成都膨胀土地区基坑事故原因分析与预防 (1)

注浆速度控制在 30 ～ 40 L / min。边坡土体松散、孔隙 较大，因为本边坡的吃浆量大，因此边坡注浆和土钉孔注 浆的注浆量较大，应根据实际情况确定用浆量。
监测： 监测的目的是检验处理的效果和预防意外。监 测仪器要求使用精度为 1mm 的水准仪，沉降观测点设置于 房屋角点和适当位置。 4. 3 特殊情况处理
［1］ 李中林． 工程地质学［M］． 广州： 华南理工大学出版社，2003： 76 － 78．
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1） 注浆过程中发生串浆时，如串浆孔具备条件可采用 同时进行注浆，应一泵一孔，否则应将注浆孔堵塞，待注 浆结束后，串浆孔再进行扫孔、冲洗，而后继续注浆。
2） 冒浆、漏浆处理： 应根据具体情况采用低压、浓 浆、限流、限量、间歇注浆等方法进行处理。
［J］． 岩石力学与工程学报，2004，23（ S1） ： 4478 － 4484． ［6］ 平扬，刘 明 智，郑 少 河． 非 饱 和 膨 胀 土 抗 剪 强 度 的 试 验 研 究
［J］． 岩石力学与工程学报，2004，23（ 3） ： 420 － 425．
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通过对基坑事故原因的分析，并借鉴其他地区的经验 ［2］ 陈善雄． 膨胀土工程特性与处治技术研究［D］． 武汉： 华中科技
及教训，对膨胀土地区基坑事故的预防工作应从勘察、设 计及施工方面综合考虑。 3. 1 认真勘察
在勘察过程中，需要了解清楚膨胀土的类别、裂隙发 育程度及其主要裂隙产状、地形地貌特征、水的作用、基 坑支护设计中的物理力学计算指标等。 3. 2 合理设计
2） 土体与锚固体的极限摩阻力的取值合理性。对成都 东二环附近一基坑工程进行锚索验收试验，通过试验结果 分析得出，在试验的所测的 16 根锚索中，锚索的极限抗拔 承载力为 24 ～ 285 kN，换算得出的土体与锚固体的极限摩
%2%%0%1%%4年 第 3 期
第 40 卷 总第 179 期
Sichuan Building Materials
6） 没有做好基坑监测。通过基坑监测可以及时掌握支 护结构受力和变形状态、基坑周边受保护对象的变形是否在 正常设计状态之内，当出现异常情况时，可以采取应急措施。
3 预防措施
基坑事故的 产 生 往 往 是 内 因 和 外 因 共 同 作 用 的 结 果，
与基坑工程中勘察、设计及施工紧密联系。在勘察中合理
0前言
在成都市以东，新都新店子以南，洛带、龙泉驿以西 地区二级及以上阶地，大面积连续分布着膨胀土［1］ （ 成都 黏土） 。随着成都地区城市化进程加快，在上述膨胀土地区 基坑工程的规模、深度以及难度记录被不断刷新，对基坑 工程的安全性带来越来越大的挑战。由于在基坑工程勘察、 设计及施工过程中对膨胀土的认识不足，常常引起基坑变 形过大甚至垮塌，严重时引起基坑周边建筑物变形等基坑 事故，造成巨大的经济损失及社会不良影响。
多裂隙性是膨胀土的典型特征。多裂隙构成的裂隙结 构体及软弱结构面产生了复杂的物理力学效应，大大降低 了膨胀土的强度，导致膨胀土的工程地质性质恶化。膨胀 土胀缩作用频繁，加剧了裂隙的变形和发展，使裂隙不断 加宽加深。 1. 3 超固结性
膨胀土的超固结性是土体在地质历史过程中曾经承受 过比目前上覆压力更大的荷载作用，并已经达到完全或部 分固结的特性。
3） 注浆工作因故中断后，应及早恢复注浆，否则立即 进行钻孔冲洗，而后恢复注浆。
［5］ 邹金 锋，李 亮，杨 小 礼． 劈 裂 注 浆 扩 散 半 径 及 压 力 衰 减 分 析 ［J］． 水利学报，2006，51（ 3） ： 54 － 55．
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（ 上接第 115 页） 径为 700 ～ 800 mm，水泥浆体将地基土体劈裂，充填入裂
5结语
隙和孔隙中形成均匀的水泥土混合结实体，结实体基本呈 柱状。 4. 2. 6 注浆压力、注浆速度
注浆压力与地层的上覆厚度、浆液黏度，注浆速度和 注浆量等因素有关，注浆中压力是变化的，注浆压力严格 控制，喷射注浆压力控制在 2 ～ 5 MPa； 采用分级加压，一 次加压不超过 0. 2 ～ 0. 4 MPa。
3） 由于膨胀土具有超固结性，基坑开挖后凌空面应力 得到释放，不仅使原有的微小裂隙张开，裂隙由表层逐步 向内发展，还会导致坡面出现卸荷膨胀，并常在坡脚形成 应力集中区和较大的塑性区，使坡体容易破坏［2］。 2. 2. 2 勘察、设计及施工原因
1） 抗剪强度取值的合理性。膨胀土在硬塑状态下抗剪 强度非常高，通常黏聚力能达到 50 kPa 以上，内摩擦角能 达到 20°以上； 在基坑施工过程中，很难避免雨水或生活用 水渗入基坑土体，而膨胀土遇水后抗剪强度急剧降低，因 此，岩土工程勘察报告应合理给出膨胀土在基坑支护设计 中的抗剪强度取值，或者在设计过程中应对勘察报告中的 抗剪强度进行合理的折减。
给出膨胀土的强度指标，在设计中充分考虑膨胀土的特性
以及施工过程中的各种工况，在施工过程中认真贯彻设计
思想。在勘察、设计及施工过程中，应对膨胀土的特性高
度重视，并相互联系、综合考虑，这样才能避免事故的发
生。
［ID： 001147］
参 考 文 献：
［1］ 四川省区域地质志［M］． 北京： 中国地质出版社，1991．
摘 要： 通过从膨胀土的三个基坑特性出发，分析并
总结了膨胀土基坑事故的产生是由膨胀土内因和外因共同
作用的结果，提出了膨胀土地区基坑事故的预防工作应从
勘察、设计及பைடு நூலகம்工方面综合考虑，并给出了具体建议。
关键词： 膨胀土； 基坑； 原因； 预防
中图分类号： TU449
文献标志码： B
文章编号： 1672 － 4011（ 2014） 03 － 0116 － 02
3） 基坑施工过程中基坑周边荷载超过设计值。基坑施 加钢筋网或做防水处理。
工过程中常在基坑周边堆放钢筋、钢管等建筑材料，或者 3. 3 规范施工
在基坑开挖线附近架设吊车、水泥泵车等施工机械，而在 设计过程中往往没有考虑上述施工荷载，或者设计中考虑 的超载值偏小。
4） 由于基坑施工过程中为了追求施工进度等原因，不 按照设计工序进行施工。如基坑支护结构构件未达到设计 强度时就进行土方开挖，或者是土钉、预应力锚索未达到
作者简介： 刘泳钢（ 1986 － ） ，四川资阳人，助理工程师，主要从事 边坡、基坑工程以及建筑地基工程的研究工作。
2 膨胀土基坑的破坏形式及原因
2. 1 破坏形式 在成都膨胀土地区常见的基坑支护有悬臂式支挡结构、
双排桩、支撑式支挡结构、土钉墙、放坡等。支挡式结构 常出现的破坏形式为基坑水平位移过大 （ 超过报警值） 甚 至基坑支护桩断裂； 土钉墙及放坡常出现的破坏形式为坡 体失稳。 2. 2 破坏原因
基坑事故的产生是由膨胀土内因和外因共同作用的结 果。内因主要由膨胀的特性所决定，外因主要包括水的作 用、工程勘察、设计、施工不当等因素。 2. 2. 1 膨胀土与水的作用
1） 由于膨胀土的膨胀性，当膨胀土吸水膨胀变形受到 约束时，土体内部必然产生应力［3 － 4］，将会增加作用在支护 结构上的力。
2） 由于膨胀土具有裂隙性，裂隙不但破坏了土体均一 性和连续性，导致膨胀土的抗剪强度产生各向异性，易在浅 层或局部形 成 应 力 集 中 分 布 区，产 生 一 定 深 度 的 强 度 软 弱 带，而且裂隙容易成为雨水进入土体的通道［5］。在基坑施工 过程中，雨水或者生活用水通过裂隙渗入土体，不但会导 致基坑外侧土体抗剪强度降低［6］，增加作用在支挡结构上 的主动土压力，如果基底未及时硬化，水渗入土体后同样 也会导致基底土体抗剪强度降低，作用在支挡结构嵌固段 上的被动土压力减小，从而降低支护结构的稳定性； 同时， 水通过裂隙渗入土体后，会产生孔隙水压力，同时降低滑 裂面上的抗剪强度，使支护结构的稳定性进一步降低。
施工方在严格遵照上述设计要求对 3 号厂房塌陷地基
进行高压 双 夜 注 浆 加 固 处 理 后，地 基 沉 陷 问 题 得 以 解 决；
笔者随同施工方代表就工程质量进行了多次回访调查，据
业主方反映，加固处理多年后该处地基未再出现沉陷现象，
保证了厂房的正常使用功能。
［ID： 001233］
参 考 文 献：
1） 慎重选取土钉墙以及锚索等基坑支护措施。
大学，2006． ［3］ 刘静德． 膨胀力对膨胀土边坡稳定影响研究［D］． 武汉： 长江科
学院，2010． ［4］ 孙即超，王光谦，等． 膨胀土膨胀模型及其反演［J］． 岩土力学，
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2014年 6 月
阻力约为 2 ～ 50 kPa，且同一段相邻段锚索 （ 相同施工工
2） 充分考虑施工过程中基坑周边荷载的设计值。
艺） 的试验结果差异较大。所以，在设计过程中应充分考
3） 注意对地勘报告中的抗剪强度进行合理折减。
虑土体与锚固体的极限摩阻力的不确定性及离散性。
4） 加强基坑防水措施，如基坑顶面硬化层硬化时可增
1 膨胀土的三个基本特性
膨胀土是一种同时具有显著的吸水膨胀和失水收缩两 种变形特性的黏性土，土中的黏性成分主要由亲水矿物组 成。膨胀土的胀缩性、裂隙性、超固结性是膨胀土的基本 特性［2］，称之为“三性”。 1. 1 胀缩性