基坑施工对附近路桥的影响观测分析

贾亚丽 Jia Yali

1 工程概况

某工程项目于2016年10月开工，包括1栋26 层、2栋24层、1栋20层和5栋18层住宅，南部1层地下车库、北部局部2层地下车库，以及配套公建用房。基坑开挖最深部位超过10m。项目建设用地面积33 215m2，总建筑面积83 038m2，其中地下室建筑面积43 437m2。

本工程基坑围护周长约877m，面积约30 513m2；其中，局部2层地下车库基坑围护周长约462m，面积约12 717m2。1层地下车库区域的基坑开挖深度为5.4m，基坑围护剖面见图1；2层地下车库区域纯地下室部分的基坑开挖深度为9.4m，局部集水井、电梯井落深1.5～2.95m，基坑围护剖面见图2。由于在1倍基坑挖深内没有地下管线及其它建（构）筑物，根据上海市《基坑工程施工监测规程》（DG/TJ 08—2001—2006）中的规定，本项目2层部分监测等级为2级，1层部分监测等级为3级。其基坑围护结构主要采用以下两种围护形式：①1层地下室区域采用双轴水泥土搅拌桩坝体的围护形式；②2层地下室区域采用钻孔灌注桩+三轴搅拌桩止水+二道混凝土支撑的围护形式。

2 周边环境

图1 1层地下车库剖面图

图2 2层地下车库剖面图

图3 项目总平面图

本项目周边环境较简单，在基坑1倍开挖深度范围内，没有地下管线及其它建筑。其总平面图见图3。

（1）项目南侧为办公区及生活区，无地下管线等需要保护的设施。

（2）项目西侧为小区道路。其中，道路外侧北段为已建住宅，基坑开挖边线距离已建别墅最近处约30m；道路外侧南段为在建工地。

（3）项目北侧为某运河，基坑开挖边线距离运河护岸超过30m。

（4）项目东侧为城市道路，场地与道路之间有宽于15m的绿化带。其中，道路西侧有电信、雨（污）水等地下管线，且该侧北段为某大桥，引桥及主桥距离本项目2层地下车库区域约15～30m（图4）。该桥为一座偏南北走向的桥梁，引桥结构形式为简支梁桥，主桥上部结构为3跨1联预应力混凝土连续箱梁，梁端下设盆式橡胶支座；引桥下部结构采用轻型桥台和桩柱式桥墩，主桥桥墩为门式桥墩。南端接坡路面两侧采用钢筋混凝土L型挡土墙（C30混凝土）；北端接坡路面两侧采用浆砌块石挡土墙。

3 出现的问题

据施工单位反映，基坑围护施工正常，包括前期工程桩、围护用钻孔灌注桩、三轴搅拌桩止水、混凝土围护支撑、地下第2层底板钢筋混凝土施工等，此时南部（地下1层车库部分）施工已到地面上第3层。2017年3月 ，在工程施工第2层顶板钢筋时，该桥的市政管理单位对该桥进行日常巡检时发现：桥南端接坡西侧人行道出现凹陷，西侧挡土墙出现滑移、外倾现象。为进一步了解该现象产生的原因，以及对路面、挡土墙及桥梁结构产生的影响，特委托检测公司对南端接坡西侧区域的挡土墙、路面、桥梁结构等进行详细检测。

4 检测情况

根据检测公司对南端接坡挡土墙周边环境的调查，发现挡土墙西侧的建筑工地正在进行深基坑开挖施工，开挖深度约为10m，现场测量其基坑边缘距挡土墙最近处仅有20m。具体有以下问题。

图4 基坑与东侧引桥

图5 南端接坡西侧人行道下陷

图6 人行道地砖与路缘石间相对滑移

图7 人行道与挡土墙间相对滑移

图8 人行道与挡土墙间相对沉降

图9 非机动车道地砖凹陷

（1）南端接坡西侧人行道路面均出现不同程度的下陷（图5）。人行道砖与路缘石间、人行道与挡土墙间均出现水平向滑移开裂现象（图6、7），其中，人行道与挡土墙间最大水平向错位量为67mm。人行道西侧与接坡挡土墙结合处存在相对不均匀沉降，最大相对沉降量为96mm（图8）。西侧非机动车道与人行道路缘石结合处混凝土地砖亦出现凹陷（图9）。

（2）南端接坡西侧挡土墙存在沉降与外倾现象，其中，桥台处挡土墙顶部外倾85mm、沉降137mm（图10）。西侧挡土墙墙身与台身整体错位，而东侧未见明显错位（图11、12）。挡土墙第1节段与第2节段间也存在相对变位，第1节段较第2节段西倾45mm。桥台西侧地面亦产生沉降开裂现象，裂缝宽39mm。

（3）第8、9孔桥跨下原已做硬化地面，其中，第9跨桥下用混凝土硬化地面，第8跨桥下铺设地砖。但如今，该两跨下地面近西侧挡土墙延伸线处均出现纵向开裂现象（图13、14），其中，第9跨桥下路面裂缝沿施工切缝开展，裂缝最大宽度40mm，且两侧存在高差（最大值为35mm），西侧低于东侧。

5 原因分析

根据该工程项目建设单位、施工单位、监理单位、监测单位相关人员提供的情况和检测单位的相关报告，对造成上述问题的原因进行分析，主要有以下几方面。

（1）在深基坑施工过程中，需不断从基坑中抽取地下水，致使基坑周边区域内的地基层地下水位下降，土基沉陷，且越靠近深基坑开挖区域，沉陷量越大。

（2）三轴搅拌桩止水帷幕出现渗水现象，在降水过程中，造成局部水土流失，使地面、路面局部塌陷。

（3）道路路基、道路栏板梁下回填土不密实，导致道路及相关设施经数年使用后，出现沉降或局部下沉。

根据检测结论，桥梁主体结构及附属结构暂未发现由基坑开挖导致的明显结构性危害。但地基沉降是缓慢进行的，其稳定亦需要一定的时间，不排除在后续运营过程中桥梁因此而产生新的危害。

6 处理措施

为了使工程顺利进行，并防止新的危害发生，综合该工程项目参建单位和东侧路桥市政管理单位各方的诉求，对现有问题采取以下修补措施。

（1）项目北部局部（2层地下车库）暂停施工1个月。

（2）对挡土墙及人行道等出现病害的部位进行专项加固、维修。

图10 西侧挡土墙桥台处沉降及外倾

图11 南端接坡西侧挡土墙与台身错位

图13 第8跨桥下地面开裂

图14 第9跨桥下地面开裂

（3）对该工程项目参建单位予以适当经济处罚。

（4）在上道钢筋混凝土支撑拆除前，对挡土墙、桥梁主体结构及附属结构现状进行评估，采取应对措施，预防因此而产生新的危害。

（5）对南端接坡挡土墙、桥梁主体结构及附属结构的变位（含沉降）进行长期监测，掌握其后期变位情况，根据监测的结果再采取相应的后续措施。

7 改进建议

（1）参建的建设、施工、监理、监测等单位应提高对深基坑及其他重大危险源的管控和防范意识，加强相关技术管理文件、技术标准的学习，制定并认真执行各项检查、监测、巡视制度，避免此类事件的发生。

（2）为保证周边建（构）筑物的安全，减小施工的影响，保证施工顺利进行，开工前应对周边重要的建（构）筑物、地下管线或支座等已出现的缺陷进行现状标记登记，定时观测其发展情况；必要时，以上工作应委托第三方进行。

（3）施工开始时，参建各方应重视降水可能产生的影响，在基坑降水前设置必要的坑内、坑外潜水观测井，严密观测周边建（构）筑物、基坑周边及地下水位的变化，认真、如实地记录相关数据；并根据地下水位的监测结果，及时调整降水进度，防患于未然。

（4）对城市桥梁安全保护区域范围内的建筑工地，在进行基坑施工、建筑打桩、地下管线顶进、建筑物爆破、井点降水、地基加固等作业前，应按《上海市城市桥梁安全保护区域管理暂行规定》的要求，事先向市管处或者区（县）市政工程管理署申报并征得同意后，方可实施。

（5）监督部门要在工程开工前加强开工条件审验，不符合开工条件的，不可发放施工许可证。在施工过程中，要加强现场监督，使参建各方紧绷安全质量这根弦，要警钟长鸣，长治久安。