基坑位移过大的应急处理及原因分析

　　摘要：本工程为土钉喷锚加深搅止水帷幕及护壁桩联合支护的工程，该工程虽无垮塌事故，但施工过程中曾发生基坑位移迅速增大到13cm，以及其它几个面最大位移达到10cm的情况，基坑位移过大，本文就是针对该情况作出分析。
　　
　　关键词：水压、支护面、位移过大、分析
　　
　　一、工程概况
　　拟建某大厦基坑支护工程位于某市环城西路某出版社北西侧，某图书资料中心大楼南东侧，地形平坦，交通十分便利。两侧车流及人流量大。地下车库场地条件狭窄，在场地旁边的道路下面，埋设有重要的电缆线路及排污管道等市政设施。该建（构）筑物为19层框剪结构综合楼，建筑高度约60.50m，建筑面积21000.00㎡，地下车库2层，深度8.2～9.2米。
　　
　　二、工程地质概况
　　地下车库北侧原有一条东西方向的水沟通过，压护壁桩前对该处水沟进行了土置换处理。该场地内土层性质描述如下：
　　①杂填土（单元层代号①）：由混凝土块、碎石、砖块及粘性土组成，结构松散。一般厚度为2.00～3.60m ，分布于整块场地。
　　②粘土（单元层代号②）：褐黄、褐灰、褐红色，可塑状态，局部硬塑状态，湿。一般厚度为1.20～1.50m。整个场地均有分布。
　　③淤泥质粘土（单元层代号③）：灰黑、灰褐、灰兰、灰紫色，软流塑－软塑状态，很湿。一般厚度为0.70～6.20m，整个场地均有分布。为该场地较软弱的地基土。
　　④粘土（单元层代号④）：褐灰、灰兰、灰黄、褐红色，可塑状，局部为硬塑状态，湿。一般厚度为0.60～2.20m，大部分场地均有分布，局部地段缺失。
　　⑤（单元层代号⑤）：灰黑、灰褐、灰、浅灰等色，软塑状态，局部可塑状态，很湿。局部地段间夹薄层粉土，含少量钙质胶结碎块及腐植物。稍有光滑，无摇震反应，干强度低，韧性中等。一般厚度为2.00～5.40m，大部分场地均有分布，局部地段缺失。
　　⑥粘土（单元层代号⑥）：灰、灰兰、灰褐、灰黑、灰紫、灰黄色，可塑状态，湿。一般厚度为0.80～7.20m，整个场地均有分布。部分地段该层被粘土⑤、⑦层分隔为上下两层。
　　⑦粘土（单元层代号⑦）：灰黄、灰兰、灰褐、灰黑色，硬塑状态，局部可塑状态，稍湿。一般厚度为2.50～5.70m，大部分场地均有分布。局部地段缺失。
　　⑧粘土（单元层代号⑧）：灰、灰褐、灰紫、浅灰色，稍密～中密，很湿。间夹薄层粉砂及砾砂。一般厚度为1.80～9.60m，大部分场地均有分布。
　　三、支护结构设计及位移过大拟采用的应急方案
　　本工程根据基坑四周建筑物的不同要求，区别对待。
　　1、在施工到基底时最大位移达到10cm，在靠南侧及西侧坑外路面已经开裂和塌陷。虽还未造成灾难，但该情况已经很危险。根据场地周围的要求，在较厚淤泥质土层中采用护壁桩，尚缺少经验。在建设方慎重考虑后请有关专家论证，采用应急方案，由建设方、设计及施工等有关单位共同研究制定了作为位移过大的抢险保护措施，如下图所示。
　　
　　
　　支撑作法是用已打好的基础桩作为支撑点，用工字钢斜撑在桩顶和护壁上；另外在两个成90°的角也用工字钢支撑，组成的截面为“品”字形的桁架。由于钢性支撑的作用，改变了护壁桩悬臂梁式的受力状态，有效遏制住基坑位移的增大。
　　2、在基坑西侧护壁当开挖到2米时，深搅桩和护壁桩迅速分离并扩大，在30分钟内开了13cm的裂缝，后经抢险，有效遏制了裂缝的增大。由于该处为原先的水沟，该处虽然用土回填但水量很大，施工时对该处水头压力估计不足才出现以上情况。
　　
　　四、位移过大的原因分析
　　1、在淤泥质土中设计注浆土层锚杆与护壁桩联合支护尚不合理，过于单一。
　　2、护壁桩嵌入土层深度不够，显然设计时对软弱土的分析和认识不够，考虑软弱土层因素不全，故未能有效克制主动土压力，即挡土效果不佳。
　　3、成排的护壁桩（间距1.3m~2.2m）形成了对土体的一个剪切面，使注浆体有可乘之机。注浆时自由段密封不好，使浆体顺管外溢，然后进入剪切面，随注浆量（压力）的增大，其裂缝也随之增大。
　　4、深搅桩和护壁桩并未形成整体，受力的作用不一致。
　　5、锚杆间距过大，实际施工设计为1.5m，从效果看应在1.0~1.2m之间教为合适。锚杆布局也不合理（主要是施工过程未控制好），应按正三角形布置，使每根锚杆的应力有效搭接。改良土体原有力学性能。
　　6、锚杆自由段太短2m，甚至在施工中就未形成自由段，在该处未解决好技术问题。
　　7、锚杆入射角度（由于场地狭小的缘故，造成施工时坡度大，打入角度随之增大）。造成水平分锚力减小。如下图示。
　　
　　8、基坑边静、动荷载对基坑壁的影响。
　　基坑一面临路，该路为城市主干道，车流量大，带来动荷载的影响。基坑未完成而土建的早进场，由于场地狭窄，材料及设备就堆放在基坑边，产生一定的静荷载。
　　结论：土钉支护最大缺点就是位移过大，控制基坑变形是一个最重要的问题。对于本工程中的位移过大不是单方面原因而是有诸多方面的原因，必须综合考虑各种因素，只有每个过程控制好才能使基坑工程做得成功。
　　
　　参考文献：1、《深基坑支护工程设计技术》
　　2、《岩土工程学》
　　3、《基坑工程施工技术规范》