深基坑支护及降水质量控制要点（ppt,含图）

1、深基坑支护及降水质量控制要点一、基坑支护的目的与作用1.保证基坑四周的土体的稳定性，同时满足地下室施工有足够空间的要求，这是土方开挖和地下室施工的必要条件。2.保证基坑四周相邻建筑物和地下管线等设施在基坑支护和地下室施工期间不受损害。即坑壁土体的变形，包括地面和地下土体的垂直和水平位移要控制在允许范围内。3.通过截水、降水、排水等措施，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。二、基坑安全等级划分及常见支护形式（1）基坑工程安全等级划分根据支护结构及周边环境对变形的适应能力和基坑工程对周边环境可能造成的危害程度，基坑工程划分为三个安全等级。即一级、二级和三级深基坑工程，其对应的重要性系数分别取1.

2、1、1.0、0.9。一级周边环境条件很复杂破坏后果很严重基坑深度大于12m工程地质条件复杂地下水水位很高、条件复杂、对施工影响严重二级周边环境条件较复杂破坏后果严重基坑深度小于等于12m，大于6m工程地质条件较复杂地下水水位较高、条件较复杂、对施工影响较严重三级周边环境条件简单破坏后果不严重基坑深度小于等于6m工程地质条件简单地下水水位低、条件简单、对施工影响轻微不同基坑支护技术的适用范围（2）常见支护形式1.钢板桩这种建筑施工技术是一种相对比较简单的支护的设计方法，而且投资比较低。这种设计方法通常用于软地层。 2.地下连续墙这种墙体结构的设计能够有效地提高整个建筑的刚度，提高整个建筑的防渗性

3、。此结构通常情况下，用于软粘土及沙土等各种地质结构比较复杂的施工环境中。 3.柱列式的灌注桩的排桩支护这种支护技术的设计方式主要分为疏排设计和密排设计两种形式。这种支护的设计在桩顶的设计过程中一定要注意浇注相对比较大的截面的钢筋，并且一定要确保混凝土梁帽连接的可靠性。为了防止地下水及其杂质在空隙内流入深基坑内，在建筑过程中应该使用高压注浆的操作方法。除此之外，在建筑的深基坑支护的设计中还有土钉墙支护、锚杆喷射支护、锚索支护、桩锚支护、锚板墙支护、水泥土桩的深层搅拌支护等各种不同的施工技术。 （3）常见基坑支护结构的类型及其适用条件1.放坡开挖优势：只要求稳定，价钱最便宜。劣势：回填土方较大。适

4、用：场地开阔，周围无重要建筑物的工程。2.围护墙深层搅拌水泥土深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。劣势：位移、厚度相对较大，对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。适用：闹市区工程。 3.高压旋喷桩高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。优势：施工设备结

5、构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪声等公害。劣势：施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。适用：可用于施工空间较小的工程。 4.槽钢钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长68m ,型号由计算确定。优势:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短。劣势：不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱，支护刚度小,开挖后变形较大。适用：多用于

6、深度4m的较浅基坑或沟槽。 5.钻孔灌注桩优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。劣势：桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。适用：排桩式中应用最多的一种,多用于坑深715m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。 6.地下连续墙优势：刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护型式。劣势：造价较高，施工要求专用设备。适用：地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。

7、 7.土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。优势：稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。劣势：土质不好的地区难以运用。适用：主要用于土质较好地区。 8.SMW工法SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。施工时基本无噪声,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用;挡水防渗

8、性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。 三、深基坑支护4大设计要求1. 深基坑的设计应该满足建筑的稳定以及变形的建筑要求，即正常使用的极限状态和承载能力极限的状态两种。2.深基坑的设计应该保证极限状态满足足够的安全系数，切实确保整个建筑工程的安全性。3.深基坑的设计应该根据周围的实际情况，计算出支护结构的稳定性以及控制的变形范围。4.深基坑的设计应该依据周围的环境做出适当的水平位移，确保建筑的观测性好，同时也确保周围环境

9、的安全。此外，在深基坑的设计过程中还应该注意其他细节方面的问题，确保建筑的安全、可靠性。四、深基坑支护施工10大基本要求1. 深基坑围护必须根据设计要求，深度及现场环境工程进度来确定施工方案，纺制后经单位总工程师审批，并报总监理工程师审批，符合规范及法律法规要求才能施工。2.深基坑施工必须解决地下水位，一般采用轻型井点抽水，使地下水位降到基坑底1.0m以下，须有专人负责24h值班抽水，并应做好抽水记录，当采取明沟排水时，施工期间不得间断排水，当构筑物未具备抗浮条件时，严禁停止排水。 3.深基坑土方开挖时，多台挖土机之间间距应大于10m，挖土由上而下，逐层进行，不得深挖。4.深基坑上下应挖好阶梯

10、或支撑靠梯，禁止踩踏支撑上下作业，基坑四周应设置安全栏杆。 5.人工吊运土方时应检查起吊工具，工具是否牢靠，吊斗下面不得站人。6. 在深基坑边上侧堆放材料及移动施工机械时，应与挖土边缘保持一定距离，当土质良好时，应离开0.8m以外，高度不得超过1.5m。7.雨季施工，坑四周地面水必须设排水措施，防止雨水及地面水流入深基坑，雨季开挖土方应在基坑标高以上留1530cm泥土，待天晴后再开挖。 8.深基坑回填土要四周对称回填，不能一边填满后延伸，并做好分层夯实。9. 深基坑施工中，现场工程技术人员要坚持跟班作业，及时解决施工中出现的安全、质量问题，确保每道工序在安全保证的前提下才能抓质量、进度。10.

11、对深基坑施工中的关键部位，必须严格控制，前道工序未验收签证，后道工序绝不允许施工。 五、深基坑支护破坏形式及事故案例（1）深基坑的概念住房和城乡建设部危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知规定：深基坑工程指开挖深度超过5m（含5m）或地下室3层以上（含3层），或深度虽未超过5m，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的基坑土方开挖、支护、降水工程。通常来说，开挖深度超过5m的基坑就能称为深基坑了，目测这个基坑至少得有几十米，不知道是多大的工程啊！ （2）深基坑工程常见破坏形式深基坑工程安全质量问题类型很多，成因也较为复杂。在水土压力作用下，支护结构可能发生破坏，支护结构型式不同，破坏形式也

12、有差异。渗流可能引起流土、流砂、突涌，造成破坏。围护结构变形过大及地下水流失，引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。粗略地划分，深基坑工程事故形式可分为基坑周边环境破坏、支护体系破坏、土体渗透破坏。基坑周边环境破坏在深基坑工程施工过程中,会对周围土体有不同程度的扰动，一个重要影响表现为引起周围地表不均匀下沉，从而影响周围建筑、构筑物及地下管线的正常使用，严重的造成工程事故。引起周围地表沉降的因素大体有：基坑墙体变位；基坑回弹、隆起；井点降水引起的地层固结；抽水造成砂土损失、管涌流砂等。 因此如何预测和减小施工引起的地面沉降已成为深基坑工程界亟需解决的难点问题。支护体系破坏1、基坑围护体

13、系折断事故主要是由于施工抢进度，超量挖土，支撑架设跟不上，是围护体系缺少大量设计上必须的支撑，或者由于施工单位不按图施工，抱侥幸心理，少加支撑，致使围护体系应力过大而折断或支撑轴力过大而破坏或产生大变形。下图为2008年苏州某深基坑事故。图为2008年杭州地铁深基坑施工中地下连续墙折断破坏2011年杭州某深基坑围护桩折断事故2、基坑围护体整体失稳事故深基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。下图为某深基坑围护整体失稳破坏事故。3、基坑围护踢脚破坏由于深基坑围护墙体插入基坑底部深度较小，同时由于底部土体强度较低，从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形，

14、同时引起坑内土体隆起。下图为某深基坑发生“踢脚”破坏。 4、坑内滑坡导致基坑内撑失稳在火车站、地铁车站等长条形深基坑内区放坡挖土时，由于放坡较陡、降雨或其他原因引起的滑坡可能冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。下侧两图为2009年杭州地铁1号线凤起路站坑内土体滑坡引起的支撑体系破坏。 六、基坑施工过程控制要点 首先， 结合设计方案和施工方案中涉及的关于基坑围护工程中国家或地方控制标准和规范要求，落实各项施工措施包括围护桩墙、止水帷幕、支撑(混凝土或钢支撑)、挖土流程、降水井的布置和深度等。 其次，注重 围护结构施工控制。围护工程测量放线，重点控制围护结构与地下室外墙的间距；基坑围护施

15、工设备及机具的性能、安全操作；围护工程原材检验合格；按照围护设计要求进行施工控制，保证各项控制指标符合设计要求；同时施工应急预案编制和抢险措施的制定。 第三，土方开挖要在围护结构和止水帷幕强度达到设计要求后并具备土方开挖条件时进行；严格控制挖土深度、留土坡比、施工顺序、出土及运输口位置及路线、工程桩和水平支撑的状况，围护体系的变形状况、保证土方开挖的合理进度；严禁超挖；坑底可预留20cm原土采用人工挖以减小扰动；如遇到异常情况，如涌水涌砂、遇到障碍物等，要立即通知业主及参建单位，并应暂停挖土或采取预定的应急方案抢险；对多道支撑的基坑进行支撑拆除是，要考虑先设置临时换撑，在其达到强度后再拆除既有

16、支撑；支撑的拆除的方式要更具周边环境及工程成品保护的要求来选择人工或爆破方式，要确保安全。 第四，基坑降水控制。软土地区地下水位往往较高，会涉及潜水、微承压水和承压水等不同水文条件，根据基坑所处地层的透水特性，应注意降水和开挖的工序配合。地下水是会影响到土层强度，如存在地下水渗流会增大基坑的危险性；对涉及承压水层时，可能导致基坑突涌，乃至引起基坑失稳破坏；因此有效控制基坑降水是非常重要的。降水施工要合理设置井点降水的口数、深度和洞径大小；涉及潜水降水时应先降水后挖土，控制水位位于开挖面以下05m以上；当涉及承压水层降水时，应根据设计验算在开挖一定深度后开始降压抽水，水压降到安全水位后方能继续挖

17、土；应通过水位观测井监测水位变化，当水位突变时应分析原因，同时适时根据周边环境监测情况调整降水措施;当涉及坑外承压水降水时，应配备坑外回灌措施;确保降水措施持续到设计允许的拆除时间或者持续到地下室出地面为止；施工挖土中应避免挖土机械碰撞降水井，导致降水井失效；施工要备有抽水电源和抽水设备。七、基坑施工过程注意事项1、基坑紧急措施。为防止突发性事故的发生，使本工程地下结构施工顺利进行，将采取以下措施来保证整个基坑和周边环境的安全。2、开挖前，应准备一定数量的材料和设备，包括砂袋、钢管以及锚杆成孔机和注浆机各2-3台。3、挖过程中如发现支护结构局部位移较大，已超过许可范围时，应暂时中止挖土，采用钢

18、管或钢管索在竖直平面内进行斜撑，同时在支护结构外侧卸载，以减少主动土压力，也可打设锚杆进行加固。4、当支撑结构出现裂缝时，可用钢管或钢管索在支撑结构和支撑桩之间进行对撑加固。5、支护桩间漏水，如漏点不大，则可用导管引流后用早强水泥堵漏或钢丝网喷射混凝土浇平封堵；当水流入量较大时，除采取前述方法外，再结合坑外局部压密注浆等措施。6、基坑开挖至设计深度后，应立即抢险做块石垫层，并把块石垫层铺砌至紧靠支护桩，如此时支护桩下部发生坑内位移，应立即在坑内侧堆土或抛石，并同时在支护结构外侧卸载，待稳定后，可采用打设锚杆或在坑底进行注浆加固。八、注重环境影响，加强过程监测 基坑监测是定量化周边环境变形情况观

19、察的直接措施，同时也是监控基坑自身稳定性的有效措施。基坑位置的地质水文条件、周边环境（有无需要保护的建(构)筑物、地下管线、地铁隧道等），这些因素确定了基坑施工中环保要求等级。基坑监测控制的内容应结合基坑周边环境情况和基坑的安全等级来综合确定，控制的标准应按照设计相关要求或者周边环境中建构筑物、管线或者隧道等主管单位的变形要求来控制。 对于软土地区的深基坑其基坑监测内容包括：围护结构的水平和竖向变形，坑内外地下水位、支撑体系的内力、坑内回弹(立柱沉降)、坑边地面或道路的沉降、周边地埋管线的沉降、周边房屋的沉降和差异沉降、地铁隧道变形等情况。有条件时可监测围护结构外侧的土压力和水压力分布等。 基

20、坑监测方案中观测点的数量、间距和布置位置要满足规范和标准；基坑工程监测须由专业的资质等级相符的监测单位进行。监测前应进行两次初测，确定初始值；基坑开挖期间，应确保监测频率与设计要求或者规范标准的要求相一致;定期将监测资料反馈给建设、设计、监理、施工等单位，设计单位可以根据监测情况进行反分析，从而预估基坑的以后变形情况；监测控制标准为累计变形量和日变形量，当超过警戒值时，或出现异常情况时应加密观测次数；在超过警戒值时或者变形速率偏快时，要应及时组织相关参建各方会诊解决。 基坑工程是一项涉及多种专业多家单位共同参与的工程，需要各方的密切配合。基坑施工安全需要设计方案合理、施工质量保障、施工流程合理

21、、降水措施和监测措施同步等多方面协调作用。软土地区的深基坑，地质水文条件和周边环境的复杂性，更加需要流程中涉及各方的合理管理。基坑监测控制1、基坑工程危险源对于基坑监测来说，只有先了解基坑工程危险源，才能有效地进行基坑监测。基坑工程中应十分注意的重大危险源主要有以下5种：（1）开挖施工对邻近建（构）筑物、设施必然造成安全影响或有特殊保护要求的；（2）达到设计使用年限拟继续使用的；（3）改变现行设计方案，进行加深、扩大及改变使用条件的；（4）邻近的工程建设，包括打桩、基坑开挖降水施工影响基坑支护安全；（5）邻水的基坑。2、基坑监测原则进行基坑监测时，应遵循可靠性原则，及时、准确原则，经济合理原则

22、，方便实用原则，重点监测关键区原则，多层次监测原则等。因此，基坑监测须由经验丰富的工作人员，利用先进且质量过关的设备进行监测，同时还要保证检测数据的准确性，以实时反映基坑受力情况，并对基坑工程可能发生的事故做好及时防控。 3、基坑监测内容 实际施工时，应根据基坑的周边环境，开挖深度以及围护形式等进行分析，并对基坑的深层土体水平位移，支护结构内力变形，地下水位等进行监测。（1）深层土体水平位移监测深层土体水平位移监测主要是在墙体或土体中预埋测斜管，并通过测斜仪监测围护墙体或坑周土体各深度处的水平位移。施工时，应在基坑开挖7d前埋设测斜管，并对准上、下测斜管管段的导槽，将各段接头及管底密封，同时应

23、保证检测管竖直埋设，并将其与钻孔间的孔隙填充密实，以防出现上浮、断裂、扭转。此外，测斜仪的系统精度应不低于0.25mm/m，分辨率不低于0.02mm/500mm，并应在测斜仪探头接近管内温度后进行监测，且应沿每个监测方向进行正、反两次量测，测定管口坐标的变化并及时进行修正。（2）支护结构内力变形监测支护结构内力变形监测主要是通过在结构内部或表面安装应变计或应力计，对钢筋混凝土支撑，钢结构支撑，围护墙、桩及围檩等内力进行监测。施工时，应根据工程规模、基坑深度、支护结构和支护设计等合理布设基坑监测点，监测点应布设在建（构）筑物下部，点位间距应为1020m。若为大型建筑物，则须在建筑顶部、中部及下部

24、均布设监测点。对于监测仪器的选择，若为软弱土层的支护工程，应采用精度较低的仪器监测地层变形和结构内力，采用精度较高的仪器监测地层压力和结构变形；若为较硬土层的支护工程，则相反，即采用精度较低的仪器监测地层压力和结构变形，采用精度较高的仪器监测地层变形和结构内力。此外，若支护工程中干燥无水，则应选用电测仪表。（3）地下水位监测地下水位监测主要是在孔内设置水位管，利用水位计等仪器测出水位管内水面距管口的距离，再测出水位管管口绝对高程，并计算水位管内水面的绝对高程。其中，进行坑内水位监测检验降水方案的实际效果，如降水速率和降水深度等；进行坑外水位监测了解坑内降水对基坑周围土体及环境的影响。实际监测时

25、，应注意区分浅层潜水监测以及深层承压水位监测，承压水位管直径应为5070mm，滤管段应不小于1m。 同时，水位面监测应每隔1d进行1次，并在测试数据保持几天的连续稳定后再进行初始水位高程的测量，且监测精度应不低于10mm。4、基坑监测施工具体要求1、监测方案基坑开挖前应制定系统的开挖监测方案，监测方案应包括监测目的、监测项目、监测报警值、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。 2、监测项目基坑工程监测可按基坑侧壁安全等级（分为一、二、三级）选择监测项目，具体分为：支护结构位移；周围建筑物、地下管线变形；地下水位；桩、墙内力；锚杆拉力；支撑轴力；立柱变

26、形；地体分层竖向位移；支护结构界面上侧向压力。 基坑监测点3、监测点布置（1）监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外12倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。（2）位移观测基准点数量不少于两点，且应设在影响范围以外。（3）深基坑工程应进行水平和垂直位移监测，并符合下列要求：A、布点要求：开挖深度不超过7米的三级基坑，监测点间距不大于20米；开挖深度超过7米的一、二级基坑，监测点间距不大于10米；每一典型坡段不少于3个监测点。B、水平位移监测包括：位移量、位移速率和方向。 基坑监测点布置4、监控报警基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。5、监测周期

27、（1）监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。（2）各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。（3）深基坑工程进行水平和垂直位移监测应在施工前进行一次，施工期每天监测不少于一次；监测过程中发现监测对象变形发展较快则应增加监测次数，围护结构增体最大位移或地面最大沉降超过以下值时应增加监测次数： 一级基坑：5mm、3 mm； 二级基坑：8mm、6mm； 三级基坑：10mm、10mm。 6、 监测报告基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交监测日报、阶段性监测报告。工程结束时应提交完整的监测总结报告，报告内容

28、应包括：（1）工程概况。（2）监测项目和各测点的平面和立面布置图。（3）采用仪器设备和监测方法。（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。因此，实际工程中，应在做好基坑监测基础上，及时做好临边防护，地下水控制，边荷载控制，上下通道设置等布置，以防发生基坑坍塌等工程事故，造成经济损失，甚至人身伤亡，防患于未然。九、基坑开挖施工质量控制基坑开挖是基坑支护过程的一个重要环节，直接影响到整个基坑工程的安全。因此合理有效的开挖方案对基坑工程的成败至关重要。1、无支护开挖基坑无支护开挖通常是指直接分层放坡开挖，其施工作业空间大，工期短，常用于地处空旷环境，且开挖深度不大的基坑，较少用

29、于城市中。在施工时，软土地基的分层厚度应控制在2m以内，且开挖深度不宜过大，应控制在67m；而硬质土的分层厚度应控制在5m以内，但其开挖深度则不受限制。此外，基坑开挖前，还应根据土质、基坑深度、开挖方法、留置时间、边坡荷载、排水情况及场地大小确定基坑边坡的稳定性，以保证基坑开挖施工的安全。2、有支护开挖基坑有支护开挖主要包括盆式挖土及中心岛式挖土等方式。（1）盆式挖土：施工时先开挖基坑中间部分的土方，周围四边预留土坡，且土坡最后挖除。该方法常用于基坑面积较大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑，且其具有支撑用量小，费用低等特点，可使周边土坡对围护墙起到支撑作用，有利于减少围护墙的变形，保证基坑

30、稳定性。（2）中心岛式挖土：施工时应先开挖基坑周边土方，暂时留置基坑中间的土方，以中间留土方作为支点搭设栈桥。该方法常用于具有较大空间情况下的大型基坑土方开挖，且其具有挖土和运土速度快的特点，但由于其施工特点，可能会增大支护结构的变形量，对支护结构受力产生不利影响，因此施工时应严格遵循相关要求。 3、施工要点（1）基坑开挖时应遵循“土方分层开挖、垫层随挖随浇”的原则，其中在有支护的基坑开挖时应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。（2）基坑开挖时须结合边坡修护，在开挖一定深度后，应先修整好相应的土方开挖边坡，再进行下一层挖土。（3）无法采用机械时应采用人工挖土，并适当放慢挖机的

31、开挖速度，使人工挖土尽量能跟上挖机的速度，同时二者须错开时间和地点，以确保挖土安全，挖出的土方应及时装满运出。（4）基坑开挖至坑底标高以上200300mm时应暂停挖土，并进行人工修土，同时，施工时应严格执行开挖程序，且土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，严禁超挖，以确保施工安全。（5）深基坑开挖前，须进行基坑工程监测，即对支护结构、周围环境进行观察和监测，以准确了解土层的实际情况，及时对基坑周围环境采取有效保护，从而确保基坑工程的安全。 地下水对基坑的影响 地下水是运动着的水流，它和周围的岩土介质不断进行着物理的、力学的、化学的作用，从而影响地下水流的性质和化学组成，同时也对岩土介质状态产

32、生影响。水文地质学侧重于水与岩土介质作用对地下水流系统的影响，而岩土力学则偏重于水与岩土介质作用对岩土介质变形的影响。前者以地下水污染研究和成岩成矿的研究为其主要应用方向，后者以岩土体水力学及其在工程中的应用和环境问题研究中的应用为主。这两方面的研究均是环境地学的前缘领域。工程地质力学研究的主要是后者，研究内容包含“地下水流，岩土介质变形，环境影响”的完整过程。 地下水普遍赋存于岩土体中，它与岩土体相互作用可以归结为两个方面:一是地下水与岩土体间发生机械的、物理的和化学的相互作用，使岩土体与地下水的性质或状态发生不断的变化。从岩土力学观点看，地下水对岩土体性质的软化作用、地下水通过结晶为主的胶

33、结作用对岩土体性质的强化即属于此类，从而影响岩土介质的变形和破坏。二是地下水与岩土体间发生的力学方面的相互作用，它不断地改变着双方的力学状态和特性。从岩土力学角度看，地下水对岩土体力学作用主要有静水压力、动水压力(渗透力)和浮托力。在非饱和土体中还存在一种基质吸力(matric suction)。因此，在工程地质力学研究中，必须考虑岩土介质性质和力学作用中地下水的作用，并将其纳入总体的本构关系中。由于地下水流是一种活跃的介质，其动态变化又大，研究中时间因子的考虑也是必须的。从理论上探讨，地下水与岩土介质相互作用的工程地质力学理论研究应包括地下水渗流的研究、地下水对岩土性质的改变、地下水对岩土介

34、质的力学作用。在应用于实际地质环境问题时，由于实际地质条件的复杂性，需要研究不同地质环境的一些基本作用形式，如碳酸盐岩分布区的岩溶作用、松散层中的渗透变形等等。这些作用都是水与岩土介质的机械、物理、化学及力学作用的一种复合，而又往往是许多环境问题中的一种作用因子，因此，这些也应该是水与岩土介质相互作用的基本理论的组成部分。由于地下水渗流的墓本理论在有关水文地质学科中有深入详细的研究，工程地质力学主要就空隙水压力作用及其对岩土体变形破坏的影响 (含有效应力原理对岩土体的普遍适用性)、水对岩土体力学性质的弱化作用、非饱和土的工程性质、渗透变形和岩溶作用等方面来研究地下水与岩土介质相互作用。 许多灾

35、害和其它环境问题都和地下水与岩土介质相互作用有关，如水库及河流堤坝的渗漏、抽排地下水引起的地面沉降和地面塌陷、地震诱发的砂土液化、斜(边)坡和古滑坡的失稳、水库蓄水及深井注液诱发的地震等都是水与岩土介质相互作用影响岩土介质变形，进而影响这些灾害和其它环境问题的发生和演化。在这些灾害和其它环境间题中，斜(边)坡和古滑坡的失稳(即滑坡)中地下水作用约研究是薄弱环节。土体渗透破坏1、基坑壁流土破坏在饱和含水地层（特别是有砂层、粉砂层或者其他的夹层等透水性较好的地层），由于围护墙的止水效果不好或止水结构失效，致使大量的水夹带砂粒涌入基坑，严重的水土流失会造成地面塌陷。下图为某深基坑止水帷幕渗漏、桩间流

36、土事故。2、基坑底突涌破坏由于对承压水的降水不当，在隔水层中开挖基坑时，当基底以下承压含水层的水头压力冲破基坑底部土层，将导致坑底突涌破坏。下图为上海某深基坑坑底内发生承压水突涌。 3、基坑底管涌破坏在砂层或粉砂底层中开挖基坑时，在不打井点或井点失效后，会产生冒水翻砂（即管涌），严重时会导致基坑失稳。下图为湖南浯溪水电站二期深基坑出现管涌 。 以上深基坑工程安全质量问题，只是从某一种形式上表现了基坑破坏，实际上深基坑工程事故发生的原因往往是多方面的，具有复杂性，深基坑工程事故的表现形式往往具有多样性。 深基坑降水与止水技术深基坑降水技术1 土的渗透系数测定 渗透系数K反映土的透水性大小（cm/

37、s或m/d） 现场渗透试验： （1）抽水试验用于含水层或地下水位较浅，且有一定富水性的土层； （2）压水试验用于贫水、干旱地层； （3）注水试验钻孔注水，原理同抽水试验。 大型工程对土的渗透系数作测定抽水试验（扬水试验） （1）在试验点钻中心试验孔； （2）在中心孔每侧钻不少于2个观测孔； （3）在中心孔持续抽水至孔内水柱稳定，测得孔内水位降深（S），涌水量（Q）与相应的影响半径（r）对于无压完整井2 降水方法与降水深度 （1）一般轻型井点（一级） 36m （2）射流泵轻型井点 8m （3）喷射井点820m （4）深井泵 15m （5）管井井点（潜水泵）浅的36m，深的可达20m。上海常用：轻

38、型、喷射南京常用：管井、轻型工作原理由离心泵提供的高压工作水通过管通进入埋于井点管中底部的射流泵内，水流从喷嘴中高速喷出，在其周围形成真空，从而使地下水通过滤水管吸入泵内汇同工作水一起升压后排出。特点：射流泵是利用流体传递能量，其结构简单，工作可靠，寿命长，管理使用方便。适用于土的渗透系数数为5-20m/昼夜及降水深度为10-25m的工况。由于吸上高度大，从而增加了基坑开深度。与轻型井点喷射泵比较，在同样抽吸深度时，轻型井点泵需二次以上分段降水，而射流深井泵则一次到位，减少了工作量。与机械长轴深井泵比较，克服了长轴深井泵安装复杂，故障多，使用要求高，维修不便等弊病。1溢流口2机组水箱3压力表4

39、真空表5真空表接管6出水管7进水管8外套管9射流管10管接11滤水管12外套管滤头管井井点降水管井井点四周填入砂滤料管井井点管砂滤料运输管井降水井点管井点管外包滤层基坑底部增加轻型井点降水3 降水方案选择要素 （1）气象条件特别考虑暴雨水，如上海暴雨量120150mm/d，广州300mm/d （2）地质条件按当地条件及施工经验确定抽水量 （3）场地条件 （4）坡面保护井点抽水保真空，不使坡面漏气（薄膜覆盖、挂网喷浆） （5）电渗井点粘性土中用 （6）电源有两路，井点泵有备用量 4 基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响及措施（1）降水不当引起的危害实例上海康乐路十二层大楼工程 基础：箱基，开挖5.5

40、m，面积7014m2 降水方案：钢板桩加井点降水 抽水6天后沉降观测点的沉降量：危害：降水期间，距基坑610m处旧民房略有裂缝。拔起钢板桩后，挟带泥土很多，使民房成危房离井点距离（m)3510203141沉降量(mm)104.52.5210 上海、广东、江苏、山东、浙江等地均有多雨季节，地下水充沛，基坑土方开挖时排水或降水不当，均有可能造成支护结构失效坍塌事故。 基坑支护结构外侧因泥沙随水渗流进入基坑，造成局部沉陷坍塌事故（2）减少降水影响的措施 减缓降水速度，勿使土粒带出 a. 利用降水曲线使其平缓，使邻近建筑物均匀沉降 办法：将井点加长，减缓降水速度 b. 根据土粒，改换滤网 c. 提高施

41、工质量，确保砂滤层厚度，滤网外填砂其直径不 小于200mm d. 井点上部11.5m深度用粘土封口。 （2）减少降水影响的措施 在建筑物沿基坑一边，采用回灌井，使建筑物保持原有地下水位（地下水位降低，土层压缩下降） a. 采用回灌沟 条件：建筑物离基坑稍远，无隔水层或弱透水层 无隔水层回灌 有隔水层回灌（2）减少降水影响的措施 b. 采用回灌井 条件：土层中有粘质粉土夹层 c. 回灌的做法及技术要求 回灌井为较长的穿孔井管，同滤管，外填滤料，粘土封口，回灌井的计算同一般井点计算。水位如何用观测井观测。有时加压回灌，压力为10m水柱。 回灌井的回灌水位曲线是倒漏斗形； 防止降水和回灌两井相通，应

42、保持距离6m以上； 回灌井点，深度控制在长期降水曲线下1m为宜； 回灌应用清水。 回灌实例 上海友谊商店主楼，楼长82m，宽34m，高33m，6层升板建筑。片筏基础，基础挖深地面下3.4m，东面离上海电台大楼10m处挖深达4.2m。电台大楼为30m高的六层框架结构，建于三十年代。原地下水位于地面下1.5m。 降水井点范围44m85m，井点长度7.1m，其中滤管长1m。 回灌井点与降水井点相距7m，局部因场地限制缩小到3m。沿电台大楼布置，共长38m，间距3m。回灌井点长8m，埋至灰粉土层底部。5m高水箱。 效果：沉降观测表明，回灌区一般沉降量12mm，非回灌区沉降可达912mm。深基坑止水技术1 止水帷幕施工方法 （1）高压喷射注浆法成幕质量好，适用土层广，但成本高； （2）深层搅拌法成本低，只适用软粘土地基； （3）压力灌浆法适用土层较广，施工方便，但注浆可控性差，形成完整帷幕较难。2 高压喷射注浆法 堵水防渗按双排或三排布孔，孔距0.866倍旋