警惕10種基坑坍塌誘因
一、基坑坡頂嚴重超載
基坑坡頂嚴重超載是引起基坑坍塌的主要原因之一。最近發(fā)生的鮮活案例就是基坑坡頂嚴重超載誘發(fā)基坑整體坍塌。
基坑支護設計圖紙(1)
二、 整體失穩
整體失穩是指在土體中形成了滑動(dòng)面,圍護結構連同基坑外側及坑底的土體一起喪失穩定性,一般的失穩形態(tài)是圍護結構的上部向坑外傾倒,圍護結構的底部向坑內移動(dòng),坑底土體隆起,坑外地面下陷。
例:龍潭空中花園基坑事故
2005年8月3日,凌晨約30m寬位置坡頂出現開(kāi)裂并出現沉降,坡腳水泥土攪拌樁出現斷裂。早晨7時(shí),下起大雨,半小時(shí)后該段出現塌滑。原因主要是基坑北側東端滑塌地段出現超挖,開(kāi)挖后放置了較長(cháng)時(shí)間;坑內大量積水未及時(shí)抽排;坡腳土層受水浸泡,降低了土層強度,勢必導致邊坡蠕動(dòng)變形;緊鄰坑邊下水管長(cháng)期漏水,邊坡蠕動(dòng)變形積累到一定程度后,坡頂道路下的下水道出現開(kāi)裂,大量水浸入邊坡土體內,導致邊坡失穩 。
2005年9月3日12時(shí),武昌區彭劉楊路金榜名苑已開(kāi)挖至設計深度5.2m的深基坑東側(cd)段約40余米長(cháng)的邊坡發(fā)生滑塌險情。
三、坑底隆起 ?。?)坑底隆起是一種向上的位移,產(chǎn)生的原因一是深層土的卸荷回彈,二是由開(kāi)挖形成的壓力差導致的土體塑流。 ?。?)由于土體是連續體,坑底的隆起和圍護結構的水平位移必然導致坑外土體產(chǎn)生沉降和水平位移,帶動(dòng)相鄰建筑物或市政設施發(fā)生傾斜或撓曲,這些附加的變形使結構構件或管道可能產(chǎn)生開(kāi)裂,影響使用,危及安全。 ?。?)一般解決的方法是被動(dòng)區加固,提高土的抗力,減少變形,同時(shí)解決整體穩定和坑底隆起問(wèn)題。 例:三金.鑫城國際C地塊事故
四、圍護結構傾覆失穩 圍護結構傾覆失穩主要發(fā)生在重力式結構或懸臂式圍護結構,重力式結構在坑外主動(dòng)土壓力的作用下,圍護結構繞其下部的某點(diǎn)轉動(dòng),圍護結構的頂部向坑內傾倒。抵抗傾覆失穩的力矩主要由圍護結構自身的重力形成,坑底的被動(dòng)抗力也是構成抵抗力矩的因素。 例:武漢火炬大廈事故
五、圍護結構底部地基承載力失穩 圍護結構底部地基承載力失穩是指重力式圍護結構的底面壓力過(guò)大,地基承載力不足引起的失穩。由于在圍護結構的外側還作用著(zhù)土壓力,因此其合力是傾斜的。在傾斜荷載作用下,地基土發(fā)生向坑內的擠出,圍護結構產(chǎn)生不均勻的沉降,可能導致部分圍護結構的開(kāi)裂損壞。 例:天恒大廈事故 當時(shí)施工工期緊張,十數臺粉噴樁機晝夜施工水泥土擋墻及暗撐,樁的咬合情況及成樁質(zhì)量不佳,在齡期不足的情況下,匆忙開(kāi)挖,加上坑邊堆載不當、局部開(kāi)挖接樁、暴雨襲擊等不利因素,導致大面積邊坡失穩和坑底隆起,坑內工程樁大多偏斜,塔吊基礎脫空、基礎下樁開(kāi)裂。 經(jīng)過(guò)全面檢測,確認傾斜樁的樁身完整性,采用了獨立承臺改為筏板,另增補56根鉆孔灌注樁.同時(shí)對坑底淤泥采用注漿加固。經(jīng)過(guò)近半年的努力,才成功處理完事故隱患。
六、圍護結構滑移失穩 圍護結構滑移失穩亦主要發(fā)生在重力式結構中,在坑外主動(dòng)土壓力的作用下,圍護結構向坑內平移。抵抗滑移的阻力主要由圍護體底面的摩阻力以及內側的被動(dòng)土壓力構成。當坑底土軟弱或圍護結構底部的地基土軟化時(shí),墻體發(fā)生滑移失穩。 例:華瑞大廈事故 2004年6月4日中午,漢口新華下路新華豪庭的基坑護坡突然出現塌方,一墻之隔的中鑫汽車(chē)修理公司的維修車(chē)間坍塌 。
七、“踢腳”失穩 “踢腳”失穩在單支撐的基坑中,可能發(fā)生撓支撐點(diǎn)轉動(dòng),圍護結構上部向坑外傾倒,圍護結構的下部向上翻的失穩模式,故形象地稱(chēng)為“踢腳”失穩。在多支撐的圍護結構中一般不會(huì )產(chǎn)生踢腳失穩,除非其它支撐都已失效,只有一道支撐起作用的情況。 例:海珠城廣場(chǎng)B區事故 產(chǎn)生原因: ?。?)施工與設計不符,基坑施工時(shí)間過(guò)長(cháng),基坑支護受損失效,構成重大事故隱患。 ?。?)南側巖層向基坑內傾斜,軟弱強風(fēng)化夾層中有滲水流泥現象,施工時(shí)未及時(shí)調整設計和施工方案,錯過(guò)排除險情時(shí)機。 ?。?)基坑坡頂嚴重超載,致使基坑南邊支護平衡打破,坡頂出現開(kāi)裂。 ?。?)基坑變形量明顯增大及裂縫增長(cháng)時(shí)未能及時(shí)作加固處理。
八、圍護結構的結構性破壞 圍護結構的結構性破壞是指圍護體本身發(fā)生開(kāi)裂、折斷、剪斷或壓屈,致使結構失去了承載能力的破壞模式。如支撐體系不當或圍護結構不閉合;也可能是設計計算時(shí)荷載估計不足或結構材料強度估計過(guò)高,支撐或圍檁截面不足導致破壞;此外,結構節點(diǎn)處理不當,也會(huì )因局部失穩而引起整體破壞,特別在鋼支撐體系中,節點(diǎn)多,加工與安裝質(zhì)量不易控制。節點(diǎn)處理包括支撐和墻體的連接處,如不設置圍檁或連接強度不夠。 例:杭州蕭山湘湖段地鐵施工事故 初步判定基坑破壞形式,基坑產(chǎn)生整體失穩,坑底隆起,從而使得圍護墻傾斜,而鋼支撐與圍護墻連接剛度很弱,基本可以看作鉸接,當對撐的兩側軸力不在一條線(xiàn)上時(shí),鋼支撐非常容易產(chǎn)生失穩破壞,從而產(chǎn)生類(lèi)似多米諾骨牌效應,導致最后基坑失穩破壞,坑邊土體塌陷,支撐破壞。
九、支、錨體系失穩破壞性 支、錨體系失穩破壞包括兩種不同的破壞模式。錨桿的破壞主要表現為錨桿的拔出、斷裂或預應力松弛,土錨的破壞大多是局部的;支撐的失穩很可能是整體性的,其形態(tài)因體系不同而不同,支撐體系大多是超靜定的,局部的破壞會(huì )造成整體的失穩,尤其是鋼支撐體系,局部節點(diǎn)的失效概率比較大。
十、止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞 止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞是指止水帷幕喪失擋水功能,產(chǎn)生滲漏、涌水、流土或流砂。由于水土流失使基坑外地面下沉、塌陷,導致鄰近建筑物的開(kāi)裂和損壞。 引起圍護結構止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素,其次是設計因素和材料的因素。由于施工質(zhì)量低劣,止水帷幕有空洞或裂縫,成為漏水的通道是最普遍的現象;止水帷幕設計過(guò)短,沒(méi)有全部切斷透水層也是漏水的可能原因。由于止水帷幕失效產(chǎn)生過(guò)大的水力坡降引起坑底滲透變形破壞。如不及時(shí)制止,由滲透變形引起的坑外土體的位移和陷落是嚴重的。 結語(yǔ) 基坑的十種失效模式 1.坡頂嚴重超載 2.整體失穩 3.坑底隆起 4.圍護結構傾覆失穩 5.圍護結構底部地基承載力失穩 6. 圍護結構滑移失穩 7.“踢腳”失穩 8.圍護結構的結構性破壞 9.支、錨體系失穩破壞 10.止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞