综述某基坑变形事故处理

2022-09-11

1 工程概况

本工程建筑物是一综合商场, 主楼地上五层框架结构, 地下一层;基础采用预应力薄壁管桩;总建筑面积24 800 m2 (地下室3 300 m2) , 施工场地及周围环境如图1所示。地下室长约100 m, 宽约25 m, 整个场地呈梯形分布.场地土层的主要技术参数见表1。拟建工程北离城市主干道红线约11 m, 西面离城市次干道红线约40 m, 南面为一幢五层小学教学楼, 距离约6 m, 东侧车库入口离红线2 m, 红线外有两幢六层砖混结构、桩基础住宅, 离红线约4 m。

2 基坑支护技术方案及边坡塌方

东南侧为第一施工段, 西北侧为第二施工段, 施工方向从西向东进行。第一施工段施工过程中, 在南侧近东约61m范围内土钉墙施工将完毕时, 发现现场南侧围墙向工地内倾, 基坑底部土体向坑内滑移约0.2 m, 且有继续发展势头, 施工单位立即研究决定临时采用土方回填措施, 待稳定后, 加打松木桩加固, 松木桩直径1 6cm, 间距500mm, 部分土钉墙经加固处理后至东侧土钉墙施工结束。在进行第二施工段施工, 至将结束时, 发现北侧坑底土体也有向坑内滑移迹象, 此时基坑土体水平位移已达9.75 mm/d, 总位移已达62.8 mm, 超过预警值60mm。随即联系有关部门研究控制措施, 临时加打松木桩, 至第二天早上发现北侧靠东长60m范围的松木桩顶部已向坑内平均位移0.8m, 靠围墙地表裂缝宽度已达30mm, 地表下沉严重。地裂缝向西端延伸长约15m, 且裂缝仍在扩展, 施工单位随即移掉有关设备进行场地卸载, 仍无济于事, 至当天下午, 基坑坍塌, 基坑地表15m范围土体涌入坑内, 造成断桩102根, 占总桩量的1/5。

3 基坑边坡塌方原因分析及处理

经现场调查后表明, 造成基坑边坡及土钉墙险情的主要原因是:

3.1 地质原因:

根据现场观察分析, 南侧土体局部塌方主要在于土钉墙位置有古道渗流, 尽管施工单位事前已知, 但重视不够, 暗河渗水造成土钉失效;北侧土体塌方的主要原因是: (a) 坑底淤泥质粘土的特性所致, 土体位移主要是因为坑底土体蠕变向内滑移; (b) 大量雨水渗入土层, 土体基本处于饱和状态; (c) 北侧自然放坡坡面采用30 mm厚细石喷射砼封面, 导致土体中孔隙水压力增大, 渗压的作用及坑底淤泥质粘土的蠕变工程特性协同作用, 造成坍方; (d) 土钉支护特别适合于有一定粘性的砂土、粉土、硬塑性以上的粘土, 对于软土, 在采取一定措施后也有可能采用, 但从本工程实际开挖后的土质情况看, 北侧土层多为饱和软粘土, 原设计方案又无其他加强措施, 软土的蠕变使支护结构或土体整体位移显著是必然的; (e) 业主为节约成本, 把本工程基坑开挖支护原方案修改为在东南侧采用土钉墙支护方案, 西北侧采用自然放坡。3.2施工原因:主要是未能合理确定分层数及每层开挖深度, 准确控制开挖被动区土体后的暴露时间, 导致开挖段在未加固的情况下暴露时间过长, 未根据岩土体的特点及时进行有效的加固处理。 (1) 土钉墙施工时宜采用小台阶逐段开挖, 在开挖成型后及时设置土钉与面层结构, 使面层与挖方坡面紧密结合, 土钉与周围土体牢固粘合.由于施工单位为赶工期, 施工作业速度快, 土钉墙支护土体部分开挖一次性长度达4 0 m, 南侧坍方区作业违规; (2) 打桩结束后, 土体中存在超静孔隙水压力, 施工时, 土体中的水压力还来不及消散; (3) 土钉墙的险情有两个因素, 一是土体中渗压的作用;二是局部喷锚层加强筋与钢管的焊接不牢, 造成局部脱落。

经现场多方协调一致提出事故处理的措施:

临时应急措施: (a) 对东、南、北面三侧场地合理卸载, 减少或去除载荷对边坡稳定的影响; (b) 南侧采用土方回填措施, 待土体稳定, 土钉墙局部位置加打临时松木桩支护.

永久加固措施: (1) 北侧削坡, 使边坡坡度成1∶1.5, 减轻坡脚部位应力集中的不利影响;加密、加深松木桩支护, 其后挡以木板;有裂缝处用压力灌浆填实, 防止雨水渗入; (2) 南侧待土体滑移稳定后, 部分土钉墙经加固处理后至东侧土钉墙施工结束;加固锚钉与加强筋间的焊接;在地表有裂缝处用压力灌浆填实;加密第一层、第二层锚钉数量, 且用长14m锚钉, 以减少坡顶水平位移; (3) 基坑四周采用有效的明沟排水措施, 即在沿基坑四周, 在基础平面范围以外挖明沟, 在基坑角落再设置集水井。明沟底比土面低0.3～0.4m, 集水井比土面低0.8～1.0m, 井直径0.7～0.8 m, 井底铺粗砂10～15cm, 防泥砂阻塞吸水管头和扰动井底的土。