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深基坑支护及事故分析

2009-01-06颜於滕彭利平

中国高新技术企业 2009年17期
关键词:土钉泥土深基坑

颜於滕 彭利平

摘要:随着我国经济建设的发展,对城市建筑物的高度和荷都都提出了更高的要术,因此对地基承载能力的要求越来越高,基础的埋置越来越深,使深基坑及其支护技术变得越发重要。文章介绍了当前基坑工程常见的几种支护结构方式及其适用范围,并对基坑工程事故进行简要分析。

关键词:基坑支护;事故;地下连续墙;土钉支护

中图分类号:TU712

文献标识码:A

文章编号:1009-2374(2009)17-0141-02

随着我国经济建设的发展,对城市建筑物的高度和荷载都提出了更高的要术,因此对地基承载能力的要求越来越高,基础的埋置越来越深,使深基坑及其支护技术变得越发重要。随着基坑工程向着深、大、复杂的方向发展,基坑支护的设计和施工技术日益受到人们的重视,深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。

一、支护理论及方法

现代支护理论主要有极限平衡理论,弹性支点法(土抗力)、弹性有限元法、非线性有限元法。其中非线性有限元法由于参数过多,应用较为复杂,现在多用于理论分析。基坑支护结构要承受基坑开挖卸载所产生的土压力,在实际施工过程中,根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工设备和施工季节等条件,所采用的支护方式也不同。

(一)土臂支撑

为了缩小工作面,减少土方开挖量,同时防止基坑开挖对周围地基的影响,可以采用土臂支撑的方式,此方式适用于城市密集区域内深基坑开挖。通常支护包括现浇钢筋混凝土梁及钢管支撑方式,这种支护形式对土臂的保护能力较强,基坑安全度高,对周围高层建筑影响较小,是现在深基坑开挖较为常见的支护方式。土臂支护的同时可配合以水泥土重力式挡土墙支护,并及时进行基坑降水,防止因为基坑涌水造成的工程事故。

(二)地下连续墙

地下连续墙是在开挖基坑周围用钻机钻孔,现场灌注钢筋混凝土桩,达到强度后,在基坑中间用人工挖土,并在挖土过程中加入横撑。该方法施工时振动小,噪音低,非常适于在城市施工。而且墙体刚度大,用于基坑开挖时,可承受很大的土压力,极少发生地基沉降或塌方事故,已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构。另外,防渗性能好,并可作为地下室外墙,具有明显的经济效益。

(三)水泥土重力式挡墙支护结构

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先,是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次,是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。

(四)土钉墙

土钉支护是以较密排列的插筋作为土体主要补强手段,通过插筋锚体与土体和喷射混凝土面层共同工作,形成补强复合土体,达到稳定边坡的目的。土钉墙主要适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土的基坑支护和边坡加固。不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层和淤泥质土,不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。土钉支护分为钻孔注浆土钉,打入土钉,打入注浆土钉等。其优点是稳定可靠、施工简便、工期短、效果好、经济性好,缺点是分层施工工期较长。

(五)钢板桩支护

沿当涂位置预先打入钢轨,工字钢或者H型刚桩,间距1~L5m,然后便开挖,边将3~6cm的挡土钢板塞进导轨之间,并在横向挡板与型钢之间打入楔子,使钢板与土体密切接触。钢板分为u型,z型等方式,该方法使用与地下水较低,深度不大的一般粘性或砂土。

二、深基坑事故分析

因深基坑工程中,地层复杂多样,又多在建筑密度大、场地狭小的城市施工,加之施工条件较差,难度大,基坑支护设计具有不确定性,容易出现各种工程事故。深究其原因不外乎勘察、设计、施工、监理等各方监督不到位,责任不明确。

勘察问题造成基坑事故的原因有两点:(1)没有仔细进行工程地质勘测,选择观测点不具有代表性,或者观测点太少;(2)对水文地质情况测量不清楚,没有分清地下水位及地下水性质,造成开挖时支护方式选择及支护程度考虑不足。

基坑设计属于盲目设计,一般是施工单位自行根据经验和简单的观测估计确定开挖及支护方案,对支护参数、支护的类型及支护的强度选取过于随意,不能结合具体的工程实际确定,没有科学依据,以致造成安全储备过低,或盲目增加安全系数造成严重浪费。

施工方面的原因是导致工程事故的最突出因素。(1)施工质量差,如施工中混凝土强度未达到设计要求,混凝土厚度,钢筋间距及锚固长度等不能严格按照规范进行;(2)施工人员素质不能保证,安全意识淡薄,是极大的安全隐患。管理^员素质也参差不齐,不能做好安全教育和技术交底,导致施工与设计脱钩;(3)施工队伍对降水、排水、止水意识不强,措施不力,如没有及时封闭基坑坡顶及坡面,使外部水侵入,基坑稳定降低。

三、结语

基坑工程的设计和施工技术日益进步,不断涌现出多种符合我国国情的实用的基坑支护方法,而且使得基坑工程的设计理论、计算方法得到不断改进。基坑支护结构设计是一项复杂的工程,具体工程选择什么样的支护形式,需要考虑具体的基坑环境,地下水情况,场地土质,施工队工程经验,工期要求以及技术经济效果等因素全面考虑而定,在保证施工安全的前提下,综合考虑技术经济指标,选择适合的方案。

参考文献

[1]毛鹤琴,土木工程施工[M],武汉:武汉理工大学出版社,2004

[2]韩晓雷,高永贵,“土力学”地基基础[M]北京:冶金工业出版社,2004

[3]徐至钧,赵锡宏,深基坑支护设计理论与技术新进展[M],北京:机械工业出版社,1977

[4]陈忠汗,程丽萍,深基坑工程[M],北京:机械工业出版社,1999

[5]余志成,深基坑支护设计与施工[M],北京:中国建筑工业出版社。1977

作者简介:颜於滕(1988-),男,山东滕州人,中国矿业大学建筑工程学院结构工程系学生,研究方向:建筑工程;彭利平(1987-),男,江苏无锡人,中国矿业大学机电工程学院学生。研究方向:建筑工程。

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