锚杆质量通病防治

锚杆质量通病防治

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锚杆质量通病防治

锚杆被拔出桩折断排桩倒塌 1．现象

当挖土到基坑底，发现桩顶部挡土小墙倾侧甚多，顶部地面裂缝并延伸至围墙，旋即排桩倒塌，

上部土体滑动，下水道塌陷，水涌入基坑，有的塌至街道，第一层锚杆从土中完全拔出，护坡桩折

成三段，折点分别在二、三层锚杆处、折点处混凝土破碎，钢筋弯曲，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开裂。 2．原因分析

(1) (1) 从事故现象看：第一层锚杆被拔出足以说明锚固长度显然不够，开始产生桩顶的大量位移和裂 缝并延伸，足以说明其前兆。当第一层锚杆的有效锚固长度不能胜任桩受的水平推力时，锚杆被

拔出，此时桩受的水平推力集中到第二层锚杆支点，桩受到过大的不能胜任的弯矩而折断，而锚

头拉脱、腰梁扭断、裂开是受到复杂的招矩拉力所致，直至整排桩被巨大力所推倒。

(2) (2) 从事故发生后核算中发现，原计算错误在于第一层锚杆间距为2m一根，第二层锚杆间距为1．5m一根，

但计算桩受水平力系按单位长度(1m)计算，因此出现第一层锚团长度差1倍的误差。作为设计计算者

必须记住由于一时的疏忽而造成严重的后果。 3．防治措施

(1)锚团长度的计算应反复核算，避免错误。 (2)在工程现场必须作测试，以发现计算上可能出现的错误。 (3) (3) 从事故发生的情况看，第一层锚杆的锚团长度非常关键。因此认为多层锚杆支护体系的第一层 锚扦锚因力特别重要，设计施工者应特别重视。

6．2．2 锚杆不起作用，桩折断，支护结构倒塌 1．现象

基坑较深，采用∮1．0m灌注桩、两层锚杆支护。基坑挖到设计标高后不久，发现局部破坏，

先是锚杆端部脱落，横梁掉下，桩间土开裂，继而裂缝增大，桩顶地面较远处发生裂缝，

最后，桩断、支护结构倒塌，邻近自来水管断裂，基坑受泡，再次塌方，基坑内一片汪洋。 2．原因分析

锚杆端部脱落，说明预应力张拉后锚头没有错固住，横梁掉下说明这一排锚杆在桩端没有受力，

也就是锚杆不起拉结作用，使1m的大直径桩变成悬臂桩，受力后倾侧，桩间土开裂，位移大时

桩顶地面开裂并发展较远，最后桩因受弯矩太大而折断。 3．防治措施

(1) (1) 预应力施工应由有经验技工操作，如无经验，应经过培训并由有经验工人予以指导。

当锚头锚住后还应检查横梁(一般为工字钢)是否受力。当发现横梁脱落，应立即停止挖土，

研究原因，采取措施，如工地未能采取措施，则倒塌不可避免。

(2)基坑开挖时应作排桩的位移监测，随时可以发现桩有无大的位移，发现后应研究原因，采取措施。 6．2．3 支护结构倒塌 1．现象

基坑深16m，密排大直径∮1．0m灌注桩，一层锚杆，地面距护坡桩边缘建双层工棚及移动式办公室。

施工期间支护桩突然断裂，排桩倒塌，工棚滑入坑内，造成重大事故。

2．原因分析

(1)基坑边缘搭建工棚是重大违规事件，事故原因分析系地面超载，原设计未曾考虑这项外加荷载。

(2)基坑深16m，按该工程地质情况，一层锚杆的方案不安全，再加上超载，导致事故发生。 3．防治措施

(1) (1) 支护方案决不能在基坑边建设工棚，也不能在坑边堆放如钢筋类重物，必须堆重物或行驶塔吊、 汽车吊时，应计算地面超载，以保证安全。

(2) 如能在基坑底上5m左右增加一层锚杆，则可增

单层锚杆支点力及嵌固深度如附图6-6及附图6-7所示。 1．基坑底面以下文护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离hc1可按下式确定(附 图6-6)： ea1k=ep1k 2．支点力Tc1可按下式计算： Tc1=(ha1∑Eac-hp1∑Epc)/(hT1+hc1) 式中 ea1k——水平荷载标准值； ep1k——水平抗力标准值； ∑Eac——设定弯矩零点位置以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和；

ha1——合力∑Eac作用点至设定弯矩零点的距离；

∑Epc——设定弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和；

hp1——合力∑Epc作用点至设定弯矩零点的距离； hT1——支点至基坑底面的距离；

hc1——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。 3．嵌固深度设计值hd可按下式确定(见附图6-7)： hp∑Epj+Tc1(hT1+hd)-1.2γ0ha∑Eai≥0

附录Ⅱ 锚杆施工质量标准

钱杆施工质量应符合下列要求。

1．注浆管宜与锚杆体绑扎在一起，一次注浆管距孔底宜为100～200mm，二次注浆管的出浆孔

应进行可灌密封处理。

2．浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用灰砂比1：1～1：2，水灰比0．38～0．45的水泥砂浆，

或水灰比0．45～0．5的水泥浆，二次高压注浆宜使用水灰比0．45～0．55的水泥浆。

3．二次高压注浆压力宜控制在2．5～5．OMPa之间，注浆

时间可根据注浆工艺试验确

定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行。

4．锚杆的张拉与施加预应力(锁定)应符合以下规定： (1)锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75％后方可进行张拉；

(2)锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；

(3)锚杆宜张拉至设计荷载的0．9～1．0倍后，再按设计要求锁定；

(4)锚杆张拉控制应力不应超过锚固体强度标准值的0．75倍。

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5．锚杆倾角宜为15～25，且不大于45。 6．锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于4m。

7．锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准见附表6-1。

锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准

附表6-1 项日类序号 别 锚杆(土钉)长主控项目 2 3 置 4 一般项5 目 大于理论计6 7 注浆量 算浆 土钉墙面厚度 ±10 据 钢尺量检查 检查计量数浆体强度 设计要求 试样送检 钻孔倾斜度 ±1 o允许偏差检查项目 (mm) 1 度 锚杆锁定力 锚杆或土钉位±100 钢尺量检查 测钻机倾角 设计要求 现场实测 ±30 钢尺量检查 检查方法

8 墙体强度 设计要求 试样送检 附录Ⅲ 土体与锚固体极限

摩阻力标准值 附表6-2 土的名称 填 土 淤 泥 淤泥质土 土的状杰 IL>1 0.75< IL≤1 0.50< IL≤0.75 粘性土 0.25< IL≤0.50 0.0< IL≤0.25 IL≤0 e>0.90 粉 土 0.75密 实 稍 密 粗 砂 中 密 密 实 砾 砂 中密、密实 90～120 90～130 130～170 170～220 190～260 注：1．表中ｑsik系采用直孔一次常压灌浆工艺计算值；当采用二次灌浆、扩孔工艺时可适当提高。

2．本表摘自《建筑基坑支护技术规程》(JGJl20—99)。

6．3 基坑支撑系统

6．3．1 钢支撑失稳 1．现象

大直径灌注桩，钢支撑支护，水泥搅拌桩作截水帐幕，基坑深8m、9m不等，当土方挖到设

计标高时，一根支撑连杆断裂，围护桩大幅度位移，距坑5m远的路面出现裂缝。 2．原因分析

(1)设计支撑系统截面偏小。

(2)未考虑长细比影响，安全度严重不足，随着基坑开挖深度加大，支撑系统承受压力增大，

造成杆件失稳破坏，支护桩大幅度位移。

3．防治措施 (1) (1) 支撑系统的设计计算应按《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120一99)中第4章第5 节(4．5)支撑体系计算规定设计。

(2) (2) 对工程的具体情况，如土质情况，施工单位等，设计时在安全系数方面可予适当考虑， 对建设单位要求节约应通盘研究考虑。

6．3．2 角撑未及时支撑造成地面裂缝 l，现象

双排小直径灌注桩加两层钢支撑及角撑，坑深6．5m，挖土

到设计底标高时，围护桩发生滑移倾斜， 造成道路及场地地面裂缝。 2．原因分析

(1) (1) 为了挖土方便，下层支撑中的(斜)角撑未及时跟上支撑，改变了围护结构的受力情况， 造成北边桩滑移倾斜，带动其他桩洲顷斜。 (2)挖土施工未按施工方案操作。

(3)市政道路地下水管破坏，大量水渗入基坑内，降低土的力学指标。

3．防治措施

(1) (1) 基坑工程必须按照施工方案规定施工，即如何分层挖土，何时加撑和斜角支撑等， 千万不能马虎，必须按方案施工。

(2) (2) 较多工程若发现有地下水管或化粪池漏水现象，在设计前应调查了解，如发现问题则

在设计时应将士的力学指标如φ，c值予以考虑，即将地质勘探提供的指标，计算时适当提高

安全度，施工时发现有漏水，则应立即组织排除。

6．3．3 钢管支撑间距过大。节点处理不当 1．现象

坑深11m，φ800钢筋混凝土灌注桩，设两道φ914×11钢管支撑，间距8m。挖土至设计标高时，

约30m长支护结构向坑内侧倾斜2．5m，基坑底宽7m的土隆起1．8m，造成巨大经济损失，影响工期。 2．原因分析

(1)支撑间距过大，支撑节点处理不当，延长数十米的结构向内倾斜。

(2)灌注桩入土深度(嵌因深度不足)，引起坑内土隆

(3)基坑内土的抗力不足，施工又逢雨季，基坑土体抗隆起稳定性不足，基坑实际已呈破坏状态。 3．防治措施

(1)支撑体系应按规定计算确定间距，处理好节点，如做钢围檩并与围檩焊接好。

(2)必须验算灌注桩嵌因长度，以防止坑内被动土水平抗力

不足。

(3)雨季施工应有基坑施工方案，主要是控制地面及地下水。

6．3．4 钢管支撑弯曲破坏 1．现象

淤泥质粘土地质基坑深10m，φ800灌注桩，校长16m，两道φ914×11钢管支撑。

基坑挖土到设计标高时，在宽度方向发生整体滑动，坑底大量土体隆起，地面、道路开裂， 钢文撑多处弯曲破坏，桩折断。 2．原因分析

(1) (1) 钢管支撑失稳破坏是重要原因，因为围护桩体、支撑体系和土体三者互相作用组成基坑 工程的整体，支撑体系的失稳就会导致整体破坏。 (2) (2) 灌注桩人土深度(嵌固深度)偏小，只有6m，即嵌固深度与开挖深度之比为0．6，使坑底

被动土区土体抗力不足，引起坑内土隆起，整体滑动破坏。 3．防治措施

(1)钢支撑的设计与施工应按附录各条执行。

(2)灌注桩的嵌固深度应进行核算，即核算被动土区水平抗力是否满足，不足时将产生土体隆起整体滑移。

6．3．5 钢筋混凝土支撑立校下沉，支护结构破坏 1．现象

基坑深9m，2层钢筋混凝土支撑，跨度20m。施工中发现支撑立柱下沉达170mm，支撑梁下挠，

第一道支撑严重开裂，轴力达设计值3倍，坑底涌砂。 2．原因分析

(1)设计时未考虑软土地区支撑立柱下沉如此之多，导致梁开裂。

(2)支撑在温度变化后会产生应力变化，节点变化也会产生次应力，支撑立柱下沉，其轴力会大大增加。 3．防治措施

(1)将立柱支撑在较好的地层上，并提高沉降安全系数。 (2)尽量选用工程桩(一般软土地区都应用工程桩)作为立柱

支承。

(3)钢筋混凝土支撑设计时要考虑温度、节点变位等次应力。

6．3．6 钢筋混疑土支撑破坏 1．现象

坑深10m，地面下20m内为流塑状淤泥，800mm厚地下连续墙(未到细砂层)，两道钢筋混凝土支撑。

挖土将到设计标高时，60m长地下连续墙整体滑移，坑底隆起，第一道支撑脱落，第二道支撑大部

分被剪断，外围地面塌陷约4m，附近民房受到损害，坑内形成积水潭。

2．原因分析

(1)主要原因是土体失稳，造成工程结构整体滑动，被动区抗力不足。

(2)整体滑动导致第一道混凝支撑被拉脱落，第二道钢筋混凝土支撑被剪断。 3．防治措施

(1)加深地下连续墙嵌固深度，可以深入到细砂层，避免基坑结构滑移破坏。

(2)增加被动土区的土抗力，采用地基处理方法提高淤泥质土的性能，如在坑内侧做水泥土搅拌桩。

(3)避免整体滑移，就能保证钢筋混凝土支撑不被破坏。

6．3．7 拆除支撑时，邻近建筑物开裂 1．现象

基坑深7．2m，钢板桩及两道钢筋混凝土支撑。拆除钢板桩及支撑时，距坑边6m的三层建

筑物产生严重开裂，但基坑开挖设置支撑时未发现裂缝。 2．原因分析

拆除混凝土支撑时应先换支撑，仍应支持钢板桩，否则钢板桩成为悬臂而加大位移，

导致6m外的建筑物随土的位移地基下沉，建筑物开裂。 3．防治措施

(1)拆除钢筋混凝土支撑时，应先作好牢靠支撑。 (2)肥槽施工时应回填夯实后才能拔出钢板桩。

附录Ⅰ 基坑支撑系统质量检验标准

钢及混凝土支撑系统工程质量检验标准

附表6-3 项目类别 序检查项目 号 标高 支撑位1 置 主控项目 油泵读数2 预加顶力 ±50kN 或传感器测定 水准仪检3 围囹标高 30 查 参见桩基4 一般项标高 目 5 置 平面 开挖超深(开槽放支撑不6 在此范围) <200 查 50 查 水准仪检钢尺量检立柱位30 查 立柱桩 部分 部分 水准仪检参见桩基平面 100 查 钢尺量检(mm) 水准仪检30 查 允许偏差检查方法

用钟表计7 支撑安装时间 设计要求 时 附录Ⅱ 基坑工程支撑系统设计施工技术要点

1．钢支撑系统

(1) (1) 设计要验算允许偏心下引起的弯矩，施工中要严格控制支撑轴线及交汇点的偏心。

支撑端点与地下墙、排桩接触的承压板、垫板要均匀接触，承压板中心与支撑轴线要尽量一致。

附图6-8 斜撑构造及A节点大样图

(2) (2) 斜向钢支撑与围护结构墙体或围檩相接处要在墙体或围檩上设支撑钢支托。如附图6-8A大样， 使支撑轴力线与钢支托上的传力钢板相垂直。钢托与地下墙平面图及锚固、构造见附图6-8。

锚固构造、钢托设计安全系数要提高，特别要求抗剪安全系

数K≥2。

(3)钢支撑体系中的支承柱，要有足够的抗回弹和抗沉降的安全度。

(4)钢支撑中应设置预加轴力的顶力装置和测力装置。 2．钢筋混凝土支撑体系

(1) (1) 软土地层中支撑体系的支承柱抗隆起及抗沉降的安全系数应予提高，如基坑内设深工程桩， 则应尽量以工程桩作文承柱。

(2)合理提高支撑立模的刚度和精度，严格控制偏心误差。 (3)验算温度变化引起支撑应力时，要考虑因升温而伸长时受到支撑两端外侧土体抗力的约束，

而支撑伸长又引起地下墙在强迫位移下产生的内力，可由公式求得。

(3) (3) 在基坑外围地层性质差异较大时，围护结构上各支撑点的向外侧位移不一致。因土质差异大， 亦会引起整个支撑体系内的次应力，要进行平面支撑框架内力验算。

6．4 截 水 帐 幕

基坑挖土需在较干燥的场地进行，一般有地下水的场地必须降水和排水。如果地下水很丰盛，

或地下水与江河、湖泊相连通，水降不下，排不尽，则不能采用降、排水；另一种情况是不能降水，

因降水会引起邻近建筑物的沉降而产生裂缝。在这两种情况下，为控制地下水，就需采取截水帐幕措施。

基坑四周用截水帐幕，不让地下水进入基坑，同时将坑内地下水抽出，截水后可以在基坑内挖土。

这种方法是在实践中形成的，目前常用的是压力注浆截水帐幕法和深层搅拌水泥土截水帐幕法。 6．4．1 压密桩帷幕漏水 1．现象

基坑深5m，悬臂∮600mm灌注桩，长15m，桩间净距50mm，桩间采用压密注浆桩防渗。

基坑挖到设计标高打垫层时，靠马路一侧发生渗水多处，逐渐扩展到桩后土体中流失，

坑外地面开裂下沉，桩向坑内倾斜，邻近建筑墙体出现裂缝。 2．原因分析

(1) (1) 压密桩的压力不足(仅0．5MPa)是主要原因。技规范要求高压注浆压力应为20MPa，

即使按三重管法施工使用的低压水泥浆流也应大于1MPa。 (2)桩问间隙(50mm)以及止水桩径太小。 3．防治措施

(1)注浆压力应按规范规定。 (2)止水桩径应大于l00mm。

6．4．2 灌注桩与高压旋喷桩结合不好 1．现象

基坑深8m，采用∮1000mm钻孔灌注桩，桩距1．3m，桩间以∮700mm高压旋喷桩形成止水帐幕。

基坑开挖后，帐幕不截水，发现多处漏水漏砂并有些涌砂，接着相邻湖泊水倒灌，支护桩倾斜， 外围地面塌陷，附近建筑物损坏。 2．原因分析

(1) (1) 高压旋喷桩与灌注桩在一般地质情况下，可以结成帐幕，但在砂质很不均匀层中就会产生问题。 相同压力下，高压旋喷桩在不同的砂层中成形情况相差悬殊，在砾砂层中所形成的桩径很大，

高压水泥浆在孔隙中流出很远，有记录达4m远。如钻机拔杆速度较快，则形成桩体不密实，

有裂缝、空洞等缺陷。在中细砂中，孔隙小，浆液难扩散，但往往出现局部缩小，与灌注桩结合不好的现象。

(2)在桩较长的情况下，要做到控制垂直度，使两种桩结合组成帐幕不渗水，比较困难。 3．防治措施

(1) (1) 制订方案时应详细研究场地勘察报告，如有不均匀砂层时，应研究是否应用高压注浆法， 还是采用其他方法，如深层搅拌水泥土法。

(2) (2) 在采用高压注浆法时，灌注桩施工应记录每根桩的垂直度，偏向何方，以便作高压注浆桩的参考， 使两桩有良好结合，作成防水帐幕。

6．4．3 深层搅拌水泥桩施工质量差 1．现象

基坑深6m，∮480mm振动灌注桩支护，桩长9m，外侧3排直径500mm深层搅拌桩截水，

地下水与海水相通。挖土深4m时坑内漏水涌砂，坑外地面下陷，危及邻近建筑及道路，无法施工。 2．原因分析

(1) (1) 施工质量差是未作成截水帐幕的主要原因。基坑开挖后发现深层搅拌桩垂直度偏差过大， 一些桩没有搭接，桩间形成缝隙及孔洞。

(2)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)第5．4．2条规定截水桩的有效搭接宽度应不小于150mm，

但设计和施工要求互相搭接50～100mm，实际有的搭接仅50mm。

3．防治措施

(1)设计的截水帐幕桩的搭接应大于150mm，同时对桩长的偏差提出要求，究竟应搭接多少应在方案中确定。

(2)必须严格按规范规定施工，应特别重视截水桩是工程的关键部分。

6．4．4 深层搅拌桩截水帐幕深度不足

(2)高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建筑的地基处理、深基坑侧壁挡土或挡水、基坑底部加固、

防止管涌与隆起、坝的加固与防水帐幕等工程。

(3)高压喷射注浆单管法及二重管法的高压水泥浆液流和三重管法高压水射流的压力宜大于20MPa，

三重管法使用的低压水泥浆液流压力宜大于1MPa，气流压力宜取0．7MPa，提升速度可取0．1～0．25m/min。

(4)高压喷射注浆的施工工序为：机具就位；贯入注浆管；喷射注浆；拔管，冲洗。

(5)高压喷射注浆可采用开挖检查、钻孔取芯、标准贯入、载荷试验或压水试验等方法进行检验。 2．深层搅拌法

(1) (1) 工程地质勘察应查明填土层的厚度和组成、软土层的分布范围、含水量和有机质含量、

地下水的侵蚀性质等。

(2)深层搅拌桩平面布置可根据上部建筑对变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状、块状等处理形式。

(3)应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过1．5％，

桩位偏差不得大于50mm。

(4)搅拌桩应在成桩后7d内用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，同时根据轻

便触探击数用对比法判断桩身强度。检验桩的数量应不少于已完成桩数的2％。

(5)水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，考虑截水作用时，

桩的有效搭接宽度不宜小于150mm；当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于100mmo

3．高压喷射注浆法质量检验标准见7．13附录；深层搅拌法质量检验标准见7．12附录。

6．4．5 墓坑未作截水帷幕发生事故 1．现象

基坑深9m，∮1200mm灌注桩支护，桩长13m，中心距1．5m，桩顶圈梁，一道锚杆拉结，

坑内外同时用降水井降水。地质除上层为杂填土外，其余为淤泥质土。基坑开挖后，

由于没有止水帐幕，坑外泥水不断向坑内渗入，随开挖深度加大而增加。某日大雨倾盆时，

坑边配电间随支护桩3根折断而滑入坑内，附近楼房宿舍向基坑倾斜，最大达27cm。 房屋产生不同程度裂缝。 2．原因分析

(1)场地地下水位高，又是淤泥质土。淤泥质土的流变性强，透水性弱，用管井降水不利，

水位差大促使渗流，使基坑外泥水进入坑内，如采用良好的止水帐幕，则可避免这种现象。

(2)配电间不宜设置在坑边，必须设时，应计算桩及锚杆受力情况。

3．防治措施

(1)软土地区采用降水方法应按土的有效粒径及渗透系数来考虑确定。采用止水帐幕方法可有效截住水源。

(2)基坑周边不应设建筑物，无法避免时，应专门设计防止支护桩及基坑塌坍的方案。

附录 高压喷射注浆法及深层搅拌法技术规定和质

量检验标准

1．高压喷射注浆法

(1)高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工

填土和碎石土等地基。

当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或有过多的有机质时，

应根据现场试验结果确定其适用程度。

(2)高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建筑的地基处理、深基坑侧壁挡土或挡水、基坑底部加固、

防止管涌与隆起、坝的加固与防水帐幕等工程。

(3)高压喷射注浆单管法及二重管法的高压水泥浆液流和三重管法高压水射流的压力宜大于20MPa，

三重管法使用的低压水泥浆液流压力宜大于1MPa，气流压力宜取0．7MPa，提升速度可取0．1～0．25m/min。

(4)高压喷射注浆的施工工序为：机具就位；贯入注浆管；喷射注浆；拔管，冲洗。

(5)高压喷射注浆可采用开挖检查、钻孔取芯、标准贯入、载荷试验或压水试验等方法进行检验。 2．深层搅拌法

(1)工程地质勘察应查明填土层的厚度和组成、软土层的分布范围、含水量和有机质含量、

地下水的侵蚀性质等。

(2)深层搅拌桩平面布置可根据上部建筑对变形的要求，采用柱状、壁状、格栅状、 块状等处理形式。

(3)应保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过1．5％， 桩位偏差不得大于50mm。

(4)搅拌桩应在成桩后7d内用轻便触探器钻取桩身加固土样，观察搅拌均匀程度，

同时根据轻便触探击数用对比法判断桩身强度。检验桩的数量应不少于已完成桩数的2％。

(5)水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，考虑截水作用时，

桩的有效搭接宽度不宜小于150mm；当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于100mmo

3．高压喷射注浆法质量检验标准见7．13附录；深层搅拌法质量检验标准见7．12附录。

6．5 土钉墙支护

基坑逐层开挖，在坡面用机械或洛阳铲施工成孔(上下左右)，孔内放钢筋并注浆，

坡面设钢筋网，喷射C20厚80～200mm细石混凝土，使土体、钢筋与喷射混凝土结合成

为土钉墙，见图6-ll。

土体的抗剪强度低，几乎没有抗拉强度，但 土有结构的整体性。在土体内放置一定长度和密 集分布的钢筋，与钢筋网细石混凝土面层结合形 成复合墙体。在基坑开挖的边坡中应用土钉墙， 不仅有效地提高土体的整体结构，又弥补了土体 抗拉、抗剪不足，通过相互作用，土体自身结构 强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏 状态，显著提高了整体稳定性。

但是在松散砂土、软塑、流塑粘性土以及有 丰富地下水源情况下，不能单独使用土钉墙，尤 其是在饱和粘土及软土中更须特别谨慎，因为土 钉在这些土中抗拔力低，需要很长很密的土钉 软土的徐变还可使支护位移量增加。在国外不建 议在软土中使用土钉墙。 6．5．1 边坡位移 1．现象

基坑深11．5m，土钉8层，用∮25mm钢筋，长7～13m，上

下层间距1．3m，面层喷射100mm厚细石混凝土，

∮8—150mm×150mm钢筋网。上部两排土钉施工顺利，当挖到-5m下时发现腐蚀软土层，监测发现边坡变形过大。

经研究补加两道空28、长16m预应力锚杆，在此同时市政地下水管道爆裂，水量较大，溢出地表，并发现边壁排

水管水量大增，水质污浊，靠近坡脚处的基坑壁出现2cm裂缝。后该区段水流成河，马路下沉，横穿马路自来 水管断裂。 2．原因分析

(1)-5m～-8m段勘察报告为粉质粘土，实际为饱和状的软土，系勘察错误。

(2)下水管爆裂与上水管断裂虽为意外事故，但与市政工程质量有一定关系。 3．防治措施

地质勘察范围要扩大，尤其在有基坑设计施工的情况下，应比原有范围扩大而准确，需要土的各种物理指标作为 基坑工程设计与施工的依据。

6．5．2 相邻建筑坍塌 1．现象

基坑深8m，用空25长6m土钉，南侧5排北侧4排，面层∮6—200mm×200mm钢筋网片细石混凝土，

厚150mm。南面距基坑5m有一幢三层旅行社。地质为：一层填土厚2．2m，二层粘土厚5．3m，三层

为淤泥质土大于3m。土钉墙完工正清理坑底作基础施工时，旅行社楼体发出断裂响声，随即楼房向基

坑方向不断倾斜，24h后，终于倒塌入基坑。 2．原因分析

(1)设计错误之一是方案选择不当。该场地土质较差，如第三层土，在地面下8m左右为淤泥质土，因此 选用单独土钉墙方案不妥，应以土层预应力锚杆与土钉墙结合作支护方案为妥。

(2)设计错误之二是土钉长度严重不足。按《建筑基坑支护技术规程》 (JGJl20—99)第6．1．4条

及表6．1．4计算，设计土钉长度应为6m的一倍。由于土钉

长度不足，促使内部及外部整体稳定都产生问题。 (3)设计错误之三是土钉墙整体欠稳定。 按《基坑土钉支护技术规程》 (CECS 96：97)土钉内部整体安全第5．3．1条及表5．3．1核算显示，

安全系数严重不足。从土钉外部整体稳定性分析，可产生整个支护绕基坑底倾角倾覆。 3．防治措施

(1)根据环境和地质条件，采取土层预应力锚杆和土钉墙结合的支护方案。

(2)在地面下第一根土钉处采用预应力土层锚杆，通过测试后设计一根强有力的锚杆，锚杆长度应通过 建筑物宽度，达到较好的土层。

(3)其每根土钉长度应按规范规定计算，一般上部较长而下部较短，并考虑邻近建筑的荷载。

(4)监测边坡情况及监测相邻建筑物倾斜数据，及时发现倾侧情况，立即作出处理。

6．5．3土钉墙滑坡

1．现象

基坑深11．4m，设土钉7层，竖向间距1．5m，水平间距2m，其剖面见图6-12所示。降水原

可降至-12．7m，后改为降至-8m，加明沟排水。当挖到深5～6m时，发现一段下水管渗水，

当挖到深8～9m时，见地下水，基坑壁下部坍塌，无法施工。同时在坑外3m处出现了平行于基坑

、宽约1～2cm的裂缝，南段发生大滑坡，东南角的小锅炉房滑人基坑内，邻近的宿舍(南约6m)及

办公楼(东约6m)均出现平行于基坑的裂缝。 2．原因分析

(1) (1) 主要原因是由于变更降水方案，水降不下去所引起的。因土的物理指标都按地下水降到-12．7m 以下考虑，但实际仅降到-8mo

(2)设计安全系数偏低，施工单位未作变形监控及土钉抗拔试验，未能及时采取措施c

(3)下水管道漏水也是造成滑坡坍塌的一个原因。 3．防治措施

(1)对勘察报告应详加研究，特别是φ、c及渗透系数K等，据此制定降水方案。如对邻近建筑产生沉

降影响，则应制定回灌井点方案即回灌系数的设计，如深度数量、位置及施工方法等。

(2)根据规程计算土钉长度，并按支护内部整体稳定安全系数计算稳定安全系数，应符合规程要求。

(3)施工前应作土钉与土体的极限摩阻力试验，如与规程标准不符时，要调整设计。施工时要作监控。

附录 土钉墙技术规定和质量检验标准

1．土钉与土体极限摩阻力标准值

土钉与土体极限摩阻力标准值按附表6-4计算

土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值

附表6-4 土的名称 填 土 土的状态 ｑsik(kPa) 16～20

淤 泥 淤泥质土 IL>1 0.75< IL ≤1 0.50< IL≤0.75 10～16 16～20 18～30 30～40 40～53 53～65 65～73 73～80 20～40 40～60 60～90 20～40 40～60 60～90 40～60 60～70 70～90 60～90 90～120 120～150 130～160 粘性土 0.25< IL≤0.50 0.0< IL≤0.25 IL≤0.0 e>0.90 粉 土 0.75(1)土钉采用抗拉试验检测承载力，同一条件下，试验数量不宜少于土钉总数的1％，且不应少于3根。

2

(2)墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测，孔数宜每100m墙面积一组，每组不应少于3点。 3．施工监控内容

(1)支护体位移的量测；

(2)地表开裂状态(位置、裂宽)的观察、记录；

(3)附近建筑物和重要管线等设施的变形测量和裂缝观察； (4)基坑渗、漏水和基坑内外的地下水位变化。 4．质量检验标准

参见6．2附录Ⅱ附表6-1“锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准”。

6．6水泥土桩墙支护

水泥土校墙是一种挡土抗渗的基坑工程结构，它是由深层搅拌水泥土桩互相搭接组成格栅式宽厚的重力墙，

适用于基坑深度不大于6m，安全等级为2～3级的基坑。 水泥土桩墙须同时满足抗倾覆、抗滑移、整体稳定及抗隆起要求。水泥土桩墙的构造见图6-13。

6．6．1 水泥土桩墙嵌固深度不足 ． 1．现象

某工程开挖深5～7m，设计支护方案为水泥土墙系格栅与搅拌桩组成，墙厚3．2m，深12m，

挖土到7m时发生坑底涌砂涌水，由于大量砂土冒出，终致水泥土桩墙倒塌。 2．原因分析

主要原因是水泥土桩墙嵌固深度不够，导致抗渗透不稳定，从基坑底涌水涌砂破坏。

按规程规定水泥土桩墙嵌固深度设计值除应满足规程5．1．1条规定外，尚应满足第4．1．3条

抗渗稳定条件的验算，其计算公式(图6-14)如下：

hd≥1.2γ0(h-hwa)

式中 hd——嵌固深度(m)； h——基坑挖土深度(m)； hwa——地面下水位深度(m)；

γ0——基坑侧壁重要性系数，安全等级一级为1．1，二级为1，三级为0．9。

根据公式计算，该工程h=7m，hwa =1m，按二级安全等级计算，hd应不小于7．6m，而实际嵌固仅5m。

显然嵌固深度不足，必然造成渗流破坏。 3．防治措施

水泥土桩墙的嵌固深度必须满足抗渗透稳定条件。当设计墙的

嵌固深度时，应验算hd的深度。

6．6．2 水泥土桩墙施工质量差造成事故 1．现象

基坑深8m，3排水泥搅拌桩格栅水泥土墙支护，兼作防渗帐—

幕，坑内外用深井降水。基坑靠海边，开挖后，水泥土桩墙多处渗

水，挖到快达设计标高时，基坑北侧及西北部角水泥土墙坍塌。基

坑被淹，当基坑抽完水后，基坑土质结构随之破坏，基坑边坡滑塌。

2．原因分析

(1) (1) 水泥搅拌桩施工质量太差，水泥含量少，有未胶结现象。桩搭接不够，按规范规定， 当考虑防水帐幕作用时，至少应搭接150mm。

(2) (2) 当基坑被淹后，水泥土桩墙后及基坑周围的土处于饱和状态，当将坑内水很快降下时，

水泥搅拌桩一侧承受较原来更大的饱和地基土的水压力，从而失去平衡，大面积坍塌。 3．防治措施

(1)水泥土桩墙应按下列规定施工：

1) 1) 深层搅拌水泥土桩墙施工前，应进行成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆配合比试验，

以确定相应的水泥掺入比或水泥浆水灰比。浆喷深层搅拌的水泥掺加量宜为被加固土重度的15％～18％，

粉喷深层搅拌的水泥掺加量宜为被加固土重度的13％～16％。

2)水泥土桩与桩之间的搭接宽度，当要求截水时，不宜小于150mm，不考虑截水时应不小于100mm。 3)水泥土墙采用格栅布置时，水泥土的置换率对于淤泥不宜小于0．8，对于淤泥质土不宜小于0．7，

一般粘土及砂土不宜小于0．6。格栅长宽比不宜大于2。 (2)在海边滩地施工应筑防水围堤，以防海潮侵入。

附录 水泥土桩墙质量检验标准

加筋水泥土桩质量检验标准

附表6-5 序检查项允许偏检查序检查项允许偏检查

号 目 型钢长差(mm) 方法 号 钢尺目 型钢插差(mm) 方法 水准1 度 ±10 量检查 经纬型钢垂3 入标高 ±30 仪检查 型钢插4 入平面位置 10 钢尺量检查 2 直度 ＜1％ 仪检查 6．7 软 土 地 基

软土是软弱地基的总称，规范规定：天然孔隙比大于或等于1．0，且天然含水量大于液限的细粒土

应判定为软土，包括淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土等。

-1

其压缩系数大于0．5×10MPa。

例如上海是世界三大软土地基城市之一，主要土层为淤泥质土，含水量一般在37％～50％，孔隙比一 般在1．05～1．37之间，土体压缩量大，压缩系数在0．72～1．24

-1

×10MPa之间，渗透系数很小，

-7-6

在6×10～2×10cm/s。

软土的特性是：含水量大，强度低，压缩性高，渗透系数小，地下水位高，土质不均匀，

流变性大，在基坑开挖，坑内排水，坑内外水头差，导致渗流，还会产生渗流破坏。当软土受到振动后，

土结构被破坏，强度降低，很快变成稀释状态，易产生侧向滑移、沉降及基底侧向挤出等现象。

我国软土分布有：滨海环境沉积软土(如渤海、黄海、东海和南海等沿海地区)；三角洲沉积软土(如长江

三角洲、珠江三角洲和钱塘江三角洲地区)；河流环境沉积软土(如武汉、南京等地区)。

软土分布之广，使很多沿海大城市的地基都处在软土地区。软土地基的一般处理参见3．4．3“软土”部分。 6．7．1 连续墙整体滑移，基坑底面隆起

1．现象

基坑宽10m，长超过200m，挖深9．5～10．5m，地下连续墙80cm厚，深20m，两道 钢筋混凝土支撑，地面下20m范围内为饱和流塑状灰色淤泥，内

o

摩擦角φ=11．5，粘聚力为12kPa。

挖土到设计标高时，地下连续墙12幅(单元)发生整体滑移，基坑地面隆起，第二道支撑大部分剪断，

第一道支撑拉脱跌落，基坑支护破坏。坑外滑塌区很大，地面下沉最大4m，附近民房受到损害。 2．原因分析

o

勘察单位建议用于稳定分析的c值为13kPa，φ值为6．5，经重新勘察，分析结果稳

定系数K为0．74，认为造成事故的主要原因是土体失稳，被动土区提供的被动抗力不足。 3．防治措施

提高基坑底面的稳定性(包括坑底隆起、管涌、抗渗等)采用的方法，一是加深嵌固深度，

二是加强坑底土的强度。该工程以加强坑底土的强度较为合适(以深层搅拌水泥土加固)，

这种方法已在较多工程中试验成功。实践说明用这种方法比加深嵌固深度较为经济。

6．7．2 桩嵌固深度不足，支撑失稳 1．现象 基坑长65m，宽40m，挖深10m，采用16m长∮800mm＠1000mm的灌注桩，桩背用

搅拌桩止水，两道∮914×11钢管支撑，淤泥质土，φ=6。45’，c=7kPa。基坑在宽度方向发生整体滑动，

坑底大量土体隆起，地面严重沉陷倾斜，路面严重裂缝，钢支撑发生纵向弯曲失稳、折断，有的灌注桩折断， 基坑整体滑动破坏。 2．原因分析

(1)灌注桩嵌因深度仅6m，严重不足。

o

(2)被动土区的φ、c值很小，桩端(底)的内摩擦角φ=5 45’，粘聚力c=11kPa；因为基坑内侧水平抗力

(被动土压力)与桩的嵌固深度和土的性质(c、φ值)有关，导致基坑内侧土不能抵抗因外荷载及主动土 压力所产生的压力。

(3)灌注桩搅拌桩、钢支撑和土体三者组成基坑工程整体，支撑体系失稳，就会导致整体失稳。 3．防治措施

(1) (1) 应根据规范公式核算桩内侧水平抗力，如不足则必须加深嵌固深度，或加强土的强度，即作深 层搅拌桩加固，或者同时加深桩深度和加固土的强度。

(2) (2) 正确设计文撑体系，设计应考虑节点做法，考虑钢支撑温度应力，如有支撑柱，则应考虑柱的

变形(沉陷或顶升)。参阅本章钢支撑附录钢支撑设计注意事项。

6．7．3 支护桩嵌固深度不足，桩断裂 1．现象

基坑深9m，采用∮800mm灌注桩，长13m。该支护桩事后调查配筋较少。当挖土到设计标 高时适值一场大雨，基坑泡水大多数支护桩在坑底面处断裂，基坑坍塌。

2．原因分析

支护桩嵌固深度仅4m，按规范公式计算其嵌固深度不足。支护桩在坑底面弯矩最大，

而配筋又不足，因而大多数在坑底面断裂。 3．防治措施

基坑工程设计时所采用的c、φ值要考虑留有余地，即考虑泡水时c、φ值的减少。要核算嵌固深度，

应按钢筋混凝土规范规定的圆截面配筋，正确采用钻孔混凝土强度等级及配置钢筋。

6．7．4 软土打桩挤土引起支护桩倾侧 1．现象

某工程正当挖土高潮时，与该工程基坑间隔14m的另一工程基础打桩，速度为每天13～18根，

造成严重挤土作用，使某工程紧靠另一工程一侧支护桩最大

位移达1．638m，造成巨大经济损失， 工期延误半年。 2．原因分析

由于打桩速度快，引起较大的超静孔隙水压水造成严重的挤土作用，且软土受振动后，土结构被破坏， 很快变成稀释状态，产生侧向滑移。 3．防治措施

在软土地区最好避免锤击桩(预制桩或沉管桩)，采用钻孔灌注柱可以不产生本身工程桩的位移和挤

土后使邻近建筑物桩的位移。实践证明很多锤击沉管桩和打入式预制桩，由于产生超静孔隙水压力， 造成桩位移并影响邻近建筑。

如必须打锤击预制桩时，则应研究工地环境情况，是否影响邻近建筑，否则应采取特殊的措施，

如在基坑边用开槽或防挤孔、砂井等。

6．7．5基坑失稳破坏 1．现象 基坑深10．5m，采用∮800mm的钻孔灌注桩支护，桩长16．5m，并设向道∮914×11钢管支撑，

位置分别为-2m及-6m，采用深层搅拌桩止水。挖土将到设计标高时，发现基坑底隆起，涌砂涌水， 支撑不稳，基坑工程整体失稳破坏。 2．原因分析

(1)嵌固深度仅6m，由于嵌固深度小，产生渗透不稳定及管涌，按规范嵌固深度核

算，至少应为10．2m。

(2)10．5m深坑内的土，大多为淤泥及淤泥质土，其φ及c值都很小，因此土水平抗力很小，造成滑移。 3．防治措施

在设计基坑工程时，其嵌固深度除满足结构支点及嵌固外，尚需满足抗渗稳定条件的要求。

如勘察报告提供的土的内摩擦角φ及土的粘聚力c值比较小时，则在基坑桩的内侧应采取加固措施，

如水泥土深层搅拌法或压力注浆法等以加固土体，避免产生滑坡失稳。