目前,发现基坑护壁失效,采用的方法是停止开挖或回填土方等,收效甚微。
1 坚持分层分段开挖与支护的原则
一般情况下,边坡破坏有一个从局部开始,逐渐扩大的过程。首先产生局部破坏的部位为突破点。当某部位土体应力达到或超过其强度时,突破点开始破坏,并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值,使破坏面扩大。城市高层建筑的发展,使基坑深度日益增大,边坡也越来越陡立(一般在80~90°)。目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60°左右建立的,与陡立边坡的初始受力状态有较大差异。边坡开挖后,破坏了原自然土体的三向受力状态,在开挖面附近产生一个高能区。其中一部分能量传给周围土体,一部就成为使土体变形的动力。对近于直立的边坡,若一次开挖深度太大,积聚的能量就很大,有可能成为破坏的突破点而产生塌方。所以施工中必须控制开挖面的长度与深度,并进行快速支护,使支护尽早发挥效能,达到控制和消灭破坏突破点的目的。分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放。前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位,有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位。当下一层段开挖后,就被后期开挖段吸收并释放。因此,分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程,最后总的开挖能量留在坡面的较少,这对整个破面的稳定是有利的。
边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容,在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位,这是划分层段的重要依据。据此绘出每一坡面的层段开挖图,作为施工依据,并在施工中根据具体情况进行调整。
2 信息反馈是基坑施工的重要组成部分
所谓施工过程中的信息反馈基本上指两方面:一是指坡面开挖过程中对暴露出来的地质构造、地下水分布的变化及未知地下建筑物的信息反馈;二是指施工过程中对边坡位移及应力监测的信息反馈。其中,施工中发生侧移有以下原因:
(1)土力学的模糊性:土的层面结构多变,影响因素多,物理力学性能分散性大。其结构计算原理及各种参数取值有较大的模糊性,不可能一次计算到位。
(2)外力作用下的变形。
(3)施工阶段的不稳定性。
3 支护结构的革新
(1)从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护,都是将平面结构改变为空间支护结构,利用拱的作用,一方面减小土对桩的侧向压力,另一方面将结构受弯变为拱圈受压,充分发挥混凝土的受压特性,降低了工程费用。
(2)从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法,是将基坑支护桩和地下室墙合在一起,将地下室的梁板作为支护,从地下室顶往下施工,地下室外墙也施工。它的优点是节约投资,在地下水丰富、不易降低水位地区,尚须作防水帷幕。
(3)发展新的支护方法。近年来,喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用,并显示了显着的经济效益。它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑,完全抛弃了传统法及其被动支护概念,以尽可能保持、显着提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度,变土体荷载为支护结构体系的一部分。它主动支护土体,并与土体共同工作,具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30~60天以上,工程造价低10%~30%.支护最大垂直坑深18m,建筑淤泥基坑深达10m。
4 进一步研究基坑支护理论
可以看到,随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程,基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题。因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论,尤其是新型支护方法的计算理论,乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。
5 探讨基坑护壁抢险技术
如前所述,基坑工程的破坏率较高。因此,配合施工过程的监测与信息反馈技术,进行基坑护壁抢险技术的探讨非常必要。因此在支护设计或确定施工方案时,就必须考虑基坑护壁的抢险措施。如基坑护壁帷幕漏水化学灌浆抢险技术,具有简单、经济。快速和有效的特点,是目前基坑漏水涌砂最好的抢险补救方法。