成都地区某基坑垮塌原因分析

２ 基坑垮 塌情 况及 垮塌原 因分析
该工程基坑开挖至设计基底标高后 ， 筏板基础 混凝土 尚 未浇筑 时， 基坑 支护排桩 ３ ３～ ４ ６号桩位 置处基 坑侧壁 土体 发生垮塌 。排桩 发生倾 覆及 折 断破坏 ， 表 明土 （ 水） 压 力过 大， 超 出排桩 承载能力极 限状 态的结果 （ 图 １ ） 。分析垮 塌原
成 都 地 区 某 基 坑 垮 塌 原 因分 析
宋 静
（ ￣ ｔ Ｊ ｌ ｌ 省建 筑科 学研究 院 ， 四川 成都 ６ １ ０ ０ ８ １ ）
【 摘 要】 文章介 绍了某基 坑工程 ， 采 用排 桩 支护 方式 。基 坑开挖 完成后 ， 由于基坑 土体 力学参数 有
误、 施工质量措施不 当、 基 坑 土体 力 学 强度 较 差及 雨 水 浸 泡 等 多重 因素 的 影 响 致 使 该 地 下 室 主 体 结 构 尚 未 施 工 时 即发 生 了局 部 垮 塌 ， 部 分 排 桩 发 生 了倾 覆 或 折 断破 坏 。对 基 坑 垮 塌 原 因进 行 了分 自上而 下依次 为 ： 杂填土 、 素填 土、 粘土、
粉质粘土 、 粉土 、 中砂 、 卵石 、 泥 岩。拟 建 ｌ ８层 框 剪 结 构 建
该 基 坑 工 程 设 计 中采 用 的 卵 石 土 粘 聚 力 ｃ值 不 论 降 水 前后均为 ７ ｋ Ｐ ａ ， 根 据 上 图基 坑 垮 塌 断 面 ， 处 于 被 动 土 压 力 区
的不保守性 。同时也是 导致 基坑 垮塌的直接原 因。
２ ． ４ 雨 水 浸 泡
验， 并结合工程经验确定粘 聚力 ｃ 值及 内摩擦角 值 。某些
缺乏经验的勘察单位 在为基 坑支护设 计提 供土 体力学 强度
参数时带有一定 的随 意性 ， 往 往 会 造 成 卵 石 土 力 学 参 数 的 失真。
后， 进行钢筋笼绑扎 ， 浇筑混 凝土 ， 最后 取 出钢管 护壁 圈。该 施工 工艺在成都地 区使 用较 少 ， 原因 为存在 下述 问题 ： 当遇
到软 弱 的填 土 层 时 ， 往 往 在 拔 管 的 过 程 造 成 桩 身 混 凝 土 的缩
颈等 质量 问题 ； 而遇 到卵石 土等 坚硬 土层时 ， 钢 管护 壁圈难 以打入 ， 由于无泥浆护壁措施 ， 取 出钢管护壁 圈后 、 浇筑混凝 土之前容 易造成垮孔 ， 从而使得该基坑 支护工程 排桩存在 大 量 的缺 陷桩 、 断桩或桩身长度严重不 足等质量 问题。作为 承
工工艺为 ： 采用 高频液压振动把钢管护 壁圈打人地 下进行护 壁， 取 出桩芯 土层及卵 石后 ， 进行钢筋 笼绑 扎 ， 浇 筑混凝 土 ， 最后取 出钢管护壁圈 。基 坑支护排 桩桩径 １ ． ０ ｍ， 桩 中心距 ２ ． ５ ｍ， 排桩嵌 固深度为 ４ ． ０— ５ ． ５ ｍ。桩顶设一道 １ ０ ０ ０ ｍｍ×
一
该工程基 坑垮 塌 时值冬 季 ， 成都地 区 的冬 季 为枯水 期 ， 般 降水较不 丰富。然 而在 基坑 垮塌前 的一个月 内， 成都 地 区连 降两场 雪 ， 这对 基 坑工 程 的安 全性 来说 是 一项 重 大考
验 。该基坑在 开挖 至基底 设计 标高 时基坑 顶 四周地 面 尚未
筑， 含 裙房 ， 采用筏板 基础及 柱下独立 基础 ， 设 ２层地 下室 ， 拟建物场地地势较平坦。基坑 周边 紧邻 ６层 砖混结构 住宅 ， 均建于 ２ ０世纪 ９ ０年代 。基坑周边分布污水管线众多 。
该基坑开挖深度为 ９ ． ４ ｍ， 采 用 排 桩 支 护 型 式 。排 桩 施
因如下 。
验证其施 工工 艺的可靠 性后 ， 方可用 于实 际的工程 中。
２ ． ３ 填 土较 厚
根据基坑 垮塌段取 典型地 质剖 面可 以看 出 ３号 孑 Ｌ 的填 土厚度为 ６ ． ７ ｍ， 如此厚 的填土 可产生 巨大 的土压 力。而 由 于填 土内成分较为复杂 ， 差 异性 大 ， 采用 准确 的力学 参数进 行基坑支护设计计算几 乎不 可能。且对 于如此厚 的填 土 ， 按
的卵石土位 于降水水位 以下 ， 设计 中考虑 的粘 聚力 ｃ值可使 基坑抗倾覆安 全系数大大降低 ， 造成基坑安全 隐患 。
２ ． ２ 施 工 质 量措 施 不 足
该 工 程 基 坑 支 护 排 桩 施 工 工 艺 为 采 用 高 频 液 压 振 动 把 钢管护壁 圈打 入地下 进 行护 壁 ， 钻 机 取 出桩 芯 土 层 及 卵 石
照 当 时 的 基 坑 支 护 规 范 采 用 朗 肯 主 动 土 压 力 计 算 亦 有 一 定
２ ． １ 土体 力 学参 数 影 响
排桩设计时 ， 倘 若人为 提高 土体力 学强度 参数 ， 可 使设 计采用的土压力小 于实际 土压力 ， 造 成基坑 设计 的不 安全 。 在成都地区的基坑勘察中 ， 对卵石土难 以进行室 内试验或现 场剪切实验确定力学强度参数值 ， 一般通过 Ⅳ 动力触探试
受 水 平 力 的 基坑 支 护排 桩 ， 直 接 造 成 了 支 护 结 构 的 承 载 力 不
足 。 可 以看 出 ， 对于 一项新 的施 工工艺 ， 一 定要 先施 Ｔ试桩
５ ０ ０ ｍ ｍ冠梁 ， 冠梁 、 桩身 混凝土 采用 Ｃ ２ ５ 。桩 间土 喷射 Ｃ ２ ０
混凝土 ， 挂６ ６ ． ５ ＠２ ０ ０钢 筋网。
及施工具有一定的借 鉴意义。
【 关键词】 基坑 ； 垮塌 ； 措施 【 中图分类号】 Ｔ Ｕ ９ ４ ２
【 文献标识码】 Ｂ
为０ ， 而 中密及 密实 卵石 在降水 后 的粘 聚力 介 于 ５—１ ０ ｋ Ｐ ａ
（ 图２ ） 。
１ 基坑 支护概 况
成都地区某基坑所 处地貌 单元 为川西 平原 岷江水 系二