基坑工程风险分析及案例.pdf

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1、基坑工程风险及事故惠丽萍北京市市政工程设计研究总院基本内容一、基坑支护工程的特点二、基坑破坏主要分类三、基坑周边沉降的主要原因四、基坑支护结构施工质量问题五、基坑工程危险源辨识六、深基坑工程事故的调查统计七、深基坑工程事故原因分析八、深基坑工程事故应急处理措施一、基坑支护工程的特点1基坑工程技术难点：1）土力学的强度、变形、渗透三大课题全部出现；2）施工因素的影响既巨大而又具有非常的不确定性；3）各种破坏模式相互交叉，互为因果，设计计算模式与实际工况的差异性。2基坑工程技术特点：1）外力的不确定性。作用在支护结构上的外力往往随着环境条件、施工方法和施工

2、步骤等因素的变化而改变。2）变形的不确定性。变性控制是支护结构设计的关键，但影响变形的因素很多。围护墙体的刚度、支撑(或锚杆）体系的布置和构件的截面特性、地基土的性质、地下水的性质及变化、开挖方式以及施工质量和现场管理水平等等都是产生变形的原因。3）土性的不确定性。地基土具有非均质性（成层、倾斜）和各向异性，是一种非弹非塑又有一定粘性的物质，其性质以及对结构的作用或提供的抗力还随施工过程或环境的变化而变化；4）一些偶然变化引起超载变化的不确定因素。事先没有掌握的地下障碍物、地下管线、水囊、不良地层，以及周围环境的改变等因素都会基坑工程的正常施工和使用；

3、3土层的特点：1）三相：固相、液相、气相。土的三相组成的重量和体积之间的比例关系不同，则土的重量、含水性和密实程度等基本物理性质就各不相同，并随着各种条件（如水位变化、压实程度等）的变化而改变。2）土质分类性：粘性土和无粘性土。粘性土:如粘土、粉质黏土、淤泥质粘土等。粘性土随着本身含水量的变化，可以处于不同的物理状态：固体状态、可塑状态、流塑-流动状态，其工程性质也相应地发生很大的变化。无粘性土:碎石土、砂土、粉土。3）土层特性：（1）压缩性：土在压力作用下体积缩小。固体土粒和水的可压缩量小，主要是孔隙体积的减小。（2）土的固结：土的压缩量随压缩时间而

4、增长。无粘性土：透水性大，固结快。粘性土：透水性小，固结慢。对于饱和软粘土，土的固结对各种变形影响很大。4）土的抗剪强度指标值的大小与试验时的条件有密切关系，尤其与排水条件有关，同一种土在不同排水条件下进行试验，可以得出不同的c和φ值。与取土条件也有很大关系。基坑支护结构计算时，抗剪强度指标对计算结果有决定性影响。要结合地层性质、排水条件、施工环境条件等进行取值。4建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中规定：1地下水位以上的粘性土、粘质粉土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标c、φ或直剪固结快剪强度指标c、φ，砂质粉土、砂土、碎石

5、cucucqcq土，抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c´、φ´；2地下水位以下的粘性土、粘质粉土，可采用水、土压力合算方法。此时，对正常固结和超固结土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标c、φcucu或直剪固结快剪强度指标c、φ对欠固结土，宜采用有效自重压力下预固结的cqcq；三轴不固结不排水抗剪强度指标c、φ；uuuu3对地下水位以下的砂质粉土、砂土和碎石土，应采用水、土压力分算方法。此时，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c´、φ´；对砂质粉土，缺少有效应力强度指标时，也可采用三轴固结不排水抗剪强度指标c、φ或直剪固结快剪强cu

6、cu度指标c、φ代替；对砂土和碎石土，有效应力强度指标φ´可根据标准贯入试cqcq验实测击数和水下休止角等物理力学指标取值；采用水、土压力分算时，水压力可按静水压力计算；当地下水渗流时，宜按渗流理论计算水压力和土的竖向有效应力；当存在多个含水层时，应分别计算各含水层的水压力4有可靠的地方经验时，土的抗剪强度指标尚可根据室内、原位试验得到的其他物理力学指标，按经验方法确定。二、基坑破坏主要分类1周边环境破坏：（1）地面沉降过大、裂缝、塌方；（2）坑边建筑物沉降、倾斜、开裂或坍塌；（3）地下管线变形过大、断裂；（4）其他构筑物沉降过大。2基坑围护结构破坏：

7、（1）围护桩（墙）体倾斜、变形过大、开裂、折断；（2）整体圆弧滑动失稳；（3）整体平移；（4）沉降过大。3基坑撑（锚）体系破坏（1）支撑失稳、崩塌；（2）斜撑端部腰梁滑移；（3）腰梁变形、不连续；（4）混凝土支撑开裂、失稳；（5）中间立柱沉降、倾斜；（4）锚杆变形过大、锚头失效、锚杆拔出。4坑底隆起、失稳：（1）基坑内外地基承载力失去平衡；（2）基底踢脚隆起过大。5土层渗透破坏：（1）侧壁漏水、涌砂、涌土；（2）坑底管涌、突涌。以上只是基坑破坏主要表现形式，实际工程中基坑事故的表现形式更为多样，其原因可能是某单一原因也可能是多个原因的叠加，当风险积累到

8、使基坑支护结构达到某种极限状态时，就会出现某种破坏状态。6基坑破坏的主要形式悬臂大变形踢脚失稳