摘要:深12m的基坑有近50%的周邊發(fā)生倒坍,在采取技術措施后得以遏制。痛定思痛,本文提出深基坑支護的幾點建議與做法。
關鍵詞:深基坑 支護 結構 倒塌 救治
1 工程概況
我司承建的該大廈位于繁華的市區(qū),建筑面積20185m2,框架結構,地下三層,地上二十三層,基坑開挖深度為12m,地下靜止水位-7.0m。工程現(xiàn)場狹窄,東、南、北三面距相鄰建筑物較近,西臨市區(qū)馬路主干道。現(xiàn)場平面位置、支護樁的布置及塌方情況見圖1,該工程地質勘察土層自地表以下依次為雜填土、素填土、I級非自重濕陷黃土、粉質粘土、卵石、粘土等。
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2 原支護方案選擇
對該深基坑的支護方法,建設單位與施工單位存在分歧。建設單位提出部分采用?800mm鋼筋混凝土懸臂灌注樁,部分采用?159mm鋼管懸臂樁,部分采取放坡的方案。施工單位提議采用大孔徑鋼筋混凝土灌注樁,中間設土層錨桿,樁頂設RC圈梁的樁錨支護體系。為了節(jié)約資金,建設單位自行采用了第一方案。除基坑西側采用1:0.3放坡之外,東、南、西、北角施筑?800mm鋼筋混凝土灌注樁57根,混凝土強度等級C30,間距1800mm,樁長18m,懸臂部分12m,錨入基底以下6m。
在基坑北部有部分地段施筑?159mm鋼管樁7根,樁距1m,樁長15m,懸臂12m,錨入地下3m。降水措施為:沿基坑四周設置?400mm深井12口,井深20m,用潛水泵抽水至地面水渠外排。
3 塌方發(fā)生過程
本工程土方機械開挖分二步進行。第一步先開挖基坑深度的1/2,即挖至-6.50m(地下水位以上)。第二步再挖至-13.20m。支護樁此時全部外露,地下水位可降至-13.20m左右。
當時,氣候正值冬季,支護樁陸續(xù)失穩(wěn),塌方共分四次發(fā)生。
第一次,基坑東側③-④軸間的一根樁發(fā)生約35°內傾,土體發(fā)生局部塌方。緊臨該樁的東南部的6根樁雖未出現(xiàn)明顯位移,但樁后土體出現(xiàn)0.5~1.0cm的裂縫。北部約12m未打樁的范圍內,3.20m寬的道路下沉,地面裂縫達1~2cm,路邊房屋出現(xiàn)3道0.1~0.5cm的豎向裂縫。各種跡象預示為大塌方的前兆,鑒于此情,施工單位緊急準備采取加固措施。第二次,坑東側②-⑤軸約20m范圍內的8根樁突然倒塌,在距基底1m左右高度處被折斷,樁后土體大面積涌入坑內,地面上一座化糞池整個傾入坑內。為保住其他未倒的樁,又緊急采取了在坑內頂撐加固的措施,但未能奏效。第三次,基坑南側又有15根樁倒塌。第四次,在北側西部地段又發(fā)生局部塌方,道路被中斷,坍塌到房屋的邊緣。幾次斷樁、塌方來勢迅猛,均在瞬間發(fā)生,共造成坑內土方積壓約3000m3,舊建筑物殘骸80m3,斷樁23根,傾斜2根,7根?159mm鋼管樁歪倒,支護樁失效率達50%。
4 支護結構倒塌原因
經(jīng)分析,該深基坑支護失敗的原因有兩個。
其一,所采用的懸臂灌注樁支護方案設計有誤,未經(jīng)認真的論證便盲目采用。樁的直徑、配筋、埋深與理論計算相差甚遠。原設計樁徑0.8m,樁距1.8m,單樁縱面配筋40.7cm2,樁埋深6m?,F(xiàn)計算樁徑1.0m,樁距1.5m,單樁縱向配筋317cm2,埋深10m,設計不安全,抵抗不住土體的側向壓力,這是導致倒塌的主要原因。
塌方原因之二,地下水浸蝕樁后土壤是一重要因素。本工程降水雖然成功,但對原有建筑物的下水設施未做調查,由于設施年久,忽視了地下隱蔽構筑物滲漏水對土壤的影響。其中兩次大塌方均與化糞池和鍋爐暖氣管道長期積水、滲水、漏氣有密切的關系,以及濕陷性黃土暴露后反復的滲透循環(huán),使土中含水量增加,土自重相應增大,導致土體內靜水壓力劇增,使邊坡失穩(wěn),進而造成坍塌。