某深基坑支护超期检测鉴定分析

姚京华 （巢湖市建设工程质量监督站，安徽 合肥 238000）

0 引言

随着城市现代化建设的发展，对地下空间的利用形式越来越多样，与此同时，基坑工程深度更深、支护施工难度更大、使用期限更长、不可预见的影响更多，成为危大工程之一。《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）规定建筑基坑支护设计使用期限不应小于12 个月，设计一般为24 个月，而建设项目实施过程中，经常受种种因素制约，导致基坑支护结构的使用时间超过设计期限，不同于既有建筑的基坑设计，使用期限较短，如何对此类设计使用期限较短而超出设计使用期的基坑进行检测鉴定分析，确保停工期间及复工后的安全使用。

1 工程概况

1.1 工程简介

省内某商业项目为地下3层、地上7层框架结构，规划建筑面积20.3 万m2，其中地下建筑面积9.12万m2。

1.2 周边环境情况

基坑北侧为快速公路，南侧为住宅小区11 层、18 层高层建筑，西侧为待建工地，东侧为市政主干道。基坑四周坡顶无重物堆载，局部完工的-3 层检测时积水深度为0.8m。

1.3 工程水文地质情况

该场地地基土属软弱场地土，建筑场地类别为II 类，属对抗震不利地段。拟建场区南端距离江堤岸约2km，地下水与江水有一定水力联系，场区为江水泛滥区湖沼地，东、北、西侧均为湖沼地，地基土②-2 层粉土夹粉砂为稍密状，孔隙比较大，透水性能中等，该层广泛分布，与上述地表水体联系较为密切，造成该场区上层潜水水量较丰富。勘察场地地下水类型有三种：上层滞水、层间水和岩层裂隐水。上层滞水主要分布在①层杂填土底部，其来源主要是大气降水和地表水径流渗入补给。水位随季节变化较大，随降水多少而升降，勘察期间，测得初见水位埋深约在1.1～2.1m 之间，稳定地下水位标高在10.54～11.63m 之间。该层地下水对工程的影响主要是基槽开挖过程中，对基坑底部地层产生浸泡或影响基坑侧壁安全稳定性有不良影响，需做好排水措施。层间水主要分布于②-2 层粉土夹粉砂和⑤层圆砾中的孔隙水。勘察期间测得水位埋深约在27.4～30.3m 之间。具有弱承压性，压力随附近江水水位与季节水位差变化而改变，但总体承压力较小。岩层裂隙水主要分布于⑥、⑦层风化泥质砂岩岩层裂隙中，无承压，水量随裂隙发育程度不同有所变化。勘察期间测得水位埋深约在28.8～54m 之间。地下水对混凝土及钢筋混凝土中的钢筋具弱腐蚀性。

1.4 地基土构成层序

①层杂填土。大部分区域回填土，局部底部含淤泥夹生活垃圾，该层未进行碾压，密实性差，压缩性高，层厚约0.8～4.8m，层底标高8.17～12.63m。

②-1 层淤泥质粉质粘土。局部上部夹少量粉质粘土和粉砂，层厚约5.4～13.5m，层底标高3.12～4.89m。压缩模量Es1-2=3MPa；地基土承载力特征值fak=70kPa。

②-2 层粉土夹粉砂。夹粉质粘土，层厚约0.7～7.2m，层底标高-4.22～2.26m。压缩模量Es1-2=5MPa；地基土承载力特征值fak=80kPa。

②-3 层淤泥质粉质粘土。含少量粉土、粉砂，层厚约2.70～12.3m，层底标高-10.60～-5.44m。压缩模量Es1-2=3MPa；地基土承载力特征值fak=75kPa。

③层淤泥质粉质粘土。局部夹粉土、粉砂层，层厚约0.9～7.0m。层底标高-14.50～-8.96m。压缩模量Es1-2=3MPa；地基土承载力特征值fak=100kPa。

④层粘土。底部夹粉细砂薄层、少量卵石，层厚约2.50～7.30m。层底标高-14.77～-14.40m。压缩模量Es1-2=11MPa；地基土承载力特征值fak=250kPa。

⑤层圆砾。局部底部夹中粗砂薄层，土质均匀性差，属低压缩性土，层厚约7.2～24.6m，层底标高-40.49～ -23.88m。压缩模量Es=16MPa；地基土承载力特征值fak=320kPa。

⑥层强风化泥质砂岩。层厚约0.5～6.5m，层底标高-38.67～-24.72m。压缩模量Es=17MPa；地基土承载力特征值fak=330kPa。

⑦层中风化泥质砂岩。此层属中风化软岩，未发现岩层有空洞体、软弱夹层、临空面及破碎带情况，岩体完整程度较高。该层未揭穿，最大揭穿厚度9.7m。压缩性微小；地基土承载力特征值fak=700kPa。

1.5 基坑支护设计

该商业项目基坑开挖深度5.05～14.4m，为临时性工程（设计安全使用期12 个月）。基坑支护总体方案为商业-3层、-2 层地库及住宅南侧部分先施工，待-1 层及-2 层地库回填后施工商业-1层及住宅北侧部分。-3 层及-2 层基坑支护采取排桩+支撑支护形式，排桩采用φ1200@1400 钻孔灌注桩（桩长分别为 23500、 29000、 30000） 和 φ 1000mm@1200 钻孔灌注桩（桩长L=18000）；止水帷幕采用φ650 三轴水泥土搅拌桩（桩长分别为10000、23500、24000、26000），坑内采用φ800 管井降水，水位降至基坑底以下1m，坑中坑采用φ600@400 高压旋喷桩加固。坡顶附加荷载设计值为20kPa（2m 范围内为10kPa，栈桥板位置为30kPa），基坑侧壁安全等级为一级，重要性系数1.1，基坑设计安全使用期为12个月。

支护桩顶设与桩径同宽的冠梁一道，支护桩中部设通长围檩一道，冠梁、围檩标高处分别设置第一道、第二道钢筋混凝土支撑，钢筋混凝土支撑与冠梁、围檩及格构钢柱连接，格构钢柱进入其底部的钻孔灌注桩中4000mm 并与灌注桩钢筋笼焊接。支护桩桩身、冠梁、混凝土内支撑及围檩混凝土强度等级为C30，钢筋牌号为HPB300、HRB400，格构钢柱型钢牌号为Q345B。水泥土搅拌桩止水帷幕顶部间隔1350mm 布置一根10#工字钢，工字钢自压顶向下进入止水帷幕6m。

1.6 基坑支护施工情况

该基坑工程于2019 年12 月份开始进行基坑止水帷幕施工，于2021 年1 月底完成第二道内支撑结构施工。因更换总包原因项目于2021 年1 月停工至2021 年10 月份，2021 年10 月新总包单位开始进行第三层土方开发（-9.5～-15.5m），于2022年1月底完成局部地下结构底板及地下三层结构施工，后因建设资金原因现场处于停工状态。由于停工期限较长，基坑支护结构目前已超过设计12个月安全使用期。自2020年12月至目前已发生多次基坑侧壁渗漏，为确保后期结构施工安全，消除基坑长期停工对相邻工程的影响，需对该工程基坑支护安全性进行检测、鉴定。

图1 检测时基坑状况

2 基坑支护结构检测

2.1 支护结构布置

基坑支护采取排桩与内支撑方式+外侧三轴水泥土搅拌桩止水帷幕。抽检支护桩均为单排桩，桩的排数符合设计要求；抽检部分支护桩间距超出设计要求，最大桩间距约1780mm；实测桩顶按设计要求设置冠梁、中部按设计要求设置围檩。

基坑第一道内支撑与第二道内支撑净高为4905mm，第二道内支撑梁顶与底板板面高度为6275mm，第二道内支撑梁顶与负三层顶板板面高度为1350mm，支护结构间相对标高符合设计要求。实测基坑混凝土内支撑布置及格构钢柱布置符合设计要求。

2.2 支护结构混凝土构件裂缝、质量缺陷情况

2.2.1 裂缝情况

第一道混凝土支撑杆件与冠梁节点处及内支撑杆件近冠梁处、第二道混凝土支撑杆件与围檩节点处及内支撑杆件近围檩处有裂缝分布，有裂缝分布的支撑杆件节点及支撑杆件数量较多。混凝土支撑杆件与冠梁或围檩节点处的裂缝由支撑杆件顶面沿支撑杆件两侧往下伸展，裂缝上宽下窄，最大缝宽0.88mm。每个支撑杆件近冠梁或围檩处裂缝在1～5 条之间，裂缝由支撑杆件顶面沿两侧往下伸展，伸展长度不超过支撑杆件截面高度的1/3，裂缝上宽下窄，最大缝宽0.66mm。

2.2.2 缺陷情况

因地下室积水，无法对第二道支撑杆件底部质量缺陷进行检测。对第一道支撑杆件及第二道支撑杆件顶板进行检查，发现有露筋缺陷的混凝土支撑杆件数量较多，杆件外露钢筋已有不同程度的锈蚀。

对外露的支护桩质量缺陷进行检查，发现东侧面共有12 根支护桩、南侧面共有26 根支护桩、内侧面共有3 根支护桩有程度不等主筋、箍筋外露、混凝土剥落，外露钢筋已锈蚀。

2.2.3 格构钢柱与支撑加腋连接

实测部分格构钢柱顶部近第一道支撑加腋及第二道支撑加腋处部分泥土未清理干净，格构钢柱与支撑加腋连接处大部分加腋板底筋外露。抽检20 处格构钢柱与支撑加腋连接处并将其清理干净检测，发现仅1 处支撑加腋有孔洞、露筋缺陷（孔洞深度98mm），其余19 处混凝土密实。

2.3 支护桩垂直度及裂缝检测

2.3.1 支护桩垂直度检测

实测14 根支护桩有10 根桩垂直度偏差已超出《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）规定的不适于承载的侧向位移限值。

2.3.2 支护桩裂缝检测

现场对满足检测条件的支护桩裂缝进行了全面检查，检查发现部分支护桩有数量不等的水平向裂缝分布，最大缝宽0.16～0.7mm。

2.4 格构钢柱平面位置偏位及侧向位移检测

目测部分格构钢柱平面位置偏位严重，实测14 根格构钢柱顶点侧向位移已超出《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）规定的不适于承载的侧向位移限值。

2.5 混凝土支撑杆件格构钢柱实体质量检测

现场抽取便于检测的混凝土支撑杆件，采用回弹法检测其混凝土强度，回弹法检测20 个混凝土支撑杆件现龄期混凝土强度推定值符合设计强度等级标准值要求。

现场抽取便于检测的支护桩，采用钢筋探测仪及钢尺等对其钢筋配置及直径进行检测。被测12 个支护桩箍筋间距符合验收规范要求；被测12 个支护桩直径偏差在-30～+25mm 之间，部分测试面超出验收规范要求。

现场抽取便于检测的各种类混凝土支撑杆件，采用钢筋探测仪及钢尺等对其钢筋配置及截面尺寸进行检测。被测20 个混凝土支撑杆件箍筋间距基本符合验收规范要求；被测20 个混凝土支撑杆件截面宽度偏差在-38～+55mm 之间，部分测试面超出验收规范要求。

观测格构钢柱由4 根纵向角钢和缀板焊接而成，有2 种规格，一种规格位于栈桥下，另一种规格位于其它位置。实测钢柱截面尺寸、角钢截面尺寸、缀板间距和尺寸基本符合设计要求。

2.6 支护桩桩间土脱落及渗漏水检测

实测支护桩桩间土未采用内置钢筋网或钢丝网的喷射混凝土面层等防护措施，不符合技术规程要求。现场对满足检测条件的支护桩桩间土脱落及渗漏水情况进行了全面检查，发现支护桩桩间土脱落点及渗漏点较多。

2.7 支护桩间及支护桩与止水帷幕间状况检测

现场在已脱落的的支护桩桩间土处向内挖至止水帷幕，以及选取两处在上部地面向下开挖至止水帷幕及桩边，对其状况进行检测，发现桩间土脱落深度为350～900mm，止水帷幕至桩边距离165～305mm且土密实。

2.8 支护桩及止水帷幕钻芯检测

选取满足钻芯条件的基坑南侧面位于栈桥处的1根支护桩及2处止水帷幕，采用专业钻机钻芯对其桩长、桩身均匀性及强度进行检测。抽检的1 根支护桩桩长基本符合设计要求，桩端已进入持力层；钻取的1 根支护桩芯样局部有不密实缺陷，无缺陷的9 个芯样抗压强度值在37.1～61.3MPa 之间，均满足设计要求。

抽检的1 处水泥搅拌桩桩长符合设计要求，桩端已进入持力层；钻取的2 处水泥搅拌桩搅拌不均匀，芯样不连续、局部松散发软，无缺陷的14 个芯样无侧限抗压强度值在0.4～0.9MPa之间，均低于设计要求。

3 基坑周边环境检测

检测基坑周边环境时，基坑周边道路、建筑正在使用，对便于检测的道路进行了检测，结果如下。

东西走向的快速公路非机动车道边缘距基坑北侧边缘约17.0m。未见快速公路路面有开裂等缺陷，但非机动车道路面有修补现象。支墙内距基坑北侧边西端处地面下沉约105mm 且有东西向裂缝；东端地面距基坑北侧边缘3.0m 处分布1 条东西走向的裂缝，裂缝两侧的细石混凝土面北低南高。

南北走向的市政主干道非机动车道边缘距基坑北侧边缘约16.9m，未见市政主干道路面有开裂等缺陷。支墙内距基坑西侧边北端处地面下沉约65mm且有东西向裂缝；中部及南端地面距基坑北侧边缘2.9m、1.6m处各分布1条南北走向的裂缝。

基坑西侧南北走向的施工便道硬化路面中部地面距基坑西侧边缘9.7m 处分布1 条南北走向的裂缝，裂缝两侧的细石混凝土面东低西高。

基坑边距离南侧及西南侧的住宅最近距离为53.0m，未见住宅楼有明显倾斜、开裂等异常情况。

4 支护结构复核

采用PKPM2021 软件进行复核，实测材料强度满足设计强度，均按设计强度取值。

实测截面尺寸满足设计值，均按设计值取值。基坑稳定性满足规范要求。

5 裂缝成因分析及危害

5.1 支护桩裂缝成因及危害

支护桩裂缝主要与支护桩位移及内支撑杆件作用引起，有裂缝分布的支护桩数量较多，部分桩分布的裂缝数量较多，部分桩最大缝宽较大，已超出不适宜继续承载的缝宽限值。

5.2 支护结构混凝土杆件裂缝成因及危害

混凝土支撑杆件与冠梁或围檩节点处及内支撑杆件近冠梁处的裂缝主要由支护桩、格构钢柱变形（倾斜）。该支护结构有裂缝分布的混凝土杆件数量较多，部分杆件分布的裂缝数量较多，部分杆件最大缝宽较大，已超出不适宜继续承载的缝宽限值。

6 鉴定结论

6.1 地基基础

截止2023 年4 月13 日的202 次监测结果表明：已布置的基坑地下水位、立柱桩竖向位移、轴力、桩（坡）顶竖向位移、桩（坡）顶水平位移、深层水平位移各监测点中，地下水位DXS8 监测点累计变化量超出监测规范报警值，深层水平位移CX1、CX4、CX6、CX15、CX16 监测点累计变化量超出设计图纸预警值，其余各监测点及各监测项目变化速率及累计变化量均未超出预（报）警值要求。

抽检的1 根支护桩桩长基本符合设计要求，桩端已进入持力层；钻取的1 根支护桩芯样局部有不密实缺陷；无缺陷的9 个芯样抗压强度值在37.1～61.3MPa之间，均满足设计要求。

实测支护结构有裂缝分布的支护桩及支撑杆件数量较多，部分支护桩及支撑杆件分布的裂缝数量较多，部分部位最大缝宽较大，已超出不适宜继续承载的缝宽限值。

综上所述，本支护结构地基基础安全性等级评定为Bu级。

6.2 支护结构

6.2.1 支护结构整体性

支护结构布置合理，形成完整的体系；传力路径明确或基本明确；结构形式和构件选型、整体性构造和连接基本符合国家现行标准的规定；实测支护桩桩间土未采用内置钢筋网或钢丝网的喷射混凝土面层等防护措施，不符合技术规程要求；实测部分支护桩间距偏大，支护桩桩间土普遍已有不同程度脱落且局部出现渗漏水，加剧了基坑周围地下水流失。支护结构的整体性等级评定为Cu级。

6.2.2 支护结构承载功能和变形

支护结构有裂缝分布的支护桩及支撑杆件数量较多，部分支护桩及支撑杆件分布的裂缝数量较多，部分部位最大缝宽较大，已超出不适宜继续承载的缝宽限值。

支护结构部分支护桩中的钢筋因长期停工及潮湿环境已开始锈蚀，致钢筋与混凝土不能共同工作。支护结构部分支护桩及混凝土支撑杆件存在露筋、孔洞缺陷，地下水、-3 层积水也致格构钢柱锈蚀，降低了格构钢柱的承载力。抽检发现1 处格构钢柱与支撑加腋连接部位有孔洞、露筋缺陷。

实测14 根支护桩有10 根桩垂直度偏差已超出《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）规定的不适于承载的侧向位移限值。实测14 根格构钢柱顶点侧向位移已超出《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292-2015）规定的不适于承载的侧向位移限值。

根据设计图纸经结构验算，在原设计安全使用期内，基坑稳定性满足规范要求。

综上所述，本工程支护结构承载功能安全性等级评定为Cu级。

6.3 附属工程

抽检的2 处水泥搅拌桩搅拌不均匀，芯样不连续、局部松散发软，无缺陷的芯样无侧限抗压强度值均低于设计要求。

渗漏水表明止水帷幕（虽部分部位用旋喷桩加固）的止水功能有限，渗漏水已致支护结构支护桩变形、开裂，格构钢柱变形，冠梁、围檩与连接节点部位开裂，致支护结构承载能力明显降低。

坡顶未按设计要求设置排水沟，坡顶已明显下沉。

本支护结构附属工程安全性等级评定为Du级。

6.4 工程安全性鉴定评级

综上所述，本工程基坑支护结构鉴定单元安全性等级评定为Csu 级，不符合国家现行标准的安全性要求，影响整体安全，应立即采取加固处理措施。同时，鉴于基坑支护安全性对监测的要求，停工及施工对监测点的影响、监测点位置及数量偏少等，基坑监测单位应与设计单位商定后期监测点布置，加强监测并实施，确保基坑支护自身及周边建筑、市政设施安全和正常使用。