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施工工藝

基坑的這幾種失穩(wěn)形態(tài)

點擊數(shù)：發(fā)布時間：2020-08-13

基坑工程的設計計算一般包括三方面的內(nèi)容，即穩(wěn)定性驗算、支護結(jié)構(gòu)強度設計和基坑變形計算。

★穩(wěn)定性驗算是指分析基坑周圍土體或土體與圍護體系一起保持穩(wěn)定性的能力。

★支護結(jié)構(gòu)強度設計是指分析計算支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力使其滿足構(gòu)件強度設計的要求。

★變形計算的目的是為了控制基坑開挖對周邊環(huán)境的影響，保證周邊相鄰建筑物、構(gòu)筑物和地下管線等的安全。?


基坑邊坡的坡度太陡，圍護結(jié)構(gòu)的插入深度太淺，或支撐力不夠，都有可能導致基坑喪失穩(wěn)定性而破壞?；拥氖Х€(wěn)破壞可能緩慢發(fā)展，也有可能突然發(fā)生。有的有明顯的觸發(fā)原因，如振動、暴雨、超載或其他人為因素，有的卻沒有明顯的觸發(fā)原因，這主要由于土的強度逐漸降低引起安全度不足造成的。
基坑破壞模式根據(jù)時間可分為長期穩(wěn)定和短期穩(wěn)定。根據(jù)基坑的形式又可分為有支護基坑和無支護基坑破壞。其中有支護基坑圍護形式又可分為剛性圍護、無支撐柔性圍護和帶支撐柔性圍護。各種基坑圍護形式因為作用機理不同，因而具有不同的破壞模式。
基坑可能的破壞模式在一定程度上揭示了基坑的失穩(wěn)形態(tài)和破壞機理，是基坑穩(wěn)定性分析的基礎。《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007)將基坑的失穩(wěn)形態(tài)歸納為兩類：
一、因基坑土體強度不足、地下水滲流作用而造成基坑失穩(wěn)，包括基坑內(nèi)外側(cè)土體整體滑動失穩(wěn)；基坑底土隆起；地層因承壓水作用，管涌、滲漏等等。
二、因支護結(jié)構(gòu)(包括樁、墻、支撐系統(tǒng)等)的強度、剛度或穩(wěn)定性不足引起支護系統(tǒng)破壞而造成基坑倒塌、破壞。?


1、根據(jù)圍護形式不同，基坑的第一類失穩(wěn)形態(tài)主要表現(xiàn)為如下一些模式。



（1）放坡開挖基坑
由于設計不合理坡度太陡，或雨水、管道滲漏等原因造成邊坡滲水導致土體抗剪強度降低，引起基坑邊土體整體滑坡。


（2）剛性擋土墻基坑
剛性擋土墻是水泥土攪拌樁、旋噴樁等加固土組成的寬度較大的一種重力式基坑圍護結(jié)構(gòu)，其破壞形式有如下幾種：
a. 由于墻體的入土深度不足，或由于墻底存在軟弱土層，土體抗剪強度不夠等原因，導致墻體隨附近土體整體滑移破壞。
b. 由于基坑外擠土施工如坑外施工擠土樁或者坑外超載作用如基坑邊堆載、重型施工機械行走等引起墻后土體壓力增加，導致墻體向坑內(nèi)傾覆。
c. 當坑內(nèi)土體強度較低或坑外超載時，導致墻底變形過大或整體剛性移動。


（3）內(nèi)支撐基坑
內(nèi)支撐基坑是指通過在坑內(nèi)架設混凝土支撐或者鋼支撐來減小柔性圍護墻變形的圍護形式，其主要破壞形式如下：
a. 因為坑底土體壓縮模量低，坑外超載等原因，致使圍護墻踢腳產(chǎn)生很大的變形。
b. 在含水地層（特別是有砂層、粉砂層或者其他透水性較好的地層），由于圍護結(jié)構(gòu)的止水設施失效，致使大量的水夾帶砂粒涌入基坑，嚴重的水土流失會造成支護結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和地面塌陷的嚴重事故，還可能先在墻后形成空穴而后突然發(fā)生地面塌陷。
c. 由于基坑底部土體的抗剪強度較低，致使坑底土體隨圍護墻踢腳向坑內(nèi)移動，產(chǎn)生隆起破壞。
d. 在承壓含水層上覆隔水層中開挖基坑時，由于設計不合理或者坑底超挖，承壓含水層的水頭壓力沖破基坑底部土層，發(fā)生坑底突涌破壞。
e. 在砂層或者粉砂地層中開挖基坑時，降水設計不合理或者降水井點失效后，導致水位上升，會產(chǎn)生管涌，嚴重時會導致基坑失穩(wěn)。
f. 在超大基坑，特別是長條形基坑（如地鐵站、明挖法施工隧道等）內(nèi)分區(qū)放坡挖土，由于放坡較陡、降雨或其他原因?qū)е禄?，沖毀基坑內(nèi)先期施工的支撐及立柱，導致基坑破壞。


（4）拉錨基坑
a. 由于圍護墻插入深度不夠，或基坑底部超挖，導致基坑踢腳破壞，如圖5.4 (a)；
b. 由于設計錨桿太短，錨桿和圍護墻均在滑裂面以內(nèi)，與土體一起呈整體滑移，致使基坑整體滑移破壞，如圖5.4 (b)。




2、基坑第二類失穩(wěn)形態(tài)根據(jù)破壞類型主要表現(xiàn)為以下幾種。


 

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