呂夢然

（廣州市建設工程質量安全檢測中心 廣東廣州 510000）

0 引言

近年來，隨著經濟的發(fā)展與城市人口的急劇增加，各城市的基礎配套設施正在加速完善，城市的建設用地日趨緊張，許多地質條件復雜，施工難度大的深基坑工程逐步增多。深基坑在開挖過程中進行基坑降水，會對周邊環(huán)境產生影響，而當多個鄰近基坑同步施工時，對其周邊環(huán)境影響的成因往往十分復雜，需結合地質條件與施工概況，進行綜合性地分析與判斷。本文結合工程實例，對軟土基坑周邊環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)展開分析，并有效地應用于工程實際。

1 工程概況及地質條件

1.1 工程概況

擬建場地分為兩個基坑，基坑一周長為440m，開挖深度為11.1m，采用1000mm地下連續(xù)墻加一道混凝土內支撐的支護形式，安全等級為一級，土方開挖采用對稱的島式開挖方式，坑內不設降水井，距基坑西側16m為高層建筑群與小區(qū)道路，道路下方分布燃氣管道與市政排水管；距基坑北側18m為市政道路與燃氣管道；距基坑南側27m為高層建筑群與小區(qū)道路；距基坑東側僅17m為基坑二，基坑二周長為40m，開挖深度為40m，采用1000mm地下連續(xù)墻支護形式，安全等級為一級，深度15m處見中風化巖，下部采用爆破開挖作業(yè)。

1.2 地質條件

擬建場地地貌屬沖積平原地貌，場地比較平整，現(xiàn)場地形地貌條件較為簡單。

地層按其成因類型自上而下分為：①素填土；②淤泥；③中粗砂混淤泥（埋深6~8m）；④砂質粘性土；⑤礫質粘性土；⑥殘積土；⑦全風化混合巖；⑧強風化混合巖；⑨中風化混合巖。

表2 不同施工階段各監(jiān)測項目數(shù)據(jù)匯總

場區(qū)地層的主要含水層為沖洪積、相沉積的砂土，為潛水含水層。基巖裂隙水主要賦存于下臥強風化、中風化基巖的風化節(jié)理裂隙中，透水能力受巖體裂隙發(fā)育情況控制。本區(qū)地下水主要受大氣降水和地面徑流側向補給，地下水位初見水位較穩(wěn)定水位0.8~1.2m。

2 基坑監(jiān)測方案

根據(jù)《建筑基坑工程監(jiān)測技術規(guī)范》（GB50497—2009）要求，將基坑3倍于開挖深度范圍內周圍環(huán)境列為監(jiān)測對象，本文以基坑一為監(jiān)測主體，在基坑一的監(jiān)測范圍內共設置圍護墻頂監(jiān)測點18個，周邊建筑物沉降點20個，周邊道路沉降點15個，周邊管線沉降點10個，地下水位監(jiān)測點9個，圍護墻深層水平位移監(jiān)測點12個，支撐內力監(jiān)測點16個和立柱沉降點13個，由于研究范圍有限，本文只列出圍護墻頂水平位移、周邊道路沉降、周邊管線沉降、地下水位4項監(jiān)測內容，監(jiān)測點位置如圖1所示。

圖1 基坑監(jiān)測點布置

3 基坑施工工況與監(jiān)測數(shù)據(jù)

3.1 基坑施工工況

本工程兩相鄰基坑支護結構同步完成施工，基坑監(jiān)測均在支護結構施工完成后采集初始監(jiān)測值。擬建場地開挖施工主要分為如下四個階段，見表1。

表1 基坑不同階段施工工況

3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)

在以上四個施工階段中，按照規(guī)范與監(jiān)測技術方案要求進行基坑監(jiān)測工作，本文提取各階段中的典型監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析，具體監(jiān)測分項的數(shù)據(jù)見表2。

4 數(shù)據(jù)分析

4.1 地下水位變化原因推斷

地下水位監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示：在基坑一尚未開挖期間，基坑二已開挖上部土層15m，基坑一東側地下水位孔SW1、SW2、SW3下降幅度較大，累計水位平均下降達到1229mm，其坑三側降幅較小，累計水位平均下降僅124mm，周邊水位呈現(xiàn)西高東低的趨勢；當基坑一南側開挖至5m，基坑二因遇巖層采用爆破開挖至23m時，基坑一的東側累計水位平均下降至2496mm，南側水位受開挖影響平均下降達到1160mm，而北側水位下降亦較大，平均下降952mm，西側水位變化幅度不大；當基坑一開挖完成，基坑二持續(xù)爆破開挖施工至32m期間，基坑四側水位均有較大幅度下降，累計水位平均下降達到2522mm；在基坑一完成地下室底板澆筑后，基坑二繼續(xù)開挖至39m，基坑四側累計水位平均下降達到2867mm，整個地下水位始終呈西高東低的態(tài)勢。根據(jù)本工程的地質條件與施工工況分析周邊地下水位變化的原因，本工程的地質勘察資料顯示地下水位埋深淺，而上部淺層存在較厚的中砂層，淤泥質土中含砂量較高，皆形成良好的水通道，基坑二在開挖過程中采用爆破施工，造成中風化基巖的裂隙增加，基巖的透水性增強，同時爆破產生的震動也加強了軟土層排水，在早期形成的西高東低的水頭差的作用下，地下水逐步向東側遷移、流失。因此，可初步判斷周邊水位下降主要是由于基坑二的開挖施工引起。

4.2 地下水位變化對基坑變形及周邊道路、管線沉降的影響

我們通過分析基坑水平位移、周邊道路與管線沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)，也能間接映證以上結論。首先分析本工程基坑水平位移的變化，從表2中可以看出在基坑一尚未開挖時，東側的水平位移往支護結構外偏移，說明外側的土壓力減小，因為基坑二開挖，東側水位下降，減弱了該側土壓力。隨著基坑一逐步開挖，水平位移往基坑內發(fā)展，符合基坑變形的規(guī)律，但東側的累計變形量小于其余側。再分析周邊道路、管線沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化趨勢：在軟土地區(qū)，土層具有高含水率、高壓縮性的特點，而地下水位下降必然引起地表的沉降產生。在基坑一尚未開挖時，北側與南側周邊道路、管線的沉降已呈現(xiàn)出自西向東遞增的趨勢，對應地下水位同時期的變化，是符合的。隨著地下水位不斷地下降，周邊道路與管線的沉降量也逐步增加，越臨近基坑二的沉降點沉降量越大，在爆破震動與地下水的共同作用，軟土的流動性增強。而當基坑一底板澆筑完成后，各監(jiān)測點的沉降量仍在增加，因為此時地下水仍有遷移活動，水頭差產生的效應向四周擴散，基坑一的底板澆筑并不能使周邊地下水位逐漸回升，其地下連續(xù)墻具有良好的隔水效果，在開挖期間，坑內也未采用強降水措施，證明周邊地下水位的流失方向不在此。

5 結論

本文以廣州市某軟土深基坑工程作為背景，對基坑工程的開挖施工工況與監(jiān)測方式進行了介紹，對基坑水平位移、周邊道路沉降、周邊管線沉降、地下水位的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行了分析總結，得出以下結論：

（1）在含砂量較大的軟土地區(qū)，深基坑開挖對周邊的地下水位影響半徑較大，應結合具體施工工況與地質條件對地下水位的去徑進行鑒別，通過周邊環(huán)境的沉降觀測數(shù)據(jù)分析可以驗證地下水位的變化態(tài)勢。

（2）軟土地區(qū)基坑開挖，地下水位的下降幅度大，對周邊環(huán)境的影響范圍往往大于3倍基坑開挖深度范圍，引起周邊道路、管線等淺基礎構筑物的沉降較大，周邊環(huán)境沉降變化稍滯后于地下水位的下降。

（3）軟土地區(qū)多基坑同步施工，基坑之間互相影響，應對其影響加以鑒別，區(qū)分臨近基坑開挖與自身開挖對基坑支護結構變形的影響。