第21卷第1期2007年2月
土工基础
Soil Eng.and Foundatio n
Vol.21No.1
Feb.2007建筑基坑事故处理工程实例
张全胜,李 新,吴辛元
(江苏省昆山建设局,江苏昆山215300)
摘 要:基坑支护工程是软土地区工程建设中常见的问题,介绍昆山地区某基坑工程事故原因的分析和成功处理过程。希望能对今后类似工程问题的处理具有一定借鉴作用。
关键词:基坑工程,钻孔灌注桩,地基加固
中图分类号:T U472 文献标识码:B 文章编号:1004-3152(2007)01-0001-03
1 工程概况
近年来,昆山经济高速发展,经济的发展必然带来基础设施的大量兴建,2005年在建工程面积超过1500万m2,占江苏全省在建工程总面积的9%。经济飞速发展和大量基础设施的兴建使得城市建设用地日趋紧张,建筑不断朝着高层空间和地下空间方向发展。在高层建筑建设和地下空间开发利用的过程中,基坑大量涌现[1～3]。但是由于设计施工人员水平参差不齐,管理不善等原因,基坑事故时有发生,造成了一定的人员伤亡和巨大的经济损失。本文介绍某基坑事故成功处理的例子,希望对类似工程处理具有一定参考价值。
昆山某商业大楼是一座现代化的高层建筑,地上21层,地下设1～2层地下室,占地面积约3018 m2,采用框架-剪力墙结构,拟采用桩筏基础。
周边环境为:东侧为市区主干道,距离基坑边缘大约5m;北侧为业主正在经营的3层娱乐场所,距离基坑边缘大约6m;东北角为3层商铺;南侧为6层小区住宅,距离基坑边缘大约10m;西侧为已经建好的12层公寓楼,距离基坑边缘大约8.5m,具体见图1。
根据岩土工程勘察资料可知,该工程场地地貌为长江三角洲冲积土,原为农田和泥塘,土质较差,地下水位1.4m,各土层具体分布状况如表1所示。
表1 各分布土层基本物理力学性能表
土层名称厚度(m)重度(kN/m3)孔隙比塑性指数压缩模量(M Pa)粘聚力(k Pa)内摩擦角(°)杂填土0.8～3.018.200.88511.8 4.6015.0 5.5粉质粘土0.5～2.118.900.93616.1 4.0121.78.6
淤泥质粉质粘土 5.8～20.118.400.93616.2 2.5220.4.10.5粉质粘土 1.4～6.420.100.85115.1 5.5635.117.9
该基坑工程面积约为3018m2,开挖深度6.3 m,原设计方案采用Ф900@1050钻孔灌注桩作为维护结构,桩长为17m,压顶冠梁900mm×600m m,计算时考虑地面超载20kPa,降水沿基坑周围采用161个埋置深度为8.8m井点管,同时沿基坑周围布置Ф700mm@500mm的双排深度为19m的搅拌桩作为止水帷幕。
由于周围环境比较复杂,在基坑开挖过程中对基坑变形进行了监测,监测点的布置如图1所示
。
图1 基坑周边场地及测点布置示意图 收稿日期:2006-07-19
作者简介:张全胜,男,1977年生,2000年毕业于西安科技大学建筑工程专业,工程师,现在江苏昆山建设局工作。
2 事故发生过程及原因分析
基坑土方开挖从5月20日开始,在开挖初期阶段,变形在控制范围内,6月13日上午,X2,X3侧斜管位移突然增大,其中X2的最大水平位移达到24.5m m ,X3的最大水平位移达到28mm ,均已经超过了总位移20mm 的报警值,X2测点沿基坑深度变化的水平位移变化曲线如图2所示。6月13日中午,业主紧急召集了监理单位,施工总包,基坑分包等单位开会讨论,决定暂停施工,并将报警情况迅速上报到市建筑安全监督部门
。
图2 X2测点的位移变化曲线
当日下午,市建筑安全监督部门召集有关单位,通过研究原设计方案和现场查看后,认为主要原因如下:(1)由于在基坑北侧和西侧有地下室,侧向土压力较小,所以北侧和西侧位移没有达到报警值;(2)设计方案的软件计算部分中明确给出钻孔灌注维护桩顶部的水平位移为85m m ,一般情况下,这是不允许的,估计是由于设计方案中钻孔灌注桩在基坑底部深达10.7m 的入土深度,从经验的角度来看,应该是没有问题的,从而导致设计人员没有注意到计算结果中的如此大的变形;(3)由于钻孔灌注桩入土部分位于第三土层,为淤泥质粉质粘土,土质较差,很难形成悬臂结构,在本工程的设计方案单纯采用钻孔灌注桩作为维护结构本身就是不恰当的。
3 处理方案
由于钻孔灌注桩要求被动区土体必须有相当的强度和硬度才能形成悬臂结构,本工程原设计方案中如果在被动区一定范围内进行土体加固,是可行的。在后来的加固方案的讨论会上,有一种意见认为既然被动区没有加固是维护失败的重要原因,那
么可以采用高压悬喷注浆或者化学注浆对被动区进
行加固处理。笔者和与会的另外几个同志认为,在
工程目前已经出现如此大的变形的情况下,加固被动区为时已晚:一是施工机械在基坑坑壁附近没有作业面,难以作业;二是被动区一般是在开挖前加固的,在基坑已经产生如此大的水平位移的情况下,加固过程本身会扰动被动区土体,而被动区加固土体要形成一定的强度,需要相当一段时间。因此在加固被动区的施工过程中或者在被动区加固土体发挥作用前可能会导致基坑失稳。
综合以上因素,最终决定采用内撑加固。由于时间紧迫,支撑材料采用Υ609*16钢管,间距为6m ,支撑位置在地面下1m 处,基坑由于跨度较大,最小处跨度为45.2m ,采用500*300*11*18H 型钢作为立柱(详细计算这里略去)。
为了安全起见,对基坑满堂加固,加固方案施工总时间为15天。为了尽快先稳定基坑变形,先间隔12m 布置内撑作为第一批内撑,然后再布置其余内撑,支撑施工完毕后的基坑如图3所示。至19日第一期内撑施工完毕前,基坑X2,X3观测点地表面累计变形分别已经达到57.5mm 和73.6m m ,在后期内撑的施工过程中和施工完毕后,变形已经趋于稳定,6月19日后增加的变形仅2m m ,发生在基坑底面附近,如图4所示,说明内撑维护是成功的。
图3 加固后的基坑
图4 加固后X2测点的位移变化曲线
2土 工 基 础 2007
4 结束语
由于工程地质条件的复杂性和岩土工程理论的不成熟,基坑支护一直是土建施工中的难点,也是建筑安全施工中的一个重大危险源。此次基坑事故的成功处理经验有:一是基坑变形检测单位认真负责的工作态度,及时发现了异常情况并报警;二是建设单位、施工单位、监理单位在接到报警后没有互相推委责任,而是迅速采取了有效措施,同时上报建筑安全监督部门,并会同有关单位研究对策,采取了钢管内支撑加立柱的有效加固措施。希望此次基坑事故
的处理能够对今后类似工程处理提供一定的参考价
值。
参
考
文
献
[1] 王国庆.苏州软土地区的基坑支护工程[J ].江苏地质,2001,25
(2)
[2] 温嘉军.“折线拱一锚杆”支护体系的应用实例[J ].土工基础,
2002,16(1)
[3] 陈复兵,陈刚.软土中的基坑支护工程实例分析[J ].土工基础,
2002,16(4)
Analysis and Treatment of an Excavation Incident
in a Deep Foundation Construction
ZH ANG Quan sheng ,LI Xin ,WU Xin y uan
(Kun shan C onstruction Bureau ,Kunsh an ,Jiangsu 215300,China )
A bstract Dee p founda tion pit bracing is a ty pical pr oblem in enginee ring constructio n in so ft so il.T his paper pro vides analy sis and intro duces the successful reso lutio n of an accident of deep founda tion in Kunshan tha t may be useful fo r simila r engineering.Key words founda tion pit bracing ,bo red pile ,so il improv ement
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