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深基坑工程概述第一部分:
深基坑工程概述及典型工程事故分析及典型工程事故分析第一部分基本内容第一部分基本内容v1、深基坑工程概念特点、深基坑工程概念特点v2、深基坑工程安全质量问题、深基坑工程安全质量问题v3、国内外深基坑工程的发展、国内外深基坑工程的发展v4、典型深基坑工程事故剖析、典型深基坑工程事故剖析1、深基坑工程概念特点深基坑工程概念特点1.1、深基坑工程概念、深基坑工程概念住住房房和和城城乡乡建建设设部部危危险险性性较较大大的的分分部部分分项项工工程程安安全全管管理理办办法法的的通通知知规规定定:
深深基基坑坑工工程程指指开开挖挖深深度度超超过过5米米(含含5米米)或或地地下下室室三三层层以以上上(含含三三层层),或或深深度度虽虽未未超超过过5米米,但但地地质质条条件件和和周周围围环环境境及及地地下下管管线线特特别别复复杂杂的的基基坑坑土土方方开开挖挖、支护、降水工程。
支护、降水工程。
1.2、深基坑工程特点深基坑工程特点当当前前我我国国各各大大城城市市深深基基坑坑工工程程主要突出了以下四个特点:
主要突出了以下四个特点:
深基坑离周边建筑距离越来越近深基坑离周边建筑距离越来越近由由于于城城市市的的改改造造与与开开发发,基基坑坑四四周周往往往往紧紧贴贴各各种种重重要要的的建建筑筑物物,如如轨轨道道交交通通设设施施、地地下下管管线线、隧隧道道、天天然然地地基基民民宅宅、大大型型建建筑筑物物等等,设设计计或或施施工工不不当当,均均会会对对周周边边建建筑筑造造成不利影响。
成不利影响。
深基坑工程越来越深深基坑工程越来越深随随着着地地下下空空间间的的开开发发利利用用,基基坑坑越越来来越越深深,对对设设计计理理论论与与施施工工技技术术都都提提出出的的更更难难的的要要求求。
如如无无锡锡恒恒隆隆广广场场基基坑坑深深近近27m27m,上上海海中中心心深深基基坑坑达达30m30m,均均已已挖挖入入了了承承压压水水层层。
右右图图为为宁宁波波嘉嘉和和中中心心二二期期项项目目基基坑坑,平平均均开开挖挖深深度度为为18.3m18.3m,最最大大挖挖深深为为25.9m25.9m,整整体体为为三三层层地地下下室室布布局局,局部有夹层。
局部有夹层。
基坑的规模与尺寸越来越大基坑的规模与尺寸越来越大上上海海招招商商银银行行信信用用卡卡中中心心工工程程基基坑坑面面积积达达81000m81000m22,无无锡锡恒恒隆隆广广场场基基坑坑面面积积35000m35000m22。
这这类类基基坑坑在在支支护护结结构构的的设设计计、施施工工中中,特特别别是是支支撑撑系系统统的的布布置置、围围护护墙墙的的位位移移及及坑坑底底隆隆起起的的控控制制均均有有相当的难度。
相当的难度。
右右图图为为天天津津西西站站二二期期项项目目基基坑坑,总总面面积积为为39000平平方方米米,基基坑坑周周长达长达855米。
米。
施工场地越来越紧凑施工场地越来越紧凑市区大规模的改造与开发,其中不少以土地出让形式吸引外市区大规模的改造与开发,其中不少以土地出让形式吸引外资、内资开发,为充分利用土地资源,常要求建筑物地下室做足资、内资开发,为充分利用土地资源,常要求建筑物地下室做足红线。
场地可用空间狭小大大的增加了施工难度,这必须通过有红线。
场地可用空间狭小大大的增加了施工难度,这必须通过有效的资源整合才能顺利实现。
效的资源整合才能顺利实现。
左左图图为为宁宁波波春春江江花花城城二二期期项项目目基基坑坑全全景景,地地下下室室距距离离外外墙墙用用地红线仅地红线仅3.53.5米。
2、深基坑工程安全质量问题、深基坑工程安全质量问题深基坑工程安全质量问题类型深基坑工程安全质量问题类型很多,成因也较为复杂。
在水土压很多,成因也较为复杂。
在水土压力作用下,支护结构可能发生破坏,力作用下,支护结构可能发生破坏,支护结构型式不同,破坏形式也有支护结构型式不同,破坏形式也有差异。
渗流可能引起流土、流砂、差异。
渗流可能引起流土、流砂、突涌,造成破坏。
围护结构变形过突涌,造成破坏。
围护结构变形过大及地下水流失,引起周围建筑物大及地下水流失,引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。
及地下管线破坏也属基坑工程事故。
粗略地划分,深基坑工程事故形式粗略地划分,深基坑工程事故形式可分为以下三类:
可分为以下三类:
v2.1、基坑周边环境破坏、基坑周边环境破坏在在深深基基坑坑工工程程施施工工过过程程中中,会会对对周周围围土土体体有有不不同同程程度度的的扰扰动动,一一个个重重要要影影响响表表现现为为引引起起周周围围地地表表不不均均匀匀下下沉沉,从从而而影影响响周周围围建建筑、构筑物及地下管线的正常使用,严重的造成工程事故。
筑、构筑物及地下管线的正常使用,严重的造成工程事故。
引起周围地表沉降的因素大体有:
u基坑墙体变位;
基坑墙体变位;
u基坑回弹、隆起;
基坑回弹、隆起;
u井点降水引起的地层固结;
井点降水引起的地层固结;
u抽水造成砂土损失、管涌流砂等。
抽水造成砂土损失、管涌流砂等。
因因此此如如何何预预测测和和减减小小施施工工引引起起的的地地面面沉沉降降已已成成为为深深基基坑坑工工程界亟需解决的难点问题。
程界亟需解决的难点问题。
左左图图为为2010年年1月月,深深基基坑坑施施工工导导致致的的南南宁宁市市中中兴兴街街路路面面开开裂事故。
裂事故。
右右图图为为2010年年4月月,深深基基坑坑施施工工导导致致的的广广州州市市中中山山三三路路路面开裂事故。
路面开裂事故。
2010年年5月月,深深圳圳地地铁铁5号号线线太太安安站站基基坑坑施施工工引引起起周周边边居居民民楼楼及路面裂缝及路面裂缝。
2010年年8月月,上上海海逸逸虹虹景景苑苑小小区区项项目目基基坑坑施施工工导导致致周边房屋及路面开裂。
周边房屋及路面开裂。
v2.2、深基坑支护体系破坏,包括以下、深基坑支护体系破坏,包括以下4个方面的内容:
个方面的内容:
基坑围护体系折断事故基坑围护体系折断事故主主要要是是由由于于施施工工抢抢进进度度,超超量量挖挖土土,支支撑撑架架设设跟跟不不上上,是是围围护护体体系系缺缺少少大大量量设设计计上上必必须须的的支支撑撑,或或者者由由于于施施工工单单位位不不按按图图施施工工,抱抱侥侥幸幸心心理理,少少加加支支撑撑,致致使使围围护护体体系系应应力力过过大大而而折折断断或或支支撑撑轴轴力力过大而破坏或产生大变形。
下图为过大而破坏或产生大变形。
下图为2008年苏州某深基坑事故。
年苏州某深基坑事故。
上图为上图为2008年杭州地铁深基坑施工中地下连续墙折断破坏年杭州地铁深基坑施工中地下连续墙折断破坏。
2011年杭州某深基坑围护桩折断事故。
年杭州某深基坑围护桩折断事故。
基坑围护体整体失稳事故基坑围护体整体失稳事故深基坑开挖后,土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层深基坑开挖后,土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。
下图为某深基坑围护整体失稳破坏事故。
发生整体滑动失稳的破坏。
故。
2008200820082008年年年年11111111月月月月15151515日日日日下下下下午午午午,杭杭杭杭州州州州萧萧萧萧山山山山湘湘湘湘湖湖湖湖段段段段地地地地铁铁铁铁施施施施工工工工现现现现场场场场发发发发生生生生塌塌塌塌陷陷陷陷事事事事故故故故。
风风风风情情情情大大大大道道道道长长长长达达达达75m75m75m75m的的的的路路路路面面面面坍坍坍坍塌塌塌塌并并并并下下下下陷陷陷陷15m15m15m15m。
行行行行驶驶驶驶中中中中的的的的11111111辆辆辆辆车车车车陷陷陷陷入入入入深深深深坑坑坑坑,数十名地铁施工人员被埋。
数十名地铁施工人员被埋。
事事故故造造成成21人人死死亡亡、24人人受受伤伤、直直接接经经济济损损失失4961万万元元,是是中中国国地地铁铁建建设设史史上上最最惨惨痛痛的的事事故故。
21名名责责任任人人被被究究责责,其其中中10人被追究刑事责任。
人被追究刑事责任。
基坑围护踢脚破坏基坑围护踢脚破坏由于深基坑围护由于深基坑围护墙体插入基坑底部深墙体插入基坑底部深度较小,同时由于底度较小,同时由于底部土体强度较低,从部土体强度较低,从而发生围护墙底向基而发生围护墙底向基坑内发生较大的坑内发生较大的“踢踢脚脚”变形,同时引起变形,同时引起坑内土体隆起。
右图坑内土体隆起。
右图为某深基坑发生为某深基坑发生“踢踢脚脚”破坏。
破坏。
坑坑内内滑滑坡坡导导致致基基坑坑内内撑撑失失稳稳在在火火车车站站、地地铁铁车车站站等等长长条条形形深深基基坑坑内内区区放放坡坡挖挖土土时时,由由于于放放坡坡较较陡陡、降降雨雨或或其其他他原原因因引引起起的的滑滑坡坡可可能能冲冲毁毁基基坑坑内内先先期期施施工工的的支支撑撑及及立立柱柱,导导致致基基坑坑破破坏坏。
右右侧侧两两图图为为2009年年杭杭州州地地铁铁1号号线线凤凤起起路路站站坑坑内内土土体体滑滑坡坡引引起起的的支支撑体系破坏。
撑体系破坏。
v2.3、土土体体渗渗透透破破坏坏,包包括括以下以下33个方面内容:
个方面内容:
基坑壁流土破坏基坑壁流土破坏在在饱饱和和含含水水地地层层(特特别别是是有有砂砂层层、粉粉砂砂层层或或者者其其他他的的夹夹层层等等透透水水性性较较好好的的地地层层),由由于于围围护护墙墙的的止止水水效效果果不不好好或或止止水水结结构构失失效效,致致使使大大量量的的水水夹夹带带砂砂粒粒涌涌入入基基坑坑,严严重重的的水水土土流流失失会会造造成成地地面面塌塌陷陷。
左左图图为为某某深深基基坑坑止止水水帷帷幕幕渗渗漏漏、桩桩间间流土事故。
流土事故。
上图为宁波某深基坑发生流土与地面塌陷上图为宁波某深基坑发生流土与地面塌陷基坑底突涌破坏基坑底突涌破坏由由于于对对承承压压水水的的降降水水不不当当,在在隔隔水水层层中中开开挖挖基基坑坑时时,当当基基底底以以下下承承压压含含水水层层的的水水头头压压力力冲冲破破基基坑坑底底部部土土层层,将将导导致致坑坑底底突突涌涌破坏。
下图为上海某深基坑坑底内发生承压水突涌。
基坑底管涌破坏基坑底管涌破坏在砂层或粉砂底层中开挖基坑时,在不打井点或井点失效后,在砂层或粉砂底层中开挖基坑时,在不打井点或井点失效后,会产生冒水翻砂(即管涌),严重时会导致基坑失稳。
下图为湖会产生冒水翻砂(即管涌),严重时会导致基坑失稳。
下图为湖南浯溪水电站二期深基坑出现管涌南浯溪水电站二期深基坑出现管涌。
以上深基坑工程安全质量问题,只是从某一种形式以上深基坑工程安全质量问题,只是从某一种形式上表现了基坑破坏,实际上深基坑工程事故发生的原因上表现了基坑破坏,实际上深基坑工程事故发生的原因往往是多方面的,具有复杂性,深基坑工程事故的表现往往是多方面的,具有复杂性,深基坑工程事故的表现形式往往具有多样性。
形式往往具有多样性。
3、深基坑工程的发展、深基坑工程的发展深深基基坑坑工工程程是是最最近近30多多年年中中迅迅速速发发展展起起来来的的一一个个领领域域。
以以前前的的几几十十年年中中,由由于于建建筑筑物物的的高高度度不不高高,基基础础的的埋埋置置深深度度很很浅浅,很很少少使使用用地地下下室室,基基坑坑的的开开挖挖一一般般仅仅作作为为施施工工单单位位的的施施工工措措施施,最最多多用用钢钢板板桩桩解解决决问问题题,没没有有专专门门的的设设计计,也也并并没没有有引引起起工程界太多的关注。
工程界太多的关注。
近近30多
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