深基坑开挖支护现状分析及其对策--上海理工大学.pptx
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1、主要内容主要内容1、存在的问题、存在的问题2、深基坑工程特点及现状、深基坑工程特点及现状3、深基坑工程事故的分析、深基坑工程事故的分析4、建议及对策、建议及对策1、存在的问题、存在的问题近年来,城市中的建筑密度随着城市现代化的推进近年来,城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大,随着高层建筑的不断兴建,深基坑开挖支护问而增大,随着高层建筑的不断兴建,深基坑开挖支护问题日益突出,深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设题日益突出,深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为土木工程师们所关注,高校和企业界也施的影响日益为土木工程师们所关注,高校和企业界也研究开发了一些好的措施。研究开发了一些
2、好的措施。但是基坑开挖深度越来越深,但是基坑开挖深度越来越深,开挖环境日益复杂,开挖环境日益复杂,设计及施工人员经常遇到新的问题设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战,从而使基坑工程事故频频出现。尤其在上及新的挑战,从而使基坑工程事故频频出现。尤其在上海、深圳等大城市,事故发生率更高。海、深圳等大城市,事故发生率更高。上海以前曾出现上海以前曾出现在一年之中发生近四十例基坑事故的情况在一年之中发生近四十例基坑事故的情况,上海广东路,上海广东路某基坑事故,导致交通主干线广东路下陷某基坑事故,导致交通主干线广东路下陷1.8m,致使各,致使各种地下管线产生严重破坏,煤气泄露产生爆炸,当场熏种地下管线
3、产生严重破坏,煤气泄露产生爆炸,当场熏倒二十多人,直接经济损失达五千多万元,造成了极坏倒二十多人,直接经济损失达五千多万元,造成了极坏的社会影响;的社会影响;98年深圳某基坑工程,出现了严重的塌方年深圳某基坑工程,出现了严重的塌方事故,几名施工人员被埋,基坑周围几栋建筑物出现严事故,几名施工人员被埋,基坑周围几栋建筑物出现严重破坏。重破坏。2、深基坑工程特点及现状、深基坑工程特点及现状(1)基坑越挖越深。或为了使用方便,基坑越挖越深。或为了使用方便,或因为地皮昂贵,或为了符合城管规定或因为地皮昂贵,或为了符合城管规定及人防需要,建筑投资者不得不向地下及人防需要,建筑投资者不得不向地下发展。过去
4、建发展。过去建12层地下室,即使在大层地下室,即使在大城市也不普遍,中等城市更为少见。现城市也不普遍,中等城市更为少见。现在在大城市、沿海地区,地下在在大城市、沿海地区,地下34层已层已很寻常,很寻常,56层也有,基坑深度多在层也有,基坑深度多在1016m间,在间,在20m左右的也为数不少。左右的也为数不少。2、深基坑工程特点及现状、深基坑工程特点及现状(2)工程地质条件越来越差。这一点)工程地质条件越来越差。这一点在某些沿海城市较为突出。在某些沿海城市较为突出。(3)基坑周围环境复杂。重要高层和)基坑周围环境复杂。重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集
5、的地方,并紧靠重要市政公路。密集的地方,并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧,地上与地而此处原有建筑结构陈旧,地上与地下管线密布。因此,基坑开挖不仅要下管线密布。因此,基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定,也要保证周围保证基坑本身的稳定,也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。的建筑物和构筑物不受破坏。2、深基坑工程特点及现状、深基坑工程特点及现状(4)基坑支护方法众多。诸如人工挖)基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩,预制桩,深层搅拌桩,钢板桩,孔桩,预制桩,深层搅拌桩,钢板桩,地下连续墙,内支撑,各种桩、板、地下连续墙,内支撑,各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护,此外还墙、管、撑同锚杆联合支
6、护,此外还有锚钉墙等。有锚钉墙等。(5)基坑工程事故的危害极大。一旦)基坑工程事故的危害极大。一旦基坑支护失效,常造成邻近房屋、地基坑支护失效,常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂,引发工程纠纷,下管线及道路的开裂,引发工程纠纷,甚至出现严重的破坏,造成重大的经甚至出现严重的破坏,造成重大的经济损失及人员的伤亡。济损失及人员的伤亡。3、深基坑工程事故的分析、深基坑工程事故的分析由于深基工程的上述特点,使深由于深基工程的上述特点,使深基坑支护成为一个最感头痛的工程难基坑支护成为一个最感头痛的工程难题。通过实例调查分析,工程事故可题。通过实例调查分析,工程事故可归纳为如下几类:归纳为如下几类:3.
7、1建设单位未认真执行设计方案建设单位未认真执行设计方案3.2设计计算错误设计计算错误3.3未进行稳定验算未进行稳定验算3.4施工管理方面的问题施工管理方面的问题3.1建设单位未认真执行设计方案建设单位未认真执行设计方案(1)此类工程事故出现较多,如济南某大厦工程,位于繁华)此类工程事故出现较多,如济南某大厦工程,位于繁华市区,地上市区,地上23层,地下层,地下3层,基坑深层,基坑深12m,场地狭窄,东、南、,场地狭窄,东、南、北三面距建筑物较近。北三面距建筑物较近。施工单位提出,采用大直径灌注桩,施工单位提出,采用大直径灌注桩,设一土层锚杆,桩顶设混凝土圈梁的桩锚支护体系,需费用设一土层锚杆,
8、桩顶设混凝土圈梁的桩锚支护体系,需费用约约100万元。万元。建设单位提出,部分采用建设单位提出,部分采用 800悬臂灌注桩,部分悬臂灌注桩,部分采用采用 150钢管悬臂桩,部分放坡方案,费用钢管悬臂桩,部分放坡方案,费用40万元。万元。结果按结果按建设单位方案:西侧采用建设单位方案:西侧采用1 0.3放坡。东、南、西北浇筑放坡。东、南、西北浇筑C30的的 800悬臂灌注桩悬臂灌注桩57根,根,1800,桩长,桩长18m,悬臂,悬臂12m,入坑,入坑底底6m。北部用。北部用 150钢管悬臂桩钢管悬臂桩7根,根,1000,桩长,桩长15m,悬臂,悬臂12m,入坑底,入坑底3m。结果几次断桩,塌方来
9、势凶猛,均在瞬间结果几次断桩,塌方来势凶猛,均在瞬间发生,共造成坑内土方堆积发生,共造成坑内土方堆积3000m3,断桩,断桩23根,桩倾斜根,桩倾斜2根,根,7根根 150钢管歪倒。钢管歪倒。可见,基坑支护必需认真对待,绝不能为可见,基坑支护必需认真对待,绝不能为节省费用,随便定个方案。经分析,原先施工单位提出的方节省费用,随便定个方案。经分析,原先施工单位提出的方案还是可行的,建设单位乱定方案,不科学办事,结果是浪案还是可行的,建设单位乱定方案,不科学办事,结果是浪费了投资,拖延了工期,欲速则不达。费了投资,拖延了工期,欲速则不达。(2)南京交通银行大楼,地上南京交通银行大楼,地上28层,地
10、下室层,地下室1层,层,基坑深基坑深6.7m.设计方案是:支护采用设计方案是:支护采用 800悬臂灌注桩,悬臂灌注桩,1000,桩长桩长14m,在桩顶设在桩顶设800500mm圈梁圈梁,桩嵌入坑底桩嵌入坑底8.8m;防水及降水在排桩背后设高压旋喷混凝土,形成止水帷;防水及降水在排桩背后设高压旋喷混凝土,形成止水帷幕。坑东侧幕。坑东侧42m长,距房屋长,距房屋15m左右,左右,采用采用1 1放坡开挖放坡开挖。在坑内设在坑内设3个深个深20m管井作为降水井。实施方案是:管井作为降水井。实施方案是:基坑基坑加深加深0.7m至至7.4m,桩长改为桩长改为13m,桩嵌入坑底桩嵌入坑底5.6m.放坡放坡面
11、因场地限制改为面因场地限制改为1 0.30.5.为抢进度,桩顶圈梁未施工为抢进度,桩顶圈梁未施工即开始挖土,且一次挖到设计标高即开始挖土,且一次挖到设计标高。基坑开挖后,东南角基坑开挖后,东南角桩间出现大量涌泥和流沙,支护结构向基坑内侧移位达桩间出现大量涌泥和流沙,支护结构向基坑内侧移位达20cm以上,桩后形成以上,桩后形成510cm地面裂缝,放坡地段滑移地面裂缝,放坡地段滑移失稳,降水井失效,以至东南面的和平电影院严重开裂破失稳,降水井失效,以至东南面的和平电影院严重开裂破坏,被迫停止拆除,北侧湖南路路面开裂,被迫采用土层坏,被迫停止拆除,北侧湖南路路面开裂,被迫采用土层锚杆加固,直接经济损
12、失锚杆加固,直接经济损失100多万元。多万元。可见,不按原设计可见,不按原设计方案施工,灌注桩与喷射混凝土未形成止水帷幕是基坑事方案施工,灌注桩与喷射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。故的主要原因。3.2设计计算错误设计计算错误(1)锚杆计算错误。如石家庄某高层建筑,建筑面积)锚杆计算错误。如石家庄某高层建筑,建筑面积10万多平万多平方米,地上方米,地上28层,地下层,地下4层,基坑深达层,基坑深达20.5m,东西长,东西长120m,南,南北宽北宽100m.基坑用基坑用 600灌注桩,灌注桩,1000,桩长,桩长20m,入土,入土5m,混,混凝土强度为凝土强度为C25,配,配12根根
13、22的的级钢筋,桩顶设帽梁,帽梁顶砌级钢筋,桩顶设帽梁,帽梁顶砌5.5m高高370砖墙作护墙,墙内有构造柱及压顶圈梁。护壁桩设三砖墙作护墙,墙内有构造柱及压顶圈梁。护壁桩设三道道130锚杆:第一道锚杆长锚杆:第一道锚杆长15.5m,2000;第二道锚杆长;第二道锚杆长20m,1500;第三道锚杆长;第三道锚杆长18m,1000.用槽钢与护壁桩相结合。用槽钢与护壁桩相结合。1993年年9月月12日,施工完西部坑底垫层,施工管理人员发现基坑日,施工完西部坑底垫层,施工管理人员发现基坑西部护壁桩间成片掉土,并有渗水现象,顶部砖墙外倾,顶部地西部护壁桩间成片掉土,并有渗水现象,顶部砖墙外倾,顶部地面出
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