深基坑維護施工技術管理

一、緒論（一）研究背景隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展,越來越多的復雜結構建筑興起，直接影響了深基坑施工技術管理?；庸こ淌墙ㄖこ汤锏幕A，基坑工程施工時所涉及的問題很多，包含基坑支護、開底、周邊建筑維護以及環(huán)境保護等多個方面?；庸こ淌┕ぜ夹g繁復、安全性能要求較高，在整個建筑工程中具有很重要的作用。深基坑維護施工在地質環(huán)境復雜的施工條件中容易出現(xiàn)工程事故，造成惡劣影響。深基坑維護施工技術管理主要目的就是組織良好的管理團隊，對施工前期準備、施工過程進行技術監(jiān)督，把關整個施工流程，為項目的順利進行提供保障。（二）研究目的與意義隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國深基坑維護施工技術管理在不斷完善，深基坑維護施工技術管理發(fā)展綜合了施工技術與質量控制，合理的運用新型建筑施工工藝有利于對深基坑維護施工技術管理進行一個新的規(guī)劃。深基坑維護施工技術管理中的施工工藝與安全控制、質量控制并稱為建筑工程三大控制方向之一，可是長期以來施工工藝并沒有得到應有的重視。國家陸續(xù)出臺了關于安全管理和質量管理的相關的法律法規(guī),由于沒有健全的施工工藝管理的法律法規(guī)規(guī)定,導致了現(xiàn)在深基坑維護施工技術管理出現(xiàn)很多問題。實際深基坑維護施工中施工工藝與質量安全存在一定的矛盾性,使得深基坑施工工藝管理需要服從其他管理，深基坑施工工藝管理與其他工程技術配合較少，監(jiān)督管理力度落后。認真做好施工前的技術準備、物資準備、勞動組織準備、施工現(xiàn)場準備、施工場外準備等一系列的工作，是提高施工工藝技術的關鍵，追求施工工藝的同時也要充分的考慮到施工質量以及安全管理的問題。本文通過分析深基坑維護施工技術管理，對施工工藝、質量管理進行初步的研究與探討，結合實際的問題出發(fā)，綜合考慮設計方案制定與周邊環(huán)境，對其進行一個系統(tǒng)分析。分析上海港國際客運中心項目深基坑維護施工技術管理出現(xiàn)的問題，結合相關的理論知識與實際施工情況，凸出深基坑維護施工技術管理的重要性，提出深基坑維護施工技術管理改進方案。（三）研究思路第一章主要介紹研究目的、研究的背景及意義、研究思路與研究方法。第二章為理論基礎。主要對深基坑維護施工技術管理相關理論知識進行分析，概括深基坑維護施工技術管理的特點與施工工藝流程。第三章為上海港國際客運中心項目實列分析。該章主要對上海港國際客運中心項目概況、項目周邊環(huán)境以及深基坑技術實施過程中出現(xiàn)的實際問題進行闡述。第四章為上海港國際客運中心項目實列出現(xiàn)問題原因的分析。綜合上海港國際客運中心項目出現(xiàn)問題，結合上海港國際客運中心項目設計方案、專項方案、施工單位以及施工技術等多個方面對該項目進行問題原因的分析。第五章為對上海港國際客運中心項目實列的總體評價與建議。在實際情況的基礎上進行設計方案、專項方案、施工單位以及施工技術多個方面的改進。（四）研究方法基礎理論研究法。通過查找與本文寫作相關的基礎理論資料，了解深基坑維護技術特點與施工工藝流程。案例分析法。本文通過對上海港國際客運中心項目深基坑施工技術管理進行分析，發(fā)現(xiàn)上海港國際客運中心項目深基坑施工技術管理中的問題，從設計方案、專項方案、施工單位以及施工技術多方面綜合分析，通過查閱資料、分析計算，獲取研究數(shù)據(jù)，進而得出真實的分析資料。定性分析法。運用歸納和總結、分析個案與綜合研究等方法，對獲得的關于上海港國際客運中心項目深基坑施工技術管理的資料，再次進行整體的加工。二、深基坑維護技術特點（一）對地下水的考慮地下水豐富一直是我國地質環(huán)境的一大優(yōu)勢，但是對深基坑維護施工卻是一個問題。由于深基坑處于地下較深的位置，導致地下水資源豐富，地下水的壓力很容易水源沖破基坑維護。在深基坑維護施工開始之前會對含水量較大的地質環(huán)境進行一個地下水含量的測試，判斷地下水的含水量和水源流動趨勢對深基坑維護的影響，地下水含量高很容易沖破深基坑維護的保護層導致基坑的破壞。由于長期的地質變遷導致了地質的變化，有的地質環(huán)境由于強度風化以及地殼的運動而發(fā)生了變化，這樣的地質變化很容易引起深基坑維護的破裂，地質情況復雜的地方進行深基坑維護施工要考慮到的不僅是地下水的問題了。深基坑維護施工技術管理與地下水資源需要進行綜合的討論，基坑在較深的地理位置所承受的荷載作用較大，地下水的沖擊力對深基坑維護的破壞力相對較大。在基坑維護的問題中要充分的了解到基坑所起到的作用，對基坑維護要注重的是地下水破壞力度以及基坑對建筑的承受力度。建筑群深基坑維護施工技術管理的研究中表明深基坑維護主要是擔負建筑的荷載力，深基坑在整個的建筑中起到的是支撐的作用，對深基坑進行維護施工的時候要防止支護強度不夠最終導致深基坑的破裂，所以在對深基坑維護的時候要充分的考慮到深基坑承受荷載強度。（二）結構設計基坑降水在不同的情況的結構設計是不同的。在前面討論的地下水的問題中闡述了地下水資源對基坑降水帶來的危害，為了降低地下水對基坑降水帶來的風險在施工之前需要對地下水進行排出。地下水的排出是對流動地下水的進行一個導出作業(yè)，主要作用是避免地下水沖擊力對基坑進行破壞，不同地質環(huán)境的地下水所排出的地下水含量以及排出的方法都是不一樣的，要根據(jù)實際環(huán)境制定一個合理的排出方案。普通地質環(huán)境中由于松散砂層在地表中吸取了空氣導致砂層的孔隙比較的大，壓縮性較高，所以地下水資源較為豐富，軟弱的粘土層的含水量較高，抗剪強度和地基承載力較低，壓縮性也較大。因為基坑建筑的面積一般比較的大，排水問題上也是要求達到迅速的排水，所以如果在枯水期不能完成施工任務那么久將面臨汛期洪水的嚴重威脅。圖1土層物理力學性質參數(shù)表土層物理力學性質參數(shù)表土層名稱層厚（m）含水量重度（V）粘聚力（C）內摩擦角（℃）雜土層2.88濱填土3.50粘質粉土4.8931.718.2828.5粘土1.4635.418.22318淤泥質粉質粘土4.9640.517.51122淤泥質粘土7.1749.716.61413粉質粘土7.3134181717粘質粉土4.0533.317.8829粉質粘土17.2333.217.91723.5在建筑物的建設當中，水利工程中的地基降水施工需要降低地下水位，保證地基在開挖過程中不受地下水的干擾。多年來，井點排水施工普遍用于排水溝及集水坑進行明排或者是在基坑周圍布置排水井進行暗排。當基坑實施凍結排樁施工方案的時候需要提前計算好樁基礎的規(guī)格以及數(shù)量，正確計算樁基礎的規(guī)格與數(shù)量有利于凍結排樁施工方案的實施。合理規(guī)劃凍結孔的數(shù)量以及孔的深度，是對基坑維護的一種保護，能降低凍脹力對基坑的破壞力，采用這種方法能使樁基礎中的混凝土充分澆灌，增強樁的荷載能力，防止孔壁的坍塌。（三）施工工藝圖2施工工藝流程圖定位放線定位放線第一層土開挖第一層土開挖第二層土方開挖第二層土方開挖清底至設計標高清底至設計標高基坑維護基坑維護明溝排水地基驗槽地基驗槽地下室施工地下室施工如上圖所示為深基坑完整的施工工藝流程。深基坑施工最開始是定位放線，建筑的平衡度很大程度上取決于深基坑的平衡度。定位放線就是在地基的基礎上對深基坑的深度以及平衡度進行的一個測試，定位放線首先考慮到的是平衡度，其次是在開工中最對樁孔灌注的考慮。由于在建筑行業(yè)中一般的澆灌機械都是進行垂直澆灌，在對樁的澆灌的時候垂直的不僅是力度較大在對混泥土的凝結、原材料的使用上面都是最好的澆灌方式，所以樁的垂直度對深基坑的建設是有很大關系。定位放線之后是土方開挖，一般的情況下會對土方進行兩次開挖，土方開挖的高度根據(jù)勘測紅線標高決定。土方開挖之后會進行一個清底處理，運出挖出的土方，預埋排水管道。場地開挖之后是深基坑維護，深基坑維護是整個基坑工程最關鍵的步驟，深基坑維護中排水還是為最主要的目標。深基坑維護之后是基地驗槽，檢驗溝槽開挖深度與地質條件，確保溝槽質量，最后才是地下室的施工。施工工藝的這個方法是土建施工工藝中一個較為創(chuàng)新的方法，它使得深基坑的建設更為簡單方便，清晰安全。這是地下連續(xù)墻、深井等施工方法都無法逾越的一個困難，通過整個工程的的建設實踐，本文可以在對深基坑建設的基礎上更上一個臺階。三、上海港國際客運中心項目實例分析（一）上海港國際客運中心項目概況上海港國際客運中心的國際客運碼頭面積約20,000平方米，水深9~13米，可以同時停靠3艘豪華游輪，上海港國際客運中心(9張)碼頭年通過能力達到100萬人次，上海港國際客運中心項目地塊B占地約85,089平方米，竣工后總建筑面積將約為302,080平方米。上海港國際客運中心位于北外灘黃浦江門戶位置，與東方明珠隔江相望，項目建設基地北靠東大名路，東臨高陽路延伸線、西至虹口港，南沿黃浦江邊，占地面積約16萬平方米。碼頭岸線長度約850米。國際客運中心北靠東大名路，西接虹口港，東鄰高陽路，南臨黃浦江。圖3上海港國際客運中心客運綜合大樓承建單位列表上海港國際客運中心客運綜合大樓承建單位列表單位類型單位名稱建設單位上海港國際客運中心開發(fā)有限公司設計單位上?，F(xiàn)代建筑設計集團有限公司圍護單位上市申元巖土工程有限公司勘探單位上海巖土工程勘察設計研究院總包單位上海建工股份有限公司土建單位上海市第四建筑有限公司上海港國際客運中心客運綜合大樓深基坑周邊環(huán)境比較的復雜，在距離黃浦江4.6m處就是上海港國際客運中心項目南側基坑，距離北側基坑則是一棟中遠老樓，基坑的修建對老樓的影響非常大，老樓的結構對基坑沉降的技術要求很嚴格導致了上海港國際客運中心項目北側的基坑修建困難，在上海港國際客運中心項目東側的基坑修建范圍內是東大名路，是一條較為陳舊的老路，路基下的市政管網(wǎng)以及路面都比較陳舊，對上海港國際客運中心項目東側基坑的維護增加困難。圖4上海港國際客運中心項目竣工實景圖上海港國際客運中心項目由于其深基坑維護規(guī)模過大、周邊地理條件復雜、地理位置特殊、施工技術有限直接導致了上海港國際客運中心項目深基坑施工風險加大，施工技術操作難度加大。（二）上海港國際客運中心項目深基坑維護出現(xiàn)的問題地質條件復雜：上海港國際客運中心項目南側基坑距離黃浦江只有4.6m，但是基地沿江岸線有850m之長，基坑最深是13m，基坑最寬為114m，黃浦江周邊的土質主要為砂石，但是分布不均勻，上海港國際客運中心項目基坑距離江岸線周邊防汛墻最近處也只有4.6m。由于之前對深基坑改建中施工技術與材料的限制導致了現(xiàn)在黃浦江周邊還存在大量的木樁、混凝土樁以及各種塊石材料殘渣，分布的范圍較廣，預埋的深度較深，嚴重影響上海港國際客運中心項目深基坑維護施工以及樁基礎的澆灌。周邊環(huán)境復雜：上海港國際客運中心項目深基坑維護施工技術管理還需要考慮對黃浦江周邊建筑的保護以及防汛墻的維護，黃浦江由于潮汐的原因沖擊臨江基坑，防汛墻在不平衡的水力沖擊下容易出現(xiàn)破損，臨江基坑的防汛墻需要更多的維護，再加上需要對上海港國際客運中心項目周邊中遠老樓以及東大名路管網(wǎng)等建筑物進行保護，導致對上海港國際客運中心項目深基坑維護施工技術方案制定考慮因素以及施工措施復雜，嚴重影響上海港國際客運中心項目深基坑維護施工技術的實施。四、上海港國際客運中心項目深基坑維護問題原因分析（一）設計方案選擇有偏差上海港國際客運中心項目地理位置特殊，深基坑開挖難度加大，按設計規(guī)劃，基坑面積要達到18100平方米，平均深度13.1米?；泳嚯x黃浦江最近的地方只有4.6米，基坑與黃浦江平行的長度達到214米。開挖深度較大，開挖時需要放坡處理，但是根據(jù)基坑與黃浦江之間的距離嚴重影響放坡高度與坡度，實際放坡與設計出現(xiàn)偏差。在基坑北側，有遠洋大廈等建筑物，距離也只有四五米。而東大名路路面下，有很多電力電纜、雨水管、煤氣等管道，對深基坑施工有很嚴重的影響。由于上海港國際客運中心項目距離黃浦江較近，周邊環(huán)境復雜導致上海港國際客運中心項目深基坑維護所考慮因素較多，設計時對周邊的地質條件以及建筑保護措施制定的不周全，設計方案的選擇時出現(xiàn)了偏差，容易顧此失彼，深基坑施工技術實施的過程中容易出現(xiàn)周邊建筑破損的情況。（二）錯誤審定施工專項方案上海港國際客運中心項目深基坑維護實施的是開敞式施工方案，放坡時采用的是大開口的施工方法，施工技術采用的是在支護結構維護之后直接進行的垂直挖口，挖口的深度一般在設計標高標示的鋼筋混凝土的地板高度，地下室施工順序是由下而上進行施工的，地下結構要較先完成然后再進行地上結構的施工。上海港國際客運中心項目深基坑維護結構擋土墻長度較長，增加了施工預算成本，實際現(xiàn)場進行施工的時候發(fā)現(xiàn)基坑內部的支護結構使用的支撐量相對較大，使用鋼材材料較多，雖然增加了深基坑的承載能力但是也加大工程施工難度。（三）施工單位選擇盲目根據(jù)上述建設單位以及建筑單位圖表中可以看出，施工單位以及土建單位都是在我國建筑單位中較為出名的建筑公司，但是在深基坑維護施工技術中這兩個單位并不是很全面的單位，尤其是在上海港國際客運中心項目深基坑維護施工技術還涉及到路面管網(wǎng)的維修以及黃浦江防汛墻的保護，這兩個單位施工技術單一，所涉及到的施工范圍有限，在實際施工中主要針對深基坑的維護與修建，對于周邊老樓的保護以及防汛墻的維護都沒有達到技術要求，東大名路的管網(wǎng)也不能及時維護，可能會出現(xiàn)很多的后期維修事件，增大了成本預算以及質量風險概率。（四）深基坑支護施工技術落后上海港國際客運中心項目深基坑進行地下水排水時出現(xiàn)水位降低引發(fā)泥土的凝固、地面會產(chǎn)生沉降的情況，若沒有及時采取補救措施維護基坑以及附近的建筑物會出現(xiàn)路面大面積沉降的事故。深基坑的挖坑、地下線管道路的敷設都是要在基坑變形以及地面沉降施工中就必須做好的工作，在現(xiàn)場施工中環(huán)境的不同導致施工手法的改變，建筑物的密集程度對深基坑支護方案也有嚴格的要求，在預算成本控制的條件下適當?shù)目s短工期、保證施工質量。五、上海港國際客運中心項目深基坑維護施工技術改進（一）設計支護方案的正確選擇首先要對其進行基礎技術的編制撰寫，施工組織要根據(jù)合理的組織計劃進行施工步驟，上海港國際客運中心項目深基坑維護施工工程是一個階段性改造工程，對于一般的階段的工程來講，其改造階段的工程量較小，施工技術比較規(guī)范，對于上海港國際客運中心項目深基坑維護施工工程整個施工階段的技術具有復制性、可行性，面對技術人員圖紙的審核、記錄、現(xiàn)場簽證都是具有規(guī)范性。設計方案簽字以及項目設計修改要從實際出發(fā)，通過設計圖紙可以看出黃浦江以及東大名路對實際的深基坑維護造成了很多的困擾，審核設計方案的時候需要把老舊建筑的維護以及防汛墻的保護規(guī)劃到設計方案中，要充分的結合土質特點以及周邊環(huán)境，設計單位要根據(jù)勘察單位以及施工單位給出的意見進行實際的圖紙修改，要確保深基坑維護的正常操作，保證周邊環(huán)境以及建筑物不受影響，協(xié)調各個環(huán)節(jié)，確保上海港國際客運中心項目順利施工。（二）審定施工專項方案施工人員制定的方案采用了鉆孔灌注樁作為擋土墻，在特殊部位將維護樁的樁徑加大，樁長加長。為了消除潮汐的動水壓力對止水帷幕的成樁質量的影響，對基坑南側的止水帷幕樁的外側增加一排SMW工法樁，作為原來止水帷幕三軸樁職工的保障。支撐方面采用的是三道鋼筋混凝土支撐來代替以往的一道混凝土支撐，增加兩道型鋼保證支撐維護形式，增大支撐剛度，減少了基坑的變形。面對這次難度加大，工程加大的建設工程，施工技術人員對項目的施工方案的制定結合了當?shù)氐牡刭|環(huán)境以及現(xiàn)代的深基坑維護技術方法，是為了加強項目的安全性以及提高項目項目的適用性。施工時，預先將巢湖泵和柴油機安裝在浮船上，再將浮船牽引至取沙點，通過輸沙管線將浮船與拋枕船相連。開動柴油機，帶動沙泵，即可向拋枕船連續(xù)輸送沙漿，沙漿濃度控制在15%～20%之間。待沙枕經(jīng)過濾水，充盈率達到80%左右后，扎緊沙袋袖口。然后自航拋枕船開到設計指定拋枕位置的定位船，沉放時沙枕長度方向與水流方向一致，校好船位即松開枕架開關，使枕架傾斜，沙枕自動翻入水中，沉到設計位置。如此循環(huán)施工，直到達到設計要求為止。拋枕過程中，應注意拋筑的沙枕間不形成垂直通縫和貫通的空隙。并注意隨時用測深儀測量拋枕位置地形，確保拋枕的到位率。深基坑維護施工中對深井進行排水處理，控制排水時間以及力度，把握排水量，記錄排水水位的變化。圖5降水基坑內外水位變化記錄表降水基坑內外水位變化記錄表降水位時間井號67月1號12:0011#4.57月2號12:0014#37月3號12:0044#1.57月4號12:0011#07月5號12:0091#94#-1.57月6號12:0011#14#47#91$-37月7號12:0011#44#94#-4.57月8號12:0044#47$14#-67月9號12:0044#47$14#-7.57月10號12:0044#47#91#-97月11號12:0044#47#-10.57月12號12:0044#-127月13號12:0044#-13.57月14號12:0044#每日降水記錄，嚴格控制水位下降值，避免突發(fā)狀況。深基坑維護結構漏水直接引起井外水位下降，下降至超過規(guī)定范圍表示深基坑維護結構出現(xiàn)問題，應該立即對其漏水部位實施應急措施。（三）合理選擇施工單位上述分析中對總包單位以及土建承包單位進行了初步的分析，對該施工單位的施工范圍以及資質進行探討?？偘鼏挝灰约巴两▎挝挥匈Y格進行深基坑維護的施工建設的，但是面對上海港國際客運中心項目深基坑維護項目負責的地形以及周邊環(huán)境，除去深基坑維護施工還涉及到了對周邊老舊建筑的維護以及防汛墻的保護，路面管網(wǎng)的保護問題等，所涉及的建設范圍包含了土建、水利、市政、房屋維護等多個方面，所以在施工單位的選擇上面需要慎重的考慮。（四）改進深基坑支護工程的施工深基坑維護施工人員在對深基坑進行維護的時候要合理的運用其施工工藝與施工機械，監(jiān)測與控制周邊環(huán)境，及時的調整施工方案與進度，在施工機械的監(jiān)督下對周圍建筑變形需要及時掌控。深基坑維護由于所處的地下位置特殊，由于施工時排出的廢物與氣體直接影響深基坑支護施工與混凝土的澆筑，所有實際施工中要及時的將機械運作時所產(chǎn)生廢物以及氣體排出。深基坑支護是地下施工結構對附近支護結構的連續(xù)墻進行基坑內部的一個支撐，地下結構采取的支持作用的同時連續(xù)墻在壓力的作用下會變形，采用逆作法就能夠有效的減小變形的程度?，F(xiàn)場進行施工時還發(fā)現(xiàn)了在底板進行支撐的時候支撐柱起到的是支點的作用，對底板進行混凝土澆筑時要注意的是柱與柱之間跨度的減小，減小跨度就能使底板成為多跨結構，增大了支撐的荷載力度，有效的減小了由于壓力帶來的沉降，對敷設的管線以及道路的位置也適當?shù)臏p小了沉降力度，保證在施工期間能夠順利的完成施工結構。老舊建筑物周邊為了防止維護部位的沉降采用了?950@1250型號的鉆孔灌注樁，樁身長度由原來的26m增加到了27m，水泥參量為20%，基坑的止水帷幕長度增加到20.8m。施工項目開工之前都會進行成本預算，施工期間更是會嚴格的控制成本，所以在保證施工質量的前提下，預定的施工工期下最大限度的節(jié)約成本是項目最大目標。六、總結深基坑維護施工技術管理對整個建筑工程建設具有非常重要的作用，深基坑工程存在很大的風險，因此對其施工技術以及安全質量管理要求較高，深基坑維護施工技術管理方案制定時需要對周邊環(huán)境以及建筑結構充分的考慮，檢測深基坑周邊環(huán)境，明確維護目標，對深基坑維護施工技術難點以及出現(xiàn)的施工問題及時處理，做好應急機制。本文從深基坑維護技術管理角度分析，通過對上海港國際客運中心項目案例資料的搜集，找出案例深基坑維護技術難點以及實際施工出現(xiàn)的問題，分別從設計方案、審定施工專項方案、施工單位以及施工技術四個方面分析，探討了深基坑維護施工技術管理改進措施，體現(xiàn)深基坑維護施工技術管理的重要性。致謝在本論文即將完成之際，謹此向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！導師以敏銳的洞察力、淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度、精益求精的工作作風和對科學的獻身精神給我留下了刻骨銘心的印象，這些使我受益匪淺，并將成為我發(fā)展事業(yè)的動力。最后，感謝曾經(jīng)教育和幫助過我的所有老師。衷心地感謝為評閱本論文而付出寶貴時間和辛勤勞動的專家和教授們！參考文獻[1]師旭超、梁醒培，深基坑變形預測的進化支持向量機模型，武漢理工大學學報，2010年第01期[2]朱珍連，SMW工法在某工程深基坑維護中的應用，四川建材，2012年第01期[3]田偉民，采