陕西某商业综合体深基坑设计与事故分析处理讲义讲稿(附图丰富).ppt

《陕西某商业综合体深基坑设计与事故分析处理讲义讲稿(附图丰富).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《陕西某商业综合体深基坑设计与事故分析处理讲义讲稿(附图丰富).ppt（73页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、西安深基坑设计西安深基坑设计 与事故分析处理与事故分析处理2 内内 容容 西安地区基坑工程现状与发展 概念设计在基坑工程中的应用 深基坑事故与分析处理一、西安地区基坑工程现状与一、西安地区基坑工程现状与发展发展 深度逐步增加，体量不断加大，周边环境条件趋于复杂。深基坑支护方案多样化。新的施工工法不断引入。基坑工程典型基坑工程典型 万众国际项目：支护结构包含了临时性支护、永久性支护，以及临时永久相接合。基坑开挖后边坡高度各不相同，南侧基坑深度可达28m；西侧由南向北逐渐降低，基坑边坡高度由24.0m逐步降低到10m左右；北侧基坑边坡高度约10m；东侧为玫瑰园项目，基底标高暂定453.20m，高出

2、国际项目约10m。玫瑰园项目东侧为在建的金水湾项目。永久性挡墙永久性挡墙基坑工程典型基坑工程典型 爱家朝阳门广场：爱家朝阳门广场项目位于西安市长乐西路166号（长乐西路与环城东路十字东南角），建筑设计地上商业，地下三层，基坑开挖深度约18.8m。该项目东邻原搪瓷厂家属院住宅区，南邻在建商住楼，西邻环城东路及护城河，北临长乐西路及在建地铁项目。相邻建筑物长乐路基坑工程典型：基坑工程典型：西三爻小区高边坡西三爻小区高边坡西三爻某小区高边坡，采用特殊的支撑体系。高差约18m。小区地面规划建筑用地基坑工程典型：基坑工程典型：地铁某基坑地铁某基坑最近几年，西安地区民建基坑深度由6m急剧增加到接近30米。

3、究其原因，无非是建设工程用地紧张，对地下空间开发利用力度加大。这是岩土工程师的福音！基坑支护方案与工法基坑支护方案与工法 目前西安市常见的方案有土钉墙，复合土钉墙，排桩锚杆（锚索），以及衍生出来的土钉墙排桩锚索等等。新近出现的拉森钢板桩内支撑，以及SMW工法的支护方案 排桩内支撑的方案 以及其他少量应用的新工法二、概念设计在基坑设计的应用二、概念设计在基坑设计的应用 概念设计的定义概念设计的定义 基坑工程概念设计基坑工程概念设计 应用实例应用实例10概念设计的含义概念设计的含义 概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的一系列有序的、可组织的、有目标的设计活动，它表现为一个由粗到精、由模糊到清晰

4、、由抽象到具体的不断进化的过程。概念设计即是利用设计概念并以其为主线贯穿全部设计过程的设计方法。概念设计是完整而全面的设计过程，它通过设计概念将设计者繁复的感性和瞬间思维上升到统一的理性思维从而完成整个设计。基坑工程概念设计基坑工程概念设计设计案例：万众国际项目基坑设计案例：万众国际项目基坑2 20 01 13 3年年初初的的场场地地南侧标高468m左右标高451.0m20132013年年11 11月状况月状况工程概况工程概况原始地貌图27_t3.dwg拟建场地位于西安市南郊南湖东南侧，西邻南湖东路，芙蓉南路北侧，交通便利。勘察期间拟建场地东高西低，地面标高介于446.02461.38m之间。

5、地貌单元属少陵塬前缘（北坡）与湖积台地交接部位。据钻探揭露，场地地层由人工填土；第四纪晚更新世风积黄土、残积古土壤；中更新世风积黄土、残积古土壤、冲积粉质粘土及砂土组成。场地地下水属潜水类型。稳定水位埋深为2.8019.30m，稳定水位标高442.85444.92。主要由大气降水、地下与地表径流补给，并通过自然蒸发、地下径流与人工开采等方式排泄。水位年变化幅度为12m。典型地质剖面图典型地质剖面图设计思路设计思路 首先收集足够的资料，了解客户要求。了解周边环境条件，确定基坑开挖对周边环境的影响 确定基坑支护的大体方案。设计安全标准的确定：根据不同的基坑深度和周边环境条件确定基坑安全等级 根据不

6、同的基坑周边环境条件确定设计原则：承载力能力极限状态或者正常使用极限状态 变形控制的标准特殊情况的分析特殊情况的分析u自然地形南北高差约为20m，形成永久性高差，对建筑物的影响。是否按照永久性边坡设计u东侧方向本项目国际与玫瑰园之间设计存在高差，怎么考虑施工阶段的支护以及建成以后的永久性问题u东侧玫瑰园与金水湾之间建筑物基底高差的永久性支护问题u基坑面积大，使用周期长，如何缩短基坑使用周期u基坑降水的影响其他各种控制性设计要素的了解其他各种控制性设计要素的了解 施工坡道的位置与设置 洗车台的位置 塔吊、临建、材料堆放 水源、卫生间、饭堂的位置与排水条件 可能的地基基础方案是否会影响到基坑支护。

7、如管桩施工是否会影响基坑安全，挤密桩预处理是否会影响等等 相邻场地的施工进展情况解决方案解决方案 关于南北高差形成永久边坡，与结构设计沟通，能否采取结构措施解决 国际与玫瑰园之间按照现场条件以及地基处理措施，施工进度计划，永久性支挡措施无法一次性到位，怎样兼顾 玫瑰园与金水湾之间的支挡措施 总体施工计划确定：对工况的把握一些概念性的设计及参数确定一些概念性的设计及参数确定 排桩锚索以及叠合墙的做法 双排桩-箱型（扶壁式）挡土墙 考虑长期变形的柔性框架式支挡结构 在狭小空间内解决支挡问题（国际与玫瑰园之间）如何考虑桩基础建筑物对基坑产生的附加荷载 如何让考虑地震作用 施工预案分析场地原始地貌场地

8、原始地貌南侧基坑方案南侧基坑方案完工后完工后西侧方案西侧方案支护结构与建筑物之间的关系支护结构与建筑物之间的关系无肥槽开挖方案无肥槽开挖方案使用周期最小缩短降水持续减少安全性提高支护结构与建筑物之间的关系支护结构与建筑物之间的关系国际与玫瑰园之间挡土墙施工国际与玫瑰园之间挡土墙施工国际与玫瑰园之间国际与玫瑰园之间在建设方确定永久在建设方确定永久性支护之前，万众国性支护之前，万众国际与玫瑰园之间已施际与玫瑰园之间已施工完成原设计的护坡工完成原设计的护坡桩及桩顶以上的桩板桩及桩顶以上的桩板式挡墙，玫瑰园南侧式挡墙，玫瑰园南侧已施工完成部分护坡已施工完成部分护坡桩及桩顶以上的桩板桩及桩顶以上的桩板式

9、挡墙，本次设计方式挡墙，本次设计方案在考虑利用已施工案在考虑利用已施工的支护结构的基础上，的支护结构的基础上，增加护坡桩、对拉锚增加护坡桩、对拉锚索、挡墙结构等保证索、挡墙结构等保证边坡安全。边坡安全。处理方案处理方案施工后施工后挡土墙工程桩工程桩支护桩对拉锚索对拉锚索对拉锚索对拉锚索玫瑰园与金水湾之间玫瑰园与金水湾之间玫瑰园场地玫瑰园场地金水湾项目永久性支挡结构永久性支挡结构永久性支挡结构永久性支挡结构上部挡墙上部挡墙下部双排桩厢式挡土墙厢式挡土墙挡土墙设计必须考虑的工况条件挡土墙设计必须考虑的工况条件 设计使用年限 变形总量 变形速率 水的作用 可变荷载 塔楼的侧限保证和抗震问题，以及嵌固

10、深度永久性工况玫瑰园南侧临时性支挡变更为永久性支挡玫瑰园南侧临时性支挡变更为永久性支挡本工程基坑及边坡支挡概念设计本工程基坑及边坡支挡概念设计 设计条件的确定十分重要 施工工序 设计的可行性 建设方对设计方案的变更调整带来的问题三：基坑事故分析与处理三：基坑事故分析与处理 黄土基坑坍塌原因分析统计黄土基坑坍塌原因分析统计 基坑坍塌典型案例-获取更多信息获取更多信息列出竞争分析（或其他相关文档）的位置或联系人黄土基坑坍塌原因分析统计黄土基坑坍塌原因分析统计事故原因事故原因勘察有误勘察有误设计缺陷设计缺陷施工质量施工质量建设方建设方雨水（降雨水（降水）水）管道破裂管道破裂频数34113119频率0

11、.0730.0980.2680.0730.2680.220黄土基坑事故可能原因分析黄土基坑事故可能原因分析 工程勘察不满足基坑工程要求 工程设计安全性较差，不完整，可行性差 工程施工管理混乱，未能坚持信息法施工，动态管理 水患、环境、不良地质条件等 工程建设方对于基坑工程重视程度不足以上统计的结果分析以上统计的结果分析 累计接近80%的坍塌原因有三项：施工质量，降雨，管道泄露。而与水有关的两项占到基坑坍塌原因的近五成 勘察、设计不周带来隐患也是重要原因 建设方的原因也占有一席之地一组基坑坍塌图片一组基坑坍塌图片管道漏水基坑东北角医院制剂楼渗井长期渗水及有害液体，使该段基坑边侧土体处于饱和状态，

12、土体强度降低，而支护桩设计时按岩土工程勘察报告提交的天然状态土的物理力学指标计算，使得设计结果与实际情况有较大出入，造成桩配筋不足，主动土压力增加，使桩处于不平衡状态，在开挖至一定深度时桩被剪断，这是导致基坑事故的最主要原因。原因：勘察不详设计不完善，随意变更，漏水，管理混乱护坡桩折断，锚拉体系失效，杂填土深厚止水帷幕在沙石地层内未能完全搭接，水位上升后管涌整体倒坍墙面漏水水源以及杂填土水源以及杂填土桩折断锚拉体系施工质量较差一墙之隔的水源明显的渗漏渗漏原因复杂基坑坍塌典型案例基坑坍塌典型案例工程概况：工程概况：距基坑南侧约距基坑南侧约1824m1824m三层的门诊部和五层的医三层的门诊部和五

13、层的医技楼，基坑西侧相邻为四层的原有建筑（办公和商业），距基坑西技楼，基坑西侧相邻为四层的原有建筑（办公和商业），距基坑西北侧约北侧约19m19m四层厂房，距基坑东北侧约四层厂房，距基坑东北侧约20m20m为为2424层的办公楼，基坑层的办公楼，基坑东侧道路。东侧道路。基坑设计：基坑设计：基坑开挖深度基坑开挖深度15.6m15.6m，采用土钉墙，采用土钉墙+桩锚支护，桩锚支护，于于20112011年年1 1月月1010日进行专家论证，并通过了方案。日进行专家论证，并通过了方案。20112011年年2 2月月2222日，日，建设方提出开挖深度为建设方提出开挖深度为18m18m，对原方案进行了设计

14、变更，对原方案进行了设计变更地质条件：地质条件：场区地下水属潜水类型，地下水稳定水位埋深为场区地下水属潜水类型，地下水稳定水位埋深为14.815.014.815.0层号层号岩土名岩土名称称土层厚土层厚度度/m/%/kN/m3eILIP固结快剪固结快剪标贯标贯(击击)层号层号c/kpa/1杂填土6.8012黄土状土1.8724.117.20.9210.5511.2242223黄土4.3123.8180.8400.5011.5252334古土壤3.9922.218.70.7460.2712.3262445粉质粘土7.4324.019.40.7030.4312.3302455-1细砂2.2332.4

15、5-16粉质粘土9.832319.60.6700.3212.513.466-1中砂1.9337.76-17粉质粘土11.6923.219.50.6830.3212.777-1中砂1.3045.77-18粉质粘土10.5323.619.60.6850.3312.888-1中砂2.6754.78-19粉质粘土7.1523.519.60.6780.3812.699-1中砂6.2474.09-110粉质粘土2.4323.519.60.6830.3512.710坍塌情况坍塌情况 2011年9月，基坑南侧地下管道漏水至基坑侧壁。9月中旬，遇上雨季，降雨量较大，南侧未做好防水、隔水措施，基坑侧壁雨水入渗，基

16、坑变形加剧，基坑坍塌。土钉墙上部整体滑塌，部分土钉被全部拔出，护坡桩折断，第一排锚杆有部分被拔出，基坑坍塌长度约70m.基坑坍塌的原因：基坑坍塌的原因：设计缺陷及基坑周边浸设计缺陷及基坑周边浸水是事故的直接原因水是事故的直接原因 工程管理混乱，设计变更严重违反工程原则。基坑整体稳定性安全系数为1.3881.3，满足要求。对基坑抗倾覆稳定性验算，抗倾覆安全系数仅为0.9301.2,不满足要求。校核配筋发现，桩需要配筋9055mm2，而实际配筋6912mm2（22B20）,桩的配筋不足。严重违反设计原则的概念。基坑坍塌区（南侧）原为砖厂，局部有大约10m多厚的杂填土，但设计人员未考虑，所取的岩土物理力学参数大相径庭。对岩土状况掌握不清！南侧医院的地下管道漏水及雨水入渗，坑边黄土浸水饱和软化，凝聚力c、内摩擦角急剧降低(一般黄土浸水饱和后c值降低约为原值0.43倍，值降低约为原值0.83倍61)，诱发了基坑坍塌。未作饱和验算！水！验算项目验算项目开挖深度开挖深度/m整体稳定整体稳定性安全系数性安全系数抗倾覆稳抗倾覆稳定性安全系定性安全系数数桩计算配桩计算配筋面积筋面积/m2桩实际配桩实际配筋