某基坑支护工程边坡坍塌分析及处理

秦海燕

（贵州联建土木工程质量检测监控中心有限公司 贵州贵阳 550001）

0 引言

随着城市发展加快，在城市建设的过程中会大量使用基坑支护技术，为了保证质量，必须合理使用相关先进技术，确保基坑支护的整体水平，尤其是要加强对基坑支护的设计工作。而对于基坑边坡的坍塌问题，也需要做好对坍塌原因的分析，总结经验和改进设计，保证基坑的稳定性。

1 工程概述

工程概况和周边情况：

本工程为二通厂南区棚改项目，建设高层住宅楼和配套公共服务楼、地下停车库等等，计划建设地下室三层、地上建筑最高二十八层。建筑的基坑长280m，宽度240m，基坑深度大约17.10m。

当地地貌属于永定河冲洪积扇顶部，所以地质相对比较平坦，地面的标高在57.79~62.00m之间，场地的地层包括人工堆积层和第四系冲洪积层两种。其中，人工填土层主要包括层杂填土，厚度在0.2~14m左右；层素填土厚度在0.3~12.3m左右。第四系冲基层包括层砂质粉土、层粘质粉土、层粉细砂、鹅卵石。根据勘察的结果，在厂区的范围内有一定的地下水，地下水属于潜水，地下水的深度在23.4~26.6m左右，稳定水位的标高在34.24m左右。自然降水渗入地下是补给地下水的主要渠道，地下水通过径流、蒸发排泄，每年地下水有1~2m的变化幅度。

厂区被分成三个地块，其中两个地块使用同时进行基坑支护，另一个地块没有进行施工。厂区是北侧为一号地块，二号地块和一号地块之间，规划14m宽的道路，作为张仪村二号路。目前，道路是临时道路。基坑的上口线与张仪村二号路的距离在5~40m；基坑西侧是张仪村东三路，目前作为基坑建设的临时道路，基坑的上口和东三路距离为3~9m。基坑东侧规划张仪村东路，基坑的上口与东五路的距离在6.55~11.55m。基坑口距离南侧的道路为30m左右。

2 基坑坍塌和处理

2.1 基坑支护设计方案

基坑的深度为17.1m左右，基坑的支护体系使用了双排桩、锚索、土钉墙的支护系统，在基坑的顶部的5m处做1：0.5的土钉墙，同时预留宽在800mm的肥槽，设计地面超载20kPa。在双排桩的支护设计上，护坡桩的长度为16m，桩顶相对标高-5m，嵌固段为3.9m，桩之间间距3.2m，排距1.6m。桩的内径为800~1000mm左右，外径设计为1000~1200mm。桩身设计强度为C25，混凝土坍落度为180~220mm。

对于土钉墙的设计，在低下1.5m处、3.0m处和4.5m处设计了3排土钉，横间距为1.5m，土钉的孔径为120mm，长度在6~7m，设计倾斜角为5°~10°，土钉插入1C16HRB400级热轧螺纹钢筋。在两个排桩中间，布置了两个微型钢管桩，钢管桩的间距为0.6m，钢管桩的长度为16m，孔径为130mm。成孔后下入钢管，钢管的中下部焊钢筋头，保证钢管的剧中，之后注入注水灰比0．5矿渣纯水泥浆，强度20MPa。在桩基的顶部设置冠梁，强度为C25。设置两道锚索控制桩顶位移量，锚索在冠梁顶部一下的4m处和8m处，水平间距为桩间距，锚索的下倾角为15°，锚索的孔径设计为150mm，成孔以后下入低松弛型钢绞线。

2.2 边坡坍塌的分析

2.2.1 边坡坍塌情况

坍塌发生在基坑的西南侧，在该段开挖以及支护到-5m的位置发生坍塌，在基坑上口线位置0.6m处发生整体坍塌，坍塌的长度为30m。坍塌的位置的边坡的土质为杂填土，坍塌之后，埋设在地下的临时电缆露出。在基坑坡顶外1.5m位置的临时道路并没有因为坍塌受到影响，并且在坍塌时，边坡下并没有人员作业，所以并未因为坍塌造成人员伤亡。

2.2.2 基坑边坡坍塌原因分析

针对现场的情况，总结了基坑边坡坍塌的原因。首先土钉墙支护完全严格按照分层开挖和分层支护的要求进行，该段的边坡长为30m，在边坡坍塌之前，3排土钉都完成了注浆、挂网和喷射混凝土的施工工作。坍塌位置的基坑开挖支护时，距离基坑上口9.5m处施工方堆放了了基坑开挖出的渣土，渣土堆高度为3.0m，宽度为5m。由于渣土堆导致的堆载非常大，所以会增加基坑侧壁土的压力，这在设计时是没有考虑的荷载，这就导致原有的支护设计承受过大的水平力，产生了过大的水平位移，从而造成基坑坍塌。

由于边坡的南侧转角含有很多老旧的基础，在支护工作完成之后，就开始进行老旧基础的破碎工作。使用炮锤冲击的方式来对老旧基础破碎，会导致严重的土体震动。其次，施工场地内的渣土车、罐车也经过该处，车辆的往来同样会引起比较严重的振动。震动的水平力通过周边土体，传到支护结构上。综合以上因素，导致了该基坑坍塌的发生。

2.3 坍塌边坡的处理

再出现边坡坍塌的问题之后，对周围的地质条件、周边环境情况、低下结构对稳定性的需求，采取了如下措施解决坍塌问题。首先，在西侧渣土堆距离基坑上口线的9.5m处，针对护坡使用了双排桩支护体系。因为该位置的土质比较差，而且基坑回填土的位置比较深，在8~10m左右。第一道锚杆位置在地表以下的9m，由于锚杆位置比较深，而且渣土堆距离基坑的上口位置也比较近，会对基坑的稳定性造成比较大的影响。所以在施工时为了避免出现问题将渣土进行了转移，并且对西侧道路的行车也作出了限制，要求渣土车、罐车和基坑的上口线距离要在3m以上，并且任何重车都不能在基坑的边停留。

护坡桩的桩长在改造后增加，桩长由原来的16m增加到了19m，桩顶的标高也从-5m调整为-2m，保持护坡的嵌固深度不变。第一道锚杆的长度从16m加长到19m，角度也进行了调整，从15°调整为20°。通过调整，能够产生的锚固力从517kN增加到648kN。第二道锚杆的长度从15m增加到了16m，锚固力从460kN增加到了500kN。对于桩顶部由5m1：0.5放坡改为桩顶上部2m1∶1放坡。而对于出现坍塌的部位，使用水泥袋来进行补救，形成1：1的坡比。放坡预留注浆管，并且在-1.5m处打入5m的土钉，在坡体的强度达到要求之后，再对坡体的内部进行压浆处理，保证稳定性。

在改造过程中，也加强了对基坑变形情况的监测，并做好在发生异常时进行进一步改造的准备。经过改造之后，整个基坑并没有出现监测数据结果异常的情况，在达到开挖设计的标高之后，基坑整体十分稳定。

3 基坑边坡坍塌的总结

本工程在设计的时候没有充分考虑周边的地质情况，并没有充分应用勘察报告的结果。由于基坑周边有很多地下基础不牢固，所以杂填土的土性相比其他区域比较松软，而勘察报告也并没有根据这个结果给出提醒和建议。

施工人员在施工过程中应该时刻关注现场开挖情况与地勘报告的一致性，并且时刻关注周围环境的情况，如果发现异样需要马上与设计单位、勘察单位取得联系，对基坑当前的情况作出全面的判断，从而制定合理解决的措施。本例中的坍塌来自于西侧渣土堆载已经超过了设计的坡顶荷载，并且由于炮锤冲击以及坡顶的车辆往来，同样增加了坡顶荷载，导致支护系统难以承担侧向力。针对深基坑开挖的过程中，还要重视坡顶变形的监测结果，了解基坑目前的位移情况，以及观察周围建筑是否存在异样的变化，及时采取措施，避免出现严重的问题。

4 结束语

深基坑工程是一个系统的问题，建设过程中需要和场地、工程勘察、支护结构设计、周边环境等方面的了解。需要充分考虑对地质条件，做好对施工现场环境的监控，结合前期的勘察结果，作出更为合理的设计。施工过程中若发现周边环境的监测结果存在问题，必须及时采取措施，避免出现坍塌的情况。针对坍塌问题，也要根据测量数据对设计进行改良，保证基坑的稳定性。