1, 기존 문제
최근 몇 년 동안, 도시 현대화가 추진됨에 따라, 도시의 건축 밀도가 끊임없이 증가하였다. 고층 건물이 계속 건설됨에 따라 깊은 기초 구덩이 발굴과 지원 문제가 날로 두드러지고 있다. 이에 따라 엔지니어들은 깊은 기초 구덩이의 발굴과 지지와 인근 건물, 도로, 시설에 미치는 영향에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있으며, 많은 좋은 조치를 취하고 있습니다. 그러나 깊은 기초 구덩이 굴착의 깊이는 점점 더 깊어지고 굴착 환경은 점점 더 복잡해지고 있으며, 설계 및 시공자들은 종종 새로운 문제와 도전에 부딪히면서 기초 구덩이 공학의 성공률을 떨어뜨립니다. 특히 상하이 심천 등 대도시에서는 사고율이 더 높다. 상해는 1 년에 기초 구덩이 사고가 거의 40 건에 육박하여 상해 광둥 () 로의 기초 구덩이 사고로 1.8m 침하로 각종 지하 파이프라인이 심각하게 손상되어 가스 누출이 폭발하여 현장에서 20 여 명이 훈제되어 직접적인 경제적 손실 5 천만 원이 넘는 사회적 영향이 극도로 열악했다. 1998 년 심천의 한 기초 구덩이에서 심각한 붕괴 사고가 발생했고, 몇 명의 시공사가 매몰됐고, 기초 구덩이 주변의 여러 건물이 심하게 파손되어 전국을 떠들썩하게 했다. 이 글은 깊은 기초 구덩이의 발굴과 지지의 현황을 분석하여 설계 및 시공 참조를 위해 몇 가지 의견과 건의를 제시하였다.
Deep foundation pit engineering 의 특성과 현황
(1) 기초 구덩이가 더 깊게 파다. 사용하기 쉽고 비싼 토지를 이용하거나 도시 관리와 인방의 요구를 충족시키기 위해 건설투자자들은 어쩔 수 없이 지하로 가야 했다. 예전에 1 ~ 2 층 지하실을 지었는데 대도시에서도 흔하지 않았고, 중등도시에서는 드물었다. 현재 대도시와 연해 지역, 특히 특구에서는 지하 3 ~ 4 층이 흔하고 5 ~ 6 층도 있습니다. 그래서 기초 구덩이의 깊이는 10 ~ 16m 사이이고, 20m 정도도 적지 않다.
(2) 공학 지질 조건은 점점 나빠지고 있다. 이것은 일부 연해 경제 개발구에서 더욱 두드러진다.
(3) 기초 구덩이 주변 환경이 복잡하다. 주요 고층, 초고층 건물은 인구 밀도가 높고 건물이 밀집된 곳에 집중되어 있으며, 중요한 시정로에 가깝다. 이곳의 기존 건축 구조는 이미 시대에 뒤떨어져서 지상 지하 파이프라인이 빽빽하다. 따라서 기초 구덩이 굴착은 기초 구덩이 자체의 안정성을 보장해야 할 뿐만 아니라 주변 건물과 구조물이 파괴되지 않도록 보장해야 한다.
(4) 기초 구덩이지지 방법은 다양하다. 수동 굴착 파일, 프리캐스트 파일, 딥 믹싱 파일, 강판 파일, 지하 연속 벽, 내부 지지, 다양한 파일, 판, 벽, 파이프, 앵커 지지가 있는 조합 지지, 앵커 벽 등이 있습니다.
(5) 기초 구덩이 공학 성공률이 낮다. 기초 구덩이 지원이 실패하면 종종 인접한 집, 지하 파이프 라인, 도로에 균열이 생겨 공사 분쟁과 심각한 피해가 발생하여 중대한 경제적 손실과 인명 피해가 발생할 수 있습니다.
깊은 기초 구덩이 공학 사고 분석
깊은 기초 구덩이 공사의 상술한 특징으로, 깊은 기초 구덩이 지원은 이미 가장 까다로운 공사 문제가 되었다. 공사 사고에 대한 조사 분석을 통해 원인에 대해 다음과 같은 견해를 제시하다.
3. 1 설계 시나리오 오류
(1) 스키마 선택 오류입니다. 이런 공사 사고는 많다. 예를 들어 제남 모 빌딩은 번화도시, 지상 23 층, 지하 3 층, 기초 구덩이 깊이 12m 에 위치해 있다. 장소가 좁고 동쪽, 남쪽, 북이 모두 건물에 가깝다. 건설 단위는 파일 앵커 지지 체계를 추천하고, 파일 앵커 지지 체계는 큰 지름의 말뚝을 채택하고, 파일 꼭대기에는 토양 닻과 콘크리트 동그라미를 사용하는 것을 추천한다. 일부는 800 캔틸레버 파일, 일부는 0150 강관 캔틸레버 파일, 일부 정지 시나리오 비용 40 만 원을 사용합니다. 그 결과 건설 단위 방안에 따르면 서쪽은1:0.3 정지 작업을 사용하여 동쪽, 남쪽, 북서쪽 세 방향으로 57 개의 φ800 C30 캔틸레버 말뚝을 붓고 파일 길이는 65438 입니다. 입구 바닥은 6m 입니다. 북쪽 φ 150 강관 캔틸레버 파일 7 개, @ 1000, 파일 길이 15m, 캔틸레버 12m, 입구 바닥 3m 결국 말뚝이 여러 번 부러져서 산사태가 맹렬하여 모두 순식간에 발생했다. * * 구덩이 내 토공 누적 3000m3, 깨진 파일 23 개가 발생합니다. 기초 구덩이 지원은 반드시 중시해야지, 원가를 절약하기 위해 마음대로 방안을 만들어서는 안 된다. 분석을 거쳐, 건설기관이 제기한 원래 방안은 여전히 실행 가능하다. 시공기관은 마음대로 계획을 세우고, 행동이 비과학적이어서 투자 낭비를 초래하고, 공사 기간을 늦추고, 속히 하려고 하면 도달하지 못한다.
(2) 구현 계획이 설계 계획과 일치하지 않습니다.
(3) 워터 스톱 커튼 강도가 적절하지 않습니다. 난징 교통은행 빌딩 지상 28 층, 지하실 1 층, 기초 구덩이 깊이 6.7m 설계 방안: 지지? 800 캔틸레버 파일, @ 1000, 파일 길이 14m, 파일 상단 800×500mm 링 빔, 파일 내장 구덩이 바닥 8.8m；; 방수 강수: 말뚝을 배출한 후 고압 회전식 스프레이 콘크리트를 설치하여 물막을 형성한다. 기초 구덩이의 동쪽은 길이가 42m 이고, 집에서 약 15m 떨어져 있다. 사면 굴착은1:1을 사용합니다. 구덩이 안에 세 개의 관정이 설치되어 있고 깊이는 20m 로 강수정으로 되어 있다. 구현 방안은 기초 구덩이가 0.7m 에서 7.4m 까지 깊어지고, 말뚝 길이는 13m 으로 변경되고, 말뚝은 부지 제한으로 인해 구덩이 바닥에 5.6m 묻히고, 경사는 1: 0.3 ~ 0.5 로 바뀐다. 진도를 가속화하기 위해 말뚝 상단 대들보는 공사 전에 파기 시작하여 한 번에 설계 레벨까지 파냈다. 기초 구덩이가 파낸 후 동남각말뚝 사이에 대량의 진흙 모래가 생겨 지지 구조가 기초 구덩이 안쪽으로 20cm 이상 간격띄우기되었다. 말뚝을 박은 후 5 ~ 10 cm 의 지반 균열이 형성되고, 비탈이 불안정하고, 강수정이 실효되어 동남쪽의 평화 영화관이 심하게 갈라져 철거를 중단해야 했다. 북측 호남로 노면이 갈라져서 어쩔 수 없이 토앵커로 보강되어 직접적인 경제적 손실 1 만여원을 초래하였다. 원래 설계대로 시공하지 않고, 말뚝과 스프레이 콘크리트 사이에 방수 막을 형성하지 못한 것이 기초 구덩이 사고의 주요 원인임을 알 수 있다.
3.2 설계 계산 오류
(1) 볼트 계산이 잘못되었습니다. 석가장의 한 고층건물, 건축면적 65438 만 평방미터, 지상 28 층, 지하 4 층, 기초 구덩이 깊이 20.5.5m, 동서길이 120m, 남북폭 100m. 기초 구덩이는 φ600 지루 말뚝, @ 1000, 파일 길이 20m, 콘크리트 강도 5m 를 사용합니다. 130 앵커: 첫 번째 앵커 길이는 15.5m, @ 2000; 두 번째 앵커 길이 20m, @1500; 세 번째 앵커 길이는 18m, @ 1000 입니다. 채널은 옹벽 말뚝과 결합되었다. 1993 년 9 월1 맨 위의 벽돌담이 바깥쪽으로 경사지고 맨 위의 지면에 균열이 생겼다. 9 월 65438 일. 부분 앵커 너트가 느슨하다. 시공사는 채널을 용접하고 너트를 조입니다. 구덩이 상단 부분이 발굴되고 언로드됩니다. 9 월 16 일 오후 5 시경, 기초 구덩이 서쪽, 남쪽 약 50m 의 옹벽 구조가 빠르게 무너져 철근 콘크리트 말뚝 48 개가 부러졌다. 축소 가장자리는 구덩이 가장자리에서 약 13m 떨어져 있습니다. 옹벽 말뚝은 세 부분으로 나뉘는데, 균열점은 각각 2 층과 3 층에 앵커되고, 1 층 앵커는 흙에서 제거된다. 분석을 통해 첫 번째 앵커의 앵커링 길이는 25.6~30m 이고 두 번째 앵커의 앵커링 길이는 22 ~ 25m 로 계산됩니다. 붕괴의 주요 원인은 디자인의 전체 인출, 2 층 및 3 층 앵커의 앵커 헤드 인출, 허리 빔 비틀림이라는 것을 알 수 있습니다. 분석 계산을 통해 첫 번째 앵커의 앵커 길이는 25.6~30m 이고 두 번째 앵커의 앵커 길이는 22 ~ 25m 여야 합니다. 붕괴의 주요 원인은 설계 및 계산 오류로 인한 것임을 알 수 있습니다.
(2) 지지 말뚝의 깊이가 부족하다. 상하이의 한 공사 기초 구덩이지지는 심층 시멘트 혼합 말뚝을 채택하고 있다. 기초 구덩이 굴착 깊이 5 ~ 7m, 말뚝 길이 12m, 깊이 5m. 5m 을 발굴할 때 사고가 발생하지 않았고, 7m 을 발굴할 때 관이 용솟음치고, 모래가 용솟음치고, 물이 용솟음쳤다. 대량의 모래의 출현으로 지지 구조가 결국 무너졌다. 보강 투자만 30 만 원 증가 (기존 지원 비용)
(3) 안전계수가 작다. 많은 기초 구덩이 설계에서는 단순히 건설가격을 추구하기 위해 많은 요소를 소홀히 하여 공사의 안전계수가 매우 적다. 만약 비가 오거나 구덩이 가장자리에 소량의 의외의 적재가 발생하면, 기초 구덩이가 불안정해질 것이다.
3.3 안정성 검사가 수행되지 않았습니다
많은 엔지니어링 사고에서 볼 수 있듯이, 기초 구덩이 지원 또는 선택 프로그램만으로는 충분하지 않으며, 특히 부드러운 토양 지역에서 기초 구덩이의 전반적인 및 국부 안정성을 보장하기 위해 안정성 검사도 수행해야 합니다.
3.4 건설 관리 문제
(1) 심각한 초과 발굴, 계층화, 세그먼트 발굴 원칙을 따르지 않음 (2) 구덩이 가장자리에 너무 많이 쌓여있다. (3) 경영 혼란.
4. 제안 및 대책
4. 1 계층화, 세그먼트 발굴 및 지원 원칙을 고수합니다.
일반적으로 사면 파괴는 국부적으로 시작하여 점차 확대되는 과정이 있다. 첫째, 국부 실패는 돌파구다. 한 부위의 토체 응력이 그 강도에 도달하거나 이를 초과할 때, 돌파구가 파괴되기 시작하여 주변 토체력학 성질의 변화와 인접 부위 응력의 평가절상으로 인해 파괴면이 확대된다. 도시의 고층 건물이 발전함에 따라 기초 구덩이의 깊이가 날로 증가하고 있다. 경사가 점점 가파르다 (보통 80 ~ 90). 현재 사면 안정성의 다양한 이론적 계산 모델은 모두 약 60 도에서 만들어졌으며 가파른 경사면의 초기 응력 상태와는 크게 다릅니다. 사면 전개 후 원래 천연 토양의 3 차원 응력 상태가 파괴되어 굴착면 근처에 고에너지 영역이 생성됩니다. 일부 에너지는 주변 토양으로 옮겨지고, 일부는 토양을 변형시키는 동력이 된다. 슬로프의 경우 거의 수직입니다. 축적된 에너지는 매우 커서 실패의 돌파구가 되어 붕괴를 초래할 수 있다. 따라서 시공에서 굴착면의 길이와 깊이를 제어하고, 빠른 지지를 해야 하며, 지지가 가능한 한 빨리 작용하여 파괴된 돌파구를 통제하고 제거할 수 있도록 해야 한다. 계층화 된 세그먼트 굴착 지원은 사면 에너지 방출에 도움이됩니다. 이전 발굴 구간의 일부 에너지는 닻을 통해 토층의 더 깊은 곳으로 전달된다. 건축 패널의 영향으로 그 중 일부는 경사진 얕은 부분에 남아 있다. 다음 층을 파낸 후 뒤의 굴착 구간에 흡수되어 방출된다. 따라서, 계층화 된 세그먼트 굴착 지원의 건설 방법은 또한 에너지 방출 과정이며, 결국 전체 굴착 에너지를 사면에 남겨 전체 단층의 안정성에 도움이된다.
사면 전개 도면층의 절토 치수는 설계의 중요한 부분으로 사용되어야 합니다. 토체력학 성질, 지하수, 사면 전개에 대한 추가 하중 분포 분석을 통해 가능한 돌파구 위치를 예측하는 것이 계층화의 중요한 근거다. 이를 바탕으로 각 사면 층의 굴착도를 시공 기준으로 그리고 시공 중 특정 상황에 맞게 조정합니다.
4.2 정보 피드백은 기초 구덩이 건설의 중요한 부분입니다.
시공과정에서의 정보 피드백이란 기본적으로 사면 전개 과정에서 노출된 지질 구조, 지하수 분포 변화, 알 수 없는 지하 건물의 정보 피드백을 말합니다. 두 번째는 시공 중 사면 변위 및 응력 모니터링에 대한 정보 피드백을 나타냅니다. 시공 중 측면 변위의 원인은 다음과 같습니다. (1) 토역학의 모호성: 토양의 층상 구조는 변화무쌍하고, 영향 요인은 많으며, 물리적 역학 성질은 이산성이 크다. 그것의 구조 계산 원리와 각종 매개변수는 모두 모호하여 한 번에 계산할 수 없다. (2) 외부 힘에 의한 변형. (3) 건설 단계의 불안정성.
4.3 지원 구조의 혁신
(1) 구조 응력으로부터 구조 형태를 변경합니다. 닫힌 아치형 옹벽과 아치 기초 구덩이지지는 모두 평면 구조를 공간 지지 구조로 바꾸는 것이다. 아치를 이용하여 흙의 말뚝에 대한 측면 압력을 줄이는 한편, 구조를 아치로 구부려 압력을 가하여 콘크리트의 압축 특성을 충분히 발휘하여 공사 비용을 낮추다.
(2) 시공 방법을 바꾸다. 말뚝 벽 통합 지하실 역법은 기초 구덩이 지지 말뚝을 지하실 벽과 결합하고 지하실의 보를 버팀목으로 사용하여 지하실 꼭대기에서 시공을 시작하면서 지하실 외벽을 시공하는 것이다. 그 장점은 투자를 아끼고 지하수가 풍부하고 수위를 낮추기 어려운 지역에서는 방수막이 필요하다는 점이다.
(3) 새로운 지원 방법 개발. 최근 몇 년 동안, 스프레이 닻망 지지와 닻 벽 지지가 이미 공사에 적용되어 상당한 경제적 효과를 나타냈다. 그들은 파일, 판, 파이프, 버팀목이 필요하지 않으며, 전통적인 방법과 수동적인 지지 개념을 완전히 버리고, 기초 구덩이 측벽 토양의 고유 역학 강도를 유지하고, 크게 향상시키고, 최대한 활용하며, 토체 하중을 지지 구조 체계의 일부로 만듭니다. 그들은 적극적으로 토양을 지지한다. 공사 기간은 일반적으로 기존 방법보다 30 ~ 60 일 단축되고, 공사 비용은 10% ~ 30% 낮아진다. 최대 수직 구덩이 깊이 18m, 건물 진흙 기초 구덩이 깊이 10m 을 지원합니다.
4.4 기초 구덩이지지 이론에 대한 추가 연구
국민경제의 빠른 발전과 도시 현대화가 진행됨에 따라 기초 구덩이 공사의 신뢰성이 고층건물에서 시급히 해결해야 할 문제가 되고 있음을 알 수 있다. 따라서 엔지니어링 관행은 기초 구덩이지지의 방법과 계산 이론, 특히 새로운 지지 방법의 계산 이론을 더 탐구할 필요가 있다. 스프레이 앵커 네트 보호법, 앵커 벽법 등.
4.5 기초 구덩이 옹벽의 응급 구조 기술에 대해 토론하십시오.
위에서 설명한 바와 같이 기초 구덩이 공사의 실패율이 높다. 따라서 시공 과정의 모니터링과 정보 피드백 기술을 결합해 기초 보호벽 응급구조기술을 검토하는 것이 필요하다. 현재, 기초 구덩이의 옹벽이 유효하지 않다는 것이 발견되었는데, 채취를 중단하거나 토공을 메우는 방법으로 효과가 크지 않다. 따라서 버팀목을 설계하거나 시공 방안을 결정할 때 기초 보호벽의 응급조치를 고려해야 한다. 예를 들어, 기초 구덩이 커튼에서 물이 새는 화학 그라우팅 구조 기술, 간단한 경제. 빠르고 효과적인 것은 현재 기초 구덩이에서 물이 새고 모래가 쏟아지는 최적의 응급조치이다.
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