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深厚软弱土中基坑开挖对工程桩有什么影响

384 2020-06-03 14:07:02

在长三角等沿江、沿海软弱地层分布广泛的区域,基坑工程土方开挖时经常造成工程桩的偏桩、断桩问题。甚至很多项目,仅仅挖个塔吊基础小坑,都会造成临近工程桩的偏位。


典型案例:

1、基本情况

某项目位于深厚淤泥质土层中,地面以下2m~25m范围基本都是流塑状淤泥。基坑挖深约9m,采用SMW工法桩+一道钢筋混凝土支撑的基坑支护形式。


由于建设方对主楼进度的形象需求,在水平钢筋混凝土支撑达到设计强度要求后,率先开挖①、②楼。如下图所示,坑内采用(临时)钢板桩支护,钢板桩长12m,留土边坡高约6.7m,坡顶与混凝土支撑顶持平。其中靠近①楼处还作为钢筋堆场使用,因此该侧设置两排临时钢板桩。


支护剖面示意图

支护剖面示意图


基坑支护平面示意图

基坑支护平面示意图



2、临时边坡滑坡

①、②楼开挖至基底后,临时坡顶发生了塌陷、钢板桩发生了较大的侧向移位、坑内基底土体发生隆起。

临时边坡滑坡

临时边坡滑坡


3、工程桩偏位、断桩

基底十几根工程桩也发生了偏位、断桩现象,最大偏移位置超过2m。断桩位置基本上在开挖面以下5m左右,与钢板桩底基本持平。对于检测不符合设计要求的工程桩全部采取补桩处理。

工程桩偏位、断桩


4、原因分析

很明显这是因为在深厚淤泥质土层中,临时边坡支挡不合理出现的问题。可以归纳为以下2个原因。

  • 土层太差。场地浅层范围内有超过25m的深厚淤泥质土层,呈流塑状态,自稳性能极差。

  • 临时边坡支挡强度不够。12m长的悬臂钢板桩支挡能力不足,钢板桩后土体发生两种破坏:一是侧向土压力大导致钢板桩发生较大的水平向倾覆变形。二是钢板桩长度不够,边坡土体整体滑动后,坡后土体下沉,绕过钢板桩底,往主楼区域坑内滑动使得主楼坑底土体隆起。最终在侧向土体挤压、坑内土体竖向隆起作用下,导致部分工程桩、塔吊基础等发生倾斜。

基坑周边的围护采用24m长SMW工法桩支护,且有一道钢筋混凝土内支撑。从图上可以看出,实际上临时钢板桩与SMW工法桩两者支挡土体高度相差不大,而钢板桩只有12m长。从这个对比就可以看出临时边坡的钢板桩支护太弱了!


工程桩断裂位置基本与钢板桩底持平,与边坡滑动破坏规律吻合。

临时钢板桩与SMW工法桩两者支挡土体高度相差不大

5、经验教训

深厚淤泥质土中,土方开挖必须考虑临时边坡稳定性对于工程桩的影响。最基本的应做到:分层挖土、多级留缓坡、坑边严禁堆土、快速施工


土方开挖对工程桩的保护问题是一个三不管领域:基坑支护设计单位一般只考虑基坑周边的支护设计及安全,对于坑内临时边坡只会做笼统的要求,很少进行专项设计。桩基设计单位一般只关心桩基承载力够不够。而施工单位如提出要增加桩基保护措施,会被大家认为是想多要工作量算钱。。。。


但是在实际工作中遇到淤泥质土层中桩基偏位、断桩的事情非常多,影响工期又增加成本。因此呼吁甲方要站在项目全局的角度进行决策,对于极端软弱地质条件下的工程,仅采取分层挖土、留缓坡措施是不够的,有必要采取土体加固等措施保护工程桩。如果设计了坑内钢筋混凝土临时水平支撑,可结合支撑做点施工栈桥,减少下坑挖土。总之尽量避免捡了芝麻,丢了西瓜。