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摘要：基础牢固与否是关系到建筑物安全稳定的首要问题，而基础施工大多从基坑开挖开始。实践证明，基坑开挖工作是否顺利，不仅影响基础施工质量，而且影响施工周期与工程造价。基坑开挖过程中，常遇到基坑壁位移过大或滑移倒塌、坑底卸荷回弹(或隆起)、坑底渗流(或突涌)、流砂等影响基坑稳定性问题。为防止或抑制这些问题，使基坑开挖与基础施工顺利进行，需要采取相应的防护措施。
关键词:深基坑；基坑支护；基坑降水
Abstract: the explicitness or not is related to the safety and stability of the building of the first question, and foundation construction mostly from foundation pit excavation began. Practice proves that the foundation pit excavation work is smooth, not only influence foundation construction quality, and influence the construction period and the project cost. In the process of foundation pit excavation, often meet wall displacement of foundation pit excessive or sliding collapsed, den unloading rebound (or uplift), den seepage (or sudden surge), flow sand for foundation pit stability problem of influence. To prevent or suppress these problems, so that foundation pit excavation and foundation of the smooth construction, the need to take the corresponding prevention measures.
Keywords: deep foundation pit; Foundation pit supporting; Foundation pit dewatering
中图分类号： TV551.4文献标识码：A 文章编号
1基坑支护及其土压力
1.1基坑支护
在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中，尤其是城市中的基坑开挖，由于场地的局限性，大多为有侧壁支护基坑的開挖，即基坑侧壁常要求垂直开挖，如果不采取支护措施，一般基坑侧壁土体是不稳定的。基坑支护工程的作用主要有：①节约施工空间(不放坡开挖)；②保护相邻部位已有构筑物与地下设施的安全；③减小基底隆起；④利用支护结构进行地下水控制；⑤利用支护结构作为永久性结构的一部分等。
1.2土压力分析
目前对土压力大小的计算，一般采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。但在实际工程中，情况远比该理论的假定条件复杂得多。其一，土对支护结构的压力不仅与土本身的工程性质（如C 、值）有关，而且还与支护结构的性质特别是刚度有关，因此土压力的大小与分布状态实际上是被支护土体与支护结构之间相互作用的结果。实测结果表明，支护结构的刚度与支撑方式不同，土压力大小及其分布都有一定的区别。其二，与一般挡土墙不同，支护结构的位移往往受到严格限制，在槽边存在已有结构与设施时更是如此，其位移量往往不允许达到出现极限状态时的主动或被动土压力所要求的位移，那么土压力的数值究竟取多大为宜，就需要依据工程类比与经验，实际中也可进行土压力系数的调整来确定土压力值，即当支护结构经受的侧向变形条件不符合主动、被动极限平衡状态条件时，可将计算的主动或被动土压力系数Ka、Kp分别调整为Kma、Kmp，其调整值Kma、（主动）、Kmp（被动）分别为：Kma=0.5(K0 + Ka)、Kmp=(0.5 ～ 0.7)Kp（K0为静止土压力系数）。至于土压力分布，实测结果表明，对于刚性支护结构而言，只要其上端的水平位移大于下端位移，主动边和被动边的土压力都可看成三角形分布。如果位移足够大，便可按一般的土压力公式计算［如图 1-2（a）］。在某些情况下，如挡土结构嵌入深度过浅或坑底土质很软时，挡土结构下端向坑内方向的水平位移可能大于其上端的位移，此时土压力沿深度将呈抛物线形分布［如图 1-2（b）］，设计时要加以考虑。对于柔性支护结构，由于其本身的变形情况比较复杂，导致土压力的分布情况也较为复杂。
总之，作用于挡土结构上的土压力取值应根据土压力类型、支护结构类型和允许变形、被支护土体的性质、墙与土之间的摩擦力及挡土结构两面的地面坡度等因素来综合考虑。
2基坑稳定性分析
2.1基坑底卸荷回弹（隆起）
基坑开挖是一种卸荷过程，开挖愈深，初始应力状态的改变就愈大，这就不可避免地引起坑底土体的隆起变形，有的甚至可能由于受到过大的剪应力而导致基底隆起失效。在软至中等强度的粘性土（ Cu=12～50KPa）中进行深基坑开挖时，基坑底抗隆起稳定性可按下式进行验算（计算模式如图 2-1 所示）：
2.2基坑底渗透稳定性
如果基坑在粘性土中开挖，且坑底下有承压水存在时，当上覆土层减到一定程度时，承压水水头压力便冲破基坑底板造成渗流（或突涌）现象。基坑底抗渗流稳定性可按下式验算：
为使基坑底不因渗流而丧失稳定性，一般要求≥1.2 如果验算的＜1.2 ,应采取必要的措施，如降水等。
2.3基坑流砂问题
当基坑底以上粘性土中夹有砂或粉土，且地下水位较高，基坑开挖揭露这些夹层时；或者当基坑底部为砂土或粉土、随着基坑开挖加深，水力坡度加大，当动水压力超过砂土或粉土颗粒自重使土颗粒悬浮时，砂或粉土与水一起涌出基坑中，便产生流砂现象。是否产生流砂现象可按下式验算：
当实际水力坡度I大于Icr时，将发生流砂现象，实际中还要考虑一个大于 1.0 的安全系数。影响流砂现象的因素较多，主要是土的颗粒级配、结构及埋藏条件等。当深挖时水力坡度超过临界水力坡度，又具有以下条件时，就更容易产生流砂现象。
（1）土的颗粒组成中，粘粒含量小于 10%，粉、砂粒含量大于 75% 。
（2）土的不均匀系数小于5。
（3）土的含水量大于 30% 。
（4）土的孔隙比大于 0.75（或土的孔隙度大于43%）。
（5）在粘性土有砂夹层的土层中，砂土或粉土层的厚度大于 25cm 。
2.4 基坑边坡整体稳定性
在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中，在没有采用支护结构之前，基坑边坡（一般为粘性土）整体稳定性一般采用极限平衡理论中的条分法（多采用瑞典条分法）进行估算，从而可确定最危险的滑动面。对于采用支护结构的基坑，稳定性验算仍采用条分法，验算时应将支护结构所产生的抗滑力矩计入总的抗滑力矩之中。
对于桩、墙式围护结构的基坑，其整体稳定性可按下式验算：
当无地下水时，
当坑内外有地下水位差时（图 2-4）
为保证基坑的整体稳定，一般要求，如果粘性土中不计渗流力作用时，应满足。对于支护桩、圆弧切桩时每延米中桩产生的抗滑力矩Mp由下式和图2-4 计算确定。
当滑动弧面切于锚杆时，应计入弧外锚杆抗拉力对圆心产生的抗滑力矩。
3地下水控制
3.1基坑降水
基坑降水常用的方法是明沟排水和井点降水。明沟排水就是在基坑内或基坑外设置排水沟、集水井（坑），用抽水设备将地下水从集水井（坑）中排出。井点降水是将带有滤管的降水工具沉没到基坑四周的土中，利用各种抽水工具，在不扰动土结构情况下，将地下水位下降至基坑底部以下，以利基坑的开挖。井点降水在深基坑中应用较广。
1）井点管的埋设深度
井点管的埋深必须满足使地下水位下降到基坑底面以下0.5～1.0m 的要求，可由下式确定（图 3-1）：
3.2基坑总涌水量
当矩形基坑的长宽比小于 5，或基坑宽度小于抽水影響半径 R 的两倍时，基坑的总涌水量 Q（m3/d）为：
3.3降水引起的地面沉降
地下水位下降后， 地基应力发生变化， 地面出现沉降， 井点降水引起周围地面的最终沉降可按下式计算：
基坑降水引起的地基变形加上基坑开挖本身引起的地基变形， 对周围的建筑物、 地下管线以及其他设施必然产生影响， 当环境对这类影响的承受能力有限时， 必须采取措施以减轻或防止对周围环境的影响， 如在降水井与受保护对象之间设置回灌井、 回灌砂井、 砂沟或设置固体帷幕、 水力帷幕等。
3.4监测工作
在基坑降水过程中， 必须做好监测工作， 监测内容主要包括： 对降水井应定时测定地下水位， 及时掌握井内地下水位的变化， 确保水泵正常运行； 在基坑中心或群井干扰最小处及基坑四周， 宜布设一定数量的观测孔， 定时测定地下水位， 掌握基坑内外地下水位的变化； 临近基坑的建筑物及各类地下管线应设置沉降点， 定时观测其沉降， 掌握沉降量及变化趋势。
3.5基坑隔水
基坑隔水就是采取隔离地下水的措施， 阻止地下水向基坑内流动。主要措施有地下连续墙、 连续排列的排桩墙、 隔水帷幕、 坑底水平封底隔水等。
结束语
总之，由于场地的局限性，基坑侧壁常要求垂直开挖，我们要保护其周边构筑物的安全使用、投资太大易造成浪费，但支护结构不安全又势必会造成工程事故。如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。
参考文献
注册岩土工程师必备规范汇编（2003年版修订缩印本）,北京：中国建筑工业出版社，2003
高大钊主编，《深基坑工程》，北京：机械工业出版社，2002
常士骠、张苏民主编，《工程地质手册（第四版）》，北京：中国建筑工业出版社，2002
关键词:深基坑；基坑支护；基坑降水
Abstract: the explicitness or not is related to the safety and stability of the building of the first question, and foundation construction mostly from foundation pit excavation began. Practice proves that the foundation pit excavation work is smooth, not only influence foundation construction quality, and influence the construction period and the project cost. In the process of foundation pit excavation, often meet wall displacement of foundation pit excessive or sliding collapsed, den unloading rebound (or uplift), den seepage (or sudden surge), flow sand for foundation pit stability problem of influence. To prevent or suppress these problems, so that foundation pit excavation and foundation of the smooth construction, the need to take the corresponding prevention measures.
Keywords: deep foundation pit; Foundation pit supporting; Foundation pit dewatering
中图分类号： TV551.4文献标识码：A 文章编号
1基坑支护及其土压力
1.1基坑支护
在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中，尤其是城市中的基坑开挖，由于场地的局限性，大多为有侧壁支护基坑的開挖，即基坑侧壁常要求垂直开挖，如果不采取支护措施，一般基坑侧壁土体是不稳定的。基坑支护工程的作用主要有：①节约施工空间(不放坡开挖)；②保护相邻部位已有构筑物与地下设施的安全；③减小基底隆起；④利用支护结构进行地下水控制；⑤利用支护结构作为永久性结构的一部分等。
1.2土压力分析
目前对土压力大小的计算，一般采用朗肯土压力理论或库仑土压力理论。但在实际工程中，情况远比该理论的假定条件复杂得多。其一，土对支护结构的压力不仅与土本身的工程性质（如C 、值）有关，而且还与支护结构的性质特别是刚度有关，因此土压力的大小与分布状态实际上是被支护土体与支护结构之间相互作用的结果。实测结果表明，支护结构的刚度与支撑方式不同，土压力大小及其分布都有一定的区别。其二，与一般挡土墙不同，支护结构的位移往往受到严格限制，在槽边存在已有结构与设施时更是如此，其位移量往往不允许达到出现极限状态时的主动或被动土压力所要求的位移，那么土压力的数值究竟取多大为宜，就需要依据工程类比与经验，实际中也可进行土压力系数的调整来确定土压力值，即当支护结构经受的侧向变形条件不符合主动、被动极限平衡状态条件时，可将计算的主动或被动土压力系数Ka、Kp分别调整为Kma、Kmp，其调整值Kma、（主动）、Kmp（被动）分别为：Kma=0.5(K0 + Ka)、Kmp=(0.5 ～ 0.7)Kp（K0为静止土压力系数）。至于土压力分布，实测结果表明，对于刚性支护结构而言，只要其上端的水平位移大于下端位移，主动边和被动边的土压力都可看成三角形分布。如果位移足够大，便可按一般的土压力公式计算［如图 1-2（a）］。在某些情况下，如挡土结构嵌入深度过浅或坑底土质很软时，挡土结构下端向坑内方向的水平位移可能大于其上端的位移，此时土压力沿深度将呈抛物线形分布［如图 1-2（b）］，设计时要加以考虑。对于柔性支护结构，由于其本身的变形情况比较复杂，导致土压力的分布情况也较为复杂。
总之，作用于挡土结构上的土压力取值应根据土压力类型、支护结构类型和允许变形、被支护土体的性质、墙与土之间的摩擦力及挡土结构两面的地面坡度等因素来综合考虑。
2基坑稳定性分析
2.1基坑底卸荷回弹（隆起）
基坑开挖是一种卸荷过程，开挖愈深，初始应力状态的改变就愈大，这就不可避免地引起坑底土体的隆起变形，有的甚至可能由于受到过大的剪应力而导致基底隆起失效。在软至中等强度的粘性土（ Cu=12～50KPa）中进行深基坑开挖时，基坑底抗隆起稳定性可按下式进行验算（计算模式如图 2-1 所示）：
2.2基坑底渗透稳定性
如果基坑在粘性土中开挖，且坑底下有承压水存在时，当上覆土层减到一定程度时，承压水水头压力便冲破基坑底板造成渗流（或突涌）现象。基坑底抗渗流稳定性可按下式验算：
为使基坑底不因渗流而丧失稳定性，一般要求≥1.2 如果验算的＜1.2 ,应采取必要的措施，如降水等。
2.3基坑流砂问题
当基坑底以上粘性土中夹有砂或粉土，且地下水位较高，基坑开挖揭露这些夹层时；或者当基坑底部为砂土或粉土、随着基坑开挖加深，水力坡度加大，当动水压力超过砂土或粉土颗粒自重使土颗粒悬浮时，砂或粉土与水一起涌出基坑中，便产生流砂现象。是否产生流砂现象可按下式验算：
当实际水力坡度I大于Icr时，将发生流砂现象，实际中还要考虑一个大于 1.0 的安全系数。影响流砂现象的因素较多，主要是土的颗粒级配、结构及埋藏条件等。当深挖时水力坡度超过临界水力坡度，又具有以下条件时，就更容易产生流砂现象。
（1）土的颗粒组成中，粘粒含量小于 10%，粉、砂粒含量大于 75% 。
（2）土的不均匀系数小于5。
（3）土的含水量大于 30% 。
（4）土的孔隙比大于 0.75（或土的孔隙度大于43%）。
（5）在粘性土有砂夹层的土层中，砂土或粉土层的厚度大于 25cm 。
2.4 基坑边坡整体稳定性
在房屋建筑与构筑物的基坑开挖中，在没有采用支护结构之前，基坑边坡（一般为粘性土）整体稳定性一般采用极限平衡理论中的条分法（多采用瑞典条分法）进行估算，从而可确定最危险的滑动面。对于采用支护结构的基坑，稳定性验算仍采用条分法，验算时应将支护结构所产生的抗滑力矩计入总的抗滑力矩之中。
对于桩、墙式围护结构的基坑，其整体稳定性可按下式验算：
当无地下水时，
当坑内外有地下水位差时（图 2-4）
为保证基坑的整体稳定，一般要求，如果粘性土中不计渗流力作用时，应满足。对于支护桩、圆弧切桩时每延米中桩产生的抗滑力矩Mp由下式和图2-4 计算确定。
当滑动弧面切于锚杆时，应计入弧外锚杆抗拉力对圆心产生的抗滑力矩。
3地下水控制
3.1基坑降水
基坑降水常用的方法是明沟排水和井点降水。明沟排水就是在基坑内或基坑外设置排水沟、集水井（坑），用抽水设备将地下水从集水井（坑）中排出。井点降水是将带有滤管的降水工具沉没到基坑四周的土中，利用各种抽水工具，在不扰动土结构情况下，将地下水位下降至基坑底部以下，以利基坑的开挖。井点降水在深基坑中应用较广。
1）井点管的埋设深度
井点管的埋深必须满足使地下水位下降到基坑底面以下0.5～1.0m 的要求，可由下式确定（图 3-1）：
3.2基坑总涌水量
当矩形基坑的长宽比小于 5，或基坑宽度小于抽水影響半径 R 的两倍时，基坑的总涌水量 Q（m3/d）为：
3.3降水引起的地面沉降
地下水位下降后， 地基应力发生变化， 地面出现沉降， 井点降水引起周围地面的最终沉降可按下式计算：
基坑降水引起的地基变形加上基坑开挖本身引起的地基变形， 对周围的建筑物、 地下管线以及其他设施必然产生影响， 当环境对这类影响的承受能力有限时， 必须采取措施以减轻或防止对周围环境的影响， 如在降水井与受保护对象之间设置回灌井、 回灌砂井、 砂沟或设置固体帷幕、 水力帷幕等。
3.4监测工作
在基坑降水过程中， 必须做好监测工作， 监测内容主要包括： 对降水井应定时测定地下水位， 及时掌握井内地下水位的变化， 确保水泵正常运行； 在基坑中心或群井干扰最小处及基坑四周， 宜布设一定数量的观测孔， 定时测定地下水位， 掌握基坑内外地下水位的变化； 临近基坑的建筑物及各类地下管线应设置沉降点， 定时观测其沉降， 掌握沉降量及变化趋势。
3.5基坑隔水
基坑隔水就是采取隔离地下水的措施， 阻止地下水向基坑内流动。主要措施有地下连续墙、 连续排列的排桩墙、 隔水帷幕、 坑底水平封底隔水等。
结束语
总之，由于场地的局限性，基坑侧壁常要求垂直开挖，我们要保护其周边构筑物的安全使用、投资太大易造成浪费，但支护结构不安全又势必会造成工程事故。如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。
参考文献
注册岩土工程师必备规范汇编（2003年版修订缩印本）,北京：中国建筑工业出版社，2003
高大钊主编，《深基坑工程》，北京：机械工业出版社，2002
常士骠、张苏民主编，《工程地质手册（第四版）》，北京：中国建筑工业出版社，2002