上海康舒特建设工程监理有限公司
摘要：深基坑塌方处理难度大，危险因素多，上海某高科技园深基坑施工坍塌事故教训深刻，本人把参与心得跟同行沟通、探讨。
关键词：深基坑坍塌；立柱桩施工清障；清障降水；清障应对
1、工程概况
1）本基坑工程在2012年2月28日开挖中坍塌，后进行黄砂回填并全面停工，2012年3月28日和2013年7月22日市建交委组织专家咨询会议，对该事故形成了相关的咨询意见。
2）设计两幢18层综合楼，建筑面积约48796.55㎡，其中地上面积41500㎡，地下面积8390㎡。
3）基坑规模：东西长约62m，南北长约113 m，基坑总面积约5060㎡，基坑延长米约310m。
4）基坑开挖深度：主楼区底板面标高-9.400，底板1500mm，主楼区基坑开挖深度为8.45m；裙楼区底板面标高-9.400，底板600mm，裙楼区基坑开挖深度为7.95m：部分裙楼区底板面标高低至-11.45，开挖深度为10.00m。
5）本基坑原围护结构为Φ850@600的SMW工法桩，内插二跳一H700Χ300Χ13Χ24的型钢，竖向设置两道钢筋混凝土水平支撑，原有围护结构已全部掩埋，其中被掩埋的还有9台挖掘机、道板、原材钢筋、钢管等。
6）新围护设计延基坑周围的钻孔灌注桩、三轴水泥土搅拌桩以及基坑内扰动土体的加固均全部完成。南侧厂房在新围护施工前拆除，北侧坍塌路在新围护施工前也修复完成。
2、工程情况
1）地质简况：本工程位于上海市某郊区。根据上海市《岩土工程勘察规范》（DGJ08-37-2012）对地貌类型的划分，本场地为滨海平原。
2）工程特点：根据上海地区已有工程长期水位观测资料，浅部微承压水和深度承压水位一般均低于潜水水位，年呈周期性变化，埋深3.0~11.0m。本工程基坑开挖8.0m~10m左右，局部基坑底部位于第③t层微承压水层，该层为砂质粉土层，该层砂性较重，渗透性较大，在开挖过程中易造成流砂、管涌等事故。场地内无管线、无明（暗）浜等不良地质现象分布。
3）清障难点：根据现有资料显示，新增立柱桩位的地下障碍物主要为原围护坍塌的两道钢筋混凝土支撑，掩埋的9台挖掘机，挖掘机行道板、原材钢筋、钢管以及基坑西侧底板开挖施工完成的垫层。本工程在原基坑坍塌事故后全部采用黄砂回填，渗透系数大，影响清障施工，考虑到基坑大面积降水会增大基坑变形，故清障时采用轻型井点降水对护筒四周进行降水，且原第二道坍塌的钢筋混凝土支撑掩埋较深，约在-9.0m 处，此外被掩埋的9台挖掘机也影响清障。
3、立柱桩清障
依据勘测单位提供的48根立柱桩桩位最新物探报告，结合新增围护立柱桩位图与原围护结构图以和主体结构基础施工图，以及现场第一手实质性资料，通过CAD图合成，找出需要清除的障碍物。发现48根立柱桩桩位中心范围内大部分均有障碍物，其中基坑北侧和中间主楼区域有11根立柱桩需要清除障碍物的部位较深，约在自然地面标高-8.00m处，主要障碍物分布为原围护第二道坍塌钢筋混凝土结构；基坑东侧区域立柱桩中心障碍物部位较浅，约在自然地面标高-6.00m处，主要障碍物分布为原围护坍塌的第二道钢筋混凝土结构、挖掘机以及挖掘机行道板；基坑西侧、南侧区域立柱桩中心障碍物部位约在自然地面标高-7.00m处，主要障碍物分布西侧为原已经施工完成的底板、垫层及承台。根据所掌握的第一手资料和现场的实际情况，结合施工安全、质量、进度和成本的综合考虑，该工程新增立柱桩清障主要以机械拆除配合套筒沉降法施工。
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4、机械清障
1）机械清障：首先测量定位出立柱桩位置，立柱桩中心位置5.0米直径范围内的土体全部卸载1-1.5m，然后一台挖掘机就位至卸土平台上盆式放坡开挖出地下障碍物，一台挖掘机就位在自然地面翻土，开挖出来的土方堆放至开挖面10.0m以外且靠基坑中间部位，以确保开挖面不滑坡、塌方，堆积高度不超过1m。若障碍物主要为原坍塌的钢筋混凝土支撑结构，埋深范围不超过自然地坪以下3m，且人工难以清除的，则配合镐头机随即破除，镐头机破除出的钢筋，随即切割并搬运至基坑以外处，破除的砼或其他一切影响新增立柱桩施工的障碍物由挖掘机挖出，超过3m深度采用护筒施工法人工破除。通过再次测量定位，确定新增立柱桩中心位置1.2m直径范围内的所有障碍物均得以清除。
2）清障范围：靠近基坑边缘的立柱桩开挖深度控制在1.5m范围之间，靠近基坑中间的立柱桩开挖深度控制在2.0m范围之间，基坑中间部位的立柱桩可根据地下障碍物埋深、范围的实际情况而调整。
5、沉降法施工
1）沉降法施工：首先测量定位出立柱桩位置，在立柱桩中心位置5.0米直径范围内的土体采用挖掘机全部卸载1.5m，盆式放坡出工作面，然后再次测量定位出立柱桩的中心位置，用挖掘机将制作成品的Φ1500mm×h3000㎜×20㎜钢护筒吊运至立柱桩桩位上，钢护筒的中心位置与立柱桩的中心位置保持在同一垂直平面上，随后挖掘机将钢护筒周围黄砂回填至钢护筒周边，人工进入钢护筒前，吹风机随时运转，以确保干燥、通风，将钢护筒内的黄砂挖出吊运至地面。若钢护筒内的开挖深度超过自然地坪以下2.5m的，将在该钢护筒内再套一个Φ1100mm×h2500mm×20mm的钢护筒，且内套钢护筒中心位置保持与立柱桩中心位置垂直于同一平面上。通过人工挖运直至原基坑开挖面。挖运过程中遇到原遗留的障碍物，随即清除破除，运至基坑以外。清障完成拔出护筒时，应先在护筒内填入黄砂至最下方护筒顶标高，以防止黄砂坍塌，所有护筒拔出时均按照此步骤进行。护筒拔出后黄砂应回填至卸载之前的标高，每50cm厚度用挖掘机进行夯实。在清障过程中严禁相邻两个立柱桩同时清障，应跳开2个立柱桩桩位以上进行清障。如清障过程中遇到原有被埋的挖机，我们将及时联系设计院调整桩位，若立柱桩位置避让较远，采用2挑1等办法避开挖机，待支撑形成之后对挖机进行处理。
2）施工范围：因机械开挖范围的局限性而实施。主要靠近基坑边缘的立柱桩，为了保证延基坑周围已施工完成的SMW工法三轴水泥土搅拌桩以及基坑周围环境的稳定性不被破坏均采用此法清障。
6、清障降水
本基坑内全部采用黄砂回填，较为松软，渗透系数高，基坑内水位高，为确保整个基坑处于稳定状态，不能进行大面积降水或者为了清障方便直接降至基坑底板以下水位。护筒施工法施工时，护筒内肯定会产生大量明水，在第一节护筒下去以后，在护筒四周插入轻型井点降水钢管8-10根，接入真空泵抽水，第二节护筒下去以后，在两个护筒中间增加钢管4根抽水，随时调整钢管深度，减小水流入护筒内速度。在清障时黄砂挖出之后遇到明水，再在护筒内放2根塑料软管用真空泵抽取明水，根据水位调整软管数量，所有抽出的水应经三级沉淀后排入市政管网，并随时安排人员清除沉定池中的黄砂等杂物。清障完成后应及时停止抽水，在降水期间加强水位及基坑监测。
7、清障应对
1）清障过程由专职安全员负责各（坑）口的安全，统一指挥，密切关注各工种日常的安全。清障人员佩戴好安全帽、安全绳、防护等防护用品。
2）与监测单位沟通了解基坑、周围建筑和管线变形的情况。当产生各类险情时，采用双液注浆、压密注浆、跟踪注浆等方法，控制好注浆位置、注浆深度、注浆量、注浆压力，防止在排险过程中出现对基坑、周围建筑、管线新的不良影响。发现围护桩体渗水后立即采取注浆并用快硬水泥封口等措施。
3）遇到突发事件，及时与建设单位、设计单位、监理单位等单位以及上级职能部门沟通，及时采取措施。
4）建立以总包为主，有围护体专业分包、土方专业分包、业主、监理参加的抢险小组。对施工过程中无法预测而可能出现的施工安全质量问题作足思想上、物质上、劳动力上的准备，一旦发现危险情况及时处理解决。做到“先处理、后施工”，杜绝盲目施工。
5）严格控制挖土高度、留坡坡度，使土体应力有一个逐渐释放的过程，防止土坡滑移对工程桩及施工人员造成伤害。
6）挖土必须配合好，利用土体变形的时空效应，减少围护体的变化值。
7）召开施工前管线协调会，摸清地下管线情况，对周边管线做好牵移。
8）如监测日变量超过预警值，就调整清障方向，在相应的基坑范围暂定清障施工，先完成其他部分的施工，再进行该处的清障施工。
作者简介：施振华，注册一级建造师，注册监理工程师，任职于上海康舒特建设工程监理有限公司。
通讯地址：上海市松江区徐塘路519号1号楼4楼 上海康舒特建设工程监理有限公司。E-mail：464402348@qq.com
论文作者:施振华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/8
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