基坑施工中周边环境监测周期探讨

刘大伟

(上海中测行工程检测咨询有限公司,上海市　200438)

基坑施工中周边环境监测周期探讨

刘大伟

(上海中测行工程检测咨询有限公司,上海市200438)

介绍了基坑施工过程中对其周边环境变形影响的主要因素,综合工程实际经验,提出在现行地方标准要求基础上,应延长对其监测周期,以保护基坑周边环境安全,避免产生不必要纠纷。

基坑;施工;监测周期;周边环境

0　引言

上海市地方标准《基坑工程施工监测规程》对基坑监测周期的规定是“围护桩施工开支至基坑施工至±0.00位置;也可根据需要延长监测周期”。在上海市的实际基坑监测项目中,业内对于监测截止日期的执行标准根据围护结构的不同常见为三种情况:(1)重力坝、桩孔灌注桩+搅拌桩及地下连续墙围护结构,监测至地下结构施工至±0.00,待土体回填后结束;(2)两墙合一不涉及需要土体回填的围护结构,当基坑施工至±0.00结束;(3)SMW工法桩围护结构,监测至地下结构施工至±0.00,待型钢拔出后结束。通过大量工程实践,结合土体变形理论知识,笔者认为基坑监测结束时间应根据实际情况分别对待。

基坑监测的内容包括围护体系监测及周边环境监测,对于基坑围护体系本身多为临时结构,对其监测的目的主要为保护其施工安全,在工程地下结构施工至±0.00位置后其作用已完成,因此监测也即相应停止。但对于基坑周边环境的监测,不应该仅限于保护基坑周边环境在基坑施工期间的安全,还应考虑土体固结过程滞后、在建建筑影响、周边既有密集高层建筑诱发变形及相邻项目施工对基坑周边环境的影响。

1　软土地层变形影响

对于上海浅层地下土体主要由砂性土及软黏土组成,两种类型的土体由于自身结构特点,存在着不同的压缩特性。根据太沙基有效应力理论,土层的变形是由有效应力引起的,外荷载转化为土层中有效应力,从而引起土层的变形。对于砂土,其渗透性大,固结稳定经历的时间较短,可以认为在外荷施加完毕时,其固结变形已经基本完成。其变形可以被理解为瞬时变形。而对于上海地区的浅层饱和软黏土,其类型特点是土体颗粒接触不紧密,空隙小且连通性差,孔隙水不易排出,因此固结速率慢,其变形往往要经历一个过程。

2　在建建筑影响

对于在建高层上部结构,现在全部具有桩基础,相对于其自身巨大的荷重,桩基础的作用是有效遏制荷载增加引起的周边土体变形的同比例增长,但对于其绝对变形量仍然不可忽视,并且其影响范围大,持续时间长。所以,在建筑物上部结构建设过程中,随着层高的累积荷载的增加,导致的周边土体的变形同时会引起周边建筑物的变形。

3　周边既有密集高层建筑诱发变形影响

由于既有的密集高层建筑的存在,它们叠加引起的周边土体绝对变形在一定范围及时间内会同时作用于在建项目周边建筑物。

4　相邻项目施工影响

在建项目周边同时会出现其它土建、市政等项目交叉施工,当前的基坑监测仅针对项目本身对周边环境的影响,新的项目开始后其影响通常都是被从“零”开始。上海城区存在着许多新老建筑并存的情况,一些20世纪的老旧建筑几乎没有桩基础,其自身抵抗外因诱发变形的能力十分脆弱,再加之重复的影响,很容易引起其自身结构变化,从而影响其正常功能使用。

在笔者的从业过程中,上海市中心城区某项目是上述情况存在的典型代表。

基坑采用地下连续墙和Φ850SMW搅拌桩围护形式,分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区域施工,交叉区域由中隔墙分隔,基坑大部分采用三道混凝土支撑,局部落深区域采用第四道钢支撑,采用明挖法施工。

北侧距离其Ⅱ区围护边线约12.3 m的位置有一座20世纪80年代7层砖混结构,无桩基础,Ⅲ区南侧为一在建地铁站,具体位置关系如图1、图2所示。

图1　在建基坑周边环境示意图

图2　混7结构监测点位布设图

在该项目基坑施工过程中,其北侧7层建筑最大沉降量达120 mm。详细数据见表1。

表1　混7结构累计沉降量一览表(单位:mm)

在基坑施工至±0.00位置后约经过10个月,项目建设方对该7层建筑进行了维修、装饰,并得到了其业主的认可。但在维修完4个月后,7层建筑的楼梯间又出现了明显的裂缝,并且有继续增加的趋势。后经过测量,在其基坑施工至±0.00后的14个月时间里,7层建筑的沉降量最大达43 mm,见表2。究其原因,该建筑的继续变形由以下几方面组成。

表2　10个月后混7结构沉降量增量一览表(单位:mm)

(1)距离7层建筑约60 m,该项目Ⅲ区基坑正在施工。

(2)项目Ⅰ、Ⅱ区地上结构正在施工。在Ⅱ区地上结构施工过程中,南侧地铁站进行降水(承压水)、基坑挖土施工。

(3)Ⅱ区辐射范围内,砂土及黏土瞬间的瞬时变形已完成,但黏土的固结及次固结变形在基坑施工至±0.00后还在影响周边环境。

综上,笔者认为,为保护基坑周边环境的安全使用,避免不必要的纠纷产生,在基坑施工至±0.00后还应对其周边建筑进行后续沉降监测,停测标准宜按照上海市地方标准《地基基础设计规范》中规定的日变化量小于0.01 mm执行。

TU753

B

1009-7716(2015)12-0147-02

2015-03-27

刘大伟(1979-),男,河北平泉人,高级工程师,从事工程监测工作。