临边作业已构成高处坠落的危险，根据高处作业和临边作业的要求，应及时设置双道防护栏杆，并挂设安全立网。人员上下基坑，应设置专用安全通道，严禁攀爬模板或支撑系统上下。要求施工单位及时去除支撑梁上没有拆除干净的模板，及时去除桩身残土和桩间松土，去除梁底和格构柱上混凝土块，这些