基坑开挖支护及降水.ppt

基坑支护及降水,林彤 教授 2010.6,随着经济的发展与人们居住环境要求的提高，近年来我国建筑、市政等工程得到飞速发展。在都市中，寸土寸金，因而在建筑向高空发展的同时，地下空间的利用也成为一个重要方向。高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库、地铁车站等工程施工，都会面临深基坑工程。 据统计，深基础工程的造价一般为整幢高层建筑总造价的20%30%，深基坑支护结构的费用约占工程总造价的10%左右。 安全生产责任重于泰山，深基坑施工疏忽造成的事故后果十分严重，2003年7月1日凌晨，建设中的上海轨道交通四号线通道发生渗水，最后出现大量流沙涌入，引起地面大幅沉降，结果造成若干地面建筑物遭到很大程度上的破坏,基坑支护技术 岩土力学问题与结构力学问题的结合 技术人员即要有丰富的岩土力学专业知识和经验，又要有一定的结构专业的知识和经验，只具备一方面知识和经验是不行的。 同时，支护设计与施工方法密不可分，支护方案的选择受地域地质条件影响很大，因此需要具有相当丰富的施工经验和对当地地质情况的深入了解。 另外，基坑支护工程的地域性很强，特别是不同地质条件对支护结构形式，支护结构的规模影响很大，应积极调研和吸取当地相类似工程成功与失败的经验教训，既要吸取相类似工程好的经验和做法，也要防止在地质条件和其他条件不同的情况下盲目照搬。,第一节 边坡的稳定性 第二节 支护结构的型式 第三节 支护结构的计算 第四节 支护结构的施工 第五节 降（排）水及基坑土方开挖,第一节 边坡的稳定性,边坡稳定性的分析方法： 1. 对于砂性土边坡，其容许安全系数 值一般为1.11.5，可由下式计算：,2. 对于粘性土边坡，最常用的方法： （1）费伦纽斯法（W.Fellenius） （2）毕肖甫法（A.N.Bishop） 容许安全系数 （3）稳定系数法,第二节 支护结构的型式,1.竖向板（横向板）支撑 这是浅基坑支护常用的结构型式。施工时将强度足够的木板（或钢板）沿坑壁竖向或横向铺设，并根据挡土板的受力情况采用两层或多层水平内支撑。 2.钢板桩 挡土钢板桩有槽钢钢板桩和热轧锁口钢板桩两类,3.钢筋混凝土板桩 4.钻孔灌注桩挡墙 5.H型钢支柱木挡板支护墙 6.地下连续墙 7.深层搅拌水泥土桩挡墙 8.旋喷桩幄幕墙 9.支撑及锚杆,喷锚网支护,锚喷网护坡（又称 锚喷网护坡、加筋土护坡、锚钉网支护）采取在所加固的边坡上钻孔、插筋、注浆设置锚杆，在边坡表面挂网、喷射砼形成面板，天然的边坡土体通过锚钉的就地加固与喷射砼面板的有机结合，形成一个类似重力式挡墙的结构，以此抵抗墙后和墙顶传来的土压力及其它荷载，具有下列优点：,1.同其它支护方法相比，造价最低。 2.对场地土层的适应性强，施工速度 快； 3.施工所需的场地较小，能紧贴已有建筑物进行基坑开挖。 工艺流程：修理边坡 锚杆制作 钻孔 锚杆安设 注浆 挂钢筋网 锚头固定 喷射砼 养护,预应力锚杆基坑支护,预应力锚杆技术采用专用钻机，套管跟进成孔，注浆形成锚杆，然后施加预应力，可有效的限制基坑侧位移，能有效保证紧临基坑建筑物的安全，采用二次高压灌浆技术软土地区单锚承载力可达90吨以上。 工艺流程：定位、注浆管制作、钻孔、 锚杆安设、 一次注浆、二次注浆、 锚具安装、张拉与锁定、 锚头保护,第三节 支护结构计算,一、支护结构的破坏形式及计算内容 二、支护结构的荷载计算 三、基坑（槽）支撑计算 四、深基坑支护计算,一、支护结构的破坏形式及计算内容,支护结构可分为两大类： 非重力式支护结构和重力式支护结构 非重力式支护结构：如钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩挡墙、H型钢支柱木挡板支护墙及地下连续墙。 重力式支护结构：靠自身重力维持其稳定的支护结构，如深层搅拌水泥土桩挡墙和旋喷桩幄幕。,支护结构的破坏包括： 强度破坏和稳定性破坏,非重力式支护结构的强度破坏：,拉锚破坏或支撑压曲 支护墙底部移动 支护墙面变形过大或弯曲破坏,非重力式支护结构的稳定性破坏：,墙后土体整体滑动失稳 基坑底部隆起 管涌,重力式支护结构的强度破坏：,强度破坏是指水泥土挡墙自身的抗剪强度不能满足要求，在荷载作用下墙体产生剪切破坏。,重力式支护结构的稳定性破坏：,倾覆 滑移 土体整体滑动失稳、坑底隆起及管涌,二、支护结构的荷载计算,朗肯理论土压力计算 1、主动土压力 2、被动土压力 3、特殊情况下的土压力计算 （1）墙后填土面上有连续均布荷载 （2）墙背面及填土面倾斜，且填土面上有连续均布荷载 （3）墙后填土面上有局部均布荷载,（4）墙后土体为多层土 （5）墙后土体有地下水 （6）墙背倾斜时土压力计算,库伦理论土压力计算,1、主动土压力计算 （1）对无粘性土 （2）墙后为粘性土或粉土 （3）有车辆荷载时土压力计算 2、被动土压力计算,三、基坑（槽）支撑计算,（一）基坑（槽）壁连续横向（水平）板式支撑 1、水平向挡土板计算 2、立柱计算 3、横撑计算,（二）基坑（槽）壁连续垂直板式支撑 1、横撑等距布置计算 2、横撑不等距（等弯矩）布置计算,四、深基坑支护计算,（一）板桩计算 1、悬臂式板桩计算 2、单锚（支撑）板桩计算 （1）单锚浅埋（下端铰支）板桩计算 （2）单锚深埋（下端固定）板桩计算 3、多锚（支撑）式板桩计算,（1）确定锚杆（支撑）位置 等弯矩布置 等反力布置 （2）确定土压力的分布图式 （3）计算支锚反力 （4）计算入土深度,4、非重力式支护结构的稳定验算 （1）整体滑动失稳验算 （2）基坑底隆起验算 地基稳定验算法 地基强度验算法 同时考虑 值的抗隆起验算法 （3）管涌及冲溃坑底验算,（二）钻孔灌注挡土桩支护计算,1、桩顶部设支撑的支护桩计算 2、悬臂支护桩计算 3、钻孔灌注挡土桩截面计算,（三）土层锚杆设计,1、锚杆布置 （1）锚杆的层数 （2）锚杆的水平间距 （3）锚杆的倾角 2、锚杆的承载力 3、锚杆的水平力计算 （1）挡土桩的埋入深度计算 （2）锚杆需提供的水平力计算 4、锚杆的稳定性验算,（四）重力式支护结构计算,1、滑动稳定性验算 2、倾覆稳定性验算 3、墙身应力验算 4、土体整体滑动验算,第四节 支护结构施工,一、钢板桩施工 1、打设钢板桩之前的准备工作 （1）钢板桩的检验及矫正 （2）导向架安装 （3）沉桩机械的选择 2、钢板桩的打设与拔除 （1）打设方式的选择,（2）钢板桩的打设 （3）钢板桩的转角和封闭 （4）钢板桩的拔除,二、锚杆施工及试验,1、施工准备工作 2、钻孔 3、安放拉杆 （1）钢筋拉杆 （2）钢丝束拉杆 （3）钢绞线拉杆 4、压力灌浆,5、张拉固定 6、土层锚杆试验 （1）极限抗拔试验（基本试验） （2）确认试验（验收试验） （3）蠕变试验,第五节 降（排）水及基坑土方开挖,一、基坑降（排）水方法 （一）明沟排水法 （二）井点降水法 1.轻型井点 2.喷射井点 3.管井井点 4.深井井点 5.电渗井点,二、井点降水设计,（一）涌水量计算 1.完整潜水井涌水量计算 2.完整承压井涌水量计算 3.群井涌水量计算 （1）完整井群计算 （2）非完整井群计算,（二）井点降水设计步骤 1.设计参数及资料 2.设计步骤 （1）井点系统的布置 （2）确定基坑降水的计算图形面积 （3）确定井点系统的假想半径及抽水影响半径 （4）根据水位设计降深要求计算涌水量,（5）求算每根井点管的极限涌水量（最大进水量） （6）确定井点数量、间距，并验算降深值是否满足要求 （7）滤管设计,三、因井点降水引起的地面沉降及其防止措施,1.井点回灌 2.砂沟、砂井回灌 3.减缓降水速度 4.防止将土粒带出,四、基坑土方开挖,1.防止基坑开挖后土体回弹变形过大 2.防止边坡失稳 3.防止桩位移及倾斜 4.配合基坑支护结构施工,山区边坡工程及基坑支护 事故原因分析及预防措施,地形地貌变化大，工程地质条件复杂。一方面，高等级公路为满足直线长度、转弯半径及纵坡的坡度等要求，不得不劈山填谷，从而形成大量的高边坡。高层建筑为满足房屋稳定性的要求，将基础埋入地下很深，约为H/10（H为地面以上建筑物的高度），且在实际工程中，为了节省用地，也常常充分利用地下空间作空调机房、仓库和车库，往往将地下室作成二至三层高，基坑深度常达一、二十米，形成大量的深基坑。另一方面，由于边坡支护工程的施工涉及面广，影响施工质量的因素较复杂，边坡支护工程事故发生率也呈上升趋势。,事故原因分析,基坑支护结构大多是临时性的，确定安全系数时，比永久性结构小得多。 基坑等级：一级 对基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限及由环境改变所引起的变化考虑甚少 如如贵阳市某商厦十多米深的基坑，由于基坑周围管道布置不明，施工导致地下水管破裂，大量水流渗入边坡，因未对边坡采取任何支护措施，造成该面边坡整体滑动，而且危及一相邻居民楼的安全使用，事后不得不用护桩进行加固处理。,公路路堑边坡,多为石山开挖形成，多认为岩石的稳定性比土体的稳定性大，对岩石松动或石质较差的（如泥岩等）边坡仅对表层进行简单处理或甚至不采取任何防护措施，边坡经长期日晒雨淋后，一部分石质较差的岩石迅速风化崩解，雨水沿着裂隙渗入坡内，致使土体的重量增大，抗滑力减少。而渗水又导致岩石的进一步崩解和风化。 滑坡、崩塌事故时有发生。,如某公路收费站匝道边坡高二十多米，经10.5放坡后，采用浆砌片石护坡，由于护坡前岩石已经破碎严重，边坡稳定性差，片石护坡只能起到防止岩石表面进一步风化而并不能承载。结果工程竣工不到半年，在一场不大的春雨过后，由于C、值降低、滑动力增大等原因，即发生大范围土坡坍塌。此后只得将原有片石护坡改为重力式挡墙，因而增加了该边坡的工程费用。,对有软弱夹层的岩石边坡（尤其是软弱夹层对边坡稳定性不利的边坡）重视不够，也会酿成工程事故。,某公路一岩石边坡，其中夹层 有一层不厚但较明显的软弱夹层。 如图1所示，由于地勘部门的疏 忽，对其未作任何描述及处理意 见。因而设计时对此也未采取任 何支护措施。当工程即将完工时 发生了大面积垮塌事故。,设计不当,高等级公路设计中，由于线路等级高，线形标准要求较严。为了满足线形要求，只有高填深挖。 在某条新建高速路上，最高边坡达100 m高。在这些高边坡地段，由于最初设计采用放坡方式开挖，当开挖进行后，由于破坏了原有山体的平衡，使得出现了好几处大范围滑坡。滑坡出现后，才不得不对滑坡进行处理，既增加了处理难度，也使投资额大幅增加。 贵阳市某高层建筑深达15 m的基础，自行设计边坡支护为土钉墙。由于设计中C、的取值远远大于实际的C、值，因此土钉设计长度不够，土钉在土体中未能发挥其应有的作用，从而导致土体整体下滑。根据朗金主动土压力理论，可知C、值越大，主动土压力越小，滑动土体范围也越小。因此C、值的正确选定是使支护结构设计有效的保证。,设计的支护结构型式不合理,如某15 m高的边坡工程，采用浆砌块石挡墙并加锚定板方案。由于结构型式选择的不合理而造成墙身断裂（如图3所示）。从图中可以看出，挡墙在锚定板的作用下，相当于一简支梁，在土压力作用下发生弯曲变形，由于浆砌块石挡墙的抗剪抗弯能力差，承受不了其上的弯曲应力，因而发生墙体断裂破坏。当支护结构插入土体的深度不够时，也将导致工程事故。因护坡桩入土深度不够，被动土压力过小，不足以抵抗土坡滑动，造成支护结构随土坡一起下滑，形成“踢脚”，,如图（a）所示。或由于锚定板长度不足，未能伸入滑裂面以外一定深度，致使锚定板在土体中不起作用而导致土坡下滑。如图（b）所示。,直接抽水降低地下水位,对于地下溶洞、裂隙发育的喀斯特地区来说，也极易造成流砂现象及冲刷溶蚀强化，导致坡顶地表塌陷。如市中心某工程为降低水位而导致临近交通主干道路面塌陷严重的工程事故。因采用直接抽水降低地下水位，导致基坑内水由下向上渗流，当向上的渗透力大于土的浮重度时，土粒便被渗流挟带向上涌出地面，产生流砂现象。,施工质量问题,施工质量方面所引发的工程事故不容忽视。 施工质量差，是边坡工程的一大隐患。 某工程施工单位将设计的15 m长的护坡桩减至13 m左右，且多数桩的强度达不到设计要求，造成几十根桩严重倾斜的事故。,预防措施,边坡支护设计与施工应综合考虑工程地质与水文地质条件、边坡开挖深度、降排水条件、周边环境对边坡位移的要求、边坡坡顶荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素，因地制宜，因时制宜，合理设计，精心施工，严格监控。,工程勘察方面,地勘资料是边坡支护工程设计与施工的主要依据，勘察范围应根据边坡开挖深度及场地的岩土工程条件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度12倍范围内布置勘探点。查明基坑周边的地层结构及土的物理力学性质，查明地下水类型、埋藏条件及渗透性，分析地下水对基坑开挖、基底隆起和支护结构的影响，判断人工降低地下水位的可能性并评价对已有建筑物和地面沉降的影响，提供降低地下水位设计、施工所需的有关资料。对基坑周边建筑物、管线、道路的现状进行调查，判断基坑开挖对其影响程度。,设计方面,边坡支护方案的选择取决于工程地质与水文地质条件，边坡开挖深度、降排水条件、周边环境（相邻建筑物、构筑物的重要性、道路、地下管线的影响程度），边坡位移的要求、施工季节、施工技术及设备能力、工期、结构使用期限等因素。支护结构可选用排桩、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、逆作拱墙、原状土放坡或其组合型式（也可尝试采用一些新的方法，如已在其它地区采用的“逆作法”，此法的优点是将围护结构与主体承重结构合二为一，变临时性结构为永久性结构、节省造价、节省工期）。应对支护结构进行强度、边坡整体稳定和局部稳定、结构和地面变形对相邻建筑物的影响等诸方面的验算。除方案选择及计算方法正确外，计算公式中土的物理力学指标取值应慎重。,在具体工程设计计算中，基坑支护挡土墙上的土压力应根据不同土层和排水条件分别采用以下两种方法：1.对粉土和砂性土，按土的有效重度计算土压力、并加水压力。土的强度指标采用固结不排水试验指标。2.对饱和粘性土，按土的饱和重度计算土压力，不另计算水压力，土的强度指标采用不排水试验指标。,设计荷载取值方面,土压力及水压力的计算是支护结构设计计算的前提，必须注意到实际的土压力在基坑开挖到地下结构完工期间，并不是一常数，土压力随周边环境条件改变而改变。 如施工降水、雨季、地下管道、施工管道漏水等都会引起土压力、水压力的变化，坡顶施工堆载，临时建筑也会引起土中内力的增加，设计时必须将诸类因素考虑进去，应按有关规范参照执行。,施工降水、排水方面,地下水控制方法可采取集水明排法、降水法、截水和回灌法等型式单独或组合使用。 当因降水而危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌法。 对易产生管涌及流砂现象的基坑应采用降水法降低地下水位。 坑内和坡顶应做好排水沟、集水井。将渗透水、地面水、雨水等有序的排出场外，防止浸泡基坑和边坡，保证支护结构泄水孔的长期畅通。 另外应加强施工监测力度。,理正深基坑支护软件V6.01最新版,一、全力解决基坑工程设计工作中的重点、难点： 1、依据规范设计，确保基坑工程安全； 包含了建筑基坑支护技术规程的全部内容和计算方法，自动化连续设计并提供规程条文索引。依据的其他规范还包括： 上海市基坑工程设计规程(DBJ 08-61-97)； 广东省建筑基坑支护技术规程(DBJ/T 15-20-97)； 深圳地区建筑深基坑支护技术规程(SJG 05-96)； 广州地区建筑基坑支护技术规定 (GJB 02-98)； 建筑基坑工程技术规范（冶金部）(YB 9258-97)； 建筑边坡工程技术规范 (GB 50330-2002)； 武汉地区深基坑工程技术指南(WBJ1-1-7-95)； 天津岩土工程技术规范 (DB 29-20-2002,2、弥补设计人员经验的不足； 赠送数十个基坑工程实例可供参考；通过试算，对不满足设计要求的方案自动提示。 3、实现设计方案的优化； 同一方案可选择排桩、地下连续墙(钢筋混凝土墙、钢板桩)、水泥土墙（SWM工法）、土钉墙、天然放坡、双排桩、水平内支撑及组合支护类型等多种方案进行试算和比较；还可在不同区域采用不同支护形式构成一个复杂的支撑体系；计算快速准确，不同位置的内力、位移和最大值一目了然，极适于优化设计。,4、与工程实际相符； 计算时模拟施工过程（如开挖、加撑、换撑、拆撑），可进行不同工况下的结构分析并给出内力包络图；可预测地表沉降；可考虑对基坑开挖面以下土体进行加固；共同工作的整体分析，考虑了基坑四周土质条件，构件支护形式、荷载的变化，结果更加真实可靠。 5、低材耗、经济合理； 规程设计已经比传统手算节省20%左右；具有一定经验的工程师还可调整水、土压力及内力计算结果，设置支点预应力及利用工程桩、超前花管，选择合适的地面超载形式及配筋形式等，都能进一步降低材耗，利用空间分析结果，区别不同部位设计支护形式和配筋，能显著降低整个基坑工程造价。,6、多种方法进行设计； 为了照顾设计人员的不同习惯，同时收录8种行业、地区标准的设计方法；多种土压力计算模型；“增量法”计算方法，弹性计算的m法、C法、K法；整体稳定性计算、抗滑移、抗隆起、抗管涌验算等多种计算方法,二、软件优势,目前国内唯一实现了支撑构件、支护构件与周围土体三者共同工作的基坑工程有限元整体分析大型实用商品化软件，引进了桩、墙侧向刚度及三维地质模型，使计算结果更加真实可靠。 处理平面不封闭内支撑体系、内支撑和锚杆混合体系、无内支撑的连续墙空间计算、加预应力的内支撑体系、上下错层的内支撑体系、不同区域采用不同支护形式的复合支护体系等游刃有余。,提供三维分析下桩、墙的内力、位移、土压力、支反力曲线和配筋、支点刚度等十分有用的查阅内容。 为适应工程规范化管理和提高使用单位竞争能力，唯一全部提供计算图、施工图、工程量统计和投标书制作功能的基坑软件。 从基坑支护结构的平面布置，包含了不同支护类型的复合支护体系和基坑周边不同区域土质条件的录入，到支护结构的空间分析和计算书、施工图、投标书的生成，全过程实现了计算机化,建筑基坑支护技术规程(JGJl2099) 结合我国百余项工程对支护结构计算方法进行了研究、分析。 规程包括了我国现有大部分基坑支护形式的有关勘察、设计、施工、检测内容； 严格规定了各种支护形式的适用条件； 规程采用极限状态法，分项系数表达式； 明确了基坑开挖、基坑支护工程监测和支护结构质量检测手段的有关规定。 规程的施行，有助于防止因设计、施工、检测和监测的不周而造成的安全事故与经济损失，也有助于避免因设计不合理而造成的投资浪费。,建筑基坑支护技术规程(JGJ12099) 为适用于各地区、各种条件下的情况，因此对此只在原则上做了如下规定： 支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。 以上规定没有具体的位移和沉降指标，应由设计人员针对工程实际情况进行分析、判断和确定。,某深基坑工程事故分析,某深基坑工程位于江苏省某市市中心，拟建建筑物为一综合性商业广场，总建筑面积6329l m3，框筒结构，地面以下为2层地下室基坑。 在基坑开挖到底后经历了连续3天的大雨，2006年7月1日早晨基坑西侧长约30m、宽约8m的路面发生灾难性沉陷。人行道下的城市水管道破裂，汇集马路上大量的积水一起从坍塌处流向坑内，国防光缆、电缆暴露，致使路面单边封闭达数日，造成较为严重的社会影响。,工程概况及地质情况,该深基坑占地8024m。，平面形状为一不规则七边形，南北最大长89.9m，东西最大长74.8m，深约8.9511.65m。基坑周围环境较复杂，其中基坑西侧紧邻繁华的商业路面，南靠以一座19层的高楼，东侧为结构较差的三层居民房，北临一学校。本区地下水类型为上部潜水，下部承压水，勘探期间测得地下上部潜水位在自然地面以下1.0m，受大气降水、居民生活补给、排泄与蒸发和分散的居民用水影响。,基坑的土层组成,杂填土层：主要由上部水泥地坪，下部填粉土构成，层厚0.71.5m。 黄泛冲积土层：以粉土、淤泥质粉土为主，粘土少量，层厚814.1m。其中粉土较为密实，干强度较低，中压缩性土，流塑，场区普遍分布。,基坑支护设计方案,设计共分两类设计： 基坑西南角处按钻孔灌注桩支护设计。 基坑其余部分采取复合土钉支护设计，上部3m采用放坡+2排土钉支护，下部5m采用双排水泥土搅拌桩+5排土钉的围护方案。,止水深搅桩墙参数： 墙厚1700mm，双轴深搅桩叶片直径为700，桩中心距1.00m(0.85m)，桩体搭 接200(350)，使用32.5级普通硅酸盐水泥，其掺入量为16，水灰比为0.450.50，要求试块抗压强度gu281.0MPa。 提升速度0.5mmin-1，采用两喷三搅工艺，垂直度偏差1。,土钉结构设计参数：,土钉选用材料为妒83.5mm钢管，采用7层土钉，第二、三排土钉倾角为、二5cGuANl2o，其余均为15o，各层土钉间距均为1m，梅花型布置 机械钻孔孔径均为120rmm，中间四排的土钉长度为13.5m，其余长度均为9m。 为了减小基坑变形，施工方特别在第四排土钉处固定两排槽钢并安装了200mm200ram10mm的钢垫板，通过拧紧螺母对土钉施加少量预应力。,事故情况及应急处理,该工程从2006年3月开始大规模开挖，在此以前基坑周围的深搅桩墙已经施工完毕，降水工作也有步骤的展开。 挖土方案先东后西，先南后北，出土口留在西侧中部，到2006年6月基坑挖土工作已经基本结束，东侧的地下室底板已经浇注完毕，整个基坑只有出土口处有少量土待开挖。施工组织设计中要求挖土按照分层分段作业，每层挖深1 m。 由于挖土 工作都是在夜间进行，加之土方基本开挖完毕，挖土作业人员不仅直接超挖到底，并将基坑西侧中部的深搅桩墙挖断，形成一个长约10m，深6m的缺口。,引起了设计施工单位的重视，准备在该处采取补强措施，但由于施工协调不够，加之挖土没有按层开挖，支护工作进展缓慢。 挖土在末采取加固措施下又进行土方开挖。 施工机械处于人行道边上作业，巨大的压力，加之基坑边沿已有的变形使得人行道下面的城市供、排水管道发生错位裂缝，此时水量只是在坑壁渗出，水较清。 6月底的数日大雨后，雨 水顺着豁口流向基坑，造成地下水管彻底爆裂，大量水携带着流土和流沙直接流入基坑，此时已经做好的部分土钉由于刚刚灌浆还无法受力，基坑西侧中部支护结构坍塌，紧邻的马路和人行道大面积沉陷。,事故原因分析,随意破坏支护结构是造成险情的根本原因，为了出土方便，挖土单位在挖土工程处于尾声时，挖土单位擅自将出土口挖出深6m的出土豁N。这个出土豁口不仅破坏了已经封闭的止水帷幕。由于水位差的存在，被帷幕隔开的水带着粉土中的细颗粒流人基坑，造成地下水管和路面沉陷，基坑壁向基坑塌滑，6月底的大雨加剧了这一过程。 尽管监理在开挖前曾明文提出要分区、分层、平衡开挖，但由于一次超挖土6m，支护作业不得不搭架施工，不能及时喷护混凝土和放置土钉，造成基坑变肜较大，又赶上6月30日的大雨，基坑塌方。,施工中把所有设计方案中的25iIlm的锚筋改为妒835IIllll的锚管。虽然使用锚管要比使用锚筋施工速度快，但是，由于锚管与锚筋的施工工艺不同，它们的锚固力差距很大。锚管是先在土中成孔后，把周面带孑L、端部密闭的钢管放人坑壁，然后从管内注浆并透过蹙孔将浆体渗到周围土体；锚筋也是先在土中成孔，置人变形钢筋，沿杆长通过细塑料管注浆填孔，然后通过二次挤裂注浆来加固土体。 施工控制不严格，由于施工场地的需要，基坑边沿的狭窄平台作为材料加工场堆放了大量的钢材，这些都导致坑外的超载值远大于20kPa，极大的增加了主动区土压力。,土钉支护设计施工的一大特点就是“动态设计，信息施工”，开挖后根据实际情况，可能对原方案进行局部凋整。 对于本工程，在6月25号时坍塌附近的测斜管监测的水平位移最大达到40mm大大超出土体水平累计位移量为开挖深度3。的安全标准。安全意识淡漠和对信息化施工认识不足，在事故发生一周，此处的基坑附近出现变形、裂缝，此时应该采取措施以控制变形速度，却没有引起足够的重视，失去了信息化施工的意义。,处理措施,事故发生后，坑底土和坑壁土为粉土，土质较差，灵敏度高，在发生渗水和边坡滑动后，坑底土强度急剧降低。 经有关专家论证研究，采取下面的加固方案：在原深搅桩外侧的坍塌处钻孑L后放人两排长约12m的咖1146有缝钢管抗滑桩，桩间距0.5m桩内部碎石密实后1：1水泥砂浆压密注浆，喷100厚混凝土进行表层硬化。 7月19号的暴雨后，此处仍然发生坍塌事故，尽管未造成大的事故，但上次加固用的钢管大部分被冲入基坑底部。主要因为钢管桩与土难以有效连接；且钢管桩难以打人下层土体，桩底部易形成一个塑性铰；浇注的混凝土在管子内部，难以向周围土体渗透，并没有加固周围的土体；且由于下层土已经掏空，整个加固部位没有形成整体性的结构，在大雨的冲刷下发生事故在所难免。,第二次塌方事故后的加固针对已经掏空的部位采取打木桩，填沙袋，毛石，喷混凝土和钢筋等措施来密实下部土体，同时在基坑底部深深打人一排长5m的200的木桩来支撑加固，通过注浆将其连接成整体。 这些措施制止了事态的发展。施工方能够在这些部位覆盖塑料布，同时在基坑外侧马路边沿处垒起一道0.5m高的沙袋墙体以防雨水回灌，这些措施在以后的雨天中证明是积极有效的，基坑的变形甚微。,总结,基坑支护工程虽为临时性工程 一旦出现问题，就会导致延误工期 严重的还会引起安全事故 该教训应该汲取 原因如下：,施工不当（超挖、挖断止水帷幕及补强加固不及时）及挖土机的重载碾压直接造成水管破裂，水管破裂加剧变形，形成恶性循环。 对于任何形式的基坑工程，都要以经济、安全、合理为标准，不能单纯强调经济性，而忽视工程的安全性，设计施工单位不得随意做出降低基坑安全度的修改。,土钉墙作为一个新型结构形式，有一个摸索、发展的过程，故设计、施工均应持慎重态度；重视信息化施工，建立严密的监测与巡视系统，出现异常要及时采取处理措施，加强监测。 在软土地区应用土钉墙支护基坑，要求谨慎处理地表和地下水。 在饱和软土地区其搅拌桩止水帷幕除了隔水作用外，它还起到抗滑移时提供抗剪的作用，故在设计、施工中不得忽视。 基坑周边不应堆放重载，致使增加了主动区压力。,某商务楼,地处繁华地带。拟建建筑物地上十四十七层，框架剪力墙结构，地下二层，采用桩筏基础，开挖深度6.5m，开挖面积约8200.0m2。 东、南两侧均为道路，基坑边缘距道路2.03.0m；西侧为较空旷的空地；北侧为居民区，基坑边缘距已有建筑物（高五层，砖混结构，筏板基础）约25.0m，基坑与已有建筑物之间为停车坪。 拟建基坑周围地下管线密集,工程地质及水文地质条件 根据现场地质勘察结果，在基坑开挖深度及影响范围内，地基土的组成自上而下为： 层素填土：色杂，结构松散，主要由粘性土组成，含少量碎石、砖块等，厚度1.0m左右。 层粉质粘土：灰黄色，软塑，饱和，中偏高压缩性，含铁锰质氧化斑点，下部夹灰兰色条纹，厚度1.52.0m。 层淤泥质粘土：灰色，流塑，饱和，高压缩性，含有机质斑点，底板埋深在12.0m左右。 夹层砂质粉土：灰色，稍密，饱和，中压缩性，含云母，在层土中呈透镜体产出，分布不稳定，拟建场地大部分地段有分布，最大厚度6.0m。,层粉质粘土：褐黄色，可塑，饱和，中压缩性，含铁锰质氧化结核及斑点，厚度4.5m左右，底板埋深在16.5m左右。 层粘土：黄褐色，硬塑，饱和，中压缩性，含铁锰质氧化结核及斑点，厚度11.5m左右，底板埋深在28.0m左右。 场地稳定地下水位埋深在1.00m左右，场地地下水为孔隙潜水及微承压水。孔隙潜水分布在浅部的层、层土中，水量贫乏；微承压水分布在夹层粉性土中，水量较大。,基坑支护设计,根据拟建场地的工程地质水文地质条件及业主的要求 基坑支护采用深层水泥搅拌桩（单排水泥搅拌桩）超前围护+分级放坡+土钉墙的复合支护方案。水泥搅拌桩帷幕作为超前支护结构，具有挡水挡土双重功能，设计桩长13.0m。桩径600mm，中心距为400mm，相互搭接间距200mm。 采用二级放坡开挖，第一级按1：0.5的坡率放坡，高度3.0m，土钉采用482.5钢管，水平间距1.0m，竖直间距1.01.2m，土钉长度12.0m，梅花型布置；第二级按1：1的坡率放坡，高度3.5m，土钉采用482.5钢管，水平间距1.0m，竖直间距1.0m，土钉长度12.015.0m，梅花型布置，一二级坡面之间设置1.0m的平台。坡面层混凝土厚100mm，内配直径6.5mm 间距200mm200mm钢筋网，每层土钉通过12斜向加强筋及三根15cm长的锁定筋与面层钢筋网连接。,基坑施工 采用分段分区分层流水作业，根据场地的环境条件，土方开挖先西北侧，再向南侧推进，然后自西向东进行开挖。 在第二级边坡施工向东推进中，XXXX年XX月XX日，基坑北侧边坡发生滑移，导致边坡北侧水管断裂，加剧边坡滑移，随之该处发生严重塌方，停车平台陷了下去，与地面落差达2.0m多，宽度达15.0m，长度达50.0m左右，平台上的两辆轿车随之陷了下去。 更严重的是，地面出现了裂缝，危及两幢楼居民的安全。,原因之一： 深层水泥搅拌桩及土钉的施工，对基坑边坡的软土扰动大，必定造成软土的强度的降低，由于软土易变形，并具有触变和徐变的特点，其强度完全恢复的时间很长，使本已强度很低的软土强度进一步降低，故而基坑开挖形成的边坡自稳能力不足，基坑边坡位移出现大的变形。,由于