浅述监理在深基坑逆作法施工对周边环境保护和控制技术应用的作用

　　摘要：兴业大厦的深基坑地处上海外滩繁华地段，逆作法施工时采用地下连续墙的二墙合一、坑内外土体加固、深井降水、土方控制性开挖、信息化施工等多项环境控制技术和监理对上述工艺技术的监管是周边的重点保护建筑物和道路管线进行有效保护的重要保证。
　　关键词：深基坑、逆作法、环境控制、预控、监管
　　
　　1.工程概况及周边环境控制要求：
　　兴业大厦位于上海外滩，占地面积7856.8米，主楼19层，群房十层，地下三层，地上部分面积55783㎡，埋深14米，地下部位总面积18889㎡。东临四川中路，北临汉口路，是市中心的主要交通要道，而西侧、南侧有八栋保护等级较高且距离基坑很近（3m~10m）。如华东设计院、交通银行大楼、三井洋行大楼。离基坑稍远的有：东侧的海关大楼、新江丰大楼、北侧的联合大楼、中南大楼，所以周边环境复杂且地下管线较多，年代已久。根据保护建筑的要求，沉降量必须控制在一定的范围内。可是在大型基坑约6000㎡，挖深14.2m)的施工中，近距离的开挖而面对众多的高等级的建筑物保护群，尤其是在上海粘土地基的深基坑对环境的控制要求相当高。
　　2.环境控制技术措施的运用：
　　2.1根据该工程周边环境控制的特殊要求,监理项目部协助建设方和总包方经多次论证、分析，考虑到逆作法施工，大型基坑的大开挖一是工期长，场地要求高；二是对周边的建筑物影响大，控制难度更大，而采用逆作法施工，除投资费用会增大提高，对周边保护性建筑的沉降量和环境保护有效理想效果等优点，最终选定了逆作法施工工艺，利用模板作为支撑和二墙合一（地下连续墙兼永久性地下室结构外墙）。在围护和桩基完成后，进行地面层结构施工，在向下挖土时BO板成了基坑的第一道支撑，随着挖土面层的下降，地下室各层楼板都形成了基坑的支撑，这些永久性结构板支撑幅度大，受力简单合理，不会因换撑带头的内力重新分布造成不利影响，从而减少深基坑施工对周边产生的变形。施工工艺的确定首先从组织层面上对建筑管线进行保护，其次为施工提供了组织保证。
　　2.2地下连续墙施工技术措施：
　　2.2.1地下连续墙既是主体结构又是地下部分的围护墙，为此监理建议在此危险部位应加厚加深，在以后的施工中靠汉口路、四川中路一侧墙厚800毫米，深度25.2米（挖深12.4米）；三井洋行一侧墙厚1000毫米，深度29.2米（挖深14.2米）；靠华东设计院、交通银行大楼侧墙厚1000毫米，深度31.2米（挖深14.2米）。同时为安全起见，在西侧、南侧两个方向墙厚均做到1000毫米，而且地下连续墙在开挖面上下的长度比超过1:0.9。
　　2.2.2测小槽段分幅尺寸。采用4.2米标准幅以加快单元槽段的施工速度，提高开挖后的土拱效应。共计71幅，总延长为340米，地下连续墙接头形式为三波形锁口管柔性接头，各单幅地墙施工中监理严格控制地下墙成槽时间及钢筋笼下放时间，结构外墙的垂直度、混凝土浇捣质量及防渗漏、接头箱清洗、防绕流等质量工艺要求并全程进行跟踪监控。
　　2.2.3合理确定地下墙施工工艺。地下墙首开幅的选择与树根桩的拱形施工布置相结合，在每幅地墙中放置二根墙趾、注浆管，进行注浆，用以加强地下连续墙纵向钢度，减少地下墙体的不均匀沉降。适当提高泥浆比重；如在成槽的过程中，交通银行、三井洋行的沉降速率较大，在泥浆中若掺适量的中晶石以提高泥浆比重，进一步提高槽的稳定性。
　　2.3坑内外土体加固的技术措施：
　　2.3.1坑外隔断处理
　　在基坑外的北侧，东侧的地下连续墙外作排一涂层搅拌桩，在西侧、南侧外分别作一排拱形树根桩和二排双头涂层搅拌桩，树根桩直径θ300，主筋8θ12，桩长18.4米。深层搅拌桩采用θ700，桩间搭接按200mm，桩长18.4米，水泥掺量12%，并在树根桩之间进行压缩注浆，以形成构筑物与施工面间的隔断体与地下连续墙组成较厚的坝体，通过对围护坝体的加厚以及利用拱形受力结构，进一步扩充了维护体系的钢度，同时在地下连续墙外侧形成止水帷幕，并承担部分挡土功能，减少坑外土体对墙体的侧向压力。
　　2.3.2坑内土体加固
　　在基坑的地墙内侧进行水泥土搅拌桩坑底加固，搅拌桩宽6200mm,深度18.6m,坑底以下水泥掺量12%，坑底以上至地墙顶水泥掺量7%，从而对土体形成一定的固结作用，增强坑内土体的内摩擦系数，增大被动土压力。
　　2.4深井降水
　　在挖土施工前，采用真空深井降水工艺。布置21口井对基坑内的地下水作预降水，保证在开挖前使降水深度在坑底下0.5~1m，以使土体固结密实，强化土体的承载力，增加坑内土体的内摩擦系数，加大被动土压力。同时坑外的水位观测井作为回灌井点。当坑外水位发生突变或下降值较大时，则采用强制回灌措施对坑外进行水的补充，防止因水分流失造成坑外土体固结变形，引起周边保护建筑物的超范围沉降。
　　2.5基础挖土施工工艺
　　2.5.1采用盆式挖土,是利用盆边留土产生的被动土压力来抵御基坑围护的变形,项目监理部依据设计院的分析及以往工程经验,及时在“施组”报审表提请总承包应注意事项，基坑变形最易发生的首层挖土，此时支撑体系尚未完成，地下连续墙呈悬臂状态，一旦变形将无法恢复原状。为此在监理的参与下，经评估确定，首层挖土时，重要防范的部位是南侧和西侧，采取二级放坡，一级“盆边”土留量10米宽，一，二级“盆边”土留量22米宽，按1:1.5放坡开挖,其他部位留置8米,放坡同样为1:1.5.这样临近华东院、交通银行等保护建筑的基坑盆边土加宽大大加强了被动土压力区的范围，减少基坑围护的侧向变形，进一步减少坑内的土体位移及建筑物沉降。
　　2.5.2抽条挖土是依据土体具有的时空效应的特点，土体开挖形式和空间分布形式与基坑变形有密不可分的因果联系，考虑到土体是一种弹塑性体，土体受荷后会产生流塑变形，即使在受力不变的情况下，土体的变形也会随时间而不断的增长，根据于此，采用抽条挖土的施工工艺方案是符合工程实际状况的选择。同时明确抽条挖土必须对称进行以形成对撑，24小时内完成挖土并随即浇注好垫层，规定抽条宽度在4米左右，原则上使后挖土体在尽可能多的包含经过坑内搅拌桩加固的土体，二条搅拌桩之间未加固土体先挖，在随捣的砼垫层达50%以上强度后再挖余下的经加固的土体。
　　2.6信息化施工和监测
　　在地下工程中，由于地质状况，荷载条件，施工条件和外界其他因素的复杂影响，很难单纯在理论上预测工程中困难遇到的问题，理论预测值不能全面而准确的反映工程的各种变化，所以在此工程中应及时依据检测的结果调整工艺方案及施工流程，充分发挥信息检测结果对施工和监理工作的指导作用。
　　鉴于对周边保护建筑物影响最大的是在基础开挖阶段，为此监理要求紧跟没层开挖及支撑的进展，对地墙变形和地层移动进行全面系统的检测，设置符合规范要求检测报警值，检测频率每2天一次。重点建筑累计差异沉降20毫米，其他建筑累计差异沉降小于等于30毫米，程降速率小于等于2mm/天，坑外水位下降小于等于30毫米，地墙变形小于等于30毫米，监理根据检测依据分析对地下室的基础施工进行动态地，有效的工程质量监控，发挥了监理的监管和控制的作用。
　　3.实施效果
　　挖土及地下结构施工结束后，坑外土量累计最大变形5mm，坑外水位累计最大变化130mm，周边8栋保护建筑无明显变形，程降数据均在控制范围内，周边道路及管线均未出现异常情况，基本达到了预期的环境控制有要求。在兴业大厦的身基坑施工中，上述多项环境控制的选择和应用是成功的，对周边建筑群及道路管线的保护是有效的。
　　4.结束语.
　　通过对本项目的监理工作的实践，深切领悟监理项目的管理和实施必须在掌握熟悉设计文件和建筑项目有关的国家颁发的法律法规，强制性条款和验收规范，技术标准外，还应累积和运用在施工项目管理经验，工艺技术要求，重点工作在施工前的预防控制，特别是审查施工组织设计时应对没一项工艺流程进行严格的审核，对其科学性、合理性和可操作性全面仔细的进行评判，将重要注意事项明确提示承包单位，确保项目必须在经监理批准的条纹框架内进行施工，在施工中加强监理的管理力度，对关键工艺，关键部位的施工应全过程进行监控，做好协调和监帮工作及工程中的人性化管理，相互尊重，共同提高技术水平，对以后的监理工作大为有益。