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基坑设计方面的安全问题

368 2021-04-12 14:08:57

由于基坑现场的地质条件错综复杂,设计人员应根据现场实际情况进行围护结构设计。如果围护结构设计不合理,存在设计缺陷,势必形成安全隐患。


基坑围护设计中存在需要注意的问题∶


1)设计中土体的物理力学参数选择不当。深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度,但由于地质情况多变且十分复杂,要精确的计算出土压力目前还十分困难,至今仍在采用库仑公式或朗肯公式。关干十体物理参数的选择是—个非常复杂的问题,尤其是在深基坑开挖后,含水率、内摩擦角和黏聚力三个参数是可变值,很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构的设计中,如果对地基土体的物理力学参数取值不准,将对设计的结果产生很大的影响。同时施工工艺和支护结构形式不同,对土体的物理力学参数的选择也有很大的影响。

岩土工程

2)开挖时对基坑的空间效应考虑不周全。深基坑开挖中大量的实测资料表明基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小,而深基坑边坡的失稳,常常在长边的居中位置发生,足以说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来说,这种平面应变假设还是比较符合实际的,而对近似方形或长方形深基坑则误差比较大。所以,在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时,支护结构要适当进行调整,以适应开挖空间效应的要求。


3)基坑开挖前未详细了解基坑周边建筑物、地表水排泄、地下管线分布、道路、车辆和行人等情况,方案设计中仅考虑了基坑本身的安全,而对上述周边建(构)筑物没有采取相应的保护措施,没有考虑上述因素引起的作用在基坑上的附加荷载。


4)对地下水的处理措施不当,未采取有效的措施来降排水或止水,排、降、截、止水方法不合适,尤其是在无黏性土基坑工程中,水患控制是基坑施工的重点,应采取合理、有效的控水方案,以免出现因降水措施不当,造成基坑开挖时地面局部塌陷,围护结构和周围建筑物遭到不同程度的破坏。


5)设计深度与实际开挖深度不符。这是实际工作中经常遇到的—种情况。由干基础结构图纸未完全提供或者基础结构设计变动等原因。设计开挖深度时对承台、电梯井部分的开挖深度估计不足,实际开挖时误差可能会达到1.0m,有时会更多,尤其是基础承台分布密集,实际开挖时需要坑底部大面积开挖至承台底部,额外的开挖深度对基坑的稳定影响至关重要,这方面一定要引起围护设计单位的注意。


如某基坑工程中,采取重力式挡墙围护,土质为淤泥质黏土,含水量高,呈流塑状态。由于建设单位工期预算紧张,在仅有初步基础设计图纸的情况下,经与结构设计单位沟通后确定了开挖深度。最终设计图纸中电梯井部位比原来预估的还要深1.2m,基坑大面积开挖至垫层时,基坑是稳定的,当开挖坑中间的电梯井基础时,基坑东侧出现失稳,基坑底部出现隆起,坑壁塌方。经现场踏勘圆弧滑动面通过了挡墙底部滑动。到电梯井开挖处滑出。滑弧半径大。


由干电梯井土方开挖引起。又如海珠城广场某基坑的倒塌事故,原设计四层基坑深度 17m,后开挖成五层基坑深度变成了20.3m,挖孔桩成吊脚桩,无法起到围护挡土的作用,且基坑支护结构服务年限一年,实际从开挖到出事已有近三年,最终导致基坑倒塌,造成 5 人受伤,6人 被理。其中 3 人被消防队员救出,另 3 人不幸遇难。基坑倒塌前 1 个小时,施工单位测量的挡十桩加钢管内支撑部分最大位移为4cm。监测单位在倒塌前两天测出的基坑南侧喷锚支护部分的最大位移近 15cm。


6)水土分算与水土合算问题。水土合算一般适用于黏性土,当土层为砂质土和粉质土时要用水土分算,同时要结合施工时间的长短来综合判定,一般地,当施工时间越慢、工期越长,按水土分算更合理。