影響基坑穩(wěn)定的因素

1、基坑邊坡穩(wěn)定影響因素及主要表現(xiàn)在哪些方面?基坑邊坡坡度是直接影響基坑穩(wěn)定的重要因素。當基坑邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土體的抗剪強度時，邊坡就會失穩(wěn)坍塌。其次，施工不當也會造成邊坡失穩(wěn)，主要表現(xiàn)為：(1) 沒有按設(shè)計坡度進行邊坡開挖；(2) 基坑邊坡坡頂堆放材料、土方及運輸機械車輛等增加了附加荷載；(3) 基坑降排水措施不力，地下水未降至基底以下，而地面雨水、基坑周圍地下給水排 水管線漏水滲流至基坑邊坡的土層中，使土體濕化，土體自重加大，增加土體中的剪應(yīng)力；(4) 基坑開挖后暴露時間過長，經(jīng)風化而使土體變松散；(5) 基坑開挖過程中，未及時刷坡，甚至挖反坡使土體失去穩(wěn)定性?；臃€(wěn)定性與安全性的內(nèi)因和

2、外因.、八、-刖言基礎(chǔ)施工是建筑施工的重要組成部分，搞好基礎(chǔ)施工的安全防范十分重要。 在建筑基坑施工時，為確保施工安全，防止塌方事故發(fā)生，必須對開挖的建筑基 坑采取支護措施。建筑基坑支護設(shè)計與施工應(yīng)綜合考慮工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條 件、基坑類型、基坑開挖掘深度、降排水條件、周邊環(huán)境對基坑側(cè)壁位移的要求、 基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護結(jié)構(gòu)使用期限等因素，做到合理設(shè)計、精心施工、 經(jīng)濟安全。近幾年來，高層建筑的迅速興起，促進了深基坑支護技術(shù)的發(fā)展。 各地在深 新結(jié)構(gòu)、新工 藝不斷涌現(xiàn)。但是，現(xiàn)在的城市建筑間距很小，有的基坑邊緣距已有建筑僅十幾 米、甚至幾米，給基礎(chǔ)工程施工帶來很大的難度， 給周圍環(huán)境帶

3、來極大威脅，也 相應(yīng)地增加了施工工期和施工費用。另外，原來的深基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計理論、 設(shè)計原則、運算公式、施工工藝等，已不符合深基坑開挖與支護結(jié)構(gòu)的實際情況， 導致一些基坑工程出現(xiàn)事故，造成巨大的損失。因此，深基坑支護的安全問題工 程技術(shù)人員應(yīng)予以高度重視。根據(jù)建設(shè)部近幾年的事故統(tǒng)計，在基礎(chǔ)施工中，基 坑基槽、人工挖孔樁施工造成的坍塌占坍塌事故總數(shù)的65%說明基坑基槽的安全性對保證建筑基礎(chǔ)施工的安全至關(guān)重要。隨著城市建設(shè)發(fā)展，高層建筑和地鐵 的修建逐步進入了普及時代，涉及到深基坑的工程越來越多，而且對其施工的質(zhì) 量要求也越來越高。其中圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定就成為了深基坑質(zhì)量的重要保證。本文從基坑的變

4、形原因和防護措施入手對影響因素進行了分析，進而利用實際的施工案例對基坑圍護結(jié)構(gòu)的重要作用和施工措施進行分析。說明了基坑施工中圍護結(jié) 構(gòu)應(yīng)當以合理設(shè)計， 細化施工為基本原則， 以此來分析基坑穩(wěn)定性與安全性的內(nèi) 因和外因。一、影響基坑穩(wěn)定與安全的因素基坑開挖后 ,其邊坡失穩(wěn)坍塌的實質(zhì)是邊坡土體中的剪應(yīng)力大于土的抗剪 強度。而土體的抗剪強度又來源于土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力。因此,凡是能夠影響土體中剪應(yīng)力、內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力的 ,都能影響基坑邊坡的穩(wěn)定與安全。（一）內(nèi)因 ：1、土類別的影響不同類別的土 ,土的顆粒礦物組成 ,顆粒形狀、尺寸,顆粒級配 ,空隙比、干容重及土中的含水量皆不同 ,其土體的內(nèi)摩阻力

5、和內(nèi)聚 力不同。例如 ,砂土的內(nèi)聚力為 0,只有內(nèi)摩阻力 ,靠內(nèi)摩阻力來保持邊坡的穩(wěn)定平 衡。而粘土則同時存在內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力。因此,對于不同類別的土能保持其邊坡穩(wěn)定的最大坡度也不同。2、土濕化程度的影響 土內(nèi)含水愈多 ,濕化程度增高 ,使土壤顆粒之間產(chǎn)生滑 潤作用 ,內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力均降低。其土的抗剪強度降低 ,邊坡容易失去穩(wěn)定。同 時含水量增加 ,使土的自重增加 ,裂縫中產(chǎn)生靜水壓力 ,增加了土體內(nèi)剪應(yīng)力。3、支護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量不符合設(shè)計要求。因基坑支護結(jié)構(gòu)是建筑施工過程中的一項臨時設(shè)施， 目前許多施工單位對其施工質(zhì)量重視不夠， 護壁施工單位的施 工行為沒有得到有效的約束， 不按設(shè)計方案施工

6、的現(xiàn)象時有發(fā)生， 造成支護結(jié)構(gòu) 的施工質(zhì)量達不到設(shè)計要求， 存在坑壁坍塌隱患。 如某工程采用土釘墻作基坑支 1.2m 1. 8m 低了支護結(jié)構(gòu)的強度，護壁開裂，出現(xiàn)了坍塌的先兆。邊坡失穩(wěn)往往是在外界不利因素影響下觸發(fā)和加劇的。這些外部因素往往 導致土體剪應(yīng)力的增加或抗剪強度的降低， 使土體中剪應(yīng)力大于土的抗剪強度而 造成滑動失穩(wěn)。 造成邊坡土體中剪應(yīng)力增加的主要原因有： 坡頂堆物、 行車、基 坑邊坡太陡、 開挖深度過大、 土體遇水使土的自重增加、 地下水的滲流產(chǎn)生一定 的動水壓力、 土體豎向裂縫中的積水產(chǎn)生側(cè)向靜水壓力等。 引起土體抗剪強度降 低的主要因素有： 土質(zhì)本身較差、 土體被水浸潤甚至

7、泡軟、 受氣候影響和風化作 用使土質(zhì)變松軟、開裂、飽和的細砂和粉砂因受振動而液化等。（二）外因 ：1、氣候的影響 。氣候使土質(zhì)松軟或變硬 ,如 :冬季在我國北 方氣溫能到-10C以下，能使邊坡土體凍結(jié)，使土體的內(nèi)摩阻力和內(nèi)聚力提高，從而 提高土體的抗剪強度，春季氣溫回升至0C以上，能使邊坡土體融化，使土體的內(nèi)摩 阻力和內(nèi)聚力降低 ,從而降低土體的抗剪強度 ,進人雨季,隨著降雨量的增加 ,土質(zhì) 松軟,從而降低土體的抗剪強度。2、基坑邊坡上面附加荷載或外力的影響。基坑邊坡上面附加的荷載或外力能使土體中剪應(yīng)力大增加 ,甚至超過土體的抗剪強度 ,使邊坡失去穩(wěn)定而塌方。3、基坑邊坡坡度的影響。 土方邊坡

8、的坡度以其高度與其底寬度之比表示 , 坡度越大越安全 ,但其土方量增大 ,同時增加施工成本 ,為了防止塌方 ,保證施工安 全 ,當土方挖到一定深度時 ,邊坡均應(yīng)做成一定的坡度。土方邊坡坡度的大小與土質(zhì)、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時間的長短、排水情況、附近堆積荷載等 因素有關(guān)。在挖土邊坡上側(cè)堆土或材料以及移動施工機械時,應(yīng)與挖土邊坡保持一定距離 ,以保證邊坡的穩(wěn)定 ,當土質(zhì)良好時 ,堆土或材料距挖方邊緣 0.8m 以外,高 度不宜超過 1.5m。 比較典型的外力影響如爆破震動 :隨著近幾年舊城改造的深 入發(fā)展 ,爆破應(yīng)用日益廣泛 ,由此造成的爆破震動影響也日益凸顯。邊坡巖體在爆 破震動的瞬時沖

9、擊作用下 ,由于爆破沖擊波向四周擴散 ,當壓縮波到達邊坡自由面 后,開始產(chǎn)生拉伸波 ,使巖體受到拉伸作用 ,可使原裂隙張開、 擴展或產(chǎn)生新的裂隙 , 使巖體產(chǎn)生變形和破壞。4、坑壁的形式選用不合理。 基礎(chǔ)施工時，坑壁的形式主要有兩種，一是 采用坡率法， 即自然放坡； 二是采用支護結(jié)構(gòu)。 實踐證明， 基坑坑壁的形式直接 影響基坑的安全性， 若選用不當會為基坑施工埋下隱患。 許多施工單位在進行施 工組織設(shè)計時， 過多考慮節(jié)省投資和縮短工期， 忽視對坑壁形式的正確選用， 從 而出現(xiàn)坑壁形式選用不當。 在大多數(shù)工程中， 由于采用坡率法比采用支護結(jié)構(gòu)節(jié) 省投資， 因此，這種方式常被施工單位作為基坑施工的

10、首選形式。 但坡率法只能 在工程條件許可時才能采用， 如果施工場地有限不能滿足規(guī)范所要求的坡率或者 地下水豐富、土質(zhì)穩(wěn)定性差，般不能考慮坡率法，否則，容易出現(xiàn)隱患，造成坑 壁坍塌。 當不具備采用坡率法的條件時，應(yīng)對基坑采用支護措施。成都地區(qū)常 噴錨支護、 混凝土灌注樁支護等。 施工前，應(yīng)根 據(jù)工程所處周邊環(huán)境、 地質(zhì)水文條件以及工程施工工藝要求對支護形式進行合理 選擇、設(shè)計，為節(jié)省資金僅憑經(jīng)驗確定支護形式， 很可能達不到支護的目的， 同 樣容易出現(xiàn)坑壁坍塌的情況，造成安全事故。如 2001年 5 月，我市某工地噴錨 護壁發(fā)生坍塌事故，坍塌范圍長 13m,寬2.5m,高6m,造成緊鄰該施工現(xiàn)場的

11、200mm的地下供水管漏水，排水溝破裂， 基坑周圍民房、 圍墻及道路開裂嚴重。 究其原因， 就是因為該處基坑與某大樓地 下室僅相隔一條汽車通道， 采用噴錨護壁， 錨桿的長度受到限制， 因此，對這種 坑壁，采用混凝土灌注樁效果更為理想，安全性更高。5、坑壁土方施工不規(guī)范。 一些施工單位在基坑施工中，不重視施工管理 控制，隨意更改施工設(shè)計， 違反技術(shù)規(guī)范要求， 也是帶來基坑施工隱患， 造成坑 壁坍塌的主要原因。 主要表現(xiàn)在：一是采用坡率法時坡率值不足。當工程條件 許可時，基坑施工一般采用坡率法。 但采用坡率法必須嚴格按照技術(shù)規(guī)范的要求， 搞好基坑施工的坡率控制。 然而，在實際工作中， 施工單位常常

12、因為土方開挖時坡率控制不好或地勘資料不準確， 造成開挖深度大于預(yù)計深度， 出現(xiàn)基坑坑壁坡 率小于設(shè)計值的情況， 使基坑坑壁處于不穩(wěn)定的狀態(tài)， 最容易出現(xiàn)坑壁坍塌。 如 我市某工地基坑施工，依據(jù)地勘報告設(shè)計開挖深度為2.7m，開挖后發(fā)現(xiàn)土質(zhì)情況與地勘報告不符，需要超挖 2. 1m，由于場地所限，無法滿足設(shè)計放坡系數(shù)， 造成基坑坑壁坡率小于設(shè)計值， 施工過程中坑壁出現(xiàn)坍塌， 在對坑壁采取支護措 施后才繼續(xù)施工。 二是支護結(jié)構(gòu)施工時未按要求進行土方開挖。在進行土釘墻 支護或噴錨支護結(jié)構(gòu)施工時， 按照規(guī)范要求，應(yīng)根據(jù)土釘或錨桿的排距分層開挖， 開挖一層土方后立即進行支護，待支護結(jié)構(gòu)達到設(shè)計要求后再開挖

13、下一層土方。 但現(xiàn)場施工時，常因土方開挖作業(yè)與護壁施工未緊密配合，土方挖運速度過快， 使坑壁直立土方大面積長時間裸露，為坑壁坍塌創(chuàng)造了條件。6、對地表水的處理不重視 基坑施工的 “水患” 一是地下水， 二是地表水。 由于地下水處理不好將直接影響基礎(chǔ)工程的施工并對基坑坑壁的穩(wěn)定性造成威 脅，因此建筑工程相關(guān)各方都對地下水的處理非常重視， 從勘、設(shè)計和資金投入 等方面均能得到保證。 現(xiàn)在，成都地區(qū)普遍采用管井降水， 降水效果良好， 有效 地消除了地下水對基坑坑壁的不良影響， 而地表水因其對基礎(chǔ)施工影響不明顯而 常常被忽略， 其實，地表水對基坑坑壁穩(wěn)定性的作用同樣影響很大。 地表水可分 為“一明一暗

14、” 兩種情況，“明” 主要是指施工現(xiàn)場內(nèi)地面上可能出現(xiàn)的地表水， 如雨水、施工用水、從降水井中抽出的地下水等； “暗”主要是指基坑周邊地面 以下的管網(wǎng)滲漏、 爆管等產(chǎn)生的地表水。 這兩種情況若不及時處理都會對坑壁的 穩(wěn)定性產(chǎn)生威脅， 有可能造成坑壁坍塌， 特別是地下管網(wǎng)產(chǎn)生的地表水， 因其不 易被發(fā)現(xiàn)，造成的后果往往更為嚴重。二、深基坑工程實例 。 在施工中需要克服圍護結(jié)構(gòu)的變形，并且保證基坑的穩(wěn)定和施工質(zhì)量就需 要采用合理設(shè)計， 細化施工， 針對不同的工程實際情況采取不同的施工工藝。 采 用蓋挖逆作法施工 , 頂板、中板、底板處利用鋼筋接駁器與墻體結(jié)構(gòu)相互連接形 成一個整體，共同承擔載荷。主

15、體結(jié)構(gòu)三層板頂之間的高度分別為8.15米、8.3米、10.757米，頂板至原地面高度約 3米，土方開挖分層分段跳倉進行， 結(jié)構(gòu)板 及時跟進施工， 基坑不宜暴露時間過久。 根據(jù)對連續(xù)墻的施工監(jiān)測， 只有一幅連 續(xù)墻最大水平位移超過30mm為32.48mm,發(fā)生在深度23米處，其余連續(xù)墻均 在 30mm 以下，從監(jiān)測數(shù)據(jù)分析水平位移量比較大的點集中在深度 20 米至 25 米處的連續(xù)墻， 從結(jié)構(gòu)尺寸圖上可以看出此處為底板至負二層板的中間位置， 底 板墊層頂至負二層板高度 12.157米為最高的一層，連續(xù)墻在此處的彎矩最大。 可以看出采用預(yù)留土臺，跳倉開挖的施工工藝有效的控制了連續(xù)墻的水平位移， 保

16、證了圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定， 為后續(xù)施工提供了安全的施工場地， 也保障了地上高層 建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。三、防止基坑坍塌的措施 。1、選擇適合的基坑坑壁形式。 基坑施工前， 首先應(yīng)按照規(guī)范的要求， 依據(jù) 基坑坑壁破壞后可能造成后果的嚴重性確定基坑坑壁的安全等級， 然后根據(jù)坑壁 安全等級、 基坑周邊環(huán)境、 開挖深度、 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、 施工作業(yè)設(shè)備和施 工季節(jié)的條件等因素選擇坑壁的形式。2、加強對土方開挖的監(jiān)控。 基坑土方一般采用機械挖運，開挖前，應(yīng)根 據(jù)基坑坑壁形式、 降排水要求等制定開挖方案， 并對機械操作人員進行交底。 開 挖時，應(yīng)有技術(shù)人員在場，對開挖深度、坑壁坡度進行監(jiān)控，防止超挖。對采用 土

17、釘墻支護的基坑， 土方開挖深度應(yīng)嚴格控制， 不得在上一段土釘墻護壁未施工 完畢前開挖下一段土方。 對采用自然放坡的基坑， 坑壁坡度是監(jiān)控的重點， 當出 現(xiàn)基坑實際深度大于設(shè)計深度時， 應(yīng)及時調(diào)整坑頂開挖線， 保證坑壁坡率滿足要 求。3、加強對支護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的監(jiān)督。 建立健全施工企業(yè)內(nèi)部支護結(jié)構(gòu)施 工質(zhì)量檢驗制度， 是保證支護結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要手段。 質(zhì)量檢驗的對象包括支 護結(jié)構(gòu)所用材料和支護結(jié)構(gòu)本身。 對支護結(jié)構(gòu)原材料及半成品應(yīng)遵照有關(guān)施工驗 收標準進行檢驗，主要內(nèi)容有： (1) (2) (3) 錨桿漿體和混凝土的配合比試驗、 強度等級檢驗。 對支護結(jié)構(gòu)本身的檢驗要根據(jù) 支護結(jié)構(gòu)的形式選擇，

18、 如土釘墻應(yīng)對土釘采用抗拉試驗檢測承載力、 對混凝土灌 注樁應(yīng)檢測樁身完整性等。4、加強對地表水的控制 。在基坑施工前，應(yīng)摸清基坑周邊的管網(wǎng)情況， 避免在施工過程中對管網(wǎng)造成損害， 出現(xiàn)爆管或滲漏。 同時，為減少地表水滲入 坑壁土體，基坑頂部四周應(yīng)用混凝土進行封閉，施工現(xiàn)場內(nèi)應(yīng)設(shè)地表排水系統(tǒng)， 對雨水、 從降水井中抽出的地下水等進行有組織排放， 對坑邊的積水坑、 降水沉 砂池應(yīng)做防水處理， 防止出現(xiàn)滲漏。 對采用支護結(jié)構(gòu)的坑壁應(yīng)設(shè)置泄水孔， 保證 護壁內(nèi)側(cè)土體內(nèi)水壓力能及時消除， 減小土體含水率， 也便于觀察基坑周邊土體 內(nèi)地表水的情況，及時采取措施。泄水孔外傾坡度不宜小于 5%，并宜按梅花形 布置。5、搞好支護結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場監(jiān)測。 支護結(jié)構(gòu)的監(jiān)測是防止支護結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌的 重要手段。監(jiān)測方案應(yīng)包括監(jiān)測目的、監(jiān)測項目、測試方法、測點布置、監(jiān)測周 期、監(jiān)測項目報警值、 信息反饋制度和現(xiàn)場原始狀態(tài)資料記錄等內(nèi)容。 監(jiān)測項目 的內(nèi)容有：基坑頂部水下位移和垂直位移、基坑頂部建 (構(gòu) )筑物變形等。監(jiān)測項 目的選擇應(yīng)考慮基坑的安全等級、 支護結(jié)構(gòu)變形控制要求、 地質(zhì)和支護結(jié)構(gòu)的特 點。監(jiān)測方案可根據(jù)設(shè)計要求、護壁穩(wěn)定性、周邊環(huán)境和施工進程等因素確定。監(jiān)測單位應(yīng)定期向施工單位和監(jiān)理單位通報監(jiān)測情況， 當監(jiān)測值超過報警值時應(yīng) 立即通知設(shè)計、施工和監(jiān)理單位，分