一、事故類型
2、支護(hù)結(jié)構(gòu)斷裂破壞。
3、基坑周圍產(chǎn)生過(guò)大的地面沉降,影響周圍建筑物、地下管線、道路的使用和安全,嚴(yán)重的造成破壞。
4、基坑底部隆起變形。其后果一是破壞了坑底土體的穩(wěn)定性,使坑底土體的承載力降低;二是造成基坑周圍地面沉降;三是當(dāng)基坑內(nèi)設(shè)有內(nèi)支撐時(shí),坑底隆起造成支撐體系中立柱的上抬,使支撐體系破壞。
5、產(chǎn)生流砂。流砂可以發(fā)生在坑底,也可能出現(xiàn)在支護(hù)樁的樁體之間。出現(xiàn)流砂后,基坑周圍土隨水流失而造成災(zāi)害。
二、基坑支護(hù)開挖事故的常見原因
1、支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不足,結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞。
2、支護(hù)樁埋深不足。不僅造成支護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆或出現(xiàn)超常變形,而且會(huì)在坑底產(chǎn)生隆起,有的還出現(xiàn)流砂。
3、支撐體系設(shè)計(jì)不合理。對(duì)帶有內(nèi)支撐的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu),由于支撐設(shè)置的數(shù)量、設(shè)置的位置不合理,或支設(shè)置、施加預(yù)應(yīng)力不夠及時(shí),支護(hù)結(jié)構(gòu)變形很大而造成事故。
4、基底土失穩(wěn)。由于基坑開挖使支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)外土重量的平衡關(guān)系被打破,樁后土重超過(guò)坑底內(nèi)基底土的承載力時(shí),產(chǎn)生坑底隆起現(xiàn)象。如果支護(hù)采用的板樁強(qiáng)度不足,板樁的入土部分破壞,坑底土也會(huì)隆起。此外,當(dāng)基坑底下有薄的不透水層,而且在其下面有承壓水時(shí),基坑會(huì)出現(xiàn)由于土重不足以平衡下部承壓水向上的頂力而產(chǎn)生隆起。當(dāng)坑底部為擠密的樁群時(shí),孔隙水壓力不能排出,待基坑開挖后,也會(huì)出現(xiàn)坑底隆起。
5、施工質(zhì)量差與管理不善。諸如支護(hù)用的灌注樁質(zhì)量不符合要求;樁的垂直度偏差過(guò)大,或相鄰出現(xiàn)相反方向的傾斜,造成樁體之間出現(xiàn)漏洞;鋼支撐的節(jié)點(diǎn)連接不牢,支撐構(gòu)件錯(cuò)位嚴(yán)重;基坑周圍亂堆材料設(shè)備,任意加大坡頂荷載;挖土方案不合理,不分層進(jìn)行,一效仿挖至基坑底標(biāo)高,導(dǎo)致土的自重應(yīng)力釋放過(guò)快,加大了樁體變形。
6、不重視現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)。決定基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全因素很多,有許多是設(shè)計(jì)前不一定能估計(jì)到的,因此為了確保支護(hù)結(jié)構(gòu)使用中的安全,重視現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè),隨時(shí)掌握支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形與內(nèi)力情況,采取必要的措施是十分重要的。不少支護(hù)結(jié)構(gòu)失敗的實(shí)例證明,不重視現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)是重要原因之一。
7、降水措施不當(dāng)。例如在可能出現(xiàn)流砂的基坑采用明排水,導(dǎo)致流砂發(fā)生,周圍地面出現(xiàn)較大沉降;又如采用人工降低地下水位時(shí),沒(méi)有采用回灌措施,保護(hù)鄰近建筑物而造成事故等。
8、基坑暴露時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。大量實(shí)際數(shù)據(jù)表明,基坑暴露時(shí)間愈長(zhǎng),支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形也愈大,這種變形直到基坑被回填才會(huì)停止。所以在基坑開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高以后,基礎(chǔ)的混凝土墊層應(yīng)隨挖隨澆,快速組織施工,減少基坑暴露時(shí)間。
從造成基坑失穩(wěn)、樁體斷裂、地表沉降及坑底隆起、管涌等事故的原因分析中可以得知,不合理的設(shè)計(jì)方案、不良的施工技術(shù)和施工管理是造成基坑事故的主要原因,但一個(gè)事故的出現(xiàn)往往是諸多不利因素的綜合表現(xiàn)。
三、基坑支護(hù)事故常用處理方法
1、支擋法
當(dāng)基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)超常變形或倒塌時(shí),可以采用支擋法,加設(shè)各種鋼板樁及內(nèi)支撐。加設(shè)鋼板樁與斷樁連接,可以防止樁后土體進(jìn)一步塌方而危及周圍建筑物的情況發(fā)生;加設(shè)內(nèi)支撐可以減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和水平變形。在加設(shè)內(nèi)支撐時(shí),應(yīng)注意第一道支撐應(yīng)盡可能高;最下一道支撐應(yīng)盡可能降低,僅留出灌制鋼筋混凝土基礎(chǔ)底板所需的高度。有時(shí)甚至讓在底部增設(shè)的臨時(shí)支撐永久地留在建筑物基礎(chǔ)底板中。
2、注漿法
當(dāng)基坑開挖過(guò)程中出現(xiàn)防水帷幕樁間漏水,基坑底部出現(xiàn)流砂、隆起等現(xiàn)象時(shí),可以采用注漿法進(jìn)行固處理,防止事態(tài)的進(jìn)一步發(fā)展,俗話說(shuō)“小洞不補(bǔ),大洞吃苦”,一些大的工程事故都是由于在事故剛出現(xiàn)苗頭時(shí)沒(méi)有及時(shí)處理,或處理不到位造成的。注漿法還可以用作防止周圍建筑物,地下管線破壞的保護(hù)措施。總之,注漿法是近幾年來(lái)廣泛地用于基坑開挖中土體加固的一種方法。該法可以提高土體的抗?jié)B能力,降低土的孔隙壓力,增加土體強(qiáng)度,改善土的物理力學(xué)性質(zhì)。
注漿工藝按其所依據(jù)的理論可以分為滲入性注漿、劈裂注漿、壓密注漿、電動(dòng)化學(xué)注漿。
滲入性注漿所需的注漿壓力較小,漿液在壓力作用下滲入孔隙及裂隙,不破壞土體結(jié)構(gòu),僅起到充填、滲透、擠密的作用,較適用于砂土、碎石土等滲透系數(shù)較大的土。
劈裂注漿所需的注漿壓力較高,通過(guò)壓力破壞土體原有的結(jié)構(gòu),迫使土體中的裂隙進(jìn)一步擴(kuò)大,并形成新的裂縫或裂隙,較適用于象軟土這樣滲透系數(shù)較低的土,在砂土中也有較好的注漿效果。
注漿法所用的漿液一般為在水灰比0.5左右的水泥漿中摻水泥用量10%~30%的粉煤灰。另外還可以采用雙液注漿,即用二臺(tái)注漿泵,分別注入水泥漿和化學(xué)漿液,二種漿液在管口三通處匯合后壓入土層中。
注漿法在基坑開挖中的應(yīng)用有以下幾種用途:
①用于止水防滲、堵漏。當(dāng)止水帷幕樁間出現(xiàn)局部漏水現(xiàn)象時(shí),為了防止周圍地基水土流失,應(yīng)馬上采用注漿法進(jìn)行處理;當(dāng)基坑底部出現(xiàn)管涌現(xiàn)象時(shí),采用注漿法可以有效地制止管涌。當(dāng)管涌量大不易灌漿時(shí),可以先回填土方與草包,然后進(jìn)行多道注漿。
②保護(hù)性的加固措施。當(dāng)由監(jiān)測(cè)報(bào)告得知由于基坑開挖造成周圍建筑物、地下管線等設(shè)施的變形接近臨界值時(shí),可以通過(guò)在其下部進(jìn)行多道注漿,對(duì)這些建筑設(shè)施采取保護(hù)性的加固處理。注漿法是常用的加固方法之一。但應(yīng)引起注意的是,注漿所產(chǎn)生的壓力會(huì)給基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來(lái)一定的影響,所以在注漿時(shí)應(yīng)注意控制注漿壓力及注漿速度,以防對(duì)基坑支護(hù)帶來(lái)新的危害。
③防止支護(hù)結(jié)構(gòu)變形過(guò)大。當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較大時(shí),可以對(duì)支坊樁前后土體采用注漿法。對(duì)樁后土體加固可以減少主動(dòng)土壓力;對(duì)樁前土體的加固可以加大被動(dòng)土壓力,同時(shí)還可以防止基坑底部出現(xiàn)隆起,增加基底土的承載能力。
3、隔斷法
隔斷法主要是在被開挖的基坑與周圍原有建筑物之間建立一道隔斷墻,該隔斷墻承受由于基坑開挖引起的土的側(cè)壓力,必要時(shí)可以起到防水帷幕的作用。隔斷墻一般采用樹根樁、深層攪拌樁、壓力注漿等筑成,形成對(duì)周圍建筑物的保護(hù)作用,防止由于基坑的坍塌造成房屋的破壞。
4、降水法
當(dāng)坑底出現(xiàn)大規(guī)模涌砂時(shí),可在基坑底部設(shè)置深管井或采用井點(diǎn)降水,以徹底控制住流砂的出現(xiàn)。但采用這兩種方法時(shí)應(yīng)考慮周圍環(huán)境的影響,即考慮由于降水造成周圍建筑物的下沉,地下管線等設(shè)施的變形,所在應(yīng)在周圍設(shè)回灌井點(diǎn),以保證不會(huì)對(duì)周圍設(shè)施造成破壞。
5、坑底加固法
坑底加固法主要是針對(duì)基坑底部出現(xiàn)隆起、流砂時(shí)所采取的一種處理方法。通過(guò)在基坑底部采取壓力注漿、攪拌樁、樹根樁及旋噴樁等措施,提高基坑底部土體的抗剪強(qiáng)度,同時(shí)起到止水防滲的作用。
6、卸載法
當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部位移較大,即將發(fā)生傾覆破壞時(shí),可以采用卸載法,即挖掉樁后一琮嘗試內(nèi)的土體,減少樁后主動(dòng)土壓力。該法對(duì)制止樁頂部過(guò)大的位移,防止支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生傾覆有較大作用。但必須在基坑周圍場(chǎng)地條件允許的情況下才可以采用。