护深基坑工程的施工监测及事故分析

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1、万方数据土钉支护深基坑工程的施工监测及事故分析谭菊香1，魏丽敏1，罗金生2TU]8(1中南大学土木建筑学院，长沙市410075；2国家电力公司中南勘测设计研究院，长沙市410014)【摘要】近年来，随着深基坑支护工程逐渐增多，随之出现了不少支护工程事故。文章介绍某高层建筑采用土钉支护深基坑工程的施工监测、事故原因分析及防止事故发生的对策。【关键词】深基坑土钉支护施I监测1引言随着城市高层建筑及地下工程的日益发展，深基坑工程愈来愈多。由于许多建筑在基槽平面以外投有足够的空间供安全放坡，多种形式的支护工程如排桩支护、地下连续墙支护、钢板桩支护、格栅状粉喷桩支护、土钉墙

2、支护等于是应运而生。深基坑施工往往施工条件很差、难度很大。施工期(自基坑开挖至基坑回填)较长、施工场地狭窄、受自然气候影响大、坑边堆放建筑材料以及复杂的工程地质条件等因素，都对支护结构的工作状态和基坑的稳定性带来不利的影响。深基坑支护工程多为临时性支护工程，安全储备相对较小，常常得不到建设方应有的重视。因此，在深基坑支护方面出现了不少事故，有的造成巨大经济损失，不但延误了工期，而且造成了不良的社会影响。要想使深基坑支护工程更经济、更合理、开挖时更安全，以及施工期间邻近的建筑物、构筑物、道路及地下管道能正常使用，就必须对以往的基坑事故进行全面分析，认真总结经验与教训

3、。(1)土钉墙立面2工程实例及监测2．1工程概况某大厦主楼24层，地下2层，基坑平面为604m×45．Om，开挖深度6—10m。建筑场地地质条件为：①杂填土，厚约2．0m，由碎砖、瓦砾、石块及粘土组成，结构较松散；②粘性土，厚约8．5m，网纹状红粘土；③细砂，砂层顶面距基础板底面约0．5m，地下水较丰富。基坑东侧有一防空洞，位置未探明。2．2上钉支护设计为防止放坡后可能产生位移或塌方，基坑采用土钉墙支护。土钉墙支护是一种岩土原位加固技术，是喷射混凝土面层、土钉、钢筋网联合支护的总称，通过对土体的嵌固、加筋作用，与土体形成共同的工作体系。由于该技术具有施工速度快、造

4、价低、安全可靠和噪声小等特点，近年来被广泛采用。支护设计方案见图1。由于基坑具备一定的放坡条件，根据现场实际情况，放坡角度定为75。。土钉为≠18螺纹钢筋。长9．0m，水平间距1．8m，垂直间距1．2m，交错布置。钢丝网采用≠6钢筋，水平、垂直间距均为20cm，置于混凝土喷层中部。喷射混凝土厚100mm，在锚头处局部图l土钉墙支护设计方案(2)基坑平面铁道建筑2003年第8期万方数据加厚30mm，加厚面积为400×400mm2；喷层采用425号普通硅酸盐水泥，水灰比0．45，水泥：沙：碎石=1：2：2(重量比)，掺人2．5％速凝剂。2．3现场拉拔试验为及时了解土钉

5、的抗拔能力和施工质量，核实有关设计参数，在基坑的四壁各随机抽取一根土钉测试(编号参见表1)，待灌浆材料强度达到70％以上(即灌浆28d以后)时，正式开始拉拔试验。采用穿孔液压千斤顶分级加载，并用测力计、位移计量测土钉拉力和土钉端部在各级压力下的位移。根据测得的“荷载～位移曲线”(参见图2)并参照《地基基础手册》，可得出锚杆抗拔力(见表1)。由表1可知，计算结果均未达到设计值。O量2彗t霎e蠢e10总拉拔力^甜020406080图2荷载一位移曲线衰1现场拉拔试验结果土钉编号抗拔力，kN极限荷载，kN对应位移，mmMl(西)355030M2(南)365030M3(北)

6、488089M4(东)5880732．4壤面位移监测由于地质条件较复杂，且该建筑东侧临近道路，下部有一防空洞，为防不测，对基坑东侧(高10m)进行墙面位移监测。沿墙面设立8个位移观测点，间距50m。测点采用预埋短钢筋或将钢筋插入墙体，上层的杂填土在墙边用砖砌好，然后用水泥砂浆将地面找平，在露出的钢筋头上粘贴小钢尺。测试房建在东南角(距基坑南侧约18m)，经纬仪固定在测试房内砌好的台子上，在北面某永久房屋(离基坑的北墙面约20m)上设立后视点。测试结果见图3。由图3可知，各观测点在施工前期几乎没有位移，但施工至113天时，l’、2。、3+测点水平位移明显增大铁道建筑

7、2003年第8期25甚20鑫，s蔷，o舅5O020406080100120时间，d图3墙面位移与时间关系曲线(测点总位移分别为5．0mm、1l3r啪、5．7mm)。南墙的塔吊井西侧约有3m长塌陷，东墙的1、2测点处有平行墙面裂缝，6至8测点有多处垂直裂缝。裂缝宽约2—8mm，有些裂缝延伸至邻近的路面上。鉴于上述情况，监测组及时向施工单位发出报警，并将测试仪器移走以防不测。根据监测组建议，施工单位将基坑边遮盖，东围墙外移，封锁旁边道路。报警3天后基坑东墙大部分坍塌，东北角底部有塌陷现象，东面和南面坡角下陷现象较严重。倒塌部分的土钉长度普遍比设计长度短，钢筋面上也很干

8、净，说明灌