浅谈矩形抗滑桩在深基坑支护工程中抢险施工的运用——以“福建建瓯某项目深基坑支护工程的抢险施工”为例

彭 成

(福建荣安建筑有限公司,福建 福州 350000)

0 引言

深基坑支护在山地建筑施工中有着本身的特殊性，由于地物地貌以及外界等因素的影响，对深基坑施工产生较大影响，本文将以福建建瓯某山地项目的深基坑施工抢险事故为例，重点阐述矩形抗滑桩在深基坑支护工程中抢险施工的运用以及山地建筑的深基坑支护的抢险工程对业主方、设计方、监理方、施工方、监测方等各单位要求。本项目场地位于福建省建瓯市，建瓯为闽北山区，该项目场地高差高达50m左右，其抗震设防烈度为6°，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，场地类别分别为II类，特征周期值分别为0.35s。50年一遇基本风压为0.35kN/m2，风压地面粗糙度类别为B类。基坑影响范围主要土层为：杂填土、粉质粘土、残积粘性土、全风化砂岩、砂土状强风化砂岩、碎块状强风化砂砾岩。最大基坑支护高度约11m。现有场地北高南低，西高东低。北侧、东侧红线内为已建挡墙。项目基坑支护设计采用桩锚支护，局部采用放坡+挂网喷面(+土钉墙)支护方案。本项目为住宅项目，设置地下室2层。本文将结合该项目的深基坑支护施工抢险事故的过程进行分析与总结。

1 项目开发前原始场地周围的地物地貌情况

项目建设场地西北部及北部为较高的山坡，原始地形坡度约18～40°，上陡下缓；场地东侧为较低山坡，土质松散，原始地形坡度约15～35度，上缓下陡，坡面植被较茂盛，场地西北侧山坡为坡面人工种植竹林，株距约2m。

场地西北部山坡2014年因下部建设用地整平开挖发生土体崩塌，雨季期间发生土质滑坡，2015-2016年进行治理过，采用抗滑桩+预应力锚索治理，2015年雨季滑坡右部的滑动发生滑动，推断多根抗滑桩，后期采用挡墙进行支挡，现项目开发之前其北侧实拍照片如图1。

图1 项目开发之前其北侧场地实拍

2 项目开发后深基坑施工过程中出现险情

该项目2018年业主取得后进行了开发，北侧设置二层地下室，采用“人工挖孔桩桩径900mm，桩间距1 500mm +二道预应力锚索”的桩锚支护形式，其最大基坑支护高度约11m，地下室基坑距离已建旧挡墙约7～15m。

北侧基坑开挖过程中遇建瓯地区4～6月罕见暴雨，暴雨持续时间长，在雨季期间施工到底板后，基坑监测单位发现支护结构发生较大变形，冠梁局部出现裂缝，围护桩变形明显外倾，部分维护桩出现裂缝，锚索位置腰梁变形拉裂，沿基坑边线长度约35m左右，具体见图2。已建旧挡墙后侧坡顶8m左右出现一组平行于基坑的张拉裂缝，断续延伸长度约40m，裂缝宽度约0.3～1.2mm，可测深度约1m左右，具体详见图3。出险后，业主组织省市专家及各单位技术负责人前往现场实地踏勘后，得出一致结论如下：

(1)立即在坑底开裂部位进行坑内土方反压，对开裂部位两边往外各约3m范围内进行土方反压，反压土形成梯形状。

(2)基坑周边及旧挡墙上的所有裂缝，采用水泥砂浆灌浆，避免雨水继续渗入土体，并增设一定数量的截水沟，对地表雨水进行汇排。

(3)现场实测变形过大的围护桩并已侵入地下室主体结构的范围，并将数据提交给基坑支护设计单位。

(4)对变形过大的围护桩进行加固，采用“抗滑桩+锚索”方案，桩顶设置扶肋挡墙，原有变形过大的基坑支护桩应拆除，拆除后的围护桩位置采用“自然放坡设计+挂网喷射混凝土面层”，方案组织专家论证后后方可实施。

(5)监测单位应加强对已建旧挡墙增加监测点，并对基坑支护加强监测，加密监测频率，如实反映已建旧挡墙及基坑的变形，并及时将数据反馈给各相关单位。

专家及各单位技术负责人现场踏勘后，基坑施工单位采用坑内回填土反压后，基坑支护的变形的到一定的控制，但经过分析计算后，不稳定性斜坡剖面情况及潜在滑动面依然存在，因此必须紧急实施专家意见的第四条中的增设抗滑桩。

图2 基坑围护桩变形过大

图3 基坑支护后侧的已建旧挡墙开裂图

3 项目施工过程中的深基坑抢险加固

在对变形过大的基坑支护桩进行反压后，经监测变形暂时控制住了，为尽快实施项目，必须按专家要求增设抗滑桩，在对抗滑桩的选择的时候，为方便施工，业主方和施工方希望选择圆形抗滑桩，而设计方建议采用矩形抗滑桩。因为根据力学公式，矩形桩抵抗矩更大，抗滑效果更好，专家审查时采纳设计方意见，最终采用1200×1500@3000矩形抗滑桩，具体详见图4。增加抗滑桩后，经监测变形有所减小，但是还是存在潜在的滑动面，具体详见增加抗滑桩后滑动面分析图5。

图4 1200×1500矩形抗滑桩

图5 增加抗滑桩后滑动面分析

增设抗滑桩后，必须对已突入地下室结构的围护桩进行坎桩，坎桩施工过程中持续进行变形监测，坎桩后的围护桩位置采用“自然放坡设计+挂网喷射混凝土面层”，具体详见突入地下室结构的围护桩坎桩后现场实拍图6，至此该项目基坑加固工程已初步完成。

图6 突入地下室结构的围护桩坎桩后现场实拍

4 项目深基坑抢险加固事后的原因分析

该项目深基坑从出险到基坑加固完成，造成计划工期延迟约十五个月之久，以及增加直接工程成本大约1 200万，主要是抗滑桩施工难度大以及现场施工人员的安全问题，属于较大施工质量安全事故。

该项目基坑加固完成后，业主事后组织专家进行评审并再次进行踏勘后绘制了滑坡全景如图7所示，进一步分析造成该事故的主要原因如下：

(1)开发前项目场地周围已存在潜在的滑坡风险，以及后期存在滑坡的诱发因素如：长时间暴雨、人为因素基坑开挖扰动等因素。

图7 滑坡全景图

从省市专家提供的滑坡全景图来看，项目在开发之前周围就存在潜在的张拉裂缝，而项目位于坡脚，而现场基坑施工正处于建瓯市雨季高峰期，高达约900mm的降雨，占全年降水量的50%左右，降雨一方面渗入岩土体的裂缝内，增加了土体的重量，加大了下滑力，另一方面受雨水浸泡，岩土体的力学强度降低，从而降低了斜坡的稳定性。滑坡几乎都是发生在连续性强降雨之后，因此长时间暴雨是引发滑坡的主要因素，施工现场做好雨季施工对山地建筑的深基坑施工特别重要，应该引起施工单位的高度重视。

(2)原滑坡治理施工质量不满足要求以及事后没有长时间监测跟踪，留下部分后遗症。原滑坡治理于2014年左右完成勘察设计施工，现场核对原治理设计图，原滑坡治理施工有以下不到位情况：抗滑桩未设置足够数量的预应力锚索、抗滑桩的桩间挡板未施工、仰斜排水孔未设置、滑坡体表层水土流失严重、坡体张拉裂缝未处理、地表水易渗入土体、滑坡周界未设置截水沟。原治理存在居多未施工到位的情况，留下的安全隐患也是诱发了本次深基坑坍塌事故的原因之一。

(3)人类活动对滑坡有一定的影响，山体附近的居民在坡面种植了大量毛竹等浅根植物，风吹摇动致使地表土体开裂、松散，地表土体开裂后雨水极易渗入，土体吸水饱和后抗剪强度降低，再加之场地平整时对原始山地进行了局部开挖，使得坡前形成较陡的临空面，破坏了原始山体的应力平衡，从而诱发了滑坡，因此人类活动对滑坡的影响，也是诱发本次深基坑坍塌事故的原因之一。

5 深基坑抢险的总结与建议

该项目深基坑抢险加固已结束，项目已竣工验收完毕，事后已继续监测两年多了，从对抗滑桩和已建旧挡墙的监测数据来看，矩形抗滑桩对控制已建旧挡墙和深基坑变形起到了很好的效果，场地变形已趋于稳定。从本次工程事故来看，山地建筑的深基坑支护抢险工程对业主方、设计方、监理方、施工方、监测方等有如下要求和建议：

(1)业主方有主导项目的责任，深基坑事故出险后，业主方第一时间组织专家到现场进行踏勘，并要求施工方立即采取坑内土反压的临时措施，防止深基坑坍塌事故扩大化。基坑加固事后，业主积极组织专家和各方单位进行事后评估，对流程的把控精准到位。

(2)设计方是对抢险工程提供技术支持与服务，积极提出合理化建议，强烈推荐采用矩形抗滑桩，得到评审专家的一致好评，对控制已建旧挡墙和深基坑变形起到了很好的效果，设计方采用“矩形抗滑桩+预应力锚索、坡面防护”等措施，治理设计严格按“综合治理、一次治根、不留后患、安全可靠、经济合理”的原则进行。

(3)监理方对施工现场全称跟踪，在业主方的要求下对矩形抗滑桩的施工质量全程把控，由于矩形抗滑桩的桩较长，抗滑桩要嵌入基坑底部一定深度，监理方严格按专家及图纸要求执行，全程拍照并复核桩长。

(4)施工方是本次深基坑抢险的主要执行方，由于抢险工作时间紧迫，施工方应优先考虑的是现场在建工程的安全，确保险情不再扩大化，施工方24小时加班加点进行坑内土的反压，有效的阻止了变形进一步扩大。

(5)监测方及时提供预警数据，让各相关单位密切掌握项目动态，提高项目管理的信息化程度，确保滑坡、基坑的安全。 总之，山地建筑的深基坑支护的抢险工程对业主方、设计方、监理方、施工方、监测方等各单位要求密切分工与合作，由于抢险工程的时间紧迫性、重要性，对各单位的密切配合程度要求较高，这个是深基坑支护的抢险工程与其它工程的不同之处。

6 结 语

总而言之，通过本次深基坑支护抢险工程，充分利用矩形抗滑桩的抗滑能力强的特点，对悬臂端增加预应力锚索以控制悬臂端位移，从而起到很好的抗滑效果；在实际深基坑抢险过程中，我们要综合考虑“安全、成本、工期”三者因素，进而选择更优的施工方案进行施工，值得业主方、设计方、监理方、施工方、监测方等各单位重视和深思。