原俊杰
(中铝国际(天津)建设有限公司山西铝基地分公司，山西河津 044000)
深基坑工程的特殊性、复杂性、事故突发性，使得设计正在逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系，深基坑的设计对支护结构的控制也转向了包括保护周边环境的变形控制，深基坑的系统性也相应对施工过程的控制提出了较高的要求，而施工企业也面临着较多的不确定性，特别是因自身的原因，在实际的实施控制过程中存在着很多问题，还不能实施有效的信息施工，已有的过程控制体系不能适应实际过程控制需求，不能协助设计进行有效的动态设计并提升自身竞争力，对深基坑工程的过程控制能力较差和不可靠，使得实际施工过程需要被动处理的问题较多、风险较大、实际损失也不小。
1 施工过程中存在的问题
1.1 施工专项方案针对性、指导性、可操作性较差，不能正确反映设计方案要求
专项方案的针对性、指导性、可操作性指的是专项施工方案要根据现场实际反映设计方案的各个工况强度和变形控制参数。专项方案对施工过程有重大的指导意义，因此在施工过程中必须加强监测，力求实施有效的信息化施工。不仅在施工前需要注意编制质量、严格审核程序，在施工过程中也有根据实际情况进行修改的过程，只不过有些修改只是微修改，重大的修改一般较少，注重这些微小修改，使其更符合实际施工过程才能真正确保施工过程质量的稳定性，在以往的施工中，因方案针对性、指导性不强，难以操作，抛开施工方案进行施工的情况也有很多，有些过程没出事，有些则发生了事故，过程质量稳定性、可靠性没有保证。
专项方案的编制人员与具体实施人员存在脱节问题，对于一般的方案，编制和实施环节相互脱节的问题，不会造成大的问题，但对深基坑这类技术很复杂的专项方案的编制过程没有具体实施人员参加或没有充分理解，具体实施人员就可能因理解沟通不够，不仅执行效果可能较差，不能意识到某些关键环节的重要性而埋下事故隐患，出现问题或发生事故征兆也不能正确应对，局部的问题会造成较大的全局性损失。施工组织设计及专项施工方案针对性、技术性指导性不强，常常采取的措施不能兼顾支护结构的安全。
1.2 不能保证支护结构的施工质量
存在的主要问题是:1)使用不合格材料、偷工减料，没有从根本上解决观念、认识问题，总认为设计单位比较保守，而且又是临时支护工程，以前这样施工好像也没出现事故，存在侥幸心理，不把深基坑的特殊性、复杂性、系统性、事故突发性、损失巨大的特性当回事，把降低成本和工期放在重要位置，甚至重要的施工过程质量也不能保证。2)施工工艺和方法不符合要求。如:地下连续墙成槽质量较差，导致墙体质量差，槽壁塌方、变形等，虽引起上述问题的原因是多方面的，可有水泥浆质量、地质水文条件、挖槽施工等方面因素，但在施工过程中不能采取相应的工艺和方法解决。3)不能按设计要求和图纸施工。如:搅拌桩没有严格按设计配合比进行施工，土体强度达不到设计要求，搅拌深度不够，桩搭接施工长度不够等。4)不重视重要节点的施工质量，如:基坑中间最大承载力处墙或桩的强度和刚度不符合设计要求，内支撑的强度、偏心受力和拉锚锚固的有效性、钢板预埋和焊接等不符合要求等。5)不注意形成有效的支护结构。如桩、墙的深度不够，没有进入持力层，容易发生倾覆和滑移;搅拌桩墙没有进入不透水层、桩或墙间结合不好，没有形成有效的止水帷幕。锚杆或支撑施加预应力不够，加大了变形，降低了实际支护效果。
由于深基坑工程的特殊性，技术控制的复杂性远甚于永久性的基础结构或上部结构，设计和施工过程有较多的不确定性。设计方案和施工过程均可以根据实际情况进行改动和优化，但必须严格按程序进行控制。支护结构是系统工程，施工方不能理解设计意图，不能从根本上认识到深基坑系统施工的重要性，仅仅靠有限的经验进行施工，不注重施工过程的控制，特别是不注重关键部位的施工质量，实际上是给日后留下了事故隐患，使得在薄弱环节容易发生问题，进而会引起支护结构整体的问题，严重时会造成整体垮塌和周边环境破坏，造成很大的损失。
1.3 不能利用时空效应原理，满足开挖过程的设计工况和变形要求
目前，深基坑支护结构的控制已从设计安全度控制延伸至变形控制，由于深基坑本身的特殊性和支护结构受力和环境的复杂性，设计和施工过程存在的较多不确定性，使得实际开挖过程的控制难度、风险较大，一旦发生事故，损失较大。按时空效应原理进行开挖则所需费用较小，但可获得较好的控制效果。时空效应是指深基坑开挖过程中，合理安排每个分部开挖土方的空间尺寸，尽量减少每步开挖在无支撑阶段的暴露时间，可靠而合理地利用土体自身强度来控制土层位移，进而控制基坑整体的位移和变形。实践已证明:科学地利用时空效应原理，及时进行预应力支撑或拉锚，对保护环境、节约造价和缩短工期具有明显优势。
实际的施工过程常常与施工设计要求差别大，这个较大的差别并不是在设计要求范围内产生的差别或对施工过程进行优化产生的差别，而是常常超出了设计限定的范围或实际控制值超出了保护周围环境的变形要求，进行盲目的、不顾风险和后果的施工。
利用时空效应原理最主要的作用是控制基坑开挖过程的风险和满足支护结构变形控制要求，超挖是最主要的风险，特别是越向下部空间开挖，超挖带来的风险越大。时空效应也是开挖期间进行支护结构变形控制的最好手段，在设计工况内合理减少每次开挖量，合理安排开挖顺序，满足平衡开挖要求，留土反压、及时平衡支撑和施加预应力，根据现场开挖情况及时进行预测和优化开挖过程，就可用较小的代价获得较好的变形控制成果。
1.4 不能协助设计进行有效的动态设计
目前基坑设计已由安全度控制趋向了变形控制，对施工实际过程设计参数的监控、分析要求更高，但在实际过程中施工方常常难以满足设计方对过程监测、分析的要求。设计通过预测每一工况的支护结构的变形量、内力及支撑力，采集这一工况下开挖施工过程的相应信息，进行参数反演，计算预测下一工况支护结构的变形量等，如此反复循环，通过不断的分析预测指导施工，通过施工信息反馈修改设计，使设计及施工逼近实际。施工过程没有配备或根本就没有相应基坑施工经验的技术人员，或技术人员水平较低，难以发现和处理现场存在的问题，并没有及时与设计人员进行沟通和分析，导致设计和施工的脱节，不仅难以双赢，还会因沟通不畅而产生更多的问题。
1.5 不能实施有效的信息化施工
信息化施工主要用于对施工过程的控制，每一阶段施工前都要对影响施工过程的因素进行分析，确定需要监控的各项参数，预测其可能的变化数值，确定合理的施工工艺和施工参数进行控制。
信息施工使基坑施工过程始终处于受控状态，能及时通过现场监测仪器和有经验的技术人员巡检，获取过程信息和数据，通过分析了解过程实际状况，能及时发现问题，及时处理问题，掌握工程进展的主动权，能做到施工技术的科学化、信息化、标准化、规范化，并为施工过程中的科学决策提供了有力的支持。信息技术在大型工程施工中的应用和推广是工程管理现代化的重要标志和必要途径，也是确保工程质量和施工安全的关键性措施。但技术和经验占比重很大的信息施工，在实际施工过程中，常常达不到实际的效果，其原因有:1)信息检测不全或监测信息点设置不合理、数据离散性大难以判断、数据有误差或人为因素影响大、不能实时监测或监测过程耗时长、不能及时得到信息或分析时间长。2)技术人员经验有限，对深基坑系统的技术掌握不深，不能将技术和经验在实施过程中灵活运用，不能通过现场情况进行判断，对所获取的信息分析不到位，不能对其中的异常情况做出正确判断，是继续跟踪观察还是立即采取措施在下一步进行纠正，对异常情况发展趋势不能进行合理的预测，不能制定合理有效的下一步实施方案。3)管理过程没有理顺，没有建立一套有效的过程控制程序或已有的程序不能适应过程的实际需求，没有按实际及时进行改进，有限的项目资源不能得到有效利用。
1.6 不能根据现场实际做好施工过程中的主动预测、预防工作
深基坑工程每一步均需作相应的预测，如开挖过程支护结构的变形量预测，支护结构的承载力预测，周边保护环境的变形预测，对水危害的预测，对某一工况下实施方案效果的预测，对某一异常情况发展趋势的预测等，根据预测和风险分析来确定相应的预防措施，预测、预防均来自主动的获取相关信息、主动了解实际环境情况及变化、主动理解设计、主动进行及时的分析、及时采取对策、验证和反复循环改进。但在实际施工过程中工作的积极主动性不高、技术和经验水平不能适应过程变化的需要，难以发现问题，工作比较被动，往往是要等问题完全暴露，形成较大的事故隐患才会被迫实施大量的应对措施，付出较大的代价。
预测、预防的能力来自已发生的事故教训和成功的实施经验及对深基坑过程的风险管理，来自对实施环境和实施过程的了解，但在实施过程中常常不注意进行相关知识和经验的获取、积累和应用，以致实际需要时难以进行有效的预测、预防。
主动预测、预防工作是深基坑工程中的重要内容，是以最少的投入避免较大损失的过程，但在实施过程中常常是仅靠个人努力程度进行实施，依赖技术人员的个人素质和能力，技术人员的努力程度和能力对过程效果影响较大，也就是不同的技术人员实施效果差别大，过程稳定性、可靠性差，建立不断根据实际情况进行改进的过程控制程序是解决这个问题的关键。
1.7 发生问题不能采取有效措施进行补救
在实际施工过程中，常常没有一套有效的事故防范和补救机制，疏于事故防范管理和监测及信息反馈，有经验的施工人员在施工全过程不能坚持不间断的在现场进行巡视和观察，获取第一手信息资料，不重视变形观测，不能及时发现和跟踪事故苗头，没有做相应的预防措施和其他准备，并注意及时补救，事故发生时不能分析清楚原因或准备不足，不能做出可靠的补救施工方案，不能立即实施有效的应对补救措施，造成事故扩大、人员伤亡和损失增加。
2 注意事项
2.1 施工过程控制的观念和思路
观念和思路是行动的指导思想，在实施过程中必须有正确的观念和思路，认识上的不足会反映到每个行动中，加大实施的风险。观念和思路改变及提高是施工过程各个层次、各个部分必须注意的问题。首先要认识到深基坑工程是一个从设计到施工、监测、反馈修正，是一个大系统的观念，深基坑工程的特殊性、复杂性、事故高发性，设计和施工过程的不确定性，使得施工过程不可能只是按图施工。深基坑支护结构设计的发展方向是逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系，对于这个转变过程，施工方也应积极应对，修正原有的施工过程控制观念。需要对与施工相紧密联系的设计、监测的各个过程积极参与，才能确保整个施工过程控制目标的实现。深基坑支护结构实施过程的影响因素众多，不仅存在人为的设计、施工、监测错误难以与实际工况对应，而且实际的工况也会因时空效应、施工过程引起的变化而变化，施工过程的控制难度较大，是一个需要认真对待的问题，不可轻视。深基坑是一个局部薄弱环节能使整体发生垮塌的工程，局部的观念和思路问题也会影响全局性过程控制效果，过程控制的人员不仅是技术人员，也需要实施过程具体操作人员的参与和观念及思路的转变，否则难有好的过程控制效果。
2.2 重视对基坑地质条件的调查分析
重视对基坑地质条件的调查分析，并收集和总结本地区同类工程处理地质问题的经验和教训，从源头上规避地质类风险。
施工过程的控制均与当地的工程地质、水文地质条件和周围环境状况有关，为此，不仅设计要先做好对基坑以外周边地区的地质、水文地质条件、建筑物、地下管线的勘察，施工方也需要及时了解和重视对基坑周边地质、水文等情况，以及周围建筑物、地下管线、道路情况和允许变形要求，以便能更深入的理解设计方案对安全度和变形控制的要求，在实施过程中满足信息施工、动态设计的目的。
2.3 加强对设计方案的理解和设计过程的参与
在很多情况下设计过程和施工过程是脱节的，深基坑设计不仅需要较高的理论计算水平，而且还需要较强的设计和施工经验，施工经验缺乏会导致设计方案考虑不周，对施工过程问题考虑较少;相反，施工方不理解设计意图，不积极参与到设计过程中去，不仅会有很多问题在实施前难以发现，动态设计、信息施工的过程控制效果也难以满足要求。勘察设计可能会有勘察结果出现偏差、围护结构选型失误、设计参数取值安全储备不够、设计错误等问题，施工方也需要注意这方面问题，在设计阶段和施工过程中多问几个为什么，加强理解和提高危机意识，注意把经验与相关知识相结合，进行经验提升，相关知识和经验积累到一定程度，对提高施工过程问题处理能力和危机处理意识大有好处。基坑支护设计与施工应该建立一套较为完善的设计技术理论与实践经验，适时进行改进与完善，以适应不同的实际工作需要，设计人员和施工人员都要加强经验的积累并不断吸取国内外先进的设计理论与知识，把理论知识与实践经验相结合，通过现场实际状况的及时监测，对成果不断地比较、论证，不断地调整，并逐步具备更高的技术水平与能力，更好的满足动态设计和信息施工的要求。
2.4 建立深基坑工程技术交流平台，加大深基坑工程施工控制技术的分析研究
目前在深基坑开挖和支护技术方面已积累了丰富的设计和施工经验，新技术、新结构、新工艺不断涌现，需要将相关的设计知识和深基坑施工经验的获取放到十分重要的位置上，从深基坑工程事故中吸取经验教训，建立有效的过程预测、预防、信息施工过程控制最好的方法，引用同类工程的实践经验，在此基础上进行有针对性的施工过程控制已成为一种可行的模式。建立深基坑相关技术的交流平台，对国内外深基坑设计、施工、监测技术和实施效果、经验及教训进行介绍、总结、分类编码，促进深基坑技术的学习、交流、总结、改进。通过技术平台加强同勘察设计等相关单位及专家的及时沟通，增加施工现场图像传送、实时视频监控、多方网络视频论证、信息实时通报等措施，加快信息反馈、分析、处理过程，适应深基坑对动态设计、信息施工的要求。
市场对施工企业技术实力的要求越来越高，需要靠核心技术立市，增强竞争能力，建立深基坑相关技术的交流平台，加大深基坑工程施工控制技术的分析研究，将有助于提高企业的竞争力和实际过程控制水平。
2.5 建立符合实际要求的深基坑施工过程控制流程，并不断根据实际情况进行改进
我们制定了很多管理制度和方法，但在实际过程中很少能起到积极的作用，究其原因就是管理过程和实施过程脱节，除了内容不切实际，缺乏执行力外，更主要的是不能根据实际情况进行适宜的改进，使制度和方法对施工过程不能产生较大的促进作用，反而在某些方面形成束缚，施工过程的质量主要是依靠个人的技能和主动性，质量好坏因人而异，可靠性较差。深基坑工程是个系统工程，最容易在薄弱环节出现问题，局部的问题导致了整个支护体系的失稳或变形过大，事故发生不可避免。强度控制和变形控制需要设计、施工、监测过程各个部分的共同努力，才有可能消除施工过程和支护结构的薄弱环节，作为施工方需要建立符合实际要求的深基坑施工过程控制流程，并不断根据实际情况进行改进，通过重视过程实施的效果和不断合理改进，才能从过程角度确保实施质量的可靠性，进而保证全过程的实施质量。
因此深基坑开挖的规范化、程序化、科学化对减少或防止深基坑事故即环境工程地质问题所产生的危害无疑是有积极作用的，尤其是在基坑开挖之前通过详细的工程地质勘察，分析与评价可能出现的环境工程地质问题，在此基础上，进行合理的支护设计是必不可少的;此外基坑施工期间强调信息化施工，即施工过程中随时监测，发现问题及时反馈，重新修改或补充设计从而进一步指导施工。
2.6 注意各层次技术和管理人员的配备和能力素质
基坑工程综合性强，技术复杂、实施技术和管理难度大，技术人员不仅需要岩土、结构、施工的知识，还要有施工经验，各个岗位技术含量高，没有相应的知识和经验，理解和意识能力较差，难以适应能力施工过程的控制要求，难以预防和发现问题，并及时处理问题，容易引发事故。因为深基坑是系统性工程，影响因素多，控制过程复杂，除了项目关键工程技术人员的配备和能力符合要求外，特别要注意具体施工层次管理和技术人员相应的技术和管理水平控制，不仅各层次技术管理人员要有相应的技术和管理水平，更要加强各层次技术和管理人员之间的沟通和交流。
