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          基坑的這幾種失穩形態,學了漲知識!

          作者:管理員發布時間:2020/8/10 11:14:48

          分享至:

          基坑工程的設計計算一般包括三方面的內容,即穩定性驗算、支護結構強度設計和基坑變形計算。

          穩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定性的能力。

          支護結構強度設計是指分析計算支護結構的內力使其滿足構件強度設計的要求。

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


          基坑邊坡的坡度太陡,圍護結構的插入深度太淺,或支撐力不夠,都有可能導致基坑喪失穩定性而破壞。基坑的失穩破壞可能緩慢發展,也有可能突然發生。有的有明顯的觸發原因,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。
          基坑破壞模式根據時間可分為長期穩定和短期穩定。根據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形態和破壞機理,是基坑穩定性分析的基礎。《建筑地基基礎設計規范》(GB50007)將基坑的失穩形態歸納為兩類:
          一、因基坑土體強度不足、地下水滲流作用而造成基坑失穩,包括基坑內外側土體整體滑動失穩;基坑底土隆起;地層因承壓水作用,管涌、滲漏等等。
          二、因支護結構(包括樁、墻、支撐系統等)的強度、剛度或穩定性不足引起支護系統破壞而造成基坑倒塌、破壞。


          1、根據圍護形式不同,基坑的第一類失穩形態主要表現為如下一些模式。

          (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構,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,導致墻體向坑內傾覆。
          c. 當坑內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)內支撐基坑
          內支撐基坑是指通過在坑內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),由于圍護結構的止水設施失效,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構失穩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移動,產生隆起破壞。
          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,會產生管涌,嚴重時會導致基坑失穩。
          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)內分區放坡挖土,由于放坡較陡、降雨或其他原因導致滑坡,沖毀基坑內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,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、基坑第二類失穩形態根據破壞類型主要表現為以下幾種。


          (1)圍護墻破壞
          此類破壞模式主要是由于設計或施工不當造成圍護墻強度不足引起的圍護墻剪切破壞或折斷,導致基坑整體破壞,例如擋土墻剪切破壞,柔性圍護墻墻后土壓力較大,而圍護墻插入較好土層或者少加支撐導致墻體應力過大,使圍護墻折斷,基坑向坑內塌陷。

          (2)支撐或者拉錨破壞
          該類破壞主要是因為設計支撐或拉錨強度不足,造成支撐或拉錨破壞,導致基坑失穩。

          (3)墻后土體變形過大引起的破壞
          該類破壞主要是因為圍護墻剛度較小,造成墻后土體產生過大變形,危及基坑周邊既有構筑物,或者使錨桿變位,或產生附加應力,危及基坑安全。

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