1、第!卷 第#期建 筑 結(jié) 構(gòu)年#月#$浙江某實驗大樓基坑坍滑事故的整體穩(wěn)定性分析張弭（杭州市勘測!%$%#）提要 對浙江某實驗大樓基坑坍滑進行反分析研究，結(jié)果表明土釘墻支擋結(jié)構(gòu)不僅存在整體滑移問題，而且還存在邊坡外部整體滑移問題。分析表明，土釘墻支擋結(jié)構(gòu)邊坡外部整體滑移破壞特別易發(fā)生于軟弱地層中，設(shè)計時應(yīng)引起足夠重視。 土釘墻 支擋結(jié)構(gòu)整體滑移 外部整體滑移 穩(wěn)定分析!#$% ?:=:(8/A)=B+BB:，5()06/-!%$%#，C/+)(）-+.#&*1#：D-84+)0B-B/:()B+()(F;=+=8:=:(8/-)B/:=F+G-HB/:G+B-H(B:=B,+F4+)0，+B+

2、=/-I)B/(BB/:=B(,+F+B;-H=-+F)(+FI(FF/(=)-B-)F;B/:+):8+)B:08+B;=F+GG8-,F:J，,B(F=-B/:-B:84:G+)B:08+B;=F+GG8-,F:JKL/:8:=FB=/-IB/:-B:84:G+)B:08+B;=F+G4:=B8-;-H=-+FB-+)4:=+0)K)(+FI(FF+=:(=;B-/(GG:)+)=-HB=-+F(8:(KABJ=B,:G(+4(BB:)B+-);$(/&2.：=-+FI(FF；=GG-8B+)0=B8B8:；+)B:08+B;=F+G；=B(,+F+B;()(F;=+=)(+F一、工程概況

3、浙江某實驗大樓構(gòu)支護，全長#%$J，深裂縫，后緣地面最大張裂縫寬度在#OJ 之間，中間最寬處為%!$J，裂縫深度約$T$J?；w范圍內(nèi)料池和混凝土攪拌機發(fā)生嚴重傾斜。坑口土釘墻混凝土面板和松木樁發(fā)生嚴重開裂和彎曲?；悠茐氖一庸こ滩捎猛玲敁鯄Y(jié)度MN$J，局部MNOJ，基坑平面呈長矩形，支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計詳細情況為：土釘直徑!#$，以后的平面狀況。傾角%$P，錨孔孔徑%!$JJ，配漿水灰比$N，噴混C#$凝土厚%$JJ，掛網(wǎng)配筋!MN!#$Q#$，土釘自上而下共五道，長分別為M，O，%#，%#，OJ，在電梯井位置長度分別為M，O，%R，%R，%RJ。超前支護采用!#$ 松木樁，長MJ，間距$N!J

4、?？觾?nèi)工程樁采用!R$QO$預(yù)應(yīng)力管樁，樁長$J。二、坍滑狀況整個基坑土釘墻圍護結(jié)構(gòu)于#$# 年R 月! 日施工完畢。一個后，在坑內(nèi)鋪排塊石墊層施工期間， 于R月O日晚上%時左右突然發(fā)生坍滑。坍滑以后，圖% 實驗大樓土釘墻基坑坍滑平面圖基坑內(nèi)土體發(fā)生隆起，最大隆起量約S$N$J，至R月S日上午%時搶險以前仍以每小時RN$J 的速率向上隆起，隆起范圍最大寬度約%$J，長度M$J，形狀呈半三、場地的工程地質(zhì)狀況工程位于浙江省沿海地區(qū)平原西部曹娥江沖圓弓形。隆起破壞范圍內(nèi)約有#M根長$J 的!R$Q沉積區(qū)。在基坑坍滑地段下部分布有三個主要地質(zhì)層：層# #為粉質(zhì)粘土層，灰黃色，可塑，厚度#N$J，頂

5、部填埋有厚$NJ 的建筑道碴；層$ # 為粘質(zhì)粉土層，灰色，很濕，稍密，粘粒含量約%#U，厚度#N#J 左右， 該層土的滲透系數(shù)小（!V#NMQ%$ J=），給水性差（給水度V$N%），屬弱滲水性含水層，施工期間發(fā)現(xiàn)，開挖面水量不大；層% %為淤泥質(zhì)粘土，灰色，飽和，流塑，厚層狀，高壓縮性，厚度%!#J。層% # 為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。各土層的主要物理力學(xué)性質(zhì)見表%。的預(yù)應(yīng)力工程管樁發(fā)生程度不一的偏斜，最大偏斜O(jiān)$量發(fā)生于距基坑壁最近的一排管樁，樁頭偏斜量經(jīng)實測約有!$J 之多。坍滑以后坑外土體明顯下沉，最大下沉 量約為OJ，次日上午 %點搶險以前經(jīng)實測仍以每小時!N$J 的速率下沉，滑體平面形狀

6、同坑內(nèi)隆起破壞平面形狀相似，呈半圓弓 形，南北 最大寬度距坑口約 SN$J，東西長度約MJ，滑體內(nèi)有多條大小不一的張M土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的外部整體滑移穩(wěn)定性05驗算各土層主要物理力學(xué)性質(zhì)指標表!同理，根據(jù)土釘墻支擋結(jié)構(gòu)失穩(wěn)后，實地勘查測量的滑動面，將滑動邊坡作為一個整體驗算其產(chǎn)生整體滑移的穩(wěn)定狀況（圖7），計算結(jié)果：#20;（ 土抗 釘抗） 滑動 ;&5469。滑體后緣出露的滑動面傾角經(jīng)羅盤測量約為87-。搶險時卸土開挖后，發(fā)現(xiàn)土層內(nèi)滑動面往下逐漸變緩且伴有明顯的擦痕，并從測斜管457$ 位置的突變點和松木樁底部通過進入到基坑內(nèi)。卸土?xí)r還發(fā)現(xiàn)滑體內(nèi)外地層有明顯的錯動移位，最大移位量約6&)$?？觾?nèi)

7、土體隆起方量與坑外土體下沉方量基本相等。圖0為施工和搶險期間經(jīng)實地勘查測量了解到的土釘墻支擋結(jié)構(gòu)破壞、地層錯位現(xiàn)狀。圖% 為坍滑前的位移移動速率及最大位移監(jiān)測結(jié)果。四、基坑坍滑的整體穩(wěn)定分析注：圓心坐標 ( 由圖7確定，滑弧半徑 & 和滑動面根據(jù)滑動弧切過坡腳確定圖: 土釘墻支擋結(jié)構(gòu)整體滑移破壞模式依據(jù)基坑坍塌后的破壞情況，結(jié)合實地后的勘查結(jié)果，對土釘支擋結(jié)構(gòu)存在的內(nèi)、外整體失穩(wěn)問題作如下分析驗算。土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性驗算.5根據(jù)滑動面圓心坐標和圓弧半徑 & 經(jīng)過坡腳的反分析計算（圖:），驗算支擋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定： #2.;（ 土抗 釘抗） 滑動 ;.509圖7 土釘墻支擋結(jié)構(gòu)外部整體滑移

8、破壞模式通過上述基坑失穩(wěn)后的反分析驗算結(jié)果可見，土釘墻同樣存在支擋結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)問題，即所謂整個支擋結(jié)構(gòu)和坑外土體一起向坑內(nèi)滑動。區(qū)土體難以抵擋坑外土體傳來的下滑力，產(chǎn)生向坑內(nèi)的整體滑動破壞。分析結(jié)果表明，土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的整體滑移失穩(wěn)特別容易發(fā)生于開挖軟弱土層坑。因為在軟弱地層中，土釘支擋結(jié)構(gòu)的基滑弧下切深度一般都較深，滑體絕大部分在軟弱地層中，對于飽和軟粘土來說，由于土的抗剪強度指標$ 和! 值過小，提供的土體抗滑力有限，當(dāng)土釘不能提供足夠的抗拔力來抵抗坑外土體傳來的下滑力時，便發(fā)生支擋結(jié)構(gòu)沿一定下切深度的坑內(nèi)、坑外土體大滑坡。這也是軟弱地層中土釘墻支擋結(jié)構(gòu)與其它地層相比較開挖深度有限（一般

9、不超過95&$）的一個主要原因。在軟弱地層中土釘墻支擋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定不僅有滑動弧經(jīng)過坡腳的整體穩(wěn)定問題，而且還有滑動弧下切坑底一定深說明：%=號測斜孔土體滑動后，深度457$位置因位移突變，測斜十分圖0 施工和搶險期間邊坡坍滑、地層錯位勘查現(xiàn)狀度的邊坡外部整體滑移穩(wěn)定問題。從觀測情況來看，若軟弱地層中基坑開挖深度超（下轉(zhuǎn)第98頁）87圖% 基坑監(jiān)測位移3深度曲線土層含水量!（!）重度!（#$%）孔隙比&塑性指數(shù)#液性指數(shù)#(直剪固結(jié)快剪直剪不固結(jié)快剪壓縮系數(shù). 0 （1+,） .土釘水平摩阻力強度%2（+,）$)*（+,）!)*（-）$*（+,）!*（-）30#30$3.$30045&%.5%:9

10、59:%59.45&.65%.85%.85%&567% &54:9.5%0%.5098.54657.958.:58&577 &56:.50&.5:9.86.& 4.%570&5&45%.75:.9895%459.750:5.&5%6 &5%6.50.&569%& 07.0.7對接，然后與主管相貫。由于主管與雙彎曲下弦管不共面，只能現(xiàn)場放樣確定相貫線。最后連接其它桿件。成對制作拼裝，然后吊裝。當(dāng)一榀吊裝到位，經(jīng)高程、垂直度復(fù)核合格后，用吊桿臨時支撐，待第二榀吊裝就邊界處理。膜片安裝順序為：首先安裝 )，然后安裝 !，進而安裝+)，隨后峰膜與谷膜相交叉安裝由東向西進行，直到 *，+,。安裝 -)!

11、.)，-!.!。最后安位，再連接四根連桿。層! 六個拱由東向西逐個裝 /)，/!，-)與 /)，-!與 /!需要整體調(diào)試六、結(jié)語。安裝。端拱為非對稱，重約!#，跨度近$%，單片拱較柔，吊裝難度較大。在風(fēng)雨操場設(shè)計、制作、安裝整個過程中有不少經(jīng)膜結(jié)構(gòu)制作與安裝驗值得總結(jié)：)）從設(shè)計看，膜面曲率跨度應(yīng)!&膜結(jié)構(gòu)分割為六件標準峰膜 )!*，五件標準優(yōu)化，端膜形式應(yīng)適當(dāng)調(diào)整，局部曲率突變增加了細部處理難度，高空百葉窗的擋水應(yīng)特殊設(shè)計，應(yīng)設(shè)計必要谷膜+)!+,，兩件端峰膜 -)!-!，兩件.)!.!，兩件端膜 /)!/!（圖0）。裁切線與建筑主軸線平行，峰膜以拱頂對稱。裁剪控制原則：最大寬度不大于)0，

12、端膜,片界線對縫。采用非協(xié)調(diào)應(yīng)變補償?shù)暮驮O(shè)施；!）從工程質(zhì)量管理看，各種構(gòu)件的品質(zhì)、制作誤差必須嚴格把關(guān)，如拱段曲率、整體曲率等，現(xiàn)場預(yù)埋件、柱腳位置高程方位必須嚴格符合要求，每一道主工序完成后須簽字確認方可進入后續(xù)工序。設(shè)計，與連接邊界膜不補償，其它膜片邊長經(jīng)向不超過)1 、緯向不超過&,1，邊緣索與支承索按協(xié)調(diào)雖然工程設(shè)計有些之處，但總體還是成功的， 并榮獲!$年度土木工程優(yōu)秀結(jié)構(gòu)設(shè)計二等獎。教授以及為工感謝浙江大學(xué)程建設(shè)作出貢獻的各合作參考和個人。文獻土木工程2膜結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程（3-/)4,!）2)&!& 56789:; 著，曹俊杰 譯2空心管結(jié)構(gòu)設(shè)計指南2科學(xué) )&4*)），從而基坑發(fā)生外部整體性滑移失穩(wěn)，使坑內(nèi)工程樁偏斜。工程坍滑事故還表明，在軟弱地層中進行土釘墻支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計，除需進行必要的整體滑移穩(wěn)定驗)& BC:=#+2DC:%6EFGHE7#ICECG#9E=IJ9=#:H7#H:9=GC:K9:%6E9E#LHIJF( IEM=2/EMIE99:IEM=#:H7#H:9，)，（!)）2算外，驗算支擋結(jié)構(gòu)施工完成后結(jié)構(gòu)和邊坡作為一個，向 陽術(shù)開發(fā)，!)，!4（!）2膜結(jié)構(gòu)的組成、特點及型式2建筑技!&整體的外部整體滑移穩(wěn)定，顯得更重要。參考文獻李 剛2可展天線的設(shè)計與分析及索膜結(jié)構(gòu)分析2博士浙江大學(xué)，!$2，A&建筑基坑支護技術(shù)規(guī) 程（;?;)!）2中國建筑工業(yè)