论文部分内容阅读
摘要：深基坑工程是一个高风险、高难度，涉及多个学科和多种复杂因素相互影响的系统工程。由于上海地区是典型的软土地基，其特点为强度低、含水量大、压缩性高以及流变特性显著， 因而这种软土地层中的基坑工程存在问题更多，面临的风险更大。本文通过一工程案例分析了基坑变形报警的原因和采取的相关措施以及取得的效果，为类似工程提供参考。
一、 引言
随着我国经济建设的迅猛發展，上海地区高层建筑如雨后春笋般不断涌现，随之而来的深基坑工程也大量出现。高层、超高层建筑和城市地下空间的开发和利用极大地促进了中国深基坑工程设计、施工技术的进步。同时，上海地区地下水位多位于地下1m左右，地表下75m范围内土层主要由滨海-浅海相的粘性土与砂性土组成，尤其是40m以内以饱和软弱粘性土为主。软土具有强度低、含水量大、压缩性高以及流变特性显著等特点， 因而这种软土地层中的基坑工程存在问题更多，面临的风险更大。本文通过一工程案例分析了基坑变形连续报警的原因和采取的相关措施以及取得的效果，为类似工程提供参考。
二、 工程概况
某深基坑工程位于上海市长宁区临空园区，东侧为协和路，西侧为外环路，北侧为北翟路，南侧为金钟路，拟建4幢11层主楼和1层裙房，整体设二层地下室。基坑面积约为70000m2，周长约1215m，基坑裙楼开挖深度为10.95m，主楼区域开挖深度为11.35m，总土方量达到70多万立方。周边环境条件较复杂，基坑东侧有上海市消防总队特勤支队2～4层建筑，距离基坑边线12.8m；北侧有2层砖混建筑和加油站，分别距离基坑边线27.2m和19.4m；西侧为S20公路；南侧金钟路下有300配水、1200雨水和400污水等管线，距离基坑边线约8.9～19m。
基坑平面图
基坑围护采用900mm@1100mm钻孔灌注桩挡土，外设850mm三轴水泥搅拌桩止水帷幕。周边设置两道临时支撑，中心岛法施工，分三级放坡，即先行施工第一道钢筋混凝土水平支撑，盆式开挖至坑底并施工基础底板后，在底板上设置斜抛撑，中心岛区域地下室结构完成之后再进行裙边的土方开挖。基坑东南部及西侧局部区域设二道钢筋混凝土水平支撑。为保护基坑东南侧消防总队建筑，基坑外部设置600钻孔灌注桩作为隔离桩。
场地处于上海地区古河道地层，缺失上海市统编的第⑥层、第⑦层土，地表下深度85m范围内地基土均属第四纪滨海～河口相、滨海～浅海相、滨海、沼泽相、溺谷相、滨海～浅海相、滨海～河口相沉积物。主要由粘性土、粉性土和砂土组成，一般呈水平状分布。
三、 基坑变形情况
2012年6月16日，现场巡视发现，基坑及周边环境出现较大变形。检测数据显示，基坑监测点P17、P18、P19、P20、P21等五个点（其中P17、P18、P20为土体测斜点，而P19和P21为围护桩测斜点），在经历了6月16日至17日的强降雨后，金钟路一侧的土体移动进入剧烈变化区，土体侧向位移迅速增大，在采取坑内护坡、加速底板施工和封闭金钟路靠近基坑侧的一半行车道路（21日）后，土体变形明显趋缓，至6月28日，最大水平位移为P19点，地表累计变形量为向坑内158.5mm， CX2（坑外土体测斜）、P19（围护桩测斜）和P35（坑内土体测斜）的变化规律和变形趋势基本一致，均为向坑内变形且都进入了平缓状态，但坑内的土体变形明显大于坑外的土体变形，说明必须加强坑内的三级土坡的稳定监测，防止土坡失稳。
监测结果显示，由于基坑裙边的留土护坡作用，土体的移动集中发生在浅层，地表的影响最大，基底以下，影响逐渐减弱。
四、 基坑变形的原因分析
监测数据显示：整个基坑的变形可以分成三个阶段：①变化平稳阶段（2012年6月16日以前），在此阶段，累计变形增加，但基坑变形速率平稳；②剧烈变化阶段（2012年6月16日至2012年6月20日），基坑变形迅速，累计变形量迅速增大；③恢复阶段（2012年6月21日起至今），基坑变形速率重新趋于平稳，但累积量不断增加。
1、 由于该基坑采用中心岛法施工，开挖后不能尽快形成对撑，开挖初期基坑围护体势必会出现较大变形，周边道路也出现了多处裂缝。
2、 从2012年5月31日重新开始大规模土方开挖起，由于挖土顺序与挖土施工方案不符以及裙边超挖等原因，造成基坑变形开始增加。
3、 6月17日的暴雨导致基坑变形迅速变化。强降雨所引起的周边土体的水土压力增加、土体抗剪强度降低和基坑内、外部坡体重量的增加，往往会导致局部坡体失稳，强降雨导致的基坑外侧土体滑移的主要原因。
4、 施工期间金钟路的重载车辆是导致金钟路侧基坑变形增大的原因之一。
五、 相关措施
5.1 加快基础底板及结构施工措施
1、基础底板分区抢工
增加作业机械、人员，24小时抢工，每道工序按小时安排施工计划，争取工序零间隙，根据现场实际合理划分施工缝，保证中心岛基础底板及地下室结构提早完成；
2、基础底板钢筋支架变更
原基础底板支撑采用直径28螺纹钢，纵横间距1.5米，上口单向通长焊接L40×40角钢，形成支撑体系。现采用A48×3.5钢管支架，代替原来的角钢支架，减少焊接时间，加快施工速度。
3、中心岛结构抢工措施
中心岛结构模板、钢管扣件一次性投入，不考虑周转使用，使地下室中心岛结构提早完成，尽快形成有力的支撑系统；
4、在保证基础底板施工进度的同时，此对撑区域结构优先施工，尽快使北翟路、金钟路中段支撑受力。在对撑没有形成前，严禁进行基坑土方开挖。在对撑形成并达到设计强度后，经业主、监理、围护设计、总包会议讨论决定继续开挖时间。
5.2 护坡措施 1、根据专家会意见，优化挖土方案，并严格按照挖土方案执行；
2、增加护坡喷锚机械及相关作业人员，24小时施工，保证现场所有三级坡以及所有临时坡尽快完成喷锚；
3、所有完成喷锚的坡面使用彩条布全部覆盖挡水；
4、原预留的三级坡坡底500×500排水沟（约380m）及1000×1000×800集水井（8个）全部用C15细石混凝土浇筑填满至垫层标高，以增强坡底稳定性；
5、三级坡坡顶与围护挡土墙之间暴露土体全部硬化，采用A8钢筋网片单层双向@200，浇筑150mm厚C20砼，在每个支撑形成的区域内设置集水井。
6、三级坡坡脚一圈设置底板临时传力带，传力带施工缝止水钢板与传力支撑H型钢满焊，坡脚浇筑的临时混凝土在挖裙边土方时，机械凿除并外运。
7、为稳定基坑土体，基坑周边坡脚做传力带与底板相连，金钟路侧做混凝土挡土墙，砂袋堆至二级坡坡顶。
5.3止水及降排水措施
1、坡面渗漏点形成水流时采 取引流措施，将坡体喷锚完成后，采用1.2米长A48×3.5钢管斜插入土体1m引流；没有形成水流的位置直接使用快干水泥堵漏；
2、基坑裂缝处理（场外周边道路、场内基坑周边道路、三级坡位置）：安排专人负责此项工作，随开裂随处理，采用快硬水泥、沥青、水不漏等灌缝封堵，保证雨水等不直接进入坡体；
3、基坑周圈排水沟（长度约1300米）： 将周圈所有排水沟、集水井清理检查，使用快硬水泥封堵裂缝后，再铺贴卷材防水，四天内完成。
5.4 金钟路重车限行措施
控制金钟路上车数量，靠基坑侧半幅路使用隔离墩隔离，禁止车辆行驶，并设两人昼夜巡逻指挥。混凝土浇筑泵车全部改到基坑西侧和东北侧。
六、基坑施工的建议
1、强化各责任主体的质量安全意识，提高对基坑工程的认识，建设单位应对基坑工程提供必要的资金保障。
2、审图机构应加强对地勘报告的审图要求，对设计基坑工程的必須对地勘报告中土体指标的完整性、真实性进行严格审查。另外，基坑围护设计图纸应该采取与主体施工图相同的审图制度。
3、基坑施工过程中应严格按照经过评审通过的施工方案施工，严格按照施工方案的挖土顺序进行挖土，严禁超挖。
4、建立基坑开挖节点验收制度。目前在轨道交通上已普遍实行基坑开挖节点验收制度，即在基坑开挖前应对是否具备条件进行验收，验收条件包括：是否完成设计要求的工程量、施工方案编制及交底、监测布点、人员物资是否到位等，只要有一条未达到要求的不允许开挖。该制度实施以后效果较好，可以从源头上促进各责任主体切实做好基坑工程从而降低基坑风险。目前房建项目中对基坑只有专项评审制度，对方案实施情况缺乏有效监督，使得很多方案只停留在纸面未能真正得到落实。
一、 引言
随着我国经济建设的迅猛發展，上海地区高层建筑如雨后春笋般不断涌现，随之而来的深基坑工程也大量出现。高层、超高层建筑和城市地下空间的开发和利用极大地促进了中国深基坑工程设计、施工技术的进步。同时，上海地区地下水位多位于地下1m左右，地表下75m范围内土层主要由滨海-浅海相的粘性土与砂性土组成，尤其是40m以内以饱和软弱粘性土为主。软土具有强度低、含水量大、压缩性高以及流变特性显著等特点， 因而这种软土地层中的基坑工程存在问题更多，面临的风险更大。本文通过一工程案例分析了基坑变形连续报警的原因和采取的相关措施以及取得的效果，为类似工程提供参考。
二、 工程概况
某深基坑工程位于上海市长宁区临空园区，东侧为协和路，西侧为外环路，北侧为北翟路，南侧为金钟路，拟建4幢11层主楼和1层裙房，整体设二层地下室。基坑面积约为70000m2，周长约1215m，基坑裙楼开挖深度为10.95m，主楼区域开挖深度为11.35m，总土方量达到70多万立方。周边环境条件较复杂，基坑东侧有上海市消防总队特勤支队2～4层建筑，距离基坑边线12.8m；北侧有2层砖混建筑和加油站，分别距离基坑边线27.2m和19.4m；西侧为S20公路；南侧金钟路下有300配水、1200雨水和400污水等管线，距离基坑边线约8.9～19m。
基坑平面图
基坑围护采用900mm@1100mm钻孔灌注桩挡土，外设850mm三轴水泥搅拌桩止水帷幕。周边设置两道临时支撑，中心岛法施工，分三级放坡，即先行施工第一道钢筋混凝土水平支撑，盆式开挖至坑底并施工基础底板后，在底板上设置斜抛撑，中心岛区域地下室结构完成之后再进行裙边的土方开挖。基坑东南部及西侧局部区域设二道钢筋混凝土水平支撑。为保护基坑东南侧消防总队建筑，基坑外部设置600钻孔灌注桩作为隔离桩。
场地处于上海地区古河道地层，缺失上海市统编的第⑥层、第⑦层土，地表下深度85m范围内地基土均属第四纪滨海～河口相、滨海～浅海相、滨海、沼泽相、溺谷相、滨海～浅海相、滨海～河口相沉积物。主要由粘性土、粉性土和砂土组成，一般呈水平状分布。
三、 基坑变形情况
2012年6月16日，现场巡视发现，基坑及周边环境出现较大变形。检测数据显示，基坑监测点P17、P18、P19、P20、P21等五个点（其中P17、P18、P20为土体测斜点，而P19和P21为围护桩测斜点），在经历了6月16日至17日的强降雨后，金钟路一侧的土体移动进入剧烈变化区，土体侧向位移迅速增大，在采取坑内护坡、加速底板施工和封闭金钟路靠近基坑侧的一半行车道路（21日）后，土体变形明显趋缓，至6月28日，最大水平位移为P19点，地表累计变形量为向坑内158.5mm， CX2（坑外土体测斜）、P19（围护桩测斜）和P35（坑内土体测斜）的变化规律和变形趋势基本一致，均为向坑内变形且都进入了平缓状态，但坑内的土体变形明显大于坑外的土体变形，说明必须加强坑内的三级土坡的稳定监测，防止土坡失稳。
监测结果显示，由于基坑裙边的留土护坡作用，土体的移动集中发生在浅层，地表的影响最大，基底以下，影响逐渐减弱。
四、 基坑变形的原因分析
监测数据显示：整个基坑的变形可以分成三个阶段：①变化平稳阶段（2012年6月16日以前），在此阶段，累计变形增加，但基坑变形速率平稳；②剧烈变化阶段（2012年6月16日至2012年6月20日），基坑变形迅速，累计变形量迅速增大；③恢复阶段（2012年6月21日起至今），基坑变形速率重新趋于平稳，但累积量不断增加。
1、 由于该基坑采用中心岛法施工，开挖后不能尽快形成对撑，开挖初期基坑围护体势必会出现较大变形，周边道路也出现了多处裂缝。
2、 从2012年5月31日重新开始大规模土方开挖起，由于挖土顺序与挖土施工方案不符以及裙边超挖等原因，造成基坑变形开始增加。
3、 6月17日的暴雨导致基坑变形迅速变化。强降雨所引起的周边土体的水土压力增加、土体抗剪强度降低和基坑内、外部坡体重量的增加，往往会导致局部坡体失稳，强降雨导致的基坑外侧土体滑移的主要原因。
4、 施工期间金钟路的重载车辆是导致金钟路侧基坑变形增大的原因之一。
五、 相关措施
5.1 加快基础底板及结构施工措施
1、基础底板分区抢工
增加作业机械、人员，24小时抢工，每道工序按小时安排施工计划，争取工序零间隙，根据现场实际合理划分施工缝，保证中心岛基础底板及地下室结构提早完成；
2、基础底板钢筋支架变更
原基础底板支撑采用直径28螺纹钢，纵横间距1.5米，上口单向通长焊接L40×40角钢，形成支撑体系。现采用A48×3.5钢管支架，代替原来的角钢支架，减少焊接时间，加快施工速度。
3、中心岛结构抢工措施
中心岛结构模板、钢管扣件一次性投入，不考虑周转使用，使地下室中心岛结构提早完成，尽快形成有力的支撑系统；
4、在保证基础底板施工进度的同时，此对撑区域结构优先施工，尽快使北翟路、金钟路中段支撑受力。在对撑没有形成前，严禁进行基坑土方开挖。在对撑形成并达到设计强度后，经业主、监理、围护设计、总包会议讨论决定继续开挖时间。
5.2 护坡措施 1、根据专家会意见，优化挖土方案，并严格按照挖土方案执行；
2、增加护坡喷锚机械及相关作业人员，24小时施工，保证现场所有三级坡以及所有临时坡尽快完成喷锚；
3、所有完成喷锚的坡面使用彩条布全部覆盖挡水；
4、原预留的三级坡坡底500×500排水沟（约380m）及1000×1000×800集水井（8个）全部用C15细石混凝土浇筑填满至垫层标高，以增强坡底稳定性；
5、三级坡坡顶与围护挡土墙之间暴露土体全部硬化，采用A8钢筋网片单层双向@200，浇筑150mm厚C20砼，在每个支撑形成的区域内设置集水井。
6、三级坡坡脚一圈设置底板临时传力带，传力带施工缝止水钢板与传力支撑H型钢满焊，坡脚浇筑的临时混凝土在挖裙边土方时，机械凿除并外运。
7、为稳定基坑土体，基坑周边坡脚做传力带与底板相连，金钟路侧做混凝土挡土墙，砂袋堆至二级坡坡顶。
5.3止水及降排水措施
1、坡面渗漏点形成水流时采 取引流措施，将坡体喷锚完成后，采用1.2米长A48×3.5钢管斜插入土体1m引流；没有形成水流的位置直接使用快干水泥堵漏；
2、基坑裂缝处理（场外周边道路、场内基坑周边道路、三级坡位置）：安排专人负责此项工作，随开裂随处理，采用快硬水泥、沥青、水不漏等灌缝封堵，保证雨水等不直接进入坡体；
3、基坑周圈排水沟（长度约1300米）： 将周圈所有排水沟、集水井清理检查，使用快硬水泥封堵裂缝后，再铺贴卷材防水，四天内完成。
5.4 金钟路重车限行措施
控制金钟路上车数量，靠基坑侧半幅路使用隔离墩隔离，禁止车辆行驶，并设两人昼夜巡逻指挥。混凝土浇筑泵车全部改到基坑西侧和东北侧。
六、基坑施工的建议
1、强化各责任主体的质量安全意识，提高对基坑工程的认识，建设单位应对基坑工程提供必要的资金保障。
2、审图机构应加强对地勘报告的审图要求，对设计基坑工程的必須对地勘报告中土体指标的完整性、真实性进行严格审查。另外，基坑围护设计图纸应该采取与主体施工图相同的审图制度。
3、基坑施工过程中应严格按照经过评审通过的施工方案施工，严格按照施工方案的挖土顺序进行挖土，严禁超挖。
4、建立基坑开挖节点验收制度。目前在轨道交通上已普遍实行基坑开挖节点验收制度，即在基坑开挖前应对是否具备条件进行验收，验收条件包括：是否完成设计要求的工程量、施工方案编制及交底、监测布点、人员物资是否到位等，只要有一条未达到要求的不允许开挖。该制度实施以后效果较好，可以从源头上促进各责任主体切实做好基坑工程从而降低基坑风险。目前房建项目中对基坑只有专项评审制度，对方案实施情况缺乏有效监督，使得很多方案只停留在纸面未能真正得到落实。