淺談淤泥地質基坑破壞型式及預防措施

鄭永鑫

廈門合誠工程設計院有限公司

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淺談淤泥地質基坑破壞型式及預防措施

鄭永鑫

廈門合誠工程設計院有限公司

以平潭地區某道路綜合管廊基坑開挖過程中所遇到的基坑破壞問題及相應解決方法為例做經驗總結。

基坑；淤泥地質；破壞；預防

一、工程概況

本項目位于平潭金井灣片區，場地原為鹽田地貌，后經吹填造地形成造地區，根據地勘鉆孔揭露，本項目地質情況從上往下分別為：2～5m厚吹填砂、5～25m厚淤泥質土、粉質粘土、殘積粘性土、全風化花崗巖等。管廊尺寸為3.2m×2.8m，位于道路綠化帶下，基坑開挖深度為3～10m，道路底下軟基已采用CFG樁或攪拌樁復合地基進行處理，CFG樁樁徑50cm，間距1.8m梅花形布置，攪拌樁樁徑50cm，間距1.2m梅花形布置。

根據基坑深度不同，采用拉森鋼板樁及HUC組合型鋼板樁進行支護，具體如下：a.基坑深度h≤3m時，采用長12m的拉森鋼板樁進行懸臂式支護；b.基坑深度3m＜h≤6m時采用長12m的拉森鋼板樁+一道Φ530x10鋼管@5m進行支護；c.基坑深度6m ＜h≤10m時，采用HUC組合型拉森鋼板樁+兩道Φ530x10鋼管@5m進行支護。具體示意如下圖：

由上圖可知，鋼板樁均未穿透淤泥層進入粉質粘土層。

二、地質條件

天然 天然內摩擦角γ w Cv0.05-0.1c Φ c Φ KN/m3% 10-3cm2/s KPa 度 KPa 度①1 填砂 18.50* ①2 素填土 18.00*② 粉質粘土 18.64 29.63 1.895 31 15.00 27 14.05③ 淤泥質土 17.00 49.41 1.066 13 8.19 5 2.89④ 粉質粘土 19.43 26.81 3.120 32 16.32 27 14.91 ④1 中粗砂 19.00*⑤ 殘積粘性土 19.62 19.2 4.988 26.0 22.4⑥ 全風化花崗巖 20.00*土層編號 土層名稱固結快剪 快剪重度 含水率固結系數內聚力內摩擦角內聚力

三、現場破壞型式

施工過程中，發現全段多處地方發生隆起、傾覆等破壞現象，具體現象如下：

a.開挖至設計基坑底高程后，要鋪設混凝土墊層時，監理復測時發現，坑底已上浮5cm～30cm；

b.基坑底面呈圓弧狀；

c.內撐變形，局部鋼圍檁被壓扁；

d.周邊底面發生沉降，沉降量最大達到30cm以上；

e.局部段鋼板樁發生傾覆；

f.周邊路基發現1～3cm的裂縫；

g.深基坑段發現“踢腳”現象。

四、解決措施

基坑出現問題后，業主立即組織監理單位、施工單位、監測單位并邀請專家到進現場踏勘并進行開會討論，會中明確上述問題產生的原因，并提出以下解決措施：

a.立即清除基坑北側的堆土區，后期開挖土方不得堆載在基坑20m范圍內，已發生傾覆的鋼板樁進行拔出重打，有條件時對基坑兩側進行卸載或增設內撐。

b.南側施工便道禁止大車過往，土方車均繞道行駛。

c.將深基坑南側的蓄水池的水抽排至周邊現狀水渠，并周邊增設井點降水；已踢腳部位在坑底增設鋼支撐，并在坑底采用添加速凝劑的混凝土封底。

d.浮泥段在基坑開挖前采用高壓旋噴樁或水泥攪拌樁對坑底進行加固。

e.施工過程中應有監測單位對基坑變形進行監測。

五、總結分析

1 ）本次施工配合過程中發現施工現場幾個不合理地方：

a.基坑施工現場并未有第三方監測單位。因此，事故發生前無法提前預警，事故發生后，又無法提供準確的監測數據，只能靠現場工人臨時測量。

b.施工現場存在野蠻施工現象，基坑開挖過程中，全程使用機械開挖，軟基處理的攪拌樁、CFG樁并未采用人工鋸除，樁身在基坑開挖過程中受到破壞、現狀土體擾動嚴重。

c.施工現場指揮混亂，盲目趕進度，并未分層、分段開挖，出現險情時，未能及時采取有效措施。

基坑雖然是臨時結構，但安全儲備小，具有較大的風險性，是一項綜合性很強的系統工程。雖是臨時工程，但應得到參建各方的重視。超過一定規模的危險性較大的分部分項工程（深基坑）專項方案應當由施工單位組織召開專家論證會。

2 ）基坑開挖是整個基坑工程的核心，基坑開挖過程中應遵循以下幾條：

a.基坑開挖施工方案應綜合考慮工程地質與水文地質條件、環境保護要求、場地條件、基坑平面尺寸、開挖深度、支護形式等因素，基坑開挖應按照分層、分段、對稱、限時、嚴禁超挖的原則進行。

b.土方挖掘機、運輸車輛等直接進入基坑進行施工作業時，應采取保證坡道穩定的措施，坡道坡度不宜大于1：3。

c.基坑開挖根據施工采取開挖方式和開挖順序，應嚴格控制開挖厚度、開挖高差及臨時開挖邊坡，避免造成開挖中的臨時邊坡穩定。

d.開挖時挖土機械不得碰撞或損害腰梁、內支撐及其連接構件，不得損害已施工的基礎樁。

e.對采用內支撐的支護結構，宜采用局部開槽方法澆筑混凝土或安裝內支撐；開挖到支撐作業面后，停止開挖，并及時進行支撐的施工作業，待支撐施工完畢并達到相應要求后方可進行基坑的進一步開挖施工。

3 ）另外，基坑工程應有對應的應急措施。當支護結構或基坑周邊環境出現報警情況或其他險情時，應立即停止開挖，通知業主、監理、設計等相關單位，并加大基坑監測頻率并分析預警原因，同時根據危險產生的原因和可能進一步發展的破壞形式，采取控制或加固措施。危險消除后，方可繼續開挖。必要時，應對危險部位采取坑內回填砂石袋、坡頂卸載、加設臨時支撐等應急措施。

［1］《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-2012）.

［2］《建筑基坑工程監測技術規范》（GB50497-2009）.

［3］《建筑結構荷載規范》（GBJ50009—2012）.

［4］《熱軋U型鋼板樁》（GB/T20933-2007）.

［5］《基坑工程手冊》（第二版）.