·116· 2014年6月
の建材
Sichuan Building Materials
D0I:10.3969/j. issn.1672 -4011.2014.03.048
2014年第3期第40卷总第179期
成都膨胀土地区基坑事故原因分析与预防
刘泳钢，任鹏
（四川省建筑科学研究院，四川成都610081）
摘要：道过从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固共同作用的结果，提出了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，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：16724011(2014)03011602 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跨塌，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。 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
膨胀土吸水时体积增大而产生膨胀，如果土体在吸水膨胀时受到外部约束的限制，阻止其膨胀，则此时在土中产生一种内应力，即膨胀力（又称膨胀压力）。与土体吸水膨胀相反，倘若土体失水，其体积随之减小而产生收缩，并伴随土中出现裂隙。由此可见，膨胀土的胀缩性是由于
土中水分的得与失导致的。 1.2裂原性
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。
作者简介：刘深钢（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破坏原固
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3」。在基坑施工过程中，雨水或者生活用水通过裂隙渗人土体，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；同时水通过裂隙渗人土体后，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
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50kPa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人基坑土体，而膨胀土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，
2）土体与错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，锚索的极限抗拨承载力为24~285kN，换算得出的土体与错固体的极限摩