昆明南市区基坑支护破坏常见原因分析及对策

江保庆

摘  要：随着昆明城市发展的深入，昆明南市区大型工程项目越来越多，各种基坑工程层出不穷，作为典型的软土区域，业内盛传昆明南市区基坑“十坑九垮”，给施工管理带来严峻挑战，笔者结合多年工程经验，从项目管理、技术管理角度分析昆明南市区基坑支护破坏的常见原因，并提出应对措施，为相关工程提供参考。

关键词：昆明；基坑支护；破坏；原因分析；对策

昆明南市区靠近滇池，是昆明市典型的软土分布区域，也是近年昆明市发展的重点区域，南市区规划有滇池国际会展中心、巫家坝CBD核心区及各种高层、超高层建筑，工程建设具有规模体量大、强度高、基坑开挖面积广等特点。昆明南市区软土分布区，行政区划属于官渡区和滇池旅游度假区，地貌上属滇池湖积盆地地貌。场地原属湖区及耕地，后在城市建设中被填埋，场地地面标高一般在1885.00-1910.00m之间。

一、昆明南市区地层岩性构成

区域内地基土层主要以厚度较大的第四系湖积相粘性土、粉土为主，其间多夹有泥炭质土、有机质粘土等软弱土层。现将地基土的特点，按单元层顺序，简要叙述如下：

①杂填土：颜色混杂，以褐黄色、灰褐色为主，稍湿，结构松散～稍密状、欠固结。主要由粘性土夹大量建筑垃圾组成，含少量碎石、塑料、生活垃圾、植物根系。

②粘土：褐黄、灰褐色，湿，可塑为主，局部软塑，中～高压缩性。干强度高,韧性中等。局部地段夹粉质粘土。

③粉质粘土：灰、深灰色，很湿，可塑偏软塑状态，中～高压缩性。无摇振反应，干强度中等，韧性中～低。

④粉土：灰、兰灰色，稍密-中密，饱和。摇震反应迅速，韧性低，干强度低。

⑤泥炭质土：灰黑、兰灰色，可～软塑，饱和，高压缩性。干强度中，韧性中等。含大量水草腐殖物及腐木，有机质含量4.7-26.1%,有臭味，质稍轻。

⑥粉土：褐灰、兰灰色，中密-密实，饱和。摇震反应迅速，韧性低，干强度低。

⑦有机质粘土：灰黑、灰色，可～软塑，饱和，高压缩性。干强度中，韧性中等。含大量水草腐殖物及腐木，有机质含量7.2-9.9%，有臭味，质稍轻。

二、昆明南市区水文地质条件

区域内水文地质条件比较复杂，地下水按其水理性质及赋存条件可分为两种类型，即孔隙型上层滞水和孔隙型潜水。

1、孔隙型上层滞水，主要赋存于地表浅部厚大的填土层孔隙中，主要受大气降水、地表及生活用水补给，无统一自由水面，富水性弱，其主要排泄形式为受气候影响的土壤水蒸发。

2、孔隙型潜水，主要赋存于第四系全新统湖积层的粉土层中,透水性较强；其他层位均为微透水层（隔水层）。地下水排泄方式主要以地表蒸发排泄为主，主要接受大气降水的补给。根据区域地质资料，地下水流向滇池方向排泄。

三、昆明南市区常见基坑支护方式

对于开挖深度小于5米的浅基坑，根据不同的可利用空间条件，常用支护方式有以下几种组合：

1、止水帷幕（三轴搅拌桩或单轴搅拌桩）+放坡+挂网喷坡；

2、止水帷幕（三轴搅拌桩或单轴搅拌桩）+放坡+土钉墙+挂网喷坡；

3、止水帷幕（三轴搅拌桩或单轴搅拌桩）+局部放坡+土钉墙+挂网喷坡+局部悬臂桩；

4、止水帷幕（三轴搅拌桩或单轴搅拌桩）+局部放坡+土钉墙+挂网喷坡+局部悬臂桩+局部被动区加固；

5、止水帷幕（三轴搅拌桩或单轴搅拌桩）+局部放坡+土钉墙+挂网喷坡+局部桩锚支护；

6、止水帷幕（三轴搅拌桩或单轴搅拌桩）+局部放坡+土钉墙+挂网喷坡+局部桩锚支护+局部被动区加固。

对于开挖深度较深的深基坑，常用支护方式有以下几种组合：

1、止水帷幕（三轴搅拌桩）+局部放坡+土钉墙+挂网喷坡+桩锚支护；

2、止水帷幕（三轴搅拌桩）+桩锚支护+挂网喷坡；

3、止水帷幕（三轴搅拌桩）+桩锚支护+局部斜撑/角撑+挂网喷坡；

4、止水帷幕（三轴搅拌桩）+桩锚支护+内支撑（钢管或混凝土）+挂网喷坡；

5、止水帷幕（三轴搅拌桩）+支护桩+内支撑（钢管或混凝土）+挂网喷坡。

四、昆明南市区常见基坑支护破坏原因分析

1、坡顶超载

     软土地区坡顶超载会造成基坑变形过大，进而导致基坑失稳或破坏。根据基坑不同阶段又可以分为不同的情况：

（1）基坑开挖阶段，坡顶实际标高高于设计标高，土方单位未清理坡顶影响范围内土体至设计标高，基坑支护施工单位未对坑顶标高进行复核，造成坡顶超载。

（2）土方开挖阶段，土方单位直接把土堆至附近地块，虽然在项目红线外，但因堆土距离边坡较近，堆土量大，对于基坑底有较厚软塑-流塑状土体的情况，会造成基坑坑底隆起，边坡位移过大，如图1所示。

图1  坑顶堆载造成基坑变形过大

     （3）基坑支护完成后，项目停工，随着时间的推移，坑顶周边环境发生变化，造成超载。特别是针对房地产项目，其开发进度与房地产市场环境密切相关，为控制节奏，建设单位会要求停工，但周边市政道路正常施工，而市政道路设计标高远高于坑顶标高，造成坡顶超载，引发道路地基不稳，造成破坏。

原因分析：第（1）种情况属于技术管理原因。基坑支护设计单位未按现状地面标高进行设计，土石方单位未按要求把坡顶土体清理至设计标高，基坑支护单位应对坑顶标高进行复核。

第（2）种情况属于项目管理原因。土方单位把土方倒至周边地块，建设单位应予以制止，建设单位考虑土方堆至红线外，不属于其管理范围，未考虑堆土已对基坑安全造成重大影响。

第（3）种情况属于项目管理原因。根据正常施工工序，基坑支护施工完成后，总承包单位应尽快完成筏板浇筑，地下室施工完成肥槽土方回填后再开展周边市政道路施工，因建设单位房地产销售不理想，停工人为造成施工工序发生变化，进而造成坑顶超载。市政道路施工单位在基坑没有回填的情况下，未对其路基边坡稳定性进行评价，也未采取任何边坡加固措施，最终造成道路垮塌。基坑支护设计单位未进行动态设计，在基坑完全回填前，应根据周边环境变化进行动态设计，应及时提醒建设单位不同阶段存在的安全隐患。

2、基坑未分层分段开挖

土石方单位在基坑边坡开挖时，要遵循“分段、分层开挖，边开挖、边支护”的原则，有的建设单位或土方单位为抢工期，不按照土方开挖方案进行施工，有的甚至一挖到底，野蛮施工，造成基坑垮塌。对于桩锚支护，在锚索、冠梁、腰梁技术间歇期不满足的情况下，全面开挖，会造成位移偏大。

原因分析：部分建设单位、土石方单位管理者缺乏岩土工程方面技术素养和经验，认为基坑支护为临时性工程，不重视设计要求和基坑支护单位专业意见，以质量为代价抢工期，造成质量事故。

3、坡脚超挖

  坡脚超挖一般常见的有三种情况：

    （1）土方开挖时，坡比控制存在问题，实际坡比缓于设计坡比，造成实际坡脚线向基坑内平移，造成地下外墙线与坡脚线距离不满足工程桩或总承包单位施工要求，坡脚被迫挖除，造成坡脚不稳，易引发基坑失稳或破坏。

（2）基坑设计时，基坑底设计标高一般采用筏板底标高，但坡脚处一般设置有临时性排水沟和集水井，排水沟深度一般50cm，排水沟开挖时，坡脚超挖50cm，易造成坡脚不稳，引发基坑失稳或破坏。另外，个别项目电梯井会在周边设置，在基坑坡脚处形成坑中坑或坑边坑，形成坡脚超挖，极易引起基坑破坏或基坑位移偏大（图2）。

                      图2  坑中坑造成基坑垮塌

（3）基坑支护设计时，地下室外墙边线距坡脚线一般不应小于1m，一方面要确保边桩足够施工工作面，另一方面要确保总承包单位外墙施工工作面。但个别项目在基坑设计时存在地下室外墙边线距坡脚线小于1m的情况，如图3，总承包外墙施工时，施工空间不足时，坡脚被挖除，易造成坡脚不稳，引发基坑破坏。

图3   地下室外墙边线距坡脚线空间不够

原因分析：第（1）种情况属于技术管理不到位造成的，土方单位坡比、坡脚线控制不严格，基坑支护单位未对相应设计参数进行复核。

第（2）种情况属设计管理问题。应避免在坡脚处设置排水沟，以免超挖，排水设施应尽量远离坡脚，可根据施工情况灵活设置。电梯井处应按电梯井底标高进行基坑支护设计，如基坑设计时无法明确电梯井位置的，应坚持动态设计，等确定电梯井位置后再进行专项设计；另外，总承包单位在进行坑中坑施工前，应对电梯井周边进行加固处理，加固方案须报基坑设计单位批准。

第（3）种情况属设计管理问题。基坑支护设计时，应结合工程桩选型、总承包施工要求等保证地下室外墙边线与坡脚线之间有充足空间，如空间确无法满足施工要求，应考虑更改基坑支护体系。

4、基坑泡水

昆明市7-9月份是雨季，也是基坑遭遇考验的季节，部分基坑因长期泡水而发生垮塌。一方面因为长期降雨造成土体处于饱和状态，土体软化，强度降低；另一方面会因合同抽排水责任不清晰，造成总承包单位、基坑支护单位、桩基础单位相互推诿扯皮，抽排水不及时，造成坡脚长期泡水，引发边坡失稳或破坏。（如图4）

图4  基坑泡水造成基坑垮塌

原因分析：边坡土体饱和后，粘聚力、摩擦角均降低，土体强度降低，水压力增大；基坑内有积水后，应尽快组织抽排水，总承包单位、基坑支护单位、桩基础单位三方因合同就抽排水事宜约定不明确，三方推诿扯皮，造成坡脚长期处于泡水状态，属于项目管理问题。

5、锚索位移过大

在桩锚支护体系中，锚索位移过大会导致基坑支护体系失效，软土地区引起锚索位移偏大的原因除上述坡顶超载、未分层开挖、坡脚超挖、基坑泡水等因素外，还有以下因素：

（1）正式施工前，未进行锚索基本试验和抗拔试验，设计参数与实际受力状况有较大差距。

（2）锚索质量控制不严。锚索质量关键控制点包括孔径、锚索长度、注浆量、二次注浆压力、一二次注浆时间间隔、泥皮是否清理干净等。任何一个环节控制不到位都会造成锚索质量欠佳。

（3）周边环境影响。如挖机破碎产生的振动作用、渣土车及大型机械设备运行产生的振动作用。研究及实践表明，振动作用会加速软土蠕变进程及速率，造成锚索位移增大。

五、昆明南市区基坑支护破坏应对措施

第一，应从源头控制风险，应避免出现基坑支护发生失稳或破坏的可能。具体如下：

（1）建设单位要落实“建设单位是工程质量第一责任人”的要求，高度重视基坑支护设计与施工、土方开挖过程中质量控制，可聘请具有岩土工程管理经验的技术管理人员或专家参与项目管理。建设单位应重视合同管理，凡是涉及到基坑支护安全的事项，应在合同中明确划分各方责任。建设单位应牵头成立应急指挥部，以应对基坑可能发生的险情。

（2）土方单位应严格按照设计坡比、坡顶标高、坡底标高进行开挖，遵守“分层、分段”的原则，严格执行“上一段或上一层未完成支护，不进行下一段或下一层开挖”的要求。对于深厚软土地区或风险较大的地段，建议每层开挖深度不超过1.5m，每段一次性开挖长度不超过20m。

（3）基坑支护施工单位要对基坑开挖参数进行复核，对于影响基坑安全的行为要坚决制止，要主动加强与各相关方沟通协调。对于桩锚体系，要在正式施工前开展锚索基本试验和抗拔试验，对设计参数进行验证反馈，以确保设计参数的可靠性。要坚持“质量为本，安全第一”的原则，确保各项技术控制要点控制到位。基坑支护单位要编制安全专项方案、应急救援方案，现场要配备必要的挖机、工字钢、沙袋等应急材料，以应对基坑可能发生的险情。

（4）基坑设计单位要坚持基坑全生命周期动态设计。只要基坑没有回填，都要动态设计，要重点关注基坑施工过程中周边环境的变化，如工况条件发生变化，要及时设计变更。

（5）深基坑属危险性较大的分部分项工程，总承包单位要把基坑支护工程纳入统一管控，对涉及基坑安全的关键事项纳入重点管控。

第二，如基坑出现失稳或破坏等险情，要果断采取措施，争取把损失降到最

低：

（1）立即通知相关方，做好周边人员、设备撤离或转移，确保人员、设备

安全。

（2）采取应急措施，包括坑顶卸载、坑底反压等。

（3）建设单位召集监理、设计、地勘、基坑施工单位、总承包单位召开专

项会议，分析基坑位移过大的原因，并提出加固或处理方案。

（4）对于基坑垮塌后果较严重的，应组织专家论证会，对设计单位提出的

加固或处理方案进行论证。

六、结束语

昆明市南市区软土区域造成基坑失稳或破坏的原因很多，有项目管理原因、技术管理原因、设计管理原因，也有多种因素的叠加，但归根结底还是管理不当造成的。深基坑工程作为危大工程，发生失稳或破坏，后果严重，各相关方应秉持“质量为本，安全第一”的原则，强化过程管控、风险管控，做到精细化管理，力争把基坑工程打造成为“安心工程”。

参考文献：

[1] 龚晓南主编.深基坑工程设计施工手册.中国建筑工业出版社.1998.7.

[2] 建筑基坑支护技术规程：JGJ 120-2012.北京:中国建筑工业出版社.2012.

[3] 李荣玉，余再西，张松.某几种基坑支护体系在昆明软土地区变形过大的原因浅析.云南建筑.2022:58-62.