深基坑工程中常見的問題和處理對(duì)策

深基坑工程中常見的問題和處理對(duì)策,基坑,工程,常見,問題,處理,對(duì)策 總第 8 7 期 2 0 0 3年第 8期 西部探礦工程 W ESr CHI NA ExP Ur)R n0N ENGI NEERl NG s e r i e sNo 8 7 Au g 2 0 0 3 文章編 號(hào)：1 O O 4 5 7 1 6(2 O O 3)0 8 5 8 0 2 中圖分 類號(hào)：TU4 7 3 2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 深基坑 工程 中常見 的問題和 處理對(duì) 策 楊 麗君，周 衛(wèi)東(1、紹興文理學(xué)院土木系，浙江 紹興 3 1 2 0 0 0；2、浙江華匯建筑設(shè)計(jì)咨詢有限公司，浙江 紹興 3 1 2 0 0 0)摘要：對(duì)深基坑工程 中常見的一些事故隱患作 了分析，從安全的角度考慮提 出了一些應(yīng)注意的問題。關(guān)鍵詞：深基坑；囤護(hù)結(jié)構(gòu)；基坑 開挖；穩(wěn)定性；安全性 近 2 O年來，隨著城市建設(shè) 的發(fā)展，城市地皮的增值，向地下 空 間發(fā)展 已成 為 必 然 趨勢(shì)，與之 相 應(yīng) 的 深 基 坑 開挖 工 程 也 日益 增多，而且基坑開挖深度也愈來愈深。深基坑工程是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性 工程，它涉及土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)、原位測(cè)試等多門學(xué)科，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。除支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，還包括止水 降水措施、施工組織、工程監(jiān)測(cè)等內(nèi)容。其 中一部分出問題，就會(huì) 影響整個(gè)工程的安全。由于實(shí)際情況 中土體變化的復(fù)雜性，各種 特定土體的本構(gòu)關(guān) 系及相應(yīng)的諸土 工參數(shù)難 以確定，設(shè)計(jì)計(jì)算 多取決于經(jīng)驗(yàn)，隨意性大，基坑失穩(wěn)事故時(shí)有發(fā)生，使國(guó)家財(cái)產(chǎn)受 到 了很大的損失，對(duì)人 民生命造成極大威脅。1 深基 坑 支護(hù) 中存在 的 主要 問題 1 1 打 樁 的擠 土效應(yīng) 由于打樁引起超孑 L 水壓力，造成嚴(yán)重的擠土作用，引起圍護(hù) 結(jié)構(gòu)位移及坑底隆起，甚至圍護(hù)墻體破壞。如上海 2個(gè)工程，一 工程基坑開挖，另一工程打樁，相距僅 1 4 5 m，由于打樁速度快，每天打 1 3 1 8根，導(dǎo)致 相 鄰 工 程 的 水 泥攪 拌 樁 墻 體 位 移 1 6 3 8 m，圍護(hù)墻體破壞，另外，打樁的擠土和動(dòng)力波作用，會(huì)使砂 土液化，使土的抗剪強(qiáng)度明顯下降，容易引起先打的樁產(chǎn)生上浮、傾斜、位移等，所以打樁后應(yīng)有一段 間歇時(shí)間，才能開挖基坑。1 2基坑 周 圍地 表的 沉降 由于基坑開挖后的基坑外降水過大過快或坑 內(nèi)流砂，管涌，圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾斜變形等弓 I 起周圍地表沉降，使 臨近建筑、地下管道、電纜受到破壞。即環(huán)境效應(yīng)問題 日益增多，也越來 引起人們的高 度關(guān)注。因而合理設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)地 下水 位高的地 區(qū)，要根據(jù) 土質(zhì)情況設(shè)置止水帷幕，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)周圍進(jìn)行止水 處理，坑外要 設(shè)置若干回灌井、觀察井，或在周圍建筑物和結(jié)構(gòu)之間設(shè)隔水墻，防止因降水而影響原有建筑物的穩(wěn)定。對(duì)于深基坑平面尺寸較 大，開挖深度較深，而離坑邊較近有地下管線或建筑物需要保護(hù) 時(shí)，可采用鋼筋混凝土地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)，墻體整體性好，墻體位移 ??；支撐體系采用鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)形式，剛度大，又能做成利 用混凝土抗壓強(qiáng)度的特點(diǎn)，能提供很大 的支 撐承載能力和較大 的施工空間，是安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的深基坑圍護(hù)方案。1 3 懸臂圍護(hù)結(jié)構(gòu)過大的內(nèi)傾位移 由于懸臂樁是以基坑底下土的被 動(dòng)土壓 力來平衡主動(dòng)土壓 力和水壓力的作用，而要產(chǎn)生被動(dòng)土壓力需較大的位移，當(dāng)邊坡 位移很大時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致基坑周圍地面、建筑物、道路和管線的開裂 和破壞。特別 當(dāng)基坑距周圍建筑、道路和管線較近 時(shí)，應(yīng)特別注 意基坑支護(hù)的位移量。1 4 流 砂和 管涌 現(xiàn) 象 在動(dòng)水壓力作用下，當(dāng)滲流水 自上而下運(yùn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)力水方向與 土體重力方向，將減小土粒間的壓力。當(dāng)動(dòng)力水等于或大于土的 有效重度 時(shí)，土粒處于懸浮狀態(tài)而失去穩(wěn)定，出現(xiàn)流砂現(xiàn)象。土 的顆粒懸浮流動(dòng)入坑內(nèi)，流入坑內(nèi)的渠道有的從基底土流出，有的 由于止水失效或樁 間距過大而由坑壁流人的，如某工程基坑深度 為 1 0 m，鉆孔灌注樁j 2 8 o 0，長(zhǎng) 2 2 2 5 m，墻后寬 1 7 m，長(zhǎng) 1 7 m的水 泥攪拌樁。由于地質(zhì)條件差，地下 4 1 0 m多為砂質(zhì)粉土。而地 下有老的防空洞，以致有的鉆孔灌注樁達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)高，因而造成 隱患。在施工過程 中發(fā)生嚴(yán)重的流砂現(xiàn)象，影響附近民房，產(chǎn)生很 大裂縫。管涌可以發(fā)生于局部范圍，但也可能逐步擴(kuò)大，它會(huì)使土 層變松，孑 L 隙增大，強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致坑壁失穩(wěn)。防止管涌通常 是采用降低水力坡度和在管涌出口處增設(shè)反濾層。1 5 基坑周圍嚴(yán)重堆載造成塌方 在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 中，基坑周 圍地 面的堆載一般取 l 0 b 2 0 k N 。由于不可避免的要在坑邊堆置土方、材料、設(shè)備，搭設(shè) 臨時(shí)工棚等，或在坑邊緣移動(dòng)施工機(jī)械與運(yùn)輸設(shè)備。當(dāng)堆載太重 時(shí)，會(huì)增加擋墻背后的主動(dòng)土壓力，從而加強(qiáng)基坑失穩(wěn)的危險(xiǎn)性。應(yīng)根據(jù)土方、設(shè)備的重量及基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)和土質(zhì)情況經(jīng)過計(jì)算確 定。1 6 支撐的失穩(wěn)與破壞 整個(gè)支撐體系是土體、圍護(hù)墻體及支撐體系相互作用的整 體，它們的相互影響和相互制約的每一個(gè)組成部分都應(yīng)滿 足一 定的強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性的要求，否則，如果某一個(gè)局部的失穩(wěn)或 破壞，就有可能導(dǎo)致整體的破壞。當(dāng)支撐支點(diǎn)數(shù)量少，支撐受力 過大，連接不牢固，特別當(dāng)采用焊接對(duì)接鋼管支撐。在焊接質(zhì) 量 不能保證時(shí)，受力過大 的鋼管支撐 常因焊縫 先行破 壞而導(dǎo)致 支 撐失效。擋土構(gòu)件采用鋼板樁時(shí)，本身剛度較小，當(dāng)支撐間距過 大時(shí)，鋼板樁柔性大易變形的缺點(diǎn)更加暴露，支撐梁太大，其本身 壓縮量大，受力后易彎曲。在基坑圍護(hù)工程中的支撐和連接必須 慎重綜和考慮，以保證基坑圍護(hù)工程的安全。2 深 基坑 工 程的 監(jiān)測(cè) 和動(dòng) 態(tài)設(shè) 計(jì) 由于深基坑工程一般 位于市 區(qū)建筑人 口密集地帶，一出事 就是大事故。而基坑工程十分復(fù)雜，影響因素多。目前基坑工程 的設(shè)計(jì)計(jì)算理論還不成熟，大部分取決于經(jīng)驗(yàn)。對(duì)深基坑工程實(shí)(下轉(zhuǎn)第 6 4頁)維普資訊 http:/ 西部探礦工程 Au g 2 0 0 3 No 8 的一項(xiàng)工程，通過對(duì)皮帶廊 C段的改造，降低 C段的輸送 坡度，提高通過能力，在降低輸送成本的同時(shí)，將輸送能力 由原來 的 5 o o t l 天，提高到 6 5 0 t 天，提高產(chǎn)量 3 O 以上。皮帶廊改造工 程起點(diǎn)位于 A站 5號(hào)柱，終 點(diǎn)位于 c站 1 5號(hào)柱，其 中 A段 長(zhǎng) 1 3 0 m，隧道全長(zhǎng) 2 2 3 m，C段改造長(zhǎng) 4 0 m，全長(zhǎng) 3 9 3 m，其 中隧道位 于廣州市花都區(qū)炭步鎮(zhèn)珠江水 泥廠石 料輸送 皮帶 廊 B站，地貌 為丘陵地形，兩側(cè)為陡坡地形。皮帶 廊 改 造 工程 隧道 部 分 是 重 點(diǎn) 工 程，隧 道 斷 面 積 為 9 3 m，總寬為 3 4 m，高度為 3 0 2 m，隧道洞身 由于埋深較淺，地 質(zhì)條件較差，開挖時(shí)容易形成局部小的塌方。3 施 工方 案 隧道除明洞段采 用明挖法施工外，其余均推薦 采用新奧法 施工。明洞段采用大開挖施工，其施工期應(yīng)盡量避開雨季，減少 邊坡開挖暴露時(shí)間，保持邊坡穩(wěn)定。采用新奧法施工地段應(yīng)根據(jù) 隧道 圍巖情況確保適宜的開挖方法，、類 圍巖段輔以小管棚 注漿超前支護(hù)，或超前砂漿錨桿等措施，以穩(wěn) 固圍巖，對(duì)于類圍 巖段，為加快施工進(jìn)度，施工中要積極采用光面爆破、預(yù)裂爆破技 術(shù)，嚴(yán)格控制超、欠超，初期支護(hù)及時(shí)可靠，二次襯砌采用砼運(yùn)輸 車和襯砌模板拱架的配合套施工方案，確保質(zhì)量達(dá)到內(nèi)實(shí)外光。施工過程加強(qiáng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)處理分析數(shù)據(jù)，調(diào)整支護(hù)參數(shù)。4實(shí)踐 結(jié)果 經(jīng)過將近兩年的生產(chǎn)實(shí)踐表 明，本次皮帶廊改造 工程是相 當(dāng)成功。解決了十多年來一直以瓶頸的 AB C段制約整條皮帶運(yùn) 輸線的生產(chǎn)，改造生產(chǎn)后與改造前破碎面年產(chǎn)量、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量見表 2，現(xiàn)在破碎礦石量能輕松將過去 的 5 1 2 t h提 高到 7 0 0 t h，改變 了過去需要 4天打滿一堆料，為現(xiàn)在 2天半就能打滿一堆，增加 了對(duì)整條皮帶運(yùn)輸線 的巡檢，維修和保養(yǎng)時(shí)間。A、B、C段皮帶 至今未曾發(fā)生過任何大的事故。改造前廠機(jī) 電部皮帶班的人員 每個(gè)月至少要到礦 山 A、B、C段修補(bǔ)皮帶一次，有時(shí)甚至幾次，直 接影響到礦山石灰石的輸 送，現(xiàn)在該段幾乎沒發(fā)生修補(bǔ)皮帶事 故。另外，在耗電量方面每噸可節(jié)約 0 3 k w 電量，投資不到 2年 成本已經(jīng)全部收回去。實(shí)踐證 明這次皮帶廊改造工程取得 了圓 滿 成功。表 2 破碎機(jī)產(chǎn)量、臺(tái)時(shí)產(chǎn)量綜合表(上接第 5 8頁)行綜合監(jiān)測(cè)，特別對(duì)基坑變形，支護(hù)結(jié)構(gòu) 內(nèi)力，開挖過程中的地下 水及基坑開挖對(duì)臨近建筑物的影響等。對(duì) 于實(shí)際工程 的施工嚴(yán) 密的跟蹤監(jiān)測(cè)，并依據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息反饋，通過對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 的分析研究，可 了解并掌握基坑支護(hù)結(jié)構(gòu) 的力學(xué)形態(tài)及變化動(dòng) 態(tài)，隨時(shí)調(diào)整參數(shù)，調(diào)整施工順序，控制支撐 時(shí)間，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)是評(píng) 估基坑安全可靠性和作出某些施工決策的重要依據(jù)。3小 結(jié)(1)深基坑施工 占用資金 多、工期長(zhǎng)、難 度大，基坑 支護(hù)方案 的選擇應(yīng)綜合考慮造價(jià)、工期、安全及對(duì)周 圍環(huán)境 的影 響。當(dāng)基 坑周圍有建筑物、道路和管線時(shí)，特別要注意邊坡的變形控制。(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要滿 足土坡 的整體穩(wěn)定，又要 限制過大 位移，同時(shí)要滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng) 度要求，只有這樣才能保證基坑 開挖 的順 利 進(jìn)行。(3)在深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，應(yīng)將監(jiān)測(cè)方案一起考慮，選擇有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)測(cè)單位實(shí)施。積累完整準(zhǔn)確 的基坑開挖與支護(hù) 監(jiān)測(cè)結(jié)果對(duì)于總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)，完善設(shè)計(jì)分析理論是十分重要的。參 考文獻(xiàn) E 1 3 趙錫宏，陳志 明，胡中雄等 高層建筑深基坑圍護(hù)工程實(shí)踐 與分析 M 上海同濟(jì)大學(xué)出版社，1 9 9 6 E 2 3 楊敏，熊 巨華，馮又全 基坑 工程 中的技 術(shù)與應(yīng)用E J 工業(yè)建設(shè)，1 9 9 8，9 E 3 潭志勇，王余慶，周根壽 支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形的影響因素分析E J 工業(yè)建 設(shè)，1 9 9 9，5 Co l l 蚰 帥Pr o bl e ms a n d C帥 t r 0 l M【aI s I I r 幅 O f a De e p F伽II 山 t i 螄Pi t YANG Li-j u n 。Z HOU We i-d o n g。(1 De p t o f C i l E n gi n e e rin gS h a o x i n C o l l e g e o f C u l t u r e a n d S c i e n c e，S h a o x i Z h 巧i a n g 3 1 2 0 0 0，C h i n a；2 Hu a h u i Ar c h i t e c t u r a l De s i gn&Co n s u l t i n g Co mp a n y L i mi t e d z h e j i a n g，S h a o xi n Z h e j i a n g 3 1 2 0 0 0，C Ai na)Ab s t r a c t：So me pr o ba b l e a c c ide nt s a r o un d a d e e p f o un d a t i o n pi t a r e di s c us s e d So me i mp or t a n t p r ob l e ms a r e pu t f or wa r d i n o r d e r t o ma i n t a i n s a e t y Ke y WIl l S：de e p f o un d a t i o n p i t；s up po rti n g s t r u c t u r e；f ou n d a t i o n p i t e x-c a v a t i on；s t a bi l i t y；s a f e t y 維普資訊 http:/