工程搶險(xiǎn)三例——廠房滑移、大廈失穩(wěn)與樓房失火(編輯修改稿)
2024-10-08 20:54 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 者的指導(dǎo)下，以及廣大在讀學(xué)子和讀者的關(guān)懷與幫助下，謬誤必會(huì)一一得到指正，內(nèi)容必會(huì)逐步得到充實(shí)與完善。謹(jǐn)此致意。 謝征勛謹(jǐn)識(shí) 二 00 四年二月于?？? 1 3 6 4 7 8 10 4 2 1 3 1 3 1 5 5 2 2 3000 1500 15 0 0 15 0 0 3 0 0 0 15 0 0 3 0 0 0 (a) 剖面圖 (b) 錨樁布置圖 圖 廠房滑移搶險(xiǎn)工程布置圖 注： 1. 鋼筋混凝土錨樁； 2. 毛石砌扶墻； 3. 連系梁； 4. 擋土墻； 5. 回填土加石壓重； 6. 千枚巖剪切破壞面； 7. 千枚巖基面； 8. 地表面； 9. 連系梁牛腿焊縫拉開處； 10. 花籃螺栓拉桿。 在錨坑開挖過程中，情況比較危險(xiǎn)，隨時(shí)有人擔(dān)任警戒，兩臺(tái)經(jīng)緯儀交替觀測擋土墻和柱列的外移變化?；ㄋ{(lán)螺栓拉桿確實(shí)發(fā)揮了作用，柱列承擔(dān)了擋土墻的下滑分力。在全部過程中，擋土墻和柱列基本上處于穩(wěn)定狀態(tài)。錨樁間回填的壓重土夾石工作完成后，拆除花籃螺栓，繼續(xù)進(jìn)行了跟蹤觀測，至今已使用 20余年，整個(gè)工程安全無恙。 第十六章工程搶險(xiǎn)三例 — 廠房滑移、大廈失穩(wěn)與樓房失火 大廈失穩(wěn)搶險(xiǎn)方案選擇 一 . 原因分析 大廈出現(xiàn)整體失穩(wěn)的原因只可能是樁基礎(chǔ)的水平失穩(wěn)或天然地基的整體失穩(wěn)。懸浮在軟土層或粉細(xì)砂層中的樁基礎(chǔ)，在擠土效應(yīng)和超靜孔隙水壓力效應(yīng)作用下，對(duì)水平力作用最為敏感，容易出現(xiàn)整體失穩(wěn)現(xiàn)象。在地震力作用下的粉砂土出現(xiàn)液化現(xiàn)象和軟黏土出現(xiàn)流變現(xiàn)象以后，土體顆粒呈懸浮狀態(tài)，失去自重應(yīng)力，也失去部分側(cè)向約束力，即主動(dòng)部分土壓力和被動(dòng)土壓力。由此導(dǎo)致的樁基或建筑物整體失穩(wěn)現(xiàn)象就更嚴(yán)重了。 二 . 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 大廈的結(jié)構(gòu)特征是整體性較好，空間剛度較大，有較大的基礎(chǔ)底盤與較大的基礎(chǔ)埋深。因而具有較強(qiáng)的抗裂損和抗傾覆能力。即使在失穩(wěn)情況下出現(xiàn)較大的頂點(diǎn)位移擺幅和較大的重心偏離形心現(xiàn)象，也仍然保持有較大的抗傾覆安全儲(chǔ)備，不容易導(dǎo)致傾覆危險(xiǎn)。對(duì)于樁基礎(chǔ)來說，還擁有很強(qiáng)的抗拔能力，傾覆危險(xiǎn)就更小了。 第十六章工程搶險(xiǎn)三例 — 廠房滑移、大廈失穩(wěn)與樓房失火 大廈失穩(wěn)搶險(xiǎn)方案選擇 三 .方案選擇 治理大廈失穩(wěn)病癥應(yīng)該在“穩(wěn)”字上下工夫。穩(wěn)與失穩(wěn)的分水嶺是極限平衡條件。像天平一樣，處于極限平衡條件下，就存在四兩可拔千斤的機(jī)遇。只須增加些許外力，就可轉(zhuǎn)危為安，扭轉(zhuǎn)局面。相反，只須在不利方向再增加些許外力作用，就可在頃刻之間形成坍塌事故。因此治理失穩(wěn)方案首先必須著眼于穩(wěn)住陣勢，不使情況惡化。然后逐步采取相應(yīng)的加固措施，改善地基與基礎(chǔ)的穩(wěn)定狀態(tài)。 四 . 工程實(shí)例 武漢某 18層大樓樁基失穩(wěn)事故分析 第十六章工程搶險(xiǎn)三例 — 廠房滑移、大廈失穩(wěn)與樓房失火 大廈失穩(wěn)搶險(xiǎn)方案選擇 1. 基本情況 武漢某 18層樓工程為剪力墻結(jié)構(gòu)，高 ，建筑面積 14600m2，建于漢口沿江軟土地段；筏基，板厚 1600mm，底盤尺寸近 30m見方；以 336根標(biāo)準(zhǔn)承載力 1000kN、 φ600mm的錘擊沉管擴(kuò)底灌注樁承重；樁間還設(shè)計(jì)了 394根擠密排水沙樁，后因施工困難取消；樁入土深，有效樁長 ，穿過淤泥及淤泥質(zhì)黏土進(jìn)入中密粉細(xì)砂持力層 1m～ 4m；中密砂厚度在 10m以上，下臥層為 ～ 石，以下層是基巖。樁基未做靜載試驗(yàn)，動(dòng)測抽查 63根樁，發(fā)現(xiàn)其中 13根存在缺陷，但有 9根屬挖掘機(jī)掘土過程中造成的表面砸撞損傷，只有 4根存在深部斷面缺損。應(yīng)認(rèn)為，樁身澆注的完整度是基本合格的。由于施工進(jìn)度快，從筏板施工到結(jié)構(gòu)封頂前后不到 5個(gè)月。封頂后約 3個(gè)月，于 1995年 12月 3日初次覺察大樓出現(xiàn) 470mm的相對(duì)傾斜。經(jīng)采取配重加壓、注漿、粉噴、錨桿、壓樁等多種措施，傾斜未終止，傾向卻有改變 (從東北改為西北向 )。頂端水平偏移量達(dá) 2884mm，被迫采取了控爆拆毀措施。 第十六章工程搶險(xiǎn)三例 — 廠房滑移、大廈失穩(wěn)與樓房失火 大廈失穩(wěn)搶險(xiǎn)方案選擇 2. 事故起因 事故形成因素自然是多方面的，教訓(xùn)值得吸取，具體責(zé)任則有待各方分別承擔(dān)。但從技術(shù)分析著眼，認(rèn)為主導(dǎo)原因還是單一的。有學(xué)者認(rèn)為，事故原因是由于基坑開挖程序不當(dāng)引起軟土側(cè)移，造成樁身傾斜彎折所致，并作了大量的理論計(jì)算工作來驗(yàn)證。但經(jīng)研究，認(rèn)為基坑開挖違反操作規(guī)程自是不當(dāng)，但絕非主導(dǎo)原因。因?yàn)閷?duì)于受擾動(dòng)的樁間土來說，尤其在超靜孔隙水壓力完全消退以前，其物理力學(xué)計(jì)算參數(shù)如含水量w、重度 γ、孔隙比 e、壓縮模量 E、側(cè)向反力系數(shù) Ks等已發(fā)生了根本變化，因此所有計(jì)算也失去了依據(jù)，何況根據(jù)有關(guān)資料理論計(jì)算，基坑開挖引起的樁頂水平位移值僅為 140mm～ 190mm，還在規(guī)范允許的樁頂水平誤差范圍內(nèi)，這說明基坑開挖不當(dāng)不應(yīng)成為事故主導(dǎo)原因。事實(shí)上基坑開挖深度只有 3m，僅在局部曾挖到 5m，高差有限。如果樁間土不曾受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，在群樁和土體共同工作條件下，土拱作用、嵌固作用、粘滯作用形成的樁土共同體的抗側(cè)向剛度決不致引起嚴(yán)重的樁土側(cè)移。即使基坑底面以上的樁身部分受到一些推移影響，至少不會(huì)導(dǎo)致全樁身彎曲彎折或傾斜位移。因此認(rèn)為，事故根本原因只是因?yàn)樵诖驑哆^程中的擠土效應(yīng)導(dǎo)致了樁間土的嚴(yán)重?cái)_動(dòng)破壞。擠土形成的強(qiáng)大側(cè)壓力導(dǎo)致新澆注樁身縮頸、彎曲、彎折、裂縫。根據(jù)設(shè)計(jì)，近30m 30m見方面積內(nèi)布置了 336根 φ600的錘擊沉管灌注樁，布樁率 (樁密度 )達(dá) 10％。按 φ900的擴(kuò)底面積計(jì)算，則布樁密度達(dá) 24％，擠土效應(yīng)是驚人的。擠土效應(yīng)和超靜孔隙水壓力造成的惡果不僅使樁身彎曲彎折，還會(huì)使地面隆起、樁身上浮、軟土失重、粉砂土液化。這就是樁基整體失穩(wěn)的根本原因。 第十六章工程搶險(xiǎn)三例 — 廠房滑移、大廈失穩(wěn)與樓房失火 大廈失穩(wěn)搶險(xiǎn)方案選擇 3. 傾斜機(jī)理 通過對(duì)工程地質(zhì)條件和設(shè)計(jì)與施工情況的研究，可對(duì)大樓的傾斜機(jī)理作如下分析。 (1) 在樁基完工 5個(gè)月以后，超靜孔隙水壓力已經(jīng)消除，被擾動(dòng)土體已基本固結(jié)。如樁尖能達(dá)到設(shè)計(jì)的持力層深度，單樁允許承載能力為 ，
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