復雜環境深基坑異常安全事件處理措施研究

向利康

（蘇州市建設工程質量安全監督站，江蘇 蘇州 215006）

0 引言

以中國人民財產保險股份有限公司蘇州市分公司營業房改擴建項目為背景項目，該項目位于蘇州市高新區中心區域，周邊環境復雜，北側為25層辦公樓；西側為地下3層商業；南側為新建主干道路；東側為15層辦公樓；基坑東南側為緊鄰基坑的待改建辦公老樓，基坑周長520m，基坑深度-10.95～-11.90m。如圖1所示。

圖1 基坑周邊環境

1 施工重難點

1.1 老樓影響

緊鄰基坑的辦公老樓地下2層、地上15層，建筑高度54.8m，基礎是天然基礎，離基坑最近距離不足1m，極大地限制整個場地的各項施工安排，原裙房地下結構在工程開工前進行破除清運后雜填土回填，地下存在較多大的碎石塊，拆除的裙房地下結構與原辦公老樓對接處通道口僅用磚砌封堵后進行外側回填，造成室外水大量滲入地下室。

1.2 周邊環境影響

由于項目所在位置影響，基坑周邊地下管線及建筑物繁多，環境較為復雜，且基坑場地狹小，給項目施工及周邊建筑物、管線保護帶來很大風險和難度。西側及北側管網緊鄰紅線且部分走向不明；工程開工前已將紅線內管線改遷完成，但因項目位置距離河道比較近，雨后基坑周邊市政雨污水管網水位很不穩定，變化速度很快，需留意坑外水位變化。

2 重難點處理

2.1 數據保護

以往工程存在施工完成多年后出現問題，然而數據遺失致使無法探尋具體原因。為避免此類現象再次發生，需采取措施進行數據保全。主要是在工程施工前采集周邊建筑及地下管線的原始位置及踏勘發現的既有裂縫等原始數據，并會同公證機構、周邊建筑物所屬單位負責人等進行會議洽談，對原始數據的真實性進行公證、認可。

2.2 老樓沉降分析

在老樓周圍設置8個監測點進行老樓數據監測（見圖2），通過基坑監測數據顯示：老樓沉降速率過快，累計沉降值高，需探尋沉降原因并采用相應的措施進行處理（見圖3）。

圖2 老樓監測點布置

圖3 沉降監測曲線

根據老樓4月12日至6月30日共41次累計監測數據顯示，人保老樓南側監測點J25，J28，J29，J30數據變化較大，累計沉降量最大為J30，數值為-7.09mm。而北側數據相對較為穩定，沉降量較小。老樓監測點位中 J25與 J30，J26與 J29，J27與 J28為易受施工影響的3組差異沉降點，差異沉降量分別為 0.04，3.34，1.81mm。其中 J25與 J30，J27與 J28總沉降量較大，但其差異沉降相對較小，基本處于均勻沉降。而J29與J26總沉降量較小，但其沉降差異相對較大。整體監測數據顯示，截至2020年6月3日，人保老樓南側監測累計變化量整體屬于均勻沉降。

分析監測數據發現圍護施工前，恰逢春節假期停工約5個月，期間經歷頻繁的降水，因原地下封堵處的滲水導致辦公老樓地下室內積水較深且未及時清排，對應期間辦公老樓的監測數據沉降速率也急劇增大，變化速率及累計變化量均較大。現場對積水及時抽排，截至5月10日積水全部抽排完成，數據累計沉降量達5mm。即非施工單位引起沉降變化量是5mm，原設計規定預警值是8mm，報警值是10mm，經總承包方組織業主、監理、圍護設計、結構設計、監測單位技術專家進行技術論證分析，將預警值調整到15mm、報警值調整成18mm。5月11日至6月3日，現場進行工程樁及咬合樁施工，咬合樁施工區域為老樓西側和南側，按照一天一次頻率對人保老樓進行加密監測及現場巡視，監測數據顯示沉降速率趨于平緩，期間累計沉降變化量約2mm，沉降數據在正常范圍內，老樓墻體未出現明顯的裂縫。

為減少基坑施工對老樓影響，采取以下處理措施。

1）施工期間，及時對辦公老樓地下室內的滲漏水及時進行抽排，減少因滲漏水對辦公老樓自身的沉降影響。

2）在止水帷幕施工之前，勘察工作面的地下障礙物并且提前清除，避免止水帷幕施工時因清障停機導致產生冷縫，降低止水帷幕效果。

3）緊鄰辦公老樓處的鉆孔咬合樁施工，采取非沖擊型的機械設備，對樁體采取完整樁體的護筒埋設、靜力旋挖設備成孔；同時掌控好旋挖的分段深度，記錄好護筒的埋深深度，護筒的埋設必須到設計樁底標高下2m，方可進行旋挖且不得超挖，避免產生塌孔、擴孔等質量通病，以減少對辦公老樓地下回填區域的擾動影響。

4）第1道混凝土支撐梁拆除后鉆孔灌注樁懸高較大造成變形偏大，為確保老樓的沉降穩定，對圍護結構與老樓之間的土體采用壓密注漿補強。通過以上措施處理，截至2020年12月9日，累計變化量和變化速率在可控范圍內。

2.3 坑外水位變化分析

基坑施工需要時刻關注地下水位變化，對事故防患于未然。依照圖紙及規范要求，圍護施工期間地下水位預警值是800mm，報警值是1 000mm。本工程自2020年9月29日土方開挖，至2020年11月2日基坑內外整體降水情況良好，均處于正常范圍。2020年11月3日，坑外水位變化速率由正值逐漸向負值轉變。至2020年11月7日，最大變化速率達-190mm/d，累計變化量接近預警值。至2020年11月9日，基坑東側1處坑外水位監測點累計變化量超過預警值。

通過現場巡查發現基坑內壁無滲漏情況，聯合各單位專家進行研究分析，并根據幾日內的降雨情況，初步排除基坑滲水原因，故而著重確認外部原因。研究發現位于本工程北側約150m處的河道在進行清淤工作，整條河道長約500m、寬約10m，河水均抽排干凈至河底。根據坑外水位變化與河道水量變化對比，坑外水位變化最快階段與河道抽注水時間段相符，初步確定河道清淤為基坑坑外水位明顯下降的成因。2020年11月19日，河道清淤完成重新注水，坑外水位監測點數據恢復正常，確定此次坑外水位監測數據變化明顯為北側河道清淤所致。

2.4 薄弱點滲漏分析

為提高基坑在土方開挖及地下室結構施工階段支護結構的抗變形能力，基坑圍護體系最終采用“圍護灌注樁排樁+2道鋼筋混凝土內支撐”，局部采用鉆孔咬合樁，外側采用CSM水泥土攪拌墻作為止水帷幕，主樓區域采取高壓旋噴注漿對基底進行加固。為使鉆孔咬合樁與CSM水泥土攪拌墻處搭接良好，防止發生薄弱點滲漏現象，每處各延伸增加1幅CSM水泥土攪拌墻，用高壓旋噴樁對縫內端頭處進行封堵。開挖基坑之前，在現場準備好引流管、棉被及快干水泥等物資。開挖基坑之后，對于可能出現的小滲漏點，采用快干水泥封堵的方法；如若出現大的滲漏點，立即用引流管引流處理，與此同時采用快干水泥和棉被封堵滲漏點，并加固處理封堵處，綁扎引流管則需等到快干水泥到達一定強度后方可開始。

3 結語

深基坑工程一般位于城市中心繁華區域，緊鄰主干道路，地質條件差，周邊高層建筑及地下管線密集，施工環境復雜。通過數據保護和監測，并進行沉降分析、水位變化分析和薄弱點滲漏分析，既可確保施工質量，又可解決施工中遇到的難題，從而確保基坑施工和使用安全。其中沉降分析主要依靠監測具體沉降數據并進行數據分析，考慮降水因素，采取抽排、清障等方法，對沉降情況進行及時處理；對于坑外水位變化情況，需留意周邊影響，確認變化原因。