淺談淤泥地質(zhì)基坑破壞型式及預(yù)防措施

鄭永鑫

廈門合誠工程設(shè)計院有限公司

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淺談淤泥地質(zhì)基坑破壞型式及預(yù)防措施

鄭永鑫

廈門合誠工程設(shè)計院有限公司

以平潭地區(qū)某道路綜合管廊基坑開挖過程中所遇到的基坑破壞問題及相應(yīng)解決方法為例做經(jīng)驗總結(jié)。

基坑；淤泥地質(zhì)；破壞；預(yù)防

一、工程概況

本項目位于平潭金井灣片區(qū)，場地原為鹽田地貌，后經(jīng)吹填造地形成造地區(qū)，根據(jù)地勘鉆孔揭露，本項目地質(zhì)情況從上往下分別為：2～5m厚吹填砂、5～25m厚淤泥質(zhì)土、粉質(zhì)粘土、殘積粘性土、全風化花崗巖等。管廊尺寸為3.2m×2.8m，位于道路綠化帶下，基坑開挖深度為3～10m，道路底下軟基已采用CFG樁或攪拌樁復(fù)合地基進行處理，CFG樁樁徑50cm，間距1.8m梅花形布置，攪拌樁樁徑50cm，間距1.2m梅花形布置。

根據(jù)基坑深度不同，采用拉森鋼板樁及HUC組合型鋼板樁進行支護，具體如下：a.基坑深度h≤3m時，采用長12m的拉森鋼板樁進行懸臂式支護；b.基坑深度3m＜h≤6m時采用長12m的拉森鋼板樁+一道Φ530x10鋼管@5m進行支護；c.基坑深度6m ＜h≤10m時，采用HUC組合型拉森鋼板樁+兩道Φ530x10鋼管@5m進行支護。具體示意如下圖：

由上圖可知，鋼板樁均未穿透淤泥層進入粉質(zhì)粘土層。

二、地質(zhì)條件

天然 天然內(nèi)摩擦角γ w Cv0.05-0.1c Φ c Φ KN/m3% 10-3cm2/s KPa 度 KPa 度①1 填砂 18.50* ①2 素填土 18.00*② 粉質(zhì)粘土 18.64 29.63 1.895 31 15.00 27 14.05③ 淤泥質(zhì)土 17.00 49.41 1.066 13 8.19 5 2.89④ 粉質(zhì)粘土 19.43 26.81 3.120 32 16.32 27 14.91 ④1 中粗砂 19.00*⑤ 殘積粘性土 19.62 19.2 4.988 26.0 22.4⑥ 全風化花崗巖 20.00*土層編號 土層名稱固結(jié)快剪 快剪重度 含水率固結(jié)系數(shù)內(nèi)聚力內(nèi)摩擦角內(nèi)聚力

三、現(xiàn)場破壞型式

施工過程中，發(fā)現(xiàn)全段多處地方發(fā)生隆起、傾覆等破壞現(xiàn)象，具體現(xiàn)象如下：

a.開挖至設(shè)計基坑底高程后，要鋪設(shè)混凝土墊層時，監(jiān)理復(fù)測時發(fā)現(xiàn)，坑底已上浮5cm～30cm；

b.基坑底面呈圓弧狀；

c.內(nèi)撐變形，局部鋼圍檁被壓扁；

d.周邊底面發(fā)生沉降，沉降量最大達到30cm以上；

e.局部段鋼板樁發(fā)生傾覆；

f.周邊路基發(fā)現(xiàn)1～3cm的裂縫；

g.深基坑段發(fā)現(xiàn)“踢腳”現(xiàn)象。

四、解決措施

基坑出現(xiàn)問題后，業(yè)主立即組織監(jiān)理單位、施工單位、監(jiān)測單位并邀請專家到進現(xiàn)場踏勘并進行開會討論，會中明確上述問題產(chǎn)生的原因，并提出以下解決措施：

a.立即清除基坑北側(cè)的堆土區(qū)，后期開挖土方不得堆載在基坑20m范圍內(nèi)，已發(fā)生傾覆的鋼板樁進行拔出重打，有條件時對基坑兩側(cè)進行卸載或增設(shè)內(nèi)撐。

b.南側(cè)施工便道禁止大車過往，土方車均繞道行駛。

c.將深基坑南側(cè)的蓄水池的水抽排至周邊現(xiàn)狀水渠，并周邊增設(shè)井點降水；已踢腳部位在坑底增設(shè)鋼支撐，并在坑底采用添加速凝劑的混凝土封底。

d.浮泥段在基坑開挖前采用高壓旋噴樁或水泥攪拌樁對坑底進行加固。

e.施工過程中應(yīng)有監(jiān)測單位對基坑變形進行監(jiān)測。

五、總結(jié)分析

1 ）本次施工配合過程中發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場幾個不合理地方：

a.基坑施工現(xiàn)場并未有第三方監(jiān)測單位。因此，事故發(fā)生前無法提前預(yù)警，事故發(fā)生后，又無法提供準確的監(jiān)測數(shù)據(jù)，只能靠現(xiàn)場工人臨時測量。

b.施工現(xiàn)場存在野蠻施工現(xiàn)象，基坑開挖過程中，全程使用機械開挖，軟基處理的攪拌樁、CFG樁并未采用人工鋸除，樁身在基坑開挖過程中受到破壞、現(xiàn)狀土體擾動嚴重。

c.施工現(xiàn)場指揮混亂，盲目趕進度，并未分層、分段開挖，出現(xiàn)險情時，未能及時采取有效措施。

基坑雖然是臨時結(jié)構(gòu)，但安全儲備小，具有較大的風險性，是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程。雖是臨時工程，但應(yīng)得到參建各方的重視。超過一定規(guī)模的危險性較大的分部分項工程（深基坑）專項方案應(yīng)當由施工單位組織召開專家論證會。

2 ）基坑開挖是整個基坑工程的核心，基坑開挖過程中應(yīng)遵循以下幾條：

a.基坑開挖施工方案應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、環(huán)境保護要求、場地條件、基坑平面尺寸、開挖深度、支護形式等因素，基坑開挖應(yīng)按照分層、分段、對稱、限時、嚴禁超挖的原則進行。

b.土方挖掘機、運輸車輛等直接進入基坑進行施工作業(yè)時，應(yīng)采取保證坡道穩(wěn)定的措施，坡道坡度不宜大于1：3。

c.基坑開挖根據(jù)施工采取開挖方式和開挖順序，應(yīng)嚴格控制開挖厚度、開挖高差及臨時開挖邊坡，避免造成開挖中的臨時邊坡穩(wěn)定。

d.開挖時挖土機械不得碰撞或損害腰梁、內(nèi)支撐及其連接構(gòu)件，不得損害已施工的基礎(chǔ)樁。

e.對采用內(nèi)支撐的支護結(jié)構(gòu)，宜采用局部開槽方法澆筑混凝土或安裝內(nèi)支撐；開挖到支撐作業(yè)面后，停止開挖，并及時進行支撐的施工作業(yè)，待支撐施工完畢并達到相應(yīng)要求后方可進行基坑的進一步開挖施工。

3 ）另外，基坑工程應(yīng)有對應(yīng)的應(yīng)急措施。當支護結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境出現(xiàn)報警情況或其他險情時，應(yīng)立即停止開挖，通知業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計等相關(guān)單位，并加大基坑監(jiān)測頻率并分析預(yù)警原因，同時根據(jù)危險產(chǎn)生的原因和可能進一步發(fā)展的破壞形式，采取控制或加固措施。危險消除后，方可繼續(xù)開挖。必要時，應(yīng)對危險部位采取坑內(nèi)回填砂石袋、坡頂卸載、加設(shè)臨時支撐等應(yīng)急措施。

［1］《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJ120-2012）.

［2］《建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（GB50497-2009）.

［3］《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》（GBJ50009—2012）.

［4］《熱軋U型鋼板樁》（GB/T20933-2007）.

［5］《基坑工程手冊》（第二版）.