复杂环境深基坑异常安全事件处理措施研究

向利康

（苏州市建设工程质量安全监督站，江苏 苏州 215006）

0 引言

以中国人民财产保险股份有限公司苏州市分公司营业房改扩建项目为背景项目，该项目位于苏州市高新区中心区域，周边环境复杂，北侧为25层办公楼；西侧为地下3层商业；南侧为新建主干道路；东侧为15层办公楼；基坑东南侧为紧邻基坑的待改建办公老楼，基坑周长520m，基坑深度-10.95～-11.90m。如图1所示。

图1 基坑周边环境

1 施工重难点

1.1 老楼影响

紧邻基坑的办公老楼地下2层、地上15层，建筑高度54.8m，基础是天然基础，离基坑最近距离不足1m，极大地限制整个场地的各项施工安排，原裙房地下结构在工程开工前进行破除清运后杂填土回填，地下存在较多大的碎石块，拆除的裙房地下结构与原办公老楼对接处通道口仅用砖砌封堵后进行外侧回填，造成室外水大量渗入地下室。

1.2 周边环境影响

由于项目所在位置影响，基坑周边地下管线及建筑物繁多，环境较为复杂，且基坑场地狭小，给项目施工及周边建筑物、管线保护带来很大风险和难度。西侧及北侧管网紧邻红线且部分走向不明；工程开工前已将红线内管线改迁完成，但因项目位置距离河道比较近，雨后基坑周边市政雨污水管网水位很不稳定，变化速度很快，需留意坑外水位变化。

2 重难点处理

2.1 数据保护

以往工程存在施工完成多年后出现问题，然而数据遗失致使无法探寻具体原因。为避免此类现象再次发生，需采取措施进行数据保全。主要是在工程施工前采集周边建筑及地下管线的原始位置及踏勘发现的既有裂缝等原始数据，并会同公证机构、周边建筑物所属单位负责人等进行会议洽谈，对原始数据的真实性进行公证、认可。

2.2 老楼沉降分析

在老楼周围设置8个监测点进行老楼数据监测（见图2），通过基坑监测数据显示：老楼沉降速率过快，累计沉降值高，需探寻沉降原因并采用相应的措施进行处理（见图3）。

图2 老楼监测点布置

图3 沉降监测曲线

根据老楼4月12日至6月30日共41次累计监测数据显示，人保老楼南侧监测点J25，J28，J29，J30数据变化较大，累计沉降量最大为J30，数值为-7.09mm。而北侧数据相对较为稳定，沉降量较小。老楼监测点位中 J25与 J30，J26与 J29，J27与 J28为易受施工影响的3组差异沉降点，差异沉降量分别为 0.04，3.34，1.81mm。其中 J25与 J30，J27与 J28总沉降量较大，但其差异沉降相对较小，基本处于均匀沉降。而J29与J26总沉降量较小，但其沉降差异相对较大。整体监测数据显示，截至2020年6月3日，人保老楼南侧监测累计变化量整体属于均匀沉降。

分析监测数据发现围护施工前，恰逢春节假期停工约5个月，期间经历频繁的降水，因原地下封堵处的渗水导致办公老楼地下室内积水较深且未及时清排，对应期间办公老楼的监测数据沉降速率也急剧增大，变化速率及累计变化量均较大。现场对积水及时抽排，截至5月10日积水全部抽排完成，数据累计沉降量达5mm。即非施工单位引起沉降变化量是5mm，原设计规定预警值是8mm，报警值是10mm，经总承包方组织业主、监理、围护设计、结构设计、监测单位技术专家进行技术论证分析，将预警值调整到15mm、报警值调整成18mm。5月11日至6月3日，现场进行工程桩及咬合桩施工，咬合桩施工区域为老楼西侧和南侧，按照一天一次频率对人保老楼进行加密监测及现场巡视，监测数据显示沉降速率趋于平缓，期间累计沉降变化量约2mm，沉降数据在正常范围内，老楼墙体未出现明显的裂缝。

为减少基坑施工对老楼影响，采取以下处理措施。

1）施工期间，及时对办公老楼地下室内的渗漏水及时进行抽排，减少因渗漏水对办公老楼自身的沉降影响。

2）在止水帷幕施工之前，勘察工作面的地下障碍物并且提前清除，避免止水帷幕施工时因清障停机导致产生冷缝，降低止水帷幕效果。

3）紧邻办公老楼处的钻孔咬合桩施工，采取非冲击型的机械设备，对桩体采取完整桩体的护筒埋设、静力旋挖设备成孔；同时掌控好旋挖的分段深度，记录好护筒的埋深深度，护筒的埋设必须到设计桩底标高下2m，方可进行旋挖且不得超挖，避免产生塌孔、扩孔等质量通病，以减少对办公老楼地下回填区域的扰动影响。

4）第1道混凝土支撑梁拆除后钻孔灌注桩悬高较大造成变形偏大，为确保老楼的沉降稳定，对围护结构与老楼之间的土体采用压密注浆补强。通过以上措施处理，截至2020年12月9日，累计变化量和变化速率在可控范围内。

2.3 坑外水位变化分析

基坑施工需要时刻关注地下水位变化，对事故防患于未然。依照图纸及规范要求，围护施工期间地下水位预警值是800mm，报警值是1 000mm。本工程自2020年9月29日土方开挖，至2020年11月2日基坑内外整体降水情况良好，均处于正常范围。2020年11月3日，坑外水位变化速率由正值逐渐向负值转变。至2020年11月7日，最大变化速率达-190mm/d，累计变化量接近预警值。至2020年11月9日，基坑东侧1处坑外水位监测点累计变化量超过预警值。

通过现场巡查发现基坑内壁无渗漏情况，联合各单位专家进行研究分析，并根据几日内的降雨情况，初步排除基坑渗水原因，故而着重确认外部原因。研究发现位于本工程北侧约150m处的河道在进行清淤工作，整条河道长约500m、宽约10m，河水均抽排干净至河底。根据坑外水位变化与河道水量变化对比，坑外水位变化最快阶段与河道抽注水时间段相符，初步确定河道清淤为基坑坑外水位明显下降的成因。2020年11月19日，河道清淤完成重新注水，坑外水位监测点数据恢复正常，确定此次坑外水位监测数据变化明显为北侧河道清淤所致。

2.4 薄弱点渗漏分析

为提高基坑在土方开挖及地下室结构施工阶段支护结构的抗变形能力，基坑围护体系最终采用“围护灌注桩排桩+2道钢筋混凝土内支撑”，局部采用钻孔咬合桩，外侧采用CSM水泥土搅拌墙作为止水帷幕，主楼区域采取高压旋喷注浆对基底进行加固。为使钻孔咬合桩与CSM水泥土搅拌墙处搭接良好，防止发生薄弱点渗漏现象，每处各延伸增加1幅CSM水泥土搅拌墙，用高压旋喷桩对缝内端头处进行封堵。开挖基坑之前，在现场准备好引流管、棉被及快干水泥等物资。开挖基坑之后，对于可能出现的小渗漏点，采用快干水泥封堵的方法；如若出现大的渗漏点，立即用引流管引流处理，与此同时采用快干水泥和棉被封堵渗漏点，并加固处理封堵处，绑扎引流管则需等到快干水泥到达一定强度后方可开始。

3 结语

深基坑工程一般位于城市中心繁华区域，紧邻主干道路，地质条件差，周边高层建筑及地下管线密集，施工环境复杂。通过数据保护和监测，并进行沉降分析、水位变化分析和薄弱点渗漏分析，既可确保施工质量，又可解决施工中遇到的难题，从而确保基坑施工和使用安全。其中沉降分析主要依靠监测具体沉降数据并进行数据分析，考虑降水因素，采取抽排、清障等方法，对沉降情况进行及时处理；对于坑外水位变化情况，需留意周边影响，确认变化原因。