基坑支护案例分析

案例分析

第一部分基坑工程

基坑工程的设计和施工，既要保证整个围护结构在施工过程中的安全，又要控制结构和其周围土体的变形，以保证周围环境（相邻建筑及地下公共设施等）的安全。在安全前提下，设计要合理，又能节约造价、方便施工、缩短工期。

1、正确选择土压力计算方法和参数

2、选择合理的围护结构体系

3、丰富的设计和施工经验教训

一、基坑围护结构的分类

基坑支护结构通常可分为桩（墙）式围护体系和重力式围护体系两大类。根据不同的工程类型和具体情况这两类又派生出多种围护结构形式。

按开挖方式分类：

1、无支护开挖

1）垂直开挖

2）放坡开挖（无地下水、明沟排水、井点降水）

2、支护开挖

1）悬臂式支护开挖（有拉锚、无拉锚）：钢板桩、钢管桩、钢混灌注桩、地下连续墙、沉井、重力式挡土墙等

2）钢架护坡桩

3）拱形支护结构

4）内撑式支护开挖

5）锚定式支护结构开挖

3、基坑分段开挖

4、逆作法或半逆作法

5、坑壁或坑底土体加固开挖：注浆护壁、化学帷幕护壁、钢丝网水泥土护壁、土

钉护壁、喷射混凝土护壁、坑底被动土压力区注浆加固

6、综合法支护开挖

按支护结构受力特点分类：

1、支护结构被动受力

1）桩：（人工挖孔、机械钻孔）钢混桩（加锚杆）、预制桩、搅拌桩、旋喷桩、钢桩（加锚杆）

2）板：工字钢板桩、槽钢板桩

3）管：钢管桩、钢混管桩（加锚杆）

4）墙：钢混地下连续墙、水泥土地下挡墙

5）撑：钢支撑（槽钢、工字钢、钢管）、钢混支撑、木支撑、砂袋堆撑

2、支护结构主动受力

1）喷锚支护：注浆、拉锚

2）土钉墙支护（包括插筋补强支护）

支护结构还可分为挡土挡水结构和支撑锚拉结构：

1、挡土部分

1）透水挡土结构：型钢加插板、疏排灌注桩、密排桩（灌注桩、预制桩）、双排桩挡土、连拱式灌注桩、桩墙合一、地下式逆作法、土钉支护、插筋补

强支护

2）止水挡土结构：

地下连续墙、

深层搅拌水泥土桩、墙

深层搅拌水泥桩、加灌注桩

密排桩间加高压喷射水泥桩

密排桩间加化学注浆

钢板桩

闭合拱圈墙

2、支撑拉结部分

1）自立式（悬臂桩、墙）

2）锚拉支护（锚拉梁、桩）

3）土层锚杆

4）钢管、型钢支撑（水平撑）

5）斜撑

6）环梁支护体系

7）逆作法施工

二、基坑围护工程的特点

1、外力的不确定性

2、变形的不确定性

3、土性的不确定性

4、一些偶然变化引起的不确定因素

三、基坑的安全等级

《建筑基坑工程技术规程》JGJ120-2012分为三级：

一级：破坏后果很严重

二级：破坏后果严重

三级：破坏后果不严重

软土地区按深度划分复杂程度：

深度H≤6M，复杂程度简单；

深度6＜H≤12M，复杂程度中等；

深度H＞12M，复杂程度复杂。

四、基坑监测

1、围护结构的主要内力和变形

支撑轴向力测定

墙或边坡顶的水平位移和垂直位移

墙或边坡竖向的变形曲线测定

立柱的沉降或回弹

2、基坑周围土体的变形、边坡稳定以及地下水位的变化和孔隙水压力的测定

3、对周围环境中需要保护的对象进行专门内容的观察和测定

基坑附近的建筑物或构筑物

重要历史文物

市政管线

道路、桥梁、隧道

五、基坑工程事故综合分析

根据我国160余起基坑工程事故的分析，将事故造成的主要原因归纳为五个方面：

1、建设单位管理的问题

1）无计划盲目建设，无设计胡乱施工

2）任意发包（无资质）

3）压价

4）不按规定报建

5）不具体分析，套用其它方案

6）为节省资金，强行取消设计部分方案―――黄岛某工程

2、基坑工程勘察的问题

1）对现场不实际勘察，侥幸套用其它资料

2）勘察资料不详，凭经验估计

3）忽视专门水文资料

4）对地质勘察数据处理失误

5）勘察报告忽略对上层滞水的评价

3、基坑工程设计的问题

1）无证设计、越级设计

2）盲目设计

不进行勘察，使地质土参数选择不当

对周围环境调查不够――相邻建筑物、地下管线等

3）不遵守相关规范

4）支护方案的选择缺乏论证

5）设计荷载取值不当

雨季、涨潮及管道渗漏―――粘聚力、内摩擦角降低，主动土压力增大，结构变形

为了节约过大折减主动土压力―――结构抗力不足

地面荷载取值过小―――实际土压力远大于计算值

未考虑土体冻胀力

6）土体强度指标选择失真

7）治理水的措施不力

水是基坑工程的天敌，据统计70％以上的基坑工程事故是水害直接或间接造成的。

未作止水帷幕

基坑降水，周围地基土不均匀沉降

基坑内外水位差较大或下部有承压水―――管涌、流砂

基坑施工时间跨度大―――坡体、坡顶防水，雨水（南京路工程）8）支撑结构设计失误

基坑平面尺寸较大，钢支撑（内支撑）―――杆件压曲变形

H 型钢作圈梁―――翼缘局部失稳，弯曲、扭转变形

―――腹板局部失稳，弯曲、扭转变形

―――连接板螺栓拉断

第一道支撑位置过低―――顶部位移过大

支撑水平间距过大―――杆件弯曲变形

挡土墙（桩）入土深度或承载力不足―――坑底土体隆起或支护结构较大沉降钢支撑的连接处―――强度上的薄弱点，母材开孔处及螺栓

9）锚固结构设计失误

锚杆设计位置过低―――支护结构抗力不足

锚杆长度不足―――不能抵抗基坑的整体滑移

台座附属部件（腰梁、围梁、牛腿）的强度、刚度核算―――部件变形过大，影

响边坡稳定挡土桩、墙入土深度不足―――锚杆不起作用，支护结构过大变位而倒塌

锚固体未设在良好土层上―――抗拔力小于设计拉力，锚固体被拔出而倒塌

水泥浆配合比及水灰比不合适―――影响水泥浆体的强度

砂性土锚杆成孔不好或钢管―――注不进浆，未有效拉锚

4、基坑施工问题

1）无施工资质或超越资质

2）施工质量差

层层转包，层层扒皮―――偷工减料、粗制滥造

止水帷幕存在缺陷（空洞、蜂窝、开叉等）―――水携带淤泥质土、粉细砂流

入基坑，基坑周边下沉，道路开裂、塌陷

支护桩体强度不足、缩径、断桩―――支护桩大变形，基坑倒塌

锚固体水泥浆质量差―――握裹力、摩阻力减小，锚固体松动或拔出

锚具中锚片硬度不足、锚头不牢固―――锚头滑移，基坑失稳

锚杆或土钉长度达不到设计长度―――实际承载力达不到设计能力，基坑变形

内支撑长度较长、交叉点连接强度不足―――支撑平面失稳或扭曲

中间支柱少―――

3）没有严格遵守施工规程

挖土机械在基坑上挖土、或者碰撞支护桩体系、支撑体系―――

基坑开挖不分层、或分层过大―――

基坑放坡开挖，坡角过陡―――均质砂类土，坡角应小于内摩擦角

粘性土基坑，边坡稳定性取决于抗滑移计算

地下水位需降低到基坑底面以下（海信工程）桩位移及倾斜―――开挖时土的应力释放、挖土高差形成一侧卸载和水平推力

土体极易产生水平位移

内支撑结构―――先撑后挖原则

锚杆注浆―――浆液加压不充分、或流失，降低锚杆的抗拔力4）施工管理混乱，安全意识淡漠

基坑边缘地面超载―――增加附加压力，支护结构变形

周边地下水管保护不力―――水管泄漏，冲走桩间土进入基坑

“桩后卸载、桩前留置反压土体”措施不力―――

5）降水、排水、防水措施不力

6）不重视信息施工―――监测数据分析

7）随意修改设计

8）不及时回填基坑

六、基坑监理问题

1、不能及时发现问题

2、不能严格把关―――材料、施工质量、管理程序

3、重点部位和重要工序―――旁站监理

4、对重大问题、安全隐患及时上报、举报