近年来成都地区基坑安全现状的几个典型问题探讨

毕俊翔，任东兴，毛洪运，程长立

近年来成都地区基坑安全现状的几个典型问题探讨

毕俊翔，任东兴，毛洪运，程长立

（中冶成都勘察研究总院有限公司，成都 610023）

近年来，随着城市化进程的快速推进，地下空间得到了极大的利用，基坑周边环境变得更复杂。结合近两年来60余个基坑项目的检查情况，在分析相关文献资料的基础上，归纳和探讨了近年来基坑支护的几个典型问题，即基坑边坡滑移、基坑侧壁渗水、基坑流沙和涌水，探讨结果有利于提高深基坑整体安全水平，为工程提供一些参考价值。

基坑安全；成都地区；基坑隐患；典型问题

成都已成为新一线城市，城市规模不断扩大，中心城区的土地资源也日益紧缺，随着老城区的改造以及地铁线路的修建，基坑周边环境变得更加复杂。随着基坑支护技术的不断发展和地区经验的不断成熟以及基坑安全管理的进一步规范，尤其是国家住房和城乡建设部2018年出台了《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》，明确了深基坑安全管理的要求和程序。安全管理规定实施以后，成都地区的深基坑安全管理水平有了显著的提升。相较于十几年前（王曙光，2005；薛丽影等，2013），影响基坑安全的突出问题也发生了较大的变化。于此同时，基坑周边环境变得更加复杂，基坑开挖深度不断加深，城区居民的维权意识也不断提高，基坑施工与周边居民的纠纷案件也时候发生（杨文龙，2021），造成较大的社会影响。一些新的基坑问题也暴露了出来，以前在基坑事故频发的时候并不十分明显的安全隐患，现在成为了影响基坑安全的突出问题。因此，有必要对近年来影响基坑安全的典型问题进行归纳总结，分析其现状和特点。基于此，根据成都地区近两年来60余个基坑现场检查情况和相关文献资料，归纳和探讨几个对基坑安全稳定有较大影响的典型问题，研究结果可为后续的基坑支护设计、施工以及基坑安全管理提供借鉴。

1 成都地区工程地质条件

1.1 工程地质条件

成都主要属于成都平原岷江水系阶地地貌，区域地质基本稳定，区域内除牧马山台地略有起伏外，整体地形较为平坦，不良地质作用不发育，区域内地层主要是第四系全新统人工堆积层（Q4ml）之杂填土、素填土，第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）及第四系中下更新统冰水堆积层（Q1-2fgl）成因的粉质粘土、粉土、夹砂层及卵石层，下伏基岩为白垩系上统灌口组泥岩（K2）。工程地质条件较好，适宜建筑。其中分布于成都东郊及南部牧马山台地的岷江水系二级和三阶阶地的粉质粘土、粘土属于膨胀土，具有弱膨涨潜势，下覆白垩系基岩属中生代红层泥岩，具有明显的崩解性和水敏性。

1.2 水文地质条件

根据区域水文资料，成都平原河流纵横，水系发育，流经成都市区的河流主要有锦江、金马河、江安河、杨柳河、鹿溪河等，场地地下水类型主要为赋存于沙卵石层中的孔隙型潜水，次为上部填土层中的上层滞水和赋存于基岩中的基岩裂隙水。上层滞水主要赋存于场地上部的人工填土层底部，靠大气降水补给，埋藏较浅，主要以蒸发方式排泄，大部分无统一自由水面，水量较小。卵石层为地下水的主要含水层，孔隙型潜水具有微承压性，在枯水期，主要补给源是地下水的侧向径流及大气降水，以向河流径流方式排泄。基岩裂隙水主要赋存于泥岩层中，水面主要受裂隙发育程度、连通性及裂隙面充填特征等因素的控制，水量较小，无统一的自由水面。成都地区各地地下水的分布情况不尽相同，在地势较低的一级阶地和二级阶地，场地地下水位较浅，水量丰富，临河基坑场地内地下水与河水水力联系较为密切，河水补给作用较强。而在地势较高的三级阶地地区，场地内地下水位埋藏较深，水量普遍较少，但该地区基坑对雨水渗入也最为敏感。

2 成都地区常见的基坑支护类型及整体评价

成都地区整体地层条件较好，根据笔者参与检查的60余个基坑统计数据分析，80%的基坑开挖深度在5～12m之间，剩余约18%的基坑深度超过了12m，只有极少数的基坑开挖深度小于5m。这意味着成都地区的基坑绝大多数符合危险性较大的分部分项工程安全管理范围，均应按危大工程安全管理的要求执行。

成都地区常见的基坑支护类型有悬臂排桩、锚拉桩、钢板桩、双排桩、土钉墙、放坡网喷支护以及这几种支护类型的组合（张军等，2020）。悬臂排桩主要用于开挖深度小于10m的基坑，桩径约1.0～1.2m，间距1.8～2.5m，邻近重要建筑物及市政道路侧常用预应力锚索加固。膨胀土地区基坑排桩桩径多为1.2～1.5m，多采用锚拉桩和双排桩支护。基坑开挖深度较浅，周边环境较简单并具有放坡条件的基坑侧壁也采用了土钉墙支护，放坡坡率从1∶0.3～1∶1.5不等。总体而言，大部分基坑支护设计偏于保守，少数基坑存在排桩嵌固段偏浅、放坡坡率较陡等问题。

目前，成都地区的基坑整体上基本稳定，基坑变形基本上在规范允许范围内，只有少数膨胀土地区的深基坑变形较大，处于不稳定状态。近年来基坑安全现状也呈现出新的特点，即基坑局部破坏代替整体破坏，浅基坑垮塌的风险更大于深基坑，膨胀土基坑的安全形式依然严峻。

3 基坑的几种典型问题

3.1坡顶截排水措施失效

“水”是影响基坑安全最大的因素，多数的基坑破坏都与水的作用有关，雨水渗入对基坑的破坏作用十分显著，尤其是膨胀土地区的基坑，一方面，雨水渗入基坑土体后会显著降低土体的抗剪强度，增加对基坑侧壁的土压力，甚至致使膨胀土吸水膨胀剪断基坑排桩（彭涛，2016）。研究表明（彭涛等，2017）土体浸水后锚索预应力损失较大，并显著降低基坑支护构件的稳定性。另一方面，不完善的防排水措施易造成基坑周边雨水汇入基坑内部，冲刷基坑侧壁，使得基坑内大量积水，临河基坑和地势较低的基坑还容易遭受上涨的河水冲击淹没基坑，造成基坑侧壁的大面积垮塌。

因此，设计单位在做基坑支护设计时，一般会设置坡顶截排水沟和坡地盲沟，并要求基坑坡顶做翻边和硬化处理，硬化处理宽度不尽相同，一般为1～2倍基坑开挖深度，但有研究表明，膨胀土基坑水平影响宽度可达约3倍基坑开挖深度。由此表明，坡顶截排水沟和硬化处理措施并不是可有可无的，尤其是在膨胀土地区，有效的坡顶硬化对基坑边坡稳定性甚至是至关重要的。但多数基坑坡顶防排水措施失效，甚至无防排水措施。主要表现为未按设计要求施工截排水沟、截排水沟堵塞、排水沟内开裂破坏失效，坡顶未硬化、硬化宽度不足、坡顶裂缝未及时封填处理等问题。

3.2 基坑边坡滑移

众所周知，基坑边沿是基坑边坡的薄弱部位，基坑边坡开挖后，坡顶卸荷致使该处产生较大的张应力集中区，基坑边沿常因卸荷回弹而局部垮塌，坡顶堆载会明显增大土体主动土压力，支护结构承受超过设计值的荷载，从而发生较大的竖向变形，甚至压碎边坡的翻边保护层，产生多条平行于基坑边沿的横向裂缝，严重者，可能压垮基坑，发生局部垮塌。坡顶堆载并不仅仅指静荷载，基坑边沿行驶重车造成基坑垮塌的事故屡见不鲜，因此控制基坑周边堆载及限制重车近距离行驶对基坑安全至关重要。

根据60余个基坑检查情况来看，坡顶堆载是普遍存在的，主要堆载物是钢筋、钢管、木材等建筑材料，荷载较大者压裂基坑坡顶，致使基坑截排水沟开裂和坡顶局部下陷。基坑坡顶普遍存在因重车行驶和较大堆载导致的破裂裂缝，形成雨水入渗通道。多数坡顶堆载有较多杂物，但荷载基本在设计要求的范围内，主要堆载物为建筑废弃物，该部分废弃物会淤积于截排水沟内和坡面上，堵塞截排水沟、影响坡面渗流。因此，应及时清理坡顶杂物，减少堆载，根据不同支护形式，建议距离坡顶边沿2～5m范围内不得堆载，坡顶堆载值应控制在设计范围内。

3.3 桩间网喷支护较差

基坑支护作为一种临时性工程，其重要性往往不能得到应有的重视。基坑开挖后，不及时封闭桩间土、桩间植筋和钢筋网片施工效果差、桩间支护与支护桩构件的连接强度弱、桩间网喷面层较薄等现象普遍存在，根据多个基坑的检测数据，桩间支护混凝土面层厚度在15～30mm之间，远小于设计网喷厚度。成都地区地层主要以冲洪积层和冰水堆积层为主，上部人工堆积层填土松散未固结，基坑开挖封闭后，易在上部堆载的作用下发生压缩沉降，从而在基坑表面产生下陷和裂缝变形，破坏防水面层。若雨水渗入中部具有膨胀性的粉质粘土和粘土层（梁树等，2017），在膨胀力的挤压作用下，薄弱的桩间网喷层发生鼓胀变形，在坡顶下部剪应力较大的部位打开突破口，并与桩后侧坡顶面形成滑动面，造成局部滑塌。下部砂卵石层自身稳定性较好，但局部细沙层较厚，砂层和卵石层之间连接弱，基本无胶结，基坑开挖后，砂卵石层易滑落，形成空洞，对桩间网喷面产生较大压力。

较薄的桩间网喷面层是基坑支护的薄弱部位，在暴雨或其他不利因素作用下极易发生破损和局部垮塌，露筋现象十分明显，使得桩间网喷面层失去了挡土作用。尤其是永久边坡，破损部位钢筋锈蚀由表及里，给边坡的安全埋下了巨大的隐患。

3.4 基坑壁渗水、基坑流沙和基坑涌水问题

成都平原岷江水系源于都江堰，基坑开挖至基岩层后，由于泥岩层为隔水层，卵石层与泥岩层交界处的地下水无法完全从降水井中排除，导致基坑中下部泥岩层和卵石层交界处渗水量较大，致使基底积水较多，尤其是临河基坑，基坑场地地下水与河水补给联系密切。基坑开挖到基底后，泥岩层与砂卵石层交界处大量渗水，形似瀑布，个别基底还有轻微的流沙现象。基坑支护设计时基本都考虑了基底排水，在离基底一定距离设置了排水盲沟，但大部分基坑实际施工时并未施工排水盲沟，而是采用积水明排的方式疏排水。因此，在处理这种渗水较大的基坑时，首先应对泥岩与卵石层交界处进行加固处理，并适当设置反滤措施；其次应加宽加深基底截排水沟，硬化截排水沟与基底边沿之间的地面，将基底积水从集水井中排除。

4 膨胀土基坑的破坏

成都平原岷江水系Ⅱ～Ⅲ级阶地地貌分布的黏土大多具有膨胀性，膨胀土作为特殊性岩土具有遇水后，抗剪强度迅速降低及随含水率变化不断膨胀、收缩变形的特点。因此膨胀土地区的基坑在雨季出现变形过大或垮塌的情况经常发生（刘泳钢等，2014）。主要原因在于防排水措施不完善，相较于一般地层的基坑，膨胀土基坑的变形普遍较大，常超过基坑变形报警值。近几年，膨胀土基坑变形的事故也时有发生，一般地层基坑所具有的典型问题，膨胀土基坑仍然存在，并且得到了进一步放大，其危害往往更大，尤其是截排水措施失效和桩间土支护较差是膨胀土基坑破坏的两个薄弱环节。截排水措施失效是膨胀土基坑浸水膨胀的前因，桩间支护较差往往是膨胀土基坑破坏的突破口，若膨胀土基坑支护构件强度和刚度不够，则容易在膨胀力的挤压作用下被剪断破坏，发生较大的变形，引起周边环境的沉降和开裂。因此，膨胀土基坑的安全形式目前仍然十分严峻。

5 结论

通过对近年来成都地区60余个基坑现场检查情况的统计分析，结合相关文献资料。提炼并分析了影响基坑安全的几个典型问题，得出以下结论：

（1）成都地区基坑整体结构基本稳定，局部垮塌破坏已成为基坑破坏的突出现象，尤其是以桩间土和土钉墙的局部垮塌为代表，相较于深基坑，浅基坑的垮塌风险更大。

（2）基坑边坡滑移、基坑壁渗水、基坑流沙和基坑涌水等问题已成为影响基坑安全的几个典型问题。

（3）膨胀土地区基坑整体变形较大，影响膨胀土基坑变形过大的根本原因在于基坑防排水措施失效。膨胀土基坑的安全形式依然十分严峻，施工和检查中应予以注意。

需要指出的是以上典型问题是在统计分析多个基坑现场情况后统计而得的，具有普遍性和典型性，因各个基坑地层条件、开挖深度、支护形式和施工管理水平等各不相同，基坑安全隐患并不仅限于以上的典型问题，需要结合具体的基坑条件具体分析。

王曙光. 2005. 深基坑支护事故处理经验录[M]. 北京：机械工业出版社，56-58.

薛丽影，杨文生，李荣年. 2013. 深基坑工程事故原因的分析与探讨[J]. 岩土工程学报，35（增刊1）：468-473.

杨文龙. 2021. 深基坑施工对周边建筑产生安全及纠纷问题的探讨[J]. 广东土木与建筑，28（12）：81-83.

张军新，黎鸿，宋志坚，文兴，李恩兴. 2020. 成都地区常见深基坑支护措施及其运用的探讨[J]. 四川建筑科学研究，46（增刊）：90-96.

彭涛. 2016. 成都地区膨胀土深基坑变形事故分析[J]. 工程勘察，增刊（2）：273-282.

彭涛，邓安. 2017. 不同类型支挡结构锚索预应力损失测试[J]. 四川地质学报，37（4）：6541-654.

梁树，谢强，郭永春，李朝阳. 2017. 不同降雨条件下成都黏土基坑边坡入渗深度研究[J]. 水文地质工程地质，44（5）：107-111.

刘泳钢，任鹏. 2014. 成都膨胀土地区基坑事故原因分析与预防[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

毕俊翔（1986— ），男，山东人，硕士，工程师，主要从事基坑设计及地基处理研究