深基坑邊坡塌陷的預防

譚亞東

摘 要：結合項目實例，對深基坑邊坡塌陷成因與預防措施進行深入解析。首先對該項目的資料背景論述，其次在闡述基坑的坍塌原因與破壞機理內容的基礎上，對提升深基坑邊坡塌陷的預防控制方法探討，希望通過本文的分析后，可以給相關工作人員提供幫助。

關鍵詞：深基坑;邊坡塌陷;預防

1 工程概況

該基坑工程的深度為10.4m。其中以雜填土為主的表層土平均厚度約4m，同時又包含有區域內所需的水電管線等地下設施。對于上部，主要是以樁錨實施支護，同時還用到微型樁以及土釘等，由于具體設計的坡度較陡，且具體施工期間又恰逢雨水豐沛。分包該工程的單位則是依照施工組織的設計標準有序進行分層開挖和支護，其中每層開挖的深度控制在2m，完成后還要對壁面實施修整。另外對于邊坡的處理，則是以噴錨的方式進行。

2015年9月20日，該工程東側FG坡段在具體施工過程中即出現了事故，下挖到5m時便造成了坍塌，所幸未有人員傷亡。而后對原先的設計方案進行調整，支護的加固采用人工挖孔樁的方式進行。由于巖層堅硬的區域難以有效地推進，因而6m以下的部分并未嵌入到基坑的底面。就目前的施工效果來看，下挖至7m的支護更為優良。對于基坑的穩定和安全，不管處在哪個施工階段，都應高度重視。

2 基坑的坍塌原因與破壞機理分析

在該工程中，基坑的坍塌的因素由于涉及以及邊坡施工不當導致的，以下詳細的分析了基坑的坍塌原因與破壞機理。

2.1 分析該基坑坍塌的原因

基坑之所以坍塌，主要與設計失當或是邊坡部分操作不合理等有關，同時各項防范措施未能有效落實也是出現事故的重要原因。設計工作是重點部分，因此務必要針對其以最真實詳細的地質資料以及氣象資料為依托，以得到最佳的支護方案。對于滲水等的處理，部署針對性的防控即可。

2.2 坍塌坡段的破壞機理分析

任何事故的出現前期都會有一定的征兆，例如基坑施工中坡頂出現的貫通裂縫，這樣的情況在雨后更為明顯。有關單位對其的處理一般是注漿，以達到土體防滲的目的，但是卻是治標不治本。因此要想高效地應對這些裂縫，對其原因的分析和探究就顯得極為必要：

2.2.1 一般來看，受到土體側向壓力的支護面往往會出現微量位移的情況，這樣也就使得支護面與破壞面之間的夾角不斷變大;

2.2.2 通常情況下，支護面與破壞面之間的土體是一個恒定的體積狀態，而極易出現貫通裂縫的則是那些處在基坑邊上且土質不均的情況。

2.3 邊坡坍塌必然性分析

2.3.1 邊坡坍塌的形成過程：首先是在側向壓力下出現微量的位移，接著是坡頂出現裂縫，而后在雨水的侵蝕作用下，土體結構被破壞，其粘結能力大大下降。在這樣不穩定結構的承載下，達到一定的積累條件，坍塌也就隨之出現。同時，在實踐過程中，缺少這對性的支護措施，坍塌問題就出現蔓延的情況。

2.3.2 原先設計的復合土釘墻，其受力的基礎是重力式擋土墻，然而由于設計與實際不符，進而使得支護面的施工效果不佳。微型樁通常是作用在坡底的抗剪設計中，但是其抗彎的效果卻是最差的。注漿處理裂縫盡管能夠防治滲水問題，但是土體穩定的粘結拉力卻始終未能有效保障。

3 坍塌加固處理措施及分析

對于本事故的處理，設計上以人工挖孔樁為主，以起到增強坍塌邊坡穩定性的作用。這樣的改進在懸挑構件支護中效果顯著，但是由于具體操作比較困難且孔樁長度不均，同時孔樁也不能嵌入到基坑底部。因此，在基坑進行到一定深度后，就應以鋼絲網混凝土護面的豎向連梁代替原有的樁體，進而使其與錨索共同發揮作用。盡管后期抗側力結構全部由錨索承擔，但是對其位移也應嚴格精細的控制。

對于錨索的施工來說，既要達到設計的標準，對其位移的監測和控制也要有條不紊地予以實施。以下是對變更后支護結構土壓的研究分析。

3.1 從支護體系受力矢量三角形的變化可知，上部位移過大必定會造成錨索承受拉力的增大，因此在確保土體與各個部分粘結穩固的基礎上，錨索的錨固長度以及抗拉承載力等都要達到具體所需，以免對其注漿的效果以及連梁節點的構造造成不良影響。

3.2 下部位移過大必定會造成孔樁端部分支撐巖面出現異常，相應的圍護結構也會隨之被破壞。因此，不僅要保障樁端巖石的穩定，坡底的位移也應嚴格限制。具體來說，就是對支護結構位移實施精細的監控，并對其信息實施全面系統的分析，以對其中可能存在的不良情況實施針對性的處理。

3.3 對于支護面位移對土壓力的影響分析，一般是將開挖面以上的外側土體看作土彈簧結構。初始狀態下，支護面位移為零，而土壓力P則以靜止土壓力P0為準。當擋土結構出現變形時，相應的土壓力即會出現變化，其最小值如式子所示。

即P= P0—Khd （1）

式中的Kh代表的是土彈簧剛度系數;

D則表示墻體某點的水平位移，其中，坑內的位移為正值。

對于位移，理論層面上是土壓力釋放并由其自由分布的一個過程。位移出現時，盡管土體對支護體系的總側壓力在變小，但其對基坑所造成的安全隱患卻是不斷重復存在的，進行到一定周期之后也就導致了坍塌事故。因此，當監測數據顯示邊坡變形超出安全限定時，就應立即對其變形區域實施支撐加固?；映霈F變形，盡管其土壓力得到了釋放，但是其安全受力卻在這個過程中被破壞，相應的支護體系也會在受力不均的情況下被瓦解。

由于基坑變形對其正常使用影響較大，因而前期設計的過程中就應確保支護體系的科學高效，例如抗傾覆的驗算等務必要精細準確。

4 結語

綜合以上敘述，變更以后所采用的人工挖孔樁，由于前期嵌固深度較為合理，因此支護比較穩固。目前將其深度重新下挖至7m，盡管未有新裂縫且位移也在正常區間，但是伴隨著基坑的深挖，是否能夠達到15m深基坑的支護要求仍需做實時的跟進。

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