复杂条件下基坑支护案例与应急处理措施分析

程 恕 （合肥工投工业科技发展有限公司，安徽 合肥 230063）

随着我国城镇化率的逐渐提高，城市化进程逐渐加快，城市用地日益紧张。为了集约化用地，建设用地的容积率逐渐提高，建筑物的建筑高度相应提高，建筑间距相应缩小，导致在建筑物深基坑及基础工程施工中紧邻工程越来越多。在复杂环境条件下，深基坑开挖的安全和对周边环境的影响问题越来越受重视。如何做好复杂环境条件下基础工程与深基坑工程的施工，避免基坑开挖对周边环境的影响，确保工程的安全和质量是当前亟需解决的一个重要问题。

本文通过对某工程复杂条件下基坑开挖支护方案及应急处理措施进行介绍，为以后类似工程施工提供借鉴。

1 工程概况

合肥市庐阳区某产业园项目，用地面积20.9万m2，总建筑面积53.3万m2，容积率2.06。主要建设为高层厂房、多层独栋厂房及地下车库等。由于园区分期建设，A16（4F）、A18（3F）多层厂房先期已建成，A3（22F）高层厂房后续建设，A3厂房包含一层地下车库。

A3高层厂房地下车库施工过程中，周边环境条件复杂：

①地下车库与A18厂房正负零高差约7.04m，与A18厂房室外地面高差约5.0m，地下车库边缘距离A18厂房基础边缘仅有1.43m（A-A剖面）。

②地下车库与A16厂房正负零高差约7.04m，与A16厂房室外地面高差约6.0m，地下车库边缘距离A16厂房基础边缘有11.4m（B-B剖面）。

③A16厂房东侧有一已建成的静面景观水池，静面水池边距离地下车库约5.4m，地下车库底与静面水池高差约5.87m。

2 地质情况

拟建场地地质情况主要如下：素填土①层，厚度0.75～1.65m；粘土②层，厚度 2.7m；粘土③层，厚度3.5m；强风化砂质泥岩④层，厚度3.0m；中风化砂质泥岩⑤层，厚度大于5m。场地内上层滞水主要埋藏在①层素填土中，主要补给来源为大气降水，地下水位随季节变化，主要以蒸发方式排泄，并受地表水径流影响，主要通过补给河流或井的方式排泄。勘探期间测得的上层滞水地下水位(静止)埋深为1.20～2.00m，现场实际开挖施工过程中，基槽开挖无水。

3 支护设计方案

3.1 地下车库与A18厂房处边坡支护方案（A-A剖面）

地下车库边缘距离A18厂房基础边缘仅有1.43m，考虑桩径及施工操作面，几乎无任何富余操作空间，据此，地下车库的侧墙施工由原先的双侧支模调整为单侧支模。同时，由于施工空间较小，对现场桩位的定位要求精度极高。

图1 A-A边坡支护方案

支护方案：基坑支护采用φ1000@1600钻孔灌注桩，内侧采用500×500钢格构梁斜撑，间距6000mm布置，斜撑底部采用2φ900桩长6000mm的钻孔灌注桩作为支座桩。

3.2 地下车库与A16厂房边坡支护方案（B-B剖面）

地下车库与A16厂房间距较大，留有较多的施工操作面。

支护方案：采用土钉墙支护，基坑边坡坡度45。。共设置三排土钉，竖向间距1500mm。第一排土钉采用钻孔Φ100土钉Φ18@1500 L=6000mm（干钻），第二排土钉采用钻孔Φ100土钉Φ18@1500 L=5000mm（干钻），第三排土钉采用钻孔Φ100土钉Φ18@1500 L=4000mm（干钻），坡顶设置Φ48×3@1500锚管注水泥浆。

图2 B-B边坡支护方案

4 边坡失稳及应急处理措施

4.1 事故险情

边坡在施工过程中，出现如下两处失稳情况：①地下车库与A16厂房发生塌方事故；②地下车库与静面水池基坑处产生渗水塌方事故。

4.2 事故原因分析

基坑土方开挖和基坑支护施工过程中，破坏了土层中原有的应力平衡，土层应力要重新调整，坡面发生变形，直到新的平衡出现才能稳定。产生新的平衡的过程中，工程要考虑周边环境、地质条件、天气雨水变化等因素以及工程建设过程中的施工方案以及施工组织设计等因素。

①A16厂房处基坑边坡失稳。未按图及施工作业规程施工。现场在施工完第一道土钉后，即土方挖至槽底，再施工二、三道土钉，未分层分部开挖。同时，第一道土钉设计长度为6m，因土层主要为杂填土，土钉设计调整为φ48长度6m锚管注浆，但是因锚管在杂填土土层中施工较为困难，实际施工仅有4m，未达到设计深度。此处边坡失稳的主要原因为未按图施工，现场出现新的情况（锚管施工困难）后也未及时调整方案。

②静面水池处基坑边坡失稳。土方开挖过程中天气阴晴相间，土方开挖到槽底且支护施工完成后，连续下了2天的中到暴雨，导致在施工过程中静面水池由施工前无水，到施工后积攒了满水的情况。且此静面水池水量满水后达到260m3。由于土钉墙施工扰乱了静面水池下方的土体，导致边坡出现渗水情况，随后出现了基坑边坡失稳塌方。此处边坡失稳的主要原因为雨水天气导致在坡顶处增加新的水体且未及时排除，使得边坡产生渗漏水，导致边坡失稳。

4.3 应急处理措施

4.3.1 A16厂房处基坑边坡失稳处理措施

坡面（坡顶）利用钢筋或Ф48×3钢管打一排竖向锚管，间距1.5m、入土深度1.5m，用Ф12钢筋和以前土钉或锚管绑扎连接，上铺钢丝网片绑定，利用钢管排架支撑松散土体，上部喷浆约3cm厚。在喷浆未完成之前或终凝之前，若要下雨必须覆盖。

4.3.2 静面水池处基坑边坡失稳处理措施

①对造成水患塌方的静面水池先放水，然后加固封闭，待基坑回填后方可蓄水。

②在基坑边施打22#工字钢作为钢板桩，其长度6000mm，布置间距300mm，入土深度1500mm。斜撑采用40#工字钢，布置间距3000mm。支撑地梁采用1000mm×3000mm通长混凝土地梁，混凝土强度C25。钢构腰梁采用水平2根22#工字钢通长布置。钢板桩背后因土方塌方，采用袋装土填实。

③工字钢桩顶设置通长槽钢并进行可靠焊接，使得支护结构形成整体支挡排桩。

④监测坡肩水平位移，靠近边坡一排建筑独立柱进行沉降观测。

⑤对边坡或室内地坪稳定性（有无开裂）安排专人观察，每天观测次数不少于2次，并做好记录。

5 总结

通过采用钢板桩支撑等一系列处理措施后，有效处理了失稳边坡。后续施工过程中，加强了对基坑变形的监测，通过变形监测数据分析，基本达到了控制变形、确保基坑边坡稳定的要求。

基坑支护工程是临时性工程，但是容易出现问题，特别是在复杂情况下的基坑开挖工程，更容易出现安全事故。故在基坑施工过程中，参建各方更应该加强对基坑边坡支护工程施工的重视。重视和科学控制基坑边坡施工的各个环节，施工安全事故是可以避免的。同时，基坑边坡支护应根据场地地质条件和周边环境控制要求，选择合理方案，保证基坑安全并减少对周围环境的影响。