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地基处理事故案例分析

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  第 卷 第 期 2013 年 月 文章编号:1000-7598-(2003) 02―0304―03 岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics Vol. No. . 2013 地基处理事故案例分析 ( 浙江大学城市学院、310000) 摘 要:古语有云:万丈高楼平地起,地基时建筑工程的基础部分,故而祁重要性不言而喻。此外,随着中国经济及城市建 设的发展,高层建筑和市政工程大量涌现,对基础方面的要求也就越来越高。同样随之而来的地基事故问题也越来越多,可 能会有某些因素引起突发事故,也可能是消耗性逐渐发生的事故,从安全上讲,突发事故是危险的。所以,研究并探讨地基 基础工程事故发生的原因,更具有普遍性。地方性和经验性,对它的分析后得到的经验教训,更是建筑工程技术人员需要不 断积累的知识财富。总而言之,对地基基础工程事故的分析和采取有效的处理措施,是一个应该提上日程的重要课题。 关 键 词:地基基础事故 事故分析 处理方法 防治 文献标识码:A 中图分类号:TU 443 Accident case analysis for foundation treatment ( Hangzhou 310000 ) AbstractAs an old saying goes: Great oaks from little acorns grow., part of the basic foundation of construction, it is self-evident that Qi importance. In addition, with the development of economy and Chinese city construction, high-rise buildings and municipal engineering in large numbers, on the basis of request also more and more high. The same problem with foundation accidents are also increasing, there may be some factors causing the accident, may also be consumed gradually accident, from a security perspective, accident is dangerous. So, study and discuss the cause of foundation engineering accident, more universal. Local and experience, lessons analysis of it later, is also the building of engineering and technical personnel need to accumulate a wealth of knowledge. To make a long story short, for the foundation construction accident analysis and take effective treatment measures, is an important topic should be put on the agenda Key words: Methods analysis of foundation treatment accident prevention 1 前言 随着中国经济及城市建设的发展 ,高层建筑和 市政工程大量涌现。有限的城市地面空间已不能满 足人们日益增长的工作和生活的需要 ,于是人们开 始向高空和地下寻求发展空间。 近 20 年, 尤其是 近 10 年来, 基坑工程数量急剧增加, 技术上也有了 长足的进步。 上世纪 70 年代末以前, 中国国内只在 少数大型工程项目中有开挖深度在 10m 以上的基坑 工程,而且处在较少或没有相邻建筑或地下结构物 的地区。多数高层建筑都有 1 到 3 层的地下室,基 坑开挖深度通常为 6 到 15 米。进入 21 世纪后则出 现了更多的超高层建筑和大型的地下工程。而现在 各类地下工程诸如越江隧道、地下商场、地下民防 等已随处可见。事实上,人类土木工程的频繁活动 促进了基坑工程的发展。这些工程的共同特点是都 收稿日期:2002-11-27 (6 号宋体) 基金项目,请在脚注中注明基金及其批准号 作者简介:姓名,性别,出生年份,职务。主要从事哪方面的研究。 要进行大规模地下开挖 ,必然导致大量的基坑工程 产生。基坑工程是一个古老而具有划时代特点的综 合性的岩土工程课题, 放坡开挖和简易木桩围护可 以追溯到远古时代,既涉及土力学中典型的强度和 变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问 题。为了保证建筑物的稳定性,建筑基础都必须满 足地下埋深嵌固的要求。建筑高度越高,其埋置深 度也就越深,对基坑工程的要求越来越高,随之出 现的问题也越来越多,这给建筑施工、特别是城市 中心区的建筑施工带来了很大的困难。对于这些种 种迎面而来的问题,将随着土力学理论、计算技术、 测试技术以及施工机械、施工等各方面先进技术的 发展而逐步完善。地基基础都是地下隐蔽工程,建 筑工程竣工后,难以检查,使用期间出现事故的苗 头也不易察觉,一旦发生事故难以补救,甚至造成 灾难性的后果。 岩 土 力 学 2003 年 2 工程概况 本文研究的是广惠高速公路 H、 L 匝道沉降事 故 的原因分析及处理对策。 广惠高速罗岗互通立交 位于广州市白云区罗岗镇元 贝村附近,场地 为丘 陵地 貌单元, 其上部构造 采用了整体刚度大, 抗 扭性能好 的现浇箱梁,跨度 约 2 0 ~ 3 0 m,道 桥平面分别位于平面曲线 m 的圆 曲线上;桥墩采用圆形独、双柱墩和 薄壁墩,基础采用钻孔灌注桩基础 , 桩径 1 0 0 0 ~ 1 5 0 0 r a m。 H 匝道桥台单桩( 1 0 0 0 r a m) 承载力设计值 1 6 5 0 k N ,桥墩单桩 ( 1 2 0 0 r a m) 承载力设计值 2 9 5 0k N ; L 匝道桥 台单桩 (1 2 0 0 m m) 承载力设 计值 1 6 0 0 k N, 桥墩单桩 ( 1 5 0 0 m m ) 承载力设计值 3 2 5 0 k N 。在桥面主体结构施工完毕,部分区域土 回填后,发现 H 、 L 匝道桥台及桥墩处产生较大 沉降,其中最大沉降出现在 H 匝道 1 2 # 处 ,其 沉降量约为 9 e r a。是什么原因造成这些桩产生 这么大的沉降以及出现沉降较大的桩基础是否需要 进行加固处理,是本沉降事故所需解决问题的关键 所在,本文就是从此着手,详细介绍了此类情况的 沉降原因分析处理方法。 加上后期荷载后桩基沉降及桩底持力层安全度计算 (1)后期荷载后桩基沉降计算 考虑到后期荷载(包括后期填土、 未施工的结构载路 面通车后所受的活载等)作用于桩上后, 由于现填地 面沉降已稳定,因此,在桩基受到后期荷载作用降 时,桩基已不再受负摩擦力作用,而且负摩擦已擦 力;同时考虑到承台上部填土不能受拉,根据试桩 侧与土之间得相对位移量约为 4~6mm(对黏 6lOmm (对砂土)时, 摩阻力达到其极限值[31, 所以当后填 土的负摩擦力及桩身所受负摩擦力的 2 倍之和时期 沉降将小于 lem。 (2)加上后期荷载后桩底持力层全度计算 对于加上后期荷载后桩底持力层安全度的计算方 法,桩底的地基强度的计算同样按相关公式进行, 只是在求桩底的应力时。桩周摩擦力有变化,负摩 擦已变成正摩擦力。如果计算得出桩基持力层的全 度小于 2,则需要对桩底土行加固处理。 5 处理方案 (1)加固处理方案 对于这种沉降事故,可采用三管旋喷桩对桩底地基 进行处理加固[415],设计时主要需从两个方面进行 分析,一是加固后桩底持力层的安全度计算,此时 桩底地基宜按复地基进行分析计算;二是旋喷桩桩 身的受力计算,设计一要求桩身强度达到 2MPa。 具体分析过程从略。 (2)处理结果反馈 目前该桩基加固施工完毕已 1 年有余,通过对其进 行的高精度沉降观测显示,该基础经处理后最大绝 对沉降为 8mm, 这表明按上述方法进行分析是可行 的。 3 事故原因 考虑桩的负摩擦力的作用, 将各桩的荷载、 桩长、 桩径等参数代入相关公式, 即可求得各桩的沉降值, 沉降计算值表明,各桩在现荷载作用下的沉降计算 结果与实测结果是很接近的。这表明,承台以上填 土对承台引起负摩擦力及桩边土对部分桩身 (中性 点以上 )有较大一部分负摩擦力是桩顶发生如此大 的沉降的原因。 由于桩端持力层为全风化花岗岩层或砾质粘性 土、强风化、砾层,因此出现较大沉降的桩基础是 否需要进行加固处理主要是看桩基持力层的安全度 是否足够(不小于 2)。 代入适当参数即可求得目前桩底的地基强度, 由 于桩顶荷载和桩周摩擦力已知,因此可求得桩底的 应力,从而进一步求得桩底的地基强度的安全度。 计算结果表明:对计算沉降大于 3cm 的桩,目前桩 底持力层的安全度不足,应对其进行加固;对于沉 降小于 3em 的桩, 其桩基持力层的安全度能满足要 求,可不进行加固。 6 结语 根据以上分析,得出以下结论: (1)通过上述分析表明,广惠高速 H、L 匝道桩基发 生如此大的沉降是由于承台以上填土对承台引起的 负摩擦力及桩边土对部分桩身(中性点以上)有较大 一部分负摩擦力导致。 (2)在分析过程中,发现当桩底沉降较小时,一般其 桩底地基强度的安全储备则较大;同时当桩底沉降 较大时,一般其桩底地基强度的安全储备则较小, 这表明并不是没有计算负摩擦的桩都会产生沉降事 故,这要看负摩擦力的大小、桩底地基的性质,如 果桩底地基的强度不够,则可能会发生沉降事故。 (3)对于这种沉降事故,一般采用旋喷桩进行加固处 理, 主要原理是为了加强桩底地基强度的安全储备。 参 考 文 [1] 中国建筑工业出版社.1991 献 华南理工大学,浙江大学.地基及基础.北京: 4 相关计算 岩 [2] [3] [4] 土 力 学 2003 年 陆培炎 . 桩基设计方法 . 北京 : 广东省岩石力学 与工程协会, 1991.3 中华人民共和国水利部 . GB/T50145-2007 土的 工程分类标准[S]. 北京: 中国计划出版社, 2008. 陆培炎, 徐正华 , 地基强度与变形的计算。 西宁: 青海人民出版社,1979


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