复杂环境条件下深大基坑监测常见问题及处理措施分析

2021-10-23彭伟

居业 2021年9期

彭伟

(上海市岩土工程检测中心，上海 200000)

随着城市建设的发展，地下空间的高利用率导致基坑周边环境越来越复杂[1]。这就使现代建筑不得不通过提升土地地上与地下的利用率来获得更大的收益[2]，深大基坑也逐渐在工程建设中占有重要地位，也意味着监测工作的难度不比以往。陈鹏[3]和张鸿斌[4]对建筑基坑监测时发生的常见问题进行分析，并提出了相应的纠正措施,因此建筑基坑位移测量工作能够确保建筑项目的安全可靠[5-6]。在周围具有大量紧邻建筑的敏感环境下，深大基坑的开挖和建筑物的变形有着密切联系，开始针对开挖方式与支护方式及其稳定性进行研究[7-10]。在此基础之上，深大基坑和周围建筑变形监测工作在整个基坑工程建设中占据重要地位[11-14]。结合深大基坑监测自身的特点，对监测过程中出现的常见问题分析，并提出相应的处理措施，通过工程实例加以分析，以期为类似的深大基坑工程建设提供一定的参考。

1 深大基坑监测的特点

1.1 深大基坑监测影响因素多

(1)在基坑施工阶段，围护工程、开挖、降水等各种因素产生水体、土体等侧向压力，在侧向压力的作用下基坑容易发生流沙、管涌甚至坍塌等险情，复杂的水文地质条件都将会对施工及周边环境产生影响。

(2)基坑邻近的建(构)筑物、地下管线、市政道路等复杂分布，会加大深基坑的监测工作难度。地下管道有无破损、泄露情况；周边建筑物基础深度且有无现状裂缝出现；周边道路行驶车辆超载造成道路出现裂缝、沉陷等情况；邻近基坑及周边环境情况息息相关。

(3)施工工期。基坑规模的扩大，同时意味着整个施工监测的周期可能会变长，但有些工程为降低成本而缩短工期，基坑开挖未按正常工序开挖，出现超挖现象，这会为整个基坑工程留下严重的安全隐患。

(4)现场施工环境复杂。施工工序涉及多种作业班组交叉作业，不同施工环境下的机械、设备，人员会产生各种噪音和振动，对基坑变形监测工作产生一定的外界影响。

1.2 时效性、高精度及等精度要求

为确保深大基坑的监测数据的可靠，其对监测工作时空效应具有较高的要求。基坑监测通常从桩基施工、基坑开挖、地下结构施工到回填土全过程动态监测，精度要求高。基坑监测工程尽可能做到等精度测量[15]。

2 深大基坑监测常见问题及处理措施

2.1 复杂环境下监测控制网布设

由于深大基坑周围环境复杂，监测控制网的点位选取要求较为严格，保证在深大基坑周围合理布设控制网有助于提高监测数据的精度。由于监测周期和外界因素影响，实际工程应用中由于控制网布设不合理而导致的监测数据失真情况普遍性存在。

处理措施：在进行监测控制网点位布设时，要保证控制点稳定可靠且标识清晰，选点时依据基坑边线外2倍的基坑深度布设基准点，工作基点便于现场施测，基准点和工作基点应定期组织联测工作，以本文为例，现场布设8个平面控制点覆盖整个监测区，考虑到使测距、测角误差在横、纵坐标上均匀分布，网形为闭合导线网，引测外方向为施工平面控制网；布设4个水准控制点与施工高程控制点建立闭合环，并每个月联测一次。

2.2 现场施工对监测精度影响

由于在基坑现场进行监测时会有很多施工班组同时交叉作业，由于施工场地的限制，人为因素，天气环境条件等方面影响，可能会涉及监测成果的精度和稳定性，另外，由于作业班组人员和机械设备操作不当，可能会对已布设的监测点产生破坏或损毁，这也严重影响着基坑监测工作的进行。

处理措施：现场施工监测时，尽量避开施工工序影响大时段，对精度要求较高的监测项目施工间歇时进行施测。如，基坑支撑轴力监测、立柱沉降监测、墙体垂直和水平位移监测等，针对作业班组人员和机械设备操作不当引起监测点破坏的情况，现场监测点布设后应组织各参建方进行交底，加强现场巡视工作，点位破坏后应及时补设恢复测得初始值并取得围护设计单位同意。以五里桥项目为例，其基坑监测频率安排如表1所示。

表1 基坑监测频率安排

在监测过程中，当监测点超出报警界限值或发生异常情况时，应当立即与项目监测负责人联系，对该区域监测的频率进行适当加密与反复监测确保数据真实反映情况，并及时向各参建方反馈。

2.3 邻近地下管线位置的确定

本项目处于交通枢纽和居民区复杂的闹市街区，周边管线权属单位较多，由于地下管线复杂且目前物探技术不够成熟，对隐蔽管线探测可能不够全面，对临近地下管线位置的确定也变得十分困难。

处理措施：组织召集各管线权属单位到场进行现场交底，摸清周边管线情况再依据规范和管线单位要求布设监测点。地下管线监测点的埋设采用直接点或间接点，利用原有设备即在管线设备的窨井、盖头、表计阀门上布点或在管线正上方钻孔布设。

3 工程实例

3.1 工程概况及周围环境

本文以位于上海市黄浦区五里桥街道99街坊2/2地块基坑信息化施工监测项目为例进行分析，综合监测等级为一级基坑，开挖深度为12.2m～15.7m。

场地位于上海市黄浦区五里桥地区，其西侧邻近鲁班路及其上方南北高架路(卢浦大桥引桥段)，场地北侧靠近中山南一路及上方内环高架路，东侧紧邻蒙自路及其地下的地铁13号线世博会博物馆站，场地南面紧邻龙华东路。场地四周道路均已建成通车，施工环境条件较为复杂。

3.2 监测结果及分析

整个基坑工程大体主分A、B、C、D、E五个区，为便于分析各监测内容在各分区施工阶段的变化趋势及变化量，除必要的基坑本体及支护结构的监测结果外，选取在复杂环境下具有代表性的监测数据绘制了曲线图以便分析。

3.2.1 周边建(构)筑物沉降监测

(1)居民小区。因距基坑工程区域较近，为重点监测对象。从监测报表中选取具有代表性阶段数据，绘制成曲线图如图1。

图1 挖土后鲁班大楼竖向位移曲线(mm)

基坑B区及C区开挖监测范围内有两栋主楼、变电房、拍照小平房、门卫室，除了两栋主楼为桩基础之外其他都是条形基础砖混建筑，主楼为24层高层建筑，变电房为两层，拍照小平房和门卫室都是一层，根据图3结合实际施工进度分析，随着B区土方开挖完毕，至5月18日，挖土后邻近建筑竖向位移累计量逐渐增加，四个脚点F24、F25、F26、F27沉降量分别为214mm、186mm、177mm、194mm。对于报警情况我方第一时间通知业主，业主联系相关单位召开专题会议，最后由房检单位出具相应的质检报告，由总包进行外侧的加固维修，由于临近基坑开挖边线，受开挖深度影响加上房屋地基基础较差，累计变形量还在持续增加，专家提出要对建(构)筑物与围护墙体之间土体进行压密注浆措施，靠近变电房一侧打斜孔注浆至变电房条形基础下侧，起到固结土体提高土体强度，从而控制建筑物沉降。

(2)高架桥桥墩。基坑周围具有较多的高架桥墩，根据卢浦大桥及高架桥竖向位移累计变化量绘制对大桥桥墩的竖向位移情况进行分析，如图2所示。根据图2并结合监测数据可以看出，在施工期间，监测点数据总体变化量较小，变化速率平稳，期间未出现报警情况，主要原因分析桥墩基础较基坑开挖深度较深且离基坑边线较远，总体变化在2～5mm之间。

图2 高架桥桥墩竖向位移变化趋势(mm)

3.2.2 周边管线沉降监测

周边管线沉降累计变形量趋势如图3～4所示。综合图3、图4来看，在这个分区监测周期中，周边管线监测点竖向位移变形较明显，中山南一路的管线出现报警，在支撑拆除阶段增加了斜抛撑后，管线沉降量变化速率总体稳定。B区在开挖施工过程中，于3月19号鲁班路电力、信息、排水管线都开始出现累计量报警，变化量最大的点位在西侧出入口，受基坑开挖及土方车出入重压影响。最大沉降点号是XX4，达到98mm左右。