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［摘要］某工程基坑由于場地條件限制，各剖面采用不同支護形式，復合土釘墻方式在施作過程中發(fā)生導致圍護結(jié)構(gòu)體系受力弱化的病害，包括坡面滲漏水、地表水下滲、坡體局部塌空等，病害發(fā)生后使邊坡坡頂、周邊地表發(fā)生較大變形；同時基坑設計缺陷與施工病害導致懸臂樁部位發(fā)生較大變形。

［關鍵詞］基坑；圍護結(jié)構(gòu)；質(zhì)量病害；變形

０引言

隨著城市建設的發(fā)展，城市建成區(qū)內(nèi)建設場地空間受限，建筑工程場地狹小問題日益突出，對基坑支護設計以及圍護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量提出了更高的要求?；訃o結(jié)構(gòu)做為一種臨時性結(jié)構(gòu)工程，其安全性涉及到工程順利實施、人員人身安全、周邊環(huán)境安全等經(jīng)濟效益和社會效益各方面。同時深基坑支護結(jié)構(gòu)設計，首先需要進行結(jié)構(gòu)選型，再確定施工工藝，同時注意工藝質(zhì)量通病的防治?；庸こ瘫仨氁罁?jù)工程地質(zhì)資料對施工組織方案進行科學合理的設計。同時應進行圍護結(jié)構(gòu)變形施工控制，增強圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、預防出現(xiàn)變形問題。采用增加鋼支撐預加軸力的方法，可以有效地減小基坑圍護結(jié)構(gòu)的變形。并且施工質(zhì)量進行控制，可提高深基坑的穩(wěn)定性及安全使用性。本文通過對某建筑工程基坑在施工過程中存在的病害現(xiàn)象，導致圍護結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變形的情況，說明施工質(zhì)量對基坑安全重要性。同時，懸臂樁設計存在較大的頂部變形缺陷，是基坑圍護設計中比較少采用的方式，本工程中懸臂樁圍護結(jié)構(gòu)頂部發(fā)生較大變形，引起背后土體的開裂，因此懸臂樁圍護設計在變形要求較高的情況下盡量避免采用。

１工程概況

１１項目概況

本項目位于北京市城區(qū)，交通便利；新建建筑包括地上２４層，帶地下室，筏板基礎，框架剪力墻結(jié)構(gòu)。基坑開挖深度約７４ｍ。

１２周邊環(huán)境條件

場地比較平坦，南側(cè)為既有道路，西側(cè)為居民小區(qū)，北側(cè)和東北側(cè)為場地內(nèi)臨建，東側(cè)為在建基坑施工道路，主要為東側(cè)臨近場地出土和運輸車施工道路。

１３工程地質(zhì)條件

本工程地質(zhì)條件比較簡單，主要為人工填土和粉質(zhì)黏土、砂土地層。人工填土層包括①黏質(zhì)粉土素填土層、①１雜填土層，一般第四系沉積層包括②砂質(zhì)粉土～黏質(zhì)粉土層、②１粉質(zhì)黏土～重粉質(zhì)黏土層、③粉質(zhì)黏土～重粉質(zhì)黏土層、③１黏質(zhì)粉土層、④重粉質(zhì)黏土～粉質(zhì)黏土層、④１黏質(zhì)粉土層、⑤黏質(zhì)粉土～砂質(zhì)粉土層、⑤１粉質(zhì)黏土～重粉質(zhì)黏土層、⑤２粉細砂層、⑥細中砂層、⑦粉質(zhì)黏土～重粉質(zhì)黏土層、⑦１砂質(zhì)粉土～黏質(zhì)粉土層、⑦２細中砂層、⑧重粉質(zhì)黏土～粉質(zhì)黏土層、⑧１砂質(zhì)粉土～黏質(zhì)粉土層、⑧２細中砂層?；娱_挖范圍內(nèi)主要為黏質(zhì)粉土素填土層、雜填土層、粉質(zhì)黏土～重粉質(zhì)黏土層。

１４水文地質(zhì)條件

水文地質(zhì)條件也比較簡單，場地勘察深度范圍內(nèi)揭露有２層地下水，第１層地下水為上層滯水，水位埋深為３５～４２ｍ（相應水位標高為３８６７０～３９５６０ｍ）；第２層地下水為潛水，穩(wěn)定水位埋深為７３～８５ｍ?；娱_挖范圍內(nèi)，對基坑影響較大的為上層滯水（見圖１）

２基坑支護設計

根據(jù)基坑開挖深度、周邊環(huán)境條件、工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件及設計超載情況，基坑圍護結(jié)構(gòu)設計共劃分為６個剖面，與本文相關剖面如下。１）４—４剖面基坑開挖深度７４ｍ，復合土釘墻支護，坡度０３，分別在１５ｍ（Ｌ＝９ｍ，直徑２０ｍｍ，間距１５ｍ）、４５ｍ（Ｌ＝６ｍ，直徑２０ｍｍ，間距１５ｍ）、６０ｍ（Ｌ＝６ｍ，?２０ｍｍ，間距１５ｍ）處設置土釘，３０ｍ處為錨索（Ｌ＝２０ｍ，自由端４ｍ，直徑２０ｍｍ，間距１５ｍ）。在坡體內(nèi)部設置攪拌樁止水帷幕?１１００ｍｍ攪拌樁，長度６ｍ，間距９００ｍｍ，咬合≥２００ｍｍ，剖面范圍為基坑北側(cè)（見圖２）。２）５—５剖面基坑開挖深度７４ｍ，懸臂樁支護，樁徑８００ｍｍ，樁中心距１５ｍ，樁長１５ｍ，嵌固深度７６ｍ，剖面范圍為基坑東側(cè)北半部（見圖３）。３）６—６剖面基坑開挖深度７４ｍ，土釘墻支護，坡度０３，分別在１５ｍ（Ｌ＝６ｍ，直徑２０ｍｍ，間距１５ｍ）、３０ｍ（Ｌ＝６ｍ，直徑２０ｍｍ，間距１５ｍ）、５３ｍ（Ｌ＝６ｍ，?２０ｍｍ，間距１５ｍ）、６８ｍ（Ｌ＝４ｍ，?２０ｍｍ，間距１５ｍ）處設置土釘，４２ｍ處為臨近基坑錨索，采用鋼腰梁連接，張拉鎖定值Ｎ＝１００ｋＮ（見圖４）。剖面范圍為基坑東側(cè)南半部。

３施工過程病害情況

３１北側(cè)復合土釘墻邊坡

北側(cè)復合土釘墻邊坡在開挖到３５ｍ處，施工錨索期間，在錨索鉆孔中出現(xiàn)比較大水流，基坑東北角土釘墻邊坡與東側(cè)懸臂樁邊坡交接位置出現(xiàn)較大滲流水。開挖至坑底后，坡體西側(cè)底部、中間底部、東側(cè)底部均出現(xiàn)坡體滑塌產(chǎn)生的空洞，施工現(xiàn)場以沙袋堆填，并錨噴加固。同時在坡體中下部位出現(xiàn)明顯滲透水痕跡。

３２東側(cè)懸臂樁＋土釘墻邊坡

東側(cè)懸臂樁開挖到底后，在坡體中間部位樁間出現(xiàn)１個約０７ｍ見方空洞，采用沙袋堆填＋噴面處理。在懸臂樁與土釘墻邊坡交接位置，懸臂樁樁間土塌落、土釘墻下部土體塌空。后期采用堆土回填、壓腳方式處理，并將東側(cè)基坑錨索與懸臂樁錨固一體以減少懸臂樁部分變形。東側(cè)樁間土體空洞如圖５所示。東側(cè)樁間土體塌落、坡體土體塌落如圖６所示。

４圍護結(jié)構(gòu)體系變形發(fā)展

４１北側(cè)圍護結(jié)構(gòu)體系變形發(fā)展

北側(cè)圍護結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)第１次病害是在開挖至３５ｍ處錨索施工期間，邊坡坡頂豎向位移未有明顯變化，階段變化值基本為＋０８ｍｍ。圍護結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)第２次病害是在開挖完成后，坡頂豎向位移發(fā)生明顯變化，從病害發(fā)生到基本穩(wěn)定期間階段變化值為－１１２ｍｍ，坡頂發(fā)生明顯下沉。同時，第２次病害導致坡頂水平位移也發(fā)生明顯變化，從病害發(fā)生到基本穩(wěn)定期間階段變化值為＋１５４ｍｍ，坡頂向基坑內(nèi)發(fā)生偏移。同期，坡后地表發(fā)生明顯下沉，從病害發(fā)生到基本穩(wěn)定期間階段變化值為－４０１ｍｍ，最大達－４９７ｍｍ，超過設計控制值。地面出現(xiàn)非常明顯下沉量，并且地表產(chǎn)生明顯裂縫和錯臺。圍護結(jié)構(gòu)位移曲線如圖７所示。

４２東側(cè)圍護結(jié)構(gòu)變形發(fā)展

東側(cè)圍護結(jié)構(gòu)體系出現(xiàn)病害是在開挖完成后，從病害發(fā)生到基本穩(wěn)定期間，樁頂豎向位移階段變化值為６５ｍｍ，上浮變形。樁頂水平位移發(fā)生了明顯變化，從病害發(fā)生到基本穩(wěn)定期間階段變化值為８６ｍｍ，最大達到１８５ｍｍ，超過設計控制值。同期，樁后既有臨建墻體與地面發(fā)生脫離。圍護結(jié)構(gòu)位移曲線如圖８所示。

５結(jié)語

根據(jù)公開報道，南寧某深基坑坍塌事故原因為由于基坑支護變形引起水管長期滲漏，周邊土體局部土體弱化，導致水管爆裂，引發(fā)基坑錨索結(jié)構(gòu)失效，最終引發(fā)坍塌事故。這個基坑坍塌案例中也是由于基坑變形導致地下水增加、地層力學性能弱化，基坑圍護結(jié)構(gòu)性能降低，引發(fā)基坑事故。因此，在基坑工程施工和運行過程中，基坑圍護結(jié)構(gòu)體系性能對基坑安全性具有重要作用。基坑圍護結(jié)構(gòu)體系施作過程中，坡內(nèi)施工空洞有滲流水發(fā)生，后期坡體底部有滑塌、空洞產(chǎn)生，坡面整體有滲水情況，這些情況都導致邊坡整體力學性能弱化，從而引起邊坡變形增大、地表下沉明顯等不安全狀況。說明施工過程中的質(zhì)量控制、地下水處治措施有效性對坡體安全狀態(tài)影響明顯?；訃o結(jié)構(gòu)設計中懸臂樁支護本身屬于變形較大的支護形式，施工過程中質(zhì)量控制不理想會增加支護結(jié)構(gòu)變形量，導致變形超控。

參考文獻：

［１］孔得會，申旭慶深基坑樁錨支護體系的設計、施工及質(zhì)量通病防治［Ｊ］建筑機械化，２０１５，３６（１０）：５６?６０

［２］聶海峰基于車站明挖法的基坑圍護結(jié)構(gòu)變形施工控制方法分析［Ｊ］工程技術(shù)研究，２０２１，６（２１）：９４?９５

［３］那琦深基坑圍護結(jié)構(gòu)數(shù)值分析與優(yōu)化［Ｄ］沈陽：沈陽建筑大學，２０１６

［４］戴永祥深基坑施工及質(zhì)量控制研究［Ｊ］江西建材，２０１７（５）：９０?９５

作者:王林 單位:北京城建勘測設計研究院有限責任公司