4-深基坑工程技术交流.docx

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1、深基坑工程的几点技术要求一、深基坑工程现状1、普遍存在因过分追求经济效益而导致平安度过低的状况；2、设计深度不够，缺乏必要的构造做法，节点处理不到位,结构概念设计存在不足；3、施工期间监测不到位，缺乏必要的数据记录，难以做到信息化施工；4、缺乏必要的质量检验程序，施工质量难以保证。二、基坑工程勘察有关技术问题1、基坑工程勘察的主要依据(I)建筑基坑支护技术规程JGJ120-99(2)岩土工程勘察规范GB5OO21-2OO1(2009年版)第4.8节基坑工程(3)建筑地基基础设计规范GB5OO7-2OO2第9章基坑工程(4)高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004第4.4节基坑工程勘察方案布

2、设、第87节基坑工程评价以上有关规范、规程有相同点，也存在着肯定的差异。(1)基坑平安等级高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-20(M的划分标准明确，确定方法具有可操作性。基坑平安等级很大程度上确定于周边环境和场地工程地质、水文地质，当各侧边条件差异很大且困难时，每个侧边可建议不同的等级。破坏后果严峻程度，主要依据基坑周边环境进行判定,是否对建筑物、道路、通讯、管道产生的影响程度来确定。(2)基坑工程勘察时，勘探点的布置高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-20(M第4.4.3条指出:勘察区范围宜达到基坑边线以外2倍以上基坑深度，勘探点沿地下室周边布置，边线以外以调查或搜集资料为主。而建筑基坑支

3、护规程JGJ120-99第322条第1款指出：宜在开挖边界外按开挖深度的1-2倍范围内布置勘探点，当开挖边界外无法布置勘探点时，可通过调查取得相应资料。两规程的要求存在着肯定程度的差异。个人认为：基坑工程勘察时，勘探点的布置应将两规程要求结合，即首先应按基坑周边布置勘探点，供应支护设计时干脆所需的地质模型，其次在开挖边界外按开挖深度1-2倍范围内布置勘探点，了解基坑周边的地层变更状况，供支护设计人员判别地层的差异。当局部开挖边界外无法布置勘探点时，可通过调查或搜集过去勘探资料。当基坑平安等级为三级，基坑场地地层为正常沉积地层，勘察项目负责人可依据地形地貌，按沉积环境推想周边地层的分布状况，无论

4、调查、搜集或推想均应以实际资料为依据。2、设计参数的供应基坑工程岩土勘察报告应供应支护设计所需的参数，作为支护设计的依据。（1）支护设计采纳c、值，不宜干脆采纳数理统计表中所计算的标准值，应赐予参数分析后供应。这一点可依据当地阅历或自己的工作阅历提出修正系数或修正后的C、（P值，并在勘察报告注明。支护设计单位可依据自己的实际阅历进行选用。关于C、值的确定，目前各单位没有统一标准，最好由当地主管部门组织勘察设计单位对以往基坑支护工程进行总结，提出一个C、（P值的合理取值范围。（2）支护结构水平荷载计算中参数取值主动土压力：当挡土墙离开土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在墙上的土压力，一般

5、用Ea表示。朗肯理论：主动土压力强度a=KII-2病，主动土压力其中，K,为主动土压力系数，=tan45Z为临界深度，Zn=-=O2）被动土压力：当挡土墙向土体方向偏移至土体达到极限平衡状态时，作用在挡土墙上的土压力，一般用EP表示。朗肯理论：被动土压力强度4=*K0+2/7,被动土压力其中，儿为被动土压力系数，Kp=Ian5+3）静止土压力：当挡土墙静止不动，土体处于弹性平衡状态时，土对墙的压力，一般用El）表示。静止土压力强度G=yKo,静止土压力与=夕?凡，其中近似取Ko=ITin夕，建筑基坑支护技术规程JGJ120-99及高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004规定，支护结构水平荷

6、载计算中采纳三轴固结不排水剪指标，当有牢靠阅历时可采纳干脆快剪（指固结快剪）试验指标。如此规定是因为：（1）经过试算，采纳三轴固结不排剪指标与直剪固快指标计算的主动与被动土压力较接近，数据比较稳定，与不固结不排水剪指标计算的结果相比，按固结不排水剪计算是偏于平安的。参见高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004第6.0.5条及条款说明。不要误认为，不固结不排水剪指标偏低，肯定会造成基坑设计过于保守。支护型式不同（土钉墙、桩锚），平安与保守也是不同的。（2）水平荷载计算模型有多种，也是很难精确确定的，应由地区阅历或实际测量确定。规范在计算及参数取值上采纳的是直观、简洁、偏于平安的方法，包括坑底

7、以下主动土压力的处理、水土分算与合算的处理。参见建筑基坑支护技术规程JGJ120-99第3.4.1条及条款说明。高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004另有规定：在抗隆起验算和整体稳定性验算时采纳三轴不固结不排水剪试验指标。岩土工程勘察规范GB5002I-2001第4.8节基坑工程中的条款说明中排列了多种规范的要求、取值标准、运用范围，见条款说明4.8.4条。我个人认为，作为勘察报告应依据不同施工状况或不同目的，供应不同试验条件的指标或同时供应多种试验条件的指标。(3)土工试验方法及其试验组数所供应的各项计算参数，其试脸方法应依据其用途和计算方法来确定。基坑支护工程中C、他要求采纳固结快剪

8、或三轴固结不排水试验，试验数量每层土不少于6组。当试验方法为总应力法时，饱和粘性土用水土合算计算土压力，砂性土用水土分算计算土压力、计算静止土压力。具体要求可按高层建筑岩土工程勘察规程JGJ72-2004执行。(4)室内或原位试验测试的渗透系数对于含水层渗透系数应进行室内试验或原位试验测试。对于基坑开挖深度揭露到承压含水层或由于承压水水头作用会产生基底突涌时需实行降水措施，方能使基坑开挖正常进行时，应进行抽水试验，供应含水层的有关设计参数。对于粉土、淤泥质土、较厚填土时，应进行室内试验，测定土层的渗透性。当地下水位较深，且渗透性较弱时，可采纳注水试验确定含水层渗透系数。(5)当采纳土钉墙支护方

9、案，基底为饱和软土时，应进行抗隆起验算，当为粉土、砂土或存在承压水时，应进行抗渗流稳定性验算，均应供应工程支护设计参数。3、基坑工程勘察报告的提交可作为建筑工程岩土工程勘察报告中的一个章节，也可编制特地基坑工程岩土工程勘察报告。无论实行何种形式、编制报告时，应留意以下几个问题：（I）应具体介绍基坑的状况，包括基坑面积（长、宽）、地下室层数、开挖深度、自然地坪标高及基底标高、分级基坑范围及基底标图。（2）确定基坑平安等级，当各侧边条件差异很大且困难时,每个侧边可建议不同的等级。（3）具体介绍基坑的周边环境。（4）供应地下水位及含水层的渗透系数，对地下水限制方法提出要求或建议，若实行降水措施，提出

10、因基坑降水会造成地面沉降，对邻近建筑、管线造成的影响，需在报告中特殊指出。请支护设计人员观测降水及支护结构的位移对周边环境可能造成的影响，计算周边地面下沉量和影响范围。（5）供应基坑支护设计参数时，要注明各参数的试验方法和运用条件，一般要求供应基坑开挖深度的2倍深度范围内各土层的基坑支护设计参数，必要时，当支护结构形式须要，应补充各土层设计参数，以满意设计的要求。（6）当基坑底部或支护结构底部存在软粘土时，应进行抗隆起验算。（7）当基坑底部存在砂土或存在承压水时，应进行抗渗流稳定性验算（管涌）。（8）应供应每侧边的地质模型。应提出初步基坑支护设计方案及基坑开挖过程中应留意的问题及其防治措施。三

11、、深基坑工程设计文件有关内容1、工程概况内容包括：基坑面积、开挖深度、边坡设计运用年限、地下室层数、上部建筑层数、0.00标高、自然地坪标高、大范围底板标高（垫层以下）、最深处（电梯井）底板标高、基坑平安等级、抗震设防烈度、边坡支护结构型式主体基础型式、地下水位标2、设计所依据的主要规范、规程、标准及勘察报告3、采纳的计算软件名称、版本及编号4、周边环境条件（I）相邻建筑物状况：工程类别、等级、层数、结构型式、基坑型式、基础埋深、竣工时间、目前结构完损状况、平安鉴定状况（2）邻近道路状况：距离、类别、等级、交通负载量、道路结构特征、完损程度（3）地下管线状况：类型、等级、结构特征、埋深、完损程

12、度5、工程地质及水文地质条件(I)场地地形、地貌特征(2)与基坑有关的土层性质描述，指明应重点留意的地层(3)含水层类型、性质、厚度,标高、渗透性等性质描述,地下水位标高及动态变更(4)设计所采纳的有关土层参数6、地下水限制设计(I)分析地下水特征，明确须要进行降水或止水限制的含水层(2)注明降水及止水技术措施及施工留意事项，对地表水也应有降、排水措施，明确坑内外排水系统及坑周地在硬化处理要求。(3)应供应的计算书：抗渗透稳定性验算、基坑突涌稳定性验算、地下水位限制计算7、支护结构设计(I)明确支护结构类型、材料种类、强度等级、爱护层厚度等；(2)注明地面超载的类型及超载值；(3)明确支护结构

13、施工工艺及重点留意事项；(4)明确支护结构变形限值和基坑底土加固要求，应明确降水引起的周边建筑物变形限值；(5)应供应支护结构计算书：应包含土压力计算模式、原始输入数据、计算截面简图、受力简图、计算结果等。8、土方开挖、运输、堆载要求及施工留意事项（1）结合降水、止水要求，明确土方开挖方式、起止时间、开挖依次、运输、堆放线路等要求；（2）说明开挖过程中对支护结构、降排水设施、监测标记、工程桩等的爱护措施；（3）明确土方开挖机械上、下基坑的坡道处理要求。9、监测要求（1）明确监测对象和监测点：支护结构的水平位移、沉降;周边管线、道路、建筑物的水平位移沉降、倾斜、裂缝允许变形值及报警值；（2）明确

14、各监测项目的监测方法；（3）明确监测周期及监测周期变更的前提条件；（4）明确监测仪器的名称型号、精度等级；（5）明确监测成果的提交时间及主要内容。10、应急抢险措施（1）明确何时启动应急反应机制：如，基坑开挖以后，至基坑回填以前，遇长时间较大降水天气；基坑支护结构位移发生突变；基坑支护结构位移变形总量或变形速率接近预警值；邻近道路、地下管线检测结果出现突变或裂缝急剧加大；基坑支护结构失效或产生坑底土体隆起、砂层突涌现象；深基坑支护结构长期暴露；其它紧急状况。（2）制订切实可行、措施具体的应急抢险方案；（3）采纳锚撵等应急措施时，应有节点、预埋件设计.11、检测要求（1）依构件检测；（2）桩基检

15、测；（3）其他必要的检测基坑工程质量事故缘由分析在基坑工程施工中，产生工程事故的缘由许多，有管理体制问题，有工程质量问题，有优化决策问题，也有勘察、设计、施工、监理等其它方面的问题。个人认为，以下几点是发生基坑工程事故的主要缘由，也是确保基坑工程有效的质量限制点：1、有效地治理水事是基坑工程胜利的关键水是基坑工程的天敌，大部分基坑工程事故与水有关。据统计，基坑工程事故中7090%是水害干脆或间接造成的。地下管道的泄漏地下水的渗透破坏、大气降水等都可能诱发灾难性事故的发生。正确相识各种土体的渗透规律，优化设计防水、降水、排水、止水方案，并确保其效果是基坑工程胜利的关键。水害造成的基坑工程事故主要

16、有以下几种状况：(I)软土、高水位或强透水地区的基坑未作止水帷幕基坑开挖时，由于基坑内降水造成基坑内外侧水头差，致使地下水携带着土颗粒从支护结构之间流入基坑，造成基坑四周地基土流失、地面开裂、下沉、邻近建筑物向基坑方向倾斜。强透水地区不做止水帷幕，势必抽吸大量地下水资源，这样做不仅奢侈了水资源，同时也造成排水设施及用电成本的大量增加，得不偿失。一旦停电或设备出现故障，就出现大量涌水，这也给基础、电梯井的施工带来难度。(2)基坑底形成承压水头时，未对基坑底面加固当基坑底隔水层厚度较小，或承压水头较大时，基坑的开挖破坏了原来的水压力平衡，使得地下水向上的渗透力大于基坑底土体的浮重力，造成基坑隆起、

17、管涌或流砂。（3）基坑降水造成四周建筑物不匀称沉降基坑工程降排水，一方面减小了地下水对地上建筑物的浮托力，致使土层受压缩而沉降；另一方面孔隙水甚至是细小土颗粒从地下排出，造成土体固结变形，引起地面沉降。降排地下水形成的着陆漏斗的曲面展布，必定引起四周建筑物的不匀称沉降，严竣时就会造成裂缝、倾斜，甚至倒塌。另外，暴雨及管道渗漏对基坑工程的平安也会造成很大的威逼。然而，在基坑工程设计时，设计人员往往不熟识地下水的埋藏、补给、径流及排泄条件，不了解基坑开挖前后水文地质条件的变更，不懂得地下水渗流运动原理，甚至混淆水文地质基本概念，以致于对水害相识不足，重视不够，造成基坑工程事故。2、合理选择岩土参数

18、是正确设计的根本破坏模式以及岩土计算参数的合理化选择，在基坑支护设计中有着至关重要的作用。假如破坏模式或岩土参数不能代表实际地质状况，基坑支护设计无疑是徒劳的。在基坑土水压力计算中，（1）经典土压力理论用于饱和软土地基的基坑计算比较符合实际，而用于非饱和土则计算结果显得过分保守，造成经济上的奢侈。（2）从土的有效应力理论动身，水土分算法的理论依据比较充分，但精确供应计算用岩土参数与“难度较大；水土合算法理论上存在着较大的缺陷，然而在实际工作中却仍被广泛应用。一般而言，为使计算结果接近实际状况均须要进行肯定的阅历修正，这个阅历系数的确定带有较大的人为因素。（3）确定岩土参数的试验方法不同，数值往

19、往相差很大。一般来说，在基坑周边降水条件下进行基坑稳定计算，可以采纳总应力法，其土体强度指标可由直剪试验取得，但应依据实际状况分别选择不排水剪、固结不排水剪和排水剪试验的土体强度指标；在基坑周边防渗条件下，基坑的稳定性分析宜采纳有效应力法，以充分考虑土压力和水压力的作用，这时土体强度指标应由三轴固结试验取得。总之，试验方法原则上应尽量与现场实际受力状况及排水条件一样，并与土压力计算方法相配套。3、重视岩土工程勘察工作，是基坑工程胜利的必要条件（I）个别岩土工程师对场地的特殊性掉以轻心，主观认为随意打几个钻孔即可进行基坑工程施工。对困难区段、困难地层缺乏仔细分析的看法，对钻探过程中出现的“异样”

20、现象不能正确地对待，在未查明场地岩土工程条件的状况下，凭借“个人阅历”人为地将场地内不同的岩土层混为一谈，给工程之平安留下了事故隐患。（2）勘察单位忽视特地水文地质勘察工作，以常规勘察对待基坑工程勘察。对基坑水文地质条件缺乏必要的评价与探讨，或评价失误，造成设计人员轻视地下水的作用，造成工程事故。（3）建筑基坑支护技术规程JGJ120-99第332条规定：在建筑地基具体勘察阶段，对须要支护的工程，其勘察范围宜在开挖边界外按开挖深度的12倍范围内布置勘探点，当开挖边界外无法布置勘探点时，应通过调查取得相应资料。对于软土，勘察范围尚宜扩大。然而，在实际工作中，建设单位为了节约投资,极力干预勘察单位

21、的正常工作，致使勘察工作无法依据规范要求在基坑开挖边界外开展。勘察资料的不精确性，必将造成基坑工程设计的不行靠性。4、科学优化设计方案在基坑工程中起着重要的作用基坑工程方案的选择，应综合考虑基坑开挖深度、岩土物理力学性质、水文地质条件、四周环境、边坡变形要求、施工设备实力工期、造价以及支护结构受力特征等多种因素，在充分探讨对比技术的先进牢靠性、施工的可行性、经济效益对环境的影响以及作业工期的基础上进行优化决策，不能凭个人阅历随意确定，必要时应请有关专家进行技术论证。建设单位也不能对设计单位、施工单位无限度地压低价款、压缩工期，造成资金惊慌、时间仓促，遗留问题。5、实施动态信息化施工，刚好修改、

22、完善设计方案目前，基坑工程设计的理论基础尚不甚成熟，如：采纳极限平衡的条分法对粘性土坡的稳定性分析时，假定裂开（滑动）面为直线或圆弧，以及每一土条的下滑力均平行于该土条底面（即滑面），都是不符合实际状况的；基坑工程的时空效应虽然已经引起岩土工程界普遍的关注，但在基坑设计和施工中如何运用还有待于进一步完善与发展；基坑工程的变形限制不仅是时空效应的一个重要内容，也是基坑工程中引人关注的焦点问题，但目前尚无完善的理论方法进行预料。总之，依据理论公式计算的结果难免存在与实际工程不相吻合的状况。另一方面讲，基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，但开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基

23、坑内外土体变形发生种种意外变更，传统的设计方法难以事先设定或事后处理。为避开基坑工程事故发生，应进行现场环境监测，实施动态信息化施工，通过对经监测获得的大量数据进行综合整理，分析其变更规律，判定基坑工程的质量状态，并刚好向主管部门和设计人员进行信息反馈，以便指导正确施工与设计修改，达到限制基坑变形失稳的目的，同时监控也是检验设计正确性、合理性、科学性及发展基坑工程理论的重要措施；对于环境效应问题，应力求达到岩土工程师、结构工程师、施工工程师，甚至是建设单位的共识与重视，做到有备无患，防患于未然。6、科学有效地组织与管理土方开挖施工在软土深基坑中细心支配开挖施工分层、分区分块的部位和充分考虑时空

24、效应及相应支撑设置的时限要求，以有效地限制基坑已开挖部分的无支撑暴露时间和削减土体被扰动的时间与范围，将可以利用尚未被挖及的土体尚能在肯定程度上限制其自身位移的潜力，而达到使其帮助限制支护体位移和坑周土体位移的目的。换言之，在基坑开挖施工（包括支撑设置过程）同支护结构及坑周土体位移之间，存在着肯定的相关性。因此，科学地支配土方开挖施工依次和限制施工进度，将有助于限制支护体和坑周土体的位移。7、加强和重视质量检测与物收工作，是基坑工程胜利的重要保证。这是为了驾驭支护结构和基坑内外土体移动，随时调整施工参数，优化设计，或实行相应措施，以确保施工平安，顺当进行。施工监测的作用还在于检验设计的正确性，

25、并有利于积累资料，为今后改进设计理论和施工技术供应依据。目前，工程建设市场管理比较混乱，压价竞争现象严峻，这势必造成“偷工减料”现象发生，个别施工单位置国家规范标准于不顾，为了赢利，降低质量要求，放松质量检测与监督，这是值得我们总结的一个方面。今后应加强工程质量的监理与检测工作，重视每一个环节的质量监督，做好过程质量限制，加强工程竣工验收工作，使基坑工程质量事故歼灭于萌芽之中。结束语基坑工程是一个综合性、实践性很强的岩土工程问题，它不仅涉及到土力学中强度、变形与稳定问题，而且还包含了围护结构与土的共同作用问题。基坑工程的稳定性、支护结构的内力和变形以及基坑开挖对四周建筑物和地下管线的影响及爱护等，目前均还不能精确地定量分析计算。在实际工作中，每一个基坑工程都有着各自的特点，每一个胜利的基坑工程都具有较高的技术含量。因此，对基坑工程而言，应当提倡细心勘察、细心设计、细心施工、细心监理、细心总结,加强基坑工程的科研工作，促进技术进步。