基坑施工對附近路橋的影響觀測分析

賈亞麗 Jia Yali

1 工程概況

某工程項目于2016年10月開工，包括1棟26 層、2棟24層、1棟20層和5棟18層住宅，南部1層地下車庫、北部局部2層地下車庫，以及配套公建用房。基坑開挖最深部位超過10m。項目建設(shè)用地面積33 215m2，總建筑面積83 038m2，其中地下室建筑面積43 437m2。

本工程基坑圍護周長約877m，面積約30 513m2；其中，局部2層地下車庫基坑圍護周長約462m，面積約12 717m2。1層地下車庫區(qū)域的基坑開挖深度為5.4m，基坑圍護剖面見圖1；2層地下車庫區(qū)域純地下室部分的基坑開挖深度為9.4m，局部集水井、電梯井落深1.5～2.95m，基坑圍護剖面見圖2。由于在1倍基坑挖深內(nèi)沒有地下管線及其它建（構(gòu)）筑物，根據(jù)上海市《基坑工程施工監(jiān)測規(guī)程》（DG/TJ 08—2001—2006）中的規(guī)定，本項目2層部分監(jiān)測等級為2級，1層部分監(jiān)測等級為3級。其基坑圍護結(jié)構(gòu)主要采用以下兩種圍護形式：①1層地下室區(qū)域采用雙軸水泥土攪拌樁壩體的圍護形式；②2層地下室區(qū)域采用鉆孔灌注樁+三軸攪拌樁止水+二道混凝土支撐的圍護形式。

2 周邊環(huán)境

圖1 1層地下車庫剖面圖

圖2 2層地下車庫剖面圖

圖3 項目總平面圖

本項目周邊環(huán)境較簡單，在基坑1倍開挖深度范圍內(nèi)，沒有地下管線及其它建筑。其總平面圖見圖3。

（1）項目南側(cè)為辦公區(qū)及生活區(qū)，無地下管線等需要保護的設(shè)施。

（2）項目西側(cè)為小區(qū)道路。其中，道路外側(cè)北段為已建住宅，基坑開挖邊線距離已建別墅最近處約30m；道路外側(cè)南段為在建工地。

（3）項目北側(cè)為某運河，基坑開挖邊線距離運河護岸超過30m。

（4）項目東側(cè)為城市道路，場地與道路之間有寬于15m的綠化帶。其中，道路西側(cè)有電信、雨（污）水等地下管線，且該側(cè)北段為某大橋，引橋及主橋距離本項目2層地下車庫區(qū)域約15～30m（圖4）。該橋為一座偏南北走向的橋梁，引橋結(jié)構(gòu)形式為簡支梁橋，主橋上部結(jié)構(gòu)為3跨1聯(lián)預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)箱梁，梁端下設(shè)盆式橡膠支座；引橋下部結(jié)構(gòu)采用輕型橋臺和樁柱式橋墩，主橋橋墩為門式橋墩。南端接坡路面兩側(cè)采用鋼筋混凝土L型擋土墻（C30混凝土）；北端接坡路面兩側(cè)采用漿砌塊石擋土墻。

3 出現(xiàn)的問題

據(jù)施工單位反映，基坑圍護施工正常，包括前期工程樁、圍護用鉆孔灌注樁、三軸攪拌樁止水、混凝土圍護支撐、地下第2層底板鋼筋混凝土施工等，此時南部（地下1層車庫部分）施工已到地面上第3層。2017年3月 ，在工程施工第2層頂板鋼筋時，該橋的市政管理單位對該橋進行日常巡檢時發(fā)現(xiàn)：橋南端接坡西側(cè)人行道出現(xiàn)凹陷，西側(cè)擋土墻出現(xiàn)滑移、外傾現(xiàn)象。為進一步了解該現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，以及對路面、擋土墻及橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，特委托檢測公司對南端接坡西側(cè)區(qū)域的擋土墻、路面、橋梁結(jié)構(gòu)等進行詳細檢測。

4 檢測情況

根據(jù)檢測公司對南端接坡?lián)跬翂χ苓叚h(huán)境的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)擋土墻西側(cè)的建筑工地正在進行深基坑開挖施工，開挖深度約為10m，現(xiàn)場測量其基坑邊緣距擋土墻最近處僅有20m。具體有以下問題。

圖4 基坑與東側(cè)引橋

圖5 南端接坡西側(cè)人行道下陷

圖6 人行道地磚與路緣石間相對滑移

圖7 人行道與擋土墻間相對滑移

圖8 人行道與擋土墻間相對沉降

圖9 非機動車道地磚凹陷

（1）南端接坡西側(cè)人行道路面均出現(xiàn)不同程度的下陷（圖5）。人行道磚與路緣石間、人行道與擋土墻間均出現(xiàn)水平向滑移開裂現(xiàn)象（圖6、7），其中，人行道與擋土墻間最大水平向錯位量為67mm。人行道西側(cè)與接坡?lián)跬翂Y(jié)合處存在相對不均勻沉降，最大相對沉降量為96mm（圖8）。西側(cè)非機動車道與人行道路緣石結(jié)合處混凝土地磚亦出現(xiàn)凹陷（圖9）。

（2）南端接坡西側(cè)擋土墻存在沉降與外傾現(xiàn)象，其中，橋臺處擋土墻頂部外傾85mm、沉降137mm（圖10）。西側(cè)擋土墻墻身與臺身整體錯位，而東側(cè)未見明顯錯位（圖11、12）。擋土墻第1節(jié)段與第2節(jié)段間也存在相對變位，第1節(jié)段較第2節(jié)段西傾45mm。橋臺西側(cè)地面亦產(chǎn)生沉降開裂現(xiàn)象，裂縫寬39mm。

（3）第8、9孔橋跨下原已做硬化地面，其中，第9跨橋下用混凝土硬化地面，第8跨橋下鋪設(shè)地磚。但如今，該兩跨下地面近西側(cè)擋土墻延伸線處均出現(xiàn)縱向開裂現(xiàn)象（圖13、14），其中，第9跨橋下路面裂縫沿施工切縫開展，裂縫最大寬度40mm，且兩側(cè)存在高差（最大值為35mm），西側(cè)低于東側(cè)。

5 原因分析

根據(jù)該工程項目建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理單位、監(jiān)測單位相關(guān)人員提供的情況和檢測單位的相關(guān)報告，對造成上述問題的原因進行分析，主要有以下幾方面。

（1）在深基坑施工過程中，需不斷從基坑中抽取地下水，致使基坑周邊區(qū)域內(nèi)的地基層地下水位下降，土基沉陷，且越靠近深基坑開挖區(qū)域，沉陷量越大。

（2）三軸攪拌樁止水帷幕出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，在降水過程中，造成局部水土流失，使地面、路面局部塌陷。

（3）道路路基、道路欄板梁下回填土不密實，導(dǎo)致道路及相關(guān)設(shè)施經(jīng)數(shù)年使用后，出現(xiàn)沉降或局部下沉。

根據(jù)檢測結(jié)論，橋梁主體結(jié)構(gòu)及附屬結(jié)構(gòu)暫未發(fā)現(xiàn)由基坑開挖導(dǎo)致的明顯結(jié)構(gòu)性危害。但地基沉降是緩慢進行的，其穩(wěn)定亦需要一定的時間，不排除在后續(xù)運營過程中橋梁因此而產(chǎn)生新的危害。

6 處理措施

為了使工程順利進行，并防止新的危害發(fā)生，綜合該工程項目參建單位和東側(cè)路橋市政管理單位各方的訴求，對現(xiàn)有問題采取以下修補措施。

（1）項目北部局部（2層地下車庫）暫停施工1個月。

（2）對擋土墻及人行道等出現(xiàn)病害的部位進行專項加固、維修。

圖10 西側(cè)擋土墻橋臺處沉降及外傾

圖11 南端接坡西側(cè)擋土墻與臺身錯位

圖13 第8跨橋下地面開裂

圖14 第9跨橋下地面開裂

（3）對該工程項目參建單位予以適當經(jīng)濟處罰。

（4）在上道鋼筋混凝土支撐拆除前，對擋土墻、橋梁主體結(jié)構(gòu)及附屬結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀進行評估，采取應(yīng)對措施，預(yù)防因此而產(chǎn)生新的危害。

（5）對南端接坡?lián)跬翂Α蛄褐黧w結(jié)構(gòu)及附屬結(jié)構(gòu)的變位（含沉降）進行長期監(jiān)測，掌握其后期變位情況，根據(jù)監(jiān)測的結(jié)果再采取相應(yīng)的后續(xù)措施。

7 改進建議

（1）參建的建設(shè)、施工、監(jiān)理、監(jiān)測等單位應(yīng)提高對深基坑及其他重大危險源的管控和防范意識，加強相關(guān)技術(shù)管理文件、技術(shù)標準的學(xué)習(xí)，制定并認真執(zhí)行各項檢查、監(jiān)測、巡視制度，避免此類事件的發(fā)生。

（2）為保證周邊建（構(gòu)）筑物的安全，減小施工的影響，保證施工順利進行，開工前應(yīng)對周邊重要的建（構(gòu)）筑物、地下管線或支座等已出現(xiàn)的缺陷進行現(xiàn)狀標記登記，定時觀測其發(fā)展情況；必要時，以上工作應(yīng)委托第三方進行。

（3）施工開始時，參建各方應(yīng)重視降水可能產(chǎn)生的影響，在基坑降水前設(shè)置必要的坑內(nèi)、坑外潛水觀測井，嚴密觀測周邊建（構(gòu)）筑物、基坑周邊及地下水位的變化，認真、如實地記錄相關(guān)數(shù)據(jù)；并根據(jù)地下水位的監(jiān)測結(jié)果，及時調(diào)整降水進度，防患于未然。

（4）對城市橋梁安全保護區(qū)域范圍內(nèi)的建筑工地，在進行基坑施工、建筑打樁、地下管線頂進、建筑物爆破、井點降水、地基加固等作業(yè)前，應(yīng)按《上海市城市橋梁安全保護區(qū)域管理暫行規(guī)定》的要求，事先向市管處或者區(qū)（縣）市政工程管理署申報并征得同意后，方可實施。

（5）監(jiān)督部門要在工程開工前加強開工條件審驗，不符合開工條件的，不可發(fā)放施工許可證。在施工過程中，要加強現(xiàn)場監(jiān)督，使參建各方緊繃安全質(zhì)量這根弦，要警鐘長鳴，長治久安。