软土地铁出入口基坑滑坡治理与预防

窦洪羽DOU Hong-yu

（中国铁建大桥工程局集团有限公司，杭州311100）

0 引言

近年来，深基坑工程事故频繁发生、险情不断，不仅造成较大的经济损失，而且影响工程进度，产生不良社会影响，因此深基坑施工安全为重中之重。深基坑工程风险高且具有很强的区域性，每个基坑都有各自的工程特点和重难点，尤其是软土区域深基坑，十分复杂。设计方案、施工方案、工程水文地质条件、周边环境、施工组织与管理等都是导致基坑安全风险的因素。本文依托某软土地层地铁出入口深基坑滑坡工程案例，分析事件发生的原因，介绍采取的应急治理措施，为类似工程提供相关施工经验。

1 工程案列介绍

1.1 工程背景 事件地铁出入口基坑呈“L”型布置，基坑面积590.51m2，为地下一层框架结构，标准段挖深11.01m，集水井挖深14.55m，斜坡段坡度27°。基坑围护结构采用SMW 工法桩+内支撑，工法桩桩径φ850mm@600mm，内插H 型钢，标准段桩深28.8m，集水井段桩深31.5m，斜坡段桩深19.8m，坑底采用三轴搅拌桩加固，标准段抽条加固深度3m，斜坡段满堂加固深度3m，坡顶外采用双排850mm@600mm 搅拌桩加固，桩深6m，坡顶底部未加固。基坑标准段设置1 道钢筋砼支撑+2 道φ609mm 钢支撑，集水井处设置1 道钢筋砼支撑+3 道φ609mm 钢支撑。

根据勘察报告及设计图纸，基坑范围内涉及土层为：①1 杂填土，松散，层厚3.8m；②31 黏质粉土，稍密，层厚3.6m；④1 淤泥质黏土，流塑状，具有高压缩性，低强度和低渗透性，灵敏度中，层厚7.4m；④2 淤泥质粉质黏土，流塑状，具有高压缩性，低强度和低渗透性，灵敏度高，层厚3.2m。工程地下水主要为潜水，潜水静止水位埋深1.10～2.40m。

出入口北侧为城市主干道，南侧临近高层建筑，距地下室外边6.32m，与地下室之间管线较多，主要为电力、污水、综合通信管线。

1.2 滑坡概况2020 年6 月18 日晚出入口斜坡前标准段及斜坡段垫层浇筑完成，2020 年6 月19 日上午8 点40分，斜坡段由坡顶向下产生纵向滑坡，滑移面高度最大为50cm，长8.7m，导致垫层及部分加固土体破坏，根据现场情况，计划补充浇筑加筋垫层，在滑移土中心横向插打一排6m长松木桩，并快速绑扎一层钢筋网，3 点20 分左右，浇筑垫层前斜坡段发生第二次滑坡，范围进一步扩大，经实际测量，滑移面高度最大为2.96m，长14.91m，滑下的土体堆积于坡脚，未破坏钢支撑，未造成人员伤亡。基坑滑坡情况如图1 所示。

2 滑坡原因分析

滑坡事件发生后，参建各方及业内专家共同参与进行原因分析，便于精准施策，制定治理措施，经综合分析，主要原因有以下几点：①根据现场查看，斜坡段滑坡圆弧滑动特征较明显，基坑内土质较差，基底加固深度为3m，设计方案对滑移面的影响考虑不充分。②2020 年6 月18 日至6 月19 日，受间断性强降雨影响，场地排水不及时，坡顶围护墙体存在渗流，土体经过浸泡，强度降低，加上雨水产生动水压力，致使斜坡安全系数降低，施工时对不良天气影响认识不充分，促进了滑坡事件的发生。③施工工序安排不合理，集水井段落低深坑在基坑开挖时一次完成，导致坡脚土体抗力降低，应在标准段及斜坡段底板施工完成后，再进行集水井土方开挖施工。

3 治理措施

3.1 总体原则 针对出入口滑坡事件，以确保基坑稳定及周边环境的安全为首要原则，快速进行基坑回填反压，防止基坑失稳，再结合基坑的现状及事件发生的原因，制定切实可行的补救方案，过程中加密监测，动态管控，直至结构底板浇筑完成。

3.2 具体措施 ①基坑加密监测。为防止滑坡引起基坑围护结构失稳连锁反应，对基坑围护结构及周边环境进行加密监测，掌握基坑变化动态，同时安排技术人员加强对基坑及周边环境的巡视，判断是否存在异常情况。②基坑回填反压土。为防止回填土导致滑坡再次发生，回填按照由坡脚至坡顶的顺序施工，由于滑坡土受雨水影响，呈淤泥状，考虑回填时效性及效果，在坡脚外采用碎石回填，滑坡位置采用黏土回填，采用长臂挖机施工，尽量远离基坑，同时避免碰撞钢支撑，回填土超过底部钢支撑标高时，应保证钢支撑两侧回填土的对称。③砼封层。基坑回填完成后，防止降水及渗流冲刷，对回填土进行简单平整，在回填土表面浇筑C20 早强砼封层，并铺设彩条布，将雨水及坡顶渗流引排至标准段后进行抽排。④架设临时钢支撑及轴力复加。为避免滑坡引起围护结构变形加大，在斜坡段增加4 根φ609mm 钢支撑对围护体系进行增强，同时对既有钢支撑进行轴力复加。⑤围护结构渗漏封堵。基坑滑坡后，斜坡段及坡顶部分围护结构产生渗漏水，在坑外对应位置采用1:1 水泥、水玻璃双液浆进行注浆封堵，注浆孔深至渗漏位置以下1m，直至封堵完成。⑥坡顶段喷砼护坡。基坑滑坡导致坡顶段围护桩及周边土体部分开裂，采用干喷工艺进行挂网喷射砼加固，钢筋网规格为φ8mm@100×100mm，单方砼用料按照水泥掺量450kg、细砂掺量983kg、集配碎石806kg 进行配比，严格控制骨料含水率及粗骨料粒径，防止堵管，砼喷射厚度保证10cm 以上。⑦采用拉森钢板桩及型钢进行斜坡防护。在斜坡段坡脚、坡顶及中间各设置一道拉森钢板桩，其中坡顶及中间拉森钢板桩背后增加4 根H 型钢加强，拉森钢板桩两端与基坑围护结构型钢采用2cm 厚三角钢板焊接牢固。拉森钢板桩采用SP-Ⅳ型，桩长15m，H 型钢规格为700×300×13×24mm，顶标高根据回填土及结构底板高程进行控制，底板施工时拉森钢板桩及H 型割除至垫层，不进行拔除。⑧回填土注浆加固。对斜坡段回填土体进行双液浆注浆加固，根据钢支撑间距，采用小型引孔注浆一体机进行施工，注浆深度至滑坡面下50cm 以上，孔间距不大于1m，根据施工经验，水玻璃按照1:3 体积比加水稀释，水泥浆配合比为1:1，双浆液配合比按照水玻璃:水泥浆=1:1，注浆压力为0.3～0.5MPa。⑨开挖及底板施工。根据拉森钢板桩及型钢位置分段进行施工，按照由下到上顺序，如图2 中①-②-③-④-⑤。分段进行土方的开挖、清理、垫层修复及底板施工，底板结构完成后再进行下一段开挖，最后施工集水井段。

出入口滑坡治理措施如图2 所示。

4 基坑监测

深基坑施工要严格遵循“时空效应”理论，出入口滑坡治理过程时间较长，增加了施工风险，基坑监测信息化施工至关重要，本工程发生滑坡至拉森钢板桩施工完成按照1 次/2 小时频率进行加密监测，同时对围护桩顶水平位移及周边地表进行了监测点加密，在开挖至集水井结构完成按照4 次/天频率监测，便于定量掌握基坑变化趋势，保证基坑本体及作业人员的安全。

4.1 墙体深层水平位移监测 出入口基坑滑坡至结构底板完成，对斜坡段墙体深层水平位移（图2 中监测断面位置）监测累计变化量数据进行了统计，具体如图3 所示。

如图3，基坑滑坡前后，墙体位移增加了1.58mm，未发生突变，较稳定。滑坡事件处理过程中，墙体位移随施工时间呈均匀增加趋势，日变化速率未达到报警值，累计变化量最大值为89.43mm，出现在底板浇筑前一天，体现了软土基坑施工特性。

4.2 支撑轴力监测 出入口基坑滑坡至结构底板完成，对斜坡段支撑轴力值（图2 中监测断面位置）进行了统计，支撑轴力变化最大值出现在第二道钢支撑（设计预加轴力为900kN），具体如图4 所示。

图2 出入口滑坡治理纵剖面示意图

图3 墙体深层水平位移累计变化量曲线图

图4 支撑轴力值曲线图

如图4，基坑滑坡前后及处理过程中，支撑轴力变化相对平缓，未发生突变及预警情况，支撑体系较稳定。

5 建议

①地铁出入口斜坡段在设计方案阶段，应结合地质情况，复核土体滑动力，充分考虑土体滑动面的影响，对于软土等不良地质，建议增加地基加固深度。②合理安排施工作业流程，对于集水井落低段基坑的施工，不能提前开挖，应在周边底板完成后再进行集水井施工，避免坡脚扰动。③对于软土基坑施工，施工方应高度重视，不得随意施工，斜坡段施工受空间及坡度的影响，施工存在一定难度，工序组织应衔接紧密，缩短作业时间，设备作业应规范，避免土体受扰动或暴露时间过长，应尽快完成垫层浇筑及底板封闭。④基坑作业时要严格控制坡顶及坑外的堆载、机械荷载，尽量降低附加荷载对基坑土体的影响。⑤软土地层围护桩体及地基加固要规范作业，保证墙体及加固体施工质量。⑥斜坡段施工应充分考虑不利天气的影响，尽量避免雨天作业，同时要做好截水、应急排水措施以及应急物资、设备的储备。

6 结语

据了解，近几年地铁出入口滑坡事件多次发生，应对不及时，可引发基坑围护结构失效连锁反应，造成较大的经济损失、工期滞后等严重后果，通过本工程案例的介绍、事件原因分析及采取的应急处置手段，总结了软土地铁出入口滑坡治理措施与预防措施，对今后相类似的工程具有较强的借鉴及指导意义。