竹阳阳　罗志恒（中国热带农业科学院计划基建处，海南 海口 571101）

海南红土基坑稳定性影响因素分析

竹阳阳罗志恒
（中国热带农业科学院计划基建处，海南 海口 571101）

随着海南经济和人口的增长，城市地下工程得到快速发展，基坑边坡稳定性也越来越受到重视。海南红土作为一种区域性土，具有特殊的力学性质，研究红土基坑稳定性影响因素也就显得尤为必要。本文结合海南红土物理力学性质，分析影响基坑稳定性的主要影响因素，进而为海南深基坑支护设计提供参考。

海南红土；基坑；稳定性；影响因素

1 引言

随着城市建设的发展，高层建筑和市政工程大量涌现。为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，基坑的稳定性越来越受到人们的关注和重视。海南省红土是在湿润炎热气候条件下的石灰岩等碳酸盐岩石或含有其他富铁铝氧化物的岩石（如玄武岩﹑花岗岩等）经过长时间的化学﹑物理风化和红化作用而形成的，是一种区域特性土，具有特殊的力学特性。

2 海南红土物理力学性质

海南红土中粘粒较多，颗粒较细，含较少量的玄武岩碎块和石英砂砾，地表多呈现褐红色﹑红褐色及棕红色。土体常处于可塑到硬塑状态。土体表现出高含水量（天然含水率达25%～65%）﹑高孔隙比（最大孔隙比可达2.3）﹑高液限（40%～120%）﹑高塑限（20%～60%）等物理性质。

但其力学性质比较好，具有压缩性低﹑抗剪强度高﹑地基承载力高﹑弱膨胀性﹑强收缩性﹑抗水性差等特点，适合做浅基础的持力层。海南红土沿土层深度方向，随着土层深度不断增加，其压缩模量及抗剪强度也不断增加，力学性质更好，且土洞发育现象不明显。海南红土较好的力学性能使得在边坡或者基坑开挖过程中，坍塌很少出现，但在边坡﹑基坑开挖之后，需及时对开挖面进行喷砼防护或做支护桩，防止开挖面长时间暴露在外。

3 影响海南红土基坑边坡稳定性的主要因素

海南省是我国唯一的热带海洋省份，具有热带海洋季风气候﹑区域性红土广泛分布﹑强风化作用等特点。因此，经分析，影响海南红土基坑边坡稳定的主要因素有：

3.1 气候条件及风化作用。海南属于热带季风气候，干季﹑雨季明显，冬春干旱，夏秋多雨，多热带气旋。海南岛是世界上同纬度降雨量最多的地区之一，水汽来源相当充足，降水总量非常多，平均年雨量约为1650mm。夏季时，多发台风或者热带风暴，继而引发暴雨甚至特大暴雨，最大日降雨量高达220mm以上。红土的抗剪强度受强降水作用影响非常大，常常导致无支护的红土边坡发生滑坡灾害。

同时海南岛处在北回归线以南，各地太阳日照时间长，年日照时在1760至2640之间，大部分地区年平均气温在22.4℃到25.6℃之间，高气温和充足的日照时间，使得海南地区土中水分蒸发量较大。开挖暴露在外的土体或地表土体中水分非常容易蒸发，最后使得土体内产生裂缝，由于海南地区风化作用较强，如果沿着土体中裂隙进行风化时，极易产生土体脱落现象，影响红土边坡稳定。

海南地区这种降水量﹑蒸发量大的特点导致地下水位不停变化，从而使土层支撑体系受力情况不断改变，也容易使开挖红土边坡失稳。

3.2 水。海南红土基坑边坡稳定性的最主要影响因素是水。地基土含水量的变化必然导致抗剪强度和土压力的变化，最终影响到基坑边坡的稳定性。影响基坑边坡稳定性的水主要包括雨水和地下水。

海南省四面环海，地下水位较高且补给充沛。根据海南地区施工经验，地下水位一般处于地表以下1m至3m处，由于高地下水位，更容易发生开挖引起的水力失衡，水压增大，地下水渗流加快，从而导致土颗粒从围护结构之间流入基坑，造成基坑周围土体流失，地面开裂﹑下沉等。

由于基坑工程施工期一般较长，基坑边坡不可避免受到降水的影响。如前所述，红土抗水性差，被水浸泡后，抗剪强度降低，压缩性变大，其遇水软化的特点使得红土基坑边坡稳定性急速下降。大量试验结果表明，在其他影响因素不变的情况下，含水率与土的粘聚力和内摩擦角存在定量关系。根据红土的结构，粘土颗粒为游离氧化铁胶结，当含水量不断增加时，对此胶结结构产生破坏，使得土体粘聚力急速下降。另外，一部分红土的矿物成分中包含有亲水性较强的蒙脱石，当遇到大量水时，土体性质会很快产生变化，并且极易在边坡内部形成潜在的滑带，从而造成基坑边坡失稳现象。

3.3 放坡过小及地面超载。基坑边坡是地下工程使用时开挖形成的特殊型边坡，其稳定性很大程度受到开挖的影响。开挖前，应当根据工程地质情况和施工情况选择合适的开挖形式﹑开挖顺序；开挖过程中，应当严格遵循分层﹑分块﹑对称﹑快撑快挖﹑保证基坑支护结构受力均衡的原则。

由于海南红土的力学性质较好，很多基坑采用放坡开挖，地面超载对基坑边坡的影响就变得更加明显。而当前建筑工程项目场地周边大多有别的已建项目或配套设施，导致场地周边可利用面积小，施工现场不够宽阔，从而导致项目基坑开挖时无法按设计要求进行放坡及支护，至使边坡本身无法达到稳定状态。同时狭窄的使得施工过程中容易在现场基坑附近堆土﹑存放建筑材料﹑停放大型机动车辆或者搭建临建，这些都形成了超载，增加土体中的剪应力，局部剪应力或剪应变达到屈服后，产生剪切屈服，沿剪切面发生较大的滑移，影响基坑边坡安全。

结语

海南红土是一种具有区域性的特殊土，了解红土的力学特性是进行深基坑支护设计的关键。影响海南红土基坑边坡稳定性的因素诸多，其中水和地面超载是最主要的因素，深基坑支护设计时应全面考虑其影响作用，除此之外，还应该根据当地实际施工能力，选择施工经验非常丰富﹑机械设备保障有力的围护结构类型。

[1]孔令伟，郭爱国，吕海波，赵颖文．典型红粘土的基本特性与微观结构特征[J]．岩石力学与工程学报，2001，5（01）：973-977．

[2]姜其岩，余培厚，郭沛，郑玉元，廖义玲．红粘土力学强度特征的形成及分析[J]．贵州工学院学报，1997，20（02）：22-28．

[3]刘建航，侯学渊．基坑工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997．

TU431

A

竹阳阳（1988-），女，助理工程师。

简介：罗志恒（1983），男，工程师。

中央级公益性科研院所基本科研业务专项，项目编号：1630012014010.