深基坑施工容易出现的问题及解决措施

作者：曹乐平 李柯

来源：《城市建设理论研究》2013年第33期

摘要：随着城市建设不断的开发和利用，软土地区深基坑施工技术是我国近年来发展最快的领域之一，在深基坑的施工过程中往往會出现许多的问题，本文主要针对在深基坑的施工过程中出现的一些问题做了探讨，同时也有一些解决措施，希望与大家分享。 关键词：深基坑工程； 问题； 措施 中图分类号：TV221.4文献标识码： A 前言

近年来，随着经济的发展，社会的进步，大城市的高层建筑，地下建筑，还有隧道等工程的大幅度增加，而同时为了节省土地,充分利用地下空间，深基坑工程也随之不断增加。深基坑工程是一个古老而具有划时代特点的综合性的岩土工程课题,因为它既涉及到土力学典型强度问题和变形问题,又涉及到土体与支护结构的相互作用问题。在施工中，深基坑工程是一个危险性较大的分部工程，它包括：土方开挖、降水排水、基坑支护、止水帷幕、临边防护等工作内容，且在深基坑施工过程中受水文地质、周边环境、气候条件等制约因素影响较大，很容易发生一些安全事故。因此，针对深基坑工程的特点，制定切实可行的、合理的、安全的施工方案对确保深基坑工程施工的安全至关重要。 1、深基坑工程的特点

深基坑施工具有下列特点：第一、建筑向高层化、基坑向大深度方向发展；第二、基坑开挖面积大，长度与宽度有的达百余米，给支撑系统带来困难；第三、地基土软弱，深基开挖会产生位移和沉降，对周围建筑物、地下构筑物、管线有影响；第四、土地批租地块之间相距很近，在施工过程中，打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等工序会发生相互制约与影响，增加协调工作的难度；第五、因深基坑施工期长，场地狭窄、重物堆放等环境影响，对基坑稳定性不利。

2、深基坑施工中易出现的问题 2.1整体失稳

在松软地层中，当基坑平面尺寸较大，由于作为支护结构的板桩墙插入深度不够，或施工时几何形状和相互连接不符合要求，支撑位置不当，支撑与围檩系统结合不牢等原因，板桩墙产生位移过大的前倾或后仰，导致基坑外土体大滑坡，支护结构系统整体失稳破坏。 2.2基坑隆起

在软弱的粘性土层中开挖基坑，当基坑内的土体不断挖去，板桩墙内外土面的高差等于墙外在基坑开挖水平面上作用一附加荷载。挖深增大，荷载亦增加。若墙体入土深度不足，则会使基坑内土体大量隆起，基坑外土体过量沉陷，支撑系统应力陡增，导致支护结构整体失稳破坏。

2.3管涌及流砂

含水砂层中的基坑支护结构，在基坑开挖过程中，板桩墙内外形成水头差，当动水压力的渗流速度超过临界流速或水力梯度超过临界梯度时，就会引起管涌及流砂现象。基坑底部和墙体外面大量的砂随地下水涌入基坑，导致地面塌陷，同时使墙体产生过大位移，引起整个支护系统崩塌。有时，开挖面下有薄不透水层，薄不透水层下是一层有承压水头的砂层，当薄不透水层抵挡不住水头压力，在渗流作用下被切割成小块脱离原位（流土），也会造成支护结构的崩坍破坏。

2.4支撑强度不足或压屈

当设置的支撑间距过大或数量太少，强度不足或刚度不够时，在较大的侧向土压力作用下，发生支撑破坏或压屈，引起板桩墙变形过大，导致支护结构破坏。 2.5墙体破坏

墙体强度不够或连接构造不好，在土压力、水压力作用下，产生的最大弯矩超过墙体抗弯强度，产生强度破坏。

2.6支护结构平面变形超过限度

由于支护结构平面变形过大，或是降水造成周围土体沉降，使基坑外围的土体发生垂直或水平位移。有时，这种变形对支护结构本身尚未带来妨碍和危害，但对邻近建筑物或地下管线造成有害影响，造成建筑物下沉、倾斜、开裂，造成上、下水管、煤气管、供电和通讯电缆变形、张紧或断裂。

3、深基坑施工应采取的预防措施

3.1注意收集施工现场相关资料，熟悉现场状况

在深基坑施工前要收集相关资料，主要包括施工区域内建筑地基的工程地质勘察报告；基础结构施工图；基坑及邻近地区地下管线资料；邻近的原有建（构）筑物的结构、基础情况。对这些资料进行收集和整理，为施工方案的制定和相关措施的采取提供第一手资料，保证施工方案的科学合理。

3.2专项施工方案的制定

深基坑工程施工会涉及到土方开挖、基坑支护和降水等分项工程，在深基坑施工前必须编制这些分项工程的专项施工方案，并附具安全验算结果，经施工单位技术负责人、总监理工程师签字后实施，由专职安全生产管理人员进行现场监督。当达到一定规模时，施工单位还应当组织专家对专项施工方案进行论证、审查。 3.3合理确定土方开挖顺序

挖土顺序不当会引起土体应力失衡，土体产生位移，可能导致土方坍塌。局部超挖，容易形成周围土体的应力集中，可能导致支护结构破坏，严重时也会造成土方塌陷。因此，深基坑土方开挖时，应综合考虑现场地质和水文状况，制定科学合理的土方开挖方案，合理确定土方开挖顺序和每层的开挖厚度，先撑后挖，严禁超挖。 3.4选择恰当的土方支护结构

土方开挖时，为了保证边坡的稳定，减小土方机械扰动的影响，需要对基坑边坡进行支护，护坡形式有土钉墙，锚杆桩、水泥搅拌桩、高压施喷桩等，还有钢筋砼排桩、地下连续墙等，各种支护结构有各自的适用条件，要根据工程地质及水文地质条件，综合考虑工程性质、规模、施工能力及技术特点等，选择既能保证土方边坡稳定，技术熟练工程造价又相对较低的护坡形式。

3.5正确制定排降水方案

基坑排降水方法很多，诸如明沟排水、井点降水、管井井点、喷射井点降水等，要根据地质勘查报告，综合考虑土体渗透系数、降水深度要求、土体含水量及施工单位自身技术水平确定切实可行的降排水方案。 3.6严密监测基坑开挖过程

深基坑工程在施工全过程中，对降水、板桩墙、地下连续墙等位移，要定期观察测试，并作好记录。对于较重要和较危险的原有建筑物、构筑物和管线也要定期观察记录。发现问题，及时处理，做到防范于未然。 4、结语

城市中高层建筑的深基坑工程常处于密集的既有建构筑物、地下管线、地铁隧道、道路桥梁或人防工程的近旁，虽属临时性工程，但其技术复杂性却远甚于永久性的基础结构或上部结构，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建构筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大损失。深基坑工程设计需以开挖施工时的诸多技术参数为依据，开挖施工过程中往往会引起支护结构内力和位移以及基坑内外土体变形发生种种意外变化，有些设计方法难以事先设定或事后处理。人们通过不断总结实践经验，针对深基坑工程，想到信息化设计和动态设计，结合施工监测等一系列理论和技术，制定相应的设计标准、计算图式、计算方法、安全等级等，从而进一步保证深基坑施工的安全，促进深基坑施工质量的提高。 参考文献：

[1] 深基坑工程.刘俊岩.中国建筑工业出版社.2001.08

[2] 苏杰 建筑工程中深基坑土方开挖的技术探讨—四川建材2009，35(2) [3] 何显舜，莫振瀚 浅谈深基坑的安全施工—四川建材2006，32(3) [4]刘建航，侯学渊. 基坑工程手册[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1997.