某高層基坑支護局部變形的處理

黨向榮

1 工程概況

某太原高層住宅樓北側臨街，東、西兩側較開闊，近臨 6層住宅小區，南側地勢較高，坡頂為道路及二層民居。其中高層住宅樓地上28層，地下2層。建筑總高度87.6m，平面尺寸為50.6m× 20.4m，純剪力墻結構，灌注樁基礎，基坑南側深度10.1m，距基坑邊4 800為二層村民自建樓房，其余三面基坑深為5.6m～6.2m。工程平面及場地環境條件如圖1所示。

2 工程地質情況

該工程基坑的影響范圍內地質情況條件為大地構造位置屬臨汾運城新裂陷—運城凹陷中，所處地貌單元屬鹽湖區北岸的湖岸壟崗，巖性主要為河湖相形成的粉土(鹽漬土)、粉質粘土、粘土組成，屬 1級(輕微)非自重濕陷性場地。具體如表 1所示。

表1 工程地質情況

3 地下水情況

地下水水位在11.5m～13.4m間，為地下潛水，由大氣隨季節變化徑流側向補給，對基礎施工無影響。

4 基坑支護

本工程基坑最深處為10.1m，建設單位自行組織基坑支護的設計施工，原設計選用密排 φ800人工挖孔灌注樁支護基坑南側邊坡，樁長為基坑底面以下8.00m，基坑底面以上6.00m，上端約2.5m，按照 1∶0.35進行放坡，邊坡修整后，噴射混凝土面層至頂。上口設置冠梁，在攪拌樁頂部埋入插筋，冠梁尺寸為 700×700，其他側面放坡開挖，不考慮進行支護。因勘探水位較低，基坑施工不考慮地下水的影響。但建設單位為減少投資，實際的南側基坑支護采用φ700，密排改為樁心距 1 400，樁配筋也進行了調整，未設置冠梁，未進行放坡及坡面處理。

5 基坑變形原因分析

5.1 施工險情

開挖過程中，正值雨季。基坑南側從坡頂上居民下水管一直排出生活污水。采用分層開挖，挖至基礎底面時，發現局部有變形跡象，且完成挖土后，在進行基礎底面整平清土時，突然有明顯側壁掉土現象，人員及時撤離后約 1 h出現局部坍塌。坍塌長約16m，寬 2m，有 2根灌注樁折斷，相鄰的支護樁也有明顯位移。

5.2 原因分析

未按照原基坑支護設計進行施工是導致局部變形坍塌的主要原因。由于支護結構強度、剛度均與原設計有較大差別，且未按照原設計進行放坡卸載，使得支護結構承載能力降低過多。南側居民的生活污水管的滲漏，導致具有 1級濕陷性的鹽漬土部分濕陷;由于采用灌注樁進行支護，基坑頂面變形偏大，土體內隨著基坑支護使用時間的延長會產生裂縫;坡頂是南側居民的道路，時有重車經過，加重變形及產生路面裂縫，加之雨季期間雨量偏大，雨水沿裂縫滲入，土方飽和，終于導致局部坍塌。

由此可見，導致基坑發生局部坍塌的原因是:

1)未按照原基坑支護設計進行施工，使得基坑支護結構的承載能力大幅降低。

2)南側坡頂居民的下水污水管變形長期滲漏對基坑土體粘聚力及內摩擦角的影響，導致實際污水管垂直滲漏，將部分土體脫離，直接作用在支護結構上。

3)上部過車，相當于基坑邊超載，震動加劇基坑變形的速率。

4)雨季的強降雨，導致基坑變形產生的路面裂縫成為滲流通道，加劇沿變形裂縫脫離土體的形成速度，按照裂縫形成的滑移面滑移，最終導致破壞。

6 處理措施

根據現場實際情況及現場條件，確定采取如下方案:

1)切斷周圍的上下水，并對土體及樁體的位移、周圍建筑物的沉降進行監測。

2)對未斷支護樁頂部的土體按照 1∶0.5進行放坡卸載，在樁頂形成一個卸載平臺，并進行噴射混凝土，防雨水沖刷。

3)加強支護樁結構，取消原基礎底面的灰土墊層，改為 400厚C15早強混凝土墊層，加強坑底抗隆起能力，當混凝土強度達到75%后，利用 6m長、壁厚 6mm、直徑為 219焊接鋼管進行斜向45°支撐，一端支撐在混凝土墊層上，一端通過膨脹螺絲、鋼板與支護樁固定連接，空隙采用C30混凝土填充封閉。

4)坍塌部位相鄰支護樁支撐好后，將嚴重變形位移的支護樁用鋼絲繩作為纜風繩固定好，先用砂袋裝土壘成 3m高 1∶0.5的護坡土臺，頂部設1m寬卸載平臺，向上剩余7m高部分按照1∶0.5削掉懸空土體并放坡至頂，側面及頂面噴射混凝土，防雨水沖刷。通過放坡卸載、斜向鋼管支撐后，經觀測基坑穩定變形很小，周圍建筑物并未發生附加沉降，認為基坑處于穩定狀態，進入基礎施工。

7 結語

由于建設單位對于基坑支護的重要性認識不足，隨意修改設計，再加之工程地質情況及周邊環境條件復雜多樣，導致該局部變形坍塌的發生。由此可見，方案的選擇及實施，應建立在對地質條件的盡可能準確了解，對周邊環境的分析評估、實地勘察，及對鄰近工程的仔細調研基礎上，不能隨意調整修改，如需修改，應經重新論證確認。另外，在施工中，不論何方為施工主體，在深基坑施工時，要充分認識到其可能存在的危險，做好應對措施，并做好應急預案及信息化施工，才能在施工中防患于未然。本例對類似地質條件下工程基坑施工具有一定的借鑒意義。