某基坑支護工程邊坡坍塌分析及處理

秦海燕

（貴州聯建土木工程質量檢測監控中心有限公司 貴州貴陽 550001）

0 引言

隨著城市發展加快，在城市建設的過程中會大量使用基坑支護技術，為了保證質量，必須合理使用相關先進技術，確保基坑支護的整體水平，尤其是要加強對基坑支護的設計工作。而對于基坑邊坡的坍塌問題，也需要做好對坍塌原因的分析，總結經驗和改進設計，保證基坑的穩定性。

1 工程概述

工程概況和周邊情況：

本工程為二通廠南區棚改項目，建設高層住宅樓和配套公共服務樓、地下停車庫等等，計劃建設地下室三層、地上建筑最高二十八層。建筑的基坑長280m，寬度240m，基坑深度大約17.10m。

當地地貌屬于永定河沖洪積扇頂部，所以地質相對比較平坦，地面的標高在57.79~62.00m之間，場地的地層包括人工堆積層和第四系沖洪積層兩種。其中，人工填土層主要包括層雜填土，厚度在0.2~14m左右；層素填土厚度在0.3~12.3m左右。第四系沖基層包括層砂質粉土、層粘質粉土、層粉細砂、鵝卵石。根據勘察的結果，在廠區的范圍內有一定的地下水，地下水屬于潛水，地下水的深度在23.4~26.6m左右，穩定水位的標高在34.24m左右。自然降水滲入地下是補給地下水的主要渠道，地下水通過徑流、蒸發排泄，每年地下水有1~2m的變化幅度。

廠區被分成三個地塊，其中兩個地塊使用同時進行基坑支護，另一個地塊沒有進行施工。廠區是北側為一號地塊，二號地塊和一號地塊之間，規劃14m寬的道路，作為張儀村二號路。目前，道路是臨時道路。基坑的上口線與張儀村二號路的距離在5~40m；基坑西側是張儀村東三路，目前作為基坑建設的臨時道路，基坑的上口和東三路距離為3~9m。基坑東側規劃張儀村東路，基坑的上口與東五路的距離在6.55~11.55m。基坑口距離南側的道路為30m左右。

2 基坑坍塌和處理

2.1 基坑支護設計方案

基坑的深度為17.1m左右，基坑的支護體系使用了雙排樁、錨索、土釘墻的支護系統，在基坑的頂部的5m處做1：0.5的土釘墻，同時預留寬在800mm的肥槽，設計地面超載20kPa。在雙排樁的支護設計上，護坡樁的長度為16m，樁頂相對標高-5m，嵌固段為3.9m，樁之間間距3.2m，排距1.6m。樁的內徑為800~1000mm左右，外徑設計為1000~1200mm。樁身設計強度為C25，混凝土坍落度為180~220mm。

對于土釘墻的設計，在低下1.5m處、3.0m處和4.5m處設計了3排土釘，橫間距為1.5m，土釘的孔徑為120mm，長度在6~7m，設計傾斜角為5°~10°，土釘插入1C16HRB400級熱軋螺紋鋼筋。在兩個排樁中間，布置了兩個微型鋼管樁，鋼管樁的間距為0.6m，鋼管樁的長度為16m，孔徑為130mm。成孔后下入鋼管，鋼管的中下部焊鋼筋頭，保證鋼管的劇中，之后注入注水灰比0．5礦渣純水泥漿，強度20MPa。在樁基的頂部設置冠梁，強度為C25。設置兩道錨索控制樁頂位移量，錨索在冠梁頂部一下的4m處和8m處，水平間距為樁間距，錨索的下傾角為15°，錨索的孔徑設計為150mm，成孔以后下入低松弛型鋼絞線。

2.2 邊坡坍塌的分析

2.2.1 邊坡坍塌情況

坍塌發生在基坑的西南側，在該段開挖以及支護到-5m的位置發生坍塌，在基坑上口線位置0.6m處發生整體坍塌，坍塌的長度為30m。坍塌的位置的邊坡的土質為雜填土，坍塌之后，埋設在地下的臨時電纜露出。在基坑坡頂外1.5m位置的臨時道路并沒有因為坍塌受到影響，并且在坍塌時，邊坡下并沒有人員作業，所以并未因為坍塌造成人員傷亡。

2.2.2 基坑邊坡坍塌原因分析

針對現場的情況，總結了基坑邊坡坍塌的原因。首先土釘墻支護完全嚴格按照分層開挖和分層支護的要求進行，該段的邊坡長為30m，在邊坡坍塌之前，3排土釘都完成了注漿、掛網和噴射混凝土的施工工作。坍塌位置的基坑開挖支護時，距離基坑上口9.5m處施工方堆放了了基坑開挖出的渣土，渣土堆高度為3.0m，寬度為5m。由于渣土堆導致的堆載非常大，所以會增加基坑側壁土的壓力，這在設計時是沒有考慮的荷載，這就導致原有的支護設計承受過大的水平力，產生了過大的水平位移，從而造成基坑坍塌。

由于邊坡的南側轉角含有很多老舊的基礎，在支護工作完成之后，就開始進行老舊基礎的破碎工作。使用炮錘沖擊的方式來對老舊基礎破碎，會導致嚴重的土體震動。其次，施工場地內的渣土車、罐車也經過該處，車輛的往來同樣會引起比較嚴重的振動。震動的水平力通過周邊土體，傳到支護結構上。綜合以上因素，導致了該基坑坍塌的發生。

2.3 坍塌邊坡的處理

再出現邊坡坍塌的問題之后，對周圍的地質條件、周邊環境情況、低下結構對穩定性的需求，采取了如下措施解決坍塌問題。首先，在西側渣土堆距離基坑上口線的9.5m處，針對護坡使用了雙排樁支護體系。因為該位置的土質比較差，而且基坑回填土的位置比較深，在8~10m左右。第一道錨桿位置在地表以下的9m，由于錨桿位置比較深，而且渣土堆距離基坑的上口位置也比較近，會對基坑的穩定性造成比較大的影響。所以在施工時為了避免出現問題將渣土進行了轉移，并且對西側道路的行車也作出了限制，要求渣土車、罐車和基坑的上口線距離要在3m以上，并且任何重車都不能在基坑的邊停留。

護坡樁的樁長在改造后增加，樁長由原來的16m增加到了19m，樁頂的標高也從-5m調整為-2m，保持護坡的嵌固深度不變。第一道錨桿的長度從16m加長到19m，角度也進行了調整，從15°調整為20°。通過調整，能夠產生的錨固力從517kN增加到648kN。第二道錨桿的長度從15m增加到了16m，錨固力從460kN增加到了500kN。對于樁頂部由5m1：0.5放坡改為樁頂上部2m1∶1放坡。而對于出現坍塌的部位，使用水泥袋來進行補救，形成1：1的坡比。放坡預留注漿管，并且在-1.5m處打入5m的土釘，在坡體的強度達到要求之后，再對坡體的內部進行壓漿處理，保證穩定性。

在改造過程中，也加強了對基坑變形情況的監測，并做好在發生異常時進行進一步改造的準備。經過改造之后，整個基坑并沒有出現監測數據結果異常的情況，在達到開挖設計的標高之后，基坑整體十分穩定。

3 基坑邊坡坍塌的總結

本工程在設計的時候沒有充分考慮周邊的地質情況，并沒有充分應用勘察報告的結果。由于基坑周邊有很多地下基礎不牢固，所以雜填土的土性相比其他區域比較松軟，而勘察報告也并沒有根據這個結果給出提醒和建議。

施工人員在施工過程中應該時刻關注現場開挖情況與地勘報告的一致性，并且時刻關注周圍環境的情況，如果發現異樣需要馬上與設計單位、勘察單位取得聯系，對基坑當前的情況作出全面的判斷，從而制定合理解決的措施。本例中的坍塌來自于西側渣土堆載已經超過了設計的坡頂荷載，并且由于炮錘沖擊以及坡頂的車輛往來，同樣增加了坡頂荷載，導致支護系統難以承擔側向力。針對深基坑開挖的過程中，還要重視坡頂變形的監測結果，了解基坑目前的位移情況，以及觀察周圍建筑是否存在異樣的變化，及時采取措施，避免出現嚴重的問題。

4 結束語

深基坑工程是一個系統的問題，建設過程中需要和場地、工程勘察、支護結構設計、周邊環境等方面的了解。需要充分考慮對地質條件，做好對施工現場環境的監控，結合前期的勘察結果，作出更為合理的設計。施工過程中若發現周邊環境的監測結果存在問題，必須及時采取措施，避免出現坍塌的情況。針對坍塌問題，也要根據測量數據對設計進行改良，保證基坑的穩定性。