基坑工程的幾種失效模式

1、基坑工程的幾種失效模式20世紀80年代，修建的高層建筑、地下室一般是12層基坑， 埋深最多47m，因此，基坑支護絕大多數采用齊廣君鋼板樁支護。進 入20世紀90年代，高層建筑、地下室發(fā)展到35層，如用鋼板樁支 護，已沒法滿足支護工程的安全要求，所以，基坑支護頻凝發(fā)生朱效。 據統(tǒng)計，在軟十地區(qū)，基坑支護失效每年達1 /4左右;在其他地區(qū)，基 坑失效也達10%15%以上。主要原因是設計、施工都缺乏經驗。以后 建設部下文要求基坑深度達到7m時，各地必須對基坑支護方案多地經 過專家評審后，方能施工。根據我們調查，基坑工程的失效模式有以下幾種：1）整體失穩(wěn)整體失穩(wěn)是指在土體中呈現出形成了滑動面，圍護結構

2、連同基坑 外側及坑底的土體一起喪失穩(wěn)定性。一般的失穩(wěn)形態(tài)是圍護結構的上 部粘滯性向坑外傾倒，支護結構的底部向坑內移動，坑底土體隆起， 坑外地面下陷。2）坑底隆起坑底隆起是指坑底十體產生向上的塑性變形?；娱_挖以后，坑 底向上位移的原因有兩種;一是進港引起的回彈，其數值較小;另一種 是在開挖引起的壓力差作用下，十體中產生的塑性變形，這種變形如 果數量并不大，表示則表示土體中的塑流已經在所難免，如果支護結 構內會和內支撐能形成整體性好的體系，則塑流僅引起坑外垂直下沉， 影響環(huán)境安全；如果是自立式在結構上形態(tài)或節(jié)點強度差的支撐體系， 隆起可能是整體失穩(wěn)的前兆;如果穩(wěn)定性不能得到有效的控制，就會發(fā) 生

3、整體性失穩(wěn)。3）圍護結構傾覆失穩(wěn)圍護結構的傾覆失穩(wěn)豐要發(fā)生在重力式結構或懸臂式支護結構， 重力式結構在外主動樟葉壓力的作用下，圍護結構繞其下部的某點轉動，支護結 構的底端向坑內傾倒。抵抗傾覆失穩(wěn)的力矩主要由圍護結構自身的重 力形成，坑底的被動波速也足以構成頑抗抵抗力矩的因素。關于轉動 中心的位置有不同的看法，傳統(tǒng)的方法是將轉動中心放在支護結構的 前脊骨，但也有認為繞前趾上面或下面的某一點轉動合理，特別是軟 土地區(qū)，由于基底土比較軟弱，在力矩作用下，前在趾有下沉的可能。4）配電室滑移失穩(wěn)圍護結構的滑移失穩(wěn)亦主要發(fā)生在爆發(fā)重力式結構中，心理壓力 在坑外主動土壓力的作用下，基希納向坑內平移。抵抗溫移

4、的陽力主 要由支護體底面的糜阻力以及內側的被動十壓力構成。當坑底土軟弱或圍護結構底部的地基土軟化時，墻體發(fā)生滑 移失穩(wěn)。5）圍護結構底部地基承載力失穩(wěn)重力式圍護結構的底面壓力過大，地基承載力不足引致失穩(wěn)。由 于在圍護結構二十的外側還作用著十壓力，因此，其合力是傾斜的。 在傾斜荷載作用下，地基十發(fā)生向坑內的擠出，圍護結構產生不均勻誘發(fā)的沉降，誘發(fā)可能導致部分圍護結 構的開裂損壞。6）踢腳失穩(wěn)在單支撐的基坑中均，可能將發(fā)生繞支撐點轉動，圍護結構上部 向坑外飄散，支護結構的下部向上翻的形態(tài)失穩(wěn)模式，故形象地稱為 踢腳失穩(wěn)。在多支撐的圍護結構中一般不會產生踢腳失穩(wěn)，除非其他 支撐都已失效，只有一道支撐

5、起作用的情況。7）止水帷幕功能腐蝕失效和坑底滲透變形破壞止水帷幕喪失擋水功能，產生滲漏、涌水、流土或流砂。由于水 土流失使基坑外地而下沉、塌陷，導致鄰近破損建筑物的開裂和損壞。引起圍護結構止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素，其次是設計 因素概念設計和材料因素。由于改建工程質量低劣，止水帷幕有冰冷 或裂縫，成為漏水的通道，這是最普遍的異常現象；止水帷幕設計過短， 沒有全部切斷透水層也是漏水龜裂的可能原因。由于止水帷幕失效產生過大的水力坡降引起坑底滲透變形破壞。 坑內采用排水或降水措施后，造成了坑內外的南溪差，地下水在水頭 差的作用下向坑內滲流，在滲流出口處隨身帶十的細貼粒被帶出，或 十題率處于

6、懸澤狀態(tài)初始狀態(tài)潤通出。這種由滲透引起的擾亂環(huán)，因 破環(huán)機理不同而有各異的名稱，如管涌、流砂或流土。如不及時制止，由滲 透變形引起的坑外十體的位移和陷落是相當嚴重的。8）圍護結構的結構性破壞圍護結構的結構性破壞是指圍護體本身發(fā)生開裂、折斷、剪斷或 壓屈，致使結構失去了承載能力的破壞模式。結構性損壞的原因可能是方案性損壞的出錯;如支撐體系不當或圍 護結構不閉合;設計計算時，荷載估計不足或結構材料強度估計過高； 支撐或圍檁截面不足腐蝕導致破壞。此外，結構節(jié)點處理不當，也會 因局部失穩(wěn)而引起整體破壞;特別在鋼支撐體系中，節(jié)點多，加工與安 裝質量小量，節(jié)點處理中包括支撐和墻體地基的連接處，如不設置圍 檁或連接強度不夠等內部結構都會引起結構破壞。9）支撐和錨桿、錨體系失穩(wěn)破壞支、錨體系的失穩(wěn)破壞包括兩種不同的模式。錨桿的破壞拔出首 要表現為錨桿的拔出、斷裂或預應力緊繃;十錨的破壞大多是輕度的， 群錨的破壞實際上是的失穩(wěn)而并非是錨桿的結構