某基坑支护工程边坡坍塌分析及处理

祝清波

(北京爱地地质勘察基础工程公司，北京 100144)

深基坑工程是一个系统的工程问题，它与场地工程勘察、支护结构设计、周边环境等密切相关。基坑设计与施工涉及地质条件、岩土性质、场地环境、工程要求、施工程序和方法等许多相关的复杂问题，是理论上尚待完善、成熟和发展的综合技术学科。

1 工程概况

二通厂南区棚改定向安置房项目(2号地块)主要由1号～8号高层住宅楼、配套公共服务楼、地下车库等组成。拟建建筑物地下3层，地上最高28层。基坑长约280 m，宽约240 m。场地±0.00=59.45 m，基坑埋深约17.10 m。

2 场地工程地质条件

场地地形较平坦，地面标高约在57.79 m～62.00 m之间。地貌单元属永定河冲洪积扇顶部。

场地地层可分为人工堆积层和第四系冲洪积层两大类。人工填土层:①层杂填土，层厚0.20 m～14.10 m;①1层素填土，层厚0.30 m～12.30 m。第四系冲洪积层:该层分布②层砂质粉土、②1层粘质粉土、②2层粉细砂、③层卵石、③1层细砂。

场区在勘察深度范围内测有一层地下水，属潜水，局部见上层滞水及地表水(管道泄漏)，地下水水位埋深在23.40 m～26.50 m，稳定水位标高为34.23 m ～35.15 m。地下水主要接受大气降水入渗补给，以蒸发及地下径流为主要排泄方式。地下水水位年变化幅度在1.0 m～2.0 m。

3 场地周边环境

该场区共有3个地块，分别为1号、2号、3号地块，1号地块与2号地块同时进行基坑支护，3号地块暂未施工。

本地块北侧为1号地块，本地块与1号地块之间为规划张仪村二号路，规划张仪村二号路宽约14.0 m，现为临时道路，基坑上口线距张仪村二号路约5.0 m～40.0 m。基坑西侧为规划张仪村东三路，现为临时道路，基坑上口线距张仪村东三路约2.7 m～9.1 m。基坑东侧为规划张仪村东五路，基坑上口线距张仪村东五路约6.55 m～11.55 m，张仪村东五路西侧为电力管沟，管沟深度5.5 m～10.99 m，电力管沟中心线距红线为5 m。基坑南侧为梅市口路，距离基坑上口线的距离大于30 m。

4 基坑支护设计方案

由于篇幅有限，仅对坍塌部位原支护方案进行叙述:

1)基坑从±0.00算起，坑深约17.10 m，该段基坑采用双排桩+锚索+土钉墙支护体系，上部5.0 m做1∶0.5土钉墙，预留肥槽宽800 mm，地面超载20 kPa。

2)双排桩:护坡桩长16.0 m，桩顶相对标高 －5.0 m，其中嵌固段 3.9 m，桩间距 3.2 m，排距 1.6 m，桩内径 800 mm ～1 000 mm，外径1 000 mn～1 200 mm，桩身强度C25，混凝土坍落度180 mm～220 mm。

3)钢管桩:在双排桩中间布设2根微型钢管桩，间距0.6 m，桩长16.0 m，孔径130 mm，成孔后下入一根89×4钢管，钢管中下部焊钢筋头，确保居中，注水灰比0.5矿渣纯水泥浆，强度20 MPa。

4)冠梁:桩顶之上做冠梁，尺寸2 400 mm×500 mm，强度C25。

5)锚索:设置两道锚索，锚索位于冠梁顶下4.0 m，8.0 m处，水平间距1.6 m，锚索孔径150 mm，下倾角15°，锚索成孔后下入4d15(75)低松弛型钢绞线。

6)土钉墙:在地面下1.5 m，3.0 m，4.5 m 处设3 排土钉，横间距 1.5 m。土钉孔径 d=120 mm，长 6.0 m ～7.0 m，下倾角 5°～10°，土钉插入1C16 HRB400级热轧螺纹钢筋。

5 边坡坍塌分析及处理

5.1 边坡坍塌情况

基坑西南侧，该段开挖并支护至－5.0 m处时发生坍塌，由距离基坑上口线位置0.6 m处发生整体坍塌，坍塌长度约30 m，边坡土质为杂填土。埋设的地下临时电缆露出。基坑坡顶外1.5 m位置的临时道路未受影响，坍塌时边坡下无作业人员，无人员伤亡。边坡坍塌情况见图1，图2。

图1 边坡坍塌图

图2 边坡坍塌图

5.2 边坡坍塌原因分析

现场对边坡坍塌进行分析，原因大致如下:

1)土钉墙支护情况:土钉墙支护严格按照分层开挖、分层支护的原则进行，该段边坡长约30 m，至边坡坍塌之前，3排土钉均已完成注浆、挂网、喷射混凝土。

2)该段基坑开挖支护时，距离基坑上口线约9.5 m处临时堆放有基坑开挖出的渣土堆，渣土堆高约3.0 m，宽约5.0 m。渣土堆堆载较大，增加了基坑侧壁土压力，对基坑边坡稳定造成影响。

3)该段边坡南侧转角处杂填土内含有较多老基础，该段支护完成后，便开始在该转角处进行破碎老基础，炮锤冲击引起土体振动，且距离基坑上口线1.50 m处为临时道路，施工场地内的渣土车、罐车均经该处行驶，炮锤冲击和往来车辆引起的振动，使土体受到扰动，土颗粒产生位移、变形，空隙间的水和空气受到挤压从而改变土体中水和空气的含量，土的粘聚力、抗剪能力减小。

4)根据勘察报告显示，该处杂填土厚约8.0 m～10.0 m，根据土钉工作面开挖显示，该处边坡5.0 m内均为杂填土，且土质松软，稳定性差。

5.3 边坡坍塌处理

该段边坡坍塌后，综合考虑地质条件、基坑周边环境、主体地下结构要求［2］，立即组织相关人员进行分析决定采取以下措施:

1)目前西侧渣土堆距离基坑上口线的距离约9.5 m，而此处基坑回填土较深且土质较差，深8 m～10 m，此处护坡采用双排桩支护体系，第一道锚杆位置位于地表以下9 m，锚杆位置较深，此处渣土堆距离基坑上口线较近，对基坑稳定性造成较大影响，建议将此处渣土移走;确保西侧道路上行驶的渣土车、罐车等重车距离基坑上口线的距离大于3 m，重车不能在基坑边停留。

2)护坡桩桩长由原来16 m加长到19 m，即桩顶标高由原来－5.0 m调整为－2.0 m，护坡桩嵌固深度不变;第一道锚杆长度由原来的16 m加长到19 m，角度由原来的15°调整为20°;锚固力由原来的517 kN调整为648 kN;第二道锚杆长度由原来的15 m加长到16 m，锚固力由原来的460 kN调整为501 kN。

3)桩顶上部5 m 1∶0.5放坡改为桩顶上部2 m 1∶1放坡，对于已坍塌部位，利用水泥袋装土码放形成1∶1坡比，预留注浆管，在－1.5处打设一道5 m长土钉，坡体挂网喷射混凝土，坡体达到强度后，在坡体内部做压浆处理。

4)加强对基坑的变形监测，如发现位移数据异常，将进一步采取其他措施以保证基坑的稳定。

结果:该段基坑进行处理至基坑开挖至设计标高后，基坑整体稳定，基坑变形监测数据无异常。

6 结语

随着城市化进程的不断加快，基坑支护技术的应用也越来越频繁，为保证工程质量，加快施工进度，广大施工人员必须不断提高基坑支护施工的技术水平［3］，科学合理的处理施工过程中出现的问题。根据本基坑设计及施工中遇到一些问题及其处理，得出如下结论:

1)设计与施工前应查清周边地质情况，勘察报告应全面准确，该段基坑周边地下老基础较多，杂填土土性较其他区域更松软，勘察报告内未涉及此内容并未给出建议。

2)现场施工人员如在现场发现地层土质信息变化和周边环境变化，应及时与设计单位和勘察单位沟通，协商制定处理措施，本例中基坑上口西侧渣土堆已超出设计坡顶荷载，炮锤冲击和坡顶往来车辆产生动力振动造成周边环境动力因素的变化。

3)基坑开挖支护过程中应重视变形监测，及时分析基坑位移数据，观察支护结构、边坡坡面、周边地面、路面及周边建筑有无异常变化情况。