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基坑坍塌成因分析、预控措施和施工方案编审李宏伟第一部分常见基坑支护结构形式一、概述1、基坑工程：建筑物或构筑物地下部分施工时，需开挖基坑，进行施工降水，同时要对基坑四周的建筑物、构筑物、道路和地下管线进行围护及监测，确保正常、安全施工。这项涉及勘查、设计、施工、监理、监测、应急等内容的综合系统性工程称为基坑工程。2、支护结构：基坑工程中采用的围护墙、支撑（或土层锚杆）、围檩、防渗帷幕、降排水等结构体系的总称。3、深基坑：开挖深度超过5M（含5M）或深度虽未超过5M，但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。4、基坑安全等级：三个安全等级。一级基坑：（1）软土地区基坑开挖深度大于8M。（2）支护结构作为主体结构的一部分。（3）在基坑开挖影响范围内有重要建（构）筑物或需严加保护的管线。三级基坑：开挖深度小于5M，且周围环境无特殊要求。二级基坑：除一级和三级以外的基坑。二、基坑支护结构形式1、放坡开挖（坡率法）：利用土体自身的强度保持边坡不发生坍滑、移动、松散或不均匀下沉，达到边坡稳定。关键是坡度i=H/L，一般取1:0.5—1:2.0一般适用于杂填土、粘性土或粉性土，且环境条件允许的基坑。2、土钉墙：由被加固土体、设置于土中的土钉体和挂钢筋网的喷射砼面板等共同作用形成的补强复合土体。一般适用于:（1）稍密至中密状态的粉性土、砂土；（2）密实的碎石土层；（3）坚硬状态的含砾粘性土及风化岩层；（4）可塑至硬塑状态的一般粘性土；（5）素填土、人工杂填土；以上土层安全等级为二、三级的基坑。注意：土钉墙在软粘土中（塘泥、淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土等）要严格控制，特别是周围环境要求较严的基坑。3、复合土钉墙土方开挖前施打水泥搅拌桩、振动灌注桩、钢板桩、木桩等，然后按土钉墙的施工方法进行施工。排桩复合土钉4、水泥重力式挡墙：水泥搅拌桩（旋喷桩）采用格栅形或连续形布置形成重力坝墙。有时增加砼桩、钢板桩、毛竹等，以增强挡墙的强度。适用于场地较开阔、坑深不大于7M、轮廓较大、软弱地层的基坑。注意：对于有机质含量较高的土层，应通过试验确定其适应性。条件：（1）截面置换率通常为0.6—0.8，且纵向墙肋间净距不宜大于1.3M；横向墙肋间净距不宜大于1.8M，搭接≥150MM。（2）入土深度=（0.8-1.2）h墙宽=（0.5-0.8）h（3）水泥土28天单轴抗压强度qu≥0.8Mpa成桩后28天方可开挖土方。5、桩墙式支护结构：由围护墙及支撑系统组成（悬臂式、内撑式、锚拉式）围护墙：排桩式（钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩、板桩、钻孔咬合桩、SMW工法等）；墙式（现浇或预制的地下连续墙）。围护墙为排桩式（钻孔灌注桩）围护墙为排桩式（素砼桩）围护墙为排桩式（SMW工法）围护墙为排桩式（钻孔咬合桩）围护墙为墙式（地下连续墙）围护墙为墙式（地下连续墙）地下连续墙桩墙式支护结构：土质的适用性较强。6、内支撑与土层锚杆（1）内支撑：钢筋砼支撑﹙永久钢筋砼结构支撑、临时钢筋砼支撑﹚、钢支撑、钢与钢筋砼组合支撑。形式：对撑、桁架式对撑、角撑及内环式支撑。构造：压顶梁、围檩。内支撑形式：对撑临时钢筋砼支撑形式：桁架式对撑角撑桁架式对撑临时钢筋砼支撑形式：内环式支撑（2）土层锚杆形式：钢绞线、高强钢丝或高强螺纹钢筋，并宜施加预应力。适应范围：粘性土、粉性土及砂土层，不宜用于淤泥及淤泥质土层中。三、基坑隔渗及降水1、基坑隔渗——止水帷幕（1）按施工方法分类：深层搅拌法、高压喷射注浆法、冷冻法、素砼嵌桩、钻孔咬合桩等，或这些方法与其他地基处理方法组合。（2）按布置方式分类：竖直向隔渗帷幕、竖直向隔渗帷幕与水平向封底隔渗相结合。（3）按帷幕类型分类：连续型隔渗帷幕、嵌入型隔渗帷幕、自抗渗支护结构。2、基坑降水（1）轻型井点：适用于土层渗透系数1.0×10-3—10-5cm/s的砂土、粉砂、粉性土、粘质粉土、填土。（2）喷射井点：同上。（3）自流深井：适用于土层渗透系数≥1.0×10-4cm/s的砾砂、砂土、粉砂、粉土、填土。（4）真空深井：适用于土层渗透系数1.0×10-5—10-7cm/s的粘质粉土、粉质粘土、淤泥质粉质粘土。第二部分常见基坑支护结构破坏形态、原因分析及应急措施一、整体失稳1、原因：基坑开挖后，由于圆弧滑动面上抗剪强度不足引起的土体整体滑动。规范计算内容：整体稳定性验算。大放坡土钉墙重力式挡土墙排桩内支撑2、对象：多发生在软粘土质（特别是饱和状态下的淤泥质土，或一般性土体短时间内含水率急剧变化）的大放坡、土钉墙或复合土钉墙、重力式墙支护结构中。3、应急措施（1）有条件的情况下卸载（2）反压（3）打入钢板桩、木桩或其他类型桩（4）改用其他围护结构形式二、倾覆1、原因：软粘土层中，由于支护结构插入深度不足，使得绕挡土结构某点的主动土压力力矩大于被动土压力矩而发生倾覆。规范计算内容：抗倾覆稳定验算。排桩内支撑重力式挡墙2、对象：多发生在软粘土层的重力式挡墙、桩墙支护结构中。3、应急措施（1）有条件的情况下卸载（2）反压（3）主动区、被动区土体加固（4）调整支撑位置和数量三、坑底隆起1、原因：软粘土层中基坑开挖后，由于土体重力压差引起桩底土体破坏或桩弯曲变形而发生基坑内土体上隆。规范计算内容：坑底土的抗隆起稳定验算。围护墙底地基承载力验算简图基坑底抗隆起验算简图2、对象：多发生在软粘土层的重力式挡墙、桩墙支护结构中。3、应急措施（1）有条件的情况卸载（2）反压（3）被动区加固四、管涌1、原因：由于基坑水头差产生上浮力使被动区土体因失重而破坏。分两种状况：（1）竖直向隔水帷幕——插入深度不足或局部缺陷（2）水平向封底隔渗的厚度和强度不足——深层承压水规范计算内容：抗管涌稳定性验算。基坑底管涌验算简图2、对象：多发生在粉土、粉砂、粘质粉土等渗透系数较大或下部承压水存在的桩墙支护结构、重力式挡墙支护结构中。3、应急措施：（1）竖直向隔水帷幕局部帷幕失效：局部反压，坑外双液注浆，管井降水。整体插入深度不足：反压，有条件的情况下，整体管井降水，整体帷幕加强。（2）水平向隔渗厚度和强度不足：反压，设置减压井。五、桩墙渗漏1、原因：基坑止水帷幕破坏发生渗流。2、对象：多发生在粉土、粉砂、粘质粉土等渗透性较大的桩墙支护结构中。3、应急措施（1）反压（2）内部堵漏：面→线→点→封堵（3）外侧双液注浆、内侧双液注浆（4）外侧管井降水（5）外侧冷冻六、墙体破坏1、原因：墙体设计强度不足或施工质量缺陷导致墙体强度不足，发生破坏。规范计算内容：重力式挡墙和排桩墙内力和强度验算。2、对象：多发生在重力式挡墙和悬臂式桩墙支护结构中。3、应急措施：（1）反压（2）减荷（3）补强（4）支撑调整七、内支撑失稳、断裂1、原因：设计强度不足、挖土顺序不当或外力影响使内支撑失稳或断裂引起基坑整体坍塌。规范计算内容：内支撑结构设计2、对象：多发生在软土、深基坑、支撑刚度不足（如钢支撑）的桩墙式支护结构中。3、应急措施：（1）反压（2）有条件的情况下卸载（3）支撑加固或调整八、深层位移、坑底隆起、管涌、渗漏等对周围环境的影响或破坏1、深入了解周围环境：建筑物、构筑物、地下管线、道路、围墙等。2、环境影响评估3、基坑支护结构针对不同情况重点加强4、重点监测5、落实应急预案第三部分基坑坍塌预控措施1、严格执行国家、行业及地方颁布的规范、规程、标准及《建设工程安全生产管理条例》（中华人民共和国国务院令第393号）、《危险性较大的分部分项工程安全管理办法》（建质[2009]87号）等。2、加强区域工程水文地质研究、区域基坑支护工程设计和施工状态的研究。深入了解、密切关注区域性不良地质状态，如复杂地层、断层、溶岩、暗滨、软弱夹层、塘泥、承压水、地下气体、周围河流、山洪等，并提出具体对策。3、加强基坑工程安全预控:﹙1﹚深入了解、密切关注周围环境，如建筑物、构筑物、地下管线、道路、河道、围墙、临设等，必要时进行环境影响评估，并提出具体对策；﹙2﹚认真研究基坑降水对周围环境的影响，并提出具体对策；﹙3﹚密切关注季节性灾害性天气情况，并提出具体对策。4、基坑工程不确定性因素多，应实施信息化施工。﹙1﹚委托有资质的单位进行基坑监测，各方都要重视监测方案的审查。（2）按规范合理布设监测点包括周围建筑物沉降和倾斜、周围地下管线的位移、土体侧面位移、墙顶水平位移、墙顶沉降、支撑轴力、地下水位、锚杆拉力、立柱沉降、孔隙水压力、墙体变形、墙体内力、墙体土压力、坑底隆起等。﹙3﹚监测单位应认真科学测试，及时如实报告各项监测数据。（4）加强过程监测资料的归类、收集、整理、分析。施工、监理、设计和业主单位要重视监测工作，通过监测施工过程中的土体位移、围护结构内力等指标变化，及时发现隐患，采取相应补救措施，确保基坑安全。（5）要求所有基坑支护监测内容确保分工到位、责任到人，做到数量满足要求、频率适当、数据及时汇总分析，结果及时沟通。（6）专业单位监测提供监测方案，施工单位现场监测，要求专项施工方案中明确。（7）重点监测对象重点对待。5、基坑工程时空效应强，环境效应明显，基坑挖土顺序和挖土速度对基坑围护体系受力和稳定性具有很大影响,因此基坑工程施工应严格按经审查的施工组织设计进行，按设计工况分段、分层开挖，要及时支撑、浇筑垫层、施工结构底板，严禁超挖。6、加强基坑工程风险管理，建立基坑工程风险管理制度，落实风险管理责任。提高基坑工程风险意识，从规划、勘察、设计、施工、监理、监测以及工程投资和工期控制，每个环节都要重视工程风险管理，严格执行基坑工程风险管理制度，确保基坑工程安全。7、重视基坑工程危险源辨识及应急预案制定工作。落实基坑工程施工安全措施，如围墙、挡土墙、物体打击、坠落、基坑排水、施工平面布置管理等。第四部分基坑工程专项施工方案编审一、目录二、工程概况1、工程概述；2、地下室结构概述；3、工程地质、区域水文地质情况（特别是不良地质反映）；4、周围环境情况，特别是要说明需重点关注的建筑物、地下管线等的状态。5、各责任主体介绍。三、基坑支护设计概述1、基坑支护设计方案2、基坑降水方案3、基坑支护设计对施工提出的特殊要求四、编制依据1、工程设计文件（施工图、图审纪要等）（提供编号）2、基坑支护设计文件（设计方案、施工图、图审纪要等）（提供编号）3、工程地质勘察资料，必要时区域水文地质资料（提供编号）4、周围环境情况5、国家、行业及地方颁布的规范、规程、标准（1）《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99（2）《建筑基坑工程技术规程》DB33/T1008-2000（3）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-2009（4）《建筑地基基础设计规范》GBJ50007-2002（4）《建筑基坑工程技术规范》YB9258-97（5）《建筑地基基础设计规范》DB33/1001-2003（6）《混凝土结构设计规范》GB50010-2002（7）《钢结构设计规范》GB50017-2003（8）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002（9）《民用建筑可靠性鉴定标准》GB50292-1999（10）《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001及配套的施工质量验收规范（11）《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497—2009（12）其他6、企业技术标准7、国家各级政府颁布的行政法规、规章8、施工企业的程序文件、规章制度五、本基坑工程的难点、重点和关键点1、工程地质和水文地质2、周围环境3、基坑设计文件六、施工组织管理机构、人员配置及职责1企业管理体系2项目管理体系项目经理、项目副经理（总施工员）、主管施工员、质量员、安全员、资料员等。要求落实到人，职责明确。七、资源配置计划1、机械设备配置2、劳动力配置3、材料配置4、监测仪器配置八、总体施工部署1、施工准备工作2、总体施工﹙交叉﹚顺序、各工序施工顺序3、施工进度计划可行性分析4、施工进度计划表九、施工方法及技术措施1、各类桩墙施工技术措施（钻孔桩、搅拌桩、旋喷桩、振动灌注桩、人工挖孔桩、预制桩、咬合桩、地下连续墙等）2、土钉墙施工技术措施3、压顶梁（围檩）、内支撑、