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摘要：近年来随着经济的高速增长及建筑技术的发展，高层建筑和深基础得到广泛应用，随之而来的深基坑工程也越来越多，且基坑面积越来越大、越来越深，基坑水文地质条件和周围的环境条件对施工技术要求越来越高，深基坑的支护技术逐渐发展成为基础工程的关键技术。本文主要基坑设计的原则、基坑支护的类型和基坑支护施工的安全技术进行探讨。
关键词：基坑支护；设计原则；施工；安全技术
建筑物基坑支护与施工技术是一门从实践中发展的技术， 80年代以来，随着经济建设的发展和人民生活水平的提高，各类建筑和市政工程得到了飞速的发展。多层建筑和高层建筑的地下室、地下车库等工程的兴建，都面临深基坑工程。特别是建筑密度、建筑高度的增加，对基坑施工技术提出了更高的要求。
1基坑设计的原则与管理控制
1.1设计原则
基坑的设计必须由资质较高、专业能力较强的单位承担，以保证设计方案的合理与安全。基坑支护结构与工程地质，水文地质及周边环境密切相关，应根据当地经验、施工工期，、季节等合理设计。
1.2设计管理控制
设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素，一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。这就要求：①设计人员应具有理论力学、材料力学、结构力学、工程地质与水文地质、土力学、地基与基础等多学科的知识，熟悉当地的水文地质状况和特点，在结合建筑及周围环境特点的基础上，设计出经济合理的深基坑支护方案。②工程人员在施工前应对方案进行认真审核，理解设计意图，及时与设计人员沟通以掌握方案，在施工组织时，使各个组成部分、各道工序协调有序。③业主方应了解深基坑支护的重要性，选择有经验的设计单位设计支护方案。
2基坑支护的类型
2.1放坡开挖
当场地土质较好，地下水位较深。场地比较开阔，放坡又不会对邻近建（构）筑物及地下管线产生不利影响时，可优先采用局部或全深度的放坡开挖。当无地下水位或地下水位低于基坑底面且土质均匀时，基坑竖直开挖挖深限值为：黄土2.5m，坚硬粘土2.0m，硬塑、可塑的粘土和碎石类土1.5m，硬塑、可塑的粉土及粉质粘土1.25m，密实、中密的砂土和碎石土1.0m，软土0.75m。土质边坡开挖时，边坡坡度的允许值，次生黄土Q4：坡高在5m以内为l：0.5～l：0.75；坡高5～10m，为l：0.75～l：1；粘土及粉土为1：0.75～1：1.5；碎石土要依据密实度确定坡度，当坡高在5m以内时为l：0.35～l：1，坡高5～10m为l：0.5～l：1.25。
2.2土钉支护
当基坑周围不具备放坡条件。地下水位较低或基坑外有降水条件，邻近无重要建筑或地下管线，基坑外地下空间允许土钉占用时，可采用土钉支护加固坑壁土体。土钉墙的水平位移宜根据数值计算的方法并结合可靠经验确定。设计中可采用如下措施减少或控制墙体变形：①减少分层，分段作业的深度和长度；②缩短开挖与支护的施工间隔；③加大土钉的长度和密度；④减小土钉倾角；⑤开挖前沿基坑边缘设置竖向微型桩（用Ф48～Ф150mm的钢管）等。
2.3钢板桩支护技术
钢板桩由于其施工快，可重复使用，造价相对较低，占用的施工场地少等常受到采用。悬臂式钢板桩一般只用在单层地下室及悬臂长度不太长的情况。加上钢支撑能用于基坑深为5～10m、施工场地狭窄或基坑附近有建筑物、行车道的基坑支护。其缺点是钢板桩柔性比较大，基坑较深时支撑或拉锚的工程量大，重复使用的止水效果差，不易打入砂卵层和密实的砂层。
2.4地下连续墙支护技术
地下连续墙是一种常用的深基坑支护技术。其整体性好，刚度大，适用于任何土质，水位的深基坑工程。其可以在建筑物或构筑物密集的地区施工，对邻近的结构和地下设施没有任何影响。施工时不需要降水，防渗、挡水、挡土性能好。可以结合锚杆、内支撑、逆筑法施工技术达到很深的挡土深度。但是地下连续墙支护技术也有不足之处，主要是：造价高、工期长、施工需要大量的泥浆和水，如果施工現场管理不善，会造成现场潮湿和泥泞，且施工完毕需对泥浆进行处理，在泥水分离技术不完善时，会给施工带来麻烦。
2.5土层锚杆技术
上层锚杆是一种辅助的支护结构。当基坑较深时，钢板桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等挡土支护结构不足以挡土或者挡土不经济时，通常采用锚杆来增强这些结构的挡土深度。土层锚杆和内支撑结构相比，其适用于各种形状的基坑，不占用施工场地，便于是基坑挖土，出土速度快，有利于缩短工期。其缺点是：
（1）土层锚杆存在着蠕变和松驰。尤其是软土地基，土蠕变和松驰比较大，对支护结构的安全不利。
（2）如果把支护结构的地下连续墙作为永久结构，采用锚杆拉锚，上面所留的锚杆孔永久防水比较困难。该技术的关键就是注浆技术要过关，施加的预应力要适当，要在施工现场进行拉拔试验，用实测出的锚杆承载力对设计方案进行调整，否则支护结构的安全就得不到保证。
2.6小型钻孔灌注桩支护技术
一般都做成钻孔灌注排桩挡墙作为深基坑支护结构。钻孔灌注桩刚度比较大，抗弯能力强，变形比较小，施工时噪音比较小。可在施工场地比较狭窄时，做成小直径排桩挡土墙作为基坑支护结构。由于目前很难做到桩之间相切，桩之间留有100~200mm的间隙，止水效果差，钻桩的泥浆对工地文明施工影响较大。
3基坑支护施工安全要注意的事项
保证基坑支护结构安全工作，除必须有合理的设计外，还需施工的密切配合，严格按设计要求精心施工。施工前应严密组织，编制施工组织设计。
（1）基坑开挖应连续施工。尽量减少无支护暴露时间，开挖必须遵循“自上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时，应按设计要求，及时进行锚杆施工，而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。
（2）基坑周边设围护栏杆和安全标志，严禁从坑顶扔抛物体。坑内应设安全出口便于人员撤离。所有机械行驶、停放要平稳，坡道应牢固可靠，必要时进行加固。
（3）挖掘机正铲作业时，其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时，履带距工作面边缘距离应大于1.5m。
（4）基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施，避免地表水渗入基坑周围土体和流入坑内。坑内应设置排水沟和集水井，及时抽除积水。
（5）配合机构作业的清底、平整场地、修坡等施工人员，应在机械回转半径以外工作；当必须在回转半径以内工作时，应停止机械回转并制动好后方可作业。
（6）坑边不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免时，一般应距基坑上部边缘不小于2m，弃土堆高不超过1.5m，并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大﹢软土地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机构在坑边作业时，应设置专门的平台或深基础等。同时，应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。
（7）土方机械严禁在离电缆lm距离以内作业。机械运行中，严禁接触转动部位和进行检修；在修理工作装置时，应使其降到最低位置，并应在悬空部位垫上垫土。
（8）基坑挖土时，要做好挖土机械、车辆的通道布置。安排好挖土顺序等，不得在挖土过程中碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。
（9）采用机械开挖时，为保证基坑土体的原状结构，应预留150～300mm原土层，由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后，应及时清底验槽并铺设垫层，以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖，应用素混凝土回填或夯实回填，使基底土承载性能达到设计要求。
4基坑支护施工安全的控制
施工阶段是项目实施的关键阶段，监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件，结合当地深基坑工程施工的经验和条件，确定工程的关键项目，要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核，并强调要制定突发事件的应急预案。
4.1深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节，是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定施工方案，并加强过程控制。
4.2深基坑周围土体止水效果的控制
在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时要注意以下几点：
（1）保证桩体质量。确定合理的水泥浆掺加量，保证桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度，避免桩头出现搅拌无浆的情况，特别是在土层情况变异较大的地区，因搅拌桩的桩径不易控制，容易导致止水失效。
（2）保证桩的搭接长度和密实度，杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。
（3）不得随意在基坑支护结构上开口，否则会影响支护结构的安全，也破坏了止水帷幕，导致地下水的渗入。
4.3突发事件的处理
建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程，施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工，更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有：基坑内管涌、流沙；基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降；气象异常，出现持续多日的狂风暴雨；相邻工地施工的影响，如降水、打桩、开挖土方；地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后，及时启动应急预案，并会同相关单位研究解决办法。基坑工程的施工是一个循序渐进的过程，施工单位应按先设计、后施工的程序施工，并尽量做到边施工、边监测，还要遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的原则，杜绝盲目施工和野蛮施工的现象，加强对整个基坑施工过程的控制，保证工程顺利、安全地完成。
关键词：基坑支护；设计原则；施工；安全技术
建筑物基坑支护与施工技术是一门从实践中发展的技术， 80年代以来，随着经济建设的发展和人民生活水平的提高，各类建筑和市政工程得到了飞速的发展。多层建筑和高层建筑的地下室、地下车库等工程的兴建，都面临深基坑工程。特别是建筑密度、建筑高度的增加，对基坑施工技术提出了更高的要求。
1基坑设计的原则与管理控制
1.1设计原则
基坑的设计必须由资质较高、专业能力较强的单位承担，以保证设计方案的合理与安全。基坑支护结构与工程地质，水文地质及周边环境密切相关，应根据当地经验、施工工期，、季节等合理设计。
1.2设计管理控制
设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素，一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。这就要求：①设计人员应具有理论力学、材料力学、结构力学、工程地质与水文地质、土力学、地基与基础等多学科的知识，熟悉当地的水文地质状况和特点，在结合建筑及周围环境特点的基础上，设计出经济合理的深基坑支护方案。②工程人员在施工前应对方案进行认真审核，理解设计意图，及时与设计人员沟通以掌握方案，在施工组织时，使各个组成部分、各道工序协调有序。③业主方应了解深基坑支护的重要性，选择有经验的设计单位设计支护方案。
2基坑支护的类型
2.1放坡开挖
当场地土质较好，地下水位较深。场地比较开阔，放坡又不会对邻近建（构）筑物及地下管线产生不利影响时，可优先采用局部或全深度的放坡开挖。当无地下水位或地下水位低于基坑底面且土质均匀时，基坑竖直开挖挖深限值为：黄土2.5m，坚硬粘土2.0m，硬塑、可塑的粘土和碎石类土1.5m，硬塑、可塑的粉土及粉质粘土1.25m，密实、中密的砂土和碎石土1.0m，软土0.75m。土质边坡开挖时，边坡坡度的允许值，次生黄土Q4：坡高在5m以内为l：0.5～l：0.75；坡高5～10m，为l：0.75～l：1；粘土及粉土为1：0.75～1：1.5；碎石土要依据密实度确定坡度，当坡高在5m以内时为l：0.35～l：1，坡高5～10m为l：0.5～l：1.25。
2.2土钉支护
当基坑周围不具备放坡条件。地下水位较低或基坑外有降水条件，邻近无重要建筑或地下管线，基坑外地下空间允许土钉占用时，可采用土钉支护加固坑壁土体。土钉墙的水平位移宜根据数值计算的方法并结合可靠经验确定。设计中可采用如下措施减少或控制墙体变形：①减少分层，分段作业的深度和长度；②缩短开挖与支护的施工间隔；③加大土钉的长度和密度；④减小土钉倾角；⑤开挖前沿基坑边缘设置竖向微型桩（用Ф48～Ф150mm的钢管）等。
2.3钢板桩支护技术
钢板桩由于其施工快，可重复使用，造价相对较低，占用的施工场地少等常受到采用。悬臂式钢板桩一般只用在单层地下室及悬臂长度不太长的情况。加上钢支撑能用于基坑深为5～10m、施工场地狭窄或基坑附近有建筑物、行车道的基坑支护。其缺点是钢板桩柔性比较大，基坑较深时支撑或拉锚的工程量大，重复使用的止水效果差，不易打入砂卵层和密实的砂层。
2.4地下连续墙支护技术
地下连续墙是一种常用的深基坑支护技术。其整体性好，刚度大，适用于任何土质，水位的深基坑工程。其可以在建筑物或构筑物密集的地区施工，对邻近的结构和地下设施没有任何影响。施工时不需要降水，防渗、挡水、挡土性能好。可以结合锚杆、内支撑、逆筑法施工技术达到很深的挡土深度。但是地下连续墙支护技术也有不足之处，主要是：造价高、工期长、施工需要大量的泥浆和水，如果施工現场管理不善，会造成现场潮湿和泥泞，且施工完毕需对泥浆进行处理，在泥水分离技术不完善时，会给施工带来麻烦。
2.5土层锚杆技术
上层锚杆是一种辅助的支护结构。当基坑较深时，钢板桩、人工挖孔桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等挡土支护结构不足以挡土或者挡土不经济时，通常采用锚杆来增强这些结构的挡土深度。土层锚杆和内支撑结构相比，其适用于各种形状的基坑，不占用施工场地，便于是基坑挖土，出土速度快，有利于缩短工期。其缺点是：
（1）土层锚杆存在着蠕变和松驰。尤其是软土地基，土蠕变和松驰比较大，对支护结构的安全不利。
（2）如果把支护结构的地下连续墙作为永久结构，采用锚杆拉锚，上面所留的锚杆孔永久防水比较困难。该技术的关键就是注浆技术要过关，施加的预应力要适当，要在施工现场进行拉拔试验，用实测出的锚杆承载力对设计方案进行调整，否则支护结构的安全就得不到保证。
2.6小型钻孔灌注桩支护技术
一般都做成钻孔灌注排桩挡墙作为深基坑支护结构。钻孔灌注桩刚度比较大，抗弯能力强，变形比较小，施工时噪音比较小。可在施工场地比较狭窄时，做成小直径排桩挡土墙作为基坑支护结构。由于目前很难做到桩之间相切，桩之间留有100~200mm的间隙，止水效果差，钻桩的泥浆对工地文明施工影响较大。
3基坑支护施工安全要注意的事项
保证基坑支护结构安全工作，除必须有合理的设计外，还需施工的密切配合，严格按设计要求精心施工。施工前应严密组织，编制施工组织设计。
（1）基坑开挖应连续施工。尽量减少无支护暴露时间，开挖必须遵循“自上而下，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。利用锚杆做支护结构时，应按设计要求，及时进行锚杆施工，而且必须待锚杆张拉锁定后方可进行下一步开挖。
（2）基坑周边设围护栏杆和安全标志，严禁从坑顶扔抛物体。坑内应设安全出口便于人员撤离。所有机械行驶、停放要平稳，坡道应牢固可靠，必要时进行加固。
（3）挖掘机正铲作业时，其最大开挖高度和深度不超过机械本身性能的规定。反铲作业时，履带距工作面边缘距离应大于1.5m。
（4）基坑土方开挖应在降水排水施工完成且运转正常达到预期要求后方可进行。基坑周围地面应采取防水、排水措施，避免地表水渗入基坑周围土体和流入坑内。坑内应设置排水沟和集水井，及时抽除积水。
（5）配合机构作业的清底、平整场地、修坡等施工人员，应在机械回转半径以外工作；当必须在回转半径以内工作时，应停止机械回转并制动好后方可作业。
（6）坑边不宜堆放土方和建筑材料，如不可避免时，一般应距基坑上部边缘不小于2m，弃土堆高不超过1.5m，并且不超设计荷载值。在垂直的坑壁边距离还应适当增大﹢软土地区不宜在坑边堆置弃土。当重型机构在坑边作业时，应设置专门的平台或深基础等。同时，应限制或隔离坑顶周围振动荷载的作用。
（7）土方机械严禁在离电缆lm距离以内作业。机械运行中，严禁接触转动部位和进行检修；在修理工作装置时，应使其降到最低位置，并应在悬空部位垫上垫土。
（8）基坑挖土时，要做好挖土机械、车辆的通道布置。安排好挖土顺序等，不得在挖土过程中碰撞围护结构。并做好机械上下基坑坡道部位的支护。
（9）采用机械开挖时，为保证基坑土体的原状结构，应预留150～300mm原土层，由人工挖掘修整。基坑开挖完毕后，应及时清底验槽并铺设垫层，以防止暴晒和雨水浸刷破坏原状结构。如果基底超挖，应用素混凝土回填或夯实回填，使基底土承载性能达到设计要求。
4基坑支护施工安全的控制
施工阶段是项目实施的关键阶段，监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件，结合当地深基坑工程施工的经验和条件，确定工程的关键项目，要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核，并强调要制定突发事件的应急预案。
4.1深基坑工程的施工
深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节，是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定施工方案，并加强过程控制。
4.2深基坑周围土体止水效果的控制
在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时要注意以下几点：
（1）保证桩体质量。确定合理的水泥浆掺加量，保证桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度，避免桩头出现搅拌无浆的情况，特别是在土层情况变异较大的地区，因搅拌桩的桩径不易控制，容易导致止水失效。
（2）保证桩的搭接长度和密实度，杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。
（3）不得随意在基坑支护结构上开口，否则会影响支护结构的安全，也破坏了止水帷幕，导致地下水的渗入。
4.3突发事件的处理
建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程，施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工，更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有：基坑内管涌、流沙；基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降；气象异常，出现持续多日的狂风暴雨；相邻工地施工的影响，如降水、打桩、开挖土方；地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后，及时启动应急预案，并会同相关单位研究解决办法。基坑工程的施工是一个循序渐进的过程，施工单位应按先设计、后施工的程序施工，并尽量做到边施工、边监测，还要遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的原则，杜绝盲目施工和野蛮施工的现象，加强对整个基坑施工过程的控制，保证工程顺利、安全地完成。