基坑變形監(jiān)測(cè)與事故原因分析

□□ 王德旻

(遼寧建筑標(biāo)準(zhǔn)勘察設(shè)計(jì)院有限公司，遼寧 沈陽 110005)

引言

沈陽市地質(zhì)情況為上部雜填土，繼而為粉質(zhì)黏土和砂土地層。粉質(zhì)黏土中常會(huì)有上層滯水。由于雨季的特殊情況，常會(huì)導(dǎo)致基坑背側(cè)出現(xiàn)裂縫，樁間土塌落，更嚴(yán)重的是錨索失效，腰梁失去作用。筆者結(jié)合萬科首開一期基坑、萬科四季花城基坑、中旅萬科城四期基坑、陽光100基坑、美的基坑等的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的險(xiǎn)情進(jìn)行分析，以期對(duì)施工安全提出建議。

1 監(jiān)測(cè)方案的確定

基坑支護(hù)樁頂水平位移監(jiān)測(cè)采用小角度法，如圖1所示。

圖1 基坑監(jiān)測(cè)小角度法監(jiān)測(cè)

圖中，A點(diǎn)為設(shè)置的基準(zhǔn)站，每次實(shí)測(cè)時(shí)都要用到，所以A點(diǎn)是要長(zhǎng)期保護(hù)的點(diǎn)。P點(diǎn)為基坑最初的原始點(diǎn)位，B點(diǎn)為固定不動(dòng)的一點(diǎn)，可取某樓的一棱角。每次觀測(cè)P點(diǎn)的偏差，即是。

(1)

基坑豎向位移監(jiān)測(cè)采用導(dǎo)線網(wǎng)法，閉合導(dǎo)線進(jìn)行監(jiān)測(cè)?；颖O(jiān)測(cè)導(dǎo)線控制網(wǎng)，有兩個(gè)已知點(diǎn)作為高程校核點(diǎn)，每次閉合監(jiān)測(cè)后對(duì)一個(gè)已知控制點(diǎn)進(jìn)行校核。如圖2所示。

基坑支護(hù)深層土體位移，監(jiān)測(cè)采用垂直于基坑邊線，每0.5 m布置一個(gè)沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)，連續(xù)布置5個(gè)點(diǎn)，通過監(jiān)測(cè)樁后土體的豎向位移，間接反映深層土體的位移變化。

錨索的監(jiān)測(cè)要求是達(dá)到錨索設(shè)計(jì)值的0.7倍即為失效。這與錨索的設(shè)計(jì)有關(guān)。基坑設(shè)計(jì)時(shí)，要求錨索的預(yù)加力為0.75～0.90倍的軸力設(shè)計(jì)值時(shí)，即為設(shè)計(jì)最合理的情況。錨索的鎖定值為軸力設(shè)計(jì)值的0.75～0.90倍時(shí)，由于錨索存在應(yīng)力損失，所以在錨索變形過程中，當(dāng)錨索值達(dá)到0.75倍的軸力設(shè)計(jì)值時(shí)，認(rèn)為此時(shí)的預(yù)加力為0.75倍軸力，加上變形量恰好處于設(shè)計(jì)時(shí)的危險(xiǎn)狀態(tài)。錨索的監(jiān)測(cè)如圖3所示。

圖3 錨索的監(jiān)測(cè)

2 觀測(cè)墩的制作

觀測(cè)墩的制作是監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵步驟。觀測(cè)墩能夠反映出支護(hù)樁的水平位移和豎向位移。觀測(cè)墩的關(guān)鍵是用鋼筋頭部的沖擊鉆鉆出方便豎向位移觀測(cè)銦鋼尺的底座直立的1～2 mm小孔。為了防止銹蝕采用手噴漆在鋼筋部位噴涂一層，如圖4所示。

圖4 觀測(cè)墩

3 基坑支護(hù)險(xiǎn)情的發(fā)生

萬科首府一期、萬科四季花城、陽光100等基坑險(xiǎn)情如圖5～圖7所示。

圖5 萬科首府一期基坑險(xiǎn)情

圖6 萬科四季花城基坑險(xiǎn)情

圖7 陽光100基坑險(xiǎn)情

樁間土脫落部位為粉質(zhì)黏土層處，且在基坑最下部。原因在于雨季降雨，導(dǎo)致基坑水位驟然上升，基坑降水漏斗在坑外一側(cè)突然升高，水壓力增大，未能及時(shí)降低水位。在水壓力的作用下，粉質(zhì)黏土層含水率增大，樁間土塌落。砂類土由于滲透系數(shù)大，濾水效果好，所以不易產(chǎn)生樁間土塌落。

鋼管樁變形大，是由于設(shè)計(jì)第一道腰梁和錨索在基坑-2.5 m處，錨索位置過低，導(dǎo)致樁頂水平位移過大，所以樁后填土?xí)a(chǎn)生大的裂縫。

4 中旅萬科城四期基坑事故分析

中旅萬科城四期事故現(xiàn)場(chǎng)如圖8、圖9所示。

圖8 中旅萬科城四期事故現(xiàn)場(chǎng)

圖9 中旅萬科城四期事故地面

中旅萬科城四期基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見表1。采用距離監(jiān)測(cè)法，在基坑冠梁處貼觀測(cè)貼片，觀測(cè)8個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)沿基坑邊線，中間位移大，兩側(cè)位移減小，呈拋物線變化趨勢(shì)。

表1 中旅萬科城四期基坑監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

結(jié)合表1，可以看出：

(1)基坑水平位移先變大后變小，基坑失穩(wěn)為漸變過程。

(2)基坑在腰梁的中間部位位移最大，最先失效，錨索和腰梁的失效是由陰角向兩側(cè)擴(kuò)散的跡象。

(3)錨索的失效是由于樁間土塌落，腰梁和樁樁間的力被卸掉，導(dǎo)致錨索被拔出，腰梁掉落。

(4)樁間土塌落的處理可以采用樁間編制鋼筋網(wǎng)片，將樁間土的水濾出，土體保留，這樣就可以防止樁間土塌落。

分析其原因在于設(shè)計(jì)方未設(shè)置樁間鋼筋網(wǎng)片。處理方案為：樁后土體卸荷，挖除一部分樁后填土。

5 結(jié)語

筆者從基坑的監(jiān)測(cè)理論分析出發(fā)，利用地質(zhì)地層數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析可知：

(1)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意錨索的位置，不易過低。過低會(huì)會(huì)導(dǎo)致樁頂水平位移過大，導(dǎo)致樁后出現(xiàn)大的裂縫。

(2)樁間設(shè)計(jì)鋼筋網(wǎng)片，防止因樁間土塌落而導(dǎo)致錨索和腰梁失效。

(3)基坑降水要及時(shí)，不允許樁降水漏斗突然驟增，導(dǎo)致樁間土塌落；

(4)基坑樁頂水平位移超過允許值就會(huì)出現(xiàn)大的裂縫，所以要嚴(yán)格控制樁頂水平位移。