基坑工程安全防护技术讲义

基坑工程安全防护技术汇报提纲第一篇基坑工程的技术特征、发展阶段与发展需求第二篇基坑工程的设计安全控制原则与类型第三篇基坑工程的事故案例与安全风险第四篇基坑工程的安全管控措施基坑工程的设计安全控制原则基坑围护结构类型地下水的控制土方开挖与基坑监测第二篇基坑工程的设计安全控制原则与类型汇报提纲：按破坏后果确定设计安全等级基坑工程的设计安全控制原则安全等级破坏后果γ0一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.90按支护结构最大水平位移允许限值确定设计安全等级基坑工程的设计安全控制原则安全等级支护结构最大水平位移允许值（mm）排桩、地下连续墙钢板桩、深层搅拌桩、放坡、土钉墙一级0.0025h二级0.0050h0.0100h三级0.0100h0.0200h按地面最大沉降量、支护结构水平位移及稳定性允许限值确定设计保护等级基坑工程的设计安全控制原则保护等级地面最大沉降量及支护结构水平位移控制要求环境保护要求特级1.地面最大沉降量≤0.1％H

；2.支护结构最大水平位移≤0.14％H

；3.Ks*≥2.2。离基坑10m，周围有地铁，共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要建筑及设施必须确保安全。一级1.地面最大沉降量≤0.1％H

；2.支护结构最大水平位移量≤0.3％H

；3.Ks*≥2.2。离基坑周围H

范围内没有重要干线、水管、大型在使用的构筑物、建筑物。二级1.地面最大沉量控制在≤0.5％H

；2.支护结构最大水平位移＜0.7％H

；3.Ks*≥2.0。在基坑周围H

范围内没有较重要支线管道和一般建筑、设施。三级1.地面最大沉降量≤1％H

；2.支护结构最大水平位移≤1.4％H

；3.Ks*≥2.0。在基坑周围30m范围内没有需保护建筑设施和管线、构筑物。注：①Ks*为抗隆起安全系数，按圆弧滑动公式算出。②为上海地铁总公司按上海软土层深基坑工程经验资料而提出的要求。基坑围护结构类型结构类型适应条件具体支护结构形式放坡开挖⑴场地周边开阔，开挖深度较浅⑵地质条件适宜时设置多级放坡与坡体平台⑶坡体表面应设置砼面层⑷坡体应设置降、排水措施⑴自然放坡⑵坡面与坡脚处理⑶放坡土钉墙；自立式挡墙⑴浅坑的首选型式⑵止水帷幕解决土体的自立性、隔水性⑶不能超出规划红线范围⑴复合土钉墙⑵重力式挡墙⑶悬臂挡墙板式支护体系挡土与内支撑或外拉锚）结合体系⑴复杂工程地质与水文地质条件⑵深、大与平面形体复杂⑶环境保护要求高⑴挡土结构⑵内支撑（或外拉锚）结构基坑围护结构类型基坑围护结构类型基坑围护结构类型放坡开挖或放坡土钉墙基坑围护结构类型放坡开挖或放坡土钉墙基坑围护结构类型自立式挡墙基坑围护结构类型自立式挡墙基坑围护结构类型自立式挡墙基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-钢板桩基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-

SMW、PCMW工法基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-

SMW、PCMW工法基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-

灌注桩+搅拌桩基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-

钻孔咬合灌注桩A1B1C1B2C2B3B4钢筋砼—砼钻孔灌注桩咬合支护结构A为砂桩；B为前序桩(素混凝土桩)；C为后序桩(钢筋混凝土桩)钢筋砼钻孔灌注桩－深层搅拌桩咬合支护结构基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-

钻孔咬合灌注桩基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-地下连续墙基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-地下连续墙基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土结构-地下连续墙基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系基坑围护结构类型板式支护体系----挡土与内支撑（或外拉锚）结合体系板式挡土的内支撑（或外拉锚）结构体系地下水的控制地下水控制的方法地下水控制形式适用条件方法疏干、明排⑴场地土渗透系数低，缺乏外部水源补给，浅表型明水作用小⑵基坑开挖深度浅⑶基坑开挖面积大⑷基坑有止水帷幕，地下水作用小⑴集水坑系统⑵盲沟⑶轻型井点⑷稀疏、浅型重力管井止、降水结合⑴场地存在地下水作用⑵止水帷幕的存在未完全消除地下水作用⑶止、降水结合，需解决地下水绕流补给的平衡、坑底突涌问题⑷应考虑坑外地下水位变化影响⑴重力管井⑵真空管井⑶辅助轻型井点（局部）⑷回灌管井、（盲）沟⑸辅助坑外管井（解决帷幕失效、坑底水头作用）减压降水⑴场地存在多元带压含水层，且具备地下水作用条件⑵止水帷幕的存在未完全阻隔地下水作用⑶承压水头对坑底稳定性存在作用的可能⑷应考虑坑外地下水位压差变化影响⑸应考虑坑外多元带压含水层及其他组合土层的物理性质⑴真空管井⑵重力管井⑶回灌管井⑷辅助坑外管井（解决帷幕失效、坑底水头作用）地下水的控制轻型井点降水地下水的控制真空深井降水地下水的控制承压含水层地下水控制的措施情况措施阻隔多元承压含水层的水平渗流补给对承压含水层埋藏深度相对较浅的深基坑工程，可采用止水帷幕穿越承压含水层、进入不透水层一定的深度，以阻隔坑内外承压水的水力联系。控制承压含水层水头作用减压降水井应确保影响基坑工程安全的承压含水层的水头压力，小于含水层上部保留的覆盖层土压力，控制基坑突涌。水力梯度降控与地基加固对基坑落深区可考虑辅以其他形式的降水手段，按水力梯度降控地下水；也可考虑采用可靠的地基加固手段，改善地基土的强度与均质性，达到克服抗基坑突涌的能力。地下水的控制地下水控制应关注的问题问题要求降水方法的适应性应与建设场地的水文地质条件、工程需求相符合。降水手段的协调性应根据基坑工程的帷幕、地下水补给情况，协调、平衡地按需进行地下水的降控。降水影响的预见性理清基坑周边环境保护对象，确保降水过程中减少并控制对环境的不利影响。土方开挖与基坑监测土方开挖的基本原则：及时支撑、先撑后挖、分层开挖及严禁超挖。及时支撑对单、多支点装配组合式内支撑，应满足开挖、基坑支护结构体系形成的工况要求，及时设置，后续开挖，力求避免环境影响与挡土结构承载能力的丧失。先撑后挖分层开挖旨在控制临时纵坡的稳定性，减少对既有工程结构或构件的不利影响。严禁超挖旨在解决各工况阶段基坑支护结构体系的安全。土方开挖与基坑监测基坑监测的基本内容基坑监测应包括对围护结构自身监测和周边环境监测两部分。受基坑开挖影响的周边管线、房屋等建（构）筑物，应根据相关文件与标准确定监控对象和受控指标。基坑工程的监测是设计的必要部分，设计应根据基坑工程性质与环境保护的目的，明确提出监测项目和具体要求。土方开挖与基坑监测土方开挖与基坑监测基坑监测的作用根据监测结果，优化设计；或采取相应措施，调整施工参数，以确保基坑工程施工安全。实现对基坑周边环境进行有效的保护。监测数据为设计人员提供第一手的现场资料，有益于认识围护体及周边环境在开挖过程中的变形与受力特性，为今后改进设计理论和施工技术提供依据，可提高基坑工程应用水平。土方开挖与基坑监测基坑监测的内容与仪器关系监测类别内容仪器（精度）变形监测地下管线、设施，道路和建筑物的沉降与位移经纬仪和水准仪（精度不低于1mm）基坑外土体测斜测斜仪（精度不低于1mm）围护桩（墙）体侧斜测斜仪（埋设测斜管精度不低于1mm）滑动测微计立柱桩顶沉降水准仪（精度不低于1mm）坑外地下土层的分层沉降沉降仪（埋设分层沉降管精度不低于1mm）基坑内坑底回弹沉降仪（埋设分层沉降管精度不低于1mm）土方开挖与基坑监测基坑监测的内容与仪器关系监测类别内容仪器（精度）内力围护桩（墙）体内力钢筋应力计滑动测微计支撑轴力轴力传感器钢筋应力计混凝土应变计应变片（钢支撑）锚杆拉力钢筋应力计立柱轴力应变片土压力围护桩（墙）两侧土压力监测土压力盒（分辨率不低于5kPa）孔隙水压力围护桩（墙）两侧水压力监测孔隙水压力计（气压式、水管式、电测仪式）水位基坑内、外的地下水位监测量尺（适于浅水位）水位计（测深钟、电测水位计、自动水位仪）土方开挖与基坑监测基坑监测仪器选型与埋设要求监测仪器的选型，要考虑最大可能需要的量程并根据基坑工程施工期内使用的性质选用满足安全监测要求、合适的仪器。仪器安装埋设前要进行检验和率定，绘制监测点安装埋设详图，并按照方案和埋设要求作好埋设准备。仪器埋设时，核定传感器的位置是否正确，埋设的准备是否符合技术要求，按监测的位置和方向埋设传感器。所有监测点安装埋设完成后，及时绘制测点位置图，并加强对现场测点保护，以防监测测点被破坏。土方开挖与基坑监测基坑监测测试与资料整理分析监测频率依据方案确定，并根据施工情况随时作出调整。在达到报警值或遇到不良天气等时，加密观测，作好监测和相关特征状态记录，并会同有关人员分析安全状态。监测数据如达到或超过报警值应及时通报有关各方，以期尽快采取有效措施保证工程进展顺利。对原始数据要进行分析，去伪存真后方可进行计算。监测记录必需有相应的工况描述。绘制观测读数与时间、深度及开挖过程曲线，按施工阶段提出简报。监测工作贯穿基坑工程始终，待全部资料备齐后，应提供完整的监测数据、监测时程曲线图及监测报告。基坑工程的事故案例（照片）基坑工程的安全与风险基坑工程施工阶段风险产生因素的梳理

第三篇基坑工程的事故案例与安全风险汇报提纲：基坑工程的事故案例（照片）新加坡地铁NicollHighway

站破坏（2004年4月）南京某住宅区地下车库基坑复合土钉墙支护结构失稳南京模范马路隧道基坑帷幕渗漏诱发路面塌陷南京模范马路隧道基坑帷幕渗漏诱发河水倒灌南京模范马路隧道基坑帷幕渗漏影响施工作业面基坑临时纵坡失控诱发工程桩偏位与断裂基坑工程的事故案例（照片）韩国大丘盖挖法基坑工程事故2000

基坑工程的事故案例（照片）杭州地铁一号线湘湖路车站基坑工程失稳基坑工程的事故案例（照片）雨水入侵诱发基坑纵坡失稳

郑和国际广场支撑破坏（2010年）

基坑工程的事故案例（照片）基坑工程的事故案例（照片）某基坑工程挡土结构折断事故基坑工程的事故案例（照片）某基坑工程放坡土钉墙滑塌事故

基坑工程的事故案例（照片）某基坑工程桩~锚体系整体失稳事故

基坑工程的事故案例（照片）北京地铁某车站基坑倒塌

基坑工程的事故案例（照片）其它塌方情况

基坑工程的事故案例（照片）常州某基坑工程放坡土钉墙滑塌事故

基坑工程的安全与风险基坑工程的风险主体类型与风险风险主体类型风险勘察风险·勘察未准确提示岩土条件和地质构造·岩土层物理力学指标不准（正）确·缺乏不良地质作用等方面正确评价与分析·水文地质调查与评价不深入准确·缺乏对地下水影响的准确评估设计风险荷载和抗力·岩土条件在开挖时产生的荷载和抗力·外部影响条件下产生的作用荷载·地下水产生的静荷作用和渗流荷载作用·对永久结构的荷载和抗力性质与水平的考虑程度·对影响地下工程稳定性岩土因素的考虑程度地下水控制与处理·对地下水性质理解的模糊·控制地下水的处理设计方法不当·地下水降控设计缺乏针对性和系统性·地下水降控过程产生的岩土水文条件变化认识不足环境保护控制·缺乏对环境保护象的调查资料·保护标准宽泛，缺乏针对性·施工方法应对环境保护要求的标准不明确施工方法与设备选择·与地质、水文条件不匹配·对施工方法与设备选择易产生的问题缺乏认识·缺乏有效的处置预案基坑工程的安全与风险基坑工程的风险主体类型与风险风险主体类型风险基坑工程施工风险·挡土结构变形过大、强度不足或肢脚失稳·支撑体系失稳；拉锚体系抗力不足·结构渗漏对基坑工程结构体系稳定的影响·地下水控制不当引起基底土体的管涌·挡土结构缺乏足够嵌固引起隆起破坏·边坡失稳·基坑结构体系变形、失稳及渗漏对环境的影响·工况缺乏有效控制环境保护风险·地下工程施工过程中变形控制措施处理不当·地下管线在超前改移的施工质量控制不良·缺乏预案或执行力度业主、监理监管行为风险·对施工单位的施工行为、质量、风险控制要求执行情况等监管不力·对施工安全风险未引起足够重视·未关注第三方监测数据及现场巡视反馈信息，对施工安全隐患未引起足够重视·未重视应急措施的制定工作基坑工程施工阶段风险产生因素的梳理

类别分项产生因素质量问题挡土止水工程垂直度：

⑴止水帷幕：连续水泥土桩止水帷幕、地下连续墙、咬合桩；⑵支撑体系：立柱(含逆作法)；⑶与结构共用承载：地下连续墙、咬合桩、排桩。成品质量：

⑴钻孔灌注桩露筋、砼充盈系数高；⑵地下连续墙接缝处理；⑶咬合桩工艺掌握不周；⑷水泥土桩（含旋喷）技术指标与地质条件不配套；⑸SMW工法型钢偏位、焊缝质量；⑹PCMW工法管桩质量。砼工程钢筋砼内支撑:

⑴模板与支撑；⑵节点处理;⑶砼围檩与挡土结构的连接；⑷立柱格构与管材焊缝。基坑工程施工阶段风险产生因素的梳理

类别分项产生因素质量问题钢结构工程

工具式钢支撑:

⑴外观检查与定位⑵法兰螺栓连接⑶吊装、置放与端部约束⑷钢围檩与挡土结构的连接⑸预应力施加与损失补偿⑹立柱格构与管材焊缝降水工程

轻型井点、真空井：⑴井（管）点的成孔⑵过滤器（开口率、滤料、滤网）⑶封口与真空度⑷洗井与运营维护.管井:⑴管井的成孔⑵井构与设计、水文地质条件、降水需求之间偏差⑶过滤器（开口率、滤料、滤网）⑷井壁材质⑸洗井与运营维护布井方式与回灌：

⑴坑内井深、井内降水水位大于帷幕⑵坑外布井⑶回灌方式未点面结合基坑工程施工阶段风险产生因素的梳理

类别产生因素工序（况）控制问题·基坑预降水控制不周（欠与超）·临时纵坡不当·跨越支撑保护措施不周·复杂基坑平面围檩封闭不及时·支撑结构形成不及时·基坑封底不及时·未按需降水、动态调整引起环境问题·监控测点保护与信息反馈存在问题项目管理问题·项目管理者缺乏风险意识·周密的风险梳理工作不充分·风险发生时应对预案执行的快速反应慢·人员组织与物资准备落实不充分·风险预案措施无法得到彻底、及时地贯彻与落实基坑工程安全与风险的管控认识应有高度基坑工程安全监管措施对基坑工程安全监管建议第四篇基坑工程的安全管控措施汇报提纲：基坑工