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2011-11-06 13:13:40江建紅崔江余
鉆探工程 2011年5期
江建紅,崔江余
(北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京 100044)
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江建紅,崔江余
(北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京 100044)
土釘墻因其造價(jià)低、施工方便等特點(diǎn)在基坑支護(hù)工程中得到了廣泛的應(yīng)用,并且創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益,設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越多。但是,盲目使用土釘墻會(huì)給基坑工程帶來(lái)安全隱患。通過(guò)海口某基坑邊坡垮塌事故,分析了基坑事故發(fā)生的原因,并給出了處理措施及建議。
基坑;土釘墻;邊坡垮塌;事故分析;處理措施
土釘墻是由土釘、鋼筋混凝土面層、被加固的原位土體及必要的防排水系統(tǒng)構(gòu)成的擋土結(jié)構(gòu)。因其施工設(shè)備簡(jiǎn)單方便、施工工期短、工程造價(jià)低等特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外基坑支護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)收集到的資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查,土釘墻在?？诘貐^(qū)深度為7 m以?xún)?nèi)的基坑支護(hù)工程中應(yīng)用很普遍。但是,基坑工程是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性工程,盲目地采用土釘墻支護(hù)技術(shù)卻會(huì)對(duì)基坑工程留下安全隱患,由于設(shè)計(jì)不合理,或施工不當(dāng),或自然災(zāi)害等原因,容易造成基坑坍塌等事故。本文對(duì)?？谀郴邮鹿蔬M(jìn)行了分析,以對(duì)類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考。
1 事故現(xiàn)場(chǎng)的基本情況
1.1 工程概況
本基坑位于?？谛鲁侵行牡囟?自然地坪標(biāo)高為 -0.3 m,坑底標(biāo)高為 -7.77 m,坡底設(shè) 30 cm深排水溝,開(kāi)挖總深度為 7.77 m。基坑周?chē)鷪?chǎng)地較為開(kāi)闊,周?chē)?40 m范圍內(nèi)沒(méi)有建 (構(gòu))筑物。根據(jù)鉆探揭露以及勘察報(bào)告,場(chǎng)地地層巖土工程條件和設(shè)計(jì)所需參數(shù)相關(guān)指標(biāo)值見(jiàn)表 1。
表1 土層基本物理力學(xué)參數(shù)
1.2 基坑坍塌概況
事故基坑已經(jīng)開(kāi)挖深度為 6 m,大部分基礎(chǔ)樁已經(jīng)做完。在基坑向下開(kāi)挖過(guò)程中,基坑西側(cè)及南側(cè)坡頂路面已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫,但是未引起施工單位注意,由于下雨,雨水不斷通過(guò)裂縫往坡體里滲,再加上挖機(jī)不時(shí)在坡頂路面上行走,最后導(dǎo)致基坑南坡大面積坍塌。
2 事故原因分析
事故發(fā)生后,經(jīng)過(guò)初步分析判斷,認(rèn)為造成坍塌的主要原因是:
(1)施工單位在土釘墻施工過(guò)程中土釘注漿孔注漿不飽滿,大多數(shù)土釘抗拔力很小;
(2)10月份海南遭遇 50年不遇的暴雨,降水量較大,排水不暢,基坑四周遍布水塘,尤其西北及西南兩側(cè),形成水頭及水的滲流壓力,局部土中形成滲流通道,不斷沖刷,使基坑處于不穩(wěn)定狀態(tài)而塌陷;
(3)土質(zhì)狀況不穩(wěn)定,整個(gè)基坑上部回填土為1.5 m,基坑中部及西北部原為魚(yú)塘,魚(yú)塘處為淤泥,部分土體為淤泥質(zhì)土,水的沖刷、浸泡、水力壓力使土質(zhì)較差的部分土體進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài),產(chǎn)生裂縫、滑移。
通過(guò)對(duì)此次基坑事故進(jìn)行的全面分析,筆者認(rèn)為事故原因可以歸結(jié)為設(shè)計(jì)及施工 2個(gè)方面。
2.1 設(shè)計(jì)方面
原基坑采用土釘墻支護(hù)方案,在基坑深度范圍內(nèi)采用 4道土釘,土釘支護(hù)參數(shù)如圖 1及表 2所示。
原支護(hù)設(shè)計(jì)方案存在以下問(wèn)題。
圖1 原支護(hù)設(shè)計(jì)方案剖面圖
表2 土釘支護(hù)參數(shù)
2.1.1 設(shè)計(jì)方案選擇不恰當(dāng)
根據(jù)文獻(xiàn)[1]的規(guī)定,土釘墻適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、粘性土和弱膠結(jié)砂土的基坑支護(hù)或邊坡加固,宜用于深度不大于 12 m的基坑支護(hù),不宜用于含水豐富的粉細(xì)砂層、砂礫卵石和淤泥質(zhì)土,不得用于沒(méi)有自穩(wěn)能力的淤泥和飽和軟弱土層。本基坑地下水位埋深較淺,地下 1. 8 m處就有地下水,而且施工期間恰逢雨季,再加上場(chǎng)地中有一層處于軟塑～流塑狀態(tài)的粘土層,原設(shè)計(jì)方案采用單獨(dú)的土釘支護(hù)很顯然是不恰當(dāng)?shù)?是存在風(fēng)險(xiǎn)的。
2.1.2 土層計(jì)算參數(shù)選取有誤
原基坑支護(hù)方案計(jì)算書(shū)對(duì)第三層粘土采用的摩擦角值為 10°,而根據(jù)勘察報(bào)告,第三層粘土的摩擦角建議取值只有 4°,而且原基坑支護(hù)方案的基坑開(kāi)挖深度為7 m,比實(shí)際開(kāi)挖深度淺了近 1 m。通過(guò)對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)算發(fā)現(xiàn),當(dāng)開(kāi)挖深度為 7 m時(shí),采用勘察報(bào)告建議的參數(shù),坡體的穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.10<1.30,不滿足規(guī)范要求,計(jì)算結(jié)果如圖 2所示。而考慮開(kāi)挖深度變?yōu)?7.77 m時(shí),驗(yàn)算坡體的穩(wěn)定性安全系數(shù)只有 0.89<1.30,不滿足規(guī)范要求,計(jì)算結(jié)果如圖3所示。
圖2 實(shí)際參數(shù)取值驗(yàn)算結(jié)果
圖3 考慮實(shí)際開(kāi)挖深度驗(yàn)算結(jié)果
2.1.3 未重視地下水的作用
場(chǎng)地中存在一層淤泥質(zhì)的粘土層,由于地下水的作用,這層土的內(nèi)摩擦角φ和粘聚力 c遠(yuǎn)達(dá)不到原基坑設(shè)計(jì)方案的要求,考慮地下水作用,將粘土層的 c折減到 20 kPa,φ折減為 3°,側(cè)摩阻力折減為20 kPa,基坑深度按 7 m考慮,驗(yàn)算表明坡體穩(wěn)定性安全系數(shù)只有 1.02<1.30,不滿足規(guī)范要求。計(jì)算結(jié)果如圖4所示。
圖4 考慮參數(shù)折減計(jì)算結(jié)果
2.2 施工方面
2.2.1 土釘注漿問(wèn)題
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,第二道土釘絕大多數(shù)存在注漿不飽滿的問(wèn)題,而檢查坍塌段實(shí)際拔出的第三道土釘,發(fā)現(xiàn)很多土釘無(wú)注漿痕跡,這就導(dǎo)致土釘與土體不能很好的粘結(jié),土釘?shù)目拱纬休d能力很差,這也是導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)的一個(gè)很重要的原因。
2.2.2 排水系統(tǒng)失效
本基坑地下水位較高,地下水含量大,原設(shè)計(jì)方案對(duì)基坑進(jìn)行了坑外降水。采用管井降水方案,成井井徑600 mm,下入井管(濾水管)內(nèi)徑350 mm,外徑 400 mm,井間距 10 m,井深為 12～15 m。但是,筆者了解到,在降水井施工過(guò)程中采用了旋挖鉆機(jī)進(jìn)行成孔,最終的成井井徑達(dá)到了 1.0～1.2 m。而且為了節(jié)約礫石,實(shí)際填料的時(shí)候,填進(jìn)了很多的泥沙,降水井成井質(zhì)量較差。另外現(xiàn)場(chǎng)只有 2個(gè)出水口排入市政管道,而且基坑周?chē)呐潘疁献龅煤懿?一方面排水溝抹面上有很多裂縫,抽出來(lái)的水通過(guò)裂縫又滲回了坑里;另一方面,抽出來(lái)的水排不出去,長(zhǎng)期在基坑周?chē)俜e,并且不斷向基坑里滲透。
排水系統(tǒng)的失效,使基坑的地下水位遲遲降不下去,再加上 10月份海南遭遇了 50年不遇的暴雨,這就導(dǎo)致了基坑上部土層飽和,飽和度的提高使非飽和土的基質(zhì)吸力 s=ua-uw明顯降低,土體軟化,土的強(qiáng)度急劇減弱,土體結(jié)構(gòu)破壞,土與土釘之間的摩阻力也減少,土體自重增加,造成浸水部位土釘墻的垮塌。而且基坑局部土層還形成了滲流通道,砂粒順著滲流通道不斷流失,這也是引發(fā)事故的原因之一。
2.3 其他原因
原設(shè)計(jì)方案要求對(duì)基坑頂部水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè),但是,實(shí)際施工過(guò)程中,施工單位并沒(méi)有做相應(yīng)的監(jiān)測(cè),而且沒(méi)有派專(zhuān)人定時(shí)巡視基坑周?chē)闆r,當(dāng)基坑坡頂路面已經(jīng)出現(xiàn)可見(jiàn)裂縫之后,也沒(méi)人上報(bào)采取相應(yīng)的措施。
3 處理措施建議
事故發(fā)生后,筆者參與了基坑工程事故的分析與處理方案設(shè)計(jì),新的支護(hù)方案建議如下。
根據(jù)勘察報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)挖狀況,基坑上部5 m范圍內(nèi)土層的工程性質(zhì)較好,而且基坑周?chē)鷪?chǎng)地很開(kāi)闊,具備大放坡開(kāi)挖條件,因此,對(duì)上部 5 m采用 1∶1大放坡加土釘墻支護(hù)?；铀荻紊疃仍?5 m位置處開(kāi)始出現(xiàn)處于流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)粘土,基坑5 m以下采用樁錨超前支護(hù),考慮到施工工期要求,采用工字鋼代替鋼筋混凝土灌注樁。同時(shí)由于地下水含量較為豐富,采用部分管井加明排的降排水方案降低地下水位。加固方案在設(shè)計(jì)時(shí)考慮地下水的作用對(duì)粘土層的參數(shù)做了相應(yīng)的折減,主要把粘土層的粘聚力 c折減為 20 kPa,內(nèi)摩擦角φ折減為 3°,摩阻力折減為 20 kPa。
圖5 土釘支護(hù)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果
圖6 支護(hù)樁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果
圖7 坡體安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果
具體加固方案如圖 8～10所示。
圖8 加固方案剖面圖
圖9 基底型鋼樁布置圖
圖10 土釘支護(hù)立面圖
4 結(jié)論
隨著建筑、地鐵建設(shè)規(guī)模的不斷加大,基坑深度和規(guī)模也在不斷擴(kuò)大,土釘墻作為一種經(jīng)濟(jì)、便捷的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在工程中得到了廣泛的應(yīng)用,創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益,施工和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越多。但是,隨之帶來(lái)的基坑工程事故也越來(lái)越多,通過(guò)本工程事故分析,可以得到以下結(jié)論和啟示:
(1)在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型的時(shí)候,一定要根據(jù)勘察報(bào)告以安全為第一準(zhǔn)則,切不能為了節(jié)約成本和縮短工期而盲目采用土釘墻這樣的支護(hù)方案。
(2)水是土釘墻的災(zāi)星,總結(jié)事故原因,十有八九是由土中水引起的。一般使用土釘墻支護(hù)的基坑或者位于穩(wěn)定的潛水位以上,或者采用人工降低地下水。在海南這種地下水位較高,地下水含量豐富的地區(qū),能否做好降排水是土釘墻支護(hù)成敗的關(guān)鍵。
(3)在局部有淤泥質(zhì)土且地下水含量豐富的地區(qū),單獨(dú)采用土釘墻支護(hù)是不能滿足要求的,若選擇土釘支護(hù)方案,則一定要采用密排攪拌樁或攪拌樁內(nèi)插 H型鋼、鋼管樁、或微型樁等超前支護(hù)。
(4)要提高設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)人員的責(zé)任意識(shí)及專(zhuān)業(yè)素養(yǎng),加大管理力度,確?；庸こ痰慕?jīng)濟(jì)和安全。
[1] JGJ 120-99,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].
[2] 龔曉南.深基坑設(shè)計(jì)施工手冊(cè)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1998.
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[5] 王超,隆威,等.長(zhǎng)沙亞商國(guó)際大廈邊坡垮塌事故分析及治理[J].探礦工程(巖土鉆掘工程),2009,36(2):46-49.
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Analysis and the Treat mentM easures on Side-slope Collapse Accident of a Foundation Pit in Ha ikou
JIANG Jian hong,CU I Jiang-yu(Beijing JiaotongUniversity,Beijing 100044,China)
Because of the lower cost and easier construction operation,soilnailingwall has beenwidely used for foundation retaining and protection project,which brought great economic profits accompanied with more and more designing and construction experience.But the blind application of soilnailing wall may bring safetyhidden danger to foundation pit engineering.By the case of foundation pit sideslope collapsing accident in Haikou,the analysis on the accident cause was made with trea tmentmeasures put forward.Some suggestions for the design and construction were presented to avoid the s imilar accidents of foundation pit engineering.
foundation pit;soil2nailingwall;side2slope collapsing;accident analysis;trea tmentmeasures
TU473
A
1672-7428(2011)05-0045-04
2010-12-06;
2011-03-28
江建紅(1986-),男(漢族),云南人,北京交通大學(xué)碩士研究生在讀,巖土工程專(zhuān)業(yè),研究方向?yàn)榛庸こ?北京交通大學(xué)學(xué)苑公寓 8號(hào)樓 602室,bjjdjjh@sina.com;崔江余(1962-),男(漢族),山西人,北京交通大學(xué)副教授、碩士研究生導(dǎo)師,土木工程專(zhuān)業(yè),博士后,從事隧道與巖土工程及建筑物改造與病害處理的教學(xué)和科研工作,cuijiangyu@263.net。
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江建紅,崔江余
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?？谀郴舆吰驴逅鹿史治黾疤幚泶胧?/p>
江建紅,崔江余
(北京交通大學(xué)土木建筑工程學(xué)院,北京 100044)
土釘墻因其造價(jià)低、施工方便等特點(diǎn)在基坑支護(hù)工程中得到了廣泛的應(yīng)用,并且創(chuàng)造了極大的經(jīng)濟(jì)效益,設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越多。但是,盲目使用土釘墻會(huì)給基坑工程帶來(lái)安全隱患。通過(guò)海口某基坑邊坡垮塌事故,分析了基坑事故發(fā)生的原因,并給出了處理措施及建議。
基坑;土釘墻;邊坡垮塌;事故分析;處理措施
土釘墻是由土釘、鋼筋混凝土面層、被加固的原位土體及必要的防排水系統(tǒng)構(gòu)成的擋土結(jié)構(gòu)。因其施工設(shè)備簡(jiǎn)單方便、施工工期短、工程造價(jià)低等特點(diǎn),在國(guó)內(nèi)外基坑支護(hù)中得到了廣泛的應(yīng)用。根據(jù)收集到的資料和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際調(diào)查,土釘墻在?？诘貐^(qū)深度為7 m以?xún)?nèi)的基坑支護(hù)工程中應(yīng)用很普遍。但是,基坑工程是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性工程,盲目地采用土釘墻支護(hù)技術(shù)卻會(huì)對(duì)基坑工程留下安全隱患,由于設(shè)計(jì)不合理,或施工不當(dāng),或自然災(zāi)害等原因,容易造成基坑坍塌等事故。本文對(duì)?？谀郴邮鹿蔬M(jìn)行了分析,以對(duì)類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)和施工提供參考。
1 事故現(xiàn)場(chǎng)的基本情況
1.1 工程概況
本基坑位于?？谛鲁侵行牡囟?自然地坪標(biāo)高為 -0.3 m,坑底標(biāo)高為 -7.77 m,坡底設(shè) 30 cm深排水溝,開(kāi)挖總深度為 7.77 m。基坑周?chē)鷪?chǎng)地較為開(kāi)闊,周?chē)?40 m范圍內(nèi)沒(méi)有建 (構(gòu))筑物。根據(jù)鉆探揭露以及勘察報(bào)告,場(chǎng)地地層巖土工程條件和設(shè)計(jì)所需參數(shù)相關(guān)指標(biāo)值見(jiàn)表 1。
表1 土層基本物理力學(xué)參數(shù)
1.2 基坑坍塌概況
事故基坑已經(jīng)開(kāi)挖深度為 6 m,大部分基礎(chǔ)樁已經(jīng)做完。在基坑向下開(kāi)挖過(guò)程中,基坑西側(cè)及南側(cè)坡頂路面已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫,但是未引起施工單位注意,由于下雨,雨水不斷通過(guò)裂縫往坡體里滲,再加上挖機(jī)不時(shí)在坡頂路面上行走,最后導(dǎo)致基坑南坡大面積坍塌。
2 事故原因分析
事故發(fā)生后,經(jīng)過(guò)初步分析判斷,認(rèn)為造成坍塌的主要原因是:
(1)施工單位在土釘墻施工過(guò)程中土釘注漿孔注漿不飽滿,大多數(shù)土釘抗拔力很小;
(2)10月份海南遭遇 50年不遇的暴雨,降水量較大,排水不暢,基坑四周遍布水塘,尤其西北及西南兩側(cè),形成水頭及水的滲流壓力,局部土中形成滲流通道,不斷沖刷,使基坑處于不穩(wěn)定狀態(tài)而塌陷;
(3)土質(zhì)狀況不穩(wěn)定,整個(gè)基坑上部回填土為1.5 m,基坑中部及西北部原為魚(yú)塘,魚(yú)塘處為淤泥,部分土體為淤泥質(zhì)土,水的沖刷、浸泡、水力壓力使土質(zhì)較差的部分土體進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài),產(chǎn)生裂縫、滑移。
通過(guò)對(duì)此次基坑事故進(jìn)行的全面分析,筆者認(rèn)為事故原因可以歸結(jié)為設(shè)計(jì)及施工 2個(gè)方面。
2.1 設(shè)計(jì)方面
原基坑采用土釘墻支護(hù)方案,在基坑深度范圍內(nèi)采用 4道土釘,土釘支護(hù)參數(shù)如圖 1及表 2所示。
原支護(hù)設(shè)計(jì)方案存在以下問(wèn)題。
圖1 原支護(hù)設(shè)計(jì)方案剖面圖
表2 土釘支護(hù)參數(shù)
2.1.1 設(shè)計(jì)方案選擇不恰當(dāng)
根據(jù)文獻(xiàn)[1]的規(guī)定,土釘墻適用于地下水位以上或經(jīng)人工降水后的人工填土、粘性土和弱膠結(jié)砂土的基坑支護(hù)或邊坡加固,宜用于深度不大于 12 m的基坑支護(hù),不宜用于含水豐富的粉細(xì)砂層、砂礫卵石和淤泥質(zhì)土,不得用于沒(méi)有自穩(wěn)能力的淤泥和飽和軟弱土層。本基坑地下水位埋深較淺,地下 1. 8 m處就有地下水,而且施工期間恰逢雨季,再加上場(chǎng)地中有一層處于軟塑～流塑狀態(tài)的粘土層,原設(shè)計(jì)方案采用單獨(dú)的土釘支護(hù)很顯然是不恰當(dāng)?shù)?是存在風(fēng)險(xiǎn)的。
2.1.2 土層計(jì)算參數(shù)選取有誤
原基坑支護(hù)方案計(jì)算書(shū)對(duì)第三層粘土采用的摩擦角值為 10°,而根據(jù)勘察報(bào)告,第三層粘土的摩擦角建議取值只有 4°,而且原基坑支護(hù)方案的基坑開(kāi)挖深度為7 m,比實(shí)際開(kāi)挖深度淺了近 1 m。通過(guò)對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)算發(fā)現(xiàn),當(dāng)開(kāi)挖深度為 7 m時(shí),采用勘察報(bào)告建議的參數(shù),坡體的穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.10<1.30,不滿足規(guī)范要求,計(jì)算結(jié)果如圖 2所示。而考慮開(kāi)挖深度變?yōu)?7.77 m時(shí),驗(yàn)算坡體的穩(wěn)定性安全系數(shù)只有 0.89<1.30,不滿足規(guī)范要求,計(jì)算結(jié)果如圖3所示。
圖2 實(shí)際參數(shù)取值驗(yàn)算結(jié)果
圖3 考慮實(shí)際開(kāi)挖深度驗(yàn)算結(jié)果
2.1.3 未重視地下水的作用
場(chǎng)地中存在一層淤泥質(zhì)的粘土層,由于地下水的作用,這層土的內(nèi)摩擦角φ和粘聚力 c遠(yuǎn)達(dá)不到原基坑設(shè)計(jì)方案的要求,考慮地下水作用,將粘土層的 c折減到 20 kPa,φ折減為 3°,側(cè)摩阻力折減為20 kPa,基坑深度按 7 m考慮,驗(yàn)算表明坡體穩(wěn)定性安全系數(shù)只有 1.02<1.30,不滿足規(guī)范要求。計(jì)算結(jié)果如圖4所示。
圖4 考慮參數(shù)折減計(jì)算結(jié)果
2.2 施工方面
2.2.1 土釘注漿問(wèn)題
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查,第二道土釘絕大多數(shù)存在注漿不飽滿的問(wèn)題,而檢查坍塌段實(shí)際拔出的第三道土釘,發(fā)現(xiàn)很多土釘無(wú)注漿痕跡,這就導(dǎo)致土釘與土體不能很好的粘結(jié),土釘?shù)目拱纬休d能力很差,這也是導(dǎo)致基坑邊坡失穩(wěn)的一個(gè)很重要的原因。
2.2.2 排水系統(tǒng)失效
本基坑地下水位較高,地下水含量大,原設(shè)計(jì)方案對(duì)基坑進(jìn)行了坑外降水。采用管井降水方案,成井井徑600 mm,下入井管(濾水管)內(nèi)徑350 mm,外徑 400 mm,井間距 10 m,井深為 12～15 m。但是,筆者了解到,在降水井施工過(guò)程中采用了旋挖鉆機(jī)進(jìn)行成孔,最終的成井井徑達(dá)到了 1.0～1.2 m。而且為了節(jié)約礫石,實(shí)際填料的時(shí)候,填進(jìn)了很多的泥沙,降水井成井質(zhì)量較差。另外現(xiàn)場(chǎng)只有 2個(gè)出水口排入市政管道,而且基坑周?chē)呐潘疁献龅煤懿?一方面排水溝抹面上有很多裂縫,抽出來(lái)的水通過(guò)裂縫又滲回了坑里;另一方面,抽出來(lái)的水排不出去,長(zhǎng)期在基坑周?chē)俜e,并且不斷向基坑里滲透。
排水系統(tǒng)的失效,使基坑的地下水位遲遲降不下去,再加上 10月份海南遭遇了 50年不遇的暴雨,這就導(dǎo)致了基坑上部土層飽和,飽和度的提高使非飽和土的基質(zhì)吸力 s=ua-uw明顯降低,土體軟化,土的強(qiáng)度急劇減弱,土體結(jié)構(gòu)破壞,土與土釘之間的摩阻力也減少,土體自重增加,造成浸水部位土釘墻的垮塌。而且基坑局部土層還形成了滲流通道,砂粒順著滲流通道不斷流失,這也是引發(fā)事故的原因之一。
2.3 其他原因
原設(shè)計(jì)方案要求對(duì)基坑頂部水平位移進(jìn)行監(jiān)測(cè),但是,實(shí)際施工過(guò)程中,施工單位并沒(méi)有做相應(yīng)的監(jiān)測(cè),而且沒(méi)有派專(zhuān)人定時(shí)巡視基坑周?chē)闆r,當(dāng)基坑坡頂路面已經(jīng)出現(xiàn)可見(jiàn)裂縫之后,也沒(méi)人上報(bào)采取相應(yīng)的措施。
3 處理措施建議
事故發(fā)生后,筆者參與了基坑工程事故的分析與處理方案設(shè)計(jì),新的支護(hù)方案建議如下。
根據(jù)勘察報(bào)告及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開(kāi)挖狀況,基坑上部5 m范圍內(nèi)土層的工程性質(zhì)較好,而且基坑周?chē)鷪?chǎng)地很開(kāi)闊,具備大放坡開(kāi)挖條件,因此,對(duì)上部 5 m采用 1∶1大放坡加土釘墻支護(hù)?；铀荻紊疃仍?5 m位置處開(kāi)始出現(xiàn)處于流塑狀態(tài)的淤泥質(zhì)粘土,基坑5 m以下采用樁錨超前支護(hù),考慮到施工工期要求,采用工字鋼代替鋼筋混凝土灌注樁。同時(shí)由于地下水含量較為豐富,采用部分管井加明排的降排水方案降低地下水位。加固方案在設(shè)計(jì)時(shí)考慮地下水的作用對(duì)粘土層的參數(shù)做了相應(yīng)的折減,主要把粘土層的粘聚力 c折減為 20 kPa,內(nèi)摩擦角φ折減為 3°,摩阻力折減為 20 kPa。
圖5 土釘支護(hù)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果
圖6 支護(hù)樁內(nèi)力計(jì)算結(jié)果
圖7 坡體安全系數(shù)計(jì)算結(jié)果
具體加固方案如圖 8～10所示。
圖8 加固方案剖面圖
圖9 基底型鋼樁布置圖
圖10 土釘支護(hù)立面圖
4 結(jié)論
隨著建筑、地鐵建設(shè)規(guī)模的不斷加大,基坑深度和規(guī)模也在不斷擴(kuò)大,土釘墻作為一種經(jīng)濟(jì)、便捷的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)在工程中得到了廣泛的應(yīng)用,創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益,施工和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)也越來(lái)越多。但是,隨之帶來(lái)的基坑工程事故也越來(lái)越多,通過(guò)本工程事故分析,可以得到以下結(jié)論和啟示:
(1)在基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)選型的時(shí)候,一定要根據(jù)勘察報(bào)告以安全為第一準(zhǔn)則,切不能為了節(jié)約成本和縮短工期而盲目采用土釘墻這樣的支護(hù)方案。
(2)水是土釘墻的災(zāi)星,總結(jié)事故原因,十有八九是由土中水引起的。一般使用土釘墻支護(hù)的基坑或者位于穩(wěn)定的潛水位以上,或者采用人工降低地下水。在海南這種地下水位較高,地下水含量豐富的地區(qū),能否做好降排水是土釘墻支護(hù)成敗的關(guān)鍵。
(3)在局部有淤泥質(zhì)土且地下水含量豐富的地區(qū),單獨(dú)采用土釘墻支護(hù)是不能滿足要求的,若選擇土釘支護(hù)方案,則一定要采用密排攪拌樁或攪拌樁內(nèi)插 H型鋼、鋼管樁、或微型樁等超前支護(hù)。
(4)要提高設(shè)計(jì)、施工及監(jiān)測(cè)人員的責(zé)任意識(shí)及專(zhuān)業(yè)素養(yǎng),加大管理力度,確?；庸こ痰慕?jīng)濟(jì)和安全。
[1] JGJ 120-99,建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].
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Analysis and the Treat mentM easures on Side-slope Collapse Accident of a Foundation Pit in Ha ikou
JIANG Jian hong,CU I Jiang-yu(Beijing JiaotongUniversity,Beijing 100044,China)
Because of the lower cost and easier construction operation,soilnailingwall has beenwidely used for foundation retaining and protection project,which brought great economic profits accompanied with more and more designing and construction experience.But the blind application of soilnailing wall may bring safetyhidden danger to foundation pit engineering.By the case of foundation pit sideslope collapsing accident in Haikou,the analysis on the accident cause was made with trea tmentmeasures put forward.Some suggestions for the design and construction were presented to avoid the s imilar accidents of foundation pit engineering.
foundation pit;soil2nailingwall;side2slope collapsing;accident analysis;trea tmentmeasures
TU473
A
1672-7428(2011)05-0045-04
2010-12-06;
2011-03-28
江建紅(1986-),男(漢族),云南人,北京交通大學(xué)碩士研究生在讀,巖土工程專(zhuān)業(yè),研究方向?yàn)榛庸こ?北京交通大學(xué)學(xué)苑公寓 8號(hào)樓 602室,bjjdjjh@sina.com;崔江余(1962-),男(漢族),山西人,北京交通大學(xué)副教授、碩士研究生導(dǎo)師,土木工程專(zhuān)業(yè),博士后,從事隧道與巖土工程及建筑物改造與病害處理的教學(xué)和科研工作,cuijiangyu@263.net。
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