导航: >> 安全技术>> 建筑施工>>正文

深基坑开挖支护现状分析及其对策

  
评论: 更新日期:2015年08月20日

  3.2 设计计算错误
  (1)锚杆计算错误。如石家庄某高层建筑,建筑面积10万多平方米,地上28层,地下4层,基坑深达20.5m,东西长120m,南北宽100m.基坑用φ600灌注桩,@1000,桩长20m,入土5m,混凝土强度为C25,配12根φ22的Ⅱ级钢筋,桩顶设帽梁,帽梁顶砌5.5m高370砖墙作护墙,墙内有构造柱及压顶圈梁.护壁桩设三道130锚杆:第一道锚杆长15.5m,@2000;第二道锚杆长20m,@1500;第三道锚杆长18m,@1000.用槽钢与护壁桩相结合.1993年9月12日,施工完西部坑底垫层,施工管理人员发现基坑西部护壁桩间成片掉土,并有渗水现象,顶部砖墙外倾,顶部地面出现裂缝.9月15日西侧北部有部分腰梁槽钢脱落,部分锚杆螺母松动.施工人员将槽钢补焊接上,拧紧螺母.在坑顶局部挖土卸载.9月16日下午5时左右,基坑西部南北约50m的护壁结构迅速倒塌,折断钢筋混凝土桩48根,倒塌边缘距坑边约13m,护壁桩折成三段,折点分别在第二、三层锚杆处,第一层锚杆从土中完全拔出,第二、三层锚杆锚头拉脱,腰梁扭断开.经分析计算,第一道锚杆的锚固长度需25.6~30m,第二道锚杆的锚固长度需22~25m。可见倒塌的主要原因是设计中完全拔出,第二、三层锚杆锚头拉脱,腰梁扭断开.经分析计算,第一道锚杆的锚固长度需25.6~30m,第二道锚杆的锚固长度需22~25m。可见倒塌的主要原因是设计计算错误所导致。
  (2)支护桩嵌入深度不够.上海某工程基坑采用深层水泥搅拌桩做支护,基坑开挖深度5~7m,桩长12m,嵌入深度5m.开挖到5m时未发生事故,但开挖到7m时,发生管涌,涌砂涌水.由于大量砂土冒出,最终导致支护结构全部倒塌.仅加固费就增加投资30万元(原支护结构费80万元),工期延长2个月.经对管涌计算知,支护桩嵌入深度需7m。   (3)安全系数偏小。许多基坑设计时,为单纯追求造价,而忽略许多因素,使工程的安全系数偏小。如遇雨水或少量偶然的坑边堆载,就导致基坑的失稳。
  3.3 未进行稳定验算
  由很多工程事故可见,仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的,还必须进行稳定验算,以确保基坑的整体及局部稳定,特别是软土地区。
  3.4 施工管理方面的问题
  (1)严重超挖,不遵守分层分段开挖原则;(2)坑边过量堆载;(3)管理混乱。
  4、建议及对策
  4.1 坚持分层分段开挖与支护的原则
  一般情况下,边坡破坏有一个从局部开始,逐渐扩大的过程.首先产生局部破坏的部位为突破点.当某部位土体应力达到或超过其强度时,突破点开始破坏,并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值,使破坏面扩大.城市高层建筑的发展,使基坑深度日益增大,边坡也越来越陡立(一般在80~90°).目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60°左右建立的,与陡立边坡的初始受力状态有较大差异.边坡开挖后,破坏了原自然土体的三向受力状态,在开挖面附近产生一个高能区.其中一部分能量传给周围土体,一部就成为使土体变形的动力.对近于直立的边坡,若一次开挖深度太大,积聚的能量就很大,有可能成为破坏的突破点而产生塌方.所以施工中必须控制开挖面的长度与深度,并进行快速支护,使支护尽早发挥效能,达到控制和消灭破坏突破点的目的.分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放.前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位,有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位.当下一层段开挖后,就被后期开挖段吸收并释放.因此,分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程,最后总的开挖能量留在坡面的较少,这对整个破面的稳定是有利的。
  边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容,在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位,这是划分层段的重要依据.据此绘出每一坡面的层段开挖图,作为施工依据,并在施工中根据具体情况进行调整。
  4.2 信息反馈是基坑施工的重要组成部分
  所谓施工过程中的信息反馈基本上指两方面:一是指坡面开挖过程中对暴露出来的地质构造、地下水分布的变化及未知地下建筑物的信息反馈;二是指施工过程中对边坡位移及应力监测的信息反馈.其中,施工中发生侧移有以下原因:(1)土力学的模糊性:土的层面结构多变,影响因素多,物理力学性能分散性大。其结构计算原理及各种参数取值有较大的模糊性,不可能一次计算到位。(2)外力作用下的变形。(3)施工阶段的不稳定性。
  4.3 支护结构的革新
  (1)从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护,都是将平面结构改变为空间支护结构,利用拱的作用,一方面减小土对桩的侧向压力,另一方面将结构受弯变为拱圈受压,充分发挥混凝土的受压特性,降低了工程费用。
  (2)从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法,是将基坑支护桩和地下室墙合在一起,将地下室的梁板作为支护,从地下室顶往下施工,地下室外墙也施工.它的优点是节约投资,在地下水丰富、不易降低水位地区,尚须作防水帷幕。
  (3)发展新的支护方法。近年来,喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用,并显示了显著的经济效益.它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑,完全抛弃了传统法及其被动支护概念,以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度,变土体荷载为支护结构体系的一部分.它主动支护土体,并与土体共同工作,具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30~60天以上,工程造价低10%~30%.支护最大垂直坑深18m,建筑淤泥基坑深达10m。
  4.4 进一步研究基坑支护理论
  可以看到,随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程,基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题.因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论,尤其是新型支护方法的计算理论,乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。
  4.5 探讨基坑护壁抢险技术
  如前所述,基坑工程的破坏率较高。因此,配合施工过程的监测与信息反馈技术,进行基坑护壁抢险技术的探讨非常必要.目前,发现基坑护壁失效,采用的方法是停止开挖或回填土方等,收效甚微。因此在支护设计或确定施工方案时,就必须考虑基坑护壁的抢险措施。如基坑护壁帷幕漏水化学灌浆抢险技术,具有简单、经济。快速和有效的特点,是目前基坑漏水涌砂最好的抢险补救方法。

网友评论 more
创想安科网站简介会员服务广告服务业务合作提交需求会员中心在线投稿版权声明友情链接联系我们
Baidu
map