深基坑工程的常見質(zhì)量問題及案例分析（17頁）

1、深基坑工程的常見質(zhì)量問題及案例分析深基坑工程是最近30多年中迅速發(fā)展起來的一個領(lǐng)域。以前的幾十年中，由于建筑物的高度不高，基礎(chǔ)的埋置深度很淺，很少使用地下室，基坑的開挖一般僅作為施工單位的施工措施，最多用鋼板樁解決問題，沒有專門的設(shè)計，也并沒有引起工程界太多的關(guān)注。 近30多年來，由于高層建筑、地下空間的發(fā)展，深基坑工程的規(guī)模之大、深度之深，成為巖土工程中事故最為頻繁的領(lǐng)域，給巖土工程界提出了許多技術(shù)難題，當(dāng)前，深基坑工程已成為國內(nèi)外巖土工程中發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一。1、深基坑工程概念特點1.1、深基坑工程概念 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知規(guī)定：深基坑工程指開挖深

2、度超過5米（含5米）或地下室三層以上（含三層），或深度雖未超過5米，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的基坑土方開挖、支護(hù)、降水工程。1.2、深基坑工程特點當(dāng)前我國各大城市深基坑工程主要突出了以下四個特點：深基坑距離周邊建筑越來越近由于城市改造與開發(fā)，基坑四周往往緊貼各種重要的建筑物，如軌道交通設(shè)施、地下管線、隧道、天然地基民宅、大型建筑物等，設(shè)計或施工不當(dāng)，均會對周邊建筑造成不利影響。深基坑工程越來越深 隨著地下空間的開發(fā)利用，基坑越來越深，對設(shè)計理論與 HYPERLINK t _blank 施工技術(shù)都提出的更難的要求。如無錫恒隆廣場基坑深近27m，上海中心深基坑達(dá)30m，均已挖入了承壓

3、水層。右圖為寧波嘉和中心二期項目基坑，平均開挖深度為18.3m，最大挖深為25.9m，整體為三層地下室布局，局部有夾層?；右?guī)模與尺寸越來越大 上海招商銀行信用卡中心工程基坑面積達(dá)81000m2，無錫恒隆廣場基坑面積35000m2。這類基坑在支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工中，特別是支撐系統(tǒng)的布置、圍護(hù)墻的位移及坑底隆起的控制均有相當(dāng)?shù)碾y度。 圖為天津西站二期項目基坑，總面積為39000平方米，基坑周長達(dá)855米。施工場地越來越緊湊 市區(qū)大規(guī)模的改造與開發(fā)，其中不少以土地出讓形式吸引外資、內(nèi)資開發(fā)，為充分利用土地資源，常要求建筑物地下室做足紅線。場地可用空間狹小大大的增加了施工難度，這必須通過有效的資源整

4、合才能順利實現(xiàn)。 圖為寧波春江花城二期項目基坑全景，地下室距離外墻用地紅線僅3.5米。2、深基坑工程安全質(zhì)量問題 深基坑工程安全質(zhì)量問題類型很多，成因也較為復(fù)雜。在水土壓力作用下，支護(hù)結(jié)構(gòu)可能發(fā)生破壞，支護(hù)結(jié)構(gòu)型式不同，破壞形式也有差異。滲流可能引起流土、流砂、突涌，造成破壞。圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大及地下水流失，引起周圍建筑物及地下管線破壞也屬基坑工程事故。粗略地劃分，深基坑工程事故形式可分為以下三類：2.1、基坑周邊環(huán)境破壞 在深 HYPERLINK t _blank 基坑工程施工過程中,會對周圍土體有不同程度的擾動，一個重要影響表現(xiàn)為引起周圍地表不均勻下沉，從而影響周圍建筑、構(gòu)筑物及地下管線的正

5、常使用，嚴(yán)重的造成工程事故。引起周圍地表沉降的因素大體有：基坑墻體變位；基坑回彈、隆起；井點降水引起的地層固結(jié)；抽水造成砂土損失、管涌流砂等。 因此如何預(yù)測和減小施工引起的地面沉降已成為深基坑工程界亟需解決的難點問題。2.2、深基坑支護(hù)體系破壞，包括以下4個方面的內(nèi)容：基坑圍護(hù)體系折斷事故 主要是由于施工搶進(jìn)度，超量挖土，支撐架設(shè)跟不上，是圍護(hù)體系缺少大量設(shè)計上必須的支撐，或者由于施工單位不按圖施工，抱僥幸心理，少加支撐，致使圍護(hù)體系應(yīng)力過大而折斷或支撐軸力過大而破壞或產(chǎn)生大變形。下圖為2008年蘇州某深基坑事故。 圖為2008年杭州地鐵深 HYPERLINK t _blank 基坑施工中地下

6、連續(xù)墻折斷破壞 2011年杭州某深基坑圍護(hù)樁折斷事故基坑圍護(hù)體整體失穩(wěn)事故 深基坑開挖后，土體沿圍護(hù)墻體下形成的圓弧滑面或軟弱夾層發(fā)生整體滑動失穩(wěn)的破壞。下圖為某深基坑圍護(hù)整體失穩(wěn)破壞事故?；訃o(hù)踢腳破壞 由于深基坑圍護(hù)墻體插入基坑底部深度較小，同時由于底部土體強度較低，從而發(fā)生圍護(hù)墻底向基坑內(nèi)發(fā)生較大的“踢腳”變形，同時引起坑內(nèi)土體隆起。下圖為某深基坑發(fā)生“踢腳”破壞?？觾?nèi)滑坡導(dǎo)致基坑內(nèi)撐失穩(wěn) 在火車站、地鐵車站等長條形深基坑內(nèi)區(qū)放坡挖土?xí)r，由于放坡較陡、降雨或其他原因引起的滑坡可能沖毀基坑內(nèi)先期施工的支撐及立柱，導(dǎo)致基坑破壞。下側(cè)兩圖為2009年杭州地鐵1號線鳳起路站坑內(nèi)土體滑坡引起的支

7、撐體系破壞。2.3、土體滲透破壞，包括以下3個方面內(nèi)容：基坑壁流土破壞 在飽和含水地層（特別是有砂層、粉砂層或者其他的夾層等透水性較好的地層），由于圍護(hù)墻的止水效果不好或止水結(jié)構(gòu)失效，致使大量的水夾帶砂粒涌入基坑，嚴(yán)重的水土流失會造成地面塌陷。下圖為某深基坑止水帷幕滲漏、樁間流土事故。基坑底突涌破壞由于對承壓水的降水不當(dāng)，在隔水層中開挖基坑時，當(dāng)基底以下承壓含水層的水頭壓力沖破基坑底部土層，將導(dǎo)致坑底突涌破壞。下圖為上海某深基坑坑底內(nèi)發(fā)生承壓水突涌。基坑底管涌破壞 在砂層或粉砂底層中開挖基坑時，在不打井點或井點失效后，會產(chǎn)生冒水翻砂（即管涌），嚴(yán)重時會導(dǎo)致基坑失穩(wěn)。下圖為湖南浯溪水電站二期深基

8、坑出現(xiàn)管涌 。 以上深基坑工程安全質(zhì)量問題，只是從某一種形式上表現(xiàn)了基坑破壞，實際上深基坑工程事故發(fā)生的原因往往是多方面的，具有復(fù)雜性，深基坑工程事故的表現(xiàn)形式往往具有多樣性。3、深基坑工程實例廣州海珠城廣場基坑坍塌3.1、工程概況： 海珠城廣場基坑周長約340米，原設(shè)計地下室4層，基坑開挖深度為17米。該基坑?xùn)|側(cè)為江南大道，江南大道下為廣州地鐵二號線，二號線隧道結(jié)構(gòu)邊緣與本基坑?xùn)|側(cè)支護(hù)結(jié)構(gòu)距離為5.7米；基坑西側(cè)、北側(cè)鄰近河涌，北面河涌范圍為22米寬的渠箱；基坑南側(cè)東部距離海員賓館20米，海員賓館樓高7層，采用340錘擊灌注樁基礎(chǔ)；基坑南側(cè)兩部距離隔山一號樓20米，樓高7層，基礎(chǔ)也采用340

9、錘擊灌注樁。 該工程地質(zhì)情況從上至下依次為：填土層，厚0.73.6米；淤泥質(zhì)土層，層厚0.52.9米；細(xì)砂層，個別孔揭露，層厚0.51.3米；強風(fēng)化泥巖，頂面埋深為2.85.7米，層厚0.3米；中風(fēng)化泥巖，埋深3.67.2米，層厚1.516.7米；微風(fēng)化巖，埋深6.020.2米，層厚1.812.84米。 由于本工程巖層埋深較淺，因此，原設(shè)計支護(hù)方案如下： 基坑?xùn)|側(cè)、基坑南側(cè)偏東34米、北側(cè)偏東30米范圍內(nèi)，上部5.2米采用噴錨支護(hù)方案，下部采用挖孔樁結(jié)合鋼管內(nèi)支撐的方案，挖孔樁底標(biāo)高為20.0米。 基坑西側(cè)上部采用挖孔樁結(jié)合預(yù)應(yīng)力錨索方案，下部采用噴錨支護(hù)方案。 基坑南側(cè)、北側(cè)的剩余部分，采用

10、噴錨支護(hù)方案。后由于0.00標(biāo)高調(diào)整，后實際基坑開挖深度調(diào)整為15.3米。 本基坑在2002年10月31日開始施工，至2003年7月施工至設(shè)計深度15.3米，后由于上部結(jié)構(gòu)重新調(diào)整，地下室從原設(shè)計4層改為5層，地下室開挖深度從原設(shè)計的15.3米增至19.6米。由于地下室周邊地梁高為0.7米。因此，實際基坑開挖深度為20.3米，比原設(shè)計挖孔樁樁底深0.3米。 新的基坑設(shè)計方案確定后，2004年11月重新開始從地下4層基坑底往地下5層施工，至2005年7月21日上午，基坑南側(cè)東部樁加鋼支撐部分最大位移約為100px，其中從7月20日至7月21日一天增大45px，基坑南側(cè)中部噴錨支護(hù)部分，最大位移約

11、為375px。3.2、事故過程 2005年7月21日12時左右,在廣州海珠區(qū)江南大道南珠城海廣場深基坑發(fā)生滑坡，導(dǎo)致三人死亡，4人受傷，地鐵二號線停運近一天，7層的海員賓館倒塌，多加商鋪失火被焚，一棟7層居民樓受損，三棟居民被迫轉(zhuǎn)移。下面是一些事故照片。3.3、事故原因 （1）本基坑原設(shè)計深度只有16.2米，而實際開挖深度為20.3米，超深4.1米，造成原支護(hù)樁成為吊腳樁，盡管后來設(shè)計有所變更,但對已施工的圍護(hù)樁和錨索等構(gòu)件已無法調(diào)整，成為隱患。 （2）從地質(zhì)勘察資料反應(yīng)和實際開挖揭露，南邊地層向坑內(nèi)傾斜，并存在軟弱透水夾層，隨著開挖深度增大，導(dǎo)致深部滑動。 （3）本基坑施工時間長達(dá)2年9個月

12、，基坑暴露時間大大超過臨時支護(hù)為一年的時間，導(dǎo)致開挖地層的軟化滲透水和已施工構(gòu)件的銹蝕和錨索預(yù)應(yīng)力的損失，強度降低，甚至失效。 （4）事故發(fā)生前在南邊坑頂因施工而造成東段嚴(yán)重超載，成為了基坑滑坡的導(dǎo)火線。 （5)從施工紀(jì)要和現(xiàn)場監(jiān)測結(jié)果分析，在基坑滑坡前已有明顯預(yù)兆，但沒有引起應(yīng)有的重視，更沒有采取針對性的措施，也是導(dǎo)致事故的原因之一。 事故調(diào)查結(jié)果與處理結(jié)果與2005年9月20日在廣州日報公布：對7個建設(shè)責(zé)任主體及其20名責(zé)任人給予行政處罰或處分，其中7名主要負(fù)責(zé)人因涉嫌觸犯刑法被司法機關(guān)依法逮捕;對事故發(fā)生負(fù)有監(jiān)管責(zé)任的14名行政人員給予降級或降級以下的行政處分和責(zé)令作出深刻檢討，并責(zé)成相

13、關(guān)單位對市政府作出書面檢查。3.4、在以后深基坑工程中，我們還應(yīng)注意以下施工安全控制要點：（1）設(shè)計、施工安全性報告控制：初步設(shè)計階段施工單位應(yīng)制定深基坑設(shè)計、施工安全性報告。安全性報告應(yīng)通過專家評審。（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)和土體加固工程施工安全質(zhì)量控制：地下連續(xù)墻、SMW工法、鋼或混凝土支撐等基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)和土體加固施工中涉及安全性能的重要工序的 HYPERLINK t _blank 施工質(zhì)量應(yīng)滿足法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。（3）安全管理人員監(jiān)管：作業(yè)時，施工單位專職安全生產(chǎn)管理人員應(yīng)在現(xiàn)場進(jìn)行管理。（4）基坑臨邊防護(hù)：基坑四周、操作平臺等臨邊處應(yīng)設(shè)置防護(hù)欄桿，應(yīng)牢固可靠。（5）立體交叉作業(yè)控制：當(dāng)應(yīng)用土代

14、模澆筑混凝土支撐，支撐下的土方開挖后，施工單位應(yīng)及時清除支撐下粘結(jié)的土石。上下層立體交叉作業(yè)時，應(yīng)設(shè)置隔離設(shè)施。（6）施工進(jìn)度控制：施工單位報送的進(jìn)度計劃應(yīng)滿足基坑安全性要求。通過該事故，可得出以下深基坑事故防范經(jīng)驗：（1）對深基坑工程特點應(yīng)有深刻的認(rèn)識，基坑工程時空效應(yīng)強，環(huán)境效應(yīng)明顯，挖土順序、挖土速度和支撐速度對基坑圍護(hù)體系受力和穩(wěn)定性具有很大影響。 施工應(yīng)嚴(yán)格按經(jīng)審查的施工組織設(shè)計進(jìn)行。應(yīng)及時安裝支撐(鋼支撐)，及時分段分塊澆筑墊層和底板，嚴(yán)禁超挖。深基坑圍護(hù) HYPERLINK t _blank 結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)方便施工，深基坑工程施工應(yīng)有合理工期。（2）基坑工程不確定因素多，應(yīng)實施信息化

15、施工。 監(jiān)測點設(shè)置應(yīng)符合 HYPERLINK t _blank 規(guī)范和設(shè)計要求。監(jiān)測單位應(yīng)認(rèn)識科學(xué)測試，及時如實報告各項監(jiān)測數(shù)據(jù)。項目各方要重視基坑的監(jiān)測工作，通過監(jiān)測施工過程中的土體位移、圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力等指標(biāo)的變化，及時發(fā)現(xiàn)隱患，采取相應(yīng)的補救措施，確?；影踩?。（3）有多道內(nèi)支撐的基坑圍護(hù)體系應(yīng)加強支撐體系整體穩(wěn)定性。 考慮到基坑工程施工中，第一道支撐可能產(chǎn)生拉應(yīng)力，建議第一道支撐采用鋼筋混凝土支撐。 對鋼支撐體系應(yīng)改進(jìn)鋼支撐節(jié)點連接型式，加強節(jié)點構(gòu)造措施，確保連接節(jié)點滿足強度及剛度要求。施工過程中應(yīng)合理施加鋼管支撐預(yù)應(yīng)力。 應(yīng)明確鋼支撐的質(zhì)量檢查及安裝驗收要求，加強對檢查和驗收工作的監(jiān)督管理。（4）巖土工程穩(wěn)