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摘要:随着城市建设的快步发展,近年来上海市在轨道交通和民用建筑上出现了超大、超深基坑工程,原来的常规围护方案已经不适用,逐渐出现了超深地下连续墙。文章结合工程实例,以数据分析了超深地下连续墙发生卡斗的常见原因,最后提出了针对性解决措施,并在此工程上取得了显著效果。
关键词:地下连续墙;卡斗;埋斗;工序分析
中图分类号:TU476文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)10-0145-02
随着城市建设的快步发展,近年来上海市在轨道交通和民用建筑上出现了超大、超深基坑工程,原来的常规围护方案已经不适用,逐渐出现了超深地下连续墙,而本文选题的目的主要是为了解决超深地连墙在施工中容易发生卡斗事故的问题,对今后施工此类工程有借鉴作用。
一、工程概况
工程位于上海市浦东新区,基坑呈三角形,基坑周长约1000m,基坑面积约为40000m2,地下室3～5层,开挖深度25.2m,局部开挖27.2m;基坑安全等级为一级,基坑围护采用地下连续墙,地连墙设计量见表1:
表1
序号 项目 墙宽(mm) 深度(m) 设计量(幅) 墙型号 占总数比例
01 地下连续墙 1200 52 142 WA 52%
02 地下连续墙 1000 50 41 WB 15%
03 地下连续墙 1000 40 48 WD 18%
04 地下连续墙 1000 30 43 WC 15%
05 合计 274 100%
二、实例分析
目前本工程地下连续墙施工只完成了50%的工程量,但是施工至今共发生了8次卡斗事故,其中最严重的一次事故造成了WA1096号槽埋斗,事后经多种方法处理无效,最终损失巨大(约600万)。在2009年3月14日成槽施工WA1100号地连墙时,再次发生了卡斗事故,经过近8个小时的全力抢险,最终将抓斗拉出,但也直接造成了成槽机租赁公司不敢再继续租赁成槽机设备施工本工程,从而造成当时工程暂停施工的局面。经过多次卡斗事故的发生,我们对其进行了总结分析。
(一)從地连墙的型号分析
表2
序号 项目 墙型号 发生卡斗次数 占事故发生率 备注
01 地连墙 WA 7次 87.5%
02 地连墙 WB 1次 12.5%
03 地连墙 WC 0次 0%
04 地连墙 WD 0次 0%
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,8次卡斗事故有7次发生在A型52m深的地连墙上,1次发生在B型50m深的地连墙上。
(二)从地连墙槽壁是否加固分析
表3
序号 项目 槽壁是否加固 发生卡斗次数 占事故发生率 备注
01 地连墙 是 1次 12.5%
02 地连墙 否 7次 87.5%
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,8次卡斗事故有7次发生在无地连墙槽壁预加固的槽段上,1次发生在有地连墙预加固的槽段上。
(三)从地连墙卡斗发生的深度分析
表4
序号 项目 卡斗发生的深度 发生卡斗次数 占事故发生率 备注
01 地连墙 -35m 1次 12.5%
02 地连墙 -40～-50m 5次 62.5%
03 地连墙 -35～-45m 1次 12.5%
04 地连墙 -42～-52m 1次 12.5% 埋斗
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,卡斗均发生在35m以下部位,其中有6次发生在-40～-50m部位;1次发生在-35～-45m部位;1次发生在-42～-52m部位(最终埋斗)。
(四)从地连墙施工的工序分析
从地连墙施工的工序分析如图1所示:
图1从地连墙施工工序图
表4
序号 地墙施工工序 发生次数 / 占事故发生率 备注
01 第一铲 0次 / 0%
02 第二铲 6次 / 75%
03 第三铲 2次 / 25% 埋斗
合计 8次 / 100%
从上表分析数据可看出,卡斗均发生在成槽开挖的第二及第三铲,其中有6次发生在第二铲,2次发生在成槽开挖的第三铲。
(五)从地质情况分析
从发生卡斗的深度来看,主要为⑦1及⑦2层。
序号 土质部位 发生的土层 发生次数 占事故发生率 备注
01 粉砂夹砂质粉土 ⑦1层 2次 25%
02 粉细砂 ⑦2层 6次 75%
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,卡斗均发生在成槽开挖的⑦层砂土。
通过本工程地质报告可以了解到,本工程地面下28m开始至地连墙底均为第⑦层砂层,其标贯值相当高,开挖时极其难以穿越,故开挖此部位时需要较长时间(在开挖此部分时,开挖一斗的时间一般为10~15分钟,最长的达到30分钟)。根据我司及同行以往地连墙及钻孔灌注桩的施工经验分析,在第⑦层砂层施工时间较长后经常会发生缩径现象,如槽壁发生缩径现象,则发生卡斗的概率将大大增加。另外,第⑦层砂层有较强的吸附性,如平板状物体贴住槽壁将很难拉开,而成槽机抓斗是由多块钢板加工制作的,一旦抓斗侧面紧贴槽壁,将很难将其拉开。同时,地质报告反映,本工程场地第③层淤泥质粉质粘土层呈流塑状,埋深一般在地面下5～10m,该土层极易塌方。在槽段开挖时,如第③层土塌方,将很容易造成抓斗被埋,或将抓斗挤向一侧,则槽壁的吸附性又会造成抓斗难以拉出。
三、处理措施
为尽可能避免或减少卡斗事故的再次发生,对后续地连墙施工采取了如下措施:
1.缩短每幅槽的分幅长度,将原6m的标准幅长度缩短为5m标准幅长度,以尽可能缩短每幅槽的成槽时间及其他施工时间。
2.每幅槽必须先进行引孔,特别是第⑦层土必须引孔,以尽可能缩短成槽机在⑦层土部位作业的时间。
3.与业主及设计取得沟通,对原设计未采用预加固的槽段进行预加固,特别是对第③层土进行加固,以防止成槽时塌方。
4.对抓斗的斗瓣进行加宽,以增大抓斗的斗体与槽壁的空间,减少槽壁吸附斗体的概率。
5.加强对成槽机驾驶员的思想教育工作,提高其重视程度,降低人为因素的概率。
四、结语
从以上数据可以发现,无预加固的槽段发生卡斗事故的概率要比有预加固的槽段高的多,卡斗事故均发生在⑦层砂层部位,均发生在槽段开挖的后期,墙越宽、越深发生卡斗的频率越高。因此,我司认为造成卡斗的主要原因有如下几种:(1)地连墙的成槽时间不能过长,特别是在第⑦层砂土;
(2)第③层淤泥质粉质粘土层很容易塌方,在成槽前必须对其进行预加固;(3)第⑦层砂土吸附斗体,造成抓斗提拉困难;(4)人为操作失误,如将抓斗下放过头,造成斗体倾斜等;
(5)随时要保持泥浆的性能,避免含砂率过高及沉淀过快。
目前,本工程地下连续墙已经全部施工完毕,在经过几次原因分析及总结,并采取了以上措施后,效果显著,至施工结束未发生一起卡斗事故。
参考文献
[1]贾坚.上海世纪大道2-4地块基坑围护设计方案.同济大学建筑设计研究院,2008.
[2]池跃升,徐青.上海世纪大都会2-4 地块岩土工程勘察报告 (工程编号:2006-G-257)[R].上海岩土工程勘察设计研究院有限公司,2007.
关键词:地下连续墙;卡斗;埋斗;工序分析
中图分类号:TU476文献标识码:A文章编号:1009-2374 (2010)10-0145-02
随着城市建设的快步发展,近年来上海市在轨道交通和民用建筑上出现了超大、超深基坑工程,原来的常规围护方案已经不适用,逐渐出现了超深地下连续墙,而本文选题的目的主要是为了解决超深地连墙在施工中容易发生卡斗事故的问题,对今后施工此类工程有借鉴作用。
一、工程概况
工程位于上海市浦东新区,基坑呈三角形,基坑周长约1000m,基坑面积约为40000m2,地下室3～5层,开挖深度25.2m,局部开挖27.2m;基坑安全等级为一级,基坑围护采用地下连续墙,地连墙设计量见表1:
表1
序号 项目 墙宽(mm) 深度(m) 设计量(幅) 墙型号 占总数比例
01 地下连续墙 1200 52 142 WA 52%
02 地下连续墙 1000 50 41 WB 15%
03 地下连续墙 1000 40 48 WD 18%
04 地下连续墙 1000 30 43 WC 15%
05 合计 274 100%
二、实例分析
目前本工程地下连续墙施工只完成了50%的工程量,但是施工至今共发生了8次卡斗事故,其中最严重的一次事故造成了WA1096号槽埋斗,事后经多种方法处理无效,最终损失巨大(约600万)。在2009年3月14日成槽施工WA1100号地连墙时,再次发生了卡斗事故,经过近8个小时的全力抢险,最终将抓斗拉出,但也直接造成了成槽机租赁公司不敢再继续租赁成槽机设备施工本工程,从而造成当时工程暂停施工的局面。经过多次卡斗事故的发生,我们对其进行了总结分析。
(一)從地连墙的型号分析
表2
序号 项目 墙型号 发生卡斗次数 占事故发生率 备注
01 地连墙 WA 7次 87.5%
02 地连墙 WB 1次 12.5%
03 地连墙 WC 0次 0%
04 地连墙 WD 0次 0%
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,8次卡斗事故有7次发生在A型52m深的地连墙上,1次发生在B型50m深的地连墙上。
(二)从地连墙槽壁是否加固分析
表3
序号 项目 槽壁是否加固 发生卡斗次数 占事故发生率 备注
01 地连墙 是 1次 12.5%
02 地连墙 否 7次 87.5%
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,8次卡斗事故有7次发生在无地连墙槽壁预加固的槽段上,1次发生在有地连墙预加固的槽段上。
(三)从地连墙卡斗发生的深度分析
表4
序号 项目 卡斗发生的深度 发生卡斗次数 占事故发生率 备注
01 地连墙 -35m 1次 12.5%
02 地连墙 -40～-50m 5次 62.5%
03 地连墙 -35～-45m 1次 12.5%
04 地连墙 -42～-52m 1次 12.5% 埋斗
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,卡斗均发生在35m以下部位,其中有6次发生在-40～-50m部位;1次发生在-35～-45m部位;1次发生在-42～-52m部位(最终埋斗)。
(四)从地连墙施工的工序分析
从地连墙施工的工序分析如图1所示:
图1从地连墙施工工序图
表4
序号 地墙施工工序 发生次数 / 占事故发生率 备注
01 第一铲 0次 / 0%
02 第二铲 6次 / 75%
03 第三铲 2次 / 25% 埋斗
合计 8次 / 100%
从上表分析数据可看出,卡斗均发生在成槽开挖的第二及第三铲,其中有6次发生在第二铲,2次发生在成槽开挖的第三铲。
(五)从地质情况分析
从发生卡斗的深度来看,主要为⑦1及⑦2层。
序号 土质部位 发生的土层 发生次数 占事故发生率 备注
01 粉砂夹砂质粉土 ⑦1层 2次 25%
02 粉细砂 ⑦2层 6次 75%
合计 8次 100%
从上表分析数据可看出,卡斗均发生在成槽开挖的⑦层砂土。
通过本工程地质报告可以了解到,本工程地面下28m开始至地连墙底均为第⑦层砂层,其标贯值相当高,开挖时极其难以穿越,故开挖此部位时需要较长时间(在开挖此部分时,开挖一斗的时间一般为10~15分钟,最长的达到30分钟)。根据我司及同行以往地连墙及钻孔灌注桩的施工经验分析,在第⑦层砂层施工时间较长后经常会发生缩径现象,如槽壁发生缩径现象,则发生卡斗的概率将大大增加。另外,第⑦层砂层有较强的吸附性,如平板状物体贴住槽壁将很难拉开,而成槽机抓斗是由多块钢板加工制作的,一旦抓斗侧面紧贴槽壁,将很难将其拉开。同时,地质报告反映,本工程场地第③层淤泥质粉质粘土层呈流塑状,埋深一般在地面下5～10m,该土层极易塌方。在槽段开挖时,如第③层土塌方,将很容易造成抓斗被埋,或将抓斗挤向一侧,则槽壁的吸附性又会造成抓斗难以拉出。
三、处理措施
为尽可能避免或减少卡斗事故的再次发生,对后续地连墙施工采取了如下措施:
1.缩短每幅槽的分幅长度,将原6m的标准幅长度缩短为5m标准幅长度,以尽可能缩短每幅槽的成槽时间及其他施工时间。
2.每幅槽必须先进行引孔,特别是第⑦层土必须引孔,以尽可能缩短成槽机在⑦层土部位作业的时间。
3.与业主及设计取得沟通,对原设计未采用预加固的槽段进行预加固,特别是对第③层土进行加固,以防止成槽时塌方。
4.对抓斗的斗瓣进行加宽,以增大抓斗的斗体与槽壁的空间,减少槽壁吸附斗体的概率。
5.加强对成槽机驾驶员的思想教育工作,提高其重视程度,降低人为因素的概率。
四、结语
从以上数据可以发现,无预加固的槽段发生卡斗事故的概率要比有预加固的槽段高的多,卡斗事故均发生在⑦层砂层部位,均发生在槽段开挖的后期,墙越宽、越深发生卡斗的频率越高。因此,我司认为造成卡斗的主要原因有如下几种:(1)地连墙的成槽时间不能过长,特别是在第⑦层砂土;
(2)第③层淤泥质粉质粘土层很容易塌方,在成槽前必须对其进行预加固;(3)第⑦层砂土吸附斗体,造成抓斗提拉困难;(4)人为操作失误,如将抓斗下放过头,造成斗体倾斜等;
(5)随时要保持泥浆的性能,避免含砂率过高及沉淀过快。
目前,本工程地下连续墙已经全部施工完毕,在经过几次原因分析及总结,并采取了以上措施后,效果显著,至施工结束未发生一起卡斗事故。
参考文献
[1]贾坚.上海世纪大道2-4地块基坑围护设计方案.同济大学建筑设计研究院,2008.
[2]池跃升,徐青.上海世纪大都会2-4 地块岩土工程勘察报告 (工程编号:2006-G-257)[R].上海岩土工程勘察设计研究院有限公司,2007.