基坑爲什麼(me)會(huì)整體坍塌,9種(zhǒng)基坑坍塌案例分析主要爲您講解:
一、整體失穩
整體失穩是指在土體中形成(chéng)了滑動面(miàn),圍護結構連同基坑外側及坑底的土體一起(qǐ)喪失穩定性,一般的失穩形态是圍護結構的上部向(xiàng)坑外傾倒,圍護結構的底部向(xiàng)坑内移動,坑底土體隆起(qǐ),坑外地面(miàn)下陷。
龍潭空中花園基坑事(shì)故
某年,淩晨約30m寬位置坡頂出現開(kāi)裂并出現沉降,坡腳水泥土攪拌樁出現斷裂。早晨7時(shí),下起(qǐ)大雨,半小時(shí)後(hòu)該段出現塌滑。原因主要是基坑北側東端滑塌地段出現超挖,開(kāi)挖後(hòu)放置了較長(cháng)時(shí)間;坑内大量積水未及時(shí)抽排;坡腳土層受水浸泡,降低了土層強度,勢必導緻邊坡蠕動變形;緊鄰坑邊下水管長(cháng)期漏水,邊坡蠕動變形積累到一定程度後(hòu),坡頂道(dào)路下的下水道(dào)出現開(kāi)裂,大量水浸入邊坡土體内,導緻邊坡失穩 。
二、坑底隆起(qǐ)
坑底隆起(qǐ)是一種(zhǒng)向(xiàng)上的位移,産生的原因一是深層土的卸荷回彈,二是由開(kāi)挖形成(chéng)的壓力差導緻的土體塑流。
由于土體是連續體,坑底的隆起(qǐ)和圍護結構的水平位移必然導緻坑外土體産生沉降和水平位移,帶動相鄰建築物或市政設施發(fā)生傾斜或撓曲,這(zhè)些附加的變形使結構構件或管道(dào)可能(néng)産生開(kāi)裂,影響使用,危及安全。
一般解決的方法是被(bèi)動區加固,提高土的抗力,減少變形,同時(shí)解決整體穩定和坑底隆起(qǐ)問題。
三、圍護結構傾覆失
圍護結構傾覆失穩主要發(fā)生在重力式結構或懸臂式圍護結構,重力式結構在坑外主動土壓力的作用下,圍護結構繞其下部的某點轉動,圍護結構的頂部向(xiàng)坑内傾倒。抵抗傾覆失穩的力矩主要由圍護結構自身的重力形成(chéng),坑底的被(bèi)動抗力也是構成(chéng)抵抗力矩的因素。
如武漢火炬大廈開(kāi)挖深度10m,上部爲老鑽土,下部爲基岩,采用¢900mm人工挖孔嵌岩排樁支護,開(kāi)挖至設計标高後(hòu),由于老粘土局部浸水,強度降低,土壓力劇增,由于樁嵌人岩層,變形不易諧調,造成(chéng)十餘根支護樁折斷,危及鄰近六層綜合樓,使該樓樓梯間懸空,情況危急。經(jīng)緊急回填,增設錨杆後(hòu)。得以穩定。
四、圍護結構滑移失穩
圍護結構底部地基承載力失穩是指重力式圍護結構的底面(miàn)壓力過(guò)大,地基承載力不足引起(qǐ)的失穩。由于在圍護結構的外側還(hái)作用著(zhe)土壓力,因此其合力是傾斜的。在傾斜荷載作用下,地基土發(fā)生向(xiàng)坑内的擠出,圍護結構産生不均勻的沉降,可能(néng)導緻部分圍護結構的開(kāi)裂損壞。
如天恒大廈開(kāi)挖深度約5m,淤泥及淤泥質土的厚度近20m,工程樁采用1000m鑽孔灌注嵌岩樁,開(kāi)挖支護方案采用格構式水泥土重力式擋牆,坑底被(bèi)動區采用格構式水泥土暗撐。
當時(shí)施工工期緊張,數十台粉噴樁機晝夜施工水泥土擋牆及暗撐,樁的咬合情況及成(chéng)樁質量不佳,在齡期不足的情況下,匆忙開(kāi)挖,加上坑邊堆載不當、局部開(kāi)挖接樁、暴雨襲擊等不利因素,導緻大面(miàn)積邊坡失穩和坑底隆起(qǐ),坑内工程樁大多偏斜,塔吊基礎脫空、基礎下樁開(kāi)裂。
經(jīng)過(guò)全面(miàn)檢測,确認傾斜樁的樁身完整性,采用了獨立承台改爲筏闆,另增補56根鑽孔灌注樁.同時(shí)對(duì)坑底淤泥采用注漿加固。經(jīng)過(guò)近半年的努力,才成(chéng)功處理完事(shì)故隐患。
五、圍護結構滑移失穩
圍護結構滑移失穩亦主要發(fā)生在重力式結構中,在坑外主動土壓力的作用下,圍護結構向(xiàng)坑内平移。抵抗滑移的阻力主要由圍護體底面(miàn)的摩阻力以及内側的被(bèi)動土壓力構成(chéng)。當坑底土軟弱或圍護結構底部的地基土軟化時(shí),牆體發(fā)生滑移失穩。
華瑞大廈位于卓刀泉南路與雄楚大街交彙處,一幢26層高層建築,基礎埋深約-10.8m。基坑支護地面(miàn)以下約6m,坡率1:0.3噴錨支護,6m以下爲人工挖孔樁錨杆支護。2005年6月26日,基坑西側産生滑坍,支護樁嚴重内傾,部分護坡樁斷裂;西側坡頂地面(miàn)沉降,坡面(miàn)外鼓;南側、東側坡頂地面(miàn)(含人行道(dào)産生裂縫),險情嚴重。事(shì)故的原因主要是紅粘土層遇水後(hòu)強度迅速降低,導緻淺層滑坡。
六、“踢腳”失穩
“踢腳”失穩在單支撐的基坑中,可能(néng)發(fā)生撓支撐點轉動,圍護結構上部向(xiàng)坑外傾倒,圍護結構的下部向(xiàng)上翻的失穩模式,故形象地稱爲“踢腳”失穩。在多支撐的圍護結構中一般不會(huì)産生踢腳失穩,除非其它支撐都(dōu)已失效,隻有一道(dào)支撐起(qǐ)作用的情況。
某日中午12點左右,廣州市海珠區江南大道(dào)中——海珠城廣場B區施工工地發(fā)生基坑坍塌,基坑南邊支護結構坍塌,東南角斜撐脫落。基坑支護坍塌範圍約104.55延米,面(miàn)積約2007平方米,南側海員賓館的基礎樁折斷滑落,結構部分倒塌。同時(shí)造成(chéng)3人死亡、8人受傷。
産生原因:
1.施工與設計不符,基坑施工時(shí)間過(guò)長(cháng),基坑支護受損失效,構成(chéng)重大事(shì)故隐患。
2.南側岩層向(xiàng)基坑内傾斜,軟弱強風化夾層中有滲水流泥現象,施工時(shí)未及時(shí)調整設計和施工方案,錯過(guò)排除險情時(shí)機。
3.基坑坡頂嚴重超載,緻使基坑南邊支護平衡打破,坡頂出現開(kāi)裂。
4.基坑變形量明顯增大及裂縫增長(cháng)時(shí)未能(néng)及時(shí)作加固處理。
七、圍護結構結構性破壞
圍護結構的結構性破壞是指圍護體本身發(fā)生開(kāi)裂、折斷、剪斷或壓屈,緻使結構失去了承載能(néng)力的破壞模式。 如支撐體系不當或圍護結構不閉合;也可能(néng)是設計計算時(shí)荷載估計不足或結構材料強度估計過(guò)高,支撐或圍檩截面(miàn)不足導緻破壞;此外,結構節點處理不當,也會(huì)因局部失穩而引起(qǐ)整體破壞,特别在鋼支撐體系中,節點多,加工與安裝質量不易控制。節點處理包括支撐和牆體的連接處,如不設置圍檩或連接強度不夠。
杭州蕭山湘湖段地鐵施工事(shì)故
某日15時(shí)20分,杭州蕭山湘湖段地鐵施工現場發(fā)生塌陷事(shì)故。風情大道(dào)坍塌形成(chéng)了一個長(cháng)75米、寬21米、深15.5米的深坑,附近的河流決堤,河水倒灌,一度水深達6米多。正在路面(miàn)行駛的11輛車陷入深坑,數十名地鐵施工人員被(bèi)埋,遇難工人數達到21名,同時(shí)造成(chéng)了風情大道(dào)中斷,距事(shì)故現場僅一牆之隔的蕭山區城西小學(xué),校園東邊的圍牆已全部垮塌。附近民房傾斜破壞,地面(miàn)下管線破壞等一系列連鎖破壞效應。
初步判定基坑破壞形式,基坑産生整體失穩,坑底隆起(qǐ),從而使得圍護牆傾斜,而鋼支撐與圍護牆連接剛度很弱,基本可以看作鉸接,當對(duì)撐的兩(liǎng)側軸力不在一條線上時(shí),鋼支撐非常容易産生失穩破壞,從而産生類似多米諾骨牌效應,導緻最後(hòu)基坑失穩破壞,坑邊土體塌陷,支撐破壞。
八、支、錨體系失穩破壞
支、錨體系失穩破壞包括兩(liǎng)種(zhǒng)不同的破壞模式。錨杆的破壞主要表現爲錨杆的拔出、斷裂或預應力松弛,土錨的破壞大多是局部的;支撐的失穩很可能(néng)是整體性的,其形态因體系不同而不同,支撐體系大多是超靜定的,局部的破壞會(huì)造成(chéng)整體的失穩,尤其是鋼支撐體系,局部節點的失效概率比較大。
九、止水帷幕功能(néng)失效等
止水帷幕功能(néng)失效和坑底滲透變形破壞是指止水帷幕喪失擋水功能(néng),産生滲漏、湧水、流土或流砂。由于水土流失使基坑外地面(miàn)下沉、塌陷,導緻鄰近建築物的開(kāi)裂和損壞。
引起(qǐ)圍護結構止水帷幕功能(néng)失效的主要原因是施工因素,其次是設計因素和材料的因素。由于施工質量低劣,止水帷幕有空洞或裂縫,成(chéng)爲漏水的通道(dào)是最普遍的現象;止水帷幕設計過(guò)短,沒(méi)有全部切斷透水層也是漏水的可能(néng)原因。由于止水帷幕失效産生過(guò)大的水力坡降引起(qǐ)坑底滲透變形破壞。如不及時(shí)制止,由滲透變形引起(qǐ)的坑外土體的位移和陷落是嚴重的。
總結一下,基坑的九種(zhǒng)失效模式:1.整體失穩 2.坑底隆起(qǐ) 3.圍護結構傾覆失穩 4.圍護結構滑移失穩 5.圍護結構底部地基承載力失穩 6.“踢腳”失穩 7.圍護結構的結構性破壞 8.支、錨體系失穩破壞 9.止水帷幕功能(néng)失效和坑底滲透變形破壞。
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