深基坑開挖支護特點現(xiàn)狀及分析（一）
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
1、存在的問題
近年來，城市中的建筑密度隨著城市現(xiàn)代化的推進而增，隨著高層建筑的不斷興建，深基坑開挖支護問題日益突出。因而深基坑開挖支護及對鄰近建筑、道路及設(shè)施的影響日益為工程師們所關(guān)注，研究開發(fā)出許多好的措施。但是基坑開挖深度越來越深，開挖環(huán)境日益復(fù)雜，設(shè)計及施工人員經(jīng)常遇到新的問題及新的挑戰(zhàn)，從而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等城市，事故發(fā)生率更高。上海在一年之中就發(fā)生近四十例基坑事故，上海廣東路某基坑事故，導(dǎo)致交通主干線廣東路下陷1.8m，致使各種地下管線產(chǎn)生嚴重破壞，煤氣泄露產(chǎn)生爆炸，當場熏倒二十多人，直接經(jīng)濟損失達五千多萬元，造成了極壞的社會影響；98年深圳某基坑工程，出現(xiàn)了嚴重的塌方事故，幾名施工人員被埋，基坑周圍幾棟建筑物出現(xiàn)嚴重破壞，轟動全國。本文通過對深基坑開挖支護現(xiàn)狀的分析，提出一些看法和建議，供設(shè)計和施工參考。
2、深基坑工程特點及現(xiàn)狀
（1） 基坑越挖越深。或為了使用方便，或因為地皮昂貴，或為了符合城管規(guī)定及人防需要，建筑投資者不得不向地下發(fā)展。過去建1～2層地下室，即使在城市也不普遍，中等城市更為少見。現(xiàn)在在城市、沿海地區(qū)尤其是特區(qū)，地下3～4層已很尋常，5～6層也有。因此基坑深度多在10～16m間，在20m左右的也為數(shù)不少。
（2）工程地質(zhì)條件越來越差。這一點在某些沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)較為突出。
（3）基坑周圍環(huán)境復(fù)雜。重要高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路。而此處原有建筑結(jié)構(gòu)陳舊，地上與地下管線密布。因此，基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定，也要保證周圍的建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。
（4）基坑支護方法眾多。諸如人工挖孔樁，預(yù)制樁，深層攪拌樁，鋼板樁，地下連續(xù)墻，內(nèi)支撐，各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯(lián)合支護，此外還有錨釘墻等。
（5）基坑工程的成功率較低。一旦基坑支護失效，常造成鄰近房屋、地下管線及道路的開裂，引發(fā)工程糾紛，甚至出現(xiàn)嚴重的破壞，造成重的經(jīng)濟損失及人員的傷亡。
3、深基坑工程事故的分析
由于深基工程的上述特點，使深基坑支護成為一個最感頭痛的工程難題。通過工程事故實例的調(diào)查分析，對其原因提出如下看法：
3.1 設(shè)計方案失誤
（1）方案選擇錯誤。此類工程事故出現(xiàn)較多，如濟南某廈工程，位于繁華市區(qū)，地上23層，地下3層，基坑深12m，場地狹窄，東、南、北三面距建筑物較近。施工單位提出，采用直徑灌注樁，設(shè)一土層錨桿，樁頂設(shè)混凝土圈梁的樁錨支護體系，需費用約100萬元。建設(shè)單位提出，部分采用φ800懸臂灌注樁，部分采用φ150鋼管懸臂樁，部分放坡方案，費用40萬元。結(jié)果按建設(shè)單位方案：西側(cè)采用1∶0.3放坡。東、南、西北澆筑C30的φ800懸臂灌注樁57根，@1800，樁長18m，懸臂12m，入坑底6m.北部用φ150鋼管懸臂樁7根，@1000，樁長15m，懸臂12m，入坑底3m.結(jié)果幾次斷樁，塌方來勢兇猛，均在瞬間發(fā)生，共造成坑內(nèi)土方堆積3000m3，斷樁23根，樁傾斜2根，7根φ150鋼管歪倒。可見，基坑支護必需認真對待，絕不能為節(jié)省費用，隨便定個方案。經(jīng)分析，原先施工單位提出的方案還是可行的，建設(shè)單位亂定方案，不科學(xué)辦事，結(jié)果是浪費了投資，拖延了工期，欲速則不達。
（2）實施方案與設(shè)計方案不符。
（3）止水帷幕力度不當。如南京交通銀行樓，地上28層，地下室1層，基坑深6.7m.設(shè)計方案是：支護采用800懸臂灌注樁，@1000，樁長14m，在樁頂設(shè)800×500mm圈梁，樁嵌入坑底8.8m；防水及降水在排樁背后設(shè)高壓旋噴混凝土，形成止水帷幕。坑?xùn)|側(cè)42m長，距房屋15m左右，采用1∶1放坡開挖。在坑內(nèi)設(shè)3個深20m管井作為降水井。實施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，樁長改為13m，樁嵌入坑底5.6m.放坡面因場地限制改為1∶0.3～0.5.為搶進度，樁頂圈梁未施工即開始挖土，且一次挖到設(shè)計標高。基坑開挖后，東南角樁間出現(xiàn)量涌泥和流沙，支護結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)側(cè)移位達20cm以上，樁后形成5～10cm地面裂縫，放坡地段滑移失穩(wěn)，降水井失效，以至東南面的和平電影院嚴重開裂破壞，被迫停止拆除，北側(cè)湖南路路面開裂，被迫采用土層錨桿加固，直接經(jīng)濟損失100多萬元。可見，不按原設(shè)計方案施工，灌注樁與噴射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。
3.2 設(shè)計計算錯誤
（1）錨桿計算錯誤。如石家莊某高層建筑，建筑面積10萬多平方米，地上28層，地下4層，基坑深達20.5m，東西長120m，南北寬100m.基坑用φ600灌注樁，@1000，樁長20m，入土5m，混凝土強度為C25，配12根φ22的Ⅱ級鋼筋，樁頂設(shè)帽梁，帽梁頂砌5.5m高370磚墻作護墻，墻內(nèi)有構(gòu)造柱及壓頂圈梁。護壁樁設(shè)三道130錨桿：第一道錨桿長15.5m，@2000；第二道錨桿長20m，@1500；第三道錨桿長18m，@1000.用槽鋼與護壁樁相結(jié)合。1993年9月12日，施工完西部坑底墊層，施工管理人員發(fā)現(xiàn)基坑西部護壁樁間成片掉土，并有滲水現(xiàn)象，頂部磚墻外傾，頂部地面出現(xiàn)裂縫。9月15日西側(cè)北部有部分腰梁槽鋼脫落，部分錨桿螺母松動。施工人員將槽鋼補焊接上，擰緊螺母。在坑頂局部挖土卸載。9月16日下午5時左右，基坑西部南北約50m的護壁結(jié)構(gòu)迅速倒塌，折斷鋼筋混凝土樁48根，倒塌邊緣距坑邊約13m，護壁樁折成三段，折點分別在第二、三層錨桿處，第一層錨桿從土中完全拔出，第二、三層錨桿錨頭拉脫，腰梁扭斷開。經(jīng)分析計算，第一道錨桿的錨固長度需25.6～30m，第二道錨桿的錨固長度需22～25m.可見倒塌的主要原因是設(shè)計計算錯誤所導(dǎo)致。
（2）支護樁嵌入深度不夠。上海某工程基坑采用深層水泥攪拌樁做支護，基坑開挖深度5～7m，樁長12m，嵌入深度5m.開挖到5m時未發(fā)生事故，但開挖到7m時，發(fā)生管涌，涌砂涌水。由于量砂土冒出，最終導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)全部倒塌。僅加固費就增加投資30萬元（原支護結(jié)構(gòu)費80萬元），工期延長2個月。經(jīng)對管涌計算知，支護樁嵌入深度需7m.
（3）安全系數(shù)偏小。許多基坑設(shè)計時，為單純追求造價，而忽略許多因素，使工程的安全系數(shù)偏小。如遇雨水或少量偶然的坑邊堆載，就導(dǎo)致基坑的失穩(wěn)。
3.3 未進行穩(wěn)定驗算
由很多工程事故可見，僅進行基坑支護設(shè)計或選擇一個方案是不行的，還必須進行穩(wěn)定驗算，以確保基坑的整體及局部穩(wěn)定，特別是軟土地區(qū)。
3.4 施工管理方面的問題
（1）嚴重超挖，不遵守分層分段開挖原則；
（2）坑邊過量堆載；
（3）管理混亂。
（巖土工程師＿）
近年來，城市中的建筑密度隨著城市現(xiàn)代化的推進而增，隨著高層建筑的不斷興建，深基坑開挖支護問題日益突出。因而深基坑開挖支護及對鄰近建筑、道路及設(shè)施的影響日益為工程師們所關(guān)注，研究開發(fā)出許多好的措施。但是基坑開挖深度越來越深，開挖環(huán)境日益復(fù)雜，設(shè)計及施工人員經(jīng)常遇到新的問題及新的挑戰(zhàn)，從而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等城市，事故發(fā)生率更高。上海在一年之中就發(fā)生近四十例基坑事故，上海廣東路某基坑事故，導(dǎo)致交通主干線廣東路下陷1.8m，致使各種地下管線產(chǎn)生嚴重破壞，煤氣泄露產(chǎn)生爆炸，當場熏倒二十多人，直接經(jīng)濟損失達五千多萬元，造成了極壞的社會影響；98年深圳某基坑工程，出現(xiàn)了嚴重的塌方事故，幾名施工人員被埋，基坑周圍幾棟建筑物出現(xiàn)嚴重破壞，轟動全國。本文通過對深基坑開挖支護現(xiàn)狀的分析，提出一些看法和建議，供設(shè)計和施工參考。
2、深基坑工程特點及現(xiàn)狀
（1） 基坑越挖越深。或為了使用方便，或因為地皮昂貴，或為了符合城管規(guī)定及人防需要，建筑投資者不得不向地下發(fā)展。過去建1～2層地下室，即使在城市也不普遍，中等城市更為少見。現(xiàn)在在城市、沿海地區(qū)尤其是特區(qū)，地下3～4層已很尋常，5～6層也有。因此基坑深度多在10～16m間，在20m左右的也為數(shù)不少。
（2）工程地質(zhì)條件越來越差。這一點在某些沿海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)較為突出。
（3）基坑周圍環(huán)境復(fù)雜。重要高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路。而此處原有建筑結(jié)構(gòu)陳舊，地上與地下管線密布。因此，基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩(wěn)定，也要保證周圍的建筑物和構(gòu)筑物不受破壞。
（4）基坑支護方法眾多。諸如人工挖孔樁，預(yù)制樁，深層攪拌樁，鋼板樁，地下連續(xù)墻，內(nèi)支撐，各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯(lián)合支護，此外還有錨釘墻等。
（5）基坑工程的成功率較低。一旦基坑支護失效，常造成鄰近房屋、地下管線及道路的開裂，引發(fā)工程糾紛，甚至出現(xiàn)嚴重的破壞，造成重的經(jīng)濟損失及人員的傷亡。
3、深基坑工程事故的分析
由于深基工程的上述特點，使深基坑支護成為一個最感頭痛的工程難題。通過工程事故實例的調(diào)查分析，對其原因提出如下看法：
3.1 設(shè)計方案失誤
（1）方案選擇錯誤。此類工程事故出現(xiàn)較多，如濟南某廈工程，位于繁華市區(qū)，地上23層，地下3層，基坑深12m，場地狹窄，東、南、北三面距建筑物較近。施工單位提出，采用直徑灌注樁，設(shè)一土層錨桿，樁頂設(shè)混凝土圈梁的樁錨支護體系，需費用約100萬元。建設(shè)單位提出，部分采用φ800懸臂灌注樁，部分采用φ150鋼管懸臂樁，部分放坡方案，費用40萬元。結(jié)果按建設(shè)單位方案：西側(cè)采用1∶0.3放坡。東、南、西北澆筑C30的φ800懸臂灌注樁57根，@1800，樁長18m，懸臂12m，入坑底6m.北部用φ150鋼管懸臂樁7根，@1000，樁長15m，懸臂12m，入坑底3m.結(jié)果幾次斷樁，塌方來勢兇猛，均在瞬間發(fā)生，共造成坑內(nèi)土方堆積3000m3，斷樁23根，樁傾斜2根，7根φ150鋼管歪倒。可見，基坑支護必需認真對待，絕不能為節(jié)省費用，隨便定個方案。經(jīng)分析，原先施工單位提出的方案還是可行的，建設(shè)單位亂定方案，不科學(xué)辦事，結(jié)果是浪費了投資，拖延了工期，欲速則不達。
（2）實施方案與設(shè)計方案不符。
（3）止水帷幕力度不當。如南京交通銀行樓，地上28層，地下室1層，基坑深6.7m.設(shè)計方案是：支護采用800懸臂灌注樁，@1000，樁長14m，在樁頂設(shè)800×500mm圈梁，樁嵌入坑底8.8m；防水及降水在排樁背后設(shè)高壓旋噴混凝土，形成止水帷幕。坑?xùn)|側(cè)42m長，距房屋15m左右，采用1∶1放坡開挖。在坑內(nèi)設(shè)3個深20m管井作為降水井。實施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，樁長改為13m，樁嵌入坑底5.6m.放坡面因場地限制改為1∶0.3～0.5.為搶進度，樁頂圈梁未施工即開始挖土，且一次挖到設(shè)計標高。基坑開挖后，東南角樁間出現(xiàn)量涌泥和流沙，支護結(jié)構(gòu)向基坑內(nèi)側(cè)移位達20cm以上，樁后形成5～10cm地面裂縫，放坡地段滑移失穩(wěn)，降水井失效，以至東南面的和平電影院嚴重開裂破壞，被迫停止拆除，北側(cè)湖南路路面開裂，被迫采用土層錨桿加固，直接經(jīng)濟損失100多萬元。可見，不按原設(shè)計方案施工，灌注樁與噴射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。
3.2 設(shè)計計算錯誤
（1）錨桿計算錯誤。如石家莊某高層建筑，建筑面積10萬多平方米，地上28層，地下4層，基坑深達20.5m，東西長120m，南北寬100m.基坑用φ600灌注樁，@1000，樁長20m，入土5m，混凝土強度為C25，配12根φ22的Ⅱ級鋼筋，樁頂設(shè)帽梁，帽梁頂砌5.5m高370磚墻作護墻，墻內(nèi)有構(gòu)造柱及壓頂圈梁。護壁樁設(shè)三道130錨桿：第一道錨桿長15.5m，@2000；第二道錨桿長20m，@1500；第三道錨桿長18m，@1000.用槽鋼與護壁樁相結(jié)合。1993年9月12日，施工完西部坑底墊層，施工管理人員發(fā)現(xiàn)基坑西部護壁樁間成片掉土，并有滲水現(xiàn)象，頂部磚墻外傾，頂部地面出現(xiàn)裂縫。9月15日西側(cè)北部有部分腰梁槽鋼脫落，部分錨桿螺母松動。施工人員將槽鋼補焊接上，擰緊螺母。在坑頂局部挖土卸載。9月16日下午5時左右，基坑西部南北約50m的護壁結(jié)構(gòu)迅速倒塌，折斷鋼筋混凝土樁48根，倒塌邊緣距坑邊約13m，護壁樁折成三段，折點分別在第二、三層錨桿處，第一層錨桿從土中完全拔出，第二、三層錨桿錨頭拉脫，腰梁扭斷開。經(jīng)分析計算，第一道錨桿的錨固長度需25.6～30m，第二道錨桿的錨固長度需22～25m.可見倒塌的主要原因是設(shè)計計算錯誤所導(dǎo)致。
（2）支護樁嵌入深度不夠。上海某工程基坑采用深層水泥攪拌樁做支護，基坑開挖深度5～7m，樁長12m，嵌入深度5m.開挖到5m時未發(fā)生事故，但開挖到7m時，發(fā)生管涌，涌砂涌水。由于量砂土冒出，最終導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)全部倒塌。僅加固費就增加投資30萬元（原支護結(jié)構(gòu)費80萬元），工期延長2個月。經(jīng)對管涌計算知，支護樁嵌入深度需7m.
（3）安全系數(shù)偏小。許多基坑設(shè)計時，為單純追求造價，而忽略許多因素，使工程的安全系數(shù)偏小。如遇雨水或少量偶然的坑邊堆載，就導(dǎo)致基坑的失穩(wěn)。
3.3 未進行穩(wěn)定驗算
由很多工程事故可見，僅進行基坑支護設(shè)計或選擇一個方案是不行的，還必須進行穩(wěn)定驗算，以確保基坑的整體及局部穩(wěn)定，特別是軟土地區(qū)。
3.4 施工管理方面的問題
（1）嚴重超挖，不遵守分層分段開挖原則；
（2）坑邊過量堆載；
（3）管理混亂。
（巖土工程師＿）
