深基坑工程管理

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一.深基坑及基坑支护概念1.1深基坑1.2基坑支护

1.3深基坑安全等级：一二三级二.基坑支护常见类型、特点及适用范围2.1支护类型、特点及适用范围2.2常出现的质量问题及应对措施三.深基坑质量控制

四.深基坑设计中常见问题及五.深基坑支护破坏的原因分析六.深基坑支护降水与防水的处理特点6.1施工中地下水处理形式6.2施工对场地周边环境产生影响

七.深基坑施工过程中常见的安全问题及应对措施

一、深基坑概述

随着我国城市化进程的加快，城市建筑向天空(高层)向地—厂(地下室)要空间成为必然。越来越深的基坑工程在给城市提供宝贵的建筑空间的同时，与基坑有关的安全事故也时有发生。轻者基坑边坡位移，周边道路建筑物开裂；重者基坑整体失稳破坏，倾覆坍塌，人员伤亡。深基坑带来的安全隐患和事故已经引起建设主管部门和业内人士的高度关注。1.深基坑工程的概述

国家住建部《危险性较大的分部分项工程安全管理方法》确定的深基坑工程是指“开挖深度超过5m的基坑，以及开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周边环境和地下管线繁杂，或影响毗邻建筑物安全的基坑工程〞(开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖，应属于“超过一定规模的危险性较大的分部分项工程范围〞)。深基坑工程包括围护结构设计，土方开挖与运输，围护结构施工与拆除，地下水控制，基坑稳定性监测，地下室结构工程施工，基坑回填等内容。可以说基坑工程是一项综合性很强的系统工程，不但要有一定的专业技术知识，同时丰富的施工经验在基坑工程施工中同样是十分重要的。它需要岩土工程技术人员、结构设计人员和施工技术人员的密切协同。

二、安全等级与基坑支护类型

2.1《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）对基坑侧壁安全等级及重要性系数规定如下：

安全等级一级二级三级破坏后果重要性系数支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响很严重支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响一般支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响不严重1.101.000.90建筑深基坑工程施工安全等级划分应根据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007规定的地基基础设计等级，结合基坑本体安全、工程桩基与地基施工安全、基坑侧壁土层与荷载条件、环境安全等因素按表3.0.1确定。

根据支护结构及周边环境对变形的适应能力和基坑工程对周边

环境可能造成的危害程度，基坑工程划分为三个安全等级。对于安全等级为一级、二级、三级的深基坑工程，工程重要性系数分别取1.1、1.0、0.9。

符合以下状况之一时，安全等级为一级：（1）支护结构作为主体结构一部分时；

（2）基坑开挖深度大于、等于12米，位于古河道、河漫滩地貌单元或场地3年以内的新近回填土厚度大于4米时；（3）位于一级阶地、二级阶地地貌单元，基坑开挖深度大于、等于16米时；

（4）在Ⅰ区范围内，有重要地下管线，如煤气管道、通讯电缆、高压电缆、大直径雨污水管道等；

（5）在Ⅰ区范围内，有需保护的浅基础或摩擦桩基础的一般性建（构）筑物；

（6）在Ⅰ、Ⅱ区范围内，有需保护的对地基变形敏感的建（构）筑物，如砌体结构建（构）

筑物、陈旧建（构）筑物、高耸建（构）筑物等；

（7）在Ⅰ、Ⅱ区范围内，有重要建（构）筑物，如地铁等。同时符合以下状况时，安全等级为三级：（1）开挖深度小于7.0m；

（2）在Ⅰ、Ⅱ区范围内均无建（构）筑物和地下管线，或在Ⅱ区范围内有桩基础的完好钢筋混凝土结构或钢结构建（构）筑物。除一级、三级状况之外的，安全等级均为二级。基坑安全等级还应

根据基坑开挖对周边环境的影响程度和具体状况确定。2.2常见的基坑支护型式主要有：2.2.1独立式支护

（1）水泥搅拌桩挡墙支护。水泥搅拌桩主要适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于8m。如软土基坑支护，大多在主动区施做三排以上的水泥搅拌桩，有的还在被动区施做数排水泥搅拌桩；采用格栅式平面布置。其水泥掺量在10%~20%之间。

这种支护结构的优点是挡墙厚度大，整体性、稳定性、隔

水性良好，施工速度快，工程造价一般低于冲、钻孔灌注排桩，坑内无支撑结构，便于机械挖土和地下室工程施工；其缺点是挡墙占地面积大，且其强度受到土层含水量和有机质含量的影响。（2）悬臂式排桩支护。悬臂式排桩支护一般采用冲、钻孔或人工挖孔灌注桩，个别采用预制桩，如预应力管桩。

这种支护型式的优点是基坑内无支撑，便于机械化挖土和地下室工程施工，其缺点是支护桩顶水平位移较大，当坑深较大或地质条件较差时，工程造价较高。一般都用在地质条件较好的场地；若存在厚软土层，采用此支护型式的，其基坑深度一般不大于6.0m。2.2.2排桩内支撑支护

排桩大多为冲、钻孔灌注桩（桩径Ф800~1200）；个别工程采用地下连续墙或预应力管桩。内支撑系统根据平面形状有角撑式、角撑对撑式、水平拱圈式等多种布置方式；水平拱圈支撑发挥混凝土抗压强度高，抗拉强度低的特点，既经济又可提供较大的施工空间。竖向大多为单道内支撑，也有两道内支撑。支撑材料有钢梁和钢筋混凝土梁两种。这种支护型式大多用在软土层较厚、且基坑深度较深的工程；目前，基坑深度在6~10m之间的多采用单道撑，

基坑深度大于10m的采用两道以上支撑。内支撑的布置应尽量简单，以便利基坑机械挖土和地下室施工；该支护型式的优点是支护系统较安全可靠；缺点是基坑挖土和地下室施工较为不便；一旦有某个节点破坏，将导致整体失稳。2.2.3桩锚支护

在开挖前沿基坑周边打一圈竖直的桩，用桩来阻挡土的坍塌。为防止开挖时桩倒塌，用水平方向的锚杆来拉住桩。锚杆也可以看作是水平方向的桩。

桩和锚杆共同构成的支护体系就叫桩锚支护体系。

这种支护方式主要适用于场地土层性能较好或软土层较薄的场地。对基坑深度较大的工程，岩土锚杆的一些参数如下：与水平夹角在15°～40°之间；长在35m以内；设计轴向抗拔力一般小于600kN；锚筋材料有钢筋或3~4条钢铰线；大多采用二次高压注浆工艺，其次次注浆压力一般大于2MPa。锚索锁定时都施加预应力，施加预应力大小不等，有的达设计值的70%，有的只有设计值的30%；施加的预应力越大，限制桩顶变位效果越好，但其支护桩承受的压力越接近静止土压力。

桩锚支护体系其主要特点是采用锚杆取代基坑支护内支撑，给支护排桩提供锚拉力，以减小支护排桩的位移与内力，并将基坑的变形控制在允许的范围内,与采取内支撑方式相比施工进度快，造价低。无优缺点介绍及常见质量和安全问题2.2.4喷锚支护

喷锚或土钉墙支护是锚杆、钢丝网、喷射混凝土相结合的联合支护型式。

适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、粘性土和弱胶结砂土。常用在单层地下室、且淤泥较薄、地下水较少的基坑。但不适用于含水丰富的粉细砂层、砂砾卵石层，不能用于自稳能力极差的厚淤泥层，基坑深度不宜大于12m。喷锚网或土钉墙支护具有以下优点：①通过形成喷射混凝土、锚杆、钢筋网与土体共同作用的主动支护体系，最大限度地利用边壁土体的自稳能力②属柔性支护，可自行调理，使结构处于最正确受力状态，局部不会产生偶然过载③具有很大的灵活性，可根据监测数据随时调整支护参数④所需的设备简单，所需的操作场地小⑤工程造价较低。缺点：①边壁变形较大。②锚杆往往会超出建筑用地红线，需征得红线以外业主的同意。

2.2.5组合型支护

当基坑内有几种深度、或者土层分布变化较大、或者基坑各侧的环境条件有较大区别时，可因地制宜地采用不同的组合支护方

式，以充分发挥各种材料及支护结构类型的优越性，降低工程造价。组合型支护方式主要有：a.上部放坡（或土钉墙）下部钢筋混凝土悬臂排桩（或桩锚）的组合。b.拱形水泥土墙与钢筋混凝土灌注桩或H型钢的组合。c.钢筋混凝土排桩与桩间高压旋喷桩的组合。d.支护桩与用压力注浆或水泥土搅拌桩加固被动区的组合。e.土钉墙与水泥土搅拌桩组合。f.土钉墙与微型注浆桩组合。g.土钉墙与预应力锚索组合。h.各种支护结构与由水泥土搅拌桩或高压旋喷桩形成的封闭止水帷幕组合。

位移较小，可控制在30mm之内，对于土钉支护，地质条件较好，且采用超前支护、预应力锚杆等加强措施后可控制较小位移外，一般会大于30mm。

基坑支护是一种特别的结构方式，具有好多的功能。不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，要根据具体问题，具体分析，从而选择经济适用的支护结构。

五、深基坑破坏的原因及应对措施

5.1.由支护强度,刚度和稳定性不足引起的破坏5.2.由支护深度不足,导致基坑隆起引起的破坏5.3.由水平帷幕处理不好，导致管涌等引起的破坏5.4.由人工降水处理不好引起的破坏六、深基坑支护降水与防水的处理特点

6.1深基坑工程的地下水处理，主要是两种形式，即排水或止水。采取哪种处理方式，需因地制宜，根据基坑周边环境繁杂程度而定。有些建筑物较为密集，且属于濒海地带，原地貌多为滩涂，其地层状况一般为：上部多为人工填砂层（压淤）和混有大小不一、含量不等的碎石、块石的杂填土层，结构松散，并且与海水有水力联系，而填土层之下的淤泥又是软土层，从而给深基坑支护止水造成了困难。近年来在濒海地带深基坑支护施工中，开始采用以冲孔桩、素混凝土桩与钢筋混凝土桩相间咬合搭接分布的混凝土灌注排桩并与锁口梁、内支撑、喷锚等组成联合支护体系，从而在防止边坡失隐和阻止地下水侧向渗漏方面（止水帷幕），取得较好的效果。

6.2基坑工程施工对场地周边环境产生影响较为普遍，其主要表现有：

（1）建筑物倾斜，产生或大或小的裂缝，有的甚至成为危房；

（2）地面工程（如道路、绿化等）破损；

（3）地下管线，如煤气管道破碎，导致漏气，甚至起火；地下水管破碎，影响城市正常供水。究其原因，除了基坑支护结构变形过大，失稳问题及人工挖孔桩流泥外，主要是大面积深层降水引起大量沉降和严重的不均匀沉降造成的。（4）淤泥层排水固结的影响

沿海一带及绝大部分旧市区，大多发育有厚度、含水量大小不一的淤泥层；旧市区的淤泥在自重的作用下都有一定的固结，孔隙比及含水量相对较低；而沿海一带的淤泥，孔隙比一般大于1.5，含水量一般大于60%；淤泥的渗透系数虽小

（k=10-6~10-7cm/s），但由于淤泥中夹有薄层（0.5~2cm）粉细砂，加速了水平渗透，从而导致固结沉降速度大；另外，一般基坑开挖过程及开挖后基坑暴露时间至少半年，若开挖后，再进行工程桩（人工挖孔桩）施工，则降水时间更长，有的达两年之久，长时间降水致使淤泥产生较大的固结沉降，对周边环境影响较大，且降水对基坑周边的影响往往有滞后效应。（5）淤泥下卧中粗砂层的影响

当淤泥下卧有中粗砂层时降水影响半径很大，可达百米以上，产生的附加沉降也较大；因该层多为承压层，其承压水头等于或大于上覆荷重；降水时，由于承压水的释放，土层的水力状态急剧改变，除了该砂层落实外，上覆淤泥层渗透固结速度将加快，从而增加了沉降量。

七、深基坑工程的安全常见的安全问题及应对措施

随着我国城市化进程的加快，城市建筑向天空(高层)向地下要空间成为必然。越来越深的基坑工程在给城市提供宝贵的建筑空间的同时，与基坑有关的安全事故也时有发生。轻者基坑边坡位移，周边道路建筑物开裂；重者基坑整体失稳破坏，倾覆坍塌，人员伤亡。深基坑带来的安全隐患和事故已经引起建设主管部门和业内人士的高度关注。

深基坑支护施工中存在的问题

现今深基坑支护结构的设计理论虽然有了很大发展，但是在实际施工中依旧存在大量不足的地方，主要表现为如下几个方面。1.1边坡修理不达标

在深基坑施工中经常存在挖多或挖少的现象，这都是由于施工管理人员管理的不到位以及机械操作手的操作水平等多种因素的影响，使得机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则，而人工修理时又由于条件的限制不可能作深度挖掘，故经常性的会出现挡土支付后出现超挖和欠挖现象。这是深基坑支护工程施工中较为常见的不足之处。

1.2施工过程与施工设计的区别大

在深基坑中需要支护施工时，会用到深层搅拌桩，但其水泥掺量会不够，这就影响水泥土的支护强度，进而使得水泥土发生裂缝，另外，在实际施工中，偷工减料的现象也时常发生，深基坑挖土设计中往往对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中往往不管这些框框，抢进度，图局部效益，这往往就会造成偷工减料现象的发生。深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工相差较大，也需要引起高度的重视。1.3土层开挖和边坡支护不配套

当土方开挖技术含量较低时，组织管理也相对简单。而挡土支护的技术含量较高，施工组织和管理都比土方开挖繁杂。所以在实际的施工过程中，大型的工程一般都是由专业的施工队伍来完成的，而且绝大部分都是两个平行的合同。这样，在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖延工期，开挖顺序较乱，特别是雨天期间施工，甚至不顾挡土支护施工所需要工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法去完成支护工作，对属于岩土工程的地下施工项目，资质限制不严格，基坑支护工程转手承包较为普遍，一些施工单位不具备技术条件，为了追求利润而随意修改工程设计，降