李金华东莞市石龙镇市政水务中心广东东莞523000
摘要:近年来，深基坑工程的数目越来越多，开挖的深度也越来越深，对深基坑工程的设计、施工、控制、监测也提出了新的要求，因此，必须做好工程的施工管理工作。本文结合工程实例，阐述了基坑支护与帷幕止水设计的优化过程，通过严抓施工方案的审核工作，加强了对施工方案的监督检查，保证了深基坑工程的安全和工期。
关键词：深基坑；施工管理；方案优化；监督检查；观测
目前，城市建设迅速发展，高层建筑日益增多，深基坑工程因此也越来越多。深基坑的规模和开挖深度也越来越大。在深基坑工程中,如果设计不合理，或施工不当，往往会发生基坑垮坍、建筑物及路面塌陷等工程事故，直接影响施工进度和工程造价,甚至危及人员生命安全。因此，深基坑工程具有相当的复杂性与艰巨性，必须加强工程的施工管理工作。本文以加强施工管理为角度，探讨深基坑工程的方案优化设计、施工、控制、监测方面。
1工程概况
某高层建筑，建筑总面积约29987m2，建筑高度为61.22m，属于现浇框架-剪力墙结构，其中主楼16层、群楼5层，地下室1层，基坑深度为5.88m。本项目基坑深、面积较大，而且四周环境复杂，地质基础差，因此，如何保证深基坑顺利施工，是我们工程管理人员的难点和重点，其中选择安全可靠、经济合理、方便施工的基坑支护与帷幕止水设计方案至关重要。
2基坑支护与帷幕止水设计方案优化
2.1组织设计方案竞赛
本项目有6家设计单位提供了设计方案，只要设计内容如表1。
2.2基坑支护方案优化
经施工方和业主方论证后，确定了以下两个备选方案：
方案1（选择表中的方案3）：
优点是：该项技术成熟，有很多成功的施工经验；
缺点是：难以实现。因为要穿过东面建筑物的地下泵房，南面侧要穿过建筑物的基础。
方案2（选择表中的方案4）：
优点是：环梁的大部分位于基坑外的地面上，不仅增加了支撑体系的稳定性，可以提供较大的施工空间，尤其给土方开挖带来了极大方便；该支护体系工艺简单、受力明确、安全可靠、经济合理。
缺点是：经验少，计算较复杂，须确定比较可靠的计算模型。
经专家论证，最后确定选用表1中方案4。对此方案的不利因素采取以下措施弥补：①在设计计算中，合理选取参数，采用常规旅游城市规范计算后，再用空间有限元法进行校核，对各种工况下的应力及变形作详细分析，为设计提供可靠依据；②编制完善的施工组织设计，进行信息化施工管理，制定信息化施工方案和应急预案。
2.3止水帷幕方案优化
本场地在自然地坪以下3m～18m为透水层，介于周边的环境，确定在基坑支护桩的外侧做两道止水帷幕。其一，在每两根支护灌注桩间打一根φ600的高压旋喷桩，形成第一道止水帷幕；其二，在支护桩后面打两排φ500的深层搅拌桩，作为第二道止水帷幕。
2.4进行结构计算复核
复核关键在结构计算上，我们根据《建筑基坑支护技术规程》等规范对原设计进行了初步计算，并请东莞理工学院教授进行计算复核。
采用的技术分析方法有：①按朗肯理论计算土压力，侧压力取有效土压力与水压力之和，有效土压力按土的浮重计算；②桩顶帽梁与支护环梁体系用DDJ—W有限元程序进行分析；③整个支护体系用ANSYS5.5有限元程序进行校核。
根据计算结果，确定了桩的配筋和插入深度、环梁的内力与变形、拉杆的拉力以及支护体系的位移限值。
3审核施工方案
3.1审核的原则
（1）可靠性原则：是首要的、重要的原则。第一，监控要采用可靠的仪器；第二，应在监控期间保护好监控点。
（2）多层次监控原则：一是在监控对象上以支护结构位移为主，但也考虑其它物理量和监控；二是在监控方法上以仪器监控为主，并辅以巡检的方法；三是分别在地表、基坑土体内部及邻近受影响的建筑物上布点，以形成具有一定控点覆盖率的监控网。
（3）重点监控关键区的原则：将易出问题、且一旦出问题就将带来很大损失的部位，作为关键区进行重点监控。
（4）方便实用原则：为了减少监控与施工之间的相互干扰，监控系统的安装和测试应尽量做到方便实用。
（5）经济合理原则：基坑支护系统为临时工程，监控时间较短、范围不大，量测者容易到达测点。所以考虑采取既实用又价低的器具，不过分追求“先进性”，以降低监控费用。
3.2施工方案的确定
（1）监测支护桩设计弯矩值和环梁设计内力值最大处的钢筋应力变化及测试环梁与帽梁φ30连系拉杆应力变化。
（2）在帽梁顶面四周设置观测点，观测支护桩的桩顶帽梁水平位移。
（3）管井降水过程基坑内外地下水位变化的监测。
（4）基坑周边建构筑物、地下管道沉降与裂缝观测。
（5）制订各种应急预案。
3.3监控与险情预报限值的确定
（1）根据对支护体系内力分析，位移的大致范围在25～54mm之间，确定位移报警临界值为60mm。
（2）煤气管道的沉降和水平位移不得超过10mm，每天发展不得超过2mm；供水管道沉降和水平位移均不得超过30mm，每天发展不得超过5mm。
（3）邻近建筑物的沉降不得超过规范规定的变形容许值，且要求地面最大沉降量与开挖深度的比值范围控制在0.4%～0.7%之间。
（4）基坑内降水对基坑开挖引起坑外水位下降不得超过1m，每天发展不得超过500mm。
4监督检查施工方案的实施
4.1支护桩应力测试
测点设置：如图1所示。
图1支护系统应力测试点布置图
其中，灌注桩选四根，测点在设计弯矩值最大的-8.75m处基坑内外面的主筋上，序号为“桩1～桩8”；环梁选设计内力值较大的两处的内外主筋位置设测点，序号为“环1～环4”；连梁选了有代表性的一处内外主筋位置设测点，序号为“连1、连2”；环梁与帽梁的φ30拉杆选北、西两处测点,序号为“拉1、拉2”。
方法：在浇灌混凝土前，把XJG—2型钢弦式应力计埋设在拟定的测点位置，采用ZXY—2型振弦仪测试。
观测：观测时间根据土方开挖及基坑施工的不同阶段进行。共观测了11次，其应力变化基本与设计工况相符，且均比设计值小，说明支护结构受力稳定。
4.2支护桩桩顶帽梁水平位移的观测
测点设置：在帽梁顶面四周设置12个观测点，序号为“位1～位12”，如图2所示。
图2降水与位移观测点布置图
方法：测点用钢筋头埋入混凝土中，用经纬仪和水平仪观测。
观测：按每开挖一层土方观测一次，当位移数值变化大时，增加观测次数。观测周期为从土方开挖完第一层后至地下工程施工完毕。本工程共进行了7次位移观测。
4.3基坑内外地下水位变化观测
井点布置：地下水位的变化直接关系到土方的开挖和周围环境的影响。为此，在基坑内设置降水管井13个，序号为“J1～J13”；在基坑外四周设置了3个回灌井，序号为“H1～H3”；在基坑内设置水位观测孔4个，序号为“G1～G4”；在基坑外设置水位观测孔5个，序号为“G5～G9”，要求定期观测坑内降水和坑外回灌的水位变化。
观测：要求每天对水位观测两次。第一，根据基坑内水位的观测数据，决定土方开挖计划，土方共分四步开挖；第二，根据基坑外部水位的观测数据，决定回灌水量。
应急处理：当挖完第三步土时，由于基坑渗漏水，经观测发现东侧及东南角地面水位下降较快，且出现下沉和裂缝。此时，我们一方面对发现的渗漏点及时封堵，并在水位下降较多的东部进行回灌水；另一方面，采用高压水泥注浆法加固土体，保护了基坑的安全。
5结束语
总之，深基坑工程涉及领域广，施工难度大，质量要求高，因此，必须加强施工管理工作。实践证明，只有确定最优的基坑支护与止水帷幕方案，制订周密细致的深基坑施工方案，采用信息化施工的科学方法，加强对地下水变化观测，才能避免施工过程中出现质量及安全事故，保证深基坑工程的质量和进度。
参考文献
[1]卢立萍，建筑工程中深基坑施工管理初探[J].中国新技术新产品,2009.07
[2]朱锵鸣,对深基坑支护工程的施工管理探讨[J].科技资讯,2008.28