深基坑 安全教育讲义

深基坑、高边坡施工 安全知识
杨政军
第一部分、深基坑工程
案例1
2008年11月15日15时15分，由我局六公司施 工的杭州地铁1号线湘湖车站北2基坑由于西 侧道路下沉致使基坑基底失稳，导致基坑坍 塌，事发当日造成3人死亡，18人失踪，24 人受伤，至2009年4月8日，最后4名失踪人 员的尸体全部找到，2009年4月15日，浙江 省杭州地铁湘湖站坍塌事故现场施救指挥部 宣布地铁湘湖站坍塌事故现场施救工作结束， 下步进入正常施工。事故共造成21人死亡， 24人受伤，已构成重大伤亡事故。
支护结 施 工 及 场 构类型 地条件 基坑周边 2、环 施工场地 内支撑 狭窄或有 桩墙支 相邻重要 护结构 建筑物， 且基坑尺 寸较大
地质 基 坑 条件 深
备注
对下列条件，可选用环 可塑 形内支撑排桩支护结构： 以上 相邻场地有地下建筑物， 粘性 <20m 不宜选用锚杆支护时； 土 为保护场地周边建筑物， 基坑支护桩不得有较大 内倾变形时；场地土质 条件较差，对支护结构 有较大要求时。
程实例分析，支护结构产生较大变形的占15.4%， 锚杆及内支撑失效占10.7%,降水不当占10.7%， 整体失稳、坑底隆起仅占6.1%，环境破坏占 9.2%，施工不当占22%，以上综合因素影响或其 它原因占25.9%。
二、深基坑支（围）护施工
1、基坑变形控制等级标准（特级)
地面沉降及墙侧移控制要求
支护结 施工及 构类型 场地条 件 地下水 位较高 ; 邻近基 坑边无 重要建 钢 板 筑物或 桩 地下管 线。
地质条 基 坑 件 深 度
备注
软土， <10m 优点：板桩系工厂制 淤泥， 品，质量及接缝精度 淤泥质 均能保证；有一定的 土。 挡水能力；施工迅速； 能重复使用。缺点： 打桩挤土，拔出时又 带出土体；在砂砾层 及密砂中施工困难； 刚度较排桩与地下连 续墙小。适用于地下 水位较高、水量较多、 软弱地基及深度不太 大的基坑。
2008年11月15日23：20的事故现场
11月18日人工挖探沟搜寻失踪人员


案例2 2006年7月13日17:40，中铁三局四公司承建 的首都机场轨道交通工程6标段，协议工刘明 在左线K11+364.95处进行下台阶雨水清理时， 开挖面土体突然发生坍塌（约2立方米）将其 掩埋，送医院抢救无效18:40死亡。 案例3 2007年4月10日18时30分，中铁五局一公司承 建的四川省甘孜州雅江县两河口水电站1#承包 商营地场平工程，在进行挡土墙基坑开挖过程 中，边坡突然发生滑塌，7名作业人员被掩埋 致死，构成较大伤亡事故。
（1）基坑开挖深度； （2）边坡允许坡度； （3）坑壁土体物理力学性质（土质优劣）； （4）地下水位情况； （5）坑边地表超载范围及大小； （6）周围环境（周边建筑物及管线情况）； （7）基坑允许变形； （8）施工因素（施工单位技术水平和设备状况等）。

9、支护结构设计需考虑的荷载
（1）水土压力； （2）地面超载； （3）施工荷载； （4）坑边邻近建筑物荷载； （5）当支护结构兼作主体结构时，应考 虑人防及地震荷载。
(5)岩土性质千变万化，地质埋藏条件和 水文地质条件的复杂性，往往造成勘 察所得的数据离散性大，且往往难以 代表土层的总体情况，给深基坑工程 的设计和施工增大了难度。
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5、 深基坑施工面临主要问题
（1）支护结构的变形及稳定性；
（2）地面变形；
（3）基坑整体稳定及坑底隆起 。
对国内倒塌或出现较大事故的65个深基坑工

案例4
南京交通银行，基坑深7.4ｍ，挡土桩为钻孔桩（直
径 0. 8 ｍ，桩中心距 1 0 ｍ，桩长 13 ｍ）；其后设直径 0 .3 ｍ的旋喷桩作止水帷幕；坑壁土依次为填粘土、粉 土与粉质粘土、淤泥质粉质粘土；地下水位在地表下 1ｍ 处。由于钻孔桩和止水桩质量差，止水帷幕未形成，基
坑开挖后，东南角桩间出现大量涌泥和流砂，挡土桩向
支 护 结 施工及场地条 地 基 坑 构 类 件 质 深 型 条 件 基坑平面尺寸 1、 较小；或邻近 支撑排 基坑边有深基 桩挡土 础建筑物；或 不 <20 结构 基坑用地红线 限 m 以外人允许占 用地下空间； 邻近地下管线 需要保护
备注
优点：受地区条件、土层 条件及开挖深度等的限制 较少；支撑设施的构架状 态单纯，易於掌握应力状 态，易於实施现场监测。 缺点：挖土工作面不开阔； 支撑内力的计算值与实际 值常不相符，施工时需采 取对策；
支 护 结 施工及场地 地 质 基 坑 构类型 条件 条件 深 基坑周围不 具备放坡条 一般 土钉 件；邻近基 粘性 墙 坑边无重要 士、 <15m 建筑物、深 中密 基础建筑物 以上 或地下管线 砂土
备注 优点：土钉与坑壁土通过注 浆体、喷射混凝土面层形成 复合土体、提高边坡稳定性 及承受坡顶荷载的能力；设 备简单，施工不需单独占用 场地；造价低；振动小，噪 声低。缺点：在淤泥，松砂 或砂卵石中施工困难；上体 内富含地下水施工困难；在 市区内或基坑周围有需要保 护的建筑物时，应慎用土钉 墙
（2）基坑变形引起的环境保护问题。

6、基坑稳定破坏形式主要有： （1）基坑整体滑动； （2） 被动区土体失稳（踢脚失稳）； （3） 基坑底部隆起； （4）管涌和流砂； （5）突涌。

7、支护结构强度破坏主要形式： （1）支撑压曲； （2）围护墙体破坏； （3）支撑节点或支点失滑。

8、 选择支护结构类型需考虑的因素：

3、 深基坑工程特点
(l)深基坑开挖 涉及强度、稳定、变形问题，以及 土与挡土支护的共同作用问题。 (2) 随着城市高层建筑及地铁工程大量兴起，对深 基坑开挖技术要求更加严格，不仅要确保挡土 支护结构的强度和边坡的稳定，还要满足变形 控制的要求，确保基坑周围的已有建筑物、地 下管线及道路等的安全。
支护结 施工及场地 地 质 条 基 坑 构类型 条件 件 深
备注
基坑周围不 软土、 具备放坡条 淤泥质 深层 件，但具备 土 搅拌水 挡墙的施工 泥土桩 宽度；邻近 挡墙 基坑边无重 要建筑物或 地下管线
<12m
优点：水泥土实体相 互咬合较好，比较均 匀。桩体连续性好， 强度较高；既可挡土 又可形成隔水帷幕； 适用于任何平面形状； 施工简便。缺点：坑 顶水平位移较大；需 要有较大的坑顶宽度
(3)深基坑工程的施工对象是自然土，其性质千变 万化，具有很强的地域特征，其设计及施工必 须充分考虑地域特点及当地经验。

4、深基坑工程难点：
(1)一般情况下地铁及高层建筑都集中在市区， 建筑密度大、人口密集、交通拥挤、施工场地 狭小，深基坑工程施工条件很差。
(2)高地下水位的不利影响。 (3)深基坑开挖所引起的挡土结构变形是 不可避免的，对周围环境势必造成影响。 (4) 深基坑工程具有复杂性和不确定性， 迄今对深基坑及其支护结构尚没有一个 成熟的计算理论和计算方法。

地面最大沉降量≤0.2%H； 离基坑周围H范围内设有 重要干线、水管、大型在 围护墙最大水平位移 使用的构筑物、建筑物。 ≤0.3%H； 抗隆起安全系数≥2.0
3、 基坑变形控制等级标准（二级)
地面沉降及墙侧移控制要求

环境保护要求

地面最大沉降量≤0.5%H； 离基坑周围H范围内设 有较重要的支线管道 围护墙最大水平位移 ≤0.7%H； 和一般建筑、设施。 抗隆起安全系数≥1.5

1、基坑支护工程 基坑支护工程是指开挖深度超过5m(含 5m)的基坑(槽)并采用支护结构施工的
工程；或基坑虽未超过5m，但地质条
件和周围环境复杂、地下水位在坑底
以上的工程。

2、为了保证基坑施工的安全性，要对 地质条件差的基坑进行支护。有支护基坑 工程一般包括以下内容： （1） 围护结构 （2）支撑系统 （3）土方开挖 （4）降水工程 （5）地基加固 （6）监测 （7）环境保护

环境保护要求

地面最大沉降量≤0.1%H； 离基坑10米，周围有地 铁, 沟渠、煤气管、大型 围护墙最大水平位移 压力总水管等重要建筑及 ≤0.14%H； 设施必须确保安全 抗隆起安全系数≥2.2 H---基坑深度
2、基坑变形控制等级标准（一级)
地面沉降及墙侧移控制 要求

环境保护要求

10、基坑支护常用类型选择
备注 优点：施工单一，不需 支锚系统；基坑深度不 大时.从经济性，工期和 作业性方面分析为较好 的支护结构型式。 缺点：对土的性质和荷 载大小较敏感；坑顶水 平位移及结构本身变形 较大，变形较大时可选 用双排桩或多排桩体系。
支护结 施工 及场 地 地质条件 基坑深 构类型 条件 基坑周围不 软土地区； <4m 悬 臂 具备放坡条 一般粘性 〔软土 桩排式 件或重力式 土 地区)； 挡土结 挡墙的宽度； <10m 构 邻近基坑边 (一般粘 无重要建筑 性土) 物或地下管 线
支护结 施 工 及 场 地 条 地 质 基 坑 构类型 件 条件 深 基坑周边施工 4、逆 场地狭窄；邻 不限 作法或 近基坑边有重 半逆作 要建筑物或地 <20m 法支护 下管线 结构
备注 优点：以地下室的梁板作 支撑，自上而下施工，变 形小，节省临时支护结构： 可以地上、地下同时施工， 立体交叉作业，施工速度 快；适用于开挖平面不规 则、基地高低不平或侧压 力不平衡等作业条件下的 工程。缺点：挖土施工比 较困难；节点处理比较困 难
一、深基坑工程概述

基坑工程既是土力学基础工程中一个古老
的传统课题，同时又是一个综合性的新型岩土
工程难题，涵盖学科众多，如工程地质、基础
工程、土力学、水力学、结构力学、材料力学、
施工技术等等学科，既涉及到土力学中典型的 强度、稳定与变形问题，又涉及到水、土与支 护结构的共同作用问题。深基坑施工的主要风 险就是失稳坍塌。
支 护 施工及场地 结 构 条件 类型 基坑内被动 3、 土压力区土 支护 质较差，或 结构 基坑较深， 与坑 防止基坑支 内土 护结构过大 体加 变形或坑底 固的 土体隆起 复合 式支
地 质 基 坑 条件 深
备注
可塑 粘性 土
坑内加固目的：减 少挡上结构水平位 移；弥补墙(桩） <20m 体插入深度不足； 抗坑底隆起；抗管 涌。被动区加固方 法：注浆法、深层 搅拌桩法和旋喷桩 法等。
支护结 施工及 地质条 基 坑 构 类 场地条 件 深 型 件
备注
地下水 H型 位较低； 粘土 砂土 钢桩加 邻近基 横档 坑边无 板 重要建 筑物或 地下管 线。
优点：材料采购容 易；施工简单迅速； 拔桩作业简单，主 <25m 桩可重复使用。缺 点：整体性差；止 水性差；打拔桩噪 声大；拔桩后留下 孔洞需处理；在卵 石地基中较难施工； 地下水位高时需降 水。
基坑内侧倾斜达20ｃｍ以上，桩后形成了5～10ｃｍ的地 面裂缝，坡面滑移，使东南面的和平电影院严重开裂破 坏，被迫停业拆除。
青海西宁一工地发生基坑边坡坍塌事故 8人遇难

2009年３月１９日13时 ３５分，位于青海省西宁 市商业巷南市场的佳豪广 场４号楼施工现场发生坍 塌事故，造成８人死亡。 经初步判断，这起事故是 由施工单位违规操作，强 行施工造成的。这８名工 人是在施工现场为基坑边 坡喷浆时，边坡突然坍塌， 被埋入土中的 。
4、基坑变形控制等级标准（三级)
地面沉降及墙侧移控制要求

环境保护要求

地面最大沉降量≤1.0%H； 在基坑周围30米范围内 设有需保护建筑设施和管 围护墙最大水平位移 线、构筑物。 ≤1.4%H； 抗隆起安全系数≥1.2

5、基坑开挖支撑施工的基本要求 开挖支撑施工是决定基坑成败优劣的关键 工序，施工中必须解决两个基本问题： （1） 基坑稳定及支护结构强度问题；
支 护 施工及场地条 地质 结 构 件 条件 类型 基坑周围场地 地面 开阔；有条件 一般 水平拉 采用预应力钢 粘性 结与支 筋或花兰螺丝 土、 护桩结 拉紧 砂土 构
基坑 深
备注
<12 m
在挡土桩上端采用水平拉 结，其一端与挡土桩连接， 另一端与锚梁或锚桩连接， 可以作预应力张拉端，也 可以用花兰螺丝拉紧。优 点。施工简单；节省支护 费用。缺点：因锚梁或锚 桩要在稳定区内，故要有 一定的场地