深基坑工程施工技术的发展与综合述评

深基坑工程施工技术的发展与综合述评

目 录 一、概 述 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。 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。 类型 支护方式或结构 支挡构件或护坡方式 适用条件 放 坡 自稳边坡 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。 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。 坡 体 加 固 加筋土重力式挡墙 土钉、螺旋锚、锚管灌（注）浆等加筋土挡墙。 适用于除淤泥、淤泥质土外的多种土质，支护深度不宜超过 6m ；坑底没有软土。 水泥土重力式挡墙 注浆、旋喷、深层搅拌水泥土挡墙（壁式、格栅式、拱式、扶壁式）。 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 （加扶壁可加大支护深度），可兼作隔渗帷幕；墙底没有软土；基坑周边需有一定的施工场地。 常见基坑支护分类及适用条件 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 喷锚支护 钢筋网喷射混凝土面层，锚杆。 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。 复合喷锚支护 钢筋网喷射混凝土面层，锚杆，另加水泥土桩或其它支护桩，解决坑底抗隆起稳定问题和深部整体滑动稳定问题。 坑底以下有一定厚度的软弱土层，单纯喷锚支护不能满足要求时可考虑采用复合喷锚支护，可兼作隔渗帷幕； 支护深度不宜超过 6m ，坑底软土厚度超过 4m 时慎用。 排 桩 悬臂式 钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩，板桩（钢板桩组合，异型钢组合，预制钢筋混凝土板组合）；冠梁。 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，坑底以下软土层厚度很大时不宜采用； 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 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 双排桩 两排钻孔灌注桩，顶部钢筋混凝土横梁连结，必要时对桩间土进行加固处理 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计算确定； 当设置锚杆和内支撑有困难时可考虑双排桩； 坑底以下有厚层软土，不具备嵌固条件时不宜采用。 锚固式（单层或多层） 上列桩型加预应力或非预应力灌浆锚杆、螺旋锚或灌浆螺旋锚、锚定板（或桩）；冠梁；围檩。 可用于不同深度的基坑，支护体系不占用基坑范围内空间，但锚杆需伸入邻地，有障碍时不能设置，也不宜锚入毗邻建筑物地基内；锚杆的锚固段不应设在灵敏度高的淤泥层内，在软土中也要慎用；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。 内支撑式（单层或多层） 上列桩型加型钢或钢筋混凝土支撑，包括各种水平撑（对顶撑、角撑、桁架式支撑），竖向斜撑；能承受支撑点集中力的冠梁或围檩；能限制水平撑变位的立柱。 可用于不同深度的基坑和不同土质条件，变形控制要求严格时宜选用； 支护体系需占用基坑范围内空间，其布置应考虑后续施工的方便。 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 悬臂式或撑锚式 钢筋混凝土地下连续墙、 SMW 工法、连锁灌注桩；需要时设内支撑或锚杆。 可用于多层地下室的超深基坑，宜配合逆作法施工使用，利用地下室梁板柱作为内支撑。 围筒 圆形、椭圆形、拱形、复合形 上列各类连续墙；环形撑梁。 基坑形状接近圆形或椭圆形，或局部有弧形拱段，可充分利用结构受力特点，径向位移小，筒壁弯矩小。 常见基坑支护分类及适用条件 续表 1 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。 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。 2.2 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； (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。 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 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利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。 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）。 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。 (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。 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 。 基坑侧壁安全等级 监测项目 一级 二级 三级 支护结构水平位移 应测 应测 应测 周围建筑物、地下管线变形 应测 应测 宜测 地下水位 应测 宜测 宜测 桩、墙内力 应测 宜测 可测 锚杆拉力 应测 宜测 可测 支撑轴力 应测 宜测 可测 立柱变形 应测 宜测 可测 土体分层竖向位移 应测 宜测 可测 支护结构界面上侧向压力 应测 可测 可测 基坑工程监测项目表 表 2 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。 基坑类别 围护结构墙顶位移监控值 围护结构墙体 最大位移监控值 地面最大沉降监控值 一级基坑 30 80 30 二级基坑 60 80 60 三级基坑 80 100 100 注： 1 符合下列情况之一，为一级基坑： 1 ）重要工程或支护结构为作主体结构一部分； 2 ）开挖深度大于 10m ； 3 ）与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑； 4 ）基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需要严加保护的基坑。 2 三级基坑为开挖深度小于 7m ，且周围环境无特别要求时的基坑。 3 除一级和三级外的基坑属二级基坑。 4 当周围已有的设施有特别要求时，尚应符合这些要求。 基坑工程变形监控值（㎜） 表 3 基坑工程施工结束时，负责基坑监测的单位应提交完整的基坑工程监测报告，报告内容包括： (1) 工程概况； (2) 基坑监测方案，包括监测依据、监测项目和各测点的平面和立面布置图； (3) 采用的仪器设备和监测方法，监测精度与监测周期等； (4) 监测数据处理方法和监测结果过程曲线； (5) 监测结果评价，以及对设计施工的反馈与建议。对那些施工周期较长的，或是特大型深基坑工程，或是遇有特殊情况下时，尚应在深基坑工程施工过程中视具体情况提供阶段性的基坑监测报告。 (4 ) 应急抢险方案 深基坑工程本身的特定性以及其施工过程中大量存在的不确定性，使其成为一项风险性较大的工程，因此每一项深基坑工程施工之前均应分析其风险，确定其危险源，并进行相应的评估，从而有针对性地制定应急预案，这包括有组织上、人财物的保证上以及技术处理措施上和管理上的措施。这也是确保深基坑工程施工安全的重要措施之一。此外，前面已经提到过深基坑工程施工之前，必须对周围环境进行详细的调查，此处还要强调的是，作为施工单位还要注意对之前之后及过程中的环境变化留下科学的、客观的证明，必要时，一定要注意请相关权威部分进行诸如危房鉴定等相关程序，留下合理合法的客观资料。 基坑工程发生病害事故时 ，应查明其确切原因，对基坑相邻建（构）筑物、道路及地下管线造成的危害程度，以便采取有效措施进行抢救处理；在制定基坑病害事故处理方案时，不仅要对基坑事故能进行有效抢救，还要对周边建（构）筑物、地下管线、道路及相邻基坑等进行有效保护，防止事故病害的进一步扩大；此外还应注意及时迅速地组织抢救，避免丧失抢救时机，酿成更为严重的后果。表 4 列出了基坑施工中部分常见异常情况的处理措施，可供参考。 序号 情 况 原 因 常用的处理措施 预防措施 1 悬臂式支护结 构过大内倾变 位 支护结构设计不当， 取消撑锚或桩顶连 梁，地面荷载过大等 桩顶卸载，桩后适当挖土卸 载或人工降水，坑内桩前堆 筑砂石袋或增设撑、锚结构 等 严格控制地面荷载， 不得堆放弃土、建筑 材料、大型车辆及机 具，不得反向挖土， 不得在坑周搭建临时 仓库及建筑，地面应 进行防雨水渗入的处 理等 2 有内撑或锚杆 支护的桩墙， 发生较大的内 凸变位 撑锚结构布置过少， 联结处松动，支撑间 距过大或撑锚结构失 效 桩顶或桩墙后卸载，坑内停 止作业，适当增加内撑或锚 杆，桩前堆筑砂石袋等 预防措施同上，要加 强地质勘察，严防锚 杆失效或拔出 3 基坑发生整体 或局部土体滑 塌失稳 基坑未做整体稳定验 算或对可能失稳的诱 因重视不足，措施不 力，忽视信息化施工 的监测及预报 基坑周围降低水位（有条件 时），坡顶卸载，加强对未 滑塌段的监测和保护，防止 事故扩大 对欠固结土、淤泥、 软粘土或易失稳的砂 土，应根据整体稳定 验算，采用预先加固 措施，防止土体失稳。 基坑施工中异常情况的处理措施 表 4 序号 情 况 原 因 常用的处理措施 预防措施 4 基坑未设止水幕墙 或止水墙漏水、流 土，坑内降水开 挖，使坑外地面或 道路下陷，建筑物 倾斜，坑周管道断 裂等 采用土钉墙、喷锚等 土体加固办法不能代 替止水墙，发现渗漏 时，应及时补救处理 停止坑内降水和施工挖 土，迅速用堵漏材料 （如化学浆液、树脂材 料等），处理止水墙的 渗漏；严重时应在坑内 回灌水，使坑内外水位 平衡，有利于堵漏。必 要时重新补做止水幕墙 方可继续施工 水位较高地区基坑开 挖时，应进行防水处 理（地下连续墙、止 水幕墙等），方可开 挖，坑外也可设回灌 井、观察井，保护相 邻建筑物 5 基坑开挖发现支护 桩径过小、断桩、 缩径、桩长不到位 等严重质量问题， 起不到支护作用 施工支护结构质量低 劣 通过现场检验鉴定，重 新制定基坑支护加固方 案，对原基坑支护结构 进行补强，加固或改造 处理 严格执行施工监理制 度。确保施工质量。 不委托无资质无条件 单位承缆施工任务 6 桩间发生流砂、流 土，使坑周地面开 裂塌陷 支护桩布置不当，间 距过大或侧壁渗漏 ，桩间有砂性土层 ，且有上层滞水时， 极易发生流土、流砂 事故 立即停止挖土、降水， 桩间可加木板挡土、水 泥砂浆抹面或桩间灌注 混凝土封闭，进行加固 处理等 采用混凝土桩支护结 构时，应视桩后土质 情况决定桩间距，一 般间距不宜大于 2D （桩径）。灌注桩径 不宜小于 50 0㎜ ，挖 孔桩径不宜小于 800 ㎜ 基坑施工中异常情况的处理措施 续 表 4 序号 情 况 原 因 常用的处理措施 预防措施 7 挡土桩墙入土深度 不足，使围护桩墙 内倾或踢脚失稳 设计安全储备不足， 桩入土深度过浅 首先停止土方开挖，在 桩墙前对砂土料反压， 也可在桩顶适当卸载 ，桩前被动区打入加固 短桩或其他有效措施 不应盲目追求降低造 价，忽视基坑工程的 安全，以致造成严重 后果。应根据地基土 质条件，精心设计， 精心施工 8 基坑开挖引起流砂、 涌土或坑底隆起失 稳 基坑内外水位差较 大，桩墙未进入不透 水层或嵌固深度不 足，坑内降水引起土 体失稳 立即停止基坑内降水或 挖土，也可以进行灌水、 堆料反压，有条件时可 配合进行坑外降水。待 管涌、流砂事故停止 后，再采用有效方法处 理（如压浆、被动区加 固等） 基坑开挖前应补偿做 地质勘查，查明不透 水层分布深度和变化 情况，应确保挡水桩 墙进入不透水层 1m 以 上。 9 超固结土层基坑开 挖回弹，工程桩上 拔，箱基底板上浮 甚至开裂，坑周地 面上升，周边建筑 物开裂甚至倾斜 超固结土地基因基坑 开挖卸载，引起坑底 及坑周土体有较大回 弹变形。设计时未能 认识这一特性，未做 相当处理措施 监测基坑回弹变形，开 挖卸载不宜太快，要分 层分片或分段开挖，待 回弹稳定再施工箱筏基 础底板。同时要进行基 坑内外降水，以降低水 浮力 充分重视超固结土地 基的开挖卸载回弹变 形特性及对基坑和周 边建筑物造成的危 害，以便采取必要的 防护和施工措施 基坑施工中异常情况的处理措施 续 表 4 序号 情 况 原 因 常用的处理措施 预防措施 10 锚杆侵入相邻建设 场地，相邻基坑施 工要拆除锚杆，危 及尚在施工基坑的 围护结构安全 有相邻基坑施工时， 采取桩锚围护方案， 造成锚杆侵入相邻场 地。未考虑采用锚的 后果 在锚杆被拆除剪断前， 采用墙后注浆。并局部 扩大锚固体断面，或其 他有效办法处理 此钟情况，属于原围 护方案不当，如果能 改用可拆卸锚杆，也 能避免此类事故 11 相邻两基坑打桩开 挖施工互相影响， 引起支护桩或工程 桩破坏、桩顶位移 或基坑护坡坍塌 打桩、施工振动引起 土质液化或触变，对 围护结构或边坡产生 侧向挤压，造成围护 桩或工程桩移位或损 坏，边坡滑坍 首先应停止施工振动， 双方协调施工，对已发 生破损的围护结构、工 程桩应进行加固处理， 已滑坍边坡进行加固 相邻基坑施工时，应 预先进行协商，协调 施工，减少相互干扰 与损坏 12 基坑围护墙向基坑 侧产生较大移位变 形或破坏 基坑未能分层开挖、 分层支护，一次开挖 到底，引起围护结构 大变位或破坏 首先应停止开挖，尽快 回填超挖土方，或在桩 墙前堆土反压，保护围 护结构稳定 应严格施工管理，按 基坑施工计划，分层 分段开挖，分层分段 围护，绝不可一次开 挖到底，不可超挖 基坑施工中异常情况的处理措施 续 表 4 序号 情 况 原 因 常用的处理措施 预防措施 13 土钉围护或喷锚围 护边坡大量滑塌破 损 基坑外水位高，未做 止水幕墙，坑内降水 引起人工边坡滑塌 立即停止坑内降水，有 条件时进行坑外降水或 坑内堆土，制止滑塌 高水位场地不能降水 时，不宜采用土钉墙 或喷锚围护 14 锚杆松动、失效， 导致围护结构破坏 在寒冷地区或有地下 水上升的土层中，锚 杆锚固体易发生因冻 融或水位上升而降低 锚拉力，使锚杆失效 应降低坑周土体中的水 位高度，在寒冷地区不 宜采用锚杆围护结构， 避免有锚杆围护的基坑 周边土体因冻融而松动 变形，引发基坑事故 在寒冷地区，有冻融 危害时不宜采用锚杆 围护结构。当坑周水 位上升时，为保护锚 杆，需要进行坑外降 水 基坑施工中异常情况的处理措施 续 表 4 三、深基坑工程施工工艺与质量要求 深基坑工程施工包括各种支护结构、隔渗设施、降水井及抽排水和土方开挖的实施。总体而言，基坑工程的各部分施工工艺与我们的正常的施工工艺是相同的，当然由于是用作基坑支护，也还具有一些不同的特色，以下主要就此方面进行概要性的总结。 3.1 一般应掌握的施工要点： （ 1 ） 深基坑工程施工前应了解基坑周边的地表水以及场地的地下水情况，做好坑周及坑内的明水排放，以及坑周边地面防水保护措施。对有可能排入或渗入基坑的地面雨水、生活用水、上下水管渗漏应设法堵、截、排，并在土方开挖前结合路面硬化作好排水工作，尤其在老粘土分布区严防各种地表水渗入边坡土体和基坑内。 （ 2 ） 基坑工程施工前应了解基坑周边建（构）筑物的基础型式与埋置深度，上部结构情况，基坑周围地下市政管网的位置与走向，市政道路等周边环境，明确需要保护的坑内基础工程，确保基坑施工对建筑物场地及周边环境的使用安全。 （ 3 ） 基坑工程施工前必须编制详尽的、切实可行的施工组织设计，对可能发生的问题要有充分的预见和周密的对策。 （ 4 ） 在降水施工过程中，必须先施工具有代表性的 1 ～ 2 口井进行抽水试验，校核水文地质设计参数后，方可进行其它降水井施工。管井施工应按 CJJ10《 供水管井设计施工质量验收规范 》 等规定进行施工与质量验收，实管、滤水管的长度及井管外侧回填料的高度应根据降水井的深度、地层结构及降水要求而定。管井抽水开泵后 30min 取水样测试，其含砂量应小于 1/50000 ，如抽水时间在 3 个月以上含砂量应小于 1/100000 。在降水维持运行阶段，应配合土方开挖和地下室施工时对抽排水量、地下水位、环境条件变化进行控制。 （ 5 ） 基坑土方开挖应分段进行，严禁超深度开挖，符合基坑工程设计工况的要求。充分考虑时空效应，合理确定土方分层开挖层数、时间限制，尽可能减少基坑临空边的长度和高度。分层开挖深度在软土中一般不宜超过 2m ，较好土质也不宜超过 5m 。对设有支护结构和隔渗、降水系统的基坑，必须在支护结构和隔渗结构的强度达到设计要求，降水系统运用正常，满足施工要求后，方可进行土方开挖。 （ 6 ） 基坑工程施工过程中应搞好各分项工程的协调管理，注意工序衔接，合理安排工期，使得支护结构能够按设计要求运行。 （ 7 ） 采用内支撑的基坑必须按“由上而下，先撑后挖”的原则施工。设置好的内支撑受力状况必须和设计计算的工况一致。拆除支撑应有安全换撑措施，由下而上逐层进行。注意拆除下层支撑时严禁损坏支护结构主体、立柱和上层支撑，吊运拆除的支撑构件时不得碰撞支撑系统和结构工程。 （ 8 ）对设计有锚杆的基坑工程，应正确选择锚杆成孔机械和成孔工艺，严格执行 CECS22 ： 90《 土层锚杆设计与施工规范 》 的有关规定。必要时，应按设计要求事先进行成锚工艺及极限抗拨力试验，并根据试验结果对设计进行必要的调整。 （ 9 ） 基坑工程实施阶段必须采用信息化施工，实时跟踪监测基坑支护结构和地下水治理系统的工作性状以及周围环境的动态变化，并及时采取有效应变应急措施，确保环境安全。 （ 10 ） 基坑工程施工过程中必须进行监测，制定切实可行的详细的监测方案，并通过监测数据指导基坑工程的施工全过程。 （ 11 ） 基坑工程应按有关技术标准规范进行，做好施工过程中各工序质量控制及施工记录。基坑工程验收按分项工程进行。验收时应提供以下资料：施工测量放线定位图；基坑工程竣工图；各种主要材料的合格证、复验报告；隐蔽工程验收记录；设计变更通知；事故处理记录；有关试验及质量检测报告；基坑工程施工的管理资料以及其它有关资料。 3.2 支护结构的施工 支护结构的施工按不同的基坑支护结构形式大体上常用的有护坡类、喷锚支护与土钉墙、灌注桩（墙）类、预制桩类、深层搅拌桩类、高压喷射注浆和基坑土体加固等。无论设计选用那种支护结构形式，其施工工艺均类同于其一般的正常工序施工。只是当其用于作为基坑支护结构后，由于其承受的主要是水平力为主，其施工技术要求与质量要求还是略有差别，这点是施工中应加以特别重视的。 1 、护坡类支护施工 对采取放坡开挖的基坑工程，首先是要确定开挖放坡坡度及坡高，以确保基坑的稳定性与安全；其次要注意开挖时要注意对边坡不要扰动原状土，要预留 150 ～ 300㎜ 厚的坑壁土层采用人工修理边坡；再者是要对坡面进行保护处理，以防止渗水或风化碎石土的剥落。保护处理的方法有水泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射混凝土护面以及浆砌片石等；然后是要注意对坡脚处的加固处理，常用的有在坡脚处堆砌草袋或土工织物砂土袋、砌筑砌石墙体以及土锚杆等加固方法。 2 、喷锚支护与土钉墙支护施工 此类支护结构的施工除满足放坡开挖的要求之外，尚应注意的事项主要有：一是基坑开挖一定要按设计要求分段分层进行，严禁超深超长度开挖。二是上下层面板及锚杆（或土钉）的施工间隔应满足养护期要求。三是锚杆施工除应注意根据边坡土质条件、含水情况选用适当的成孔设备之外，成孔深度应超过设计长度的 0.3 ～ 0.5m ，对孔隙较大的杂填土、砂性土等不适宜预成孔的边坡，可选用打入式花管，形成注浆式锚杆。四是对面板设置有钢筋的喷射混凝土，应分二次进行喷射混凝土施工，并应确保喷射混凝土的强度及厚度满足设计和规范的要求。 3 、灌注（桩）墙支护结构施工 无论是人工挖孔灌注（桩）墙，还是机械成孔灌注（桩墙的施工，均要注意采取间隔施工；桩位偏差、轴线和垂直轴线方面均不宜超过 50㎜ ，垂直度偏差不宜大于 0.5% ；非均匀配筋的（桩）墙的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时，应保证钢筋笼的安放方面与设计方向一致；施工完成后在进行下层土方开挖之前，应采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不宜少于总桩数的 10% ，且不得少于 5 根。此外，还应注意对土方开挖后出露的桩间土的保护和排水的处理。 4 、预制桩类支护结构施工 此类支护结构有预制混凝土桩和钢板桩。首先是要对运到现场的成品桩进行外观检验和材质检验，保证其符合相应的质量标准的要求。其次是要确定合理的沉桩施工顺序与施工工艺。钢板桩接长可采用剖口对焊或加鱼尾板焊接，相邻桩的焊缝宜间隔设置，错开 1m 以上；对混凝土预制桩则应是单节桩，不宜接长。 5 、深层搅拌桩施工 深层搅拌桩施工可采用浆喷或粉喷，施工中应根据设计要求和地质条件选用合适的施工方法和施工机械、施工工艺，正式施工之前应先试施工以确定施工的各项技术参数。深层搅拌施工应满足设计的搭接要求，每一施工段应连续施工，相邻桩体的施工间隔时间不宜超过 24hrs 。施工开始和结束处的搭接应采取加强措施，设计要求插入型钢等材料时应在搅拌完成后及时插入。为了保证桩体的完整性和均匀性，应合理划分施工段，宜尽量减少段数，缩短施工段之间的间隔时间，若间隔时间过长，应采取补桩或其他加强措施。施工期间应对桩位、桩长、提升速度、水泥浆（粉）用量等作出如实记录。 6 、高压喷射注浆施工 高压喷射注浆形式有旋喷、摆喷、定喷，可采用单管法、二重管法和三重管法。应根据不同的地质条件和技术要求选择机具设备、喷射参数和浆液配方，并应通过现场试喷确认后方可正式施工。高压喷射注浆孔应间隔施工，且应在注浆施工 24hrs 并初具强度后，再施工相邻的注浆孔，同时还要特别注意对标高的控制，施工过程中的安全防范措施也应给予充分的重视。 7 、基坑土体的加固施工 基坑土体加固有坑内被动区土体加固和坑外主动区土体加固，常用的方法有注浆法、高压喷射注浆法以及深层搅拌法等。应严格按照现行 《 地基处理技术规范 》 （ JGJ79 ）的要求进行施工。除进行应急抢险加固的项目外，基坑土体加固施工宜在围护结构施工完成后，基坑开挖前进行。在确定施工方案时，应充分评估其施工对地基土扰动及对相邻结构的不良影响并加强对环境影响的监测。 3.3 钢或混凝土内支撑结构施工 支撑系统包括围囹及支撑 , 当支撑较长时 ( 一般超过 15m), 还包括支撑下的立柱及相应的立柱桩。常用材料有钢或钢筋混凝土。施工前应充分熟悉支撑系统的图纸及各种计算工况，掌握开挖及支撑设置的方式、预顶力及周围环境的要求，支撑结构的安装和拆除顺序应与围护结构的设计工况相一致。施工过程中应严格控制开挖的程序及时间，对支撑的位置（包括立柱和立柱桩的位置）、每层开挖深度、预加顶力、钢围囹与围护结构或支撑与围囹的密贴度应做周密检查。全部支撑安装结束后，仍应注意维持整个内支撑系统的正常运转直至支撑全部拆除，其质量检验应符合相应的标准规范规定和设计要求。 支撑结构的安装和拆除应符合以下规定： (1) 在基坑竖向平面内严格遵守分层开挖 , 先支撑后开挖的原则； (2) 支撑安装应与土方开挖密切配合，在土方开挖到设计标高的区段内，及时安装并发挥支撑作用； (3) 支撑安装应采用开槽架设，在支撑顶面需要运行施工机械时，支撑顶面安装标高应低于坑内土面 200 ～ 300㎜ ，并在挖土机或土方车辆的通道处铺设道板； (4) 钢结构支撑宜采用工具式接头，并配有计量千斤顶装置。千斤顶及计量仪表应由专人使用管理，并定期校验，使用中有异常现象应随时校验或更换； (5) 有立柱时先焊好立柱支撑托架，再依次安装角撑、横向（短方向）水平支撑、纵向水平支撑； (6) 钢结构支撑安装后应施加预应力。预应力控制值由设计确定，通常不应小于支撑设计轴向力的 50% ，也不宜大于 75% ； (7) 支撑的施工与使用过程中应注意环境对支撑工作状态的影响，应对支撑内力进行必要的监控； (8) 混凝土支撑必须在混凝土强度达到设计强度的 80% 以上，才能开挖支撑以下的土方； (9) 支撑拆除前，应先完成替代支撑系统。替代支撑系统的截面和布置由设计计算确定。拆除应由下而上逐层均衡进行，过程中应注意严禁对支护结构、主体结构、立柱和上层支撑的损坏。采用爆破法拆除混凝土支撑结构前，必须对周围环境和主体结构采取有效的安全防护措施。 3.4 锚杆施工 锚杆施工包括有成孔、锚杆制作与安装、灌浆、锚杆的张拉与锁定。如为可拆除式锚杆，尚应包括后续的锚杆杆体的拆除。施工前应正确选择锚杆成孔、灌浆、张拉锁定等的机械设备，确定相应的施工方法和技术参数。对重要工程、无经验以及采用新型锚杆时，应按设计要求事先进行成锚工艺及极限拉拔力试验，并根据试验结果对设计进行必要的调整。对于软弱粘性土、淤泥及淤泥质土层中的锚杆，尚应进行成锚工艺及蠕变试验。 锚杆成孔过程中应注意预防锚孔发生涌砂涌水，成孔深度应超过设计深度 0.5 ～ 1.0m ；锚杆制作应严格按设计要求下料，接长应采用机械连接或双面搭接焊，注意杆体轴线与原轴线保持一致；灌浆可选用水泥砂浆或纯水泥浆，强度不宜低于 20MPa ，采用二次压灌浆时，应在一次灌浆浆体强度达 5.0MPa 后进行；张拉应在锚固体强度大于 15MPa 且达到设计强度 70% 以上后方可进行 , 张拉顺序应充分考虑相邻锚杆的相互影响 , 锁定应保持达到设计规定的预应力 , 否则应进行补偿张拉。其他质量与检验要求应符合相应的标准规范和设计要求。 3.5 地下水处理施工 地下水处理包括侧向止水帷幕的施工 , 其目的在于防止基坑侧壁水大量渗入基坑内 ; 坑内及坑外的排水处理 , 目的在于保护基坑内的正常作业和防止坑外地表水涌入基坑内和损伤基坑围护结构、坑壁土质；再就是基坑降水，基坑降水应满足： （ 1 ）基坑开挖及地下结构施工期间，地下水位保持在基坑底下 0.5 ～ 1.5m ； （ 2 ）深部承压水不引起坑底隆起，不产生突涌或管涌； （ 3 ）降水期间临近建筑及地下管线的正常使用； （ 4 ）基坑边坡的稳定性。 降水系统施工完毕后，应试运转，如发现井管失效，应采取措施使其恢复正常，如无可能恢复则应报废，另行设置新的井管；降水运行过程中应随时检查观测孔中的水位，加强对降水影响范围内的周边环境影响的监测，抽出的地下水应不定期检测其含砂量，确保满足设计要求，无论是降水的排水，还是集水明排的水，均应注意保证排出的水与市政排水管网的畅通。 3.6 施工质量验收与资料整理 虽然深基坑工程绝大多数是临时性工程，但是 GB50300-2001《 建筑工程施工质量验收统一标准 》 已将其明确列为了分项工程， GB50202-2002《 建筑地基基础工程施工质量验收规范 》 更是以一整章的篇幅对“基坑工程”的施工质量验收作出了明确的规定，因此，基坑工程的施工与验收必须严格按国家相应的标准规范执行，并应按分项工程的规定进行相应的检测与验收。 当前，现行的相关主要标准规范有： DB42/159-2004 湖北省地方标准 《 基坑工程技术规程 》 JGJ120-99 《 建筑基坑支护技术规程 》 GB50202-2002 《 建筑地基基础工程施工质量验收规范 》 GB50330-2002 《 建筑边坡工程技术规范 》 YB9258-97《 建筑基坑工程技术规范 》 CECS22∶2005 《 岩土锚杆（索）技术规程 》 GB50086-2001 《 锚杆喷射混凝土支护技术规范 》 地下工程施工至 ±0.000 后，可进行基坑工程验收 , 验收时应提供以下资料 : (1) 施工测量放线定位图； (2) 基坑工程竣工图； (3) 各种主要材料的出厂合格证、材质检验报告； (4) 隐蔽工程验收记录； (5) 设计变更通知、事故处理记录； (6) 有关试验与质量检测报告； (7) 基坑工程设计与施工方案，监测报告等相关管理资料； (8) 其他有关资料。 四、典型工程案例及分析 4.1 武汉国际会展中心深基坑工程 武汉国际会展中心工程分为广场和主楼两部分，广场地下 2 层，主楼地下 1 层 , 地上 5 层，总建筑面积 12.68 万 m 2 ，工程座落于汉口解放大道 372 号原武汉展览馆旧址内。该深基坑工程是一个超大、超深型的综合深基坑工程，其中广场基坑大部分挖深为自然地面下 12m ，其中坑中坑深达 16.1m ，主楼基坑东边挖深 6.7m ，西边 6.8m ，南边 9.3m 。详见基坑平面布置图 该基坑支护工程从施工范围和施工顺序上分为 4 个部分：①广场中间接柱用临时基坑；②广场基坑；③主楼基坑；④东、西螺旋车道。每个基坑又可分为若干支护段，每支护段根据周边环境和支护要求采取适当的支护形式。整个基坑细分为 16 个支护剖面（典型支护剖面 ），分别采取了“连锁灌注桩墙加两排预应力锚杆”、“钻孔灌注桩加两排预应力锚杆”、“喷锚网”、“土钉墙”、“中深井降水”、“粉喷桩止水帷幕”、“坑内土体加固”等多种支护及降水措施。 该基坑工程施工的主要特点： 1 、基坑占地面积大，具有相互联系的不同基坑、坑中坑多，施工中必须掌握好相互之间的关系。如：广场基坑与主楼基坑、广场中间接柱用坑中坑等。 2 、由于历史原因，该工程实际为烂尾楼重新启动工程，必须充分利用原已实施的基坑支护结构、降水井等。 3 、用于基坑支护的方法多。具有多种施工技术，本基坑工程有连锁灌注桩墙、钻孔灌注支护桩、喷锚网、土钉墙、预应力锚杆、粉喷止水桩和加固坑内土体用的粉喷桩、中深井降水等多种支护措施，必须确保各自的施工质量满足要求。 4 、广场基坑开挖至标高 -12.00m 时 , 既要实施基坑内补桩 , 又要保证主楼工程桩的施工质量 , 必须有效控制边坡稳定与保证工程桩施工质量。 5 、土方挖运量十分巨大，约 70 万 m 3 ，工程地处武汉市汉口最繁华地区，必须有效掌握土方开挖对基坑支护结构、降水运行的影响。 4.2 琴台大剧院深基坑工程 武汉琴台大剧院位于汉阳月湖北岸 , 长江广场以西、梅子山以东的月湖和汉江之间。由一个 1800 座大剧院、一个 400 座多功能厅及多个排演厅、车库、公共服务、交通辅助用房等组成，总建筑面积 65650㎡ ，地上 6 层，地下 1 层，其中主舞台仓地下 4 层。基坑开挖面积约 25000㎡ ，（基坑平面布置图 ）开挖深度 5 ～ 22m 。根据施工范围和施工顺序划分为六个部分共四区，分别采用以下五种支护结构形式： (1) 复合土钉墙支护 , 采用土钉墙与土层锚杆组合成支护截水体系，开挖深度 5.7m ，开挖面积 6600㎡ ； (2) 组合型钢内支撑，主舞台深基坑设三道钢内支撑； (3) 竹筋水泥土复合搅拌桩支护结构，开挖深度 5.7m ； (4) PHC 管桩与水泥土复合搅拌桩支护，开挖深度 4.0m ； (5) 地下连续墙支护技术。 典型支护剖面 4.3 武昌火车站西广场地下空间深基坑工程 该工程位于武汉市武昌火车站西广场 , 南北长约 257m, 东西长约 90m, 是武昌火车站改造工程主站房的配套工程，主要用于站房的进出口、停车、集会等。地下 2 层 , 基础埋深为 10.8m ，支护结构采用桩锚、喷锚、土钉墙及放坡的组合形式，其中锚杆选用“ ZKRM-1” 型预应力可回收锚索。 基坑平面布置和典型支护剖面 本基坑工程施工的主要特色 : 1 、该场区大量存在有上世纪 70 年代初建设的人防工程，基坑开挖过程中必须全面拆除。 2 、由于施工期间武昌火车站仍在继续使用，且紧临主站房改造也与其有交叉作业，因此基坑施工组织十分复杂。 3 、基坑支护应用了多项新技术新工艺，如旋挖钻孔灌注桩支护桩、预应力可回收锚索等。 4.4 嘉茂广场 · 中山工程深基坑工程 武汉嘉茂广场 · 中山工程，其地上建筑包括一幢 24 层主楼（高度 94.6m ）与七层裙楼，地下设置 3 层连通式地下室，总建筑面积 13.5 万 m 2 。该项目原设计二层地下室，原基坑设计中的大部分支护桩与止水桩均已施工。后经更换业主单位后，重新修改设计，因此原支护设计不能满足现基坑安全的要求，需要在已施工支护桩的条件下重新进行基坑支护设计。 基坑场地位于汉口中山大道与武胜路交汇处西南角，场区东邻武胜路，南接武汉汉成房地产开发有限公司还建楼与武汉汉华房地产有限公司汉华花园，西邻汉华花园，北邻中山大道。周边环境十分复杂。 现地下室在平面上大致呈矩形，东西走向，占地面积约 15000m 2 ，设置三层地下室。自然地面标高为－ 0.6 ～－ 1.3m 不等。建筑物基础最大埋深为－ 16.6m 。 工程基坑支护总体方案：放坡卸载 + 双排支护桩 + 内支撑，高压旋喷止水帷幕，坑中深井降水。基坑平面布置图见 。 基坑支护施工顺序见 目前已经完成第一层土方开挖和首层钢筋混凝土内支撑的施工。 4.5 华乐商务中心深基坑工程 华乐商务中心工程位于武昌珞瑜路吴家湾附近，平面结构尺寸 50.8×33.6m ，框架 - 剪力墙结构，总建筑面积 38000m 2 ，建筑总高度 105m 。基坑开挖面积 2500㎡ ，开挖深度自然地面下 8.5m 。 本基坑工程经综合分析，采用喷锚支护为主，东北角 8 层办公楼处紧临其 3 个独立承台部位增加 2 根护坡桩予以加强。 基坑平面布置图 该基坑工程施工工艺为： 6 根护坡桩施工→地表土方清理→第一层土方开挖、喷锚支护施工→第二层土方开挖、喷锚支护施工→第三层土方开挖、喷锚支护施工→第四层土方开挖、喷锚支护施工→。基坑土方开挖于 6 月初完成后移交业主方，但未及时组织地下室结构施工，受连绵阴雨等影响， 8 月中旬，基坑北边坡西北角沿电缆沟发生崩塌。主要原因首先是基坑暴露时间较长，其次是边坡上存在有事先未知电缆管沟形成隐蔽渗水通道，导致主动区土质的 C 、 φ 值逐步降低直至崩塌，再还有就是坡顶堆载过大，且有施工重载车碾压，以及地勘报告未提供该边坡土存在有白色高岭土，遇水膨胀对基坑侧壁产生推力。 典型支护剖面 深基坑北边坡崩塌剖面示意图 谢谢大家！ 武汉国际会展中心深基坑工程基坑平面布置图 广场部分典型支护剖面图 接桩临时基坑支护剖面图 主楼部分典型支护剖面图 车道部分典型支护剖面图 主楼基坑支护剖面图 兼作支护和侧向止水帷幕的连锁灌注桩墙 连锁灌注桩平截面图 基坑实景 武汉琴台大剧院深基坑工程基坑平面布置图 钻孔后注浆连续墙支护段典型剖面 喷锚支护段典型剖面 工字形地下连续墙平面布置图 地下连续墙配合钢内支撑支护 武昌火车站西广场地下空间深基坑工程基坑总平面 （兰色部分为旧人防） 武昌火车站西广场地下空间深基坑工程典型支护剖面 嘉茂广场 · 中山深基坑工程内支撑平面布置图 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 嘉茂广场 · 中山深基坑工程施工顺序 华乐商务中心深基坑工程基坑平面布置图 华乐商务中心深基坑工程基坑支护典型剖面 华乐商务中心深基坑北边坡崩塌剖面示意图 深基坑工程支护坍塌 深基坑工程喷锚支护 悬臂灌注桩排桩基坑支护 深基坑工程桩锚支护 钢板桩＋钢管内支撑基坑支护 灌注桩排桩＋钢管内支撑基坑支护 SMW 工法＋型钢内支撑基坑支护 地下连续墙＋钢管内支撑基坑支护 上海城隍庙广场 SMW 工法深基坑工程支护 工具式钢支撑基坑支护