建筑质量事故分析实例
摘要： 最近几年来，在对工程质量事故鉴定工作中，我收集了一些典型的工程质量事故案例。这些案例涉及基本建设程序、工程地质勘察、工程设计、工程施工、材料供应以及质量检测等各方面。现列举一部分，供大家参考。
关键词： 质量事故 实例
案例一：
某工厂新建一生活区，共14 幢七层砖混结构住宅（其中10幢为条形建筑，4幢为点式建筑）。在工程建设前，厂方委托一家工程地质勘察单位按要求对建筑地基进行了详细的勘察。工程于一九九三年至一九九四年相继开工，一九九五年至一九九六年相继建成完工。一年后在未曾使用之前，相继发现10幢条形建筑中的6幢建筑的部分墙体开裂，裂缝多为斜向裂缝，从一楼到七楼均有出现，且部分有呈外倾之势；3幢点式住宅发生整体倾斜。后来经仔细观察分析，出现问题的9幢建筑均产生严重的地基不均匀沉降，最大沉降差达160mm以上。
事故发生后，有关部门对该工程质量事故进行了鉴定，审查了工程的有关勘察、设计、施工资料，对工程地质又进行了详细的补勘。经查明，在该厂修建生活区的地下有一古河道通过，古河道沟谷内沉积了淤泥层，该淤泥层系新近沉积物，土质特别柔软，属于高压缩性、低承载力土层，且厚度较大，在建筑基底附加压力作用下，产生较大的沉降。凡古河道通过的9栋建筑物均产生了严重的地基不均匀沉降，均需要对地基进行加固处理，生活区内其它建筑物（古河道未通过）均未出现类似情况。该工程地质勘察单位在对工程地质进行详勘时，对所勘察的数据（如淤泥质土的标准贯入度仅为3，而其它地方为 7~12）未能引起足够的重视，对地下土层出现了较低承载力的现象未引起重视，轻易的对地基土进行分类判定，将淤泥定为淤泥质粉土，提出其承载力为 100kN， Es为4Mpa.设计单位根据地质勘察报告，设计基础为浅基础，宽度为2800mm，每延米设计荷载为270kN，其埋深为－ 1.4m~2m左右。该工程后经地基加固处理后投入正常使用，但造成了较大的经济损失，经法院审理判决，工程地质勘察单位向厂方赔偿经济损失329万元。
案例二
某市一商品房开发商拟建10 栋商品房，根据工程地质勘察资料和设计要求，采用振动沉管灌注桩，桩尖深入沙夹卵石层500以上，按地勘报告桩长应在9~10米以上。该工程振动沉管灌注桩施工完后，由某工程质量检测机构采用低应变动测方式对该批桩进行桩身完整性检测，并出具了相应的检测报告。施工单位按规定进行主体施工，个别栋号在施工进行到3层左右时，由于当地质量监督人员对检测报告有争议，故经研究决定又从外地请了两家检测机构对部分桩进行了抽检。这两家检测机构由于未按规范要求进行检测，未及时发现问题。后经省建筑科学研究院对其检测报告进行了审核，在现场对部分桩进行了高、低应变检测，发现该工程振动沉管灌注桩存在非常严重的质量问题，有的桩身未能进入持力层，有的桩身严重缩颈，有的桩甚至是断桩。后经查证该工程地质报告显示，在自然地坪以下4~6m深处，有淤泥层，在此施工振动沉管灌注桩由于工艺方面的问题，容易发生缩颈和断桩。该市检测机构个别检测人员思想素质差，一味地迎合施工单位的施工记录桩长（施工单位由于单方造价报的低，经常利用多报桩长的方法来弥补造价），将砼测试波速由3600米/秒左右调整到4700~4800米/秒，个别桩身经实测波速推定桩身测试长度为 5.8m，而当时测试桩长为9.4m，两者相差达3.6m.这样一来，原本未进入持力层的桩，严重缩颈桩和断桩就成为了与施工单位记录桩长一样的完整桩。该工程后经加固处理达到了要求，但造成了很大的经济损失。
论文名称：某工程基坑事故分析
作者：cyzd720
摘要：基坑围护施工在上海地区已经开展多年，出于各种各样的因素每年都会发生一些事故，小者产生一些经济损失，大者会产生极恶劣的社会影响甚至人身伤害事故。本工程虽然属于小规模的基坑，但由于开挖深度深、土层地质情况复杂，而施工单位又极不重视报着一种侥幸心理，未进行认真地设计匆忙施工，最终产生事故造成重大的经济损失。
关键字：基坑 开挖深度 钢板桩 压密注浆 管涌 流砂 高压旋喷桩
一、前言
基坑围护施工在上海地区已经开展多年，出于各种各样的因素每年都会发生一些事故，小者产生一些经济损失，大者会产生极恶劣的社会影响甚至人身伤害事故。本工程虽然属于小规模的基坑，但由于开挖深度深、土层地质情况复杂，而施工单位又极不重视报着一种侥幸心理，未进行认真地设计匆忙施工，最终产生事故造成重大的经济损失。
二、工程概况
本次基坑围护施工的内容是工厂内一小型的机械设备基础，基坑面积仅6.0×6.0m2，但基坑的开挖深度达到8.4m深，且整个设备基础基坑在厂房内施工。厂房建筑为已建单层钢筋混凝土排架结构，层高为10m，基础为天然地基独立基础。基坑边缘距离最近的两个排架柱边为6.m左右，排架基础为5.2m×5.2m的矩形独立基础，基础埋深为室内地坪以下1.5m,基坑边缘距离厂房排架柱基础边的距离仅3m左右。因此该基坑虽小，但在开挖过程中的位移影响将涉及到整个厂房的使用和安全。
该工程地处上海东北区域黄浦江沿岸，距离江边100米以内。场地土层物理力学性质见下表:
土层物理力学性质表
土层编号 土层名称 层厚(m) 层底深度
(m) 容重r0
kN/m3 内聚力C
（kPa） 内摩擦角
φ
①1 填土 1.0 1.0 18
①2 灰色冲填土 1.6 2.6 16.2 10 10.3
②1 褐黄色粉质粘土 1.2 3.8 19.0 14 26
②2 灰色砂质粉土 8.7 12.5 18.6 8 33
③ 淤泥质粉质粘土 2.0 14.5 17.7 11 17
④ 灰色淤泥质粘土 6.5 21 17.4 10 11
地质报告中液化判别表明，该场地浅层②2层灰色砂质粉土严重液化，尤其是深度10m处液化指数IL=27.48,静力触探Ps值出现峰值。
由于地质报告是91年进行勘探数据，未做注水试验，根据黄浦江沿岸的工程经验，估计②1层褐黄色粉质粘土和③层淤泥质粉质粘土的水平渗透系数为10-5~10-6之间，而②2层灰色砂质粉土的水平渗透系数可能会达到为10-4数量级。
三、围护方式及事故产生原因
由于本工程基坑面积小，业主未请专业设计单位对基坑的开挖做专项设计，施工单位也未认真地进行施工组织设计。
1．围护形式简介
基坑的开挖深度为8.4m，围护施工的基本形式为钢板桩挡土、压密注浆隔水，支撑采用两道钢围檩+十字型钢支撑。
鉴于在厂房内施工，厂房层高仅为10m，钢板桩的长度和机具设备均受到层高的限制。因此施工中先放坡挖土2.5m后落坑打钢板桩，钢板桩为拉森Ⅳ,长度为9m。插入深度为坑底以下仅3.1m。
隔水压密注浆仅一道，在施工过程中发现由于第②2层灰色砂质粉土砂性相当重，渗透系数大，注浆深度达到10m左右时无法控制，因此实际注浆深度仅为坑底以下2.0m。此外由于基坑面积较小，坑底进行了压密注浆满堂加固，但是同样由于土层的原因，加固深度也仅为坑底以下2m。
2．基坑事故情况
围护施工结束后不到一周，施工单位就开始挖土施工。由于基坑面积小，土方少，挖土施工进行得非常迅速。尽管在向下开挖的过程中早已发现从钢板桩的缝隙内不断地有地下水渗出，但施工单位仍然抱着侥幸心理直挖到底；在基坑挖至基本到底后，坑底出现大量管涌、流砂现象，垫层一经铺设即刻被冲掉，根本无法进行垫层和底板施工。更为严重的是基坑边的两根厂房排架柱出现了严重的沉降，两天不到沉降值就达到了5cm，并且有持续增加的趋势。此时设备基础的施工实际已无法施工，而对主体结构厂房基础的影响日趋严重，为避免事故的扩大化，只得立即将整个基坑迅速回填。至此整个基坑的围护结构最终报废。
3．事故原因分析
（1）作为围护结构主体的钢板桩的插入深度仅3m，远小于1:1的开挖深度。由于施工高度的限制，而基坑的开挖深度有8.4m之深，钢板桩的长度不足，悬臂桩的插入深度远远不够。因此利用钢板桩挡土的选择本身就是个失误。本工程围护桩没有进行测斜监测，由于上部两道支撑的作用且由于基坑面积小，支撑的横向刚度作用大，事故后又及时回填，开挖过程中基坑不至于坍塌，但坑边土向内侧位移必定是坑边基础沉降的影响因素之一。
（2）拉森钢板桩围护的止水防线有两道，一道是钢板桩搭接止口，另一道为桩后的压密注浆，土性较差的地区采取两道注浆。在本工程中压密注浆和止水钢板桩的深度均只有10m左右的深度，远远未达到隔断透水层的目的，且压密注浆在砂性很重的②2层灰色砂质粉土层中勉强进行施工，浆液早已四处流窜不知所踪。而钢板桩打设过程中，未实施屏风式施工，止口搭接效果难以保证。如此一来，基坑的隔水效果可想而知，引起坑边厂房排架柱基础严重沉降最主要的原因就是基坑涌水。
（3）封底压密注浆如果深度足够、施工质量好是可以起到相当大的作用。但在本工程中封底压密注浆厚度仅2m，不足以抵抗坑底上涌水的压力，造成水压力穿透坑底使垫层和底板施工无法进行。
4．事后处理
基坑回填后，业主请了专业人员进行了咨询，分析了事故原因，协助施工单位重新制定了新的围护施工方案。
在原有钢板桩外围重新施工Φ600@750钻孔灌注桩，桩长为16m。止水采用高压旋喷桩，深度为14m。钢支撑和围檩重新设置两道。施工开挖后效果较好，坑边厂房基坑沉降未再有大的发展。
四、结论
本次基坑事故的发生主要是由于业主和施工单位未引起足够的重视，对这种深小基坑纯粹抱着一种侥幸心理。但事实无情，对于这样的围护结构未出现重大的人身伤害事故已属侥幸。事前未对土层情况做分析，压密注浆止水本身就不适用于砂性土中施工，因此止水帷幕未起作用是基坑管涌、流砂，造成坑边厂房基础沉降的主要原因。该工程虽小，但围护的处理费用达到了理想情况的两倍以上，更为严重的是对已建厂房使用的影响，排架基础对不均匀沉降的影响较为敏感，尤其是厂房内有吊车梁，吊车梁两端的高差将影响到吊车梁的行走，因此事故对厂房结构的影响是相当大的。
事故的教训告诉我们，对于上海地区的深基坑工程无论工程大小都应该从思想上重视起来，专业设计人员应该根据工程的实际情况和场地土质情况合理地确定围护体系。施工单位应该认真地进行施工组织设计，遇到情况立即反馈，以便及时调整。
法
论文名称：管桩偏位的两种处理方法
作者：马伟华
摘要：本工程实践表明：管桩由于各种原因引起偏位，但桩身没有被破坏的，都可以根据各自的偏位程度，考虑采用推顶法和锚杆补桩法。两种方法均具有施工设备简单，加固机理直观可靠，施工工期短，施工质量容易控制，有推广应用的价值。
关键字：桩基施工 事故处理
1 工程概况
某住宅小区×幢住宅楼基础，设计采用C60、φ400薄壁预应力混凝土管桩293根，桩长24m， 桩全截面进入持力层(粘土层)大于3m，采用10＋10＋4m焊接接桩，单桩设计承载力标准值550 kN。打桩完成后，桩顶位于自然地面以下2.5m左右。该楼土方开挖范围内的土质分层(自上而下)情况为：①杂填土；②粉质粘土，大多为软塑，不能利用；④-1淤泥质粉质粘土属于高压缩性土，其力学性质很差。
该基础所在地原为池塘，其底板位于杂填土与粉质粘土层内，挖土深度约2.8m。薄壁预应力混凝土管桩纵向间距为1.1～1.6m。先采用机械挖土至桩顶标高以上0.6～0.8m处，然后再采用人工挖掘的方法。机械挖土时采用一台单斗反铲挖土机，从东向西退挖，一次挖到挖掘深度，土方临时堆放在基坑南侧，高约1.5m，施工十分顺利。但在人工修挖基槽时，发现西南区域基坑内深黑色的淤泥将地表的粉质粘土拱起，且次日部分桩有偏位现象出现。经对桩位的复核，发现偏移量在11～50cm的桩有88根，在51～80cm的桩有14根，＞100cm的桩有8根，且④轴以西和?轴以北区域内的桩基本设有偏位。偏移量的分布有明显的规律，即从南向北递减，从东到西递增。
2 管桩偏位原因及其解决思路
(1)原因分析：该区域原为池塘边缘，南北侧的土质差异较大，北侧的粉质粘土层较好(γ＝19.1kN/m3，c＝13kPa，φ＝22.6°)，而南侧的淤泥质粘土层较差(γ＝16.9kN/m3，c＝6.7kPa，φ＝13.4° )。南侧的堆土压力造成淤泥质粘土向西南区域滑动产生巨大的推挤作用，引起预应力高强度混凝土管桩的偏位。
(2)解决思路：为确定被挤偏的桩的损伤程度和完整性，首先对之进行低应变动力检测，发现偏移量小于50cm的桩均未断裂，大部分桩身完整，无明显缺陷，有个别局部开裂，而受损部位均在距桩顶5～10m处；偏移量大于50cm的桩，有明显缺陷，局部开裂较严重。若采用原桩型进行补桩，则施工工期较长，费用很高，还会引起违约索赔。因此，同时考虑了以下两种解决方案：
①推顶法(即桩顶施加水平推力)使桩复位。根据《建筑桩基技术规范(JGJ 94-94)》中公式计算得出桩的水平变形系数α＝0.6495m-1后，再由式Rh＝α3EIχoa／Vx得出允许水平推力值(其中χoa为桩顶容许位移，软土取40mm；Vx为桩顶水平位移系数，当α×h(桩长)≥4时取2.441；EI为桩身抗弯刚度)，即Rh＝124.91kN。采用小于Rh的水平推力对预应力高强度混凝土管桩的桩身是安全的。
施工时先清除桩前侧的土，最大幅度减少所需的水平推力，再采用小于Rh水平推力使偏位的桩复位，就能保证桩的安全。
按上述处理思路施工，工期较短，处理费用约每根3000元。
②锚杆静压桩补桩。借助于锚杆桩来弥补桩偏位所丧失的部分承载力，并可根据工程桩的实际偏位情况，灵活进行处理。在浇筑承台时预留好锚杆桩桩孔，其余按原设计进行施工，不会影响施工工期和工程质量。但平均每根桩处理费用在7000元左右。
根据以上经济性和可靠性分析，决定分别情况采用两种方法予以综合处理：即推顶法用于处理偏位小于50cm的管桩，锚杆桩补桩法用于处理偏位大于50cm的管桩。
3 推顶法处理的具体实施
偏移量大于50cm的桩有明显缺陷，不宜采用推顶法，故应用锚杆静压桩补桩法，由于其施工技术比较成熟，在此不再叙述。下面主要介绍推顶法，其施工设备采用XU-100型地质钻机2台，注浆泵2台，100kN千斤顶4台，高压油泵1台，反力钢架若干米。施工步骤如下：
(1)钻孔排土。根据偏位的程度在桩前侧用地质钻机钻1～2个400mm、深24m的孔，插入注浆管，注水造浆，同时排浆清除桩身前侧土体，以有利于用较小的水平推力回复桩位。
(2)安装反力架，就位千斤顶，推桩移位。用高压注浆管贴紧桩身冲孔，深至持力层，借千斤顶初步推桩移位，要严格控制推挤桩顶移位的速率，以2～5cm/h为宜，完成总偏移量的 一半时停30～60min，保持用高压注浆管扩孔，第二次将桩顶推至复位。
(3)桩的固定。在桩侧的孔穴内，灌入5～25mm碎石，人工插捣致密，注入速凝水泥浆，使桩侧和桩底虚土中的孔隙部分被浆液所充填，散粒被胶结，并较大幅度的增加桩侧和桩底一定范围内的土体强度和变形模量，提高桩底土的抗偏荷载能力。
(4)对所有经纠偏处理的桩进行再次低应变检测，以便确定还有缺陷的管桩的损伤位置，然后用高压水冲洗管桩孔至损伤处以下1～2m，排出泥浆，投5～25mm碎石并注入速凝水泥浆，使管内形成牢固的混凝土柱。这样，不但可加固桩身，保证损伤程度不再加剧，而且能确保开口管桩以全断面承受荷载。
(5)增加沉降观测点，加强对沉降量和沉降差监测。
4 处理效果
(1)据第二次动测的结果分析，在纠偏过程中未造成新的断桩，且桩身的完整性于纠偏后有不同程度的提高。
(2)选择偏位20cm的、＞20cm而＜50cm的和50cm的三根桩作堆载试验，加载≥1.3Rk并采用慢速荷载维持法，结果这三根试桩在单桩承载力标准值荷载下的沉降均处于正常范围之内，均符合设计要求。
(3)该楼竣工一个月后观测，最大沉降量30.9mm，最小沉降量19.7mm。
5 结语
本工程实践表明：管桩由于各种原因引起偏位，但桩身没有被破坏的，都可以根据各自的偏位程度，考虑采用推顶法和锚杆补桩法。两种方法均具有施工设备简单，加固机理直观可靠，施工工期短，施工质量容易控制，有推广应用的价值。
建筑基坑工程事故预防与处理
收稿日期:2005203214
作者简介:刘振钰(19542 ) ,男,1995 年毕业于哈尔滨建筑大学建筑工程管理专业,研究生,高工,山西四建集团有限公司,山西太原 030012
刘振钰
摘 要:针对基坑工程损坏的事例,介绍了确保基坑及其周边既有建筑的安全,首先要有安全可靠的支护方案,其次要重
视信息化施工,并提出了具体的基坑事故常用处理措施。
关键词:基坑事故,基坑支护,止水帷幕
中图分类号: TU463 文献标识码:A
1 建筑基坑工程事故预防
有资料通过对170 多起建筑工程事故的调查分析,得出要成
功地完成一个建筑基坑工程,至少须具备三个条件:正确的支护
方案,先进的支护设计和一支训练有素的施工队伍。所谓支护方
案正确,是指建筑基坑支护结构的选择要在因地制宜的基础上,
综合技术、经济、安全和环境等各方面的因素,做到措施得当,安
全合理,并且对环境无害。所谓设计先进,是要求基坑支护设计
运用先进的技术手段恰当地解决好安全和经济这一矛盾。一支
优秀的施工队伍,不仅能正确领会设计意图,严格按照设计图纸
和施工规范进行施工,并具有信息化施工的手段和能力,为检验
和发展设计理论、正确指导施工反馈大量的宝贵数据,并能及时
地采取得力措施,将基坑工程隐患消灭在萌芽状态。
1. 1 确定建筑基坑支护结构类型的原则
1) 从场地条件考虑:基坑周围场地开阔与否,直接关系到支
护结构容许位移的大小。如果场地开阔,则可选择放坡、悬臂式、
桩锚式、锚拉式支护结构;如果场地狭窄且周围有重要设施,则选
择位移小的地下连续墙加锚杆或支撑支护方案。
2) 从基坑开挖深度及范围考虑:基坑开挖深度和范围的大
小,是选择支护结构类型的一个重要考虑因素,开挖深度不大时,
可采用悬臂式支护结构、土钉墙或喷锚支护等;开挖深度较大时,
则需考虑加多层锚杆或多层支撑。
3) 从地质条件考虑:土质较好的情况下可考虑土钉墙或喷锚
支护等;土质较差时,则要采用桩、地下连续墙加锚杆或支撑支护
方案。
4) 从地下水位考虑:地下水位的高低,关系到是否考虑基坑
止水的问题。
1. 2 确定止水帷幕的原则
1. 2. 1 确定竖向止水帷幕的原则
设置竖向止水帷幕的目的是为了阻止地下水从基坑侧面渗
入坑内而造成事故,其选择原则可从以下几个方面考虑。
1) 从渗流量和水头考虑:对于渗流量较小、水头较低的基坑,
可在支护桩间或其外侧布置止水桩(结构) ,填补支护桩间的空
间,共同组成既能挡土又能挡水的连续竖向结构体;对于渗流量
较大、水头较大的基坑,宜使止水帷幕自成体系。
2) 从场地条件考虑:当场地较开阔时,竖向止水帷幕宜设置
在支护体系的主动土压力区以外;当场地狭窄时,宜选用集挡土、
挡水及地下室外墙于一体的地下连续墙。
3) 从基坑深度和地质条件综合考虑:当基坑深度较小,场地
土力学性能较差时,可考虑采用集挡土与防水于一体的重力式挡
墙;当基坑深度较大,场地土力学性能较好时,可考虑采用支护桩
加自成体系的止水帷幕;当基坑深度很大,场地土力学性能较差
时,可考虑采用地下连续墙。
1. 2. 2 确定水平止水帷幕的原则
设置水平止水帷幕是为了防止坑底出现流砂、管涌、突涌等
不良现象,它是以水平隔渗体自重、工程桩与底板之间的摩擦力
以及底板与坑底之间一定厚度的土体自重,来平衡地下水的托浮
力。水平止水帷幕的确定要从其地板抗弯性能、抗冲性能、抗渗
性能等方面考虑。
为了保证水平止水帷幕的可靠性,可采取以下措施:
1) 在坑底均匀布置减压井(孔) ,封底与导渗相结合,减小底
板受力。
2) 水平止水帷幕低于基坑底标高,使其上覆盖一定厚度的土
层,以增加抗浮力。
3) 水平止水帷幕在支护结构附近宜增加厚度。
2 建筑基坑工程事故的处理
基坑工程发生事故后,首先要查明导致事故的确切原因,判
断事故的发展动态,正确制定处理方案,并迅速组织力量进行抢
救,以免丧失良机,酿成更严重的后果。以下是基坑事故的常用
处理措施。
1) 悬臂式支护结构过大内倾变位。可采取坡顶卸载,桩后适
当挖土或人工降水,坑内桩前堆筑砂石袋或增设撑、锚结构等方
法处理。这是支护结构设计不当,随便取消桩顶圈梁、锚杆,施工
地面荷载过大等因素引起的。
2) 有内撑或锚杆支护的桩墙发生较大的内倾变位。首先要
在坡顶或桩墙后卸载,坑内停止挖土作业,适当增加内撑或锚杆,
桩前堆筑砂石袋,严防锚杆失效或拔出。这是撑锚结构数量过
少,布置不当,联结处松动,结构失效所致。
3) 基坑发生整体或局部土体滑塌失稳。首先应在可能条件
下降低土中水位和进行坡顶卸载,如果基础施工已经开始,则可
利用基础加固坡脚,并加强未滑塌区段的监测和保护,严防事故
继续扩大。同时对滑塌区段进行处理(如用砂袋护坡等) 。此类
事故是忽视基坑整体稳定和信息施工的结果。
4) 未设止水帷幕或止水帷幕漏水、流土,坑内降水开挖,造成
坑周地面或路面下陷和周边建筑物倾斜、地下管线断裂等。事故
发生后,首先应立即停止坑内降水和施工开挖,迅速用堵漏材料
处理止水帷幕的渗漏,或在支护桩内侧增设钢筋混凝土止水墙,
支护桩外侧压密注浆(或化学注浆) ,坑外新设置若干口回灌井,
高水位回灌,抢救断裂或渗漏的管线,或重新设置止水墙,对已倾
斜建筑物进行纠倾扶正和加固,防止其恶化,同时要加强对坑周
地面和建筑物的观测,以便继续采取有针对性的处理措施。
喷锚网支护在深基坑工程的施工实践
收稿日期:2005203227
作者简介:刘祥东(19662 ) ,男,1990 年毕业于江西工业大学工民建专业,工程师,厦门勤奋建设工程监理有限公司,福建厦门 365001
刘祥东
摘 要:结合具体的工程实例,介绍了深基坑喷锚网支护的施工工艺及施工中存在的问题,并提出了相应的处理对策,对
其实施效果作了分析,指出喷锚网支护安全可靠、经济节时。
关键词:喷锚网,支护,深基坑
中图分类号: TU463 文献标识码:A
引言
深基坑工程是一门理论性和时间性都很强的技术,具有技术
难度高、风险大的特点。
喷锚网支护是众多基坑支护施工技术中的一种,通过给土体
施加应力,改变土体结构,增加土体的C 值,依靠喷射混凝土、锚
杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系抵挡其后主动或被动
的土压力,起到围护挡土结构的支护作用,安全可靠。由于基坑
土方开挖是按喷锚支护施工进度进行的,逐层分段开挖基坑土
方,立即进行喷锚支护施工,施工完成的喷锚支护结构直接就起
到了挡土围护作用,使得基坑内施工为无障碍施工,有效地节省
了施工工期。喷锚支护施工技术适用于人工填土、粘性土和弱胶
结砂土等多种地质条件,采用旋钻成孔等机械设备,施工机械化
程度较高。另外,较其他重力式挡墙、悬臂桩、内支撑围护桩、排
桩拉锚、组合型支护等基坑支护方案,喷锚支护还具有造价低的
特点。所以,喷锚支护施工技术在施工条件许可的前提下,在许
多工程实例中被广泛应用。
1 工程概况
富贵家园二期建筑规模7 万m2 ,位于厦门市同安区西溪河
畔,系厦门富兴房地产开发的滨江高尚楼盘“富贵家园”小高层商
住楼,其中4a 号、5 号楼总建筑面积2. 3 万m2 ,地下一层,地上16
层,其中地下室建筑面积2 200 m2 ,基坑深度4. 5 m～6 m ,采用喷
锚网支护。
2 地质条件
工程场地原始地貌为江滨冲砂砾层,原为民房用地,地面黄
海高程约+ 8. 300 m。
根据地质勘察结果,场地分布土层主要是素填土、砂质粘性
土、河卵石。
3 喷锚网支护施工工艺
1) 施工顺序:开挖工作面→修整坡面→埋设泄水管→喷射第
5) 施工单位偷工减料,弄虚作假,支护结构质量低劣,如桩径
过小、断桩、缩颈、桩长不到位等,引发基坑事故。首先要停止挖
土、降水,再根据基坑深度、土质和水位等采取补桩、注浆、桩后再
做桩或其他加固手段。
6) 桩间距过大,发生流砂、流土,坑周地面开裂塌陷。应立即
挖土,采取补桩、桩间加挡土板,或利用桩后土体已形成的拱状断
面,用水泥砂浆抹面(或挂铁丝网) ,有条件时可配合桩顶卸载、降
水措施。
7) 设计安全储备不足,桩入土深度不够,发生桩墙内倾或底
脚失稳。首先应停止基坑开挖,在已开挖而尚未发生底脚失稳
段,坑底桩前堆筑砂石袋或土料反压,同时对桩顶适当卸载,再根
据失稳原因进行被动区土体加固(采用注浆、旋喷桩等) ,也可在
原挡土桩内侧补打短桩。
8) 基坑内外水位差较大,桩墙未进入不透水层或嵌固深度不
足,坑内降水引起土体失稳。首先停止基坑开挖、降水,必要时进
行灌水反压或堆料反压。管涌、流砂停止后,应通过桩后压浆,补
桩,堵漏,被动区土体加固等措施处理。
9) 对侵入相邻场地或建筑物下影响施工或基础安全的锚杆
的拆除,危及尚在施工的基坑支护结构的安全。处理措施是:在
锚杆被拆除剪断前,采用墙后注浆并局部扩大锚固体断面。
10) 两相邻基坑施工相互影响,引起支护结构或工程桩破坏、
桩顶位移或基坑护坡坍塌。事故发生后,首先停止施工或限制施
工振动影响,对破坏的支护桩采取有效的处理措施,协调施工,减
少相互干扰和损坏。这是由于打桩振动引起土质液化和触变,对
支护结构或边坡产生侧向挤压所致。
11) 井点降水过程中,井点出水量远小于实际应该的出水量,
而且洗井效果不佳。这是由于钻孔、成井时,泥浆稠、泥皮厚或洗
井措施不当的缘故。此种情况,对于轻型井点类,可向井管内注
入高压清水,以冲动孔内滤料,将泥浆和泥皮稀释、破坏,再送风吹
洗井或接真空泵吸抽。对于管井,可在井孔周边100 mm～300 mm
处用工程钻机打孔(孔径100 mm～150 mm) 至含水层部位,从孔
中送入高压清水直接冲洗孔壁的滤料,或一边送水一边送气吹
洗,将井孔周围的泥砂和滤料吹出地面,待送入清水畅快流入井
中后,再从孔中填入新滤料,并重新进行井内洗井。
参考文献:
[1 ]J GJ 120299 ,建筑基坑支护技术规程[ S] .
Accident prevention & treatment of basic architectural pit project__
2005) 09 —0030 —02 中图分类号: TV55114 文献标识码:B
深基坑周围地表沉陷分析
夏洪浪,饶运章
(江西理工大学,江西赣州341000)
摘 要:在分析地表沉降分布类型和规律的基础上,提出了把影响沉降的降水、支护侧移、附加超载等因素分开考虑,在
参数的取值上考虑各自间的关系的计算地表沉降的方法。对地表沉降和变形预测及保护周围环境都有较强的实用性。
关键词:基坑工程;地表沉降;估算公式
随着城市现代化进程的加快,在建筑密集地带兴建高层建
筑物必然越来越多。因为建筑物本身结构的需要和空间利用的
要求,使基坑工程得到了很大的发展。但是,也带来了新的问题。
在深基坑工程施工过程中,周围土体会有不同程度的扰动。由于
支护结构的水平变形或施工时降水引起的土体再固结等原因均
会造成周围地面的沉陷,从而对周围环境产生较大的影响。距离
坑边较近(一般在1～2 倍坑深范围内) 既有建筑物,由于其本身
的特性和刚度分布特征以及结构与地基的共同作用等情况,对
这种变形产生的反应表现程度不同,轻者微小沉降,重者墙体开
裂或倾斜;而且地表沉陷还可能会对邻近道路和地下管线产生
扰动甚至破坏,严重影响居民的日常生活。此外,由基坑工程导
致的法律纠纷,近几年来也呈上升趋势,引起人们的高度重视。
以往基坑工程的设计、施工都仅把基坑工程作为孤立的问题来
考虑,即只侧重于基坑工程本身满足需要的结构强度控制。这是
难于达到保护周围环境的目的。随着人们生活水平的提高,对周
围环境也有了相应的更高要求,这就需要把基坑工程和周围环
境作为一个整体系统加以考虑、分析,要求工程人员实现从强度
控制到变形控制的思想转变,并体现到设计施工中,充分考虑到
其对环境的影响。
当开挖深度较大且土质软弱时,基坑周围土体塑性区范围
较大,土体的塑性流动也比较大,土体从围护墙外围向坑内和坑
底移动,由此使围护墙后地表产生地层沉降。这是地表沉降的主
要原因。基坑工程对周围土体的沉陷影响规律的研究,是基坑工
程的重要课题。
1 地表沉陷性状分析
1. 1 地表沉降的分布类型
地表沉陷的分布型式可分为有“三角形”和“抛物线”两种,前
者的最大沉陷点位于基坑边,后者的最大沉降点离基坑边有一
定距离。但两种型式的产生条件目前尚无定论。一般认为:
(1) 采用悬臂式围护结构的基坑周围地表沉降分布曲线为
“三角形”。
(2) 采用内撑式围护结构的基坑周围地表沉陷分布曲线可
能为“抛物线”,也可能为“三角形”。悬臂开挖时,沉陷曲线呈“三
角形”状;随着支撑的设置和基坑的不断开挖,新增的沉陷分布曲
线为“抛物线”,最终的沉降量分布型式由迭加后的总沉陷曲线决
定。
(3) 对于有一定的附加超载的地面沉降则一般可认为是“抛
物线”。
1. 2 地表沉降空间分布规律
(1) 基坑中部附近剖面的地表沉降量远大于基坑角点附近剖
面的地表沉降量。
(2) 基坑中部附近剖面上地表沉降量分布型式可能为“三角
形”或“抛物线”,而基坑角点附近剖面由于自始自终受到另—侧
围护结构的支撑作用,其沉降分布型式为“抛物线”。
(3) 基坑中部附近剖面的沉降分布曲线曲率较大,亦即不均
匀沉降较大。
[ 5 ] 李生林,等. 塑性图在判别膨胀土中的应用[ J ] . 地质论评, 1984 ,
(4) .
[ 6 ] 梁俊勋. 用灰色聚类法评判膨胀土等级的初步尝试[J ] . 工程勘察,
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1990 , (3) .
[8 ] 姚海林,等. 膨胀土壤标准吸湿含水率及其试验方法[J ] . 岩土力学,
2004 ,6 (25) .
Application of Fuzzy Mathematics in Classif ication
of Expansive Soil in Guangxi
ZHOU Jian2hong ,ZHU Shou2zeng ,LIU Zhi2kui
( Department of Civi l Engineering , Gui lin Universit y
of Technology , Gui l in Guang x i 541004 , China)
Abstract :In t his paper , fuzzy mat hematics is applied in classification of ex2
pansive soils in Guangxi. The met hod overcomes t he shortcomings in sin2
gle factor classification and solves t he problem t hat it can′t be classified for
cross of index in general multiplefactors classification.
Key words : expansive soil s ; fuzzy mat hematics ; swelling and shrinking
grades
总第113 期
2005 年第9 期
西部探矿工程
WEST - CHINA EXPLORATION EN GINEERING
series No. 113
Sept . 2005
2 地表沉陷的估算
2. 1 对于地表沉陷为抛物线型
以前一般认为,地表沉陷的主要影响因素有两项,即由于降
水引起的地表沉陷和因为支护结构的侧移引起的沉降。近年来,
许多地区的众多基坑工程实例表明,基坑特别是超深基坑在地面
超载或邻近建筑物的有效附加应力的影响下,因基坑开挖引起的
地表位移场的形状特征与没有有效应力影响下的有很大不同。
前者最大地表沉降位置明显更靠近挡墙,且靠近挡墙一定距离范
围内地表沉降都有较大幅值,且沉降收敛较慢。故地表沉陷估算
式可用下式表示:
δf (x) =δfσ (x) +δfw (x) +δv超(x)
式中:δfσ (x) ———目前一般指支护物侧移引起的地表沉陷;
δfw (x) ———地下水位变化引起的地表沉陷;
δv超(x) ———附加超载作用下墙后土体附加沉降。
(1) 水位变化(降水) 引起的地表沉陷估算式可用下式表示:
δfw (x) = Σ
m
1
EfwiΔu(x) iΔhi
式中: Efwi ———第i 层的压缩模量;
Δu(x) i ———距坑边缘x 处的第i 层孔压变化量;
Δhi ———第i 层的厚度。
(2) 支护物侧移引起的地表沉陷。根据理论分析和经验知,
支护结构侧向位移曲线可拟合成抛物线。可设拟合曲线为:
f (z) = az2 + bz + c
可将实测位移yi 与对应点坐标zi 直接代入求解,或根据挡
土墙顶点坐标(0 ,c) 和极值点(zm ,ym) 按下式求出系数a ,b :
a =
c - ym
z2
m
b =
2 (c - ym)
zm
再通过拟合曲线数值积分,可求出支护侧移面积Fs 。
地表沉陷曲线,根据经验可近似假定为正态分布:
δ(x) =δmaxexp - π( x
r
) 2
式中: r ———地表沉陷主要影响半径,r =η(x0 - xm) ;
其中:η为主要影响半径系数,其变化范围为1. 01～1. 25 。
一般当φ≤10°,取η值为1. 1 ;当φ> 10°,η值为1. 2 。φ为土
层内摩擦角。
对地表沉陷曲线数值积分,可求出沉陷曲线面积Fw ,由于是
单独考虑支护侧移对地表沉降的影响,故可取Fs = Fw ,从而可求
出δmax的值,再根据上述公式求任意一点的沉降值。
(3) 附加超载引起的地表沉陷可用公式表示为:
δv超= K(1 +
p
γh0
) (1 -
h0
(1 +λ) H
) (βH0 - x) (x <βH0 )
式中:p ———超载值;
h0 ———超载埋深;
λ———基坑开挖影响深度系数;
β———基坑开挖水平影响距离系数;
K———根据实测数据,作δ- x 关系图,附加超载引起的地表
沉降近似为线形分布,直线在x 轴上的截距即为开挖影响范围,
直线斜率约为1. 6～1. 7 ,算得K值可取0. 7 左右。
通过上述各分项公式的计算,从而可以求出地表沉陷为抛物
线型任意一点的沉降值。
2. 2 对于地表沉陷为三角形型
对于预测地表沉陷为三角形型,如悬臂墙后土体地表沉降等
的公式,比较好的有Chang - yu Ou 得出的经验公式,一般可直
接套用。公式如下:
当[ x/ ( H0 + D) ]0. 5 ≤0. 8
δ(x) = {1 - [ x/ ( H0 + D) ]0. 5 }δm
当0. 8 ≤[ x/ ( H0 + D) ]0. 5 ≤1. 0
δ(x) = {0. 6 - 0. 5[ x/ ( H0 + D) ]0. 5 }δm
当1. 0 ≤[ x/ ( H0 + D) ]0. 5 ≤1. 5
δ(x) = {0. 3 - 0. 2[ x/ (x/ H0 + D) ]0. 5 }δm
式中:δ(x) ———距挡墙x 处地表沉降;
δm ———墙后土体最大沉降。
3 结论
(1) 悬臂开挖部分所引起的周围地表沉陷量在总沉陷量中
占有相当大的比重,因此要控制周围地面的沉陷量,应提高第一
层支撑的高度。
(2) 基坑中部附近剖面的地表沉降量远大于基坑角点附近
剖面的地表沉降量,所以分析时取中部附近剖面。
(3) 通过理沦与实测结果的分析,提出了基坑开挖时的地表
沉陷估算方法,以供工程界参考和讨论。
(4) 根据沉降与变形的关系导出变形的计算公式,在对建筑
物及地下管道和电缆的保护中具有重要的作用。
参考文献:
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1996 ,4.
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[ 4 ] 杨国伟. 深基坑及其邻近建筑保护研究[D] . 同济大学博士论文,
2000.
Surrounding Ground Settlement Analysis for Deep Excavation
XIA Hong2lang , RAO Yun2zhang
( J iang x i Uni versi t y of Science and Technology ,
Ganz hou J iang x i 341000 , China)
Abstract :This paper on t he basis of analysis dist ributed types and laws of
ground settlement , put s forward t he settlement calculation met hod to
consider separately t he factors such as influence precipitation 、wall deform2
ation 、adding overloading etc. Consider t he relation when fix t he parame2
tervalue. It is practicable to predict ground settlement 、deformation and
protect t he surrounding environment .
Key words :foundation pit excavation ; ground settlement ; calculation for2
mula.__
