某基坑支護工程邊坡坍塌分析及處理

祝清波

(北京愛地地質(zhì)勘察基礎(chǔ)工程公司，北京 100144)

深基坑工程是一個系統(tǒng)的工程問題，它與場地工程勘察、支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、周邊環(huán)境等密切相關(guān)。基坑設(shè)計與施工涉及地質(zhì)條件、巖土性質(zhì)、場地環(huán)境、工程要求、施工程序和方法等許多相關(guān)的復雜問題，是理論上尚待完善、成熟和發(fā)展的綜合技術(shù)學科。

1 工程概況

二通廠南區(qū)棚改定向安置房項目(2號地塊)主要由1號～8號高層住宅樓、配套公共服務(wù)樓、地下車庫等組成。擬建建筑物地下3層，地上最高28層?；娱L約280 m，寬約240 m。場地±0.00=59.45 m，基坑埋深約17.10 m。

2 場地工程地質(zhì)條件

場地地形較平坦，地面標高約在57.79 m～62.00 m之間。地貌單元屬永定河沖洪積扇頂部。

場地地層可分為人工堆積層和第四系沖洪積層兩大類。人工填土層:①層雜填土，層厚0.20 m～14.10 m;①1層素填土，層厚0.30 m～12.30 m。第四系沖洪積層:該層分布②層砂質(zhì)粉土、②1層粘質(zhì)粉土、②2層粉細砂、③層卵石、③1層細砂。

場區(qū)在勘察深度范圍內(nèi)測有一層地下水，屬潛水，局部見上層滯水及地表水(管道泄漏)，地下水水位埋深在23.40 m～26.50 m，穩(wěn)定水位標高為34.23 m ～35.15 m。地下水主要接受大氣降水入滲補給，以蒸發(fā)及地下徑流為主要排泄方式。地下水水位年變化幅度在1.0 m～2.0 m。

3 場地周邊環(huán)境

該場區(qū)共有3個地塊，分別為1號、2號、3號地塊，1號地塊與2號地塊同時進行基坑支護，3號地塊暫未施工。

本地塊北側(cè)為1號地塊，本地塊與1號地塊之間為規(guī)劃張儀村二號路，規(guī)劃張儀村二號路寬約14.0 m，現(xiàn)為臨時道路，基坑上口線距張儀村二號路約5.0 m～40.0 m?；游鱾?cè)為規(guī)劃張儀村東三路，現(xiàn)為臨時道路，基坑上口線距張儀村東三路約2.7 m～9.1 m?；訓|側(cè)為規(guī)劃張儀村東五路，基坑上口線距張儀村東五路約6.55 m～11.55 m，張儀村東五路西側(cè)為電力管溝，管溝深度5.5 m～10.99 m，電力管溝中心線距紅線為5 m。基坑南側(cè)為梅市口路，距離基坑上口線的距離大于30 m。

4 基坑支護設(shè)計方案

由于篇幅有限，僅對坍塌部位原支護方案進行敘述:

1)基坑從±0.00算起，坑深約17.10 m，該段基坑采用雙排樁+錨索+土釘墻支護體系，上部5.0 m做1∶0.5土釘墻，預留肥槽寬800 mm，地面超載20 kPa。

2)雙排樁:護坡樁長16.0 m，樁頂相對標高 －5.0 m，其中嵌固段 3.9 m，樁間距 3.2 m，排距 1.6 m，樁內(nèi)徑 800 mm ～1 000 mm，外徑1 000 mn～1 200 mm，樁身強度C25，混凝土坍落度180 mm～220 mm。

3)鋼管樁:在雙排樁中間布設(shè)2根微型鋼管樁，間距0.6 m，樁長16.0 m，孔徑130 mm，成孔后下入一根89×4鋼管，鋼管中下部焊鋼筋頭，確保居中，注水灰比0.5礦渣純水泥漿，強度20 MPa。

4)冠梁:樁頂之上做冠梁，尺寸2 400 mm×500 mm，強度C25。

5)錨索:設(shè)置兩道錨索，錨索位于冠梁頂下4.0 m，8.0 m處，水平間距1.6 m，錨索孔徑150 mm，下傾角15°，錨索成孔后下入4d15(75)低松弛型鋼絞線。

6)土釘墻:在地面下1.5 m，3.0 m，4.5 m 處設(shè)3 排土釘，橫間距 1.5 m。土釘孔徑 d=120 mm，長 6.0 m ～7.0 m，下傾角 5°～10°，土釘插入1C16 HRB400級熱軋螺紋鋼筋。

5 邊坡坍塌分析及處理

5.1 邊坡坍塌情況

基坑西南側(cè)，該段開挖并支護至－5.0 m處時發(fā)生坍塌，由距離基坑上口線位置0.6 m處發(fā)生整體坍塌，坍塌長度約30 m，邊坡土質(zhì)為雜填土。埋設(shè)的地下臨時電纜露出?；悠马斖?.5 m位置的臨時道路未受影響，坍塌時邊坡下無作業(yè)人員，無人員傷亡。邊坡坍塌情況見圖1，圖2。

圖1 邊坡坍塌圖

圖2 邊坡坍塌圖

5.2 邊坡坍塌原因分析

現(xiàn)場對邊坡坍塌進行分析，原因大致如下:

1)土釘墻支護情況:土釘墻支護嚴格按照分層開挖、分層支護的原則進行，該段邊坡長約30 m，至邊坡坍塌之前，3排土釘均已完成注漿、掛網(wǎng)、噴射混凝土。

2)該段基坑開挖支護時，距離基坑上口線約9.5 m處臨時堆放有基坑開挖出的渣土堆，渣土堆高約3.0 m，寬約5.0 m。渣土堆堆載較大，增加了基坑側(cè)壁土壓力，對基坑邊坡穩(wěn)定造成影響。

3)該段邊坡南側(cè)轉(zhuǎn)角處雜填土內(nèi)含有較多老基礎(chǔ)，該段支護完成后，便開始在該轉(zhuǎn)角處進行破碎老基礎(chǔ)，炮錘沖擊引起土體振動，且距離基坑上口線1.50 m處為臨時道路，施工場地內(nèi)的渣土車、罐車均經(jīng)該處行駛，炮錘沖擊和往來車輛引起的振動，使土體受到擾動，土顆粒產(chǎn)生位移、變形，空隙間的水和空氣受到擠壓從而改變土體中水和空氣的含量，土的粘聚力、抗剪能力減小。

4)根據(jù)勘察報告顯示，該處雜填土厚約8.0 m～10.0 m，根據(jù)土釘工作面開挖顯示，該處邊坡5.0 m內(nèi)均為雜填土，且土質(zhì)松軟，穩(wěn)定性差。

5.3 邊坡坍塌處理

該段邊坡坍塌后，綜合考慮地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境、主體地下結(jié)構(gòu)要求［2］，立即組織相關(guān)人員進行分析決定采取以下措施:

1)目前西側(cè)渣土堆距離基坑上口線的距離約9.5 m，而此處基坑回填土較深且土質(zhì)較差，深8 m～10 m，此處護坡采用雙排樁支護體系，第一道錨桿位置位于地表以下9 m，錨桿位置較深，此處渣土堆距離基坑上口線較近，對基坑穩(wěn)定性造成較大影響，建議將此處渣土移走;確保西側(cè)道路上行駛的渣土車、罐車等重車距離基坑上口線的距離大于3 m，重車不能在基坑邊停留。

2)護坡樁樁長由原來16 m加長到19 m，即樁頂標高由原來－5.0 m調(diào)整為－2.0 m，護坡樁嵌固深度不變;第一道錨桿長度由原來的16 m加長到19 m，角度由原來的15°調(diào)整為20°;錨固力由原來的517 kN調(diào)整為648 kN;第二道錨桿長度由原來的15 m加長到16 m，錨固力由原來的460 kN調(diào)整為501 kN。

3)樁頂上部5 m 1∶0.5放坡改為樁頂上部2 m 1∶1放坡，對于已坍塌部位，利用水泥袋裝土碼放形成1∶1坡比，預留注漿管，在－1.5處打設(shè)一道5 m長土釘，坡體掛網(wǎng)噴射混凝土，坡體達到強度后，在坡體內(nèi)部做壓漿處理。

4)加強對基坑的變形監(jiān)測，如發(fā)現(xiàn)位移數(shù)據(jù)異常，將進一步采取其他措施以保證基坑的穩(wěn)定。

結(jié)果:該段基坑進行處理至基坑開挖至設(shè)計標高后，基坑整體穩(wěn)定，基坑變形監(jiān)測數(shù)據(jù)無異常。

6 結(jié)語

隨著城市化進程的不斷加快，基坑支護技術(shù)的應(yīng)用也越來越頻繁，為保證工程質(zhì)量，加快施工進度，廣大施工人員必須不斷提高基坑支護施工的技術(shù)水平［3］，科學合理的處理施工過程中出現(xiàn)的問題。根據(jù)本基坑設(shè)計及施工中遇到一些問題及其處理，得出如下結(jié)論:

1)設(shè)計與施工前應(yīng)查清周邊地質(zhì)情況，勘察報告應(yīng)全面準確，該段基坑周邊地下老基礎(chǔ)較多，雜填土土性較其他區(qū)域更松軟，勘察報告內(nèi)未涉及此內(nèi)容并未給出建議。

2)現(xiàn)場施工人員如在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)地層土質(zhì)信息變化和周邊環(huán)境變化，應(yīng)及時與設(shè)計單位和勘察單位溝通，協(xié)商制定處理措施，本例中基坑上口西側(cè)渣土堆已超出設(shè)計坡頂荷載，炮錘沖擊和坡頂往來車輛產(chǎn)生動力振動造成周邊環(huán)境動力因素的變化。

3)基坑開挖支護過程中應(yīng)重視變形監(jiān)測，及時分析基坑位移數(shù)據(jù)，觀察支護結(jié)構(gòu)、邊坡坡面、周邊地面、路面及周邊建筑有無異常變化情況。