某高层基坑支护局部变形的处理

党向荣

1 工程概况

某太原高层住宅楼北侧临街，东、西两侧较开阔，近临 6层住宅小区，南侧地势较高，坡顶为道路及二层民居。其中高层住宅楼地上28层，地下2层。建筑总高度87.6m，平面尺寸为50.6m× 20.4m，纯剪力墙结构，灌注桩基础，基坑南侧深度10.1m，距基坑边4 800为二层村民自建楼房，其余三面基坑深为5.6m～6.2m。工程平面及场地环境条件如图1所示。

2 工程地质情况

该工程基坑的影响范围内地质情况条件为大地构造位置属临汾运城新裂陷—运城凹陷中，所处地貌单元属盐湖区北岸的湖岸垄岗，岩性主要为河湖相形成的粉土(盐渍土)、粉质粘土、粘土组成，属 1级(轻微)非自重湿陷性场地。具体如表 1所示。

表1 工程地质情况

3 地下水情况

地下水水位在11.5m～13.4m间，为地下潜水，由大气随季节变化径流侧向补给，对基础施工无影响。

4 基坑支护

本工程基坑最深处为10.1m，建设单位自行组织基坑支护的设计施工，原设计选用密排 φ800人工挖孔灌注桩支护基坑南侧边坡，桩长为基坑底面以下8.00m，基坑底面以上6.00m，上端约2.5m，按照 1∶0.35进行放坡，边坡修整后，喷射混凝土面层至顶。上口设置冠梁，在搅拌桩顶部埋入插筋，冠梁尺寸为 700×700，其他侧面放坡开挖，不考虑进行支护。因勘探水位较低，基坑施工不考虑地下水的影响。但建设单位为减少投资，实际的南侧基坑支护采用φ700，密排改为桩心距 1 400，桩配筋也进行了调整，未设置冠梁，未进行放坡及坡面处理。

5 基坑变形原因分析

5.1 施工险情

开挖过程中，正值雨季。基坑南侧从坡顶上居民下水管一直排出生活污水。采用分层开挖，挖至基础底面时，发现局部有变形迹象，且完成挖土后，在进行基础底面整平清土时，突然有明显侧壁掉土现象，人员及时撤离后约 1 h出现局部坍塌。坍塌长约16m，宽 2m，有 2根灌注桩折断，相邻的支护桩也有明显位移。

5.2 原因分析

未按照原基坑支护设计进行施工是导致局部变形坍塌的主要原因。由于支护结构强度、刚度均与原设计有较大差别，且未按照原设计进行放坡卸载，使得支护结构承载能力降低过多。南侧居民的生活污水管的渗漏，导致具有 1级湿陷性的盐渍土部分湿陷;由于采用灌注桩进行支护，基坑顶面变形偏大，土体内随着基坑支护使用时间的延长会产生裂缝;坡顶是南侧居民的道路，时有重车经过，加重变形及产生路面裂缝，加之雨季期间雨量偏大，雨水沿裂缝渗入，土方饱和，终于导致局部坍塌。

由此可见，导致基坑发生局部坍塌的原因是:

1)未按照原基坑支护设计进行施工，使得基坑支护结构的承载能力大幅降低。

2)南侧坡顶居民的下水污水管变形长期渗漏对基坑土体粘聚力及内摩擦角的影响，导致实际污水管垂直渗漏，将部分土体脱离，直接作用在支护结构上。

3)上部过车，相当于基坑边超载，震动加剧基坑变形的速率。

4)雨季的强降雨，导致基坑变形产生的路面裂缝成为渗流通道，加剧沿变形裂缝脱离土体的形成速度，按照裂缝形成的滑移面滑移，最终导致破坏。

6 处理措施

根据现场实际情况及现场条件，确定采取如下方案:

1)切断周围的上下水，并对土体及桩体的位移、周围建筑物的沉降进行监测。

2)对未断支护桩顶部的土体按照 1∶0.5进行放坡卸载，在桩顶形成一个卸载平台，并进行喷射混凝土，防雨水冲刷。

3)加强支护桩结构，取消原基础底面的灰土垫层，改为 400厚C15早强混凝土垫层，加强坑底抗隆起能力，当混凝土强度达到75%后，利用 6m长、壁厚 6mm、直径为 219焊接钢管进行斜向45°支撑，一端支撑在混凝土垫层上，一端通过膨胀螺丝、钢板与支护桩固定连接，空隙采用C30混凝土填充封闭。

4)坍塌部位相邻支护桩支撑好后，将严重变形位移的支护桩用钢丝绳作为缆风绳固定好，先用砂袋装土垒成 3m高 1∶0.5的护坡土台，顶部设1m宽卸载平台，向上剩余7m高部分按照1∶0.5削掉悬空土体并放坡至顶，侧面及顶面喷射混凝土，防雨水冲刷。通过放坡卸载、斜向钢管支撑后，经观测基坑稳定变形很小，周围建筑物并未发生附加沉降，认为基坑处于稳定状态，进入基础施工。

7 结语

由于建设单位对于基坑支护的重要性认识不足，随意修改设计，再加之工程地质情况及周边环境条件复杂多样，导致该局部变形坍塌的发生。由此可见，方案的选择及实施，应建立在对地质条件的尽可能准确了解，对周边环境的分析评估、实地勘察，及对邻近工程的仔细调研基础上，不能随意调整修改，如需修改，应经重新论证确认。另外，在施工中，不论何方为施工主体，在深基坑施工时，要充分认识到其可能存在的危险，做好应对措施，并做好应急预案及信息化施工，才能在施工中防患于未然。本例对类似地质条件下工程基坑施工具有一定的借鉴意义。