超過設計使用年限后的深基坑加固方案評估及論證研究

張海山

摘 要：深基坑工程屬于危險性較大分部分項工程，如果出現超過設計使用年限的情況，深基坑及周邊建筑物的安全將受到嚴重影響，因此對基坑超期進行維護、安全評估和加固處理就至關重要。某海岸線項目地理位置特殊，周邊建筑物和道路復雜，且屬地有季節性的降雨和臺風影響。該項目在深基坑施工完畢后遭遇了停工和超過設計使用年限的問題，以該項目采取各項安全措施為實例，闡述停工期間維護、超期安全評估、加固設計論證、加固方案論證的實施和流程，并總結了加固施工中的注意事項。

關鍵詞：深基坑；超期；加固；論證

中圖分類號：TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：2096-6903（2023）10-0023-03

0 引言

某海岸線項目基坑呈長方形，周長約480 m，基坑深度12 m，支護形式為樁錨、支撐梁等形式，安全等級為一級，設計使用年限1年，周邊建筑和道路復雜。在土方及樁基礎施工完成后項目停工，經歷了3年的停滯，超過了設計使用年限。

本項目基坑研究經歷的5個階段分別為：①停工期間維護。②超期安全評估。③基坑加固設計論證。④加固方案論證。⑤加固施工及效果。

1 停工期間的維護

1.1 巡視檢查

巡視檢查的內容包括：每日進行基坑及周邊建筑、道路進行巡視檢查，記錄自然條件、支護結構有無異常變化、當日的水位和降水情況、周邊環境情況、監測點位及設施的完好情況。巡視檢查過程中需要重點關注：①錨索孔洞滲水是否發生變化、基坑周邊道路、周邊建筑道路有無異常變化。②檢查錨頭、鋼立柱、鋼腰梁的腐蝕狀況。③對基坑周邊護欄銹蝕和損壞的及時進行維修和更換[1]。④施工周邊材料、設施和車輛施加載荷嚴禁超過設計要求的地面荷載限值[2]。

1.2 基坑監測

施工單位自測內容包括：①根據每日巡視情況，施工單位對重點部位開展靈活和有針對性的檢測，比如關注坡頂水平和豎向位移，周邊建筑物和地面沉降。②發現異常后要和第三方檢測單位進行分析，關注基坑安全。

第三方監測單位監測內容包括：①坡頂水平和豎向位移。②周邊建筑物沉降。③周邊地表沉降。④基坑水位監測。⑤錨索和支撐梁軸力監測。⑥深層水平位移監測[3]。

監測工作需要連續、穩定，確保數據不能中斷，監測點破壞后要及時進行修復。連續降雨時，基坑土體和基坑內的含水量會明顯增大，基坑安全明顯減低。因此，雨后要增加監測工作，以便及時掌握基坑的安全狀態。針對前期施工和自然腐蝕，個別深層水平位移點位存在封堵、軸力計存在損壞等問題，要會同監測單位專家共同進行分析，由監測單位測算出具監測報告，確保監測的準確和真實性。

1.3 應急準備工作

在雨季期間，提前準備防汛、防暴雨的應急材料和設備，增加發電機做備用電源。臺風期間降雨量會暴增，要及時關注氣象預報，做好防風防汛準備。情況緊急時，除了常規的維護人員，也要提前增加應急搶險人員，以滿足現場的搶險要求。

1.4 問題的匯報

由于停工期間多次經歷臺風及大的降雨天氣，基坑被多次浸泡，再加上沿海氣候潮濕且腐蝕性強，導致鋼腰梁、錨栓、錨板、支撐梁鋼立柱出現了大量腐蝕，局部護坡樁間出現脫落等問題。而此時的深基坑已經超過設計使用年限，多次發文至建設單位，要求組織基坑超期安全評估工作。

2 超期的安全評估

2.1 安全評估的準備資料

安全評估需要準備資料有：①工程地質勘察報告。②基坑支護設計文件。③基坑支護設計文件論證報告。④基坑支護施工方案及論證報告。⑤基坑監測方案、監測報告、階段性監測總結。⑥支護體系施工工況總結。⑦支護體系構件的檢測資料總結。⑧支護體系施工過程中安全巡視總結。⑨施工前踏勘情況說明及原始照片。⑩地下結構參照圖紙。

2.2 專家評估意見

基坑工程安全評估專家組按照JGJ311-2013《建筑深基坑工程施工安全技術規范》11.3.8條規定及條文說明，組織建設單位、設計單位、監理單位、施工單位、監測單位等共同進行了參加[4]。

根據提供的相關資料、經過專家現場踏勘，經綜合分析，專家意見如下：①目前現狀基坑是穩定的，基坑周邊建筑物及管線、基坑的坑頂水平位移、垂直沉降、錨索的預應力損失等均在規范允許范圍內。②由于該基坑停工時間較長，預應力錨索端部部分錨頭銹蝕較嚴重。③經過了長期的積水浸泡，錨索鋼腰梁銹蝕嚴重，剛度下降。④建議對錨索和型鋼腰梁進行檢測，對于發生銹蝕嚴重的應進行加固。⑤建議檢測完成后，對錨頭、鋼腰梁、支撐梁鋼立柱進行全面的防銹處理。專家結論為：建議經全面評估后，由支護設計單位進行復核并給出基坑加固設計方案。

3 基坑加固設計論證

3.1 錨索和鋼腰梁的專項檢測

根據專家組的意見，設計單位綜合考慮后，認為護坡樁、支撐梁等混凝土構件穩定有效，重點對現場的錨索張拉數值和張拉過程中鋼腰梁完好性由專業第三方進行檢測。

根據設計意見，拉拔試驗按照錨索數量的5%隨機分布抽取。根據驗證結果，對已經施工完成的錨索進行合理利用，降低加固工程量和降低施工難度。存在的問題是已經張拉完的錨索端頭切割后較短，4根鋼絞線無法一起做接頭連接。現場工程師與設計單位確認后，采用單根連接進行拉拔試驗，在出具4根鋼絞線的數據后，綜合計算單個錨索拉拔數值，現場制作了拉拔專用鋼架。單根錨索專用接頭問題如圖1所示。

3.2 出具加固設計方案

根據拉拔報告驗算和結合現場鋼腰梁情況，原張拉完成錨索按照80%拉力值考慮，只需新增加一排錨索（紅色第一排），最后一排錨索（紅色第二排）制作新腰梁重新張拉鎖定。所有銹蝕構件重新除銹做防腐。加固后的錨索A-A'剖面示意圖如圖2所示。

3.3 加固設計方案專家論證意見

具體意見如下：①加固（基坑）支護設計計算書的工況應與現場實際相一致。②建議錨梁采用鋼筋混凝土制作。最終設計為新增一排高度不便于操作設計仍為鋼腰梁，底部張拉重新鎖定位置設置為混凝土腰梁。③本次的加固設計應依據《基坑支護工程超期服役安全評估報告》建議及要求，對已完成支護構件進行檢測或復核后的結論，調整加固設計。④設計單位采用合理的錨桿成孔工藝，避免因錨桿施工對坑外的不利影響。

4 加固施工方案論證

4.1 方案討論階段

重點對方案以下內容進行了討論和完善：①除銹和防腐的具體部位及施工方案。②監測內容要根據加固圖紙中的要求進行補充修改。③高處的鋼腰梁如何安裝、張拉。④臨近塔式起重機位置錨索施工如施工和防護。⑤原有基礎內降水點如何重新布置。⑥便于新增錨索施工的墊土區域，具體范圍和截面沒有進行標注。⑦加固期間應急措施要補充完善。

4.2 專家論證階段

通過前期的安全評估和設計方案的專家論證的參與，結合現場的實際情況，將施工階段的注意事項進行了完善，順利通過專家論證。

5 加固施工及效果

5.1 加固施工注意事項

加固施工注意事項具體有以下5點：①新增加錨索在垂直方向要錯開原錨索位置，后續施工的定位和角度要精準，避免出現群錨效應。②原坑外圍配合錨索施工的減壓井繼續使用，錨索施工時要避開。③原銹蝕部位要進行打磨，打磨到位后再涂刷兩遍防銹漆。④新增錨索要按照加固設計監測點位增加軸力設備，張拉之前要按照要求進行安裝。⑤由于基坑已經施工完成，由于錨桿鉆機提升高度有限，頂部錨索施工需要在基坑內側墊土提高機械工作面，作業面要壓實并鋪設鋼板增加穩定性。

5.2 施工效果及目前基坑狀態

2022年加固部分全部施工完成，各項試驗檢測數據符合規范要求，銹蝕部位全部進行了除銹和防腐工作，第三方檢測數據正常，周邊地面和建筑物正常，基坑處于穩定的狀態。

6 結束語

在基坑加固施工之前，本項目經過了基坑使用維護、基坑超期安全論證、加固設計論證、加固方案論證的流程，過程雖然繁瑣，但為基坑的安全提供了準確的科學的依據，為后續的加固施工以及基坑的安全提供了充分的保障。

深基坑加固的建設單位要發揮對規范流程、基坑超期隱患、安全重點管理工作的經驗，加強巡視和對問題的分析，重視安全管理工作，最大程度地推進基坑安全的保障工作，確保施工安全和質量。

參考文獻

[1] JGJ120-2012建筑基坑支護技術規程[S].北京：中國建筑工業出版社，2012.

[2] GB55003-2021建筑與市政地基基礎通用規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2021.

[3] GB50497-2019建筑基坑工程監測技術標準[S].北京：中國計劃出版社，2019.

[4] JGJ311-2013建筑深基坑工程施工安全技術規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2013.