地基坍塌总是与选择不适合项目地质和水文条件的开挖施工方案密切相关。开挖过程中或回填后都可能发生开挖周围土体的位移。一旦承包商不称职,这便是一个不可避免的问题。,

打桩以避免地基坍塌
经验不足或缺乏可靠的勘测数据会导致地基坍塌事故。挖坑问题始终是热门话题,也是地基工程师职业和职业生涯中不可或缺的一部分。.
迄今为止,所有国际基础力学会议都设有开挖分委员会。根据常用的开挖挡土墙材料,它们可分为两大类:
临时挡土墙采用拉尔森钢板桩,永久挡土墙采用连续埋入地下的巴雷特桩。根据加固方式的不同,挡土墙通常分为两类:一类是采用深锚固于硬质黏土或密实砂层中的挡土墙;另一类是与钢梁、混凝土梁、地下室楼板(自上而下施工)或地锚相结合的挡土墙。.
此外,为防止地基坍塌,还有其他类型的挡土墙,例如:连续钻孔桩隔墙、预制混凝土板桩、土工水泥桩、木桩、竹桩……但迄今为止,这些挡土墙在越南的土木工程中尚未得到广泛应用。本文仅简要介绍用于基坑开挖的拉尔森钢板桩。.
拉尔森桩挡土墙是根据地质特征的允许条件以及邻近结构的现有状况计算得出的露天开挖解决方案之一,旨在避免地基坍塌。.
也就是说,要根据每个钻孔的地质剖面考虑其耐久性和局部稳定性,以确保未来开挖施工的可行性,最大限度地减少开挖周围土体推移和滑坡等影响邻近结构的事故。尤其需要选择合适的支撑系统来限制隔墙的变形,避免地基坍塌,并最大限度地减少墙顶的水平位移。.
该方法适用于开挖深度不超过 5-7 米的情况,适用于地下水位高的软弱地基,而且施工也不复杂。.
拉尔森桩的缺点是刚度相对较低。如果支撑措施不合理,桩身会发生变形,桩顶水平位移会非常大,进而加剧开挖孔周围土体的位移,导致地基沉降,最终不可避免地造成邻近建筑物结构开裂、地下污水管道或城市技术通道受损、道路路面开裂,甚至导致地基坍塌。.
在整个基础基坑开挖过程中,由于耗时较长,这种方法常常会导致地下水渗漏,使基坑底部的土体发生浮起。其次,如果基坑宽大,即使采用水平和斜向支撑系统来防止基础坍塌,也无法完全限制桩顶的较大位移。.
第三,由于板桩墙需要使用很多层和多层支撑杆,即使使用小型挖掘机也会阻碍开挖作业,因此必须人工开挖,导致地下施工时间很长。.
在我国当时的地下工程建设中,往往地下室面积适中,开挖基坑较浅,开挖土量较小,邻近工程楼层较低,墙体承受的二次荷载较小,板桩墙支护方案较小且不复杂,为克服地基坍塌问题,选择采用拉尔森板桩墙支护基坑的方法是防止地基坍塌的实用合理解决方案。.
一些项目应用了这种安全且经济有效的解决方案来防止地基坍塌,例如位于胡志明市阮惠街 115 号的 Sanway Tower 项目,建筑面积为 156 平方米,开挖面积为 4500 立方米。.
位于胡志明市第五郡第一坊高达街341号的福盛大厦,建筑用地面积为3534平方米,周围环绕着1-2层的房屋和一所小学,该小学为3层钢筋混凝土框架砖墙建筑。.
该区域压缩地基的绝对海拔为海平面以上0.8米。大楼北侧面向曹达街,西南侧面向未来的黎鸿峰街,东北侧面向陈平仲街。这座25层高的建筑高80.70米,是该区域最高的建筑。.
25层设有智能游泳池、桑拿按摩室以及每套VIP公寓专属的私人酒吧。大楼配备6部电梯和6部消防楼梯。大楼总建筑面积4161平方米,共366套公寓,可容纳1600人。.
该建筑结构包括一个20厘米厚的无梁楼板,楼板支撑在间距为6厘米的墙体上,并由三个平均厚度为30厘米的非预应力整体混凝土实心核心筒构成。这座地下两层的建筑面积为2485平方米,由三个呈L形排列的体块组成,没有设置沉降缝,仅在地面层至平屋顶最高点之间设置了一条14厘米宽的热膨胀缝,以防止地基坍塌。.
为解决挡土墙基坑塌陷问题,沿基坑钻孔(KH2、3、4)的地质结构如下:1.3米填土层,2.5米厚硬质灰色黏土层,其上为5米厚含砾黏土层,该层间夹有3.8米厚中密塑性砂层,砂层下为3.7米厚浅灰色、浅黄色半硬黏土层。21米至80米深度范围内钻孔层依次为细砂、粗砂、含砾砂,厚度未定。.
基于有利的地质条件,设计方案选择了以下地基方案:采用直径1米和1.2米的钻孔灌注桩,共178根,埋深55米,有效克服了地面塌陷问题;同时,在基坑内设置挡土墙,采用757根拉森桩以防止滑坡。拉森桩埋设于远离基坑底部的砂质土层中,该砂质土层为坚硬的黄色黏土层(γ = 1.44 t/m³,内摩擦角 = 16°,黏聚力C = 4.82 t/m²)。
学校荷载对基坑基础的影响最大,计算中假设该荷载直接作用于地下连续墙。为考虑基坑壁处土体沉降现象并确保安全,建议采用长度为12米、打入地下深度超过6米的拉尔森桩作为支护方案。.
长303米、宽4米的地下连续墙环绕着长206米的基础周界。开挖面积为42.5米×54米=2291平方米,桩筏面积为1839平方米。.
计算校核结果表明,滑坡弯矩为215 t/m,小于225 t/m的抗滑坡弯矩。关于耐久性,桩身所受土应力为1540 kG/cm²,小于钢板桩材料的极限强度4000 kG/cm²。剩余问题是如何选择合适的支撑杆,以确保桩身在应力和变形方面均安全可靠。.
该方案采用213米长的水平支撑杆,最大支撑距离为7米(桩中心到桩中心,测量D800),以及138米长的H30型斜撑杆。试验表明,支撑杆上的最大应力为968千克/平方厘米。.
通过本项目,基于对经济和技术效率的分析,我们获得了高层建筑的投资、设计、施工和勘测方面的经验,具体如下:豪华公寓的建设投资价格仅为每平方米500万越南盾以下(不包括土地成本),平均售价低于每平方米1000万越南盾(不包括VIP公寓)。.
如果一座投资额约为 1800 亿越南盾的高层建筑(如福盛大厦)的基本建设(C&C)估算成本包括以下项目:
地下部分的总成本包括钻孔基础、筏式基础、地下室混凝土墙和楼板、拉尔森桩挡土墙和支撑;地上结构的总成本包括现浇钢筋混凝土核心框架和砌体墙、电力和信息、有线电视、房屋内外给排水系统、空调通风系统、消防系统、高端材料和设备装修系统以及花园围栏门,为 100%。.
仅地下部分就占了 26% 以上,其中 Larssen 桩和支撑占总建设价值的不到 2%。.
正如审计机构(NAGECCO)所评论的那样:选择 Larssen 钢支撑隔墙方案,并结合钻孔桩作为 Phuc Thinh 大楼地下室隔墙的支撑措施,是确保邻近工程安全稳定的合理方案。.
在河内,还有许多其他项目也采用这种板桩墙施工方案,其地质条件与上述项目相同,覆盖层为回填土,第二层为厚度约12-15米的塑性粘土,地下水位约为-0.5米。例如,位于巴亭郡阮文玄街的公安部第五总局总部大楼,地上11层,地下2层;位于黎笋街141号的越南国家再保险公司大楼,地上1层,地下1层;以及位于陈兴道街尽头的越南通讯社研究培训大楼11号楼,地上1层,地下1层。
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