摘 要：某深基坑工程采用復合土釘墻支護，開挖到底后，基坑西側發生坍塌事故，本文就其事故發生 原因作一分析。

    關鍵詞：深基坑支護 復合土釘

　　某深基坑工程位于江蘇省某市市中心，擬建建筑物為一綜合性商業廣場，總建筑面積6329l m3，框筒結構，地面以下為2層地下室基坑。在基坑開挖到底后經歷了連續3天的大雨，2006年7月1日早晨基坑西側長約30m、寬約8m的路面發生災難性沉陷。人行道下的城市水管道破裂，匯集馬路上大量的積水一起從坍塌處流向坑內，國防光纜、電纜暴露，致使路面單邊封閉達數日，造成較為嚴重的社會影響。

    1  工程概況及地質情況

    該深基坑占地8024m。，平面形狀為一不規則七邊形，南北最大長89.9m，東西最大長74.8m，深約8.95～11.65m。基坑周圍環境較復雜，其中基坑西側緊鄰繁華的商業路面，南靠以一座19層的高樓，東側為結構較差的三層居民房，北臨一學校。本區地下水類型為上部潛水，下部承壓水，勘探期間測得地下上部潛水位在自然地面以下1.0m，受大氣降水、居民生活補給、排泄與蒸發和分散的居民用水影響。

    根據江蘇省某市建筑設計研究院的勘察報告，基坑由以下幾種土層組成。

    雜填土層：主要由上部水泥地坪，下部填粉土構成，層厚0.7～1.5m。黃泛沖積土層：以粉土、淤泥質粉土為主，粘土少量，層厚8～14.1m。其中粉土較為密實，干強度較低，中壓縮性土，流塑，場區普遍分布。

    2 基坑支護設計方案

    設計共分兩類設計，基坑西南角處按鉆孔灌注樁支護設計(由于該支護不是關心的，不詳述)。基坑其余部分采取復合土釘支護設計，上部3m采用放坡+2排土釘支護，下部5m采用雙排水泥土攪拌樁+5排土釘的圍護方案。

    止水深攪樁墻參數：墻厚1700mm，雙軸深攪樁葉片直徑為700，樁中心距1.00m(0.85m)，樁體搭 接200(350)，使用32.5級普通硅酸鹽水泥，其摻入量為16％，水灰比為0.45～0.50，要求試塊抗壓強度gu28>1.0MPa。提升速度≤0.5m•min-1，采用兩噴三攪工藝，垂直度偏差<L％。< DIV>

      土釘結構設計參數：土釘選用材料為妒8×3.5mm鋼管，采用7層土釘，第二、三排土釘傾角為、二5cGuANl2o，其余均為15o，各層土釘間距均為1m，梅花型布置，機械鉆孔孔徑均為120rmm，中間四排的土釘長度為13.5m，其余長度均為9m。為了減小基坑變形，施工方特別在第四排土釘處固定兩排槽鋼并安裝200mm×200ram×10mm的鋼墊板，通過擰緊螺母對土釘施加少量預應力。

    3 事故情況及應急處理

    該工程從2006年3月開始大規模開挖，在此以前基坑周圍的深攪樁墻已經施工完畢，降水工作也有步驟的展開。挖土方案先東后西，先南后北，出土口留在西側中部，到2006年6月基坑挖土工作已經基本結束，東側的地下室底板已經澆注完畢，整個基坑只有出土口處有少量土待開挖。施工組織設計中要求挖土按照分層分段作業，每層挖深1 m。由于挖土 工作都是在夜間進行，加之土方基本開挖完畢，挖土作業人員不僅直接超挖到底，并將基坑西側中部的深攪樁墻挖斷，形成一個長約10m，深6m的缺口。

    此情況引起了設計施工單位的重視，準備在該處采取補強措施，但由于施工協調不夠，加之挖土沒有按層開挖，支護工作進展緩慢。挖土在末采取加固措施下又進行土方開挖。施工機械處于人行道邊上作業，巨大的壓力，加之基坑邊沿已有的變形使得人行道下面的城市供、排水管道發生錯位裂縫，此時水量只是在坑壁滲出，水較清。6月底的數日大雨后，雨 水順著豁口流向基坑，造成地下水管徹底爆裂，大量水攜帶著流土和流沙直接流入基坑，此時已經做好的部分土釘由于剛剛灌漿還無法受力，基坑西側中部支護結構坍塌，緊鄰的馬路和人行道大面積沉陷。

    4 事故原因分析  

    (1)隨意破壞支護結構是造成險情的根本原因，為了出土方便，挖土單位在挖土工程處于尾聲時，挖土單位擅自將出土口挖出深6m的出土豁N。這個出土豁口不僅破壞了已經封閉的止水帷幕。由于水位差的存在，被帷幕隔開的水帶著粉土中的細顆粒流人基坑，造成地下水管和路面沉陷，基坑壁向基坑塌滑，6月底的大雨加劇了這一過程。

    (2)盡管監理在開挖前曾明文提出要分區、分層、平衡開挖，但由于一次超挖土6m，支護作業不得不搭架施工，不能及時噴護混凝土和放置土釘，造成基坑變肜較大，又趕上6月30日的大雨，基坑塌方。

    (3)施工中把所有設計方案中的~25iIlm的錨筋改為妒8×3．5IIllll的錨管。雖然使用錨管要比使用錨筋施工速度快，但是，由于錨管與錨筋的施工工藝不同，它們的錨固力差距很大。錨管是先在土中成孔后，把周面帶孑L、端部密閉的鋼管放人坑壁，然后從管內注漿并透過蹙孔將漿體滲到周圍土體；錨筋也是先在土中成孔，置人變形鋼筋，沿桿長通過細塑料管注漿填孔，然后通過二次擠裂注漿來加固土體。

    (4)施工控制不嚴格，由于施工場地的需要，基坑邊沿的狹窄平臺作為材料加工場堆放了大量的鋼材，這些都導致坑外的超載值遠大于20kPa，極大的增加了主動區土壓力。

    (5)土釘支護設計施工的一大特點就是“動態設計，信息施工”，開挖后根據實際情況，可能對原方案進行局部凋整。對于本工程，在6月25號時坍塌附近的測斜管監測的水平位移最大達到40mm．大大超出土體水平累計位移量為開挖深度3％。的安全標準。安全意識淡漠和對信息化施工認識不足，在事故發生一周，此處的基坑附近出現變形、裂縫，此時應該采取措施以控制變形速度，卻沒有引起足夠的重視，失去了信息化施工的意義。

    5 處理措施

    事故發生后，坑底土和坑壁土為粉土，土質較差，靈敏度高，在發生滲水和邊坡滑動后，坑底土強度急劇降低。經有關專家論證研究，采取下面的加固方案：在原深攪樁外側的坍塌處鉆孑L后放人兩排長約12m的咖114×6有縫鋼管抗滑樁，樁間距0.5m．樁內部碎石密實后1：1水泥砂漿壓密注漿，噴100厚混凝土進行表層硬化。7月19號的暴雨后，此處仍然發生坍塌事故，盡管未造成大的事故，但上次加固用的鋼管大部分被沖入基坑底部。主要因為鋼管樁與土難以有效連接；且鋼管樁難以打人下層土體，樁底部易形成一個塑性鉸；澆注的混凝土在管子內部，難以向周圍土體滲透，并沒有加固周圍的土體；且由于下層土已經掏空，整個加固部位沒有形成整體性的結構，在大雨的沖刷下發生事故在所難免。

    第二次塌方事故后的加固針對已經掏空的部位采取打木樁，填沙袋，毛石，噴混凝土和鋼筋等措施來密實下部土體，同時在基坑底部深深打人一排長5m的ф200的木樁來支撐加固，通過注漿將其連接成整體。這些措施制止了事態的發展。施工方能夠在這些部位覆蓋塑料布，同時在基坑外側馬路邊沿處壘起一道0.5m高的沙袋墻體以防雨水回灌，這些措施在以后的雨天中證明是積極有效的，基坑的變形甚微。

    6 結語

    基坑支護工程雖為臨時性工程，一旦出現問題，就會導致延誤工期，嚴重的還會引起安全事故，從本文所述基坑事故中，以下教訓應該汲取：

    (1)施工不當(超挖，挖斷止水帷幕，補強加固不及時)及挖土機的重載碾壓直接造成水管破裂，水管破裂加劇變形，形成惡性循環。

    (2)對于任何形式的基坑工程，都要以經濟、安全、合理為標準，不能單純強調經濟性，而忽視工程的安全性，設計施工單位不得隨意做出降低基坑安全度的修改。

    (3)土釘墻作為一個新型結構形式，有一個摸索、發展的過程，故設計、施工均應持慎重態度；重視信息化施工，建立嚴密的監測與巡視系統，出現異常要及時采取處理措施，加強監測。

    (4)在軟土地區應用土釘墻支護基坑，要求謹慎處理地表和地下水。

    (5)在飽和軟土地區其攪拌樁止水帷幕除了隔水作用外，它還起到抗滑移時提供抗剪的作用，故在設計、施工中不得忽視。

    (6)基坑周邊不應堆放重載，致使增加了主動區壓力。