深基坑上部放坡段事故分析与防治措施

游 灏

(厦门大学嘉庚学院 福建厦门 361006)

深基坑上部放坡段事故分析与防治措施

游 灏

(厦门大学嘉庚学院 福建厦门 361006)

随着工程建设技术的发展，深基坑支护风险得到重视和有效控制，但深基坑上部放坡段(挂网喷浆支护)常出现工程事故。文章以某工程事故为例，介绍了该工程在外部因素(强降雨)作用下放坡挂网喷浆段发生的坍塌事故，分析了事故发生的原因，阐述其处理措施，并基此提出类似工程今后防治措施，避免重蹈覆辙。

深基坑上部放坡段;事故分析;防治措施

0 引言

随着城镇化发展，高楼大厦不断涌现，地下空间得到充分发展，从地下1层发展到地下6层，深基坑支护技术得到充分发展。近年来，各地区都强调深大基坑支护的风险，忽略了深基坑上部浅层地基段的质量安全风险。从媒体报道和笔者从事的房屋工程管理中不难发现,在深基坑事故中上部放坡段事故远高于其他段事故。这不仅造成经济损失，还延误工期，给社会带来负面影响。因此，有必要研究深基坑上部放坡段质量事故原因及处理措施，以有效控制此部位质量安全风险。

徐至钧等在2011年发表的《减少深基坑支护事故发生的经验和措施》文中提出：多数深基坑事故是对浅层地基没有足够重视和施工措施等方面存在不当或疏忽所引起的[1]。针对普遍存在房建工程深基坑上部放坡段的质量安全问题，本文拟以厦门市某项目深基坑支护实例，研究分析在深基坑施工过程中发生的放坡部位坍塌事故的原因及其处理措施，提出事故防治措施。

1 工程案例

1.1工程概况

该项目为由5栋高层住宅楼及配套幼儿园、商业等组成的一座综合性商业建筑的单位工程，楼层分析：地下一、二层为停车场，地上一、二层为商场，地上三至四十六层为住宅。

该工程基坑面积达4.2万m2，土方量超过45万m3，土方开挖深度5m～15m,场地现状地坪高程4.15m～12.68m，土方大开挖应采取分层、分块、分段施工，以免卸荷载过快，影响基坑稳定。

1.2地质概况

该工程场地地质概况如表1所示。

表1 工程场地土层分层及力学性质表

1.3支护方案

事故发生地段的支护结构形式采用：自然放坡(内挂钢筋网+喷浆)+灌注桩+锚索。

坍塌处1a-1a和2-2剖面支护如图1～图2所示。

图1 1a-1a支护结构剖面图

图2 2-2支护结构剖面图

坍塌处1a-1a剖面放坡段的地层分别为：素植土、粉质粘土，坡高5.4m、坡率1∶0.83，坍塌处2-2剖面放坡段的地层分别为：素植土、中砂、粉质粘土，坡高3.61m、坡率1∶1。

1.4基坑支护施工布置

由于现场主要为人工挖孔桩+锚索+喷射砼支护和钢筋土钉，喷射砼和局部喷射砼支护，因此为了保证施工现场的顺利连续施工，围护桩采用跳孔开挖，全面开展，以加快施工进度。钢筋土钉、喷射砼、土方开挖则根据现场的情况进行分块分层开挖，边坡的挂网喷浆紧跟其后。

2 事故发生及分析处理

2.1事故发生

2014年7月中旬，厦门连降暴雨,10h最大降雨量85mm,7月14日傍晚，两处边坡出现坍塌(1a-1a和2-2剖面)，其中1a-1a剖面破坏面处呈近似倒梯形，上边长16m，高5.4m，喷浆内挂钢筋网脱落。另一处在2-2剖面，边坡土方已修整尚未钢筋网喷浆，坍塌长度21m，高3.6m,如图3～图4所示。

图3 1a-1a剖面挂网喷浆坍塌

图4 2-2剖面土体坍塌

2.2事故分析

基坑1a-1a和2-2剖面上部放坡挂网喷浆段和未挂网喷浆段在雨水冲刷和渗透下，出现坍塌事故，分析如下。

2.2.1意识上未重视

雨季施工，建设各方未充分警觉雨水对边坡工程的破坏作用；当边坡发生危险征兆时未及时补救；或基坑监测单位在施工过程中未能及时提供真实有效的监测数据，提请各方注意报警值。

2.2.2边坡稳定性不足

该事故段开挖深度5.4m和3.6m，在冠梁平台和冠梁底部的土方开挖过程中，由于挖掘机挖土技术限制，坡角无法按图挖出设计角度，通常是近似直角，导致土体的抗滑力降低。同时在原有支护(内挂钢筋网+喷浆)基础上增设土钉的边坡部位都很安全，未出现工程事故(坍塌)，这反映事故部位的边坡稳定性不足，设计部门要引起注意。

2.2.3边坡开挖坡度大于设计坡度

发生事故的(1a-1a和2-2剖面)地质情况是素填土、粉性粘土、 残积土地层，设计要求1∶0.8、1∶1放坡，在实际开挖土体时，开挖坡度1∶0.7，未按设计坡度施工。

2.2.4挂网喷浆施工质量不能满足施工工艺要求

喷射作业未分片进行，施工现场是整片喷射混凝土。喷射方向未按照从下往上施喷，按“S”形运动，致使喷射回弹物附着在未喷的受喷面上而影响喷层与受喷面的粘结力、喷射混凝土应分二次喷射，一次喷射厚度过厚会削弱混凝土颗粒间的凝聚力，致使喷层因自重过大而大片脱落。

2.2.5雨水作用

吴长富等在2008年发表的《强降雨条件下土质边坡瞬态稳定性分析》文中提出：水分在坡体内的运移对边坡稳定性的时间空间影响效应，以及雨水入渗造成的土性渗透特性的改变[2]。

由于长时间的降雨及受雨水浸泡，土中含水量增大，土体饱和容重增加，土体内部剪应力增大。土中含水量增加，自由水在土颗粒表面产生一定润滑作用，降低土粒间摩阻力，同时细小粘粒间结合水膜变厚，降低了土的内聚力c和内摩擦角φ，导致土体抗剪强度减小。同时，降雨使这些因素造成边坡稳定平衡破坏，出现滑坡现象[3～5]。

3 事故处理及其效果

经现场事故原因分析讨论，处理措施如图5所示。

图5 边坡坍塌位置应急措施示意图

3.1稳定坡角、增强土体稳定性

在坡底插入长6m的16号工字钢间距500mm，在冠梁处工字钢间设置Φ14@200mm×200mm的钢筋网片。用来稳定坡脚，形成一堵挡土墙，挡住土的正向推力，避免土体继续坍塌[3]。

3.2就地取材、规范喷射混凝土工艺

清理坍塌的松散土方，将土装入土袋堆砌在工字钢钢筋网片后面，压实后与未坍塌土体连成一体，在土袋外表面上覆土压实，挂上钢筋网片分片从下往上喷浆，与工字钢一同形成一道挡土墙。

3.3加强隔水排水措施

内挂钢筋网片布置到围墙处，硬化土体，防止雨水渗入土体,引起土体液化，降低土体的抗剪能力和土体稳定系数。截水沟移至冠梁水平位置旁，组织雨水通过坡面流至截水沟，排到市政管网。

3.4查漏补弱

组织检查设计图和施工现场薄弱部位，在土体薄弱处，增设土钉或加密围护桩措施，增强土体稳定性，防止出现新的坍塌。

3.5开展严密的现场基坑监测

加强加密监测，随时掌握土层和支护结构内力的变化情况，判断施工工艺和施工参数是否符合预期要求,判定被支护体系的安全状态，检验设计的正确性。当出现报警值，立即停止施工，分析原因采取措施后再继续施工。

3.6效果评估

事故处理后，在后续基坑支护及主体施工过程中，未曾出现任何边坡事故，效果显著，如图6～图7所示。

图6 1a-1a剖面位置事故处理后现场实拍图

图7 2-2剖面位置事故处理后现场实拍图

4 事故防治措施

该工程案例印证了徐至钧等《减少深基坑支护事故发生的经验和措施》文中观点：外部因素及内在因素变化考虑不周，是导致深基坑上部放坡段坍塌事故的原因。

针对普遍存在的深基坑上部放坡部位的质量安全问题，应加强事故防治措施。

4.1重视外部因素的破坏作用

连续强降雨增加了土体重度，同时对上部土体产生冲刷和渗透作用，造成土的内聚力c和内摩擦角φ降低，土体抗剪强度减小，这两方面因素容易诱发边坡失稳。

外部因素还包括施工荷载，设计应考虑施工荷载设计允许值，严禁在基坑边10m范围内堆重载和坑边行车。

4.2边坡设计应满足规范要求

在设计时，边坡要考虑坡顶水对边坡的渗透侵蚀作用；同时计算土和水压力对边坡作用，按《建筑基坑支护技术规程》粘性土边坡稳定安全系数Fs大于1.3[6]。

当外部因素复杂时可考虑在放坡面设置适量的土钉或坡角加固措施(设置微型桩基)，确保边坡稳定。挂网喷浆工艺的钢筋网片应绕过截水沟接到红线处，确保地面水无法渗透到土里，把水与土体隔离，形成一个隔水封闭系统[7]。

4.3边坡支护施工忠于设计

严格按照设计要求施工，边坡坡率应达到设计要求；喷射混凝土，分为初喷和复喷两道。初喷在开挖完成后立即进行，防止表层风化剥落。复喷混凝土在挂网和插筋安装后进行，尽快形成喷锚支护整体受力。

喷射砼应与土方开挖穿插进行，每开挖一层，支护一层。

4.4严格监控，做好预案

基坑开挖期间，监测单位按设计要求提供各种真实数据，指导设计和施工。同时，施工单位和监理单位应做好预案，发现报警值时，立即处理，防止事故发生。

5 结语

深基坑浅层放坡段质量安全容易被忽视，在内外因素作用下诱发工程事故概率高，影响着工程项目目标，故各建设主体都应充分重视设计、施工、监测等环节，做好此类事故防治工作。

[1] 徐至钧.减少深基坑支护事故发生的经验和措施[J].建筑技术，2011(3):253-259.

[2] 吴长富.强降雨条件下土质边坡瞬态稳定性分析[J].岩土力学，2008(2):386-391

[3] 陈宏伟.强降雨下土质边坡稳定性分析方法[J].铁道学报,2016(1):108-114.

[4] 罗方悦.水位下降条件下土坡破坏的离心模型试验研究[J].土木工程学报,2017(3):108-114.

[5] 王艳.上海地区浅大基坑事故原因及对策[J].地下空间与工程学报,2011(6):599-603.

[6] JGJ 120-2012 建筑基坑支护技术规程[S].中国建筑研究院,2012.

[7] GB50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

Thepreventionmeasuresandaccidentanalysisfortheslopeoftheupperpartofdeepfoundation

YOUHao

(Jiageng College,Xiamen University,Associate professor,Xiamen 361006)

With the developing of the engineering construction technology, the risk of the retaining and protecting for the deep foundation excavation has been attached importance to and effectively controlled, yet there are engineering accidents usually in the upper the deep foundation pit of the slope. This article takes an engineering accident as an example, showing the collapse accident in the upper of the deep foundation when this construction project is effected by external factors (like rain), analyzing the reason and solutions of this accident. In the end, the prevention measures of similar projects are put forward to avoid the same mistake.

The slope of the upper part of deep foundation; Accident analysis; Treatment measures

TU4

A

1004-6135(2017)10-0050-04

游灏(1970.1- )，男，高级工程师，高级经济师。

E-mail:2663340988@qq.com

2017-04-19