基坑工程的幾種失效模式

1、基坑工程的幾種失效模式20世紀(jì)80年代，修建的高層建筑、地下室一般是12層基坑， 埋深最多47m，因此，基坑支護(hù)絕大多數(shù)采用齊廣君鋼板樁支護(hù)。進(jìn) 入20世紀(jì)90年代，高層建筑、地下室發(fā)展到35層，如用鋼板樁支 護(hù)，已沒法滿足支護(hù)工程的安全要求，所以，基坑支護(hù)頻凝發(fā)生朱效。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在軟十地區(qū)，基坑支護(hù)失效每年達(dá)1 /4左右;在其他地區(qū)，基 坑失效也達(dá)10%15%以上。主要原因是設(shè)計(jì)、施工都缺乏經(jīng)驗(yàn)。以后 建設(shè)部下文要求基坑深度達(dá)到7m時(shí)，各地必須對(duì)基坑支護(hù)方案多地經(jīng) 過專家評(píng)審后，方能施工。根據(jù)我們調(diào)查，基坑工程的失效模式有以下幾種：1）整體失穩(wěn)整體失穩(wěn)是指在土體中呈現(xiàn)出形成了滑動(dòng)面，圍護(hù)結(jié)構(gòu)

2、連同基坑 外側(cè)及坑底的土體一起喪失穩(wěn)定性。一般的失穩(wěn)形態(tài)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的上 部粘滯性向坑外傾倒，支護(hù)結(jié)構(gòu)的底部向坑內(nèi)移動(dòng)，坑底土體隆起， 坑外地面下陷。2）坑底隆起坑底隆起是指坑底十體產(chǎn)生向上的塑性變形?；娱_挖以后，坑 底向上位移的原因有兩種;一是進(jìn)港引起的回彈，其數(shù)值較小;另一種 是在開挖引起的壓力差作用下，十體中產(chǎn)生的塑性變形，這種變形如 果數(shù)量并不大，表示則表示土體中的塑流已經(jīng)在所難免，如果支護(hù)結(jié) 構(gòu)內(nèi)會(huì)和內(nèi)支撐能形成整體性好的體系，則塑流僅引起坑外垂直下沉， 影響環(huán)境安全；如果是自立式在結(jié)構(gòu)上形態(tài)或節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度差的支撐體系， 隆起可能是整體失穩(wěn)的前兆;如果穩(wěn)定性不能得到有效的控制，就會(huì)發(fā) 生

3、整體性失穩(wěn)。3）圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傾覆失穩(wěn)豐要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)或懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)， 重力式結(jié)構(gòu)在外主動(dòng)樟葉壓力的作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞其下部的某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，支護(hù)結(jié) 構(gòu)的底端向坑內(nèi)傾倒。抵抗傾覆失穩(wěn)的力矩主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的重 力形成，坑底的被動(dòng)波速也足以構(gòu)成頑抗抵抗力矩的因素。關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng) 中心的位置有不同的看法，傳統(tǒng)的方法是將轉(zhuǎn)動(dòng)中心放在支護(hù)結(jié)構(gòu)的 前脊骨，但也有認(rèn)為繞前趾上面或下面的某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)合理，特別是軟 土地區(qū)，由于基底土比較軟弱，在力矩作用下，前在趾有下沉的可能。4）配電室滑移失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滑移失穩(wěn)亦主要發(fā)生在爆發(fā)重力式結(jié)構(gòu)中，心理壓力 在坑外主動(dòng)土壓力的作用下，基希納向坑內(nèi)平移。抵抗溫移

4、的陽力主 要由支護(hù)體底面的糜阻力以及內(nèi)側(cè)的被動(dòng)十壓力構(gòu)成。當(dāng)坑底土軟弱或圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部的地基土軟化時(shí)，墻體發(fā)生滑 移失穩(wěn)。5）圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部地基承載力失穩(wěn)重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底面壓力過大，地基承載力不足引致失穩(wěn)。由 于在圍護(hù)結(jié)構(gòu)二十的外側(cè)還作用著十壓力，因此，其合力是傾斜的。 在傾斜荷載作用下，地基十發(fā)生向坑內(nèi)的擠出，圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻誘發(fā)的沉降，誘發(fā)可能導(dǎo)致部分圍護(hù)結(jié) 構(gòu)的開裂損壞。6）踢腳失穩(wěn)在單支撐的基坑中均，可能將發(fā)生繞支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)上部 向坑外飄散，支護(hù)結(jié)構(gòu)的下部向上翻的形態(tài)失穩(wěn)模式，故形象地稱為 踢腳失穩(wěn)。在多支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中一般不會(huì)產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)，除非其他 支撐都已失效，只有一道支撐

5、起作用的情況。7）止水帷幕功能腐蝕失效和坑底滲透變形破壞止水帷幕喪失擋水功能，產(chǎn)生滲漏、涌水、流土或流砂。由于水 土流失使基坑外地而下沉、塌陷，導(dǎo)致鄰近破損建筑物的開裂和損壞。引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素，其次是設(shè)計(jì) 因素概念設(shè)計(jì)和材料因素。由于改建工程質(zhì)量低劣，止水帷幕有冰冷 或裂縫，成為漏水的通道，這是最普遍的異常現(xiàn)象；止水帷幕設(shè)計(jì)過短， 沒有全部切斷透水層也是漏水龜裂的可能原因。由于止水帷幕失效產(chǎn)生過大的水力坡降引起坑底滲透變形破壞。 坑內(nèi)采用排水或降水措施后，造成了坑內(nèi)外的南溪差，地下水在水頭 差的作用下向坑內(nèi)滲流，在滲流出口處隨身帶十的細(xì)貼粒被帶出，或 十題率處于

6、懸澤狀態(tài)初始狀態(tài)潤通出。這種由滲透引起的擾亂環(huán)，因 破環(huán)機(jī)理不同而有各異的名稱，如管涌、流砂或流土。如不及時(shí)制止，由滲 透變形引起的坑外十體的位移和陷落是相當(dāng)嚴(yán)重的。8）圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞是指圍護(hù)體本身發(fā)生開裂、折斷、剪斷或 壓屈，致使結(jié)構(gòu)失去了承載能力的破壞模式。結(jié)構(gòu)性損壞的原因可能是方案性損壞的出錯(cuò);如支撐體系不當(dāng)或圍 護(hù)結(jié)構(gòu)不閉合;設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，荷載估計(jì)不足或結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度估計(jì)過高； 支撐或圍檁截面不足腐蝕導(dǎo)致破壞。此外，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng)，也會(huì) 因局部失穩(wěn)而引起整體破壞;特別在鋼支撐體系中，節(jié)點(diǎn)多，加工與安 裝質(zhì)量小量，節(jié)點(diǎn)處理中包括支撐和墻體地基的連接處，如不設(shè)置圍 檁或連接強(qiáng)度不夠等內(nèi)部結(jié)構(gòu)都會(huì)引起結(jié)構(gòu)破壞。9）支撐和錨桿、錨體系失穩(wěn)破壞支、錨體系的失穩(wěn)破壞包括兩種不同的模式。錨桿的破壞拔出首 要表現(xiàn)為錨桿的拔出、斷裂或預(yù)應(yīng)力緊繃;十錨的破壞大多是輕度的， 群錨的破壞實(shí)際上是的失穩(wěn)而并非是錨桿的結(jié)構(gòu)