黎 浩，吳銀柱，李保國，馬杰朋

(1.四川志德巖土工程有限責任公司，成都 610051； 2.長春工程學院，長春 130021)

0 引言

近年來城市化進程越來越快，人們對地下空間的利用和開發(fā)也日益加強，基坑設計施工也越來越困難，在基坑施工過程中往往會由于各種不利因素的同時產(chǎn)生導致基坑的變形和失穩(wěn)，目前對已經(jīng)變形失穩(wěn)的基坑的加固處理成為了深基坑工程面臨的重大問題[1]。龔曉南[2]通過研究影響基坑工程的性狀，提出的關于加強基坑工程的設計管理和信息化施工對于減少基坑工程施工管理事故是很有效的。付文光等[3]選取了基坑出現(xiàn)事故的4個工程案例進行分析，并針對該案例提出了不同的加固方案。朱彥鵬等[4]以西北某深基坑工程為例，通過有限元軟件PLAXIS對深基坑的初次支護及二次加固進行了分析，通過分析與實測值進行比較，證明了二次加固方案的合理性。薛麗影等[5]通過介紹深基坑工程的特點和破壞形式，探討了基坑事故發(fā)生的內(nèi)因。

1 工程概況

擬建工程位于昆明市官渡區(qū)福保半島，交通便捷，地理位置優(yōu)越。地下室標高在±0.00以下6.3 m左右(相當于絕對標高約1 887.20 m)。擬建項目區(qū)位圖如圖1所示。

圖1 項目所在地

層號土層名稱重度Υ/(kN·m-3)綜合建議值C/kPaΦ/(°)土體與錨固體極限摩阻力標準值qsik/kPa①雜填土18.0108.016①1填土17.5127.018②黏土16.8122.530③粉土18.82214.038④粉土18.82415.046

地下水類型主要為孔隙潛水，微具承壓性。大部分鉆孔水位在地面下0.8～1.2 m左右，少量鉆孔(低洼處)地下水已經(jīng)由孔口溢出。

如圖2所示，該基坑底標高1 887.0，基坑頂部標高1 892.2～1 893.1；其中已破壞段352段破壞90 m，351段破壞100 m；未破壞段352路側(cè)基坑長300 m，351路側(cè)基坑長390 m。現(xiàn)場按照20 m布置沉降監(jiān)測點對基坑進行監(jiān)測，最大沉降D16累積沉降量-584 mm?；悠矫娌贾脠D詳如圖2所示。

圖2 基坑平面布置圖

如圖2～3所示，所破壞的5—5′剖面與6—6′剖面所采取的支護形式為1∶2放坡+長1 m間距2 m，C16的豎向插筋+A6.5@200×200掛網(wǎng)噴射混凝土。

圖3 原典型剖面

2 基坑破壞原因

1)深度為3.0 m的基坑形成后，未及時進行地下室的施工?？舆吺姓缆沸藿〞r在未完工的基坑頂部堆置大量土石方；

2)基坑停工區(qū)間未進行坑底地下水的抽排，坑底土層被水浸泡而軟化；

3)在堆載和地下水軟化坑底被動區(qū)土層的雙重作用下，最終基坑(原基坑+路基邊坡)發(fā)生整體穩(wěn)定性破壞。

4)發(fā)生整體穩(wěn)定性破壞結(jié)論的依據(jù)為：

①新修道路靠基坑側(cè)發(fā)生較大水平位移和豎向位移；

②坑底工程樁采用管樁，經(jīng)現(xiàn)場低應變檢測發(fā)現(xiàn)坑底下6 m左右處的管樁被剪斷。

3 破壞段處理：

方案一(圖4)：

1)采取市政路卸載，卸載至已破壞路段，放坡坡比1∶1.8～2.3；

2)對該段邊坡進行掛彩條布覆蓋，防止雨水滲入；

3)坑底抽排水，及時將坡腳積水排走，基坑坡腳不得再出現(xiàn)積水現(xiàn)象，該措施主要目的是防止坑底土體泡軟，防止基坑底失穩(wěn)；

4)基坑土方開挖時，嚴格采用分層分段開挖，分層厚度不大于1.5 m，開挖分段長度不應大于20 m，開挖后應及時進行墊層、底板澆筑；

5)坡頂嚴禁行走重型車輛，施工期間執(zhí)行封路措施；

6)嚴格控制好基坑坡頂、市政路各項監(jiān)測，監(jiān)測其變化趨勢，以便指導施工。

圖4 方案一：削坡處理

方案二(圖5～6)：

1)在基坑坡腳垂直壓入2排木樁(木樁樁徑100 mm，單根長6 m，間距250 mm，梅花形布置)；同時在坡腳離木樁前后各300 mm處垂直壓入兩排槽鋼(槽鋼型號]20 a，單根長12 m，間距1m，梅花形布置)。

2)坡腳堆1 m×1 m的砂袋，該項措施目的在于護坡腳；

3)對該段邊坡進行掛彩條布覆蓋，防止雨水滲入；

4)坑底抽排水，及時將坡腳積水排走，基坑坡腳不得再出現(xiàn)積水現(xiàn)象，該措施主要目的是防止坑底土體泡軟，防止基坑底失穩(wěn)；

5)基坑土方開挖時，嚴格采用分層分段開挖，分層厚度不大于1.5 m，開挖分段長度不應大于20 m，開挖后應及時進行墊層、底板澆筑；

6)坡頂嚴禁行走重型車輛，施工期間執(zhí)行封路措施；

7)嚴格控制好基坑坡頂、市政路各項監(jiān)測，監(jiān)測其變化趨勢，以便指導施工。

圖5 方案二：坑底木樁鎖腳處理

由于考慮到木樁造價比較昂貴，若使用拉森鋼板樁進行支護，不僅大大縮短了工期，而且拉森鋼板樁僅僅需要租金，節(jié)省了很大一部分成本，因此建議使用拉森鋼板樁進行基坑加固較為經(jīng)濟。

圖6 方案二：坑底拉森鋼板樁鎖腳處理

4 未破壞段處理

1)在基坑坡腳垂直壓入4排木樁(木樁樁徑100 mm，單根長6 m，間距250 mm，梅花形布置)；

2)坡腳堆1 m×1 m的砂袋，該項措施目的在于護坡腳；

3)對該段邊坡進行掛彩條布覆蓋，防止雨水滲入；

4)坑底抽排水，及時將坡腳積水排走，基坑坡腳不得再出現(xiàn)積水現(xiàn)象，該措施主要目的是防止坑底土體泡軟，防止基坑底失穩(wěn)；

5)基坑土方開挖時，嚴格采用分層分段開挖，分層厚度不大于1.5m，開挖分段長度不應大于20 m，開挖后應及時進行墊層、底板澆筑；

6)坡頂嚴禁行走重型車輛，施工期間執(zhí)行封路措施；

7)嚴格控制好基坑坡頂、市政路各項監(jiān)測，監(jiān)測其變化趨勢，以便指導施工。

未破壞坑底加固如圖7所示。

5 有限元模擬分析

由于基坑坑頂為市政道路，需要與道路建設方溝通，這不僅會影響我方的工期，而且影響市政道路工程的施工，根據(jù)現(xiàn)場情況使用有限元軟件進行分析，采用坑底縮腳對基坑進行加固處理。

5.1 有限元模型建立

根據(jù)基坑支護設計圖紙和現(xiàn)場條件建立三維有限元模型(圖8)，首先對其初始破壞狀態(tài)進行邊坡穩(wěn)定性分析。

5.2 初始基坑位移云圖及安全系數(shù)

如圖9，基坑開挖深度為3 m，使用有限元軟件驗算其邊坡穩(wěn)定性，所得基坑原狀態(tài)下豎向位移為39 mm，安全系數(shù)為1.048。

a) 基坑位移云圖

b)邊坡穩(wěn)定性分析圖9 初始基坑位移云圖及安全系數(shù)

5.3 加固后基坑位移云圖

如圖10，基坑開挖深度為3 m，還需要進行坑下0.5 m開挖，并采用拉森鋼板樁對其坑底進行縮腳，使用有限元軟件驗算其邊坡穩(wěn)定性，所得基坑原狀態(tài)下豎向位移為14 mm，安全系數(shù)為1.150 39。滿足GB 50330—2013《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》三級臨時邊坡要求。

6 結(jié)語

隨著城市的高速發(fā)展，基坑周圍環(huán)境也越來越復雜，在基坑工程施工中總會有難以預測的問題發(fā)生，因此，對于基坑加固的研究和探索也將越來越廣泛和深入，這需要根據(jù)基坑現(xiàn)場狀況因地制宜地選擇經(jīng)濟可行的手段對基坑進行加固，以此保證基坑的安全。本文以昆明市某基坑工程坍塌為對象，分析了導致該基坑坍塌的原因，提出了解決該基坑坍塌的方案，并對不同的方案進行比選，采用有限元原理進行模擬分析，選擇基坑加固的最佳方案，為后續(xù)施工提供了理論依據(jù)。

a) 基坑位移云圖

b)邊坡穩(wěn)定性分析圖10 加固后基坑位移云圖及安全系數(shù)