軟土地鐵出入口基坑滑坡治理與預防

竇洪羽DOU Hong-yu

（中國鐵建大橋工程局集團有限公司，杭州311100）

0 引言

近年來，深基坑工程事故頻繁發生、險情不斷，不僅造成較大的經濟損失，而且影響工程進度，產生不良社會影響，因此深基坑施工安全為重中之重。深基坑工程風險高且具有很強的區域性，每個基坑都有各自的工程特點和重難點，尤其是軟土區域深基坑，十分復雜。設計方案、施工方案、工程水文地質條件、周邊環境、施工組織與管理等都是導致基坑安全風險的因素。本文依托某軟土地層地鐵出入口深基坑滑坡工程案例，分析事件發生的原因，介紹采取的應急治理措施，為類似工程提供相關施工經驗。

1 工程案列介紹

1.1 工程背景 事件地鐵出入口基坑呈“L”型布置，基坑面積590.51m2，為地下一層框架結構，標準段挖深11.01m，集水井挖深14.55m，斜坡段坡度27°。基坑圍護結構采用SMW 工法樁+內支撐，工法樁樁徑φ850mm@600mm，內插H 型鋼，標準段樁深28.8m，集水井段樁深31.5m，斜坡段樁深19.8m，坑底采用三軸攪拌樁加固，標準段抽條加固深度3m，斜坡段滿堂加固深度3m，坡頂外采用雙排850mm@600mm 攪拌樁加固，樁深6m，坡頂底部未加固。基坑標準段設置1 道鋼筋砼支撐+2 道φ609mm 鋼支撐，集水井處設置1 道鋼筋砼支撐+3 道φ609mm 鋼支撐。

根據勘察報告及設計圖紙，基坑范圍內涉及土層為：①1 雜填土，松散，層厚3.8m；②31 黏質粉土，稍密，層厚3.6m；④1 淤泥質黏土，流塑狀，具有高壓縮性，低強度和低滲透性，靈敏度中，層厚7.4m；④2 淤泥質粉質黏土，流塑狀，具有高壓縮性，低強度和低滲透性，靈敏度高，層厚3.2m。工程地下水主要為潛水，潛水靜止水位埋深1.10～2.40m。

出入口北側為城市主干道，南側臨近高層建筑，距地下室外邊6.32m，與地下室之間管線較多，主要為電力、污水、綜合通信管線。

1.2 滑坡概況2020 年6 月18 日晚出入口斜坡前標準段及斜坡段墊層澆筑完成，2020 年6 月19 日上午8 點40分，斜坡段由坡頂向下產生縱向滑坡，滑移面高度最大為50cm，長8.7m，導致墊層及部分加固土體破壞，根據現場情況，計劃補充澆筑加筋墊層，在滑移土中心橫向插打一排6m長松木樁，并快速綁扎一層鋼筋網，3 點20 分左右，澆筑墊層前斜坡段發生第二次滑坡，范圍進一步擴大，經實際測量，滑移面高度最大為2.96m，長14.91m，滑下的土體堆積于坡腳，未破壞鋼支撐，未造成人員傷亡。基坑滑坡情況如圖1 所示。

2 滑坡原因分析

滑坡事件發生后，參建各方及業內專家共同參與進行原因分析，便于精準施策，制定治理措施，經綜合分析，主要原因有以下幾點：①根據現場查看，斜坡段滑坡圓弧滑動特征較明顯，基坑內土質較差，基底加固深度為3m，設計方案對滑移面的影響考慮不充分。②2020 年6 月18 日至6 月19 日，受間斷性強降雨影響，場地排水不及時，坡頂圍護墻體存在滲流，土體經過浸泡，強度降低，加上雨水產生動水壓力，致使斜坡安全系數降低，施工時對不良天氣影響認識不充分，促進了滑坡事件的發生。③施工工序安排不合理，集水井段落低深坑在基坑開挖時一次完成，導致坡腳土體抗力降低，應在標準段及斜坡段底板施工完成后，再進行集水井土方開挖施工。

3 治理措施

3.1 總體原則 針對出入口滑坡事件，以確保基坑穩定及周邊環境的安全為首要原則，快速進行基坑回填反壓，防止基坑失穩，再結合基坑的現狀及事件發生的原因，制定切實可行的補救方案，過程中加密監測，動態管控，直至結構底板澆筑完成。

3.2 具體措施 ①基坑加密監測。為防止滑坡引起基坑圍護結構失穩連鎖反應，對基坑圍護結構及周邊環境進行加密監測，掌握基坑變化動態，同時安排技術人員加強對基坑及周邊環境的巡視，判斷是否存在異常情況。②基坑回填反壓土。為防止回填土導致滑坡再次發生，回填按照由坡腳至坡頂的順序施工，由于滑坡土受雨水影響，呈淤泥狀，考慮回填時效性及效果，在坡腳外采用碎石回填，滑坡位置采用黏土回填，采用長臂挖機施工，盡量遠離基坑，同時避免碰撞鋼支撐，回填土超過底部鋼支撐標高時，應保證鋼支撐兩側回填土的對稱。③砼封層。基坑回填完成后，防止降水及滲流沖刷，對回填土進行簡單平整，在回填土表面澆筑C20 早強砼封層，并鋪設彩條布，將雨水及坡頂滲流引排至標準段后進行抽排。④架設臨時鋼支撐及軸力復加。為避免滑坡引起圍護結構變形加大，在斜坡段增加4 根φ609mm 鋼支撐對圍護體系進行增強，同時對既有鋼支撐進行軸力復加。⑤圍護結構滲漏封堵。基坑滑坡后，斜坡段及坡頂部分圍護結構產生滲漏水，在坑外對應位置采用1:1 水泥、水玻璃雙液漿進行注漿封堵，注漿孔深至滲漏位置以下1m，直至封堵完成。⑥坡頂段噴砼護坡。基坑滑坡導致坡頂段圍護樁及周邊土體部分開裂，采用干噴工藝進行掛網噴射砼加固，鋼筋網規格為φ8mm@100×100mm，單方砼用料按照水泥摻量450kg、細砂摻量983kg、集配碎石806kg 進行配比，嚴格控制骨料含水率及粗骨料粒徑，防止堵管，砼噴射厚度保證10cm 以上。⑦采用拉森鋼板樁及型鋼進行斜坡防護。在斜坡段坡腳、坡頂及中間各設置一道拉森鋼板樁，其中坡頂及中間拉森鋼板樁背后增加4 根H 型鋼加強，拉森鋼板樁兩端與基坑圍護結構型鋼采用2cm 厚三角鋼板焊接牢固。拉森鋼板樁采用SP-Ⅳ型，樁長15m，H 型鋼規格為700×300×13×24mm，頂標高根據回填土及結構底板高程進行控制，底板施工時拉森鋼板樁及H 型割除至墊層，不進行拔除。⑧回填土注漿加固。對斜坡段回填土體進行雙液漿注漿加固，根據鋼支撐間距，采用小型引孔注漿一體機進行施工，注漿深度至滑坡面下50cm 以上，孔間距不大于1m，根據施工經驗，水玻璃按照1:3 體積比加水稀釋，水泥漿配合比為1:1，雙漿液配合比按照水玻璃:水泥漿=1:1，注漿壓力為0.3～0.5MPa。⑨開挖及底板施工。根據拉森鋼板樁及型鋼位置分段進行施工，按照由下到上順序，如圖2 中①-②-③-④-⑤。分段進行土方的開挖、清理、墊層修復及底板施工，底板結構完成后再進行下一段開挖，最后施工集水井段。

出入口滑坡治理措施如圖2 所示。

4 基坑監測

深基坑施工要嚴格遵循“時空效應”理論，出入口滑坡治理過程時間較長，增加了施工風險，基坑監測信息化施工至關重要，本工程發生滑坡至拉森鋼板樁施工完成按照1 次/2 小時頻率進行加密監測，同時對圍護樁頂水平位移及周邊地表進行了監測點加密，在開挖至集水井結構完成按照4 次/天頻率監測，便于定量掌握基坑變化趨勢，保證基坑本體及作業人員的安全。

4.1 墻體深層水平位移監測 出入口基坑滑坡至結構底板完成，對斜坡段墻體深層水平位移（圖2 中監測斷面位置）監測累計變化量數據進行了統計，具體如圖3 所示。

如圖3，基坑滑坡前后，墻體位移增加了1.58mm，未發生突變，較穩定。滑坡事件處理過程中，墻體位移隨施工時間呈均勻增加趨勢，日變化速率未達到報警值，累計變化量最大值為89.43mm，出現在底板澆筑前一天，體現了軟土基坑施工特性。

4.2 支撐軸力監測 出入口基坑滑坡至結構底板完成，對斜坡段支撐軸力值（圖2 中監測斷面位置）進行了統計，支撐軸力變化最大值出現在第二道鋼支撐（設計預加軸力為900kN），具體如圖4 所示。

圖2 出入口滑坡治理縱剖面示意圖

圖3 墻體深層水平位移累計變化量曲線圖

圖4 支撐軸力值曲線圖

如圖4，基坑滑坡前后及處理過程中，支撐軸力變化相對平緩，未發生突變及預警情況，支撐體系較穩定。

5 建議

①地鐵出入口斜坡段在設計方案階段，應結合地質情況，復核土體滑動力，充分考慮土體滑動面的影響，對于軟土等不良地質，建議增加地基加固深度。②合理安排施工作業流程，對于集水井落低段基坑的施工，不能提前開挖，應在周邊底板完成后再進行集水井施工，避免坡腳擾動。③對于軟土基坑施工，施工方應高度重視，不得隨意施工，斜坡段施工受空間及坡度的影響，施工存在一定難度，工序組織應銜接緊密，縮短作業時間，設備作業應規范，避免土體受擾動或暴露時間過長，應盡快完成墊層澆筑及底板封閉。④基坑作業時要嚴格控制坡頂及坑外的堆載、機械荷載，盡量降低附加荷載對基坑土體的影響。⑤軟土地層圍護樁體及地基加固要規范作業，保證墻體及加固體施工質量。⑥斜坡段施工應充分考慮不利天氣的影響，盡量避免雨天作業，同時要做好截水、應急排水措施以及應急物資、設備的儲備。

6 結語

據了解，近幾年地鐵出入口滑坡事件多次發生，應對不及時，可引發基坑圍護結構失效連鎖反應，造成較大的經濟損失、工期滯后等嚴重后果，通過本工程案例的介紹、事件原因分析及采取的應急處置手段，總結了軟土地鐵出入口滑坡治理措施與預防措施，對今后相類似的工程具有較強的借鑒及指導意義。