1、 網絡高等教育專 科 生 畢 業 大 作 業 題 目：建筑基坑支護工程安全性影響因素及對策 學習中心：浙江衢州奧鵬學習中心4b 層 次： 高中起點專科 專 業： 土木工程 年 級： 09年 秋 季 學 號： 091430203019 學 生： 包順清 指導教師： 劉元俊 完成日期： 2011 年 9 月 2 日 內容摘要 建筑基坑的開挖與支護結構是一個系統工程，涉及工程地質、工程結構、建筑材料、施工工藝和施工管理多方面。它集土力學、材料才學和結構力學、水力學于一體的綜合性學科。在建筑基坑施工時，為確保施工安全，須對開挖的建筑基坑采取支護措施;建筑深基坑支護工程的型式在設計和施工時需要考慮的因素

2、很多，本文分析了當前深基坑支護存在的安全問題，分析基坑事故原因;提出了深基坑支護設計中的應注意事項和預防措施及對策;施工中應注意的事項，避免事故的發生。 關鍵詞：建筑基坑；安全性；分析目 錄內容摘要i引 言11 問題提出22 深基坑存在的問題2 2.1 空間效應考慮不周. 2 2.2. 物理參數選擇不當.2 2.3 取樣有不完全性 .23 基坑事故原因分析3 3.1 支護方案缺乏技術論證.3 3.2 工程方案選擇不當.3 3.3 地下水處理不當造成的倒塌.3 3.4 土的強度指標選擇不準.3 3.5 加強監控量測信息化施工.4 3.6 注重工程地質特點勘察.4 4 基坑設計及施工安全分析4 4

3、 .1 設計方面4 4.2 施工方面.5 5 建筑基坑案例分析6 5.1 放坡開挖及簡易支護.6 5.2 支護樁圍護.7 6 小結.7參考文獻.8.引 言 建筑施工時，為確保施工安全，必須對開挖的建筑基坑采取支護措施。建筑基坑支護設計與施工應綜合考慮、基坑類型、基坑開挖掘深度、降排水條件、周邊環境對基坑側壁位移的要求，基坑周邊荷載、支護結構、施工季節等因素，做到合理設計、安全施工; 建筑基坑工程的設計施工，要保證整個支護結構在 施 工 過 程 中 的 安 全 ， 又 要 控 制 結 構 和 周 圍 土 體 的 變形，保證周圍相鄰建筑及地下公共設施安全；隨著城市化的快速發展，城市人口日漸飽和，建

4、筑空間和城市綠地減少，促使我國高層建筑拔地而起。高層建筑建的越高，向地下發展越深，對基坑支護的要求更高;建筑深基坑支護設計和施工需要考慮的因素，施工中有很多注意的事項，針對各種問題應如何應對處理，如何避免安全事故的發生。 1 問題提出經濟的高速發展，高層建筑、市政公用工程快速發展，出現大量的深基坑工程， 促進了深基坑支護技術的發展。從而使各地在深基坑開挖和支護技術方面積累了豐富的設計和施工經驗，新結構、新工藝、新技術不斷出現。但是，現在的城市建筑間距很小，有的基坑邊緣距已有建筑僅十幾米、甚至幾米，給基礎工程施工帶來很大的難度，給周圍環境帶來極大威脅，也相應增加了施工工期和施工費用。另外，原來的

5、深基坑支護結構的設計理論、設計原則、運算公式、施工工藝，不符合深基坑開挖與支護結構的實際情況，導致一些基坑工程出現事故，基坑事故發生，后果相當嚴重，造成人員傷亡、直接經濟損失，延誤工期等負面效應，加大了投資的負擔，給社會造成不良影響。 2 深基坑存在的問題2.1 空間效應考慮不周 深基坑開挖中的實測資料發現：基坑周邊向基坑內發生水平位移是中間大兩邊小。深基坑邊坡的失穩，以長邊的居中位置發生。這說明深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。細長條基坑來講，這種平面應變假設是符合實際的，對近似方形或長方形深基坑差別較大。所以，在未進行空間問題處理前而按平面應變假設

6、設計。2.2 物理力學參數選擇不當 深基坑支護結構所承擔的土壓力大小直接影響安全，土體物理參數的選擇是一個復雜的問題，在深基坑開挖后，含水率、內摩擦角和粘聚力三個參數是可變值，很難準確計算出支護結構實際受力。 深基坑支護結構設計中，對地基土體的物理力學參數取值不準，將對設計的結果產生很大影響。土力學試驗數據表明：內磨擦角值相差5，其產生的主動土壓力不同；原土體的內凝聚力與開挖后土體的內凝聚力，則差別大。施工工藝和支護結構形式不同，對土體的物理力學參數選擇有很大影響。 2.3 取樣有不完全性 在深基坑支護結構設計之前，必須對地基土層進行取樣，以取得土體較合理的物理力學指標，為支護結構的設計提拱可

7、靠依據。一般在深基坑開挖區域內，按國家規范的要求進行鉆探取樣。為減少勘探工作量和降低工程造價，不可能鉆孔過多。取得的土樣具有一定的隨機性和不完全性。地質構造是極復雜、多變的、取得土樣不可能全面反映土層真實性。支護結構的設計就不一定完全符合實際的地質狀況。 3 基坑事故原因分析3.1 支護方案缺乏技術論證 很多工程事故在事前缺乏技術引起的，事前對工程的水文地質情況及周圍環境缺乏了分析，憑著有限的經驗和片面的知識確定的，沒有有關專家技術論證。在確定工程支護方案時，必須結合實際情況確定。一項基坑支護工程，空間是采用樁錨結構還是土釘墻支護，或是放坡開開挖，必須根據某一工程的地下情況、地質環境以及周圍環

8、境而定，用樁錨劫掠的決不能用放坡開挖，否則會出現險情，可放坡開挖的工程，就不要用樁錨支護，否則給工程造成浪費。對于任何一項基坑支護工程，都必須經過方案的分析比較確定一個最便的支護方案。 3.2 工程設計方案選擇不當 深基坑支護的方案很多，工程造價也千差萬別，有的工程因方案選擇不當，使支護工程造價很高，結果出現倒塌事故。高層建筑設計一般由設計單位負責，而支護工程是施工升旗的一部分，作為臨時措施，因施工單位或其他單位設施才施工，二者脫節，又有臨時工程的概念，所以反映出方案選擇不當。不少城市對深基坑支護結構的專家審查制度，通過專家論證，各方案對比，并限制開挖深度，值得借鑒。對支護設計方案工作要做深做

9、細作比較，可以降低支護的工程費用，又可防止事故發生。因此，基坑的支護設計要引起有關單位的足夠重視，以致出現設計不符合基坑支護工程技術規范的要求，這是導致基坑支護失敗的主要原因。 3.3 地下水處理不當造成的倒塌 在基坑開挖過程中空間是采取降水還是防滲問題上，首先要看建筑物所在地的工程地質和水文地質情況及周圍的環境而定。如果基坑處在建筑物密集區，就要看降水會不會引起地面下沉給周邊建筑物及管線造成破壞。通過抽水試驗對地面沉降觀測資料分析認為，降水會給基坑周邊建筑物及管線造成破壞，就不要采取降水錯話就要采取基坑邊防滲的措施。 3.4 土的強度指標選擇不準 合理地選擇土的強度指標是基坑開挖成敗一個關鍵

10、因素，如果土的強度指標選取不當，基坑穩定分析計算再精確也不行的。建高單位選擇一個具有深基坑支護設計經驗豐富的設計單位進行設計是很重要的，一個好的基坑支護設計應該是既安全又經濟的設計。 3.5 加強監控量測信息化施工 在施工過程也常常會出現難以預料變化。為此，對深基坑監控量測土體壓力、邊坡位移、沉降、錨桿應變以及鄰近建筑物沉降和傾斜，以便及時掌握土體的變形特性，隨時加固防范，預防事故發生。 3.6 注重工程地質特點勘察 重要的是對場地土質的穩定性問題進行評述，在勘察工作中應將可能導致邊坡土體滑坡的各種因素事先摸清，對支護結構的穩定性和安全性造成威脅的重要地段、重點層和重要土質指標要保證其可靠性。

11、查明場地內地下水分十分重要，基坑事故絕大部分與地下水有關，對不符合技術要求的勘察資料，不得進行深基坑支護的設計與施。4 深基坑設計及施工安全分析 建筑深基坑施工應從設計和施工兩方面考慮。 4.1 設計方面 基坑邊坡土體，當抗剪切應力小于外部應力時，土體就會出現滑移或坍塌導致事故的發生。設計時應考慮方面：支護結構設計中土體的物理力學參數選擇是否恰當，基坑土體的取樣是否具有完全性，基坑開挖存在空間效應考慮是否周到，支護結構設計計算與實際受力是否相符。 因此，深基坑支護設計的應注意很多具體的事項。 基坑支護工程主要集中在城市，市區的密度很大，并經常在密集的群中施工，場地狹小，挖土不能放坡，鄰近有建筑

12、物和市政地下管道，施工的條件往往很差，難度大，對基坑穩定和變形控制的要求嚴。因此，基坑開挖與支護技術性很強。從基坑支護事故分析，事故同勘察支護設計、開挖作業、施工質量監控量測、現場管理有關，事故的發生具有突發性。 基坑支護工程采用一些傳統的支護方法造價高、工期長，存在弱點，如樁的插入深度不足，懸臂式支護結構安全度較低，而發生坍方事故。所以，選用傳統方法受到許多限制，支護不當常會釀成重大事故。 深基坑支護工程大多為臨時性工程。在實際工程中常常得不到建設方應有的重視，一般不愿投入較多的資金，一旦出現事故，處理起來十分困難，造成的經濟的損失十分巨大。深基坑支護工程成為當前建筑行業關注的工程焦點，具有

13、技復雜、綜合性很強的特點，同時對工程造價又有舉足輕重的特點，從而深基坑的控和支護便成了一個突出的問題。4.2 施工方面 坍塌事故所包含的基坑破壞主要有五類，整體穩定破壞；傾覆破壞；剪切破壞；局部隆起破壞；滲透破壞，流砂、流土、管涌。 基坑支護常用的幾種方法有放坡開挖加簡易支護、鋼板樁支護、預制樁支護、地下連墻支護、鉆孔灌注樁支護等。各種支護在施工前必須有針對性的編制深基坑施工方案，組織專家進行論證，報監理審批后方可進行施工。深基坑施工分為兩部分，基坑支護結構的施工和基坑降水排水的布置施工，還要按設計要求，設置觀測點，持續進行邊坡位移及沉降觀測。 在深基坑施工中降水排水很重要，降水排水由設計確定

14、，施工時應嚴格按設計要求進行降水排水點布置。地下水控制常用的有明溝排水、輕型井點降水、管井降水，有止水帷幕時，止水帷幕應控制不致因滲漏而引起水土流失和過大的變形，常用的方法主要有深層攪拌、高壓噴射注漿、。 支護結構施工完畢，必須做好邊坡的定期變形觀測，變形觀測除聘請有資質的檢測單位定期觀測外，施工單位也要自行進行觀測。 深基坑施工要求施工單位要有專業施工水平能根據現場監測資料做出正確的判斷和處理措施。在施工過程中要在以下方面監控：一基坑開挖與支護是緊密相關的，一般采取超前支護或同步支護。基坑開挖應遵循分層、分段、對稱、平衡、適時的原則，確保土方開挖安全、運輸路線合理；基坑開挖過程中，實時對照設

15、計圖及地質勘探報告的地質情況，有異常，應立即停止施工將情況反饋給設計單位，由設計單位決定進行設計變更方案；深基坑開挖后，土體與地下水的自然平衡狀態會發生巨大的變化，基坑自身的穩定程度則會隨著暴露時間的延長而降低。應合理安排地下工程計劃，抓緊施工，盡量縮短工期，減少暴露時間，及早進行基坑回填；土方開挖和地下結構施工時，必須重視科學管理，文明施工；不得碰撞損傷支護構件及降、排水設施和觀測標志、測量元件；土方開挖應隨挖隨運不得堆置于基坑周邊；施工機械及運輸車輛的行駛路線和停放位置與深基坑邊緣保持安全距離。基坑開挖及挖好后，要及時做好對周邊環境的防護圍擋，現場施工安全設施設備齊全，充分考慮到臨電安全、

16、消防保衛等各項安全措施。 在深基坑開挖的施工過程中，基坑內外的土體將由原來的靜止土壓力狀態向被動和主動土壓力狀態轉變，應力狀態的改變引起土體的變形，即使采取了擋土支護措施，擋土支護結構的變形是不可避免的。因此，在深基坑施工過程中，只有對基坑擋土支護結構、基坑周圍的土體與地下水動態以及相鄰的建筑物與地下管線進行綜合、系統的監測，才能及時全面的了解工程施工情況，指導支護施工和基坑開挖，以便發生狀況及時采取應急措施，避免破壞性后果。 施工監測前，要編制施工監測方案，方案內容主要包括監督方法、監測點布置，觀測周期、精度要求，圖表繪制、信息反饋。應該做的基坑監測項目：地下管線、設施、地面道路和建筑物的沉

17、降、位移；基坑外側的土體側向位移；圍護樁、水平支撐的應力變化；圍護樁地下樁體的側向位移圍護樁頂的沉降和水平位移；坑外地下土層的分層沉降；地下土體中的土壓力和孔隙水壓力。5 建筑基坑案例分析5.1 放坡開挖加簡易支護 土質較好、基坑深度不是太大，地下水位較低基坑，通常采用放坡開挖加簡易支護進行基坑施工。 一自來水廠清水池，為全埋式構筑物，基坑深度6.2，屬深基坑(建筑地基基礎設計規范規定超5基坑為深基坑)，土層為2層粘土，周圍建筑物及構筑物間距較大，地下水位較低，基礎為預制管樁，設計采用放坡開挖加簡易支護，具體設計為沿坡頂至坡腳設二排管釘。坡面按11放坡，管釘規格分別為：地面下1.5處：4015

18、00l1000；地面下3處：401500l1000。均水平向下15取孔，管釘按梅花形布置。 所有放坡坡面做法均為底網為1目金屬網，面網為6.0300300鋼筋網（簡易支護區間距500500），用井字架鋼筋與管釘電焊連接。噴射80厚，簡易支護50厚細石砼。坡頂平覆細石砼壓頂，坡頂、坡腳設置排水溝。管樁施工結束檢測合格后，施工單位開始進行基坑開挖，土方開挖放坡系數選用1施工，池邊設置集水坑：基坑邊沿周長方向均勻布置多只圓形集水坑，直徑1，每只集水坑間距30左右，集水坑底板用c15砼澆筑，上部用漿砌磚墻，高度為0.81。基坑支護完成報監理驗收，監理檢查發現坡頂、坡腳無排水溝且集水坑內無泵，監理要求施

19、工單位進行整改，施工單位承諾第二天進行整，剛好第二天第三天連續下雨，基坑積水嚴重，坡頂水無法排走，坑壁滲水嚴重，導致多處出現塌方，造成較大損失。原因分析認為，沒有嚴格按設計要求進行施工，施工單位忽視基坑降水排水的重要，沒有按設計要求布置排水降水，發現問題沒有采取應急措施，下雨時應及時用防雨布覆蓋坡頂，及時調配水泵進行抽水5.2 支護樁圍護 土質較差，地下水位較高，且無放坡開挖條件的深基坑，通常使用支護樁進行支護，支護樁有兩種，分別為懸臂樁結構和內撐式樁圍護結構，支護樁施工必須嚴格按設計和規范要求進行施工，土方開挖時必須分層開挖，開挖深度要嚴格控制，否則土壓力將破壞支護結構。對于先打樁后開挖的工

20、程尤其要注意。 一污水處理廠一期缺氧、好氧池；二期厭氧、缺氧池，設計基坑支護全長487，為懸臂式灌注樁支護；基坑挖深為自然地坪下6.48、5.95，基坑支護按二級安全等級設計。 該工程施工在原有廠區內開展，除辦公設施，生活用地外，所剩施工空間非常狹小；設計先進行工程樁施工，后進行支護樁施工。 地質及水文情況：場地地下水按其埋藏條件劃分為潛水和承壓水。潛水埋藏于、層土中，鉆探期間，測得潛水水位地表下1.6-2.0m，平均黃海高程1.8m。承壓水埋藏于1土中，該層水量豐富，勘察期間穩定水位為黃海0.5。 在進行基坑開挖時，因場地狹小，工期較緊，施工單位采用從一側依次往另一側開挖的方法(沒有按方案規定的開挖厚度進行開挖)，兩臺挖機上下倒土，當挖至一半左右后，發現支護樁出現明顯傾斜。原因分析為，第一開挖時的應力釋放