近年來(lái)成都地區(qū)基坑安全現(xiàn)狀的幾個(gè)典型問(wèn)題探討

畢俊翔，任東興，毛洪運(yùn)，程長(zhǎng)立

近年來(lái)成都地區(qū)基坑安全現(xiàn)狀的幾個(gè)典型問(wèn)題探討

畢俊翔，任東興，毛洪運(yùn)，程長(zhǎng)立

（中冶成都勘察研究總院有限公司，成都 610023）

近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的快速推進(jìn)，地下空間得到了極大的利用，基坑周邊環(huán)境變得更復(fù)雜。結(jié)合近兩年來(lái)60余個(gè)基坑項(xiàng)目的檢查情況，在分析相關(guān)文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，歸納和探討了近年來(lái)基坑支護(hù)的幾個(gè)典型問(wèn)題，即基坑邊坡滑移、基坑側(cè)壁滲水、基坑流沙和涌水，探討結(jié)果有利于提高深基坑整體安全水平，為工程提供一些參考價(jià)值。

基坑安全；成都地區(qū)；基坑隱患；典型問(wèn)題

成都已成為新一線城市，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，中心城區(qū)的土地資源也日益緊缺，隨著老城區(qū)的改造以及地鐵線路的修建，基坑周邊環(huán)境變得更加復(fù)雜。隨著基坑支護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展和地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的不斷成熟以及基坑安全管理的進(jìn)一步規(guī)范，尤其是國(guó)家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2018年出臺(tái)了《危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理規(guī)定》，明確了深基坑安全管理的要求和程序。安全管理規(guī)定實(shí)施以后，成都地區(qū)的深基坑安全管理水平有了顯著的提升。相較于十幾年前（王曙光，2005；薛麗影等，2013），影響基坑安全的突出問(wèn)題也發(fā)生了較大的變化。于此同時(shí)，基坑周邊環(huán)境變得更加復(fù)雜，基坑開(kāi)挖深度不斷加深，城區(qū)居民的維權(quán)意識(shí)也不斷提高，基坑施工與周邊居民的糾紛案件也時(shí)候發(fā)生（楊文龍，2021），造成較大的社會(huì)影響。一些新的基坑問(wèn)題也暴露了出來(lái)，以前在基坑事故頻發(fā)的時(shí)候并不十分明顯的安全隱患，現(xiàn)在成為了影響基坑安全的突出問(wèn)題。因此，有必要對(duì)近年來(lái)影響基坑安全的典型問(wèn)題進(jìn)行歸納總結(jié)，分析其現(xiàn)狀和特點(diǎn)?；诖?，根據(jù)成都地區(qū)近兩年來(lái)60余個(gè)基坑現(xiàn)場(chǎng)檢查情況和相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納和探討幾個(gè)對(duì)基坑安全穩(wěn)定有較大影響的典型問(wèn)題，研究結(jié)果可為后續(xù)的基坑支護(hù)設(shè)計(jì)、施工以及基坑安全管理提供借鑒。

1 成都地區(qū)工程地質(zhì)條件

1.1 工程地質(zhì)條件

成都主要屬于成都平原岷江水系階地地貌，區(qū)域地質(zhì)基本穩(wěn)定，區(qū)域內(nèi)除牧馬山臺(tái)地略有起伏外，整體地形較為平坦，不良地質(zhì)作用不發(fā)育，區(qū)域內(nèi)地層主要是第四系全新統(tǒng)人工堆積層（Q4ml）之雜填土、素填土，第四系全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）、第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）及第四系中下更新統(tǒng)冰水堆積層（Q1-2fgl）成因的粉質(zhì)粘土、粉土、夾砂層及卵石層，下伏基巖為白堊系上統(tǒng)灌口組泥巖（K2）。工程地質(zhì)條件較好，適宜建筑。其中分布于成都東郊及南部牧馬山臺(tái)地的岷江水系二級(jí)和三階階地的粉質(zhì)粘土、粘土屬于膨脹土，具有弱膨漲潛勢(shì)，下覆白堊系基巖屬中生代紅層泥巖，具有明顯的崩解性和水敏性。

1.2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)區(qū)域水文資料，成都平原河流縱橫，水系發(fā)育，流經(jīng)成都市區(qū)的河流主要有錦江、金馬河、江安河、楊柳河、鹿溪河等，場(chǎng)地地下水類型主要為賦存于沙卵石層中的孔隙型潛水，次為上部填土層中的上層滯水和賦存于基巖中的基巖裂隙水。上層滯水主要賦存于場(chǎng)地上部的人工填土層底部，靠大氣降水補(bǔ)給，埋藏較淺，主要以蒸發(fā)方式排泄，大部分無(wú)統(tǒng)一自由水面，水量較小。卵石層為地下水的主要含水層，孔隙型潛水具有微承壓性，在枯水期，主要補(bǔ)給源是地下水的側(cè)向徑流及大氣降水，以向河流徑流方式排泄。基巖裂隙水主要賦存于泥巖層中，水面主要受裂隙發(fā)育程度、連通性及裂隙面充填特征等因素的控制，水量較小，無(wú)統(tǒng)一的自由水面。成都地區(qū)各地地下水的分布情況不盡相同，在地勢(shì)較低的一級(jí)階地和二級(jí)階地，場(chǎng)地地下水位較淺，水量豐富，臨河基坑場(chǎng)地內(nèi)地下水與河水水力聯(lián)系較為密切，河水補(bǔ)給作用較強(qiáng)。而在地勢(shì)較高的三級(jí)階地地區(qū)，場(chǎng)地內(nèi)地下水位埋藏較深，水量普遍較少，但該地區(qū)基坑對(duì)雨水滲入也最為敏感。

2 成都地區(qū)常見(jiàn)的基坑支護(hù)類型及整體評(píng)價(jià)

成都地區(qū)整體地層條件較好，根據(jù)筆者參與檢查的60余個(gè)基坑統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，80%的基坑開(kāi)挖深度在5～12m之間，剩余約18%的基坑深度超過(guò)了12m，只有極少數(shù)的基坑開(kāi)挖深度小于5m。這意味著成都地區(qū)的基坑絕大多數(shù)符合危險(xiǎn)性較大的分部分項(xiàng)工程安全管理范圍，均應(yīng)按危大工程安全管理的要求執(zhí)行。

成都地區(qū)常見(jiàn)的基坑支護(hù)類型有懸臂排樁、錨拉樁、鋼板樁、雙排樁、土釘墻、放坡網(wǎng)噴支護(hù)以及這幾種支護(hù)類型的組合（張軍等，2020）。懸臂排樁主要用于開(kāi)挖深度小于10m的基坑，樁徑約1.0～1.2m，間距1.8～2.5m，鄰近重要建筑物及市政道路側(cè)常用預(yù)應(yīng)力錨索加固。膨脹土地區(qū)基坑排樁樁徑多為1.2～1.5m，多采用錨拉樁和雙排樁支護(hù)?；娱_(kāi)挖深度較淺，周邊環(huán)境較簡(jiǎn)單并具有放坡條件的基坑側(cè)壁也采用了土釘墻支護(hù)，放坡坡率從1∶0.3～1∶1.5不等?？傮w而言，大部分基坑支護(hù)設(shè)計(jì)偏于保守，少數(shù)基坑存在排樁嵌固段偏淺、放坡坡率較陡等問(wèn)題。

目前，成都地區(qū)的基坑整體上基本穩(wěn)定，基坑變形基本上在規(guī)范允許范圍內(nèi)，只有少數(shù)膨脹土地區(qū)的深基坑變形較大，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。近年來(lái)基坑安全現(xiàn)狀也呈現(xiàn)出新的特點(diǎn)，即基坑局部破壞代替整體破壞，淺基坑垮塌的風(fēng)險(xiǎn)更大于深基坑，膨脹土基坑的安全形式依然嚴(yán)峻。

3 基坑的幾種典型問(wèn)題

3.1坡頂截排水措施失效

“水”是影響基坑安全最大的因素，多數(shù)的基坑破壞都與水的作用有關(guān)，雨水滲入對(duì)基坑的破壞作用十分顯著，尤其是膨脹土地區(qū)的基坑，一方面，雨水滲入基坑土體后會(huì)顯著降低土體的抗剪強(qiáng)度，增加對(duì)基坑側(cè)壁的土壓力，甚至致使膨脹土吸水膨脹剪斷基坑排樁（彭濤，2016）。研究表明（彭濤等，2017）土體浸水后錨索預(yù)應(yīng)力損失較大，并顯著降低基坑支護(hù)構(gòu)件的穩(wěn)定性。另一方面，不完善的防排水措施易造成基坑周邊雨水匯入基坑內(nèi)部，沖刷基坑側(cè)壁，使得基坑內(nèi)大量積水，臨河基坑和地勢(shì)較低的基坑還容易遭受上漲的河水沖擊淹沒(méi)基坑，造成基坑側(cè)壁的大面積垮塌。

因此，設(shè)計(jì)單位在做基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)設(shè)置坡頂截排水溝和坡地盲溝，并要求基坑坡頂做翻邊和硬化處理，硬化處理寬度不盡相同，一般為1～2倍基坑開(kāi)挖深度，但有研究表明，膨脹土基坑水平影響寬度可達(dá)約3倍基坑開(kāi)挖深度。由此表明，坡頂截排水溝和硬化處理措施并不是可有可無(wú)的，尤其是在膨脹土地區(qū)，有效的坡頂硬化對(duì)基坑邊坡穩(wěn)定性甚至是至關(guān)重要的。但多數(shù)基坑坡頂防排水措施失效，甚至無(wú)防排水措施。主要表現(xiàn)為未按設(shè)計(jì)要求施工截排水溝、截排水溝堵塞、排水溝內(nèi)開(kāi)裂破壞失效，坡頂未硬化、硬化寬度不足、坡頂裂縫未及時(shí)封填處理等問(wèn)題。

3.2 基坑邊坡滑移

眾所周知，基坑邊沿是基坑邊坡的薄弱部位，基坑邊坡開(kāi)挖后，坡頂卸荷致使該處產(chǎn)生較大的張應(yīng)力集中區(qū)，基坑邊沿常因卸荷回彈而局部垮塌，坡頂堆載會(huì)明顯增大土體主動(dòng)土壓力，支護(hù)結(jié)構(gòu)承受超過(guò)設(shè)計(jì)值的荷載，從而發(fā)生較大的豎向變形，甚至壓碎邊坡的翻邊保護(hù)層，產(chǎn)生多條平行于基坑邊沿的橫向裂縫，嚴(yán)重者，可能壓垮基坑，發(fā)生局部垮塌。坡頂堆載并不僅僅指靜荷載，基坑邊沿行駛重車造成基坑垮塌的事故屢見(jiàn)不鮮，因此控制基坑周邊堆載及限制重車近距離行駛對(duì)基坑安全至關(guān)重要。

根據(jù)60余個(gè)基坑檢查情況來(lái)看，坡頂堆載是普遍存在的，主要堆載物是鋼筋、鋼管、木材等建筑材料，荷載較大者壓裂基坑坡頂，致使基坑截排水溝開(kāi)裂和坡頂局部下陷?；悠马斊毡榇嬖谝蛑剀囆旭偤洼^大堆載導(dǎo)致的破裂裂縫，形成雨水入滲通道。多數(shù)坡頂堆載有較多雜物，但荷載基本在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)，主要堆載物為建筑廢棄物，該部分廢棄物會(huì)淤積于截排水溝內(nèi)和坡面上，堵塞截排水溝、影響坡面滲流。因此，應(yīng)及時(shí)清理坡頂雜物，減少堆載，根據(jù)不同支護(hù)形式，建議距離坡頂邊沿2～5m范圍內(nèi)不得堆載，坡頂堆載值應(yīng)控制在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

3.3 樁間網(wǎng)噴支護(hù)較差

基坑支護(hù)作為一種臨時(shí)性工程，其重要性往往不能得到應(yīng)有的重視。基坑開(kāi)挖后，不及時(shí)封閉樁間土、樁間植筋和鋼筋網(wǎng)片施工效果差、樁間支護(hù)與支護(hù)樁構(gòu)件的連接強(qiáng)度弱、樁間網(wǎng)噴面層較薄等現(xiàn)象普遍存在，根據(jù)多個(gè)基坑的檢測(cè)數(shù)據(jù)，樁間支護(hù)混凝土面層厚度在15～30mm之間，遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)網(wǎng)噴厚度。成都地區(qū)地層主要以沖洪積層和冰水堆積層為主，上部人工堆積層填土松散未固結(jié)，基坑開(kāi)挖封閉后，易在上部堆載的作用下發(fā)生壓縮沉降，從而在基坑表面產(chǎn)生下陷和裂縫變形，破壞防水面層。若雨水滲入中部具有膨脹性的粉質(zhì)粘土和粘土層（梁樹(shù)等，2017），在膨脹力的擠壓作用下，薄弱的樁間網(wǎng)噴層發(fā)生鼓脹變形，在坡頂下部剪應(yīng)力較大的部位打開(kāi)突破口，并與樁后側(cè)坡頂面形成滑動(dòng)面，造成局部滑塌。下部砂卵石層自身穩(wěn)定性較好，但局部細(xì)沙層較厚，砂層和卵石層之間連接弱，基本無(wú)膠結(jié)，基坑開(kāi)挖后，砂卵石層易滑落，形成空洞，對(duì)樁間網(wǎng)噴面產(chǎn)生較大壓力。

較薄的樁間網(wǎng)噴面層是基坑支護(hù)的薄弱部位，在暴雨或其他不利因素作用下極易發(fā)生破損和局部垮塌，露筋現(xiàn)象十分明顯，使得樁間網(wǎng)噴面層失去了擋土作用。尤其是永久邊坡，破損部位鋼筋銹蝕由表及里，給邊坡的安全埋下了巨大的隱患。

3.4 基坑壁滲水、基坑流沙和基坑涌水問(wèn)題

成都平原岷江水系源于都江堰，基坑開(kāi)挖至基巖層后，由于泥巖層為隔水層，卵石層與泥巖層交界處的地下水無(wú)法完全從降水井中排除，導(dǎo)致基坑中下部泥巖層和卵石層交界處滲水量較大，致使基底積水較多，尤其是臨河基坑，基坑場(chǎng)地地下水與河水補(bǔ)給聯(lián)系密切?；娱_(kāi)挖到基底后，泥巖層與砂卵石層交界處大量滲水，形似瀑布，個(gè)別基底還有輕微的流沙現(xiàn)象?；又ёo(hù)設(shè)計(jì)時(shí)基本都考慮了基底排水，在離基底一定距離設(shè)置了排水盲溝，但大部分基坑實(shí)際施工時(shí)并未施工排水盲溝，而是采用積水明排的方式疏排水。因此，在處理這種滲水較大的基坑時(shí)，首先應(yīng)對(duì)泥巖與卵石層交界處進(jìn)行加固處理，并適當(dāng)設(shè)置反濾措施；其次應(yīng)加寬加深基底截排水溝，硬化截排水溝與基底邊沿之間的地面，將基底積水從集水井中排除。

4 膨脹土基坑的破壞

成都平原岷江水系Ⅱ～Ⅲ級(jí)階地地貌分布的黏土大多具有膨脹性，膨脹土作為特殊性巖土具有遇水后，抗剪強(qiáng)度迅速降低及隨含水率變化不斷膨脹、收縮變形的特點(diǎn)。因此膨脹土地區(qū)的基坑在雨季出現(xiàn)變形過(guò)大或垮塌的情況經(jīng)常發(fā)生（劉泳鋼等，2014）。主要原因在于防排水措施不完善，相較于一般地層的基坑，膨脹土基坑的變形普遍較大，常超過(guò)基坑變形報(bào)警值。近幾年，膨脹土基坑變形的事故也時(shí)有發(fā)生，一般地層基坑所具有的典型問(wèn)題，膨脹土基坑仍然存在，并且得到了進(jìn)一步放大，其危害往往更大，尤其是截排水措施失效和樁間土支護(hù)較差是膨脹土基坑破壞的兩個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。截排水措施失效是膨脹土基坑浸水膨脹的前因，樁間支護(hù)較差往往是膨脹土基坑破壞的突破口，若膨脹土基坑支護(hù)構(gòu)件強(qiáng)度和剛度不夠，則容易在膨脹力的擠壓作用下被剪斷破壞，發(fā)生較大的變形，引起周邊環(huán)境的沉降和開(kāi)裂。因此，膨脹土基坑的安全形式目前仍然十分嚴(yán)峻。

5 結(jié)論

通過(guò)對(duì)近年來(lái)成都地區(qū)60余個(gè)基坑現(xiàn)場(chǎng)檢查情況的統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料。提煉并分析了影響基坑安全的幾個(gè)典型問(wèn)題，得出以下結(jié)論：

（1）成都地區(qū)基坑整體結(jié)構(gòu)基本穩(wěn)定，局部垮塌破壞已成為基坑破壞的突出現(xiàn)象，尤其是以樁間土和土釘墻的局部垮塌為代表，相較于深基坑，淺基坑的垮塌風(fēng)險(xiǎn)更大。

（2）基坑邊坡滑移、基坑壁滲水、基坑流沙和基坑涌水等問(wèn)題已成為影響基坑安全的幾個(gè)典型問(wèn)題。

（3）膨脹土地區(qū)基坑整體變形較大，影響膨脹土基坑變形過(guò)大的根本原因在于基坑防排水措施失效。膨脹土基坑的安全形式依然十分嚴(yán)峻，施工和檢查中應(yīng)予以注意。

需要指出的是以上典型問(wèn)題是在統(tǒng)計(jì)分析多個(gè)基坑現(xiàn)場(chǎng)情況后統(tǒng)計(jì)而得的，具有普遍性和典型性，因各個(gè)基坑地層條件、開(kāi)挖深度、支護(hù)形式和施工管理水平等各不相同，基坑安全隱患并不僅限于以上的典型問(wèn)題，需要結(jié)合具體的基坑條件具體分析。

王曙光. 2005. 深基坑支護(hù)事故處理經(jīng)驗(yàn)錄[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，56-58.

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楊文龍. 2021. 深基坑施工對(duì)周邊建筑產(chǎn)生安全及糾紛問(wèn)題的探討[J]. 廣東土木與建筑，28（12）：81-83.

張軍新，黎鴻，宋志堅(jiān)，文興，李恩興. 2020. 成都地區(qū)常見(jiàn)深基坑支護(hù)措施及其運(yùn)用的探討[J]. 四川建筑科學(xué)研究，46（增刊）：90-96.

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劉泳鋼，任鵬. 2014. 成都膨脹土地區(qū)基坑事故原因分析與預(yù)防[J]. 四川建材，40（3）：116-117.

Discussion on Several Typical Problems of Safety Situation of Foundation Pit in the Chengdu Area in Recent Years

BI Jun-xiang REN Dong-xing MAO Hong-yun CHENG Chang-li

(Chengdu General Investigation and Research Institute Co. , Ltd. MCC, Chengdu 610023)

The environment around foundation pits has become more complex due to great use of underground space with the rapid progress of urbanization in the Chengdu area in recent years. This paper has a discussion on several typical problems of safety situation of foundation pits in the Chengdu area such as slope slipping of foundation pits, seepage of side wall of foundation pits, quicksand and water gushing in foundation pits based on inspection of more than 60 foundation pit projects over the past two years.

foundation pit safety; typical problem; Chengdu area

P642.26

A

1006-0995（2022）02-0263-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2022.02.016

2021-12-28

畢俊翔（1986— ），男，山東人，碩士，工程師，主要從事基坑設(shè)計(jì)及地基處理研究