土钉支护基坑破坏原因与处理措施
作者：沈 嘉
来源：《沿海企业与科技》2009年第06期
[摘要]文章针对桌基坑支护工程事故实例，对基坑支护设计、施工以及周围环境等综合因素进行分析。提出施工过程引起基坑变形后的技术处理及监控措施。
[关键词]土钉；基坑破坏；复合土钉支护
[作者简介]沈嘉，广州市中天建筑工程有限公司，广东广州，510655
[中图分类号]TU473
[文献标识码]A
[文章编号]1007-7723(2009)06-0137-0003
基坑支护是现代建筑工程中一个重要的施工环节，它处理得好坏直接影响工程的质量、安全、进度以及工程的投资；同时，由于基坑支护处理中存在很多不确定的因素，如支护方案设计、施工方案选择、工程施工的地质条件情况，甚至施工期间的天气变化等，都直接或间接地影响基坑支护的成败，因此，基坑工程施工事故也频繁发生。以下就某基坑土钉支护施工过程中出现支护破坏原因进行分析并对其所实施的技术处理措施进行阐述。
一、工程概况
某建筑物是一综合办公楼工程，建筑物总共为九层框架结构，地上部分为八层，地下一层；总建筑面积15019m2，其中地下室长约60m ，宽约30m ，建筑面积为1 800m2,基础采用冲孔灌注桩。基坑东离城市马路人行道侧基石约5m ，北面相距6m 左右为一4.5m ～8m 高的毛石挡土墙，挡土墙后是一土坡小高地，南面相距约20m 为市政马路，西面相距6m 为一幢学校办公楼。
二、基坑支护技术方案及基坑破坏情况
基坑实际开挖深度5.6m ，设计4排锚杆，排距1.2m ，水平距离1.0m ，梅花型布置，锚杆头部钢筋横向焊接，上二排锚体采用d=28mm钢筋，长度L=15，0m ，打入角5。向下；下二排锚体采用d=25mm钢筋，长度L=12.0m，打入角10°向下。同时为进一步改善锚杆的力学性能，采用二次注浆，首次注入水泥砂浆，水泥：水：砂=1：0.6：1，注浆压力为O.5Mpa ，待达到初凝状态时，采用二次注浆(纯水泥浆) ，注浆压力为1.2Mpa 。钢筋坑壁面采用间距200双向钢筋网片布满，采用1OOmm 厚C25细石喷射砼封面。基坑边每隔15m 设水平位移监测点。
基坑开挖于2005年7月份开始，首先从西侧进行施工，方向由南向北进行，然后在南北两侧分别由西向东进行，当施工层面达到基坑深4.0m 左右，西、北两侧的学校办公楼与毛石挡土墙出现了不同程度的裂纹，而在东侧靠南约20m 范围内发现地坪上距离基坑水平6m 处有一条宽6～12mm 平行于基坑的裂缝，并发现这侧的挡土墙向基坑方向发生倾斜，基坑底部土体向坑内滑移约O.16m, 且有继续发展势头，施工单位立即研究决定临时采用土方回填措施，并加打钢管桩以加固基坑边坡土体。第二天下雨后发现基坑壁渗出少量雨水，基坑土体水平总位移已达52mm ，接近预警值60mm ，随即联系有关部门研究控制措施，下午地表裂缝宽度达30mm ，挡土墙出现裂缝，地表出现下沉，施工单位随即采取场地卸载措施，情况仍未得到控制，隔天凌晨，西侧部分基坑坍塌，基坑地表几米范围内土体倒入坑内，造成大量断桩。为了防范更大的安全问题的出现及后续施工的顺利进行，技术部门对塌方的原因作了详细的分析。
三、基坑边坡塌方原因分析
经现场调查后表明，基坑边坡塌方的主要原因是：
1，设计原因：由于本工程的淤泥层较厚，且第二层淤泥质粘土厚度变化大，而设计认为基坑较浅，而使用单一的支护办法。采用理正深基坑支护F-SPW 软件进行计算，计算中选取软土层最厚的剖面计算，结果显示，原来设计较粗糙，该部位的土钉偏短。
2，地质原因：(1)由于场地地质条件复杂，根据分析，土体主要是力学性能效差的淤泥质粘土，在挡土墙及土层上部的荷载作用下滑向基坑内侧；(2)由于挡土墙后边又是土坡小高地，原毛石挡土墙地基浅，所以地下水及大量雨水渗入土层，土体自重增加，水的渗流使基坑边坡土体产生一定的动水压力，土体竖向裂缝中的积水则产生一定的静水压力。另一方面，土体内含水量增加使土颗粒间产生润滑作用，原有土体的内摩擦角大大减小，从而使基坑边坡土体下滑力增加而抗剪强度降低；(3)土钉支护特别适合于有一定粘性的砂土、粉土、硬塑性以上的粘土，对于软土，在采取一定措施后也有可能采用。但从本工程实际开挖后的土质情况看，西侧土层多为饱和软粘土，原设计方案又无其他加强措施，软土的蠕变使支护结构或土体整体位移显著是必然的。
3，施工原因：(1)施工单位在基坑开挖的过程中，未能完全根据土钉对软土基坑支护的施工特点进行施工。根据要求，基坑应分层、分段开挖土方，分层高度在1.2m 以内，分段长度也应控制在15m 内，开挖后及时封闭土体，施工土钉，在采用机械挖土后，该预留300mm 的土体^工修坡，边坡修整后及时喷射一层混凝土，以防雨水冲刷。而在本工程中，施工作业速度快，土钉墙支护土体部分开挖一次性长度达50m ，致使开挖土体后暴露时间过长，未根据土体的特点及时进行有效的加固处理。(2)打桩结束后，土体中存在超静孔隙水压力，施工时，土体中的水压力还来不及消散。(3)注浆的水灰比过大，造成多余的水渗入原始土层，从而在消极方面影响了土层的物理性能。(4)喷射混凝土没有完成很好的养护，从而使混凝土壁出现一些小裂缝，加剧了地下水及雨水渗漏的同时也减小了混凝土壁的强度和刚度。
四、事故处理的措施
土钉支护基坑破坏原因与处理措施
作者：沈 嘉
来源：《沿海企业与科技》2009年第06期
[摘要]文章针对桌基坑支护工程事故实例，对基坑支护设计、施工以及周围环境等综合因素进行分析。提出施工过程引起基坑变形后的技术处理及监控措施。
[关键词]土钉；基坑破坏；复合土钉支护
[作者简介]沈嘉，广州市中天建筑工程有限公司，广东广州，510655
[中图分类号]TU473
[文献标识码]A
[文章编号]1007-7723(2009)06-0137-0003
基坑支护是现代建筑工程中一个重要的施工环节，它处理得好坏直接影响工程的质量、安全、进度以及工程的投资；同时，由于基坑支护处理中存在很多不确定的因素，如支护方案设计、施工方案选择、工程施工的地质条件情况，甚至施工期间的天气变化等，都直接或间接地影响基坑支护的成败，因此，基坑工程施工事故也频繁发生。以下就某基坑土钉支护施工过程中出现支护破坏原因进行分析并对其所实施的技术处理措施进行阐述。
一、工程概况
某建筑物是一综合办公楼工程，建筑物总共为九层框架结构，地上部分为八层，地下一层；总建筑面积15019m2，其中地下室长约60m ，宽约30m ，建筑面积为1 800m2,基础采用冲孔灌注桩。基坑东离城市马路人行道侧基石约5m ，北面相距6m 左右为一4.5m ～8m 高的毛石挡土墙，挡土墙后是一土坡小高地，南面相距约20m 为市政马路，西面相距6m 为一幢学校办公楼。
二、基坑支护技术方案及基坑破坏情况
基坑实际开挖深度5.6m ，设计4排锚杆，排距1.2m ，水平距离1.0m ，梅花型布置，锚杆头部钢筋横向焊接，上二排锚体采用d=28mm钢筋，长度L=15，0m ，打入角5。向下；下二排锚体采用d=25mm钢筋，长度L=12.0m，打入角10°向下。同时为进一步改善锚杆的力学性能，采用二次注浆，首次注入水泥砂浆，水泥：水：砂=1：0.6：1，注浆压力为O.5Mpa ，待达到初凝状态时，采用二次注浆(纯水泥浆) ，注浆压力为1.2Mpa 。钢筋坑壁面采用间距200双向钢筋网片布满，采用1OOmm 厚C25细石喷射砼封面。基坑边每隔15m 设水平位移监测点。
基坑开挖于2005年7月份开始，首先从西侧进行施工，方向由南向北进行，然后在南北两侧分别由西向东进行，当施工层面达到基坑深4.0m 左右，西、北两侧的学校办公楼与毛石挡土墙出现了不同程度的裂纹，而在东侧靠南约20m 范围内发现地坪上距离基坑水平6m 处有一条宽6～12mm 平行于基坑的裂缝，并发现这侧的挡土墙向基坑方向发生倾斜，基坑底部土体向坑内滑移约O.16m, 且有继续发展势头，施工单位立即研究决定临时采用土方回填措施，并加打钢管桩以加固基坑边坡土体。第二天下雨后发现基坑壁渗出少量雨水，基坑土体水平总位移已达52mm ，接近预警值60mm ，随即联系有关部门研究控制措施，下午地表裂缝宽度达30mm ，挡土墙出现裂缝，地表出现下沉，施工单位随即采取场地卸载措施，情况仍未得到控制，隔天凌晨，西侧部分基坑坍塌，基坑地表几米范围内土体倒入坑内，造成大量断桩。为了防范更大的安全问题的出现及后续施工的顺利进行，技术部门对塌方的原因作了详细的分析。
三、基坑边坡塌方原因分析
经现场调查后表明，基坑边坡塌方的主要原因是：
1，设计原因：由于本工程的淤泥层较厚，且第二层淤泥质粘土厚度变化大，而设计认为基坑较浅，而使用单一的支护办法。采用理正深基坑支护F-SPW 软件进行计算，计算中选取软土层最厚的剖面计算，结果显示，原来设计较粗糙，该部位的土钉偏短。
2，地质原因：(1)由于场地地质条件复杂，根据分析，土体主要是力学性能效差的淤泥质粘土，在挡土墙及土层上部的荷载作用下滑向基坑内侧；(2)由于挡土墙后边又是土坡小高地，原毛石挡土墙地基浅，所以地下水及大量雨水渗入土层，土体自重增加，水的渗流使基坑边坡土体产生一定的动水压力，土体竖向裂缝中的积水则产生一定的静水压力。另一方面，土体内含水量增加使土颗粒间产生润滑作用，原有土体的内摩擦角大大减小，从而使基坑边坡土体下滑力增加而抗剪强度降低；(3)土钉支护特别适合于有一定粘性的砂土、粉土、硬塑性以上的粘土，对于软土，在采取一定措施后也有可能采用。但从本工程实际开挖后的土质情况看，西侧土层多为饱和软粘土，原设计方案又无其他加强措施，软土的蠕变使支护结构或土体整体位移显著是必然的。
3，施工原因：(1)施工单位在基坑开挖的过程中，未能完全根据土钉对软土基坑支护的施工特点进行施工。根据要求，基坑应分层、分段开挖土方，分层高度在1.2m 以内，分段长度也应控制在15m 内，开挖后及时封闭土体，施工土钉，在采用机械挖土后，该预留300mm 的土体^工修坡，边坡修整后及时喷射一层混凝土，以防雨水冲刷。而在本工程中，施工作业速度快，土钉墙支护土体部分开挖一次性长度达50m ，致使开挖土体后暴露时间过长，未根据土体的特点及时进行有效的加固处理。(2)打桩结束后，土体中存在超静孔隙水压力，施工时，土体中的水压力还来不及消散。(3)注浆的水灰比过大，造成多余的水渗入原始土层，从而在消极方面影响了土层的物理性能。(4)喷射混凝土没有完成很好的养护，从而使混凝土壁出现一些小裂缝，加剧了地下水及雨水渗漏的同时也减小了混凝土壁的强度和刚度。
四、事故处理的措施