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摘 要:本文就影响深基坑稳定性的几个重要因素进行阐述分析。
关键词:深基坑;稳定性;因素
随着城市建设的不断发展,地下空间的利用率也不断的提高,基坑支护设计计算以及实践中遇到的问题就愈来愈复杂。国内深基坑支护方面有着成功的经验,也有过失败的教训。笔者总结了大量的工程实例,就影响深基坑稳定性的因素归纳为以下几点:
一、岩土工程勘察
勘察资料是为基坑支护设计提供可靠的计算依据,所以勘察资料的不详细、不准确性直接给基坑的安全留下重大的隐患。要求在勘察过程中,必须认真准确的给出基坑设计范围内每层土的物理力学性能指标,全面的评价岩土工程性质,为设计提供详细、准确的勘察成果。
二、基坑支护设计
基坑支护设计方案的选定取决于基坑开挖深度、地基土的物理力学性质、水文地质条件、基坑周边环境(包括相邻建筑物、构筑物的重要性,相邻道路、地下管线的限制程度)、设计控制变形要求、施工设备能力、工期、造价及支护结构受力特征等诸多因素。
1.基坑支护设计应由具有丰富设计经验的专业设计人员承担,不要轻信掌握了某种支护技术的单位或个人的夸张宣传。设计时应充分了解基坑的实际情况,选择合理的支护形式。特别在软土地区,一味靠密布支护桩来代替锚撑,导致支护桩悬臂长度过大,支护桩产生较大变形,基坑周围地面下陷,相邻建筑物开裂。2.土压力是支护设计计算的前提,它在基坑开挖到地下结构完工不是一常不变的。由于基坑周围土体浸水后粘聚力和内摩擦角降低、基坑周围堆放大量建筑材料、大型施工机械作业距离基坑太近、寒冷地区土体中水结冰体积膨胀产生冻胀力施加给土体主动推力等原因造成支护结构实际受到的土压力大于设计值,支护结构所承受的主动土压力增大,支护结构就会产生较大变形,甚至破坏。设计时漏算地面附加荷载,有时为了节约资金折减主动土压力,也会造成结构实际土压力增大,支护结构变形加大,周围建筑物开裂。
三、水的作用
水是导致深基坑工程事故的重要隐患。根据统计80%以上的深基坑事故是由水处理不当造成的。
1.基础施工期间遇到大雨,基坑坡体、坡顶未采取防护措施,坡顶也未设排水沟,雨水冲刷桩间土,造成土体流失,再者雨水浸泡基坑或基坑周围给排水管道渗漏冲走桩间土,直接影响基坑的稳定性。2.由于降水井间距过大,上层滞水不能完全排走,基础施工阶段停止抽水,仅靠降水井底部砂层渗走上层滞水,造成上层滞水越积越多,插筋锚体摩阻力减小,复合土体强度大大降低,插筋补强边坡坍塌。3.對于未作止水帷幕的基坑,基坑内存在大量的深层降水。在抽水期间,随着降深的不断加大,一方面引起基坑周围一定范围内的地基土随着降水漏斗曲线的形成而产生不均匀沉降,另一方面如是淤泥质土地区,大量泥浆从桩间流入基坑,造成地面开裂、下沉,临近房屋向基坑倾斜,地下管线及道路开裂,甚至破坏。4.止水帷幕设计深度不够,造成地下水在基坑内严重漏水。5.采用打入式工程桩、支护桩工程会产生超静水压力在软土地基中短时间不易消散,基坑开挖改变了坑内土体应力平衡,产生支护桩水平位移。
四、支撑及锚固体系
支撑式支护结构和锚固式支护结构是深基坑支护中常用的支护形式。支撑体系基本呈受压状态,杆件和体系的稳定问题,是支撑结构的基本问题。支撑系统设计不合理,将导致支护结构大变形。锚固结构广泛用于非软土地区的深基坑工程,特点是支护结构刚度大,位移小,施工方法可选择性大,在周围建筑群密集的大深度基坑使用是适宜的。但是,锚杆的设计水平、施工质量以及对地基土的保护是确保锚杆能完成其使命的一个完整环节,其中任意一环节出现问题,都会导致锚杆失效。
五、基坑稳定
1.支护结构插入土体深度不足时,被动土压力过小,支护结构的稳定性差,严重时基坑坡角滑动,坑底土体大面积隆起。2.在饱和粉细砂场地的基坑内降水。当基坑内外水头差过大时,基坑土体因管涌而失稳。3.在淤泥质土或饱和软粘土场地,不降水开挖基坑,由于挖土、运土设备的扰动,土体强度下降,使基坑周围土体产生滑移。4.高水位地区,基坑封底深度过小时,或坑底排水措施处理不当时,造成底板凸起,开裂,基坑土体失稳。5.土体冻涨,造成基坑失稳。
六、施工与监测
1.施工前编制详细的施工组织设计,同时在施工中根据监测及信息反馈结果,正确指导施工。2.施工时严格把握质量关,严格遵守施工规程,按照设计图纸及施工组织设计编制的内容正确施工,不得随意改变设计意图与支护结构。材料按指定位置堆放,如果堆放距离基坑边缘太近,或者大量向基坑一边倾倒生活用水、施工废水,或者造成地下给排水管道的破裂,这样会使主动土压力大幅度的增加,引起支护结构变形加大。3.相邻基坑或同一基坑中的不同施工单位应相互之间默契配合,严禁超挖,避免锚撑跟不上、清底措施不当等,否则都会引发事故。4.坚持信息化施工原则,安排合理的施工监测,准确分析监测数据,综合判断险情的出现。一旦出现险情,及时作出应急处理,抢险措施得当。
深基坑工程是一项系统工程,其勘察、设计、施工和监测是四个紧密联系的环节,每一环节直接影响基坑的稳定性。
关键词:深基坑;稳定性;因素
随着城市建设的不断发展,地下空间的利用率也不断的提高,基坑支护设计计算以及实践中遇到的问题就愈来愈复杂。国内深基坑支护方面有着成功的经验,也有过失败的教训。笔者总结了大量的工程实例,就影响深基坑稳定性的因素归纳为以下几点:
一、岩土工程勘察
勘察资料是为基坑支护设计提供可靠的计算依据,所以勘察资料的不详细、不准确性直接给基坑的安全留下重大的隐患。要求在勘察过程中,必须认真准确的给出基坑设计范围内每层土的物理力学性能指标,全面的评价岩土工程性质,为设计提供详细、准确的勘察成果。
二、基坑支护设计
基坑支护设计方案的选定取决于基坑开挖深度、地基土的物理力学性质、水文地质条件、基坑周边环境(包括相邻建筑物、构筑物的重要性,相邻道路、地下管线的限制程度)、设计控制变形要求、施工设备能力、工期、造价及支护结构受力特征等诸多因素。
1.基坑支护设计应由具有丰富设计经验的专业设计人员承担,不要轻信掌握了某种支护技术的单位或个人的夸张宣传。设计时应充分了解基坑的实际情况,选择合理的支护形式。特别在软土地区,一味靠密布支护桩来代替锚撑,导致支护桩悬臂长度过大,支护桩产生较大变形,基坑周围地面下陷,相邻建筑物开裂。2.土压力是支护设计计算的前提,它在基坑开挖到地下结构完工不是一常不变的。由于基坑周围土体浸水后粘聚力和内摩擦角降低、基坑周围堆放大量建筑材料、大型施工机械作业距离基坑太近、寒冷地区土体中水结冰体积膨胀产生冻胀力施加给土体主动推力等原因造成支护结构实际受到的土压力大于设计值,支护结构所承受的主动土压力增大,支护结构就会产生较大变形,甚至破坏。设计时漏算地面附加荷载,有时为了节约资金折减主动土压力,也会造成结构实际土压力增大,支护结构变形加大,周围建筑物开裂。
三、水的作用
水是导致深基坑工程事故的重要隐患。根据统计80%以上的深基坑事故是由水处理不当造成的。
1.基础施工期间遇到大雨,基坑坡体、坡顶未采取防护措施,坡顶也未设排水沟,雨水冲刷桩间土,造成土体流失,再者雨水浸泡基坑或基坑周围给排水管道渗漏冲走桩间土,直接影响基坑的稳定性。2.由于降水井间距过大,上层滞水不能完全排走,基础施工阶段停止抽水,仅靠降水井底部砂层渗走上层滞水,造成上层滞水越积越多,插筋锚体摩阻力减小,复合土体强度大大降低,插筋补强边坡坍塌。3.對于未作止水帷幕的基坑,基坑内存在大量的深层降水。在抽水期间,随着降深的不断加大,一方面引起基坑周围一定范围内的地基土随着降水漏斗曲线的形成而产生不均匀沉降,另一方面如是淤泥质土地区,大量泥浆从桩间流入基坑,造成地面开裂、下沉,临近房屋向基坑倾斜,地下管线及道路开裂,甚至破坏。4.止水帷幕设计深度不够,造成地下水在基坑内严重漏水。5.采用打入式工程桩、支护桩工程会产生超静水压力在软土地基中短时间不易消散,基坑开挖改变了坑内土体应力平衡,产生支护桩水平位移。
四、支撑及锚固体系
支撑式支护结构和锚固式支护结构是深基坑支护中常用的支护形式。支撑体系基本呈受压状态,杆件和体系的稳定问题,是支撑结构的基本问题。支撑系统设计不合理,将导致支护结构大变形。锚固结构广泛用于非软土地区的深基坑工程,特点是支护结构刚度大,位移小,施工方法可选择性大,在周围建筑群密集的大深度基坑使用是适宜的。但是,锚杆的设计水平、施工质量以及对地基土的保护是确保锚杆能完成其使命的一个完整环节,其中任意一环节出现问题,都会导致锚杆失效。
五、基坑稳定
1.支护结构插入土体深度不足时,被动土压力过小,支护结构的稳定性差,严重时基坑坡角滑动,坑底土体大面积隆起。2.在饱和粉细砂场地的基坑内降水。当基坑内外水头差过大时,基坑土体因管涌而失稳。3.在淤泥质土或饱和软粘土场地,不降水开挖基坑,由于挖土、运土设备的扰动,土体强度下降,使基坑周围土体产生滑移。4.高水位地区,基坑封底深度过小时,或坑底排水措施处理不当时,造成底板凸起,开裂,基坑土体失稳。5.土体冻涨,造成基坑失稳。
六、施工与监测
1.施工前编制详细的施工组织设计,同时在施工中根据监测及信息反馈结果,正确指导施工。2.施工时严格把握质量关,严格遵守施工规程,按照设计图纸及施工组织设计编制的内容正确施工,不得随意改变设计意图与支护结构。材料按指定位置堆放,如果堆放距离基坑边缘太近,或者大量向基坑一边倾倒生活用水、施工废水,或者造成地下给排水管道的破裂,这样会使主动土压力大幅度的增加,引起支护结构变形加大。3.相邻基坑或同一基坑中的不同施工单位应相互之间默契配合,严禁超挖,避免锚撑跟不上、清底措施不当等,否则都会引发事故。4.坚持信息化施工原则,安排合理的施工监测,准确分析监测数据,综合判断险情的出现。一旦出现险情,及时作出应急处理,抢险措施得当。
深基坑工程是一项系统工程,其勘察、设计、施工和监测是四个紧密联系的环节,每一环节直接影响基坑的稳定性。