沈　嘉

[摘要]文章針對桌基坑支護(hù)工程事故實例，對基坑支護(hù)設(shè)計、施工以及周圍環(huán)境等綜合因素進(jìn)行分析。提出施工過程引起基坑變形后的技術(shù)處理及監(jiān)控措施。

[關(guān)鍵詞]土釘；基坑破壞；復(fù)合土釘支護(hù)

[作者簡介]沈嘉，廣州市中天建筑工程有限公司，廣東廣州，510655

[中圖分類號]TU473

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1007-7723(2009)06-0137-0003

基坑支護(hù)是現(xiàn)代建筑工程中一個重要的施工環(huán)節(jié)，它處理得好壞直接影響工程的質(zhì)量、安全、進(jìn)度以及工程的投資；同時，由于基坑支護(hù)處理中存在很多不確定的因素，如支護(hù)方案設(shè)計、施工方案選擇、工程施工的地質(zhì)條件情況，甚至施工期間的天氣變化等，都直接或間接地影響基坑支護(hù)的成敗，因此，基坑工程施工事故也頻繁發(fā)生。以下就某基坑土釘支護(hù)施工過程中出現(xiàn)支護(hù)破壞原因進(jìn)行分析并對其所實施的技術(shù)處理措施進(jìn)行闡述。

一、工程概況

某建筑物是一綜合辦公樓工程，建筑物總共為九層框架結(jié)構(gòu)，地上部分為八層，地下一層；總建筑面積15019m2，其中地下室長約60m，寬約30m，建筑面積為1 800m2,基礎(chǔ)采用沖孔灌注樁?；?xùn)|離城市馬路人行道側(cè)基石約5m，北面相距6m左右為一4.5m～8m高的毛石擋土墻，擋土墻后是一土坡小高地，南面相距約20m為市政馬路，西面相距6m為一幢學(xué)校辦公樓。

二、基坑支護(hù)技術(shù)方案及基坑破壞情況

基坑實際開挖深度5.6m，設(shè)計4排錨桿，排距1.2m，水平距離1.0m，梅花型布置，錨桿頭部鋼筋橫向焊接，上二排錨體采用d=28mm鋼筋，長度L=15，0m，打入角5。向下；下二排錨體采用d=25mm鋼筋，長度L=12.0m，打入角10°向下。同時為進(jìn)一步改善錨桿的力學(xué)性能，采用二次注漿，首次注入水泥砂漿，水泥：水：砂=1：0.6：1，注漿壓力為O.5Mpa，待達(dá)到初凝狀態(tài)時，采用二次注漿(純水泥漿)，注漿壓力為1.2Mpa。鋼筋坑壁面采用間距200雙向鋼筋網(wǎng)片布滿，采用1OOmm厚C25細(xì)石噴射砼封面?；舆吤扛?5m設(shè)水平位移監(jiān)測點。

基坑開挖于2005年7月份開始，首先從西側(cè)進(jìn)行施工，方向由南向北進(jìn)行，然后在南北兩側(cè)分別由西向東進(jìn)行，當(dāng)施工層面達(dá)到基坑深4.0m左右，西、北兩側(cè)的學(xué)校辦公樓與毛石擋土墻出現(xiàn)了不同程度的裂紋，而在東側(cè)靠南約20m范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)地坪上距離基坑水平6m處有一條寬6～12mm平行于基坑的裂縫，并發(fā)現(xiàn)這側(cè)的擋土墻向基坑方向發(fā)生傾斜，基坑底部土體向坑內(nèi)滑移約O.16m,且有繼續(xù)發(fā)展勢頭，施工單位立即研究決定臨時采用土方回填措施，并加打鋼管樁以加固基坑邊坡土體。第二天下雨后發(fā)現(xiàn)基坑壁滲出少量雨水，基坑土體水平總位移已達(dá)52mm，接近預(yù)警值60mm，隨即聯(lián)系有關(guān)部門研究控制措施，下午地表裂縫寬度達(dá)30mm，擋土墻出現(xiàn)裂縫，地表出現(xiàn)下沉，施工單位隨即采取場地卸載措施，情況仍未得到控制，隔天凌晨，西側(cè)部分基坑坍塌，基坑地表幾米范圍內(nèi)土體倒入坑內(nèi)，造成大量斷樁。為了防范更大的安全問題的出現(xiàn)及后續(xù)施工的順利進(jìn)行，技術(shù)部門對塌方的原因作了詳細(xì)的分析。

三、基坑邊坡塌方原因分析

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查后表明，基坑邊坡塌方的主要原因是：

1，設(shè)計原因：由于本工程的淤泥層較厚，且第二層淤泥質(zhì)粘土厚度變化大，而設(shè)計認(rèn)為基坑較淺，而使用單一的支護(hù)辦法。采用理正深基坑支護(hù)F-SPW軟件進(jìn)行計算，計算中選取軟土層最厚的剖面計算，結(jié)果顯示，原來設(shè)計較粗糙，該部位的土釘偏短。

2，地質(zhì)原因：(1)由于場地地質(zhì)條件復(fù)雜，根據(jù)分析，土體主要是力學(xué)性能效差的淤泥質(zhì)粘土，在擋土墻及土層上部的荷載作用下滑向基坑內(nèi)側(cè)；(2)由于擋土墻后邊又是土坡小高地，原毛石擋土墻地基淺，所以地下水及大量雨水滲入土層，土體自重增加，水的滲流使基坑邊坡土體產(chǎn)生一定的動水壓力，土體豎向裂縫中的積水則產(chǎn)生一定的靜水壓力。另一方面，土體內(nèi)含水量增加使土顆粒間產(chǎn)生潤滑作用，原有土體的內(nèi)摩擦角大大減小，從而使基坑邊坡土體下滑力增加而抗剪強(qiáng)度降低；(3)土釘支護(hù)特別適合于有一定粘性的砂土、粉土、硬塑性以上的粘土，對于軟土，在采取一定措施后也有可能采用。但從本工程實際開挖后的土質(zhì)情況看，西側(cè)土層多為飽和軟粘土，原設(shè)計方案又無其他加強(qiáng)措施，軟土的蠕變使支護(hù)結(jié)構(gòu)或土體整體位移顯著是必然的。

3，施工原因：(1)施工單位在基坑開挖的過程中，未能完全根據(jù)土釘對軟土基坑支護(hù)的施工特點進(jìn)行施工。根據(jù)要求，基坑應(yīng)分層、分段開挖土方，分層高度在1.2m以內(nèi)，分段長度也應(yīng)控制在15m內(nèi)，開挖后及時封閉土體，施工土釘，在采用機(jī)械挖土后，該預(yù)留300mm的土體^工修坡，邊坡修整后及時噴射一層混凝土，以防雨水沖刷。而在本工程中，施工作業(yè)速度快，土釘墻支護(hù)土體部分開挖一次性長度達(dá)50m，致使開挖土體后暴露時間過長，未根據(jù)土體的特點及時進(jìn)行有效的加固處理。(2)打樁結(jié)束后，土體中存在超靜孔隙水壓力，施工時，土體中的水壓力還來不及消散。(3)注漿的水灰比過大，造成多余的水滲入原始土層，從而在消極方面影響了土層的物理性能。(4)噴射混凝土沒有完成很好的養(yǎng)護(hù)，從而使混凝土壁出現(xiàn)一些小裂縫，加劇了地下水及雨水滲漏的同時也減小了混凝土壁的強(qiáng)度和剛度。

四、事故處理的措施

1，采用土方回填措施，待土體穩(wěn)定，土釘墻局部位置加打臨時松木樁支護(hù)。

2，基坑主要土層為軟土，對于已破壞部分的基坑采用坑外3排花管注漿，以改善軟土，提高土釘?shù)目拱文芰突拥木植考罢w穩(wěn)定性。注漿工藝：鉆頭鉆至設(shè)計標(biāo)高后，將鉆桿上部(鉆桿為~50無縫鋼管)與注漿泵連接，從底部開始注漿，通過液壓注漿泵將水泥漿液注入土中；鉆頭呈花管形式，頂端封閉，四周開直徑8mm注漿小孔。每層注漿完成后，將鉆桿提升0.3m，邊拔邊注，直至注到孔口，拔出鉆頭，封孔候凝。

3，加固錨釘與加強(qiáng)筋間的焊接。加密第一層、第二層錨釘數(shù)量，且把錨桿加至16m長，增加其摩擦力，以減少坡頂水平位移；有裂縫處用壓力灌漿填實，防止雨水滲入。

4，基坑四周采用有效的明溝排水措施，即在沿基坑四周，在基礎(chǔ)平面范圍以外挖明溝，在基坑角落再設(shè)置集水井。在塌方處加設(shè)2排lOm深軟式透水管以排除該處的地下水。

5，在高水位的軟土地層中，因其自立性差，易產(chǎn)生流砂和管涌的可能，尤其在飽和粉質(zhì)粘土、淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土等層面，單純的土釘墻不能滿足基坑圍護(hù)的安全性。而應(yīng)采用復(fù)合型土釘墻支護(hù)，復(fù)合型土釘墻支護(hù)主要是水泥土攪拌樁與土釘墻的結(jié)合應(yīng)用。通過水泥土攪拌樁對邊坡土體進(jìn)行土體加固，解決土體自立性、隔水性以及噴射面層與土體的粘結(jié)問題；以水平方向壓密注漿及二次壓力灌注解決土體加固及土釘抗拔問題；以相對較深的攪拌樁插入深度解決坑底的抗隆起、管涌和滲流問題，形成防滲帷幕、超前支護(hù)及土釘?shù)冉M成的復(fù)合型土釘支護(hù)。

五、基坑施工的處理效果

按上述措施進(jìn)行施工后，對整個基坑及鄰近建筑物的位移進(jìn)行了監(jiān)測，隨著施工的進(jìn)展，邊坡變形逐步得到了控制，基坑西側(cè)建筑物墻體裂縫上所貼測試紙條沒有再發(fā)生斷裂，裂縫寬度無變化，而西側(cè)擋土墻在塌方段經(jīng)處理，出現(xiàn)極小水平移位后也趨于穩(wěn)定。所有施工完成后，基坑又經(jīng)過了幾場大雨的考驗，邊坡均無明顯位移?；幼冃蔚臄?shù)據(jù)如下：

1，基坑邊坡的監(jiān)測：沿基坑周邊布置水平位移觀測點和沉降觀測點30個。測得最大積累水平位移為25mm，最大沉降值為12 mm。位移及沉降量在土釘墻施工完成5天便趨于穩(wěn)定。

2，周邊建筑物監(jiān)測：共設(shè)置12個觀測點，最大沉降值為5mm，水平位移量為2mm。

六、結(jié)語

土釘具有明顯的價格優(yōu)勢和方便快速的施工特性，在淺基坑中的應(yīng)用很廣泛。但在基坑開挖設(shè)計、施工中應(yīng)用土釘支護(hù)技術(shù)時，應(yīng)認(rèn)真分析場地的地質(zhì)條件和周邊環(huán)境，對于軟土層較厚地質(zhì)條件應(yīng)用土釘支護(hù)時，可以采用復(fù)合土釘?shù)姆椒庸掏馏w，能保證基坑的整體和局部穩(wěn)定。同時要確保基坑排水的合理性與高效性，防止土釘失效；當(dāng)然，加強(qiáng)對基坑的監(jiān)測和對事故應(yīng)急措施的準(zhǔn)備也是必不可少的。只有做到根據(jù)實際情況科學(xué)地進(jìn)行設(shè)計、根據(jù)工程特點進(jìn)行施工、根據(jù)周邊環(huán)境合理地布置監(jiān)測與控制，才能保障基坑支護(hù)的順利完工。