深基坑事故原因分析及处理方法论文

浅谈深基坑事故原因分析及处理方法摘要:深基坑是工程施工的一个难点，本文结合了工程实例,浅析了基坑事故产生的原因。提出了运用土钉以及锚杆结合支护处理深基坑事故的新方法。此方法能快速有效的控制基坑变形,加固险段。

关键词:深基坑;事故原因；处理方案

abstract: the deep foundation pit engineering construction is one of the difficulties, and combined with the project example, analyzed the causes of foundation pit accident. it is proposed that using soil nail and anchor combined with deep foundation pit supporting processing accident new method. this method can effectively control the deformation of foundation pit, strengthening pitch.

keywords: deep foundation pit; the cause of the accident; treatment scheme

中图分类号：tv551.4 文献标识码：a 文章编号：

土钉墙技术是一项用于基坑开挖和边坡支护的土体加固技术。土钉支护工艺简单、施工速度快、成本低廉。作为一种新方法,因设计不当、施工不当或突发原因而造成的土钉支护事故屡屡发生。因此,选择合适的事故处理方案就显得尤为重要。下文将土钉和锚杆结合使用,发挥两者各自的长处,提出了利用土钉与锚杆联合支

挡结构处理深基坑事故的新方法。

1、工程案例

某大厦基坑深7. 5 m，已进行基础施工;根据详勘报告提供的场地地质资料,场地内地层岩性特征见表1。基坑一侧采用土钉墙施工,原设计拟用4排土钉,第一排土钉长度为10m,其他长度均为8.5m;水平与垂直间距均为1.5m。暴雨袭击后,此基坑突然坍塌。塌方区长23 m,深约7 m。已施工的2排土钉遭到破坏。地表出现了宽窄不一的裂缝,最大宽达8mm,宾馆出现了多条裂缝,最大宽度3 mm。随后的监测结果表明,边壁的变形仍在发展。

表1场区内地层岩性特征

2、事故原因分析

1)设计的问题。该支护结构背面土压力取值偏低。在用朗肯土压力理论计算时,只有当支护结构向基坑内产生一定侧向位移后,

方能使土压力降到朗肯土压力的水平。如果这种位移不能为建筑物所允许,则必须加以限制,结构上的土压力也随之变化。该工程不允许边壁产生过大的位移,采用主动土压力系数是不合理的,应取静

止土压力系数。

2)超挖。土钉支护作业的特点是紧跟开挖作业面,随挖随支,每层开挖的高度视地质条件而定。但在该工程中,开挖未按土钉支护作业的特点分层开挖,整个施工过程出现多次严重超挖现象,致使

开挖的作业面自稳时间很短,在土钉未安设或未发挥作用之前,边

壁已出现局部塌落,边壁整体位移超过了允许范围。

3)坡顶防水不良。宾馆门前水泥地坪下有两条雨水污水管,已有多处破裂,渗漏的水滞留在回填土中,下雨期间,大量渗漏水和雨水滞留在土体和坑内,致使该边壁土体含水量增大,土体力学强度降低,土的侧压力增大,土钉抗拔力降低,从而使边壁位移急剧增大,出现了滑移趋势。

4)土钉灌浆问题。工程所灌水泥浆液水灰比过大,浆液中的一部分水进入土体,使土的力学性质遭到破坏,产生湿陷并导致边坡滑移。

3、塌方险情治理

塌方当时,采取了一些现场应急措施:立即回填土方,截断水源,疏排积水和渗漏水,防止黄土湿陷发展,用编织布盖住整个塌方区域及破坏面,以免雨水引起更大塌方;加强变形观测,系统采用锚杆和土钉对塌方段进行加固处理。为了缩短工期,迅速有效地控制边壁位移,决定在原2排土钉之间增加1排预应力锚杆,在锚杆下方施工3排土钉。此方案整体稳定性好、工期短、造价低。

4、设计参数和计算

根据地质勘察资料,用条分法确定与最小稳定安全系数对应的最危险圆弧滑动面,并计算出各层的土压力。

1)锚杆设计。锚杆锚固长度lu计算公式为:

锚杆钢筋截面积as计算:

其中:

式中d为土钉钻孔直径,mm;γ0为基坑侧壁重要性系数;fg为钢

筋强度标准值, kpa;qs为土体与锚固体极限摩阻力标准值,取

qs=40;eak为基坑水平荷载标准值,kpa;sx为土钉行距,m;sy为土钉列距,m;α为土钉与水平面夹角, (°)。

2)土钉设计。土钉长度l按下式计算:

式中m为经验系数,取0.6至1.0;h为土坡的垂直高度,m;s0为止浆器长度,m。土钉行sx、列距sy满足:

式中k1为注浆工艺系数,取1. 5至2. 5。本工程实际取

值:sx=1.5m,sy=1.4m。土钉直径按下式计算:

式中ei为第i列单根土钉支承范围内土压力;fy为单根土钉抗拉强度设计值;土钉钻孔直径:d=150 mm;与水平面夹角:α=15°。整体稳定安全系数计算公式如下:

式中ci为第i条块滑面处的粘聚力;n;li为第i条块滑面的长度,m;wi为第i条块的质量, kg;φi为第i条块的内磨擦角, (°);trj锚杆的锚固力,n;θi为第i条块滑动面的倾角, (°)。

将本工程地质钻探揭示的土质参数、基坑挖深、附加荷载、土钉和锚杆参数代入式上式进行计算,其结果为:整体稳定安全系数1.8。土钉注浆材料为强度c20的微膨胀水泥砂浆,膨胀剂掺量为水泥用量的0.1‰至0.3‰;喷射混凝土面板钢筋为8@200mm;喷射混凝土面板混凝土强度为c20;喷射混凝土面板厚度为100 mm。新设计的方案中,由于距地面1.0m左右的地层,填土比较松散,难以成孔,所以采用人工打入土钉的加固方式。第二排为锚杆,长度为18 m,自由段长度6 m,锚固段长度12 m;第三、四、五排均为土钉,长度