合肥庐阳区公共卫生服务中心工程基坑支护毕业设计

摘要:通过一个具体的工程实例介绍基坑支护的定义与概念，基坑支护主要有哪些基本形式，每种形式适用于何种工程情况。了解基坑支护主要有哪些基本工作内容，以及在选择基坑支护形式时需要注意的的事项。分析了解基坑事故的诱因和我们在现实工程中应该注意的问题以及基坑支护的发展趋势。

关键词：基坑支护，概念，类型，方案，事故分析，发展趋势

一、工程概况

合肥市庐阳区公共卫生服务中心工程位于合肥市北二环路及规划中大房郢路交叉处东南面，框剪结构，地下一层，地上十八层，局部三层，工程内容包括结构、电气、暖通、给排水、消防等。规划红线范围内原先是一个砖窑厂的取土区，其他部分是农田。因此本工程的地质分为两种，一种是取土区的杂填土，土质较差，地基承载力较弱，另一种土质是农田的粉质粘土，承载能力较好。本工程的地下水位线位于相对于地面标高-3m，本工程地下室底板相对标高为-4.5m。桩基采用的是机械钻孔灌注桩。工程采用的是筏板基础，承台底标高为-6m。因此工程土方开挖的时候需要挖至承台底标高以下70cm。以便于破除桩基顶部的浮土，凿除桩基顶部的钢筋，以便更好的锚固于承台之中。

二、基坑与基坑支护的概念

（一）基坑

什么是基坑，基坑就是指为进行建筑物（包括构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。基坑属于临时性工程，其作用是提供一个空间，使基础的砌筑作业得以按照设计所指定的位置进行。基坑又分为普通基坑和深基坑，深基坑就是指开挖深度大于等于5m的基坑。基坑分为三级，一级基坑是那些重要工程或支护结构做主体结构的一部分，开挖深度大于10米，与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑，基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需要严加保护的基坑。三级基坑则是开挖深度小于或等于7米且周围环境无特殊要求的基坑。而二级基坑则是介于一级基坑、三级之间的基坑。基坑在开挖前应根据地质水文资料，结合现场附近建筑物情况，决定开挖方案，并作好防水排水工作。开挖不深者可用放边坡的办法，使土坡稳定，其坡度大小按有关施工程规定确定。开挖较深及邻近有建筑物者再或者附近有较多荷载的工程情况，那就要采取一系列的措施来保证基坑侧壁的稳定性，这就是基坑支护。

（二）基坑支护

那到底基坑支护是如何定义的呢？中华人民共和国行业标准《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-88对基坑支护的定义如下：为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡就是基坑支护。

三、基坑支护的主要形式

（一）基坑支护的形式：

基坑分为浅基坑和深基坑，并不是所有的基坑都是需要进行基坑支护的。对于那些基础埋置不深，施工期较短，挖基坑时不影响邻近建筑物的安全。以及地下水位低于基底，或者渗透量小，不影响坑壁稳定性的基坑一般采用无支护形式，这类基坑主要的坑壁形式有垂直坑壁、斜坡和阶梯形坑壁以及变坡度坑壁。而对于那些基坑壁土质不稳定，并且有地下水的影响、放坡土方开挖工程量过大，不经济、容易受到施工场地或邻近建筑物限制，就不能采用放坡开挖，设计单位必须根据勘测单位提供的工程地质报告合理采用经济适用的基坑支护形式。需要进行设计支护的基坑也分为浅基坑和深基坑，浅基坑常见支护形式有：锚拉支撑、斜柱支撑、连续式水平支撑、间断式水平支撑、垂直支撑、断续式水平支撑、短柱横隔式支撑、临时挡土墙支撑。而深基坑常见支护形式有：土钉墙支护、钢板桩支护、水泥土墙支护、排桩内支撑支护、排桩土层锚杆支护、挡土灌注排桩或地下连续墙支护等形式。

（二）各种支护形式的概念

浅基坑主要有以下几种支护形式

1、锚拉支撑

锚拉支撑是一种浅基坑支护方式。它是将水平挡土板支在柱桩内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，在挡土板内侧回填土。它是将锚柱与挡土板用拉杆拉住，利用作用力与反作用，挡土板阻碍坡体的土质发生位移。

2、斜柱支撑

斜柱支撑是一种浅基坑支护方式。它是将水平挡土板钉在柱桩内侧，柱桩外侧用斜撑支顶，一般情况下用钢管或者楞木作为斜撑。斜撑底端顶在木制撑桩上，以防止斜撑发生侧移在挡土板内侧回填土。

四、各种基坑支护类型的适用范围

由于基坑的形式有深基坑和浅基坑之分，基坑周围的土质稳固性也有差异，以及基坑周围的水文地质条件也会有差别的，所以设计人员在选择基坑支护类型时就应该视时视情况选择合理的基坑支护类型，不同的支护类型作用原理不同，它们所适用的范围也会有所差异的。

（一）锚拉支撑

锚拉支撑适于开挖较大型、深度不大的基坑或工程使用机械挖土，不方便安设横撑的基坑。

（二）斜柱支撑

斜柱支撑适于开挖较大型、深度不大的或使用机械挖土的基坑，且周围要有足够的操作空间来支设斜撑。

（三）连续式水平支撑

连续式水平支撑适于较松散的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少，深度为3～5m。开挖深度相对较浅的基坑。

（四）间断式水平支撑

间断式水平支撑适用于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少，深度在2m以内的浅基坑。

（五）断续式水平支撑

断续式水平支撑适用于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少，深度在3m以内

（六）短桩横隔板支护

短桩横隔板支护适用于开挖宽度大的基坑，当部分地段放坡不够时采用。

（七）临时挡土墙支撑

临时挡土墙支撑适用于开挖宽度大的基坑，当部分地段放坡不够时采用

（八）垂直挡土板支撑

垂直挡土板支撑适于土质较松散或湿度很高的土、地下水较少，深度不限。当深度较深时，横撑的数量适当增加。

（九）叠袋式挡土墙支护

适用于一般粘性土、面积大、开挖深度在5m以内的浅基坑支护

（十）土钉墙支护

土钉墙支护常用于开挖深度不大、周围相邻建筑或地下管线对沉降与位移要求不高的基坑支护, 具有施工快捷简便、经济可靠的特点, 得到广泛的应用。

（十一）钢板桩支护

钢板桩具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将钢板桩拔出回收再次使用;施工方便,工期短;槽钢钢板桩不能挡水,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;槽钢钢板桩抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大；拉森钢板桩由于抗弯能力较强，多用于周围环境要求不高的深5m~8m的基坑。

（十二）水泥土墙

水泥土墙，由于其材料强度比较低，主要是靠墙体的自重平衡墙后的土压力。因此，常视其为重力式挡土支护。水泥土墙的特点是施工时振动小，无侧向挤压，对周围影响小。最大限度利用原状土，节省材料。由于水泥土墙采用自立式，不需加支撑，所以开挖较方便。水泥土加固体渗透系数比较小，墙体有良好的隔水性能。水泥土墙工程造价较低，当基坑开挖深度不大时，其经济效益更为显著。水泥土墙的缺点是：水泥土墙体的材料强度比较低，不适于支撑作用，所以其位移量比较大。而墙体材料强度受施工因素影响导致墙体质量离散性比较大。

水泥土墙较适用于软土地区，如淤泥质土、含水量较高的黏土、粉质黏土、粉质土等。对以上各类土基坑深度不宜超过6m；对于非软土基坑挖深可达10m，最深可达18m

（十三）排桩内支撑支护

桩撑支护结构的优点：施工质量易控制，工程质量的稳定程度高；内撑在支撑过程中是受压构件，可充分发挥出混凝土受压强度高的材性特点，达到的经济目的；桩撑支护结构的适用土性范围广泛，尤其适合在软土地基中采用。但是桩撑支护结构的也存在一定的缺点：例如：内撑形成必要的强度以及内撑的拆除都需占据一定工期；基坑内布置的内撑减小了作业空间，增加了开挖、运土及地下结构施工的难度，不利于提高劳动效率和节省工期，随着开挖深度的增加，这种不利影响更明显；当基坑平面尺寸较大时，不仅要增加内撑的长度，内撑的截面尺寸也随之增加，经济性较差。因此排桩支撑支护适用于适用于侧壁安全等级为一、二、三级的各种土层和深度的基坑支护工程，特别适合在软土地基中采用；适用于平面尺寸不太大的深基坑支护工程，对于平面尺寸较大的，可采用空间结构支撑改善支撑布置及受力情况；适用于对周围环境保护及变形控制要求较高的深基坑支护工程。

（十四）排桩土层锚杆支护

排桩土层锚杆支护分为地面拉锚式支护和锚杆式两种。地面拉锚式支护结构需要有足够的场地设置锚桩，或其它锚固物。锚杆式需要地基土能提供较大的锚固力。锚杆式较适用于砂土地基或粘土地基。由于软粘土地基不能提供锚杆较大的锚固力，所以很少使用。所以排桩锚杆支护用于周边环境比较宽敞、地下管线少且没有不明地下物的深基坑支护工程，特别适用于平面尺寸较大的深基坑支护工程，对于使用锚杆作为外拉系统的桩锚支护结构，宜运用在具有密实砂土、粉土、粘性土等稳定土层或稳定岩层的深基坑支护工程中。

（十五）地下连续墙支护

由于受到施工机械的限制，地下连续墙的厚度具有固定的模数，不能像灌注桩一样根据桩径和刚度灵活调整。因此，地下连续墙只有在一定深度的基坑工程或其它特殊条件下才能显示出经济性和特有优势。一般适用于如下条件：

1、开挖深度超过10米的深基坑工程。

2、围护结构亦作为主体结构的一部分，且对防水、抗渗有较严格要求的工程。

3、采用逆作法施工，地上和地下同步施工时，一般采用地下连续墙作为围护墙。

4、邻近存在保护要求较高的建（构）筑物，对基坑本身的变形和防水要求较高的工程。

5、基坑内空间有限，地下室外墙与红线距离极近，采用其他围护形式无法满足留设施工操作要求的工程。

6、在超深基坑中，例如30m-50m的深基坑工程，采用其他围护体无法满足要求时，常采用地下连续墙作为围护结构。

基坑支护的方式多种多样，灵活万变，需结合具体情况进行选择。具体采用哪一种方案应视基坑土质、地下水水位以及其他因素而定，设计部门可以依据勘探部门提供的《地质勘探报告》作出结论。

五、基坑支护工程有哪些具体施工内容

合肥市庐阳区公共卫生服务中心工程位于合肥市北二环路与大房郢路交叉口，其址原先是一个砖窑厂的取土区，因为工程建设需要，政府部门对取土区进行了回填，现对地下室进行施工，需要进行基坑开挖，由于基坑四周的土质分为杂填土和农田下面的粉质粘土。所以本工程的设计单位根据勘察单位提供的《工程地质报告》，本工程的基坑支护工程分为土钉墙支护和锚杆支护两种方式相结合的方式。

（一）对于杂填土那部分基坑，由于坑壁土质较差，容易发生失稳事故，故采用了安全系数较高的土钉墙支护模式，土钉墙支护是由密集的土钉群、被加固的原位土体、喷射的混凝土面层和必要的防水系统组成，形成一个类似重力式墙的挡土体系，以其自身的强度和刚度承受和抵抗坑壁侧向压力，使开挖坡面稳定。

土钉是一种原位土加筋加固技术，土钉体的设置过程较大限度地减少了对土体的扰动；从施工角度看，土钉是随着从上到下的土方开挖过程，逐层将土钉设置于土体中，可以与土方开挖同步施工。土钉是用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。通常是先在土中钻孔、置人变形钢筋（或带肋钢筋、钢管、角钢等），然后沿孔全长注浆。土钉亦可采用直接击入的方法置入土中。沿其通长与周围土体接触，依靠接触面的粘结摩擦力与被加固土体形成复合土体，当坡体发生变形时，土钉产生被动应力，并通过其受拉作用对坡体进行加固，而复合体的变形则通过混凝土面层予以约束。

本工程土钉墙施工与基坑土方开放同步交叉进行作业，土方开挖与基坑支护分层分段进行施工，分层开挖深度低于拟施工土钉标高下0.5m土层，分段宽度一般为15～25m。在完成上一层作业面土钉与喷射混凝土面层达到设计强度的70%以前，不得进行下一层土层的开挖。主要施工工艺如下：

基坑开挖、平整坡面→设置土钉（包括钻孔、插入土钉钢筋、灌浆）→绑扎、固定钢筋网片→喷射细石混凝土面层、并进行养护→设置排水设施→验收。

1、基坑开挖、坡面修整：

坡面经机械开挖后采用小型机具或铁锹进行人工切削坡面，保证边坡平整，并符合设计规定的坡度，然后按要求采用钢尺确定孔位，以木桩作为标记，孔位误差小于±5cm。

2、钻孔：

钻孔施工前对基坑附近地下管网情况作了充分了解，根据本工程场地土质和环境，粘土层成孔采用人工洛阳铲钻孔。

钻孔前，根据设计要求对定出的孔位做出标记和编号，成孔过程中由专人做好钻孔记录，按土钉编号逐一记载取出的土体特征、成孔质量、事故处理等，并将取出的土体与初设时所认定的加以对比，有偏差时修改土钉的设计参数。本工程孔径为130mm，孔径误差为±5mm，成孔倾角为10°，偏差小于±1°，成孔后应进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水塌孔或掉落松土应立即处理。

3、插入土钉钢筋：

为使土钉居中，以保证钢筋处于孔位中心且注浆后其保护层厚度不小于25mm，在土钉钢筋置入孔中前，每隔2.0m设置一个φ6.5钢筋定位卡，清孔后将土钉钢筋置入孔中。若孔中出现局部渗水，或掉落砂土立即处理。

4、注浆：

注浆前要验收土钉钢筋安装质量是否达到设计要求。本工程采用普通硅酸盐水泥P.0 32.5R水泥浆灌注，水灰比0.5，用砂浆搅拌机均匀后将注浆管插入孔内，距孔底250～500mm处，并在孔口部位注浆管上相应位置设置标记，便于检查。采用重力式注浆，直到砂浆饱满，在初凝前需补浆1～2次。为保证土钉质量，向孔内注入注浆体的充盈系数必须大于1.0，每次向孔内注浆时，预先计算所需的浆体的体积并根据注浆泵的冲程数求出实际向孔内注入的浆体体积，浆体应搅拌均匀，随拌随用，在初凝前用完。开始注浆前，中途停止超过30min或作业完毕后须用水冲洗注泵及其管路。

5、钢筋网片的安装：

钢筋网片可用焊接也可绑扎而成，网格允许偏差±10mm，钢筋网片每边的搭接长度应不小于一个网格边长或20cm，采用搭接焊时焊缝长度不小于钢筋直径的10倍，土钉钢筋端部通过锁定筋与面层内的加强筋及钢筋网片连接，其相互间应焊接牢固，钢筋网片在安放时应牢固固定在边壁上并符合规定的保护层厚度，钢筋网片可用插入土中的钢筋固定，在混凝土喷射下不出现振动。

6、混凝土喷射施工：

喷射混凝土配合比应通过试验确定，粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.5，并应通过外加剂来调节所需工作度和早强时间。

喷射混凝土时应自下而上，喷头与受喷面距离宜控制在0.80～1.50m范围内，射流方向垂直指向受喷面，在钢筋部位应先喷填钢筋后方，然后再喷前方，防止钢筋背后出现空隙。在继续喷射下部作业时，应仔细清除预留施工缝接合面上的浮浆层和松散碎屑，并喷水使之湿润。喷射混凝土终凝后2小时，应采取连续喷水养护5～7天或喷涂养护剂。

7、对于易塌土体的处理

为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷，对于易塌土体通常可采用以下措施：

对修整后的边坡，立即喷上一层簿的砂浆或混凝土，待凝结后再进行钻孔；

在作业面上先构筑钢筋网喷射混凝土面层，而后进行钻孔并设置土钉；

在水平方向上分小段间隔开挖土方；

先将作业深度上的边壁做成斜坡，待钻孔并设置土钉后再清坡；

在开挖前，沿开挖面垂直击入钢筋或钢管，或注浆加固土体。

（二）另外一个部分的坑壁，由于其位于农田，土质基本为粘土或者为粉质粘土，土体相对不易发生失稳事故，从经济适用的角度考虑，此部分基坑采用了锚管支护的形式。其工作程序大概如下：

土方开挖工作面→锚杆施工→人工修整壁面→挂网筋→主筋焊接→喷射细石砼→压力灌浆→下层土方开挖。以上工序循环进行直至基坑底部。

基坑壁采用喷射砼进行硬化，共布置四排锚杆，锚杆采用φ48钢管，钢管留有泄浆孔（φ3～φ6），便于灌浆。施工程序如下：

1 人工修整土壁：待挖掘机按开挖灰线开挖出工作面后，人工修整土壁，修至平整及满足设计防坡要求。

2 锚杆施工：用专用锚杆机将锚杆顶入地层中（与人工修整土壁可同时交叉进行）。

3 挂网：在每一段锚杆施工完成后，将编制好的钢筋网片挂在已修整好的壁面上。

4 焊接主筋：在钢筋网片的外面铺设主筋，并与锚杆焊接起来。

5 喷射混凝土：在上述工作完成后，向壁面喷射细石混凝土，喷射厚度5～10cm 。

6 灌浆：对锚管进行压力注浆，使锚管周围形成锚固体，增加抗拔力。基坑壁表面采用喷射砼和钢筋网支护，土体内部采用锚杆压力灌浆，通过压力灌浆使支护结构与土体形成整体，共同承担土压力。锚杆参数应根据开挖过程中地质实际情况和基坑位移情况进行调整。。喷锚支护施工与土方开挖交叉同步进行。土方机械开挖控深作业面高度2-3m，待上一作业面喷锚施工完成后，方可进行下一作业面的开挖，严禁超前挖，开挖的作业面必须及时支护封闭，如因各种原因挖开的作业面不能及时支护，则机械挖土方必须及时组织回填封闭作业面，以免作业面暴露时间过长而引起险情。

六、基坑支护过程中降水排水的措施与目的

（一）地下水位的影响

由于本工程的地下水位线位于基坑底上部，地下水对基坑支护工程的影响是非常大的。主要有以下几个影响：

1、地下水位的变化，对建筑工程有很大的影响，、地下水位上升，地下水对地下结构物有浮托作用，使地基承载力降低；

2、如果基坑周围存在着重物或者其他建筑物，容易产生一个压力，这个压力对土体和地下水产生一个压力，导致地下水容易往基坑里渗透，导致管涌等现象的发生，从而导致险情。

3、地下水对基坑底部也会产生较为不利的影响。如果基坑底部长期浸泡在水里，地基承载能力也会随之而减弱。

因此我们一定要降低地下水位，减少险情的发生的概率。

（二）降水的措施主要有以下几种方法：

1、电渗井点法，此方法较为贵重，一般性基坑不宜采用，适用于淤泥质、粘土

2、轻型井点，可降低水位，价钱较为便宜，但是有效深度不够，适用于挖深较浅的基坑，布设在基坑外侧，同时可起到加固土体的效果。粘土层不适用

3、喷射井点，含水量较高的土层，尤其是含沙土层适用，但出水量不大，一般用于辅助降水

4、大口径井点，也就是常说的管井，适用于渗透系数较高的土体疏干，加上真空负压后可用于粉土层、淤泥质粘土层

5、增设明沟、集水井等坑底集水。

本工程由于土质相对来说还是较好，不存在淤泥、流沙等恶劣地质，故本工程直接采用了明渠集水的方法进行降水。我们施工人员在基坑底部四周开挖了200*200的排水沟渠。相隔10m-20m左右，增设一个600*600*1200的集水井。在基坑壁每隔2m，梅花型布置了泄水孔，泄水孔由DN15的PVC管材制成。泄水孔的作用就是排出土体内的积水，避免形成管涌和流土。然后在各个集水坑内安设水泵，集中将积水排放到市政管网内。

七、基坑支护的设计原理

基坑支护的作用无非就是利用各式各样的支护形式来抵消土体的侧压力，从而保持土体的稳定。

（一）两种极限状态

1、承载能力极限状态

承载能力极限状态系指对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周围环境破坏。

2、正常使用极限状态

正常使用极限状态系指对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响周边环境的正常使用功能。

基坑支护工程就是使土体保持这两种承载力极限状态。使其土体变形在一个允许的范围内。

（二）基坑工程设计的基本原则

1、在满足支护结构本身强度、稳定性和变形要求的同时，确保周围环境的安全；

2、在保证安全可靠的前提下，设计方案应具有较好的技术经济和环境效应；

3、为基坑支护工程施工和基础施工提供最大限度的施工方便。

（三）基坑支护的安全等级

1、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，重要性系数γ0=1.1

2、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，重要性系数γ0=1.0

3、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，重要性系数γ0=0.8

（四）承载能力极限状态的计算

1、根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性验算；

2、基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；

3、当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。

4、对于安全等级为一级及对支护结构变形有限制的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。

（五）地下水控制计算和验算

1、抗渗透稳定性验算；

2、基坑底突涌稳定性验算；

3、根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算；

4、对支护结构的计算和验算、质量检测，提出对施工监测的要求。

（六）土体压力的计算

土压力分为三种：

1、静止土压力

静止土压力是在挡土墙(支护体)施工过程中土体不受扰动并在建造后不发生位移的条件下，挡土墙(支护体)后填土处于弹性平衡状态，此时墙(支护体)背上的土压力称为静止土压力。

E=1/2*γ*H2 * K0

H——挡土墙离填土面为z处静止土压力

γ——土的重度

K0 —— 静止土压力系数

2、主动土压力

挡土墙(支护体)发生离开土体方向的位移，当挡土墙(支护体)的位移达到一定程度时，其后的土体达到极限平衡状态，此时的土压力减小至最小，称为主动土压力。

3、被动土压力

挡土墙(支扩体)在外力作用下，发生挤向土体的位移，当挡土墙(支护体)的位移达到一定程度时，其后的土体达到极限平衡状态，此时的土压力达到最大值，称为被动土压力。

（七）影响土压力数值有以下几种因素：

1、土的类别及土的计算指标；

2、计算理论；

3、支护结构的刚度及位移；

4、有无支点及支点的位置和反力大小；

5、所开挖的基坑大小及几何形状；

6、地下水位；

7、施工方法、施工工序和施工过程；

8、外界的荷载与温度变化等。

根据以上因素，设计人员综合考虑地质条件和经济因素，选择合适的基坑支护方案。本工程基坑深度为6m，由于地质条件较好，设计人员根据勘察单位提供的地质勘察报告，选定了土质较好的东侧和南侧基坑为锚管支护，土钉采用长约8m￠25的三级螺纹钢，锚管采用的是长约6米的钢管。经过拉拔试验检测，受力符合设计要求。这样的设计既符合工程建设需要，也能为工程节约一部分建设资金，不至于造成材料的浪费。

八、基坑支护工程施工中的安全控制

基坑支护的作用是通过各种形式的支护，从而保证坑内施工和周边环境的安全。然而基坑支护工程在施工的过程中也存在有较大的安全隐患。例如前期在开挖过程中，由于自然原因、人为原因及其他不可抗拒等因素导致的基坑坍塌事故，以及在基坑施工完成后发生的一系列的事故等。所以我们应该从以下几个方面把控基坑支护工程的安全。

（一）施工前应认真进行技术交底，施工中应明确分工，统一指挥。

（二）各种设备应处于完好状态。

（三）张拉设备应牢靠，试验时应采取防范措施，防止夹具飞出伤人。

（四）注浆管路应畅通，防止塞泵，塞管。

（五）机械设备的运转部位应有安全防护装置。

（六)电器设备应接地、接零，并由持证人员安装操作，电缆、电线必须架空。

（七）施工人员进入现场应戴安全帽，操作人员应精神集中，遵守有关安全规程。

（八）在有地下承压水地层钻进，孔口必须设置可靠的防喷装置，一旦发生漏水涌砂时能及时封住孔口。

（九）基坑顶距离边缘20cm的出架设防护栏杆，栏杆每60cm一层，设置两层。在下方还应设置10cm的挡水埂，防止雨水进入坑内。

（十）基坑施工过程中随时动态观察坑壁的变化，发现裂纹，应及时躲闪，并及时采取措施就行加固处理。

九、典型的基坑支护工程事故

近年来，我国建设安全生产法规标准体系逐步完善，建筑安全监管队伍逐步发展，各方责任主体安全意识逐步加强，特别是建筑施工事故总量得到了较好的控制。

（一）造成建筑基坑事故的原因主要有以下几种：

1、工程勘察：勘察不详、不准、疏漏、失误。

2、工程设计：对支护参数进行设计时，需进行稳定性计算分析及与之紧密相关的边壁破坏模式的选定。

3、工程施工：施工质量、施工工艺、材料质量、施工机械化程度、施工速度和时机、管理水平均可能成为工程事故的直接原因或间接原因。

4、工程监理：监测现场担负着监督处理施工是否按图施工的重任，是确保工程质量安全的重要环节。

5、工程建设方或大发包方：工程建设方或大发包方盲目压价、层层分包、不恰当地参与选择或强行拍板某种支护方案或降水措施等所引起的。

6、规范：有些规范的某些规定显得不尽科学、合理、适用。

（二）基坑事故案例

1、广州海珠城广场基坑坍塌事故

海珠城广场基坑周边概况:基坑位于广州江南大道与江南西路十字路口的西南角。基坑周长约330米，开挖深度为20.3米。基坑东侧距地铁二号线隧道结构边线为5.7~6.6米（隧道埋深约20米），南侧距7层海员宾馆和7层隔山1号楼约16米，西侧距马涌约6米。基坑东侧、西侧边坡和南侧东段、北侧东段边坡上部高6m采用土钉墙喷锚支护，6m以下采用人工挖孔桩与三道钢管角撑支护，人工挖孔桩桩底深度为20.0m。基坑其它地段边坡采用土钉墙喷锚加两道预应力锚索支护形式。

2005年7月21日12时左右，在广州海珠区江南大道南珠城海广场深基坑发生滑坡，导致3人死亡，4人受伤，地铁二号线停运近一天，七层的海员宾馆倒塌，多家商铺失火被焚，一栋七层居民楼受损，三栋居民被迫转移。

造成本基坑坍塌事故的原因主要有：

本基坑原设计深度只有16.2米，而实际开挖深度为20.3米，超深4.1米，造成原支护桩成为吊脚桩，尽管后来设计有所变更，但对已施工的支护桩和锚索等构件已无法调整，成为隐患。

从地质勘察资料反应和实际开挖揭露，南边地层向坑里倾斜，并存在软弱透水夹层，随着开挖深度增大，导致深部滑动。

本基坑施工时间长达2年8个月，基坑暴露时间大大超过临时支护为一年的时间，导致开挖地层的软化渗透水和已施工构件的锈蚀和锚索预应力损失，强度降低，甚至失效。

事故发生前在南边坑顶因施工而造成东段严重超载，成为了基坑滑坡的导火线。

从施工纪要和现场监测结果分析，在基坑滑坡前已有明显预兆，但没有引起应有的重视，更没有采用针对性的处理措施，也是导致事故原因之一。

事故调查结果和处理结果于2005年8月20日在广州日报A5版公布：对7个建设责任主体及其20名责任人给予行政处罚或处分，其中7名主要责任人因涉嫌触犯刑法被司法机关依法逮捕；对事故发生负有监管责任的14名行政人员给予降级或降级以下的行政处分和责令作出深刻检讨，并责成相关单位对市政府作出书面检查。

2、昌都大厦基坑事故

昌都大厦位于黄浦区广东路、福建路与湖北路之间，采用地下连续墙围护，开挖面积约5000m2。

1884年8月1日上午7时许，昌都大厦在开挖到基底深度13米，第三道支撑未及支护时，突然在广东路一侧发生坍落，塌方地段长22米、宽10米、深5米。造成地下连续墙倒塌，马路路面下陷500m2，下陷最深处达6～7m。地下所埋设各种管线（包括煤气管，自来水管，雨水管，各种电缆等）遭受严重损坏，煤气外溢，大面积停气停水停电，交通中断，造成了重大经济损失和不良社会影响。

事故造成的原因主要分设计因素、施工因素和监测的因素。

设计因素主要有：

支撑和地下连续墙设计存在严重的问题是造成结构局部破坏的主要原因。支撑与墙体连接部位没有设置围檩支撑，连杆系节点设计不当，抗剪强度不要求，地下连续墙设计强度不足。

邻近基坑比本工程先完工，降水可能导致地下土流失，引起马路下方土体局部掏空，使本工程情况更加严重。

施工因素：

设计图纸规定，在基坑开挖面以下沿地下连续墙四周的坑底深度5m，宽度5m范围内，要灌注水泥浆加固，但施工单位未实施。

斜撑缺撑率高达62.3％，受力较大部位未按设计要求注浆，使得连续墙结构内力超过设计工况时的设计容许值。基坑东南角局部超挖，并未及时支撑。

在基坑出现周围地面过大下沉以及涌土，钢支撑产生异样声响的情况下，未能及时采取有效抢险措施。

监测因素：

监测人员没有分析监测数据，并及时将监测结果报告有关各方，失去了排险的最佳时机。

十、本工程基坑支护施工的质量控制

(一)原材料检验

土钉墙支护施工所用原材料(水泥，砂石，混凝土外加剂，钢筋等)的质量要求以及各种材料性能的测定，均应以现行的国家标准为依据。

(二)注浆强度及喷射混凝土强度检验

用于注浆时的水泥浆或水泥砂浆强度用70mm×70mm×70mm立方体试件经标准养护后测定，每批至少留取3组(每组3块)试件，给出3d和28d强度，注浆强度等级不低于12MPa，3d不低于6MPa；喷射混凝土强度可用边长100mm立方体试块进行测定，制作试块时应将试模底面紧贴边壁，从侧向喷入混凝土，每批至少取3组(每组3块)试件，强度等级不低于C20，3d不低于10MPa。

(三)喷射混凝土厚度检验

喷射混凝土厚度，可采用凿孔法作为检查依据，也可以用混凝土厚度标志或其他方法检查，有争议时以凿孔法为准。检查数量为每100m2取一组，每组不少于3个点，其合格条件可定为：全部检查处厚度平均值应大于设计厚度，最小厚度不应小于设计厚度的80％。

(四)土钉抗拔力试验

每一典型土层中，至少留3根非工程土钉进行抗拔试验，其孔径注浆材料等参数及施工方法应与工程土钉完全相同，在注浆体强度不低于6MPa时检验土钉的抗拔力是否满足设计要求，一般加荷至设计抗拔力的1.5倍，观察其抗拔力和变形，一旦发现异常情况，及时采取措施或给设计单位反馈修改设计加以改进。抗拔试验操作方法按《基坑土钉支护技术规程》CECS86—87执行。

（五）工程降水排水

1、土钉墙支护宜在排除地下水的条件下施工，应采取的排水措施包括地表排水，支护内部排水，以及基坑排水，以避免土体处于饱和状态并减轻作用于面层上的静水压力。

2、基坑顶部四周可做散水和排水沟，坑内应设置排水沟和集水坑，并与边壁保留0.5～1m的距离，集水坑内积水应及时抽出。

3、如基坑侧壁水压较大时可在支护面层背部插入长度为400～600mm，直径不小于40mm的水平导水管，外端伸出支护面层，间距1.5～2m，以便将混凝土面层后积水排出。

十一、基坑支护的发展趋势

基坑工程是一个古老而又有时代特点的岩土工程课题。放坡开挖和简易木桩围护可以追溯到远古时代。人类土木工程活动促进了基坑工程的发展。特别是到了本世纪，随着大量高层、超高层建筑以及地下工程的不断涌现，对基坑工程的要求越来越高，出现的问题也越来越多，促使工程技术人员以新的眼光去审视基坑工程这一古老课题，使许多新的经验和理论的研究方法得以出现与成熟。

（一）基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一柱一桩，而是一柱多桩，增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力，降低沉降，减少中柱桩（中间支承柱），达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩短总工期，这将成为今后的研究方向。

（二）土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。

（三）目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。

（四）为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。

（五）为减小基坑工程带来的环境效应（如因降水引起的地面附加沉降），或出于保护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外，一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前，有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。

（六）在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建（构）筑物下沉，可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固，即提高支护结构被动区土体的强度的方法。

（七）信息监测与信息化施工技术。为了保护环境而加强监测。现已应用计算机监测，可以提供施工过程中支护体系及环境的受力状态及变形数据。由于信息技术及加固技术的提高，已经可以实现毫米级的变形控制。如上海香港广场工程对附近地铁隧道变形控制在7mm。

十二、结束语

基坑支护是一个永远的课题，从古到今，基坑支护一直没有停歇。它一直演变着各式各样的形式，保护着人类生产安全和生命健康。随着城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现，深基坑工程越来越多。同时，密集的建筑物、大深度的基坑周围复杂的地下设施，使得放坡开挖基坑这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要，因此，深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视。而如今我们只有掌握好基坑支护的技术要领，学习新的施工方法和施工工艺，理论结合实践，把握基坑支护的各项技术要领，合理规划，认真管理，把基坑支护理论运用到工程实践之中去。让基坑支护施工起来更简单，经济上更节省，安全上更有保障。不仅如此，我们施工人员、技术人员、设计人员以及科学研究人员等等，我们都要努力探索新的支护形式，让基坑支护继续往前发展。新技术、新工艺给我带来的是更便捷的施工程序，更经济的工程投资，更重要的是让那些血淋淋的基坑事故不再发生。

参考文献

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[3]《建筑结构荷载规范》(GB50008-2001) .北京：中国建筑工业出版社，2001.

[4]《建筑桩基技术规范》(JGJ84-2008).北京：中国建筑工业出版社，2008.

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[8]《基坑工程手册（第二版）》，刘建航、侯学渊主编.中国建筑工业出版社，2008.

[10] 唐梦雄,陈如桂.深基坑工程变形控制[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006

[11] 刘建航, 侯学渊. 基坑工程手册[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 1887