承壓水異型結(jié)構(gòu)超深基坑開(kāi)挖階段施工監(jiān)理實(shí)踐

1、承壓水異型結(jié)構(gòu)超深基坑開(kāi)挖階段施工監(jiān)理實(shí)踐 Accept press water difference type deep pit with super structure to open to dig a stage construction superintendency practice Li Bin-yin (Shanghai Jiantong engineering construction limited coMPany Shanghai 200030) 【】 This text aim at orbit transportation No.13 line shield Gou m

2、easure well engineering in Shanghai existence tiny accept to press water and accept to press water complications of hydrology geology condition ， engineering disadvantageous of difference type structure with super deep the Ji pit characteristic and Ke engrave of the environmental protection work con

3、dition condition， analysis the risk grade of engineering and take charge of a type ， and how carry on open to dig ex- preparation and open to dig process in of superintendency， especially at meet actual problem adopt to sex measure to carry on study ； The author combine this engineering superintende

4、ncy to practice ，summaryaccept to press water difference type the structure be super deep Ji pit engineering construction the superintendency realize and provide colleague reference. 1. 工程概況 上海軌道交通 13 號(hào)線盾構(gòu)措施井工程位于浦東新區(qū)打浦路 隧道口東側(cè)，耀華路以北；該工程為地下三層單跨結(jié)構(gòu)，基坑長(zhǎng) 度約為74.5m,寬度約為11.618.8m,為“型”異性結(jié)構(gòu)， 開(kāi)挖深度為27m,基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用1

5、200mm?的地下連續(xù)墻， 墻深 49 50m。 根據(jù)“詳勘報(bào)告”中微承壓水觀測(cè)孔資料,微承壓水分布 -2砂質(zhì)粉土層中，第-2層微承壓水水頭埋深為3.95米；-2 層揭示的頂板埋深為16.617.5m。根據(jù)區(qū)域觀測(cè)資料，微承壓 水水頭埋深約為地表下3.08.0m,并呈幅度不等的周期性變化； 承壓水分布于 -1 灰色砂質(zhì)粉土、 -2 灰青灰色粉細(xì)砂層中； -1 層為上海地區(qū)第一承壓含水層,其揭示的頂板埋深為 47.357.6m;根據(jù)區(qū)域觀測(cè)資料，承壓水水頭埋深約為地表下 5.010.0m,并呈幅度不等的周期性變化。 本盾構(gòu)井距離已建上南花城 D2號(hào)樓基礎(chǔ)僅7.9m ;距離正在 運(yùn)營(yíng)的打浦路隧道最

6、短距離僅 12m;上述兩建（構(gòu)）筑物與本基坑 的最短距離均小于本基坑開(kāi)挖深度 0.7 H 。 2. 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)及監(jiān)管類(lèi)型 依據(jù)上海申通地鐵風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)文件，結(jié)合本工程受-2層微 承壓水和 -1 層承壓水影響并處于較厚的砂性土層的水文地質(zhì) 條件、基坑開(kāi)挖深度 0.7 H 范圍內(nèi)有需要重點(diǎn)保護(hù)的建 （構(gòu)） 筑 物上南花城 D2 號(hào)樓以及打浦路隧道的特殊工況條件、基坑 超深（大于20m）及結(jié)構(gòu)異性（受力體系復(fù)雜）的工程本身特征等進(jìn) 行綜合分析后認(rèn)為，本工程的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)為五級(jí)。主要風(fēng)險(xiǎn)是：地 下連續(xù)墻墻體接縫流砂、 微承壓水及承壓水引起坑底突涌， 并進(jìn) 而誘發(fā)支撐體系失穩(wěn)而發(fā)生基坑坍塌事故， 甚至造成打浦路隧

7、道 發(fā)生嚴(yán)重變形而影響城市交通運(yùn)行安全乃至災(zāi)難性的涌砂事故。 這些事故產(chǎn)生的后果可能具有災(zāi)難性， 令人無(wú)法或難以接受， 因 此，本工程也作為 2008 年上半年上海市軌道交通建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)最大 的深基坑工程之一，倍受社會(huì)各界廣泛關(guān)注。 3. 施工監(jiān)理 3.1 開(kāi)挖前的監(jiān)理準(zhǔn)備 3.1.1 基坑開(kāi)挖之前監(jiān)理做了非常充分的準(zhǔn)備工作： 監(jiān)理部 先后兩次邀請(qǐng)公司資深專(zhuān)家對(duì)全體監(jiān)理人員講授地下工程監(jiān)理 控制重點(diǎn)以及深基坑開(kāi)挖監(jiān)理要點(diǎn)， 通過(guò)兩次集中講評(píng)， 監(jiān)理人 員不僅進(jìn)一步提高了對(duì)軌道交通工程質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)的認(rèn)識(shí)， 更 重要的是提高了控制質(zhì)量和安全風(fēng)險(xiǎn)的能力， 監(jiān)理人員業(yè)務(wù)素質(zhì) 全面得到提升； 監(jiān)理部對(duì)監(jiān)理

8、人員進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整， 抽調(diào)既有現(xiàn) 場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)又有高度責(zé)任心的監(jiān)理人員具體承擔(dān)本工程開(kāi)挖階段的 監(jiān)理任務(wù)；監(jiān)理組事先精心編制了有針對(duì)性的深基坑開(kāi)挖監(jiān)理實(shí) 施細(xì)則， 明確了監(jiān)理的內(nèi)容和要求， 交底到施工單位和相關(guān)監(jiān)理 人員；在公司的支持下監(jiān)理部還專(zhuān)門(mén)建立了本工程基坑開(kāi)挖風(fēng)險(xiǎn) 控制專(zhuān)項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)資金。 3.1.2 突出預(yù)控，嚴(yán)格控制基坑開(kāi)挖節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收 (1) 開(kāi)挖前，對(duì)參與挖土、支撐、降水、堵漏、監(jiān)測(cè)等分包 單位各方的企業(yè)資質(zhì)和業(yè)績(jī)、 管理人員的資格、 工程設(shè)備的適應(yīng) 能力、現(xiàn)場(chǎng)管理制度等情況進(jìn)行綜合評(píng)定，符合要求后，方可進(jìn) 場(chǎng)； (2) 在基坑開(kāi)挖條件節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收中， 監(jiān)理認(rèn)真編制了本工程 圍 護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量評(píng)估報(bào)告

9、和監(jiān)理工作小結(jié)，監(jiān)理對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)工 程質(zhì)量提出結(jié)論性評(píng)價(jià)意見(jiàn)工程質(zhì)量“合格”； (3) 對(duì)地墻施工中轉(zhuǎn)角幅、異型幅、充盈系數(shù)較大、鋼筋籠 下放困難、超聲波測(cè)試異常、 存在割籠處理等槽段進(jìn)行重點(diǎn)梳理， 并列出清單，供參加驗(yàn)收的專(zhuān)家參考； (4) 嚴(yán)格按照上海市深基坑開(kāi)挖條件節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收檢查表“ 15 條 檢查項(xiàng)目”進(jìn)行逐項(xiàng)檢查， 做到施工單位檢查人員有簽字、 監(jiān)理 復(fù)查人員以及總監(jiān)代表有復(fù)查意見(jiàn)、總監(jiān)有審核確認(rèn)結(jié)論； (5) 對(duì)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)收中提出的問(wèn)題， 監(jiān)理落實(shí)專(zhuān)人督促施工單 位整改并回復(fù)； 總監(jiān)在確認(rèn)開(kāi)挖條件成熟， 并征得建設(shè)單位同意 后，及時(shí)簽發(fā)“挖工開(kāi)工令”。 3.2 開(kāi)挖過(guò)程中的管理。 基坑開(kāi)挖

10、是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程， 必須堅(jiān) 持動(dòng)態(tài)控制，及時(shí)收集、掌握、分析有關(guān)挖土、降水、支撐、堵 漏、監(jiān)測(cè)等各類(lèi)信息，以便及時(shí)準(zhǔn)確發(fā)出監(jiān)理指令，有效實(shí)施過(guò) 程控制。開(kāi)挖過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題和采取的針對(duì)性措施有： 3.2.1 降水異常問(wèn)題： 本措施井坑內(nèi)共設(shè) 6 口疏干井， 2008 年 2 月 17 日開(kāi)始降水，根據(jù)計(jì)算和抽水統(tǒng)計(jì)，至 4 月中旬，抽 水量已經(jīng)達(dá)到理論賦水量的 80%以上，但是單口井出水量和單日 累計(jì)出水量均沒(méi)有明顯減少跡象； 根據(jù)觀察， 6 口井全部停抽后， 靜水位回升很快，24H回升量達(dá)到8.8m之多，可能有外部補(bǔ)給 水源存在；在 5口疏干井同時(shí)抽水、 另一口井作為觀察井和備用 抽水井的

11、情況下， 很容易做到水位控制在開(kāi)挖面以下 2 米左右水 平，能保證基坑挖土對(duì)降水水位的要求。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)異常情況，監(jiān) 理及時(shí)向建設(shè)單位做了匯報(bào)， 并極力要求施工單位組織專(zhuān)家予以 會(huì)診。專(zhuān)家會(huì)診分析認(rèn)為：在坑外進(jìn)行地基防滲處理之后，基本 排除因墻體滲漏發(fā)生水平方向大量補(bǔ)充水源的可能； 而在垂直方 向可能存在較大的補(bǔ)充水源， 很大可能是 -2 層微承壓水與 -1 層承壓水局部相通， 但單位時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充的承壓水的水量尚未達(dá)到 大于 5 口疏干井正常抽水總量的程度， 只要現(xiàn)場(chǎng)管理和技術(shù)措施 到位，開(kāi)挖仍是安全的。 采取的措施有： (1) 成立專(zhuān)家組， 隨時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)提供技術(shù)支持； (2) 加強(qiáng)降水管理，專(zhuān)業(yè)降水

12、單位現(xiàn)場(chǎng)人員加強(qiáng)降水井的檢查和 降水設(shè)備維護(hù)，保證設(shè)備可靠運(yùn)行；嚴(yán)格控制降水水位，水位保 持在開(kāi)挖面以下1m-2m同時(shí)密切關(guān)注坑外兩口觀察井的水位 變化情況， 日變化較大時(shí)， 及時(shí)采取措施處理并在必要時(shí)啟用坑 外 3 口承壓井降壓；準(zhǔn)備多臺(tái)備用水泵，以備急用；現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人 員每天兩次對(duì)抽水量和降水水位進(jìn)行獨(dú)立計(jì)量， 保證降水?dāng)?shù)據(jù)準(zhǔn) 確可靠； (3) 將地墻接縫堵漏為重點(diǎn)， 專(zhuān)業(yè)堵漏人員堅(jiān)持 24 小時(shí) 井下巡邏檢查地墻接縫滲水情況、檢查落實(shí)堵漏物資到位情況， 一旦發(fā)現(xiàn)滲漏點(diǎn)， 保證在第一時(shí)間準(zhǔn)確實(shí)施堵漏， 防止事態(tài)擴(kuò)大； (4) 加大監(jiān)測(cè)頻率，密切關(guān)注打浦路隧道變形以及周?chē)h(huán)境沉降 變化情況，實(shí)

13、現(xiàn)信息化施工。 3.2.2 挖土設(shè)備經(jīng)常損壞以及進(jìn)度偏慢問(wèn)題： 本基坑大部分 處于較厚的2 層砂質(zhì)粉土層中 ，該土層滲透性強(qiáng)，在動(dòng)水條 件下，容易液化，流動(dòng)性強(qiáng)；但在實(shí)施坑內(nèi)降水以后，開(kāi)挖面以 上的砂質(zhì)粉土固結(jié)后又有較高的硬度和抗壓強(qiáng)度， 用上海地區(qū)通 常使用的挖土設(shè)備 - “克林”吊抓斗很難通過(guò)自重實(shí)施有效抓 土，抓土后又不能靠土的自重很好的自然卸土，開(kāi)挖功效很低， 設(shè)備也經(jīng)常損壞， 極大的制約了挖土施工的進(jìn)度， 對(duì)基坑安全極 為不利； 挖土分包單位的成本大大提高， 其他相關(guān)分包也因挖土 進(jìn)度緩慢波及了自身利益而多有怨言。 采取的措施有： (1) 改進(jìn)挖土工藝：采用小挖機(jī)在坑下事先 鏟運(yùn)松動(dòng)

14、、積極配合井上“克林”吊再抓的方法，提高了“克 林”吊抓土效率； (2) 調(diào)整挖土作業(yè)班制：由一天一班制為雙班 制，最大限度地提高設(shè)備的使用效率； (3) 優(yōu)化挖土施工工藝： 在最后兩層土開(kāi)挖時(shí)， 將單層分段挖土改為分層分段開(kāi)挖， 并同 底板施工配合，形成流水作業(yè)，大大縮短了施工工期； (4) 采取 技術(shù)措施，加快底板施工：通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，辦理了底板施工設(shè)計(jì) 變更單， 由原設(shè)計(jì)的三個(gè)施工段變更為六個(gè)施工段， 縮短了每個(gè) 施工段的持續(xù)時(shí)間， 不僅加快了底板施工進(jìn)度， 也極大的降低了 施工安全風(fēng)險(xiǎn)。 3.2.3 應(yīng)急搶險(xiǎn)鉆孔設(shè)備不能很好適應(yīng)施工工況問(wèn)題。 面對(duì) 措施井基坑開(kāi)挖高風(fēng)險(xiǎn)的嚴(yán)峻形勢(shì)， 應(yīng)急

15、搶險(xiǎn)鉆孔設(shè)備的落實(shí)被 放到了十分突出的位置。 但盡管在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的上海地區(qū)， 應(yīng)急搶 險(xiǎn)鉆孔專(zhuān)用設(shè)備“ Atlas Copco ”也只有區(qū)區(qū)幾臺(tái)，鉆孔搶 險(xiǎn)設(shè)備組織難度較大，施工單位最初試圖采用自購(gòu)的 HTM-120型 全液壓潛孔鉆機(jī)作為搶險(xiǎn)鉆孔應(yīng)急之用，但是經(jīng)過(guò)實(shí)地反復(fù)實(shí) 踐，其性能不能滿(mǎn)足應(yīng)急搶險(xiǎn)“快速、準(zhǔn)確、高效”的要求，在 此情況下，監(jiān)理要求施工單位將 HTM-120型全液壓潛孔鉆機(jī)退 場(chǎng)、并馬上向上級(jí)申請(qǐng)組織調(diào)撥最關(guān)鍵的搶險(xiǎn)鉆孔設(shè) 備“ Atlas Copco ”馬上進(jìn)場(chǎng)，隨時(shí)待命。 3.2.4 地墻內(nèi)側(cè)表面局部出現(xiàn)鋼筋?yuàn)A泥問(wèn)題?；娱_(kāi)挖以 后，監(jiān)理發(fā)現(xiàn)在地墻內(nèi)側(cè)表面局部區(qū)域外層鋼筋之

16、間存在夾泥現(xiàn) 象，雖然夾泥厚度不大，但若處理不徹底，將對(duì)結(jié)構(gòu)質(zhì)量和使用 壽命造成不利影響，甚至存在安全隱患。 采取的措施有： (1) 要求施工單位及時(shí)編報(bào)地墻夾泥處理 方案； (2) 監(jiān)理對(duì)夾泥部位進(jìn)行見(jiàn)證摸排，弄清夾泥情況，并 報(bào)建設(shè)單位備案； (3) 處理過(guò)程嚴(yán)格按照方案實(shí)施，監(jiān)理重點(diǎn)把 關(guān)，實(shí)行旁站監(jiān)理，保證清理質(zhì)量。 4. 監(jiān)理工作成效 盾構(gòu)措施井自 2008年3月4日開(kāi)挖至 2008年6月 2日最后 一塊底板完成，歷時(shí)三個(gè)月，環(huán)境監(jiān)測(cè)報(bào)表顯示，除 1 個(gè)墻體測(cè) 斜點(diǎn)發(fā)生墻體水平位移累計(jì)報(bào)警外， 其余監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)均未達(dá)到報(bào) 警值；至 2008 年 8 月 15 日結(jié)構(gòu)完成、降水井停抽時(shí)，

17、周?chē)h(huán)境 地表沉降值均控制在允許范圍之內(nèi)，有效地控制了重大風(fēng)險(xiǎn)源， 順利實(shí)現(xiàn)了進(jìn)度、安全、質(zhì)量等各項(xiàng)目標(biāo)；在上海市 2008 年第 三季度深基坑、 旁通道施工專(zhuān)項(xiàng)檢查評(píng)比中， 該措施井工程受到 上海市安質(zhì)監(jiān)總站的通報(bào)表?yè)P(yáng) （ 見(jiàn)滬安質(zhì)監(jiān) 074 號(hào)文 ） 。 5. 幾點(diǎn)體會(huì) 5.1 眾所周知，當(dāng)前重大市政工程的安全質(zhì)量形勢(shì)相當(dāng)嚴(yán) 竣，重大安全和質(zhì)量事故時(shí)有發(fā)生， 一個(gè)最重要的原因是從業(yè)人 員的數(shù)量和素質(zhì)不能滿(mǎn)足高速發(fā)展的市政建設(shè)的需要。 在此形勢(shì) 下，筆者認(rèn)為： 建設(shè)一項(xiàng)重大的市政工程已經(jīng)不僅僅是施工單位 自己的事，更不僅僅是監(jiān)理單位的事了。要建設(shè)好一項(xiàng)工程，關(guān) 乎到社會(huì)的方方面面， 必須充分

18、利用參建各方甚至動(dòng)用全社會(huì)的 力量，才能最終達(dá)到“政府放心”、“人民滿(mǎn)意”的期望效果。 例如：對(duì)深基坑工程設(shè)計(jì)及施工方案科學(xué)技術(shù)委員會(huì)專(zhuān)家評(píng)審、 開(kāi)挖之前深基坑開(kāi)挖條件節(jié)點(diǎn) “四方驗(yàn)收”、開(kāi)挖過(guò)程中針對(duì) 異常情況組織的專(zhuān)家會(huì)診、應(yīng)急資源特別是專(zhuān)用搶險(xiǎn)設(shè)備如 “Atlas Copco ”的調(diào)撥、預(yù)案中搶險(xiǎn)路線的選擇和疏通等等， 都是施工項(xiàng)目部乃至施工企業(yè)所力所不及的，必須動(dòng)用社會(huì)資 源。 5.2 地墻質(zhì)量的好壞， 直接影響圍護(hù)結(jié)構(gòu)的效果和施工的安 全，所以深基坑工程要從地墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工開(kāi)始， 認(rèn)真抓好質(zhì) 量控制， 盡量減少地墻接縫夾泥、 接駁器附近混凝土疏松等質(zhì)量 通病，為后期的基坑開(kāi)挖打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 5.3 降水質(zhì)量是深基坑開(kāi)挖安全的生命線， 必須在分包隊(duì)伍 選擇、人員配備、現(xiàn)場(chǎng)協(xié)調(diào)配合等方面充分重視。穩(wěn)定的隊(duì)伍、 穩(wěn)定的水位是降水工作成敗的關(guān)鍵， “按需降水”把