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淤泥地区基坑开挖设计与施工总结 荔彳『f) 第8卷第4期(总29)地基处理1997年12月 一 /淤泥地区基坑开挖设计与施工.仍 张幸辨 (璩市建筑工程蔚察设计院513000) [提要]本文通过对泥地区众多基坑开挖工程的剖析,归纳总结出常见失事的原因及教训,同时结合成 功工程实倒,从设计及施工角度提出相应对策或骑犯措施. ‘ 前言 在沿海地区,广泛分布着一定厚度的淤泥土,其古水量高达60%以上,易触变,易流变. 这类性质土层给基坑开挖工程带来相当难度和造价的大幅上升,且失事的比例远高于土质 性质较好地区.其后果不仅表现在挡土桩的倾斜,折断或边坡的滑移,坑底的隆起,而且造成 工程桩倾斜变位;不仅从时间和经济上给本工程带来巨大损失,而且也危及到邻近建筑物的 安全和正常使用.为此,在蹬泥区的基坑开挖,须引起人们的充分重视,应对支护工程体系从 宏观上,整体上树立正确的概念,设计思想和施工方案. 本文试图结合淤泥区众多基坑开挖工程实例.搬开支护结构常规的力学计算中的I可题, 仅对人们易于疏忽却又往往成为基坑失事的.症结”进行剖析t并探讨性提出相应对策. 失事原因分析总结 (--)放坡大于临界坡角或临界高度 按泰勒(Taylor)稳定数法,边坡临界高度日按下式计算: H=N. , 式中M——稳定系数(由边坡的坡度角及土内摩阻角等而定的系数) f——土的粘聚力 7m土的容重 对于高饱和流塑状蹬泥,放坡比例一般小至1t6,稳定坡角仅5～10.,这样小的坡角或 如此大的开挖范围,实际施工中很难达到,即使达到,也可能由于软土的触变性和流变性,使 边坡进一步失稳. [实饲一]中山市污水处理厂兴建同样规格的两个池体,开挖深仅2.5r:.场区地质条 件为:O.7m厚松散填土,O.7m厚耕植土,4.5～5.Om厚含水量=69%淤泥,其下为粉质牯 的辖日期1997年6月 14地基处理第8卷第4期 土和中粗砂.两基坑之一采用卸荷加喷粉桩支档方案(后文详述)I另一直接采用大放坡开 挖,放坡宽约5.Om前者开挖顺利完成,后者开挖部分范围后,边拔即发生整体滑移,坑底淤 泥上隆,坑中@400预制管桩发生倾斜.以后坡度虽经再三放缓,仍难以开挖到位. 如果淤泥层很厚,～gt;4时(～为深度系数,为坚硬土层面离土坡顶的距离与土坡高度 的比值),按泰勒稳定数图表,取m=oo,则M一5.52,此时土坡临界高度 H=粤 c.——土的不排水抗剪强度 上式说明,H为仅与土的,有关的常数,与坡角无美,即无论多缓的放坡,基坑开挖 深度都不能超载H.. [实例二]乐清县赵章光楼地下室开挖深度5.Om,场区地表为0.5m石渣垫层,下面 为1.2～1.5m厚淤泥质粘土,再下为20m厚淤泥.含水量6O～90,基坑开挖采用1.2放 坡系数放坡开挖,挖至2～2.5m时,四周出现滑坡;随后改为1.5放坡系数.坍方更严重,边 缎沉管灌注桩全部折断;然后又在四周斜坡上打两排4m长松木桩,并用角铁和吼0钢筋锚 住松木,也未舱解决问题. (--)计算参数选择不准确 土压力计算最为关键的参数是粘聚力c和内摩擦角由于粘性土的抗剪强度c,取值 受诸多方面影响,给设计者带来很多困难和不确定因素表现在以下几方面: 1.土的抗剪强度与土的固结度有密切关系,对同一种土在不同排水条件下进行试验可 以得出不同的抗剪强度指标c,值,但在饱和淤泥区,因其渗遗系数很小,故采用降水开挖 方案的并不多见,则抗剪强度指标宜采用直接快剪或三轴的不排水剪. 2.很多关于高层建筑的地质勘察报告都侧重对下部好土层进行力学性质及稳定性评 价,忽视对浅部淤泥层物理力学指标的测试,尤其缺乏三轴试验和原位测试指标;只注重基 础选型,忽视对基坑开挖方案的建议.致使设计者对上部淤泥性质缺乏足够了解,有时甚至 靠设计者经验取值,难免失之偏颇. 3.由于原状土样送样不及时或封口不严,造成土样失水,导致土工试验抗剪强度指标 偏高. 4.很多设计者都意识到,在淤泥区支护,加固被动土压2m.长lOre喷粉桩处理.再次挖至3.2m时,又发 生大范围边坡失稳.挡土桩及工程桩均出现较大博斜和位移. 该基坑失事固然与挡土桩人土过浅有关,但也与对喷粉桩改良效果的错误认识有关.因 水泥系喷耪桩对周围淤泥改性,其实非常微弱,各喷耪桩独立布置,象一种排骨效应,不能形 成整体结构作用或充分改良土壤. (三)加固滚席不够.或来对坑底讲行同结处弹,导致坑底降起盏深层滑嚣 ● ■ l997年l2月地基处理 基坑开挖破坏了土体的应力平衡条件,当饱和软粘土抗剪强度无法抵抗基坑内外土压 力差引起的滑动矩时,若挡土墙没有足够的深度或强度穿过危险滑面,或未对坑底,边坡淤 泥加固改良,使其抗剪强度充分提高,则深层滑移或坑底隆起在所难免. [实例四]中山市坦洲自来水厂沉淀池需开挖4m深基坑,采用格栅状喷