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质量安全上海格栅式水泥土挡墙围护基坑坍塌事故原因分析及经验总结
上海某基坑抢险及事故原因分析 xxx (xxxx有限公司) 【摘 要】:重力式水泥土挡墙支护体系是一般基坑常用支护方式之一,其主要以自身重力来维持围护结构在侧向压力的作用下的稳定,同时兼具有支护和止水帷幕功能。格栅试水泥土挡墙则是其的一种延伸与发展。但由于目前重力式水泥土挡墙在基坑支护的设计计算及施工过程中质量控制仍然存在较多安全及不成熟的因素,导致基坑坍塌事故屡见不鲜。本工程基坑支护由于未按照设计要求进行施工及规定的程序进行土方开挖和监控,对意外情况处置不当,导致围护倾斜、坍塌。虽未造成人员伤亡,但教训是深刻的。通过分析原因,提出预防措施,相信能为今后基坑工程设计、施工、监测等提供有用的参考。 【关键词】:双轴搅拌桩、格栅式水泥土挡墙、止水帷幕、土钉、注浆、劈裂 1、工程概况: 1.1、项目概况 1.1.1、主体建筑:; 基坑规模:m2,周长约为2700m(含内部号楼与车库高差边长开挖深度: 土层名称 厚度(m) γ(kN/m3) c(kPa) φ(°) 1 填土 0.40 18.0 10.00 10.00 2 粉质粘土 1.60 18.4 20.00 20.00 3 淤泥质粉质粘土 1.00 17.6 12.00 18.50 4 砂质粉土 1.40 18.9 5.00 31.00 5 淤泥质粉质粘土 3.80 17.6 12.00 18.50 6 淤泥质粘土 5.30 16.9 12.00 11.00 1.3、围护设计概况 本工程除2#楼地下室基坑局部区域采用放坡开挖,多层周边区域拟采用格栅式水泥土挡墙的围护形式,沿局部空间不足区域采用重力式内插型钢以及坑内土体加固的围护加强措施;下图中阴影部位为多层住宅,其周边均采用格栅水泥土挡墙作为支护。具体位置详见图1。 图1 围护及各房号位置图 2、基坑事故原因及处理 2.1、事故形成过程 本工程在基坑周围的双轴搅拌桩已经施工完毕并达到设计强度后,开始降水工作,后大规模开挖。土方开挖伊始土方单位尚能够按照设计及施工组织要求采取分块、分段及分层开挖。但因建设方工期要求紧,土方单位增配大量的机械设备,以加快施工进度,且一次开挖到底。但施工方并未有足够的施工人员施工,导致基坑作业面过长达100多米,基坑暴露时间长达15天。在此期间基坑最大累计变形为40mm,并连续多天变形速率小于2mm/d,尚处于稳定状态。 10月初台风预报并未引起各方重视,也没有准备采取补强措施。10月7日早上开始下大雨,雨水大量的从楼面灌入多层基础中。10月7日下午等雨水变小后,监测单位对基坑位移进行监测,累计变形为80mm已超过设计允许值,且有继续发展的趋势,但监测单位没有报警。施工单位在进行巡查后,并未采取任何措施。10月7日晚由大雨转为暴雨,大量的雨水直接灌入基坑,围护结构水平位移进一步增大。10月8日早上施工单位人员对基坑进行巡查时水泥土挡墙水平位移发生突变,混凝土压顶出现开裂,经监测单位复核,累计位移达到30cm。部分区段水泥土挡墙出现坍塌,靠近维护侧的工程桩已经露出。如果不采取相应措施,则会导致大量水泥土挡墙坍塌,将影响主体结构安全。具体现场详见图2、图3 图2 水泥土挡墙坍塌图 图3 水泥土挡墙倾斜裂缝 2.2、事故发生原因分析 2.2.1、水泥土挡墙及压顶施工较差 (1)水泥土挡墙施工按照设计要求进行,桩身搅拌不均匀,有部分桩身水泥土多呈松散状,局部成淤泥状,有部分水泥土未能成桩;施工场地内有多条暗浜分布,暗浜区域双轴搅拌桩水泥掺量应为18%(相对正常区域提高5%)。实际施工时,围护单位仍然按照13%进行施工,造成暗浜区域水泥土强度达不到设计要求。 (2)设计要求水泥土挡墙成桩时,前后排桩内插6m长Φ48×3.5@1000焊管,且插入Φ14长度1.5m钢筋锚固在200厚压顶中。但在实际施工中,均为按照要设计要求插入钢管、钢筋或在压顶施工中挖土机将钢管及钢筋拔出。造成水泥土挡墙强度及刚度达不到设计要求,且在围护变形时,水泥土挡墙与围护压顶不能协同。水泥土重力坝施工图详见图4。 (3)水泥土挡墙压顶未能按照设计要求施工。设计要求压顶宽度设计为3.2米,在浇筑多层基础承台之前浇筑混凝土。实际施工时,因为施工顺序颠倒,先施工基础承台后浇筑压顶,压顶宽度只有1.5米。当水泥土挡墙因土方开挖释放应力时,内外侧水泥土搅拌桩不能协同变形,造成水泥土挡墙中间格构劈裂,并在压顶侧边形成较大裂缝,导致大量雨水沿裂缝灌入格构中间土体中,外侧水泥土挡墙因侧压力增加而发生倾斜、断裂。压顶施工位置图详见图5。 图4 水泥土挡墙剖面图 图5 水泥土挡墙压顶部分平面图 2.2.2、
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