深基坑工程施工技术

基坑监测的对象应包括：自然环境、基坑底部及周围 土体、支护结构、地下水位、周围建（构）筑物、周围地 铁、水管、排污管、电缆、煤气管等重要地下设施，以及 与基坑相邻的周围城市道路上面等，一般情况下，至少应 考虑到从基坑边缘以外1～3倍基坑开挖深度范围内需要保 护的物体；另有深井降水时，尚应按抽水的影响半径进行 考虑。基坑监测项目可参照表2。
常见基坑支护分类及适用条件
续表1
类型
支护方式或 结构
支挡构件或护坡方式
适用条件
坡 体 加 固
排
桩
适用于填土、粘性土及岩质边坡， 支护深度不宜超过6m（岩质边坡 除外），坡底有软弱土层影响整 喷锚支护 钢筋网喷射混凝土面层，锚杆。 体稳定时慎用； 不适用于深厚淤泥、淤泥质土层、 流塑状软粘土和地下水位以下的 粉土、粉砂层。 坑底以下有一定厚度的软弱土层， 钢筋网喷射混凝土面层，锚杆， 单纯喷锚支护不能满足要求时可 另加水泥土桩或其它支护桩， 考虑采用复合喷锚支护，可兼作 复合喷锚支护 支护深度不宜超 解决坑底抗隆起稳定问题和深 隔渗帷幕； 过6m，坑底软土厚度超过4m时 部整体滑动稳定问题。 慎用。 悬臂高度不宜超过6m，对深度大 于6m的基坑可结合冠梁顶以上放 坡卸载使用，坑底以下软土层厚 钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩， 悬臂式 板桩（钢板桩组合，异型钢组合， 度很大时不宜采用； 预制钢筋混凝土板组合）；冠梁。 嵌入岩层、密实卵砾石、碎石层 中的刚度较大的悬臂桩的悬臂高 度可以超过6m。
常见基坑支护分类及适用条件
表1
类型
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支护方式 或结构
支挡构件或护坡方式
根据土质按一定坡率放坡（单一坡 或分阶坡），土工膜覆盖坡面，抹 水泥砂浆或喷混凝土（砂浆）保护 坡面，袋装砂、土包反压坡脚、坡 面。
适用条件
基坑周边开阔，相邻建（构）筑物 距离较远，无地下管线或地下管线 不重要，可以迁移改道； 坑底土 质软弱时，为防止坑底隆起破坏可 通过分阶放坡卸载。
二、深基坑工程施工方案的编制
施工方案的优劣是决定深基坑工程成败的关键，因此深基坑施工 方案的编制十分重要。 2.1 施工方案的编制依据： (1) 深基坑工程设计方案；
(2) 工程地质、水文地质勘察报告；
(3) 工程设计图纸； (4) 建设方招（投）标文件、工程合同及有关要求； (5) 场区周边建（构）筑物、道路、地下管线等分布情况及结构特 征； (6) 国家、地方现行有关标准、规范及有关的管理规定等。
(2 ) 施工塔吊的布置 对布置在基坑边坡上的塔吊，除满足塔吊设计的基本 要求外，尚应充分分析其对边坡的影响，此点往往是容易 被忽视的。 (3 ) 深基坑监测专项方案 基坑监测是指在基坑开挖和地下工程施工过程中，对 基坑岩土性状、支护结构变位和周围环境条件的变化，进 行各种观测及分析工作，并将观测结果及时反馈，以指导 设计与施工。基坑开挖前应作出系统的开挖监测方案。其 主要内容应包括：监测目的、监测项目、监控预警值、监 测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理 和记录制度以及信息反馈系统等。
自稳边坡
坡
坡 体 加 固
适用于除淤泥、淤泥质土外的多种 加筋土重力式 土钉、螺旋锚、锚管灌（注）浆等 土质，支护深度不宜超过6m；坑 挡墙 加筋土挡墙。 底没有软土。 适用于包括软弱土层在内的多种 土质，支护深度不宜超过6m（加 水泥土重力式注浆、旋喷、深层搅拌水泥土挡墙 扶壁可加大支护深度），可兼作隔 挡墙 （壁式、格栅式、拱式、扶壁式）。 渗帷幕；墙底没有软土；基坑周边 需有一定的施工场地。
2.4 需要特别强调的几个专项施工方案 虽说已经编制了深基坑工程施工方案，但对深基坑工 程的土方开挖、施工塔吊的布置及运行控制、基坑监测以 及深基坑施工过程的应急抢险等还必须编制详尽的专项施 工方案，以上这些专项施工方案都是对深基坑施工具有重 大影响的，必须十分认真的对待。
(1 ) 深基坑工程土方开挖专项方案
常见基坑支护分类及适用条件
续表1
类型
支护方式 或结构
支挡构件或护坡方式
适用条件
地下连 续墙
钢筋混凝土地下连续墙、SMW 可用于多层地下室的超深基坑， 悬臂式或撑锚式 工法、连锁灌注桩；需要时设内 宜配合逆作法施工使用，利用地 支撑或锚杆。 下室梁板柱作为内支撑。
围筒
基坑形状接近圆形或椭圆形，或 圆形、椭圆形、 局部有弧形拱段，可充分利用结 上列各类连续墙；环形撑梁。 拱形、复合形 构受力特点，径向位移小，筒壁 弯矩小。
2.2 编制施工方案之前，必须对基坑周边环境进行详细调查，主要应 包括以下内容： (1) 查明影响范围内建(构)筑物的结构类型、层数、基础类型、埋 深、基础荷载大小及上部结构现状，并应注意留下相应的证据，必要 时尚应请权威部门进行相应的鉴定； (2) 查明基坑周边的各类地下设施，包括上、下水、电缆、煤气、 污水、雨水、热力管线或管道的分布和性状； (3) 查明场地周围和邻近地区地表水汇流、排污情况，地下水管渗 漏情况以及对基坑开挖的影响程度； (4) 查明基坑四周道路的距离及车辆荷重情况；
表2
三级 应测 宜测 宜测 可测 可测 可测 可测 可测 可测
基坑工程施工的前提是确保支护结构安全和周围环境安 全，从而实现地下工程的安全施工，因此基坑变形的监控值 当设计有指标要求时，以设计要求为依据，当设计无明确要 求时，基坑变形的监控值应按表3执行。基坑监测应以仪器观 测为主，目测为辅，多种观测方法互为补充，互相验证，保 证现场监测结果能够及时、真实、准确地反映基坑工程的运 行状况。此处需要特别强调的是，在基坑土方开挖和地下工 程施工过程中，目测巡视往往是最容易发现险情预兆的，因 此目测巡视必须要作为基坑工程施工过程中确保安全的一个 重要管理手段来贯彻执行。
基坑工程监测项目表
基坑侧壁安全等级
监测项目 支护结构水平位移 周围建筑物、地下管线变形 地下水位 桩、墙内力 锚杆拉力 支撑轴力 立柱变形 土体分层竖向位移 支护结构界面上侧向压力 一级 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 应测 二级 应测 应测 宜测 宜测 宜测 宜测 宜测 宜测 可测
常见基坑支护分类及适用条件
续表1
类型
支护方式或 结构
支挡构件或护坡方式
适用条件
排
桩
使用双排桩可在一定程度上弥补单排 悬臂桩变形大、支护深度有限的缺点， 适宜的开挖深度应视变形控制要求经 两排钻孔灌注桩，顶部钢筋混凝土 计算确定； 双排桩 横梁连结，必要时对桩间土进行加 当设置锚杆和内支撑有困难时可考虑 固处理 双排桩； 坑底以下有厚层软土，不具备嵌固条 件时不宜采用。 可用于不同深度的基坑，支护体系不 占用基坑范围内空间，但锚杆需伸入 上列桩型加预应力或非预应力灌浆 邻地，有障碍时不能设置，也不宜锚 锚固式（单层 入毗邻建筑物地基内；锚杆的锚固段 锚杆、螺旋锚或灌浆螺旋锚、锚定 不应设在灵敏度高的淤泥层内，在软 或多层） 板（或桩）；冠梁；围檩。 土中也要慎用；在含承压水的粉土、 粉细砂层中应采用跟管钻进施工锚杆 或一次性锚杆。
最后基坑开挖过程中，除应严格按照制定的经过审批 的方案执行外，尚应注意如下的几个关键点：一是基坑开 挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面布置、水平标 高、边坡高度等经常复测检查；二是基坑周围地面应进行 防水、排水处理，严防雨水等地面积水浸入基坑周边土体； 三是基坑底及坑壁应留150～300㎜厚土层，由人工挖掘修 整，开挖层应设集水坑，及时用泵排除坑底积水；四是软 土基坑必须分层均衡开挖，层高不宜超过1m，在开挖至支 撑立柱桩和工程桩附近时，应注意对立柱和工程桩的保护， 如采用人工清除立柱或工程桩四周的土体，避免其受到附 加的侧向压力，还应注意对上层支撑、支护结构、降水设 施等的保护；五是开挖到底后，应及时清底验槽，减少其 暴露时间，防止地基土原状结构受到破坏。
其次基坑开挖方案的主要内容应包括：支护结构的龄期、 机械设备的选择、基坑开挖时间的安排，分层开挖深度及开 挖顺序、坡道位置和车辆进出场道路，施工进度和劳动力组 织安排，质量和安全措施等。土方开挖应充分考虑时空效应， 合理确定土方分层开挖层数、每层分段数量，分段开挖的时 间限制等，且注意必须与基坑支护的设计工况保持一致，并 遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。 （注意此条是GB50202-2002《建筑地基基础工程施工质量 验收规范》规定的强条）。
楚天工程质量论坛2009年会
主题报告
深基坑工程施工技术的 发展与综合述评
王爱勋 教授级高级工程师 武汉建工股份有限公司 总工程师 二OO九年元月六日
目
一、概 述
录
二、深基坑工程施工方案的编制
三、深基坑工程施工工艺与质量要求
四、典型工程案例及分析
一、概
述
深基坑工程是一项风险性工程，是一门综合性很强的 新型学科，它涉及工程地质、土力学、基础工程、结构工 程、结构力学、施工技术、土与结构的共同作用以及环境 岩土工程等多门学科，是理论上尚待进一步发展的具有综 合性和交叉性的技术学科。深基坑工程大多是临时性工程， 经费限制很紧，而影响因素、不确定性因素又很多，例如 地质条件、水文情况、具体工程要求、气候变化的影响、 施工顺序及管理、场地周围环境等等。深基坑工程的设计 与施工既要保证整个支护结构在施工过程中的安全，又要 控制支护结构及其周围土体的变形，保证周围环境（相邻 建筑物及地下公共设施等）的安全。
上列桩型加型钢或钢筋混凝土支撑， 可用于不同深度的基坑和不同土质条 包括各种水平撑（对顶撑、角撑、 件，变形控制要求严格时宜选用； 内支撑式（单桁架式支撑），竖向斜撑；能承受 支护体系需占用基坑范围内空间，其 层或多层） 支撑点集中力的冠梁或围檩；能限 布置应考虑后续施工的方便。 制水平撑变位的立柱。
常见基坑支护方式施工图片见附图
纯粹从深基坑工程的施工技术来看，虽然当前的施 工技术已取得了很大的发展，但以下的施工技术与管理问 题还是经常遇到。首先是对深基坑工程施工的认识问题， 总认为它是临时工程，因而就能省则省，思想上也重视不 够；其次是对施工方案的编制上较为马虎，往往内容不全， 可操作性不强；再就是对施工技术及其质量要求的认识不 够，对应急预案及应有的抢险措施准备不充分。
(5) 了解施工期间的本地历年的雨水等气候情况并进行适当分析。
2.3 施工方案的主要内容： (1) 工程概况。主要是描述清楚深基坑工程的基本情况以及地下结构 部分的设计情况。 (2) 周边环境情况及工程地质、水文地质情况。 (3) 深基坑工程设计方案应已通过专家论证审查，此处应概括性地加 以介绍，以明确基坑支护设计涵括的主要内容。 (4) 工程实施目标管理和施工部署，包括工程实施目标、项目组织机 构、施工部署。 (5) 施工准备：包括施工机械、主要材料设备、劳动力组织。 (6) 主要施工方法及质量保障措施，含支护结构、止水帷幕、降排水、 土方开挖与回填、支撑安装与拆除等。 (7) 施工进度计划及工期保证措施。 (8) 施工监测及应急抢险措施。 (9) 其他的技术与管理组织措施，如安全生产、文明施工、环境保护 等。 (10) 其他所应附的详细专项方案。
在保证安全前提下，设计要合理，又能节约造价、方 便施工、缩短工期。要提高基坑工程的设计与施工水平， 必须正确选择土压力、计算方法和参数，选择合理的支护 结构体系，同时还要有丰富的设计和施工经验。 基坑工程的主要作用与目的在于：满足地下工程施工 空间要求及安全；保证主体工程地基及桩基安全；保证基 坑周边的环境安全。 基坑工程施工问题应该是由来已久，现代深基坑工程 施工技术的大发展则是从20世纪80年代开始的，经过近三 十年的发展，当前常用的深基坑支护技术如表1所示。
几乎所有出现险情的深基坑工程都与土方开挖不符合 要求或不完全符合要求有关系，因此说，我们必须树立基 坑土方开挖是保证深基坑工程施工顺序进行的关键程序之 一的意识。 首先基坑开挖应根据基坑工程设计文件要求（如支护 结构型式、降排水等），该工程的结构形式（如工程桩类 型、承台布置情况等），基坑深度、工程地质水文条件、 气候条件、周边环境、施工方法、施工工期和地面荷载等 有关资料，确定切实可行的基坑开挖方案。