深基坑边坡塌陷的预防

谭亚东

摘 要：结合项目实例，对深基坑边坡塌陷成因与预防措施进行深入解析。首先对该项目的资料背景论述，其次在阐述基坑的坍塌原因与破坏机理内容的基础上，对提升深基坑边坡塌陷的预防控制方法探讨，希望通过本文的分析后，可以给相关工作人员提供帮助。

关键词：深基坑;边坡塌陷;预防

1 工程概况

该基坑工程的深度为10.4m。其中以杂填土为主的表层土平均厚度约4m，同时又包含有区域内所需的水电管线等地下设施。对于上部，主要是以桩锚实施支护，同时还用到微型桩以及土钉等，由于具体设计的坡度较陡，且具体施工期间又恰逢雨水丰沛。分包该工程的单位则是依照施工组织的设计标准有序进行分层开挖和支护，其中每层开挖的深度控制在2m，完成后还要对壁面实施修整。另外对于边坡的处理，则是以喷锚的方式进行。

2015年9月20日，该工程东侧FG坡段在具体施工过程中即出现了事故，下挖到5m时便造成了坍塌，所幸未有人员伤亡。而后对原先的设计方案进行调整，支护的加固采用人工挖孔桩的方式进行。由于岩层坚硬的区域难以有效地推进，因而6m以下的部分并未嵌入到基坑的底面。就目前的施工效果来看，下挖至7m的支护更为优良。对于基坑的稳定和安全，不管处在哪个施工阶段，都应高度重视。

2 基坑的坍塌原因与破坏机理分析

在该工程中，基坑的坍塌的因素由于涉及以及边坡施工不当导致的，以下详细的分析了基坑的坍塌原因与破坏机理。

2.1 分析该基坑坍塌的原因

基坑之所以坍塌，主要与设计失当或是边坡部分操作不合理等有关，同时各项防范措施未能有效落实也是出现事故的重要原因。设计工作是重点部分，因此务必要针对其以最真实详细的地质资料以及气象资料为依托，以得到最佳的支护方案。对于渗水等的处理，部署针对性的防控即可。

2.2 坍塌坡段的破坏机理分析

任何事故的出现前期都会有一定的征兆，例如基坑施工中坡顶出现的贯通裂缝，这样的情况在雨后更为明显。有关单位对其的处理一般是注浆，以达到土体防渗的目的，但是却是治标不治本。因此要想高效地应对这些裂缝，对其原因的分析和探究就显得极为必要：

2.2.1 一般来看，受到土体侧向压力的支护面往往会出现微量位移的情况，这样也就使得支护面与破坏面之间的夹角不断变大;

2.2.2 通常情况下，支护面与破坏面之间的土体是一个恒定的体积状态，而极易出现贯通裂缝的则是那些处在基坑边上且土质不均的情况。

2.3 邊坡坍塌必然性分析

2.3.1 边坡坍塌的形成过程：首先是在侧向压力下出现微量的位移，接着是坡顶出现裂缝，而后在雨水的侵蚀作用下，土体结构被破坏，其粘结能力大大下降。在这样不稳定结构的承载下，达到一定的积累条件，坍塌也就随之出现。同时，在实践过程中，缺少这对性的支护措施，坍塌问题就出现蔓延的情况。

2.3.2 原先设计的复合土钉墙，其受力的基础是重力式挡土墙，然而由于设计与实际不符，进而使得支护面的施工效果不佳。微型桩通常是作用在坡底的抗剪设计中，但是其抗弯的效果却是最差的。注浆处理裂缝尽管能够防治渗水问题，但是土体稳定的粘结拉力却始终未能有效保障。

3 坍塌加固处理措施及分析

对于本事故的处理，设计上以人工挖孔桩为主，以起到增强坍塌边坡稳定性的作用。这样的改进在悬挑构件支护中效果显著，但是由于具体操作比较困难且孔桩长度不均，同时孔桩也不能嵌入到基坑底部。因此，在基坑进行到一定深度后，就应以钢丝网混凝土护面的竖向连梁代替原有的桩体，进而使其与锚索共同发挥作用。尽管后期抗侧力结构全部由锚索承担，但是对其位移也应严格精细的控制。

对于锚索的施工来说，既要达到设计的标准，对其位移的监测和控制也要有条不紊地予以实施。以下是对变更后支护结构土压的研究分析。

3.1 从支护体系受力矢量三角形的变化可知，上部位移过大必定会造成锚索承受拉力的增大，因此在确保土体与各个部分粘结稳固的基础上，锚索的锚固长度以及抗拉承载力等都要达到具体所需，以免对其注浆的效果以及连梁节点的构造造成不良影响。

3.2 下部位移过大必定会造成孔桩端部分支撑岩面出现异常，相应的围护结构也会随之被破坏。因此，不仅要保障桩端岩石的稳定，坡底的位移也应严格限制。具体来说，就是对支护结构位移实施精细的监控，并对其信息实施全面系统的分析，以对其中可能存在的不良情况实施针对性的处理。

3.3 对于支护面位移对土压力的影响分析，一般是将开挖面以上的外侧土体看作土弹簧结构。初始状态下，支护面位移为零，而土压力P则以静止土压力P0为准。当挡土结构出现变形时，相应的土压力即会出现变化，其最小值如式子所示。

即P= P0—Khd （1）

式中的Kh代表的是土弹簧刚度系数;

D则表示墙体某点的水平位移，其中，坑内的位移为正值。

对于位移，理论层面上是土压力释放并由其自由分布的一个过程。位移出现时，尽管土体对支护体系的总侧压力在变小，但其对基坑所造成的安全隐患却是不断重复存在的，进行到一定周期之后也就导致了坍塌事故。因此，当监测数据显示边坡变形超出安全限定时，就应立即对其变形区域实施支撑加固。基坑出现变形，尽管其土压力得到了释放，但是其安全受力却在这个过程中被破坏，相应的支护体系也会在受力不均的情况下被瓦解。

由于基坑变形对其正常使用影响较大，因而前期设计的过程中就应确保支护体系的科学高效，例如抗倾覆的验算等务必要精细准确。

4 结语

综合以上叙述，变更以后所采用的人工挖孔桩，由于前期嵌固深度较为合理，因此支护比较稳固。目前将其深度重新下挖至7m，尽管未有新裂缝且位移也在正常区间，但是伴随着基坑的深挖，是否能够达到15m深基坑的支护要求仍需做实时的跟进。

参考文献：

[1]            刘建. 浅析深基坑开挖与边坡支护施工技术[J]. 中华民居，2012，（19）：97-98.

[2]            赵国亮. 浅议地铁深基坑施工安全监理控制措施[J]. 农家科技（下旬刊），2015，（11）：158-158.

[3]何宇. 浅议深基坑开挖施工技术[J]. 城市建设，2010，（4）：466-468.