欢迎来到『东合南岩土』官方网站!

岩土研究院

某深基坑围护桩倒塌事故剖析及处理

285 2021-11-22 10:36:44

一、工程概况

该工程位于厦禾路北段东侧,厦门市富山国际展览城斜对面,是一栋 20层商业城,有2层地下室,基坑面积约 2000m²。该场地原为池塘回填,土层分布如图1。由于场地四周有建筑物,地下管线,道路,故须四周围护(图2)。

该围护工程采用人工挖孔桩φ1000 @2200,桩长 17m(地面算起),桩身混凝土强度等级为 C25,配筋15主 25 (-Tm以下),11φ25(~7m以上),桩顶设压顶圈梁(300mm 高 × 1000mm 宽)配筋6418,2414,坑深9.7m。基坑开挖从 AB 开始局部开挖,范围为宽7~8m。长约36m。12月12日开挖深为5.5m,桩后土体下沉约2cm。裂缝宽约2cm,当挖深增大时,土体下沉及裂缝宽也不断增大,至 14 日晚,挖深达9.2m。此时,桩后土体下沉增至 3cm,裂缝宽增至3cm,圈梁出现3条宽约1mm 裂缝。这些现象说明围护桩已产生较大位移,达到极限状态。但并未引起重视。15 日早,圈梁被剪断,缝宽达 2cm,桩间掉土严重。不久,AB 段的围护桩(16 根)被推倒(5根)或折断(11根),并伴有淤泥从桩间挤出。


image.png

image.png

二、事故原因

1.计算取值问题

如表1。原设计计算粗砂层内聚力取15kPa,是不合理的,因粗砂层粘聚力近似零;基坑开挖时间一般不超过1~2个月,由于淤泥大多为欠固结,且渗透性差(K≈10-6~10-8cm/s),在短时间里,未能有效地排水固结,故宜取快剪或不排水剪指标计算,表1 中淤泥中取12°偏大。

image.png

2.弯矩取值

根据太沙基试验结果及国内外有关文献,当围护桩墙底部位位移达到其高度的1/100 时,才能达到朗肯或库伦土压力理论的被动土压力值;但实际工程中,不允许桩墙底有这么大位移。故应对理论计算所得的被动土压力值作适当折减。折减幅度应根据实际工程所允许的位移值来确定。如不作适当折减,围护桩入土深度将偏小,位移大。

此时柱身的配筋安全系数需大些,因要考虑桩倾斜引起桩身自重偏心而产生的较大弯矩。该工程的围护桩大多在一7~-9m处折断,与此因素分不开,原设计中没有考虑到这个因素,反而将桩身实受摩矩折减 30%来进行内力计算,这种作法不适应软基深基坑情况。

3.配筋计算

由于土质和地下水的干扰。护壁质量难以达到设计要求。原设计把护壁作用全部考虑到配筋计算中是不符合工程实际的。

4.桩距

从照片可以看到,淤泥从桩间挤出,说明原桩距偏大,淤泥是流塑性的,未能形成70~80cm 宽的土拱。

5. 地下水

现场发现有四股水流顺淤泥层顶板流出,水量较大,由于水浸润作用,土层的参数降低;另外,地下水产生的动水压力也不容忽视,所以,处理好地下水问题是基坑工程成功的关键之一。

6.桩顶围梁

太小,未能起到使围护桩共同受力的作用。

7.施工问题

施工单位技术力量弱,未能根据有关现象采取有效措施。调查中发现有的桩采用改制材钢筋,改制材钢筋材性不稳定,不宜用于围护桩。

image.png

image.png

四、体会

(1)软基深基坑围护设计时,应充分了解场地条件,C、φ值应采用快剪或不排水剪的。

(2)软基深基坑围护桩间距不能太大,宜取净间距不大于30cm。(3)地下水问题必须重视,有条件的应做好降水工作。

(4)要认识到基坑工程的重要性,决不能为了节省投资,安全系数取得太小。我们认为对于土质较好的。安全系数可取1.1。对于淤泥类土。安全系数取1.2。如果基坑开挖后再作工程桩的,因工程桩施工的影响,基坑暴露时间长,安全系数尚应适当放大。否则,会得不偿失。

(5)应尽量避免局部开挖,宜采用从上至下分层开挖或从中向四周开挖的施工顺序,让层应力释放有过程。在施工过程中.应加强监测工作。根据监测资料及时发现问颗解决问题,决不能盲干,存在侥幸心理。

(6)对于人工挖孔桩,配筋计算时,护壁作用不宜计入,最多只能考虑一半。