近几年,随着城市建设的不断发展,连云港市的高层建筑越来越多,在高层建筑中一般都需要设地下室。由于连云港市区地下室工程多位于淤泥和淤泥质土层,加之在市区的高层建筑的周围常有房屋建筑、地下管网、电缆、河沟等设施,因此在地下室的施工中,基坑开挖存在着很大的不安全性,很容易出现安全或质量事故,必须进行围护。监理机构在进行地下室施工监理时,应对基坑的安全给予充分的重视,配备经验丰富的监理人员,制定具有针对性的、切实可行的监理细则,实施全过程的监控。现结合本人几年来监理地下室工程的实践对此作一论述。
一、特殊的地质状况
连云港市区大多数工程场地土属于软弱场地土,从地质勘探资料看,除上表层有2-3米的素填土外,向下多为淤泥质土,层厚深达20-30米。其具有以下特性:
1.1高触变性,当软土地基受到振动荷载后,易产生侧向滑动、沉降及基底面两侧挤出等现象;
1.2高流变性,在剪应力作用下,将发生缓慢而长期的剪切变形;
1.3高压缩性,压缩系数大,约为1.11-1.75MPa-1,具有高压缩性,易导致建筑物沉降量增大;
1.4土体性质差异较大,易导致建筑物发生不均匀沉降;
1.5软土性质差,上部硬壳层厚度较薄、强度较低;
针对上述地质状况,地下室基坑开挖必须采用围护措施。监理人员应全面了解这些地质状况,认识到这种土质的特殊性,方可制定出有针对性的监理措施,并在审查施工方案时有的放矢。
二、对地下室围护的监理对策
2.1常规对策
2.1.1.基坑围护方案的审查。目前在工程设计委托中一般没有基坑围护设计任务,大多是由建设单位或施工单位完成,而建设单位和施工单位缺乏岩土工程方面的技术人员,不得不找设计单位的人做私人设计。因此监理机构在接受地下室施工监理任务后,首先应督促建设或施工单位编制基坑围护方案,并按连云港市规定报请建设行政主管部门指定的机构论证审查,监理人员应参与方案的论证审查,并重点对以下内容进行核实:
(1)方案所描述的工程场地周围的环境和建、构筑物是否齐全、真实,对相关设施是否制定了安全措施。对此监理人员应提前到工程现场进行详细的调查确认,掌握施工现场的第一手资料;
(2)方案所依据的地质条件是否符合工程地质勘察报告内容,如将土质判断错误,就会导致基坑围护方式、选用材料和施工方法的错误,从而出现大事故;
(3)方案所采用的围护方式是否便于现场施工,如材料、机械的进出,施工单位的经验等。一般地下室基坑的施工形式有:放坡明挖、只围不撑(或加少量斜撑)明挖、拉杆锚固明挖、水平撑围护明挖、筑岛施工、外围开槽施工、逆作业施工和沉箱施工等。目前连云港市多采用放坡明挖、只围不撑(或加少量斜撑)明挖及水平撑围护明挖等方式。围护桩多采用预制管桩,支撑多采用钢管或型钢等,开挖表层土使用机械,开挖软土使用人工;
(4)方案对施工有无提出具体要求;
(5)对设计计算书进行复核。作为现场监理一般选择典型截面进行手工计算复核,一方面可以对设计结果进行验证,另一方面在手工复核过程中要寻找相关的设计资料和技术规范,研究地质勘探资料等等,对于提高监理业务水平,进一步了解工程情况都有好处;
(6)排水方式的制定。
2.1.2审查施工单位编制的地下室基坑开挖施工方案。地下室基坑开挖前,施工单位应根据已通过的围护方案,结合现场情况和自身施工力量编制具体的开挖方案,并报监理进行审查。监理审查重点有:
(1)围护方式是否完全遵守已通过的围护方案;
(2)现场拆除、防护、操作距离等是否符合要求,如不能满足围护方案要求,应进行补充设计并报原批准机构审查批准,方可进行施工;
(3)可能受影响的相邻重要建、构筑物是否已通知相关单位或个人进行检查确认,必要时应建议建设单位或施工单位请合法机构作鉴定并留下影像资料;
(4)弃土位置是否符合要求,应严格控制边坡周围堆土,如有可能应尽量将土方外运;
(5)开挖方式和范围是否符合要求,一般围护方案中均严格控制机械开挖范围,应尽量减少机械的振动对土体的影响,要求使用人工开挖软土,并应分层、对称开挖;
(6)排水措施是否完善,包括基坑上部周围的地表水不流入基坑而破坏围护,基坑内的水及时排出而不浸泡围护设施;
(7)有无基坑周围安全防护措施,一般地下室基坑都较深,施工工期也较长,监理应要求施工单位及时做好基坑周边的安全防护栏杆,且防护栏杆应距基坑边沿一定距离设置,对人身安全防护的同时起到保护基坑围护的作用;
(8)是否有观察和监测措施,施工方案中应明确监测部位、监测频率、监测仪器、监测人员、监测记录及异常报告制度等内容;
(9)是否有应急处理措施和应急物资储备等。基坑开挖过程中情况复杂,不可预见因素较多,因此在施工前应充分准备,监理要督促施工单位在各种应急措施到位后方可施工。一般常备应急物资有草袋或编织袋、型钢或钢管、圆木、钢丝绳、千斤顶、砂石、水泥、雨布等等。
2.1.3基坑围护桩的监理。目前连云港市地下室基坑围护中第一步是采用打预制管桩的方式,对此监理应严格控制围护桩的施工质量,这是保证基坑围护安全的重要环节,特别应加强监督以下几点:
(1)管桩的规格、型号、尺寸及制作质量应符合设计和规范要求,监理人员应对进场管桩逐根进行检查记录,发现不符合要求的管桩应要求施工单位不得使用;
(2)打桩深度及桩顶标高必须符合设计要求,监理人员要跟踪旁站打桩过程,对每根桩的打入深度是否符合设计要求进行确认,确保每根桩进入设计土层深度;
2.1.4基坑围檩、护坡和各种支撑的监理。在基坑开挖过程中,监理人员应督促施工单位按设计要求及时进行围檩、护坡和各种支撑的施工,不得以各种借口减少或拖后施工,否则将有可能引起边坡滑移或塌陷的事故。监理过程中除正常的控制外,应对以下内容进行重点控制:
(1)所用材料质量,支撑用的钢板、钢管、型钢、焊条等必须具有齐全的质保资料,对其外观和尺寸应进行复核检查;
(2)预埋件的位置、尺寸的检查,围檩中预埋件的尺寸偏差关系到整个内支撑的安装,应作为重要的隐蔽工序进行检查验收;
(3)严格控制焊缝质量,并在安装过程中组织好焊接次序;
(4)各种支撑的安装时间要严格控制,监理人员要对基坑施工的全过程进行监督,根据开挖进度及时要求施工单位按设计要求安装各种支撑。凡应安装支撑时未进行安装,监理应及时要求施工单位不得继续开挖土方,待安装好支撑后方可继续施工。
2.1.5基坑土方开挖过程的监理。基坑土方开挖直接关系到基坑围护的安全,也是监理控制工作的关键工序,应结合2.1.4条对其进行全过程的监控:
(1)监督施工按批准方案进行,遵守分层、对称开挖的原则,机械开挖应严格控制深度,不得超挖,机械行走路线应尽量缩短。人工开挖软土时,机械在基坑边操作应减少行走,并对机械活动范围进行围护加固;
(2)开挖土方时应保护好围护桩和各种支撑构件不受影响或遭破坏,未经批准不得随意拆除各种支撑构件,监理人员应对围护桩和各种支撑构件每天进行巡视检查;
(3)督促施工单位做好基坑上部周围和基坑内的排水。监理机构应要求施工单位除配备正常的排水设备外,还应配备大雨时的排水设备,以便在大雨突袭时能够及时将坑内积水排除;
(4)在软土范围严禁使用机械开挖。由于连云港市区地下室工程座在高触变性的软土上,机械的振动可能引起大的事故,这在以往的施工中已多次发生;
(5)严格控制基坑周围的临时堆土距离和高度,一旦超出要求应及时督促施工单位外运。
2.1.6及时督促施工单位对基坑、围护系统、邻近建构筑物、周围地基等进行观察和测量,必要时监理人员应进行复核观测。若发现异常现象应立即采取应急措施,并及时查明原因进行处理,否则不得继续施工。观察和监测内容主要有:
(1)对基坑周围建、构筑物选定观察对象,采用石膏布点、悬挂垂直吊锤加标尺、量测等手段,在施工前、施工中观察有无裂缝、倾斜及其它异常现象;
(2)围护桩的水平和垂直位移,护坡表面土体的水平位移和裂缝、滑移的观测。监理应重点对围护桩的位移进行观测,坚持定期观测,挖土前后观测,雨后观测等原则,及时掌握围护桩的位移情况,以此作为基坑开挖是否安全的依据。一般地面裂缝急剧增大而且不断开展时或围护桩顶(围檩)急剧向内倾斜时(1-2cm/h速率开展时危险),监理人员应要求施工单位进行以下处理:A、增加对已出现问题的围护桩进行支撑。B、将围护桩连接在一起,使力向其它的桩分布。C、地面裂缝用粘土或砂石填塞,为防止浸入水分要用细小的棍子插,或者注入水泥浆(放任裂缝不管,水分就要渗入,会引起大的事故)。基坑变形的监控值参见GB50202—2002《建筑地基基础工程施工质量验收规范》中的第7.1.7条规定;
(3)基坑底面土体隆起观测。一旦发生时,监理人员应要求施工单位采取部分挖除并浇注混凝土垫层等手段进行处理;
(4)支撑横梁和水平撑的变形。横梁或水平撑急剧弯曲时伴有响声,水平撑向上弯曲时是最危险的。监理人员应要求施工单位进行以下处理:A、将相邻的水平撑串联起来,其上布置钢筋,再加上荷载,并用支承桩拉住。B、向下弯曲时,用千斤顶和圆木在基坑底顶起来;
(5)围护桩间的土和水流出或脱落塌陷时,监理人员应要求施工单位使用砂袋填实。
以上观测最好要求施工单位安排专人每天进行监视,并做好观测记录。特别是施工到基坑的1/2处最危险,应进行24小时的监视。
2.2不同情况下的监理对策
2.2.1某综合楼工程有地下室一层,深度5米左右,场地南侧有一城市防洪沟,距基坑挖土边沿3米左右,在土方开挖到2米左右时,其边坡土体有向坑内滑移塌方的现象。对此监理机构及时要求施工单位暂停土方开挖,并会同建设、施工、设计等单位有关人员一起研究对策,决定采用钢丝绳锁拉方案进行加固。具体做法为将围护桩的上部进行横向捆绑成整体,使用钢丝绳每隔2米左右间距向外10米以上的张拉锚固。采取此方法加固后,继续施工未再出现异常现象。
2.2.2某商住楼工程有地下室一层,深度5.5米,基坑西侧紧邻有一栋无地下室的住宅楼,施工单位不是一家,如先行施工地下室,很难保证住宅楼桩基的安全,如进行支撑加固需增加很多费用,建设单位不赞同。后经监理协调各方,并咨询设计人员,决定先行施工邻近住宅楼的基础,使其形成整体而不用进行地下室的特别加固。实践证明此方法可行,为建设单位节省了资金。
2.2.3某大型商场工程有地下室一层,深度约5米,基坑东侧有一条河。为此在围护方案设计时增加了止水桩的措施,为确保开挖时基坑围护的安全,监理对止水桩的施工进行了严格的质量控制,特别是控制止水桩施工中应确保不同施工桩之间的搭接到位,防止搭接薄弱处在水作用下止水桩被穿透导致基坑侧壁渗水。
2.2.4某住宅楼工程有地下室一层,深度4.8米,在基坑开挖过程中,由于建设单位选用的土方施工单位不按批准方案进行开挖,致使出现了边坡裂缝塌陷和围檩位移较大现象。在监理过程中监理机构对土方开挖不按方案执行的现象及时发出了整改要求,但施工单位拒不执行,监理机构反映到建设单位和有关部门也无济于事。为避免出现更大的危险,针对边坡裂缝塌陷,监理机构与建设、设计、施工单位研究决定,及时进行裂缝内灌浆封闭,防止表面水分灌入,并在坡底进行堆载压封等处理,对围檩位移现象进行增强支撑加固,同时协调各方同意采取边开挖边进行基础承台地梁混凝土浇灌的措施,使承台、地梁尽快形成整体,增强抗变形能力。通过上述一系列措施的使用,确保了基坑施工未再继续出现较大的异常现象。
三、地下室基坑围护监理的风险及对策
由于地下室基坑施工存在的不明确性和危险性,给监理工作带来了很大的风险,如不引起高度重视,并在监理过程中严加控制,将有可能造成监理企业和监理人员信誉及经济的损失。
3.1监理可能存在的风险主要有:
3.1.1地质勘探资料不详或不完全符合实际,致使围护方案所依据的地质资料不准确;
3.1.2基坑围护构件设计计算不准或方案不完全符合现场条件,致使监理批准的施工方案存在问题;
3.1.3建设单位为节省资金或缩短工期,随意改变或减少围护措施;施工单位不按方案施工,我行我素,都将造成监理工作难以开展。
3.2针对上述风险的监理对策
3.2.1监理机构必须收到合法、有效的工程地质勘探报告,并尽可能与邻近建筑物的地质勘探报告进行比较,以复核其准确性。如发现较大不一致,可提请建设单位进行复勘;
3.2.2监理人员应对基坑围护方案的主要计算进行复核,如发现偏差要提请设计人员进行调整;
3.2.3对建设单位或施工单位不按批准方案执行的现象,监理机构应及时发出联系单或通知单要求改正,必要时可使用暂停工措施,甚至上报建设行政主管部门。一方面是为保证基坑施工的安全和质量,另一方面也是为规避监理自身的风险。
总之,随着地下室基坑围护技术的不断发展,监理机构应及时掌握工程情况,不断丰富自身经验,加强基坑围护安全和质量控制,确保顺利完成监理任务,为监理企业创造良好的经济效益和社会效益。