基坑工程事故类型很多。主要针对无支护基坑和有支护基坑两种情况,无支护基坑的工程事故主要来源于开挖边坡的问题,有支护基坑的工程事故主要来源于支护结构的问题。有支护基坑工程的事故可分为两类:一是支护结构变形破坏,二是支护体系失稳破坏。在水土压力作用下,支护结构可能发生破坏,支护结构的形式不同,破坏形式也不同。渗流可能引起流土、突涌,造成基坑破坏。
(一)无支护基坑事故
无支护基坑一般深度在5m以内,施工期较短,放坡开挖,无支护基坑的主要事故是坑壁坍塌。放坡开挖的坡度、土质构造、地基土的湿度、基坑顶缘是否有动荷载等都是产生基坑坑壁坍塌的原因。
(二)有支护基坑事故
1.支护结构变形破坏
支护结构变形较大,或地下水位下降以及渗流带走地基土体中细颗粒过多时,虽然基坑边坡并不发生失稳破坏,但引起周围地面沉降和水平位移较大。若支护结构变形对周围构筑物及市政设施不造成危害,也不影响地下结构施工,则支护结构变形大是允许的,否则变形过大造成影响相邻构筑物或市政设施的安全使用,形成工程事故。(www.xing528.com)
2.支护体系失稳破坏
支护结构破坏形式很多,破坏原因也可能不同,有些事故很可能是几方面因素综合造成的。按照其主要破坏原因分为六类:支护墙体折断破坏、边坡整体失稳、基坑隆起破坏、踢脚失稳破坏、流土破坏、锚撑失稳破坏。
当支护墙体结构刚度不足以抵挡水土压力形成的弯矩时,墙体折断造成基坑边坡倒塌[图8-8(a)],对撑锚支护结构,支撑或锚拉系统失稳、锚撑支点断裂时,支护墙体结构承受弯矩变大,也要产生墙体折断破坏。悬臂式排桩墙最容易出现墙体断裂。当支护结构插入深度不够,或撑锚系统失效造成基坑边坡土体内部整体滑动破坏,称为边缘整体失稳破坏[图8-8(b)]。在软土地基中,当基坑内土体不断挖去,坑内外土体的高差使支护结构外侧土体由坑底向坑内挤压时,造成基坑土体隆起,导致基坑外地面沉降,坑内侧被动土压力减小,引起支护体系失稳破坏,称为基坑隆起破坏[图8-8(c)]。对内撑式和拉锚式支护结构,插入深度不够或坑底土质较差时,被动土压力很小,造成支护结构踢脚失稳破坏[图8-8(d)]。当基坑渗流引起流土,使被动土压力减小或丧失,造成支护体系破坏,称为流土破坏[图8-8(e)]。对撑锚式支护结构,支撑体系强度或稳定性不够,或拉锚力不够,将造成支护体系破坏,称为锚撑失稳破坏[图8-8(f)]。诱发支护体系破坏的主要原因可能是一种,也可能是几种,但破坏形式往往是综合性的。由整体失稳造成破坏也产生基坑隆起,也可能产生墙体折断和撑锚系统失稳;由撑锚系统失稳造成破坏也产生墙体折断,有时也产生基坑隆起、踢脚破坏等现象。
图8-8 支护体系破坏基本形式
(a)墙体折断破坏;(b)整体失稳破坏;(c)基坑隆起破坏;(d)踢脚失稳破坏;(e)流上破坏;(f)支撑体系失稳破坏
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