深基坑支护设计及基坑事故

深基坑支护设计研究2013年5月1

深基坑工程在项目建设中是一个事故多发，造价较高的领域。随着我司涉及深基坑的项目逐渐增多，对如何在确保基坑安全的基础上，合理控制工程造价，做好深基坑的支护设计就凸显出重要的现实意义。本文从深基坑的特点出发，重点阐述了支护设计的内容、影响因素和原则，常用支护形式以及部分典型基坑事故案例分析。供城市公司参考，欢迎指正。

前言2目录一、深基坑的概念和特点二、深基坑支护设计内容三、深基坑支护设计主要影响因素分析四、深基坑支护设计重要原则五、常用支护形式六、深基坑事故案例及分析3一、深基坑的概念及特点

根据建设部2009年印发的87号文《危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知》规定：深基坑是指开挖深度超过5m（含5m）或地下室三层以上（含三层），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工程工程勘察围护结构设计围护结构施工地下水控制基坑监测土方挖填深基坑的概念深基坑工程的内容41、基坑支护体系一般是临时结构安全储备较小，具有较大的风险性；施工过程应监测；对设计、施工、管理要求高

2、岩土工程条件有很强的区域性工程地质条件差异性大：如软粘土地基、黄土地基等，有时同一城市不同区域也有差异水文地质条件差异性大：要因地制宜，根据本地情况进行3、周边场地条件影响大

相邻建筑物和地下管线的位置，抵御变形的能力、重要性，以及周围场地状况对基坑设计及施工影响巨大。有时保护相邻建筑物和市政设施的安全是基坑设计与施工的关键4、具有很强的时空效应

深基坑的空间大小和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。土的蠕变性导致变形增大，抗剪强度降低，具有时间效应

一、深基坑的概念及特点深基坑工程的特点55、综合性强需要岩土工程知识，结构工程知识，土力学理论（稳定变形渗流）、工程监测、施工技术的综合

6、系统性强支护结构设计、支护结构施工、土方开挖、地下结构施工是一个系统工程。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏7、对环境影响较大深基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建（构）筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全

一、深基坑的概念及特点深基坑工程的特点6支护方案综合比选（依据场地工程地质、水文地质、用地红线、周边环境、地下结构施工图等资料）基坑支护结构和支护体系的稳定和变形设计计算地下水控制体系的设计计算基坑工程施工环境效应评估提出基坑挖土施工组织要求提出基坑工程监测要求以及相关报警值提出处理突发状况的应急措施的要求

支护设计基本内容二、深基坑支护设计内容7™基坑支护设计依据工程概况和周围环境条件分析工程地质和水文地质条件分析基坑支护方案比选，确定支护形式支护体系设计计算（设计参数的选用说明、计算方法说明、计算结果并附图）基坑支护体系设计图纸（基坑总平面图、典型地质剖面图、支护结构和地下水控制施工详图、监测方案图）基坑工程施工要求（支护结构和止水帷幕施工要求、基坑降水要求、基坑挖土施工组织要求等）监测内容、要求及相关的报警值应急措施等

支护设计完成文件二、深基坑支护设计内容8岩土工程条件是确定支护方法、开挖方法、降水方法及地基加固方法等设计的基本依据。其中，影响支护设计的主要因素如下:（1）场地土层条件地层构成情况、土层的分类和分布、土的物理性质和参数土层是否具有膨胀性、湿陷性、触变性以及地震液化性、冻胀性和湿化性等土层中软弱结构面层的分布及其性状、填充情况、粗糙度及组合关系场地内是否有岩溶、土洞以及其他地下洞穴的存在和分布情况

一、岩土工程条件三、深基坑支护设计主要影响因素分析9（2）场地地下水条件各含水层（包括上层滞水）的水位高度及升降规律各含水层的补给、动态变化及其与附近大小水体的联通关系土层中水的竖向和水平向渗透系数潜水、承压水的水质水压及地下贮水层的水流速度、流向

一、岩土工程条件三、深基坑支护设计主要影响因素分析10基坑开挖卸载带来相邻基础的沉降和水平位移会对周围建筑物、构筑物、道路管线及地下设施带来影响，因此，工程的周边环境会对支护设计产生重要影响。

（1）基坑周围临近建筑的状况

周围建筑物的分布状况；周围建筑物与基坑边线、建筑红线的平面距离；周围建筑物的性质、结构形式及各种建筑物对于不同沉降差的敏感度。

（2）周围管线与地下构筑物设施状况

邻近地下管道的使用功能、重要性、相对位置、埋深、埋设年代、构造和结构形式，以及它们可以承受的变形，沉降，都将在很大程度上影响支护结构的设计。（主要是煤气、上下水管道、电缆、热力管道和通讯电缆）

二、周边环境状况三、深基坑支护设计主要影响因素分析11（3）周围道路状况

周围道路性质、类型、宽度；交通状况、规则；道路路面结构、基础及损坏的修复方法。

（4）邻近地区对地面沉降很敏感的建筑设施

烟囱、锅炉、电视塔、医疗设施、化工装置、精密仪表设备、桥梁、铁路及信号机桩等的基础。

（5）地下障碍

废旧管道的管径、长度、埋深、贮水量、管道结构状况；废旧的水井、桥梁以及工业或建筑垃圾坑等。

二、周边环境状况三、深基坑支护设计主要影响因素分析12施工奸条件吵也将例影响轨基坑区支护桃结构惩的设侵计，病主要槐有以雕下几局个方撕面：(1蔽)施工票地段锻的交阻通、耗行政到、商跟业及恰特殊厨情况姑，是遥否允朽许进级行封包闭施蹈工，简对工酱程设酒备是气否有东要求许；(2饥)施工旗地段颜是否作对噪膏音和羊振动照有限幸制，衣这可拳决定对能否免采用制锤击棕式、伪爆破慢式等仅方法(3雅)是否摆具备荡有场由地可木供钢孤筋笼佩制作虑、施冈工设肃备停误放、饥施工溜车辆资进出辈及布跪置车抖道和宇土方悄材料功堆场孙；(4停)当地槐常规方施工宵设备虑、方舞法、牌技术业情况狸。在爷安全窜可靠章经济励合理遗的前残提下驱，因效地制盘宜确晨定设缩慧计方氏案，昂使设魄计能胶与当傍地的彼施工考方法费、设它备技绸术相击适应温；三、杂施工肃条件三、屠深基筒坑支梦护设贯计主搁要影驱响因正素分戒析13设计辽依据蜘主要巴是指阅以下燥两方含面：(1累)基坑武支护浴的设摄计必秘须依辞据国盯家及鸟地区吃现行至的有轿关规董定、违技术委规范从、规陈程，魄特别来应注洞意地型方特族殊的淹规定贼及要捞求。(2啄)积极纱调研统和吸恰取当漠地相艰似基岛坑工耕程的走成功拌与失议败的谁原因沫、经梯验和膛教训柳，在踏基坑电设计帖中应披以此贡为重暖要设枕计依汉据。四、物有关六的工闯程设约计依哑据三、美深基愚坑支饰护设矿计主玻要影框响因弃素分俘析14除了俯以上倚提及呜的一布些因余素外枪，还赠有许患多控渔制因臭素在设基坑壤支护淘设计暮时必言须考形虑：（1）地下野室的识建造临层数赛，开龙挖深负度，附基坑码面积捞及形青状，风施工板方法杂、造文价、帝工期储以及培上部秩主体旱工程供造价弯、工际期等园指标（2）基坑授工程恩的支快护是史否作咽为主花体工宪程的执永久很结构绒，这吓也会凳对基妖坑支途护的抢设计岸产生毛很大凯的影编响（3）研究蝴基坑杏开挖政方式兽的可扁靠性昌和合道理性虑（有浸时支捧护结距构强盼度和陶变形架峰值放在土棕方开谢挖过谅程中末出现赵）（4）分期僵实施啄的大余型主偷体工株程及之基坑典工程酷，其括工程烫施工窄进度油安排臭和相键邻影置响应吐进行蝇技术脉分析摸，提狱出适颤应于渠分期沿施工哑的总琴体方壶案五、艇其他子重要清影响岂因素三、扮深基赠坑支蚂护设剧计主蛋要影析响因花素分贤析151、提仅倡概膀念设顶计，未重视堵工程迹实践喇经验土力谁学的鲜理论缩慧与计钉算方则法不评能解卡决基狂坑工侧程中猜出现讨的所偏有问驼题，词也不车能提制供精洽确的巷计算跌结果旦，只株有结乳合实夺际工殃程经宿验加婶以应交用才彼是最鲜好的骄选择农。2、设惧计计程算时棒避免培漏项绍，且葵应考作虑各框种不双利条物件下枪的工秃况地层海参数命及抗敢力系艰数的垂选用合应理况论与绘当地的经验剑相结诱合；档对可冤能遇机到的雀雨季淘、冻亮胀等距自然懂条件仪的变由化，右尚应挽考虑色强度廊降低模的可唉能；均对于崖不同刷方法施加固笋后的深计算蜜指标誉，目方前只谁能根辆据试闯验和称当地挣经验此来确连定3、做礼好基龟坑总必体方晶案的蛙选择鬼。坚持张保证债支护满体系炊安全鞭可靠锁、环赏境保妨护、作方便涝施工诵、经携济性藏的原接则。递应依合据工蹄程实瓦际情圆况，篮认真狼分析膛支护坑体系逝的主袍要矛俱盾，训是支护侄体系袭的稳破定问客题，华还是征支护司体系罚的变寒形问锡题，壤还是镇地下荷水控声制问璃题，依攀据主徒要矛殃盾合帆理选蒙择基斥坑支呈护形资式。四、双深基雄坑支窗护设疑计重槐要原羽则164、重骄视地凶下、爪地表繁水的倦控制地下饲水的步处理姨是基荣坑工潮程需钩要考倡虑的说首要身因素,设计撞时要顽充分泉考虑港地下缺水的染影响止，特生别是巾承压烈水的轧影响泉在地土下水非位高锤和透怀水性扬强的悲地层兵中，柏必须快确定匠可靠遵的隔洁水或陆降水事方案分，在故施工贱隔水全帷幕提时，胸需要脉选用汗与地晒层相检适应邻的施脂工工若艺，翼确保讨形成呢连续进的隔室水帷赢幕。5、采朵取信抓息化舅施工朵措施根据衔基坑剂安全炊等级绳和复然杂程杂度，给选择唯多种壤监测仔方法绝，确嚼定变叛形的都预警存值和茧控制象值，答发现番异常数情况管，采碎取相趁应的湿应急份预案卖，防庄止事始态恶插化，料在原汉因分雀析清关楚后棒作出得可靠侦的加厅固方户案，奇防止凶变形披或滑要动继贯续发旱展；朗在基欧坑施悔工和亿维护链使用段期间创，应许严格瞒控制本地表份附加摆荷载翁不超栽过设蚊计要贱求，蹲做好而交接滴交底肯工作蹈。四、扩深基淹坑支右护设腊计重瓦要原皇则17土钉标支护颠是当惰放坡穿不能头满足匙坡体仙的稳托定时香，向汗坡体凭内打街入土犬钉，合以提无高坡泡体的混稳定放性的抽技术土钉肺墙主洽要特乐点：充分多利用击土体测自身政强度甩和自调稳能执力，嘱但对织土质虏和地反下水西条件胞要求猫较高应用盒广泛标、工走法成皂熟，捡施工请快、监造价涛低土体坐发生宽一定滋的变紧形后需，土何钉墙炭才发躬挥其扣抗力添，变悄形较鸟大1、惧土钉贤支护五、秀常用浸支护晕形式钻孔铺设悼钢筋秀网插筋为、注价浆喷砼共面层18土钉属墙的悄坡度1、直涨立2、斜遭坡3、分逐级放葵坡土钉柴类型剥：1、钻节孔注遇浆型2、直瓣接打泳入型3、打构入注攀浆型1、寇土钉分支护五、藏常用挎支护坐形式191、拓党宽了涌土钉昏支护远的使啄用范析围2、坡出体的恩抗滑缺阻力诞主要青仍来佛自于扶土体提的抗神剪强过度2、复筋合土粪钉支摩护五、披常用处支护扁形式20土钉享与预妄应力猫锚杆悼或疏膨排桩挖复合李支护1、对仪自稳清能力温较差柜的土祖层可走预设军搅拌同桩，微型骂钢管篮桩等蔬形式2、地让下水木以下危可用授止水此帷幕2、复功合土浩钉支顶护五、确常用盈支护笋形式减小晶变形节约仇造价21重力兆式水逆泥土江墙是以呀结构叮自身观重力来维芬持支寄护结辣构在歼侧向献水、杠土压江力作纤用下的画稳定重力柱式水框泥土数墙特振点：1、侧弯移控差制能毅力相踩对较辈弱2、一阁般以吉水泥休作为歉主要妇固化日剂。晌能适斤用于淤沟泥质僻土、追黏土筑、粉擦土、春砂土弱等3、充咐分利毅用原息地基缘瑞土，饶无需抽内支攻撑，方便泰施工4、具丝式备止适水和烤支护拨的双券重作缴用典型沟支护无结构蚕剖面赛图3、重当力式许水泥可土墙五、屿常用晃支护咳形式22平面通布置竖向跌布置3、重穷力式末水泥掉土墙五、标常用县支护冠形式23典型雷基坑泄平面犬总体姻布置3、重乳力式激水泥滥土墙五、才常用匹支护槽形式提高蜘支护萝结构成性能逮的若查干措导施：加设私压顶业钢筋掉混凝部土板墙体符拉压鉴区设字置加聪劲材庸料被动胡区加边固墙体爪加墩石或起协拱24型钢旋水泥港土墙相是在蛇连续肤套接飞形成肚的水胀泥土左墙体内插闭入型难钢形担成的化复合怀挡土圈、截龄水结寇构按水瓶泥土吼墙生创成方锄式：1、原率位搅之拌法(S共MW工法刷、TR墓D工法)2、置芽换法(C配RM工法扁、钻甲孔后错注浆厕连续免墙)SM迹W工法讽特点景：1、内化插型灰钢可浮以事折后拔羽除2、适销用土洞层范至围广3、环静境影昌响小鹅、施奇工快4、相余对连份续墙春，变唉形较会大(弯剪悄均由椒型钢泊承担)5、施孟工搅偶拌桩踪蝶桩架趟过高朗、稳骆定差旁，成秤墙垂暮直度素偏低4、型获钢水闹泥土驻搅拌为墙五、厨常用株支护唤形式型钢也水泥银土墙抹剖面(SM负W工法)25TR蜂D工法沾特点财：1、施弃工深耀度远赌大于SM码W工法(可达60米)2、成零墙垂哗直度餐高、溪成墙孙连续晶、质列量可密靠3、可督施工皇倾斜伯的水译泥搅重拌墙叨体4、转冷角施容工困碎难4、型怀钢水互泥土拼搅拌站墙五、古常用除支护另形式型钢宏水泥俭土墙雀剖面(TR薄D工法)26排桩情支护跨体系沿是由磁排桩仰、排蝴桩加地锚杆鬼或支雷撑组滚成的害支护轿结构速体系稼，目祥前应另用最餐广泛婚的支贯护结登构形浑式之址一。排桩董支护第可采洲用钻孔珍灌注航桩、劈燕人工资挖孔采桩、预制河钢筋金混凝剃土板谢桩或钢板吵桩。5、佣排桩毯支护拉体系五、辆常用定支护础形式①间隔翅式排费桩支访护②连续极排桩死支护③组合婚式排归桩支阴护②连续嚼排桩恶支护②连续湿排桩质支护②连续货排桩敢支护排桩宗的平晒面布塞置图倘形式27排桩哪支护银体系枝的几械种选捐型如互下：1、悬采臂式锐排桩特点芳：无展锚杆泉和支丙撑，考但内榨力分需布不绝理想钥，顶何点位聚移大2、锚耕拉式庆排桩特点诞：锚杆少布置版灵活段，可替使支踢护桩傍内力卷分布波均匀劝；配合汇预应纤力锚拌杆，味能控哥制住寻水平拿变形盖；基坑御无障间碍，全开挖许方便丈；支护航结构抖受力唤与开第挖步缩慧骤有墓关；5、排比桩支肝护体秧系五、坟常用估支护榨形式(a赏)悬臂筹式排葬桩(b鬼)锚拉药式排聚桩下列馋情况婆不宜稍采用忧锚拉侵式结供构：锚固纽奉力不筹足、今土层饶蠕变丝式、周术边地重下构绳筑物项妨碍容、锚璃固端孤浆液单不能闭形成寄完整喊固结减体、幕锚杆货施工滥会损病害周己边构计筑物胳等情强况285、排拴桩支低护体扶系五、帽常用当支护挎形式间隔圣锚拉式排营桩支纺护锚杆叮及横堪撑桩顶跟连系凶梁间隔敲式排遭桩止奴水性电差，再应依乳据场厚地的膝水土蒜条件计采用冠可靠赞的措奖施来帽防止击水土悉流失293、支疯撑式茄排桩特点眨：适幻玉用范方围广您、变捧形控钓制能犁力强惕。但不果方便屋基坑亚及地它下室贫施工5、排产桩支帜护体东系五、配常用秤支护链形式支撑桃式排会桩挖孔撑桩+钢支可撑30钢板候桩支惭护特点脊：钢板筹桩边初缘带谋有联卷动装词置，垮即锁首口适用弹于柔炭软地岸基，运施工遗简便止水佳性能料好，齐可以宏重复鹊使用板桩领长度苹一般弟规格眯有6m、9m、12态m、15刑m5、排混桩支朱护体劣系五、聪常用涉支护创形式钢板恼桩+钢支笼撑314、双躬排桩特点沫：是蒙一种吹刚架燥结构属形式贯，内夫力分坑布及昼变形或明显主优于独悬臂非式排搅桩，号但占棚用场地婚较宽5、排诵桩支捐护体吹系五、央常用楼支护着形式双排椅桩常满用布罩置形裙式双排臂桩325、排况桩支底护体养系五、预常用奥支护慰形式几种逐圆截米面支殊护桩阿经济狮配筋和方式33常用究的地块下连海续墙船形式茶有：丸整片踪蝶式钢凶筋笼壳混凝沙土壁凳板式版地下绢连续腰墙、梳咬合稀桩连参续墙、及怕型钢脏混凝株土地饲下连阁续墙册。地下亲连续荣墙特悟点：其刚扇度有嘉利于线控制轰基坑崖变形激，特谊别适梳用于钓场地狭小何，对练变形皇要求短严格豆的基胳坑工肌程抗渗叼能力率强且赴具有您竖向字承载影力，侵可以掏实现苏两墙合一阁，也嘱可用百于逆衬作法可施工敞，缩缝短工燃期造价甘较高忧，但断对开旨挖深贷度很蜜大，宪且需换截断娘深层含水其层的窗基坑屿工程股，采的用地弦下连昆续墙饰支护丘能体现较戚好的愿优势6、地喝下连戏续墙五、忠常用蝇支护慌形式抓斗促式成德槽机-地下芳连续催墙346、地谈下连不续墙五、愤常用耍支护煌形式支腿怀式地危下连她续墙35采用贴内支吉撑系懂统的爬深基男坑工煌程，麦一般嗽由围隶护体纤系和愤内支煎撑体文系组滑成。亩内支倚撑的陵形式舰丰富羡多样辩：按材伪料分滥：钢筋取混凝箱土支貌撑、敌钢支踢撑、忽钢混汉组合缴支撑按布幅置分协：单层秋、多害层、疯斜撑内支据撑形热式五、谅常用针支护心形式典型转内支呀撑系揉统平件面图砖、剖今面图36正交缩慧支撑供：受力娱明确宿、支找撑刚席度大鱼、变相形控迷制能捏力最居强、嘴挖土蔬空间笛小。可以研钢管雅和型挂钢代势替混篇凝土美支撑郊构件面。内支伙撑形译式五、菜常用鲁支护铺形式正交似支撑引形式37对撑+角撑蔬：受力僵明确岔、各钢块支速撑受骨力相帜对独定立、燥支撑室和挖袄土可猴流水虏作业污、出赖土空臭间大年。可以渐钢管卖和型状钢代耳替混姨凝土内支滋撑形招式五、雷常用肝支护迫形式对撑腹结合鸽角撑镜形式38对撑+角撑+边桁需架：各块巷支撑缘瑞受力径相对后独立套、支狮撑和架挖土嚼可流抵水作昼业、享出土删空间代大适用事形状及复杂胞的基帅坑，匙特别继是在挑软土汗地区哲应用逆广泛内支纱撑形廉式五、旷常用顶支护诞形式对撑辩角撑亿结合垄边桁槽架形正式39圆环禾支撑和形式普：材料翼利用偿充分曾、受鼻力合金理、经济次性好出土饿最方夏便、欠对施诵工技煌术及管涂理能趟力要懒求高下方系土层偿需待崭支撑辆达到塑强度后锁方可等开挖内支秃撑形久式五、炮常用京支护创形式圆环庭支撑宋形式40圆环+半环赴组合岗支撑期：适应毫大面絮积及宗异形魔基坑照的特桐点、培尤其个是L形基信坑内支精撑形引式五、辅常用奇支护远形式圆环辉与半永环组炸合支宇撑形皮式41中心脸岛+斜支调撑形危式：适用旁面积萌巨大富、开叠挖较挣浅基卖坑，评能大农幅节伍省支要撑和港立柱所、经传济性谁显著利用你中心狠岛底崭板设麻置斜充撑，形使得疲盆边蒜地下锐室结相构施贴工相旺对复悼杂内支设撑形灰式五、逼常用臭支护丑形式中心黎岛结鹿合斜脸支撑贱形式42事故坡原因耐：止水纹帷幕角因遇丢横穿险管线绪障碍趣采用拒高压泊旋喷仿桩，纺施工解质量稿不可贩靠造预成帷痕幕渗围漏,造成恩了坑怀外地播基水时土流箱失，惑路面势塌陷荒和基稳坑内猾涌水械。六、希深基泼坑事僚故案渐例及烫分析案例傻一应重涨视旋尸喷桩执在遇股到地完下障粘碍物拌时的赶可靠东性问虏题43事故吵原因设：双轴农深层妻搅拌飘桩施剖工质叙量控检制不末佳，蒸造成学止水纽奉帷幕播质量民缺陷努，随印着基太坑开贷挖，津基坑游内外养存在炎水头脾差，灰在水偷压力躲作用土下，谎冲破坚止水蝴帷幕由，造颜成基茂坑渗演漏及文水土霜流失象，坑情内涌熔水。六、衬深基悄坑事放故案端例及责分析案例童二应重谊视开课挖过雨程中撤，基晚坑内抓外水布压差铜的问柜题44事故嘴原因票：基坑归面以帮下存膨在承简压含净水层泡，而基毅坑降细水减惩压未激达到贼设计损要求垃即进陵行坑中四坑土亭方开苍挖，密造成皆基坑窃突涌胃现象燃。六、抬深基伍坑事龙故案荣例及下分析案例角三应重户视基迅坑下诊承压回含水雄层45事故移原因肺：在软携土地浓基进较行土变方开授挖过程随中，撑土方鸦卸载崖速度秤过快丸、临奏时坡比控茫制不餐当，隶造成妙大量岸的工写程管补桩产生偏豆位、刷折断雹现象盼。六、氧深基市坑事均故案漏例及佩分析案例欺四应重袜视基贡坑挖马土施贡工组杂织要长求46事故仗原因昼：在具全有近煤十年消填龄棵的黄土回境填土辜中，尝因基叫坑外墙大量锯堆堆系载及降弟水侵捉蚀双杀重作撑用导医致边企坡塌肿方。六、贸深基燥坑事没故案赤例及抛分析案例警五应重辆视基疑坑周砖边施针工临柳时堆讨载47事故愁原因联：因基胀坑暴务露时什间过粒长（超肚过6个月浸），逝加之猴降雪救及降橡雨作用经使主动停区土体缴抗剪肤强度砌削弱脸，