特定地質(zhì)條件下的基坑支護(hù)對(duì)策及支護(hù)設(shè)計(jì)中的若干疑難問(wèn)題

會(huì)計(jì)學(xué)1特定地質(zhì)條件下的基坑支護(hù)對(duì)策及支護(hù)設(shè)計(jì)中的若干疑難問(wèn)題

軟土地區(qū)的基坑支護(hù)需要關(guān)注的軟土特性由軟土引起的基坑事故支護(hù)措施邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算對(duì)相鄰建筑物的保護(hù)軟土地區(qū)超深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)案例第1頁(yè)/共57頁(yè)需要關(guān)注的軟土特性

強(qiáng)度參數(shù)低，主動(dòng)土壓力大，被動(dòng)土壓力或被動(dòng)抗力小邊坡穩(wěn)定性差，一旦發(fā)生破壞，范圍很大具有蠕變性，變形難以控制，隨時(shí)間延長(zhǎng)和開(kāi)挖空間的擴(kuò)大而增加，時(shí)空效應(yīng)明顯具有觸變性，受施工擾動(dòng)后強(qiáng)度降低受開(kāi)挖和降水的影響范圍大排水困難，排水固結(jié)過(guò)程緩慢，難以通過(guò)排水提高強(qiáng)度第2頁(yè)/共57頁(yè)武漢地區(qū)軟土分布特征分布情況一級(jí)階地后緣高階地低洼湖泊地帶最大厚度可達(dá)20m以上形成類型湖塘底部的新近淤積一級(jí)階地后緣的牛軛湖淤積高階地早期湖泊淤積應(yīng)力歷史欠固結(jié)、正常固結(jié)特征參數(shù)

c=10～16kPa；φ=4～8°；fak=40～80kPa

m=500～1000kN/m4第3頁(yè)/共57頁(yè)項(xiàng)目事故概況原因簡(jiǎn)析××大廈

90年代初期采用水泥土重力式擋墻，坑底設(shè)水泥土暗撐，開(kāi)挖深度5～6m。開(kāi)挖后暗撐失效，周邊擋墻破壞，坑內(nèi)工程樁大部分破壞，補(bǔ)樁近90%暗撐過(guò)于單薄，擋墻整體性不好，土方開(kāi)挖不均衡，坑內(nèi)有兩根工程樁未到位，因接樁進(jìn)行深開(kāi)挖，導(dǎo)致附近工程樁偏位××局××工程1996

邊坡整體失穩(wěn)，工程樁被推動(dòng)坑底附近局部軟弱土層深厚，造成整體失穩(wěn)××保險(xiǎn)大樓

1998邊坡整體失穩(wěn)，27根工程樁被推動(dòng)偏位，補(bǔ)樁費(fèi)用約20萬(wàn)元，支護(hù)加固80萬(wàn)元工程處于深厚軟土分布區(qū)，支護(hù)設(shè)計(jì)不當(dāng)××商住小區(qū)2006邊坡上部失穩(wěn)，塔吊倒塌，滑動(dòng)范圍20m左右,導(dǎo)致附近學(xué)校操場(chǎng)地面開(kāi)裂?？觾?nèi)預(yù)制管樁大量被推擠破壞，工期推遲幾個(gè)月側(cè)壁土層軟弱，塔吊置于邊坡上，塔吊運(yùn)轉(zhuǎn)與邊坡互相作用，導(dǎo)致邊坡破壞。被動(dòng)區(qū)加固寬度約15m，保證了加固范圍內(nèi)管樁的安全，但加固區(qū)以外的管樁由于土方開(kāi)挖作業(yè)大量破壞?！痢潦姓潘髑?/p>

2010開(kāi)挖深度5～6m，放坡開(kāi)挖后施工主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土重力式擋墻。由于邊坡滑移，擋墻施工完成后有數(shù)百米被推動(dòng)，最多50cm左右。事故發(fā)生后，擬采取的補(bǔ)救措施有：在渠道底部加設(shè)支撐，尚未施工段改為暗渠因邊坡土質(zhì)軟弱，雖放坡坡率較緩，仍難以保持穩(wěn)定。擋墻底仍在軟土層內(nèi)，變形以平移為主××部隊(duì)自建住宅小區(qū)等2007-2010坑內(nèi)小口徑管樁大量甚至百分之百破壞；坑內(nèi)內(nèi)支撐立柱、降水管井被推偏位失效這類事故目前在武漢地區(qū)基坑工程中最為頻發(fā)坑內(nèi)土質(zhì)軟弱，土方開(kāi)挖機(jī)械難以運(yùn)轉(zhuǎn)，作業(yè)過(guò)程中難免產(chǎn)生破壞性的干擾武漢軟土地區(qū)基坑工程中發(fā)生的部分事故第4頁(yè)/共57頁(yè)××渠道擋墻變形原因分析示意軟弱土層推測(cè)滑動(dòng)面道路住宅鋼筋混凝土擋墻擠淤墊層

概況：主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土擋墻。為施工擋墻，先放坡開(kāi)挖至基礎(chǔ)底面。因右側(cè)有道路及住宅，放坡受到一定限制。擋墻建成后尚未回填墻背土，部分段即被推動(dòng)，變形以水平位移為主，主體結(jié)構(gòu)本身尚完好。評(píng)議：土質(zhì)軟弱，放坡坡率因場(chǎng)地限制不可能更緩，擋墻基礎(chǔ)底面仍有軟土，擠淤墊層不足以阻擋邊坡土體的滑移，是導(dǎo)致?lián)鯄ξ灰频闹饕?。在此情況下，主體不宜采用擋墻，而應(yīng)采用剛性較大的排樁（或墻），既作為渠道永久性的側(cè)墻。又可起到超前支護(hù)的作用，還可以少挖土方，確保附近道路、建筑物的安全。（僅代表個(gè)人意見(jiàn)）宜設(shè)置的超前支護(hù)（替代方案）擬加設(shè)的渠底支撐至對(duì)邊第5頁(yè)/共57頁(yè)軟土分布位置對(duì)穩(wěn)定性的影響～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

分布于側(cè)壁，厚度不大，可能引起開(kāi)挖過(guò)程中的局部破壞分布于坡腳、坑底，厚度不大，可能引起邊坡的整體破壞或坑底隆起破壞分布于側(cè)壁至坑底以下，厚度很大大，可能引起邊坡的整體破壞或坑底隆起破壞，支護(hù)結(jié)構(gòu)缺乏可靠的嵌固條件第6頁(yè)/共57頁(yè)對(duì)側(cè)壁薄層軟土的處理～～～～～～～～～～短樁超前支擋分階放坡，疊置編織沙（土）袋擋淤第7頁(yè)/共57頁(yè)對(duì)坡腳、坑底薄層軟土的處理～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

卸土減載，短樁超前支擋。卸載程度以滿足坑底軟土抗隆起穩(wěn)定要求為準(zhǔn)

不具備卸土減載條件時(shí)，可采用復(fù)合噴錨支護(hù)，前緣設(shè)置水泥土樁排，錨桿與豎向支護(hù)體聯(lián)結(jié)。利用支護(hù)體系的遮攔、側(cè)封作用保持軟土層的穩(wěn)定第8頁(yè)/共57頁(yè)重力式擋墻支護(hù)～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

當(dāng)軟土層較厚，上述措施難以奏效時(shí)，可考慮水泥土重力式擋墻支護(hù)要點(diǎn)：

1、擋墻應(yīng)穿過(guò)軟土，置于較好土層中

2、擋墻高寬比應(yīng)符合要求，必要時(shí)可向被動(dòng)區(qū)延伸，形成變截面擋墻

3、宜采用實(shí)腹式，如用格構(gòu)式，應(yīng)保證必要的置換率，如≮70%。應(yīng)有保證其整體性的構(gòu)造措施，包括、設(shè)置鋼筋混凝土蓋板、插筋連結(jié)等第9頁(yè)/共57頁(yè)邊坡穩(wěn)定分析中的計(jì)算一、圓弧滑動(dòng)面分析二、折線滑動(dòng)面分析三、坡腳土抗隆起穩(wěn)定性分析四、加固邊坡的分析擋墻抗滑移穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算水泥土增強(qiáng)加固抗滑樁第10頁(yè)/共57頁(yè)圓弧滑動(dòng)面法WiQioWiQioαiαi坡腳圓坡底圓第11頁(yè)/共57頁(yè)折線滑動(dòng)面法A：針對(duì)水平分布軟弱夾層的折線滑動(dòng)面分析B：針對(duì)不規(guī)則界面的折線滑動(dòng)面分析C：加固體外輪廓的折線滑動(dòng)面分析～～～～～～～～～～計(jì)算方法：分塊傳遞系數(shù)法，根據(jù)土層分布情況設(shè)定最不利滑動(dòng)面，并進(jìn)行分塊ABC第12頁(yè)/共57頁(yè)Hq0bOAOAOA=HPRu實(shí)際剖面概化模型P/Ru≥1.80

兩類極限承載力公式:（抗隆起問(wèn)題實(shí)際上是坑底軟土在邊坡土重量作用下的承載力問(wèn)題）

1、無(wú)重量介質(zhì),解析解:如Plantdl公式

2、考慮介質(zhì)重量,近似解,如太沙基公式,索科洛夫斯基數(shù)值解放坡條件下的抗坑底隆起驗(yàn)算湖北地方標(biāo)準(zhǔn)方法：索科洛夫斯基數(shù)值解坑底軟土第13頁(yè)/共57頁(yè)

維持原土層的c、φ值不變，將加固體作為增強(qiáng)體或抗滑體參與計(jì)算

1、增強(qiáng)體計(jì)算提供水泥土的等效c值，按滑弧通過(guò)增強(qiáng)體的截面計(jì)算抗力。

2、抗滑體計(jì)算將滑弧以下視為嵌固深度，用“m”法計(jì)算抗力。這種方法有一定理論依據(jù)，但只適用于下端嵌固條件較好，截面較大的樁。加固邊坡的穩(wěn)定性分析第14頁(yè)/共57頁(yè)抗滑樁計(jì)算模型R

假定樁在滑動(dòng)面處位移為Δ，可按“m”法求出抗力R，加入總抗滑力中。在極限條件下Δ為40mm，建議對(duì)一級(jí)基坑取10mm；二級(jí)取20mm；三級(jí)取40mmΔ第15頁(yè)/共57頁(yè)深厚軟土中的支護(hù)樁軟土特厚，支護(hù)樁“懸浮”在軟土中，易發(fā)生“踢腳”軟土很厚，支護(hù)樁雖進(jìn)入好土中，易發(fā)生前傾軟土很厚，支護(hù)樁雖進(jìn)入好土中，上端加支撐，易發(fā)生“鼓肚”第16頁(yè)/共57頁(yè)

說(shuō)明：1、加固除避開(kāi)工程樁外，盡可能形成實(shí)體2、注意加固體與支護(hù)樁墻的緊密連接3、上部空孔段宜適量噴灰（約8%），以免坑內(nèi)軟土過(guò)分?jǐn)_動(dòng)影響土方施工作業(yè)4、加固可采用深攪或高噴，事后應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量抽檢被動(dòng)區(qū)加固hahb在ha范圍內(nèi)被動(dòng)區(qū)“m”值按加固土取值，一般可取8000kN/m4ha宜為4～6mhb宜為2～3m45°+Φ/2是否加設(shè)支撐視開(kāi)挖深度而定被動(dòng)區(qū)加固是在深厚軟土地區(qū)基坑支護(hù)中的有效措施，可較好控制支護(hù)樁的位移，減短樁長(zhǎng)，并有利于保護(hù)加固范圍內(nèi)的工程樁，改善坑底施工作業(yè)條件。下面是武漢地區(qū)的具體作法。第17頁(yè)/共57頁(yè)被動(dòng)區(qū)加固與工程樁的關(guān)系√√√××如工程樁為預(yù)制樁（或者鉆孔灌注樁已經(jīng)施工）：如工程樁為鉆孔灌注樁，尚未施工，宜先施工被動(dòng)區(qū)加固，再施工灌注樁支護(hù)樁工程樁第18頁(yè)/共57頁(yè)注意軟土地區(qū)樁基礎(chǔ)房屋的保護(hù)

應(yīng)認(rèn)真吸取上海倒房事故的教訓(xùn)，特別注意深厚軟土地區(qū)小口徑管樁基礎(chǔ)樓房的穩(wěn)定。一、防止認(rèn)識(shí)誤區(qū)：樁基礎(chǔ)房屋對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生超載因此支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)不予重視。二、重點(diǎn)在于限制側(cè)壁軟土側(cè)移。在基坑與建筑物之間設(shè)置封閉隔離帶，坑底被動(dòng)區(qū)加固更為有利。三、采取措施盡可能減少建筑物前后壓力差，不得在建筑物后方堆置土方或其它重物。第19頁(yè)/共57頁(yè)軟土地區(qū)基坑邊樁基礎(chǔ)房屋的保護(hù)的實(shí)例～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～××家園人防地下室基坑，坑呈長(zhǎng)條形，兩旁均分布有采用樁基礎(chǔ)建筑物，與地下室邊軸線距離僅4m?？觾?nèi)工程樁為小口徑管樁。場(chǎng)地范圍內(nèi)軟土層厚度大，軟土層底深度達(dá)15～21m。基坑開(kāi)挖深度3.8～4.8m?？紤]到如果開(kāi)挖后支護(hù)變形大，將引起建筑物下的淤泥側(cè)向流動(dòng)，危及建筑物的安全。因此決定除側(cè)壁復(fù)合噴錨支護(hù)外坑底全面加固。為盡可能減少加固工作量，中間留有橢圓形洞。因此稱加固體為“多孔板”。實(shí)施效果良好，坑邊建筑物及坑內(nèi)工程樁均安全無(wú)恙。部分坡段未作坑底加固，發(fā)生了邊坡破壞。平面示意圖剖面示意圖～～～～～～～～～～～～～～～開(kāi)挖深度3.8-4.8m15～21m（2004年）～～～第20頁(yè)/共57頁(yè)軟土地區(qū)支護(hù)設(shè)施施工對(duì)鄰近建筑物的影響

一、地連墻施工槽段寬達(dá)6m，形成的臨空面大，應(yīng)力解除面大，對(duì)軟土地基和深厚軟土層中的樁基可能產(chǎn)生不良影響。對(duì)重要建筑物當(dāng)?shù)剡B墻施工距離很近時(shí)，應(yīng)考慮先用高噴加固槽壁。高噴加固還有利于順利成槽，保證混凝土澆灌質(zhì)量，避免發(fā)生挖斗被陷的事故。二、高噴施工高噴多用于支護(hù)、隔滲、托換，連續(xù)高強(qiáng)度的噴射對(duì)軟土地基可能產(chǎn)生擾動(dòng)，宜采用間隔分序的方法施工。三、長(zhǎng)螺旋后注漿樁施工施工方法是先將長(zhǎng)螺旋下旋到位，然后提升，邊提升，邊注入水泥土漿。若施工控制不當(dāng)，提升過(guò)快，則提升將產(chǎn)生抽吸作用，引起側(cè)壁淤泥塑流，使周邊建筑物受到影響。應(yīng)嚴(yán)格控制施工，先注漿后提升，避免孔底出現(xiàn)真空狀態(tài)。四、預(yù)制樁施工靜壓或錘擊沉管樁為擠土型樁，在粘性軟土層中將產(chǎn)生高超孔隙水壓力，導(dǎo)致軟土強(qiáng)度衰減，地面先隆起后下沉，對(duì)建筑物產(chǎn)生不良影響。應(yīng)注意控制施工順序、速度，或事先設(shè)置排水砂井，避免產(chǎn)生超孔隙水壓力，或使超孔隙水壓力能盡快消散。五、靜壓注漿粘性軟土不具備可灌性。高壓注漿只會(huì)產(chǎn)生劈裂，劈裂之前，會(huì)引起高孔隙水壓力，導(dǎo)致軟土強(qiáng)度下降。一般不主張?jiān)谟倌?、淤泥質(zhì)土層中靜壓注漿。第21頁(yè)/共57頁(yè)軟土地區(qū)超深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)實(shí)例填土淤泥淤泥淤泥質(zhì)粘土粉質(zhì)粘土夾粉土粉砂粉細(xì)砂1.7m0.5m4.5m11.2m3.8m1.2m≈19m漢口某基坑工程：一、設(shè)4層地下室，開(kāi)挖深度一般17～19m，局部接近20m。二、處于深厚軟土地帶，整個(gè)側(cè)壁基本都是淤泥或淤泥質(zhì)土。三、坑底已經(jīng)揭露承壓水含水層。四、周邊環(huán)境復(fù)雜，必須確保環(huán)境安全。第22頁(yè)/共57頁(yè)基坑平面一期工程二期工程第23頁(yè)/共57頁(yè)設(shè)計(jì)難點(diǎn)

設(shè)計(jì)難點(diǎn)：

一、豎向支護(hù)選擇：連續(xù)墻價(jià)格高，排樁剛度不足，變形難以控制。二、為控制變形，必須設(shè)置內(nèi)支撐。若設(shè)置三道內(nèi)支撐，施工較為方便，但難以控制變形；若設(shè)置四道內(nèi)支撐，對(duì)變形控制較有利，但增加施工難度。三、坑內(nèi)軟土厚度大，不利于土方開(kāi)挖作業(yè)，開(kāi)挖過(guò)程中容易對(duì)支護(hù)設(shè)施、降水管井造成損害。四、地下水控制可供選擇的方案有：五面隔滲、封降結(jié)合，或者僅側(cè)壁落底帷幕隔滲，輔以坑內(nèi)降水。兩種方法不僅需要很高的資金投入，施工難度也很大。五、軟土層深厚，降水容易引起周邊地面沉降。如何盡可能減輕降水對(duì)環(huán)境的影響。第24頁(yè)/共57頁(yè)設(shè)計(jì)概況一、采用Φ1500mm鉆孔灌注樁＠1700mm支護(hù)，樁長(zhǎng)約

29m。部分段加被動(dòng)區(qū)加固。二、設(shè)置4道內(nèi)支撐，計(jì)算變形34～39mm。三、坑底設(shè)置中深井降水。預(yù)計(jì)降幅17～20m，預(yù)測(cè)周邊沉降100～120mm。四、為盡可能減輕降水對(duì)環(huán)境的影響,設(shè)置側(cè)壁樁間高噴帷幕，深度延伸至支護(hù)樁底。高噴樁徑600mm，基底以下3m范圍內(nèi)加大至800mm。第25頁(yè)/共57頁(yè)內(nèi)支撐平面布置一期二期110m70m

一、二期地下室是連通的，因征地原因分先后進(jìn)行。后情況改變，改為同時(shí)施工。但分界線上的支護(hù)樁已經(jīng)提前施工，形成障礙。設(shè)計(jì)單位決定保留這些支護(hù)樁，因此左右兩部分內(nèi)支撐仍分別布置。第26頁(yè)/共57頁(yè)論證意見(jiàn)及落實(shí)情況主要論證意見(jiàn)反饋意見(jiàn)采用大直徑樁是必要的，但位移控制仍不理想。采用地連墻較合理，但價(jià)格較高，建議考慮是否改為方樁或咬合樁仍維持原設(shè)計(jì)樁型為加強(qiáng)內(nèi)支撐剛度，建議采用邊桁架加對(duì)頂桁架及角撐增加邊桁架設(shè)置運(yùn)土棧橋，棧橋與內(nèi)支撐相關(guān)部位會(huì)同主體施工單位研究確定同意為防止混凝土支撐澆筑時(shí)下?lián)献冃?，建議采用高噴形成與內(nèi)支撐平面布置基本一致的分層土體加固，以利支撐施工和支護(hù)結(jié)構(gòu)位移的控制費(fèi)用過(guò)高，難以接受，擬在支撐施工前對(duì)模板下軟土適當(dāng)加固為控制降水引起的地面沉降，建議考慮滿堂封底，盡可能減少抽水量費(fèi)用過(guò)高，難以接受，擬用樁間高噴形成落底帷幕，支護(hù)樁同樣加深落底若前后兩期同時(shí)施工，內(nèi)支撐布置必須完全改變。按目前方案，分界線上的支護(hù)樁不能破除，對(duì)此條件施工組織設(shè)計(jì)能否保證難以認(rèn)定。決定不破除分界線上的支護(hù)樁，兩邊內(nèi)支撐布置基本不變，待兩邊地下室完成后再由上至下破除分界線上的支護(hù)樁第27頁(yè)/共57頁(yè)開(kāi)挖深度以上坑內(nèi)軟土加固的設(shè)想軟弱土層1、計(jì)算表明，即使坑底滿堂加固，因開(kāi)挖深度太大，變形仍難以控制。2、坑底以上軟土分層加固，猶如超前設(shè)置多道暗撐，設(shè)置支撐后再挖除。這樣支護(hù)樁始終處于被控狀態(tài)。3、此方法效果無(wú)疑是理想的，但費(fèi)用高昂，難以實(shí)施。承壓水含水層第28頁(yè)/共57頁(yè)

老粘性土地區(qū)的基坑支護(hù)老粘性土的特性基坑工程中與老粘性土有關(guān)的事故處理對(duì)策成功案例第29頁(yè)/共57頁(yè)老粘性土的特性老粘性土指上更新世及更早期沉積的粘性土層，分布于高階地老粘性土具有超固結(jié)特征，曾經(jīng)用旁壓試驗(yàn)測(cè)得其超固結(jié)比可達(dá)2～4老粘性土具有膨脹性，但武漢地區(qū)測(cè)得的一般是弱膨脹性，很少中等膨脹性老粘性土具有高承載力高強(qiáng)度，fak=400～500kPa；c=60～100kPa；φ=15～20°開(kāi)挖暴露后容易因應(yīng)力釋放、干縮等原因開(kāi)裂；繼而水分沿裂縫進(jìn)入，在水的浸潤(rùn)下強(qiáng)度急劇衰減，導(dǎo)致邊坡破壞。根據(jù)破壞邊坡反演，其殘余強(qiáng)度僅15～20kPa老粘性土邊坡的破壞通常是漸進(jìn)式的，即靠近坡肩的1～2m土體最先崩落，如不加控制，破壞范圍逐步向坡體內(nèi)延伸，最后才達(dá)到接近朗肯破裂面。但是如果土體長(zhǎng)時(shí)間大范圍軟化，突然開(kāi)挖形成臨空面后，也可能發(fā)生較大規(guī)模的滑坡由于強(qiáng)度高，往往給人以錯(cuò)覺(jué)，認(rèn)為邊坡很穩(wěn)定，在支護(hù)方面掉以輕心，結(jié)果是事故終于發(fā)生。在武漢，老粘性土地區(qū)的基坑邊坡破壞事故絕對(duì)不少于軟土地區(qū)，甚至更多第30頁(yè)/共57頁(yè)武漢地區(qū)老粘性土分布區(qū)的部分基坑工程事故項(xiàng)目事故概況原因簡(jiǎn)析××大廈

199319根大口徑懸臂支護(hù)樁斷裂，30余米長(zhǎng)度的邊坡失穩(wěn)，導(dǎo)致鄰近建筑物嚴(yán)重受損，居民撤出，損失及加固用達(dá)數(shù)百萬(wàn)元基坑一邊靠近鄰近住宅樓的化糞池，下水系統(tǒng)滲漏使堅(jiān)硬的老粘性土長(zhǎng)期受水浸潤(rùn)，強(qiáng)度急劇衰減，設(shè)計(jì)對(duì)此難以預(yù)計(jì)

××大廈

1994邊坡最大高度約13m，上部為老粘性土，下部為泥質(zhì)頁(yè)巖，支護(hù)采用短土釘。開(kāi)挖超過(guò)5～6m以后，多次發(fā)生邊坡小規(guī)模破壞，最后大規(guī)模破壞不下2～3次，導(dǎo)致地下管線破壞，個(gè)別小的臨建跨塌對(duì)老粘性土特點(diǎn)缺乏認(rèn)識(shí)，支護(hù)過(guò)于簡(jiǎn)陋，無(wú)法控制邊坡?tīng)顟B(tài)的逐步惡化。最大的一次破壞發(fā)生在暴雨期間，因靠近基坑邊的電纜溝大量積水沿側(cè)壁涌出，使一段邊坡破壞××大廈

2000？開(kāi)挖深度約10余m，采用噴錨支護(hù)。邊坡整體破壞，坑邊建筑物受損，裂縫距離坑邊達(dá)10余m基坑附近有一小餐館，下水滲漏，土質(zhì)軟化，支護(hù)力度不夠××大廈

2004開(kāi)挖深度約10余m，上部6m噴錨支護(hù)，下部4m樁錨支護(hù)。上部邊坡發(fā)生破壞，使下部支護(hù)樁發(fā)生大量位移，臨近坡頂?shù)拿穹酷пЭ晌Ｉ喜繃婂^支護(hù)未能發(fā)揮預(yù)期作用開(kāi)挖基坑后才施工坑底挖孔樁，臨邊挖孔樁長(zhǎng)期空孔未澆灌混凝土，使支護(hù)樁被動(dòng)區(qū)嚴(yán)重削弱第31頁(yè)/共57頁(yè)由事故得到的教訓(xùn)與經(jīng)驗(yàn)支護(hù)類型設(shè)計(jì)要點(diǎn)設(shè)計(jì)參數(shù)放坡單坡高度不應(yīng)超過(guò)6m放坡坡率一般可取1：0.75，坡高不大時(shí)可取1：0.5開(kāi)挖深度大于6m時(shí)應(yīng)分階放坡，留足夠?qū)挼男锻疗脚_(tái)，上階坡腳點(diǎn)與下階坡腳點(diǎn)連線與水平線的夾角不大于45°做好防水、排水設(shè)施。坡頂硬化寬度不宜小于2～3m，并形成反坡，排水溝設(shè)在硬化區(qū)外邊。對(duì)基坑邊的上下水管線進(jìn)行調(diào)查，若有滲漏情況及早處理及時(shí)進(jìn)行坡面保護(hù)，防止長(zhǎng)時(shí)間裸露對(duì)老粘性土土的強(qiáng)度參數(shù)應(yīng)予以折減，c值不應(yīng)超過(guò)40～50kPa，φ值可取15°左右不應(yīng)過(guò)分信賴計(jì)算結(jié)果，而應(yīng)全面滿足有關(guān)構(gòu)造要求噴錨支護(hù)噴錨支護(hù)高度不大于6m錨桿長(zhǎng)度不小于坡高的1.5倍為加強(qiáng)錨桿與面板的連結(jié)，宜設(shè)置型鋼圍檁，三層及三層以內(nèi)設(shè)一道，三層以上隔層設(shè)置如開(kāi)挖超過(guò)6m仍擬采用噴錨支護(hù)，應(yīng)采取加強(qiáng)措施（見(jiàn)下例）防、排水要求同上懸臂排樁樁錨支護(hù)開(kāi)挖深度超過(guò)6m且不具備放坡空間時(shí)，應(yīng)采用排樁支護(hù)或樁錨支護(hù)支護(hù)樁的剛度應(yīng)足夠，特別是懸臂樁宜采用大直徑樁支護(hù)樁的嵌固深度應(yīng)在計(jì)算的基礎(chǔ)上適當(dāng)加大樁間土宜采用掛網(wǎng)噴砼封閉防、排水要求同上第32頁(yè)/共57頁(yè)某廣場(chǎng)基坑加強(qiáng)噴錨支護(hù)設(shè)計(jì)示意

（2006—2007）普通錨桿加長(zhǎng)錨索豎向微型樁工程概況：一、開(kāi)挖深度10m左右，側(cè)壁至坑底主要為老粘性土二、支護(hù)設(shè)計(jì)特點(diǎn)

1、用普通錨桿形成加筋土擋墻

2、用加強(qiáng)錨索對(duì)加筋擋墻再次實(shí)行錨固

3、豎向微型樁能起到加強(qiáng)面板剛度、有效分配加長(zhǎng)錨索錨固力的作用，同時(shí)也起到超前支護(hù)作用三、實(shí)施效果因工程停工一段時(shí)間，基坑開(kāi)挖到位后空置近一年之久，仍然安全。2004年一場(chǎng)暴雨，同時(shí)不下6個(gè)類似地質(zhì)情況的基坑發(fā)生事故，而本基坑依然安全無(wú)恙第33頁(yè)/共57頁(yè)某職工醫(yī)院醫(yī)療綜合樓基坑支護(hù)設(shè)計(jì)示意

(2007年)緊鄰坑邊的需要保護(hù)的4層樓房老粘性土≈10m微型樁第34頁(yè)/共57頁(yè)

地下水控制一、與基坑開(kāi)挖有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題二、與地下水有關(guān)的基坑工程事故三、教訓(xùn)與經(jīng)驗(yàn)四、過(guò)渡層的隔滲五、降水引起地面沉降的計(jì)算第35頁(yè)/共57頁(yè)武漢地區(qū)與基坑開(kāi)挖有關(guān)的水文地質(zhì)問(wèn)題地下水類型含水層引起的問(wèn)題上層滯水地表填土，多分布于老城區(qū)，受地面雨水及城市生活下水補(bǔ)給

開(kāi)挖后排入基坑，可通過(guò)明排處理，對(duì)基坑影響不大，但有時(shí)因上層滯水排出引起地面下沉，使坑邊簡(jiǎn)易民房開(kāi)裂，地坪變形層間水（潛水或微承壓水）一級(jí)階地前緣淺部粉土，受地面雨水或上覆填土層補(bǔ)給，水位季節(jié)變化大

常分布于基坑側(cè)壁，滲透系數(shù)低，難以用管井抽排，開(kāi)挖后容易發(fā)生水土流失，導(dǎo)致邊坡破壞。因此通常需要設(shè)置側(cè)壁隔滲帷幕，但若帷幕封閉不嚴(yán)，少數(shù)漏點(diǎn)就可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響（地面大量下沉，建筑物受損）孔隙承壓水一級(jí)階地下部，頂板為上部粘性土，埋深10m左右；底板為基巖。其上部為粉土、粉砂與粘性土的交互層，通常稱為過(guò)渡層，往下逐步變?yōu)榉凵啊⒎奂?xì)砂砂、中砂、卵石?？偤穸?4～45m，一般30m左右。滲透系數(shù)及富水性逐步增大，由10-5cm/sec增大至10-1cm/sec。與江水有密切水力聯(lián)系

對(duì)10m深左右的基坑一般交互層出現(xiàn)在側(cè)壁及坑底。易形成管涌、淅水流土，引發(fā)事故。其滲透系數(shù)不高、且豎向滲透系數(shù)明顯小于水平向滲透系數(shù)，因此難以通過(guò)管井抽排，即使在下部砂層中抽水，交互層水頭下降也會(huì)滯后。在下部砂層中的承壓水可能引起坑底突涌。管井抽水技術(shù)比較成熟，目前多用中深井（35m左右）降水。但降水可能引起周邊地面不同程度的下沉，引起一定的環(huán)境問(wèn)題?？紫冻袎核唠A地上更新統(tǒng)老粘性土下的含泥粉細(xì)砂、中粗砂及礫石層，厚度不均，一般6～30m。含水性與透水性均較差對(duì)開(kāi)挖深度大的基坑（如地鐵車站基坑）影響較大。因含水層極不均勻，滲透系數(shù)低，難以用管井降水。開(kāi)挖后可能產(chǎn)生流砂第36頁(yè)/共57頁(yè)與地下水有關(guān)的基坑工程事故項(xiàng)目事故概況原因簡(jiǎn)析

××大廈

1993側(cè)壁大量流土，影響坑外地面變形范圍達(dá)25米，新建立交橋下沉傾斜，損失達(dá)百萬(wàn)元以上對(duì)武漢地區(qū)淺層粉土的滲透穩(wěn)定性問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足，側(cè)壁止水帷幕設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足，大、中、小樁組合式的止水帷幕失效××大廈

1994坑壁漏水冒砂，地面下沉，導(dǎo)致臨近邊坡的煤氣干管斷裂，使數(shù)以萬(wàn)計(jì)的用戶停氣達(dá)8天坑壁淅土，坑外地面下沉，進(jìn)一步發(fā)展直至煤氣管破壞××廣場(chǎng)

1994周邊地面嚴(yán)重變形，導(dǎo)致中原電影院下沉開(kāi)裂，三棟住宅樓傾斜開(kāi)裂，僅中原電影院一項(xiàng)賠償達(dá)150萬(wàn)元，總損失達(dá)數(shù)百萬(wàn)元部分坡段改變了先旋噴后施工錨桿的原設(shè)計(jì)，取消旋噴，直接施工錨桿，粉土沿錨桿孔上涌，引起流土

××大廈

1995坑外地面下陷，使鄰近二層樓房（舊式洋房，曾為市領(lǐng)導(dǎo)住宅）破壞

側(cè)壁粉噴帷幕封閉不嚴(yán)，管道泄漏，上層滯水泄向基坑，引起側(cè)壁流土第37頁(yè)/共57頁(yè)項(xiàng)目事故概況原因簡(jiǎn)析

××廣場(chǎng)

1995坑底承壓水上涌，側(cè)壁滲漏流土，坑外地面塌陷，致使通訊電纜斷裂，賠償費(fèi)用數(shù)十萬(wàn)元

采用五面隔滲體處理地下水，帷幕及封底施工未能達(dá)到預(yù)期效果××大廈

1996

坑外變形嚴(yán)重，危及鄰近建筑物及市政設(shè)施安全

降水井施工不好，側(cè)封不嚴(yán)，坑內(nèi)承壓水上涌，水土流淅

××樂(lè)園1997坑外變形嚴(yán)重，鄰近賓館開(kāi)裂，危及安全，緊急搶險(xiǎn)費(fèi)用達(dá)130萬(wàn)元側(cè)壁旋噴止水帷幕封閉不嚴(yán)，薄層粉土流淅，加劇邊坡變形××地鐵車站2008坑底Q3含水層突涌，導(dǎo)致施工受阻，工期延長(zhǎng)，環(huán)境受到一定影響部分地段地連墻未到底，留下滲水通道與地下水有關(guān)的基坑工程事故（續(xù)）第38頁(yè)/共57頁(yè)由事故得到的教訓(xùn)與經(jīng)驗(yàn)

一、武漢地區(qū)水文地質(zhì)條件復(fù)雜，因地下水引發(fā)的基坑工程事故很多。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)必須重視地下水控制。將支護(hù)與地下水控制分割的做法是很不妥當(dāng)?shù)?。二、?duì)淺部粉土層和下部過(guò)渡層應(yīng)以隔滲為主

1、隔滲帷幕宜封閉全部交互層。

2、隔滲帷幕可采用高噴、深層攪拌施工。高噴價(jià)格高，效果多不理想。深層攪拌（粉噴、漿噴）施工帷幕不應(yīng)少于兩排，搭接不少于15cm。推薦采用多頭深層攪拌。

3、有條件時(shí)宜采用SMW工法水泥土連續(xù)墻或鋼筋混凝土地連墻，支護(hù)兼隔滲。三、對(duì)深部承壓水含水層采用管井降水技術(shù)成熟，但為了盡可能減輕對(duì)環(huán)境的影響，仍應(yīng)對(duì)降水進(jìn)行控制。

1、降水管井宜采用中深井，不宜采用完整井。

2、能進(jìn)行減壓降水的不進(jìn)行疏干降水。

3、嚴(yán)格控制出水含砂量不大于1/100000。

4、坑底為交互層時(shí)，井管結(jié)構(gòu)應(yīng)有利于疏導(dǎo)交互層的水向下進(jìn)入濾管。

5、配合施工進(jìn)度，對(duì)降水進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，目標(biāo)是盡可能減少抽水量，縮短抽水延續(xù)時(shí)間。

6、回灌措施收效甚微，一般不必考慮。第39頁(yè)/共57頁(yè)過(guò)渡層的隔滲粘性土交互層砂層隔滲帷幕

即使在管井降水條件下，過(guò)渡層水頭下降也有滯后現(xiàn)象，仍有可能發(fā)生側(cè)壁管涌或坑底突涌。要疏干過(guò)渡層中的水相當(dāng)困難。設(shè)置可靠的側(cè)壁帷幕是目前推薦的辦法。帷幕底原則上應(yīng)穿過(guò)交互層。經(jīng)驗(yàn)表明，高噴帷幕多不可靠，提倡采用多頭深攪，或SMW工法。有條件時(shí)采用地連墻。如采用普通深攪(粉噴或漿噴)施工帷幕，不應(yīng)少于兩排，對(duì)直徑500mm的水泥土樁，縱向搭接150mm，排間搭接100mm。降水管井第40頁(yè)/共57頁(yè)Ms=M1×M2（介于0.15至0.81之間）

M1——與土類有關(guān)的系數(shù)對(duì)于一般粘性土M1=0.3～0.5

對(duì)于粉質(zhì)粘土、粉土、粉砂互層M1=0.5～0.7

對(duì)于淤泥、淤泥質(zhì)土M1=0.7～0.9

M2——與降水維持時(shí)間有關(guān)的系數(shù)維持時(shí)間在三個(gè)月以內(nèi)時(shí)M2=0.5～0.7；超過(guò)三個(gè)月M2=0.7～0.9降水引起地面沉降的計(jì)算第41頁(yè)/共57頁(yè)降水引起地面沉降的計(jì)算的基本原理靜止水位動(dòng)水位含水層含水層底板1、計(jì)算范圍包括整個(gè)含水層2、采用分層綜合法，最終沉降值等于有效應(yīng)力增量除以壓縮模量乘以厚度，分層計(jì)算求和3、壓縮模量取值應(yīng)考慮計(jì)算分層深度的初始應(yīng)力，即按壓縮曲線對(duì)應(yīng)壓力階段的斜率進(jìn)行計(jì)算4、某一時(shí)刻的沉降取決于固結(jié)排水過(guò)程5、歷史降水引起的沉降量可以扣除水頭下降引起的有效應(yīng)力增量第42頁(yè)/共57頁(yè)若干疑難問(wèn)題的討論一、在邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算中如何考慮水泥土加固體的貢獻(xiàn)二、被動(dòng)區(qū)留土對(duì)控制支護(hù)樁墻變形的作用如何估計(jì)三、雙排樁支護(hù)如何設(shè)計(jì)四、分階支護(hù)距離較近時(shí)如何考慮上下階的相互影響五、”初始變形”六、突涌驗(yàn)算中如何考慮過(guò)渡性含水層第43頁(yè)/共57頁(yè)在邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算中如何考慮水泥土加固體的貢獻(xiàn)

一、考慮加固作用，調(diào)整原土層的c、φ值。由于加固是不均勻的，調(diào)整原土層的c、φ值似不合理。二、維持原土層的c、φ值不變，將加固體作為增強(qiáng)體參與計(jì)算。為此需要提供水泥土的等效c值，按滑弧通過(guò)增強(qiáng)體的截面計(jì)算抗力。三、以上計(jì)算方法沒(méi)有考慮水泥土樁隨土體位移的情況；沒(méi)有考慮水泥土受彎（受拉）破壞的情況。所以是非常粗略的近似方法。

四、以上方法，前者對(duì)于非均勻加固的情況而言似乎不合理，后者則假定前提過(guò)于簡(jiǎn)單，也很不理想。對(duì)于重要的基坑工程應(yīng)慎用。當(dāng)自然邊坡安全穩(wěn)定系數(shù)很低，指望加固體起到保持穩(wěn)定的主要作用時(shí)不應(yīng)使用。第44頁(yè)/共57頁(yè)用途粉砂、中粗砂、松散礫砂和填土可～流淤泥、粘性土和粉土止水12%～15%12%～13%擋土12%～14%15%～18%水泥摻入比（與加固土的重量比）28天單軸無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度由試驗(yàn)確定，無(wú)試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)參照下列經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取值水泥摻量為15%時(shí)的fcuk：

砂土：1.1～2.0MPa粉土：0.6～1.1MPa粘性土：0.5～1.0MPa

淤泥質(zhì)土：0.4～0.7MPa淤泥：0.3～0.5MPa

（引自：《加筋水泥土樁錨支護(hù)技術(shù)規(guī)程》CECS147：2004）水泥土加固體的強(qiáng)度

按fcuk確定強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（以qj作為等效c值）：第45頁(yè)/共57頁(yè)被動(dòng)區(qū)留土對(duì)控制支護(hù)樁墻變形的作用如何估計(jì)

目前基坑的開(kāi)挖方式與地下結(jié)構(gòu)施工順序有下列幾種：一、全面開(kāi)挖順作二、盆形開(kāi)挖，周邊留土全部順作中間順作，周邊逆作三、逆作

其中盆形開(kāi)挖是先施工基坑中間部位的主體結(jié)構(gòu)，待中間主體結(jié)構(gòu)施工至一定高度后再施工周邊附屬結(jié)構(gòu)。這種施工方法可避免坑內(nèi)設(shè)置密集的內(nèi)支撐，給施工帶來(lái)很大的方便，因此頗受歡迎。這種施工方法形成的一個(gè)工況是周邊留土，在這種工況下，支護(hù)樁墻得不到支撐，只能依靠被動(dòng)區(qū)留土來(lái)控制變形。給設(shè)計(jì)計(jì)算帶來(lái)的問(wèn)題是如何對(duì)這一工況進(jìn)行計(jì)算。第46頁(yè)/共57頁(yè)盆形開(kāi)挖（中心島法）施工示意

在基坑面積大，不便于設(shè)置內(nèi)支撐的情況下，可采用中心島法施工，可順作、逆作，或部分逆作。支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)適應(yīng)各種不同開(kāi)挖方式。中間開(kāi)挖到位，周邊留土施工中間主體結(jié)構(gòu)利用主體結(jié)構(gòu)設(shè)置水平撐或斜支撐第47頁(yè)/共57頁(yè)天津方法計(jì)算水平向基床系數(shù)K：K=αβmzα——反壓土形狀系數(shù)，與反壓土形狀有關(guān)，

α=SΔFKH/SΔAGHβ——松弛修正系數(shù)，可取0.5～

1.0，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定

天津方法對(duì)我們是有啟發(fā)的。但初步試算結(jié)果似乎對(duì)留土高度很敏感，而對(duì)留土寬度不敏感，因此認(rèn)為還需要進(jìn)一步改進(jìn)。被動(dòng)區(qū)留土對(duì)支護(hù)樁（墻）變形控制作用的近似計(jì)算AMGLCFHEDENK反壓土彈簧45°+Φ/2第48頁(yè)/共57頁(yè)雙排樁支護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算1、將雙排樁及樁間土視為一體，假定主動(dòng)土壓力作用于后樁。將樁間土視為彈簧，土壓力通過(guò)這些彈簧傳遞到前樁。前樁嵌固段的被動(dòng)抗力按“m”法計(jì)算。

2、樁間土傳遞壓力的多少?zèng)Q定于前、后樁的位移差和樁間土的彈模。樁間土對(duì)后樁產(chǎn)生抗力，對(duì)前樁則為作用力，兩者大小相同，方向相反。

3、樁間土除壓縮變形外，還將發(fā)生剪切變形，由此也會(huì)產(chǎn)生抗力。前樁被動(dòng)區(qū)抗力主動(dòng)土壓力樁間土作用力主動(dòng)土壓力雙排樁計(jì)算模型4、按照這一方法計(jì)算，可避免前后樁土壓力的分配，可以考慮樁間土的作用?？赏ㄟ^(guò)桿件有限元或桿件與樁間實(shí)體單元的混合有限元求解。第49頁(yè)/共57頁(yè)雙排樁支護(hù)應(yīng)用情況

1、對(duì)開(kāi)挖深度10m左右的基坑已經(jīng)有多項(xiàng)成功案例。

2、多采用Φ800～900的鉆孔灌注樁，一對(duì)一或二對(duì)一，前后排距離3～4d。樁間土全程加固或大部分加固。樁間軟土必須加固。

3、按目前的經(jīng)驗(yàn)，在開(kāi)挖深度10m左右、一級(jí)階地一般土質(zhì)條件下雙排樁的支護(hù)效果比較理想，正常情況下，樁頂位移不超過(guò)20mm。有的達(dá)30mm左右。

4、當(dāng)被動(dòng)區(qū)為軟土?xí)r，雙排樁也難以控制變形。需要結(jié)合被動(dòng)區(qū)加固使用。

5、所需費(fèi)用約高于單排樁加內(nèi)支撐30～40%，但給施工帶來(lái)很大方便，從縮短工期方面可得到一定的補(bǔ)償。第50頁(yè)/共57頁(yè)分階支護(hù)距離較近時(shí)如何考慮上下階的相互影響9m16m0～14mAAAA

某地鐵車站主體開(kāi)挖深度25m，旁邊物業(yè)區(qū)深度16m，之間高差9m。設(shè)計(jì)分階支護(hù)，上階落底地連墻（約65m）下階排樁支護(hù)。上、下之間距離0～14m。設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)上階地連墻按開(kāi)挖深度16m計(jì)算，專家論證意見(jiàn)認(rèn)為這樣計(jì)算偏于不安全。這一問(wèn)題就是上、下階支護(hù)的相互影響問(wèn)題。在上下距離較近的情況下，上階的被動(dòng)區(qū)是下階段的主動(dòng)區(qū)。此時(shí)上階的被動(dòng)抗力和下階的主動(dòng)土壓力都不能按照常規(guī)方法計(jì)算。地連墻排樁剖面平面第51頁(yè)/共57頁(yè)上下分階支護(hù)的相互影響

上下距離過(guò)近，上階被動(dòng)抗力將傳遞至下階，完全改變下階的主動(dòng)土壓力，對(duì)上階而言