某基坑局部塌方原因及處理方案探討

張莉，郭雄偉

（1.蘇州建設(shè)交通高等職業(yè)技術(shù)學校建筑工程系 江蘇 蘇州215104）

（2.中建七局（上海）有限公司 上海201814）

0 引言

隨著城市土地資源的緊張，為了節(jié)約用地，業(yè)主往往要求充分利用地下空間，盡可能的擴大使用面積，從而使得基坑邊緊靠周邊建筑；同時周圍環(huán)境要求深基坑施工要確保其穩(wěn)定安全，這就使得基坑的施工難度加大，基坑支護的設(shè)計與施工技術(shù)顯得尤為重要。為了避免深基坑事故的發(fā)生，相關(guān)規(guī)范規(guī)定，對于基坑支護要進行結(jié)構(gòu)設(shè)計[1]，對于深度大于5m的基坑必須要進行專家論證。

基坑開挖是基礎(chǔ)工程和地下工程施工中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)?；邮┕ぐ踩质墙ㄖこ贪踩芾碇斜容^重要的一環(huán)。據(jù)統(tǒng)計，深基坑工程中，由于施工不當引起的事故約占總數(shù)的40%。為盡可能的減少施工過程中的塌方事故，在基坑工程施工中，必須事先制定好完善的施工方案，要做到預(yù)防為主，一旦出現(xiàn)問題，必須及時處理，盡可能減少損失。

1 常見的基坑支護塌方原因

在許多基礎(chǔ)工程施工中，由于坑壁支護結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的原因造成事故，不但會影響工程工期，對周圍環(huán)境產(chǎn)生很大的影響，還會引起施工人員的傷亡。常見的基坑事故有[2]：

（1）重力式擋墻結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。土方開挖后，由于周邊土質(zhì)的差異，使得一側(cè)水泥土攪拌樁擋墻整體向坑內(nèi)傾倒，工程樁被擠壓位移，坑外土體裂縫、滑坡，致使臨時房屋嚴重開裂。

（2）圍護體整體失穩(wěn)。由于施工或設(shè)計不合理，導(dǎo)致圍護結(jié)構(gòu)中支撐發(fā)生破壞，周邊擋土墻裂陷。

2 工程案例分析

2.1 工程概況

某住宅項目位于蘇州市吳江區(qū)，項目南側(cè)和北側(cè)均為道路，臨近運河，西側(cè)為正在施工地塊（施工進度與本項目類似），東側(cè)為擬拍地塊。該工程由15棟2F聯(lián)排別墅、15棟4F聯(lián)排疊墅、4棟8F洋房和1個大底盤單層地下車庫組成。洋房為剪力墻結(jié)構(gòu)，其余為框架結(jié)構(gòu)。項目總用地面積63 504.27m2，地上建筑面積67 823.74m2，地下建筑面積44 159.01m2。地下1層，基坑開挖面積約54 075 m2，基坑周長約1 005m，基坑開挖深度約4.00～4.20m。局部深坑落深1.35～1.70m，基坑圍護安全等級為3級，圍護結(jié)構(gòu)設(shè)計使用年限為1年?；幽蟼?cè)采用攪拌樁重力式擋墻支護，拌樁墻寬度4.7m，樁長11.5m?；悠溆鄠?cè)采用攪拌樁重力式擋墻支護，拌樁墻寬度4.2m，樁長11.5m（坑中坑14.0m）?？觾?nèi)采用攪拌樁裙邊加固，加固寬度4.2m，有效加固深度3.5m。集水井及電梯井區(qū)域采用寬1.2m攪拌樁加固。

2.2 局部塌方情況

工程施工過程中，北側(cè)靠近一樓棟基坑圍護出現(xiàn)整體下沉及向內(nèi)傾斜，主要導(dǎo)致北側(cè)路面出現(xiàn)大幅度下沉及多處出現(xiàn)裂縫，最大的約60cm，土體發(fā)生剪切斷裂。初步判斷為坑內(nèi)隆起坑外下沉的穩(wěn)定性破壞。項目部立即啟動應(yīng)急預(yù)案，將所有坑內(nèi)作業(yè)人員撤離至安全區(qū)域，并第一時間對該部位土體進行機械回填，當回填結(jié)束，基坑邊坡趨于穩(wěn)定后，立即安排北側(cè)所有堆載的卸荷工作。

2.3 事故原因分析

事故發(fā)生后，施工方總結(jié)原因共有以下5點[3]：

（1）重力壩未及時進行強度檢測；

（2）北側(cè)中部區(qū)域攪拌樁樁頂壓板及擋土墻等未進行施工；

（3）攪拌樁樁頂壓板施工過程中鋼管全部拔除，用鋼筋替代，未完全按圖紙施工；

（4）基坑北側(cè)坡頂外材料堆場超載；

（5）重力壩邊長開挖過長過快。

2.4 處理措施

出現(xiàn)問題后，施工單位第一時間聯(lián)系基坑設(shè)計單位，按照設(shè)計單位的要求去進行施工，具體支護處理方案見圖1：

（1）應(yīng)急處理結(jié)束后，變形區(qū)域范圍的坑外土體進行卸載，寬度2m范圍內(nèi)，高度下降2m并噴漿硬化，設(shè)置排水溝；

（2）再向外按1：3進行放坡噴漿；北側(cè)現(xiàn)有一段水溝抽干后進行回填；

（3）未施工壓頂?shù)牟课话磮D紙要求施工完善；

（4）北側(cè)嚴禁任何超載堆載，加強雨季期間排水及巡視措施；

（5）加強監(jiān)測頻率，并及時上報；做好自監(jiān)工作，對10號樓塔吊基礎(chǔ)進行觀測，檢查土體擠壓是否對塔吊基礎(chǔ)造成影響；

（6）留置部分斷面的的土方，并適當硬化，將所有材料堆場均移至基坑內(nèi)，減輕對基坑坡頂?shù)膲毫Α?/p>

圖1 支護處理示意圖

2.5 事故處理總結(jié)

2.5.1 加強雨季施工

由于該基坑工程施工正處于雨季，因此必須做好防雨、防雷、防風等工作。主要措施如下：

（1）做好現(xiàn)場的排水系統(tǒng)，將地面雨水及時排出場外，并安排抽水設(shè)備，防止場地內(nèi)積水（特別是北側(cè)已發(fā)生坍塌區(qū)域）。施工前應(yīng)做好場內(nèi)的道路暢通，排水通暢，使場內(nèi)雨后不陷不滑、不積水。

（2）提前備好防雨器具，薄膜3 000m2，3寸水泵5臺，排水膠管500m，沙袋500個、鐵鍬30把、雨衣、雨靴等防雨物資，確保雨季正常施工不受影響。

（3）做好中長期天氣預(yù)報收聽工作，及時調(diào)整施工順序。如果暴雨后基坑內(nèi)積水，把提前準備好的5臺水泵立即安裝啟動，將基坑內(nèi)水排出，確?；影踩?。

（4）對于留置土體區(qū)域，可調(diào)動應(yīng)急庫存的薄膜把坡面覆蓋，防止坡面沖塌。

（5）雨期施工期間，必須派專人晝夜值班，并準備好搶險材料和人力，時刻準備排除險情。

2.5.2 做好應(yīng)急預(yù)案

土質(zhì)極差，周圍環(huán)境復(fù)雜，在土方開挖過程中，隨時都可能再次出現(xiàn)小范圍坍塌，同時土方開挖又必須和支護密切配合。

針對預(yù)測支護結(jié)構(gòu)施工中可能出現(xiàn)的意外情況，編制如下施工應(yīng)急計劃：

（1）對于局部土體剝落的位置，及時采用土袋填充，隨后噴射混凝土封閉，在混凝土終凝后注漿填實。

（2）現(xiàn)場準備一定數(shù)量的砂袋及砂土，必要時可對被動區(qū)采取壓重法，可有效減少基坑變形和抵抗基坑隆起。

（3）挖土時分段開挖，嚴格控制每段開挖長度不超過30m。

（4）在開挖過程中，若有流沙層涌入基坑，作業(yè)人員要在第一時間內(nèi)撤離施工現(xiàn)場，同時采取措施制止流沙繼續(xù)。

（5）北側(cè)基坑開挖期間，加強基坑監(jiān)測工作，監(jiān)測結(jié)果及時上報，若再次出現(xiàn)預(yù)警，采取的措施為：a、進一步卸土放坡；b、邀請有關(guān)專家及設(shè)計院共同制訂方案并組織實施。

（6）突降大雨或暴雨時，立即起動備用水泵抽水，并安排專人不間斷觀察基坑的穩(wěn)定情況。

另外，在處理塌方的過程中要注意做好安全防護，防止二次塌方?？吹剿絾栴}后，立即制定處理方案，盡可能在短時間內(nèi)解決問題，并不斷對塌方段進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)異常，要及時上報。

3 結(jié)語

基坑支護雖是基坑施工過程中的臨時設(shè)施，但卻較容易出現(xiàn)安全問題。在勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測、管理任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能導(dǎo)致基坑事故的發(fā)生，故在工程建設(shè)中任意過程都不得馬虎。

就施工方面而言，施工前要做好基坑降水方案、施工應(yīng)急預(yù)案等，并檢查地下管線有無滲漏等情況。施工過程中要加強基坑監(jiān)測、地下水位的監(jiān)測。一旦發(fā)現(xiàn)邊坡、周邊道路、臨近建筑物有塌陷、裂縫等現(xiàn)象應(yīng)立即啟動應(yīng)急預(yù)案，并采取必要的措施，防止發(fā)生更嚴重的事故。造成基坑支護發(fā)生穩(wěn)定破壞的最主要的原因是地下水位的變化，水打破了原始土體的平衡。所以在雨季施工時，一定要加強防范[4]。