基坑局部滑坡原因分析及處理措施

李躍飛，呂柯良，涂 袁，潘彥良，王康智

（1、中建四局華南建設(shè)有限公司 廣州510663；2、中國(guó)建筑第四工程局有限公司 廣州510665）

0 引言

近年來(lái)隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，建筑行業(yè)的安全問(wèn)題一直被社會(huì)各界所關(guān)注，基坑工程中事故頻發(fā)、險(xiǎn)情不斷，既影響建設(shè)進(jìn)度，又造成經(jīng)濟(jì)損失和不良社會(huì)影響。正因此，深基坑工程的安全問(wèn)題顯得尤為重要。

基坑工程是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)性工程，其設(shè)計(jì)與施工既要保證整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工過(guò)程中的安全，又要控制支護(hù)結(jié)構(gòu)及其周?chē)馏w的變形，保證周?chē)h(huán)境的安全［1］。

本基坑在基坑局部滑坡后，積極組織專家論證，現(xiàn)場(chǎng)先采取反壓土后加固等措施，同時(shí)針對(duì)滑坡原因進(jìn)行分析及處理，為類(lèi)似工程提供相關(guān)經(jīng)驗(yàn)。

1 基坑簡(jiǎn)介

1.1 基坑滑坡簡(jiǎn)介

本基坑開(kāi)挖深度約3.45～7.70 m，基坑工程安全等級(jí)大放坡區(qū)段為三級(jí)，其余為二級(jí)；2019 年5 月14 日基坑北側(cè)（敬老院方向）發(fā)生基坑滑坡（見(jiàn)圖1），現(xiàn)場(chǎng)采取了回填土反壓措施，同時(shí)建設(shè)單位要求甲指分包編制加固方案，緊急組織專家進(jìn)行加固方案論證并抓緊對(duì)坍塌部位進(jìn)行加固處理，避免險(xiǎn)情擴(kuò)散，對(duì)基坑整體穩(wěn)定性及安全性進(jìn)行評(píng)估以消除后期安全隱患。

圖1 基坑現(xiàn)場(chǎng)滑坡Fig.1 Foundation Pit Landslide Photos on Site

1.2 地質(zhì)情況（見(jiàn)表1）

1.3 基坑分區(qū)及滑坡段原設(shè)計(jì)做法

基坑北側(cè)出現(xiàn)滑坡部位根據(jù)原設(shè)計(jì)分段做法，分為1-1剖面、2-2剖面和3-3剖面，如圖2所示。

圖2 基坑分段Fig.2 Foundation Pit Block

表1 地層分層參數(shù)Tab.1 Strata Hierarchical Parameter

以上3個(gè)剖面均采用以下設(shè)計(jì)做法（見(jiàn)圖3）：

⑴止水帷幕采用3排，坡頂設(shè)置1排φ 600@450，L=10 500 mm，坡底設(shè)置2 排φ 600@450×450，L=7 500 mm攪拌樁進(jìn)行止水。

⑵坡頂往下按照1∶2.5放坡，放坡寬度8 625 mm，深度3 450 mm，放坡段設(shè)置3排φ 48壁厚3.25@1 200 mm鋼花管土釘，L=9 000 mm；放坡面掛φ 6@300×300 鋼筋網(wǎng)，噴射C20混凝土60厚；

⑶ 靠基坑內(nèi)側(cè)攪拌樁樁心設(shè)置1 排φ 300@1 000 mm微型樁，內(nèi)插114#鋼管，長(zhǎng)度L=8 m；

⑷攪拌樁頂部設(shè)置1 000×200 mm C20鋼筋混凝土壓板；

圖3 基坑滑坡區(qū)原設(shè)計(jì)做法Fig.3 Landslide Area the Original Design

⑸壓板往下1 000 mm 設(shè)置第一排2×7φ 5 預(yù)應(yīng)力錨索，L=220 000 mm；腰梁規(guī)格為400×350×250 C30 混凝土鋼筋腰梁。

⑹ 坑壁掛φ 6@200×200鋼筋網(wǎng)，噴射C20混凝土80厚；

⑺壓板往下1.8 m位置與水平線夾角25°設(shè)置1 排φ 48×3.0、L=12 000 mm@1 000 mm鋼管土釘。

⑻ 壓板往下2.8 m 位置與水平線夾角25°設(shè)置1排φ 48×3.0、L=10 000 mm@1 000 mm鋼管土釘。

2 基坑滑坡主要原因分析

2.1 基坑攪拌樁使用超出設(shè)計(jì)使用年限

本項(xiàng)目基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工使用年限自支護(hù)結(jié)構(gòu)完工之日起計(jì)為1 年，本基坑支護(hù)體系（混凝土灌注樁、水泥攪拌樁、鋼管微型樁等）于2017年年底已經(jīng)完成，部分已開(kāi)挖至一層地下室深度，現(xiàn)樁基使用年限已超出設(shè)計(jì)使用年限。

2.2 坡頂污水倒灌

根據(jù)地勘報(bào)告顯示，基坑北側(cè)位置敬老院無(wú)排污管道等設(shè)施，但在發(fā)生基坑滑坡后實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)坡頂存在排污管設(shè)施，基坑排水集中在此排出，出水口經(jīng)常出現(xiàn)水反灌現(xiàn)象，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水設(shè)施失效，邊坡滲水導(dǎo)致含水量增加，土體軟化，使土體抗剪強(qiáng)度降低，墻后土體壓力增加，導(dǎo)致向基坑內(nèi)傾覆［2］。

2.3 實(shí)際放坡坡率與原設(shè)計(jì)存在偏差

本基坑北邊和東邊原設(shè)計(jì)方案為上部1∶2.5 坡率放坡，下部加強(qiáng)型土釘墻支護(hù)，而現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工時(shí)基坑施工單位因場(chǎng)地局限性（基坑邊線與地下室結(jié)構(gòu)邊線較近），上部實(shí)際放坡坡率為1∶1。

2.4 監(jiān)管不到位［3］

因基坑在施工單位進(jìn)場(chǎng)前已經(jīng)施工，基坑頂部、底部截水溝、排水溝、集水井、降水井均未完善?；邮┕挝弧⒈O(jiān)理單位、建設(shè)單位等參建單位均未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙及現(xiàn)行規(guī)范進(jìn)行施工監(jiān)督，存在嚴(yán)重的監(jiān)管不到位現(xiàn)象。

3 基坑滑坡加固措施

3.1 1-1、2-2剖面采用拉森Ⅳ鋼板樁+錨索

原設(shè)計(jì)圖紙基坑上部放坡坡率為1∶2.5，實(shí)際施工時(shí)因場(chǎng)地局限性，實(shí)際放坡坡率為1∶1，加固方案為在原已施工完的支護(hù)基礎(chǔ)上增加1排拉森Ⅳ鋼板樁及分別增加1排、2排錨索進(jìn)行加強(qiáng)加固（見(jiàn)圖4）。

3.2 2′-2′剖面采用放坡+拉森Ⅳ鋼板樁+錨索

2′-2′剖面受滑坡影響，原有支護(hù)體系已完全失效，考慮基坑現(xiàn)有位置能放坡空間較大，坡頂離地下室邊線較遠(yuǎn)，經(jīng)計(jì)算復(fù)核采用的加固方案為：清理?yè)Q填原排污溝，埋設(shè)D600 波紋管過(guò)渡引水，坡頂按1∶4坡率進(jìn)行放坡，增加1 排拉森V 鋼板樁及1 排預(yù)應(yīng)力錨索，鋼板樁坡腳與地下室邊線之間采用回填土進(jìn)行反壓（見(jiàn)圖4）。

3.3 3-3剖面采用鉆孔灌注樁+錨索

3-3剖面原設(shè)計(jì)方案基坑上部放坡坡率為1∶2.5，實(shí)際施工時(shí)因場(chǎng)地局限性放坡坡率為1∶0.751，因3-3剖面段基坑邊毗鄰自建房，為保證周建建筑物結(jié)構(gòu)安全，此段采用鉆孔灌注樁加錨索進(jìn)行加固（見(jiàn)圖4）。

圖4 基坑滑坡區(qū)設(shè)計(jì)變更做法Fig.4 Foundation Pit Landslide Areadesign Change

4 基坑滑坡監(jiān)測(cè)［4］

本次基坑補(bǔ)強(qiáng)加固方案中的基坑監(jiān)測(cè)頻率按一級(jí)基坑監(jiān)測(cè)頻率確定：基坑開(kāi)挖小于5 m時(shí)，按2 d/次，開(kāi)挖大于5 m 時(shí)，按1 d/次。底板澆筑完成后7 d 內(nèi)監(jiān)測(cè)頻率為1 d/次，7～14 d監(jiān)測(cè)頻率為2 d/次，14～28 d監(jiān)測(cè)頻率為3 d/次，大于28 d 監(jiān)測(cè)頻率為5 d/次。對(duì)于支護(hù)實(shí)施及使用過(guò)程中出現(xiàn)坡頂超過(guò)設(shè)計(jì)要求堆載、超挖及其他支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全隱患時(shí)，須對(duì)隱患部位臨時(shí)增設(shè)測(cè)點(diǎn)，24 h 不間斷觀察和觀測(cè)并及時(shí)排除質(zhì)量安全隱患。

5 基坑滑坡應(yīng)急處理

5.1 對(duì)基坑坡頂及鄰近地面變形過(guò)大的預(yù)防性措施［5］

⑴在基坑支護(hù)施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)周邊環(huán)境條件與原設(shè)計(jì)不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)報(bào)告協(xié)調(diào)溝通設(shè)計(jì)單位對(duì)該施工部位進(jìn)行復(fù)核，避免施工成果與設(shè)計(jì)要求不符。

⑵在基坑開(kāi)挖過(guò)程中，基坑監(jiān)測(cè)工作按照監(jiān)測(cè)方案要求實(shí)施，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)報(bào)送業(yè)主及設(shè)計(jì)單位。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形值或結(jié)構(gòu)應(yīng)力值接近允許值，施工單位必須立即停止施工，在設(shè)計(jì)單位提出有效的解決措施或方案后方可繼續(xù)施工。

⑶當(dāng)邊坡在短時(shí)間內(nèi)整體失穩(wěn)或破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)在坑底采用土方回填、砂袋等反壓措施，同時(shí)減少坡頂堆載［6］。

5.2 對(duì)于周邊地表水及地下水可能對(duì)基坑安全造成威脅的預(yù)防［7］

⑴安排專員巡查記錄基坑周邊地表水及地下水的分布情況，若發(fā)現(xiàn)水位上漲、積水等情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理，必要時(shí)增設(shè)降水點(diǎn)，降低水對(duì)基坑的影響，保證基坑處于較良好的使用環(huán)境。

⑵基坑施工期間出現(xiàn)雨季時(shí)應(yīng)提前配備充足的抽水泵，保證雨天坑底不積水、不泡坑。若因基坑土方開(kāi)挖及井點(diǎn)降水原因，出現(xiàn)基坑周邊的沉降量增加，應(yīng)及時(shí)安排人員對(duì)周邊地下水位及地面沉降量進(jìn)行監(jiān)測(cè)及控制。

5.3 對(duì)基坑周邊其他施工工況的預(yù)防性措施

⑴嚴(yán)格控制基坑周邊的堆載及動(dòng)車(chē)情況，不允許基坑邊堆載超過(guò)設(shè)計(jì)允許值，如果一定要增加堆載，必須提前與設(shè)計(jì)單位溝通，施工單位在增加堆載前對(duì)基坑邊坡進(jìn)行加固處理［8］。

⑵基坑開(kāi)挖過(guò)程中必須嚴(yán)格按照施工方案要求分層分段進(jìn)行開(kāi)挖，嚴(yán)禁出現(xiàn)超挖現(xiàn)象。

⑶由于本基坑開(kāi)挖深度范圍內(nèi)主要是軟弱土層，施工前必須對(duì)施工場(chǎng)地及通道進(jìn)行土體換填或鋪設(shè)木板、鋼板等，以保證施工的順利進(jìn)行。

⑷當(dāng)樁間漏水時(shí)，立即往漏水點(diǎn)反壓砂土，保證漏水不漏砂，然后在樁后兩樁間采用雙管旋噴注漿法、雙液灌漿法等堵漏止水，此時(shí)注漿材料摻加5%～20%的水玻璃。

6 總結(jié)

項(xiàng)目部堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主、綜合治理”的方針，將確保工程安全及人員安全放在首位。在基坑滑坡險(xiǎn)情出現(xiàn)后，項(xiàng)目部的事故應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制立即啟動(dòng)，及時(shí)控制住險(xiǎn)情。在保證深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全，減少深基坑安全問(wèn)題上，可根據(jù)此次基坑局部滑坡問(wèn)題總結(jié)幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：

⑴在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)施工使用年限超過(guò)設(shè)計(jì)使用年限時(shí)，應(yīng)提前組織設(shè)計(jì)單位進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察、復(fù)核原設(shè)計(jì)施工方案，以保證基坑結(jié)構(gòu)在施工使用期間的支護(hù)安全。

⑵基坑施工單位必須嚴(yán)格按照審圖后的施工圖紙施工，嚴(yán)禁擅自變更施工圖紙，若存在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工與圖紙不符的，則需及時(shí)與設(shè)計(jì)單位溝通復(fù)核。

⑶地質(zhì)勘察單位在基坑開(kāi)挖邊線外應(yīng)設(shè)置勘探點(diǎn)，明確基坑周邊環(huán)境是否影響現(xiàn)場(chǎng)施工，地質(zhì)條件復(fù)雜的基坑適當(dāng)加密勘察點(diǎn)，為基坑設(shè)計(jì)提供較為準(zhǔn)確的地質(zhì)資料［9］。

⑷基坑施工單位應(yīng)根據(jù)基坑監(jiān)測(cè)單位反饋的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)反饋設(shè)計(jì)單位復(fù)核，避免引起安全隱患。

⑸施工單位應(yīng)做好預(yù)防措施，保證基坑在使用期間處于一個(gè)良好的使用環(huán)境，及時(shí)消除出現(xiàn)的安全隱患。

⑹一旦險(xiǎn)情出現(xiàn)，項(xiàng)目部應(yīng)立即啟動(dòng)應(yīng)急處理方案，避免險(xiǎn)情進(jìn)一步擴(kuò)大，同時(shí)由設(shè)計(jì)單位提出基坑支護(hù)加固方案，組織專家進(jìn)行論證，保證基坑加固方案的可實(shí)施性及安全可靠性［10］。

⑺參建各單位應(yīng)做好監(jiān)管工作，嚴(yán)格按照施工圖紙施工，否則，有可能會(huì)造成工程事故及較大經(jīng)濟(jì)損失。