基坑工程現(xiàn)狀和發(fā)展

1、基坑工程和現(xiàn)場監(jiān)測的現(xiàn)狀和發(fā)展1基坑工程現(xiàn)狀隨著城市建設(shè)的發(fā)展，各類用途的地下空間已在世界各大中城市 中得到開發(fā)利用，諸如高層建筑多層地下室、地下鐵道及地下車站、 地下停車庫地下街道、地下商場、地下醫(yī)院、地下倉庫、地下民防工事以及多種地下民用和工業(yè)設(shè)施等。近 20年是我國城市基坑工程 發(fā)展最為迅猛的時期，針對城市地區(qū)用地緊張和地價昂貴的狀況， 開 發(fā)商總是設(shè)法提高土地的空間利用效益。 由于向上伸展受到容積率的 限制，因而加大對地下空間的利用則成為有效的選擇。 深基坑開挖與 支護技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展和推進。目前常見的深基坑支護類型：1）鋼板樁支護鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，把這種鋼板

2、樁互相連接 就形成鋼板樁墻，被廣泛應(yīng)用于擋土和擋水。目前鋼板樁常用的截面 形式有U形、Z形和直腹板型。鋼板樁由于施工簡單而應(yīng)用較廣。2）深層攪拌支護深層攪拌支護是利用水泥作為固化劑， 采用機械攪拌，將固化劑 和軟土劑強制拌和，使固化劑和軟土劑之間產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng) 而逐步硬化，形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的水泥土樁墻， 作為支護結(jié)構(gòu)。適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、粘土、粉質(zhì)粘土、粉土、素 填土等土層，基坑開挖深度不宜大于 6m對有機質(zhì)土、泥炭質(zhì)土， 宜通過試驗確定。3）排樁支護排樁支護是指柱列式間隔布置鋼筋混凝土挖孔、鉆（沖）孔灌注 樁作為主要擋土結(jié)構(gòu)的一種支護形式。柱列式間隔布置包括樁與樁

3、之 間有一定凈距的疏排布置形式和樁與樁相切的密排布置形式。柱列式灌注樁作為擋土圍護結(jié)構(gòu)有很好的剛度， 但各樁之間的聯(lián)系差必須在 樁頂澆注較大截面的鋼筋混凝土帽梁加以可靠聯(lián)接。4）地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻具有整體剛度大的特點和良好的止水防滲效果，適用于地下水位以下的軟粘土和砂土等多種地層條件和復(fù)雜的施工環(huán)境， 尤其是基坑底面以下有深層軟土需將墻體插入很深的情況，因此在國內(nèi)外的地下工程中得到廣泛的應(yīng)用。并且隨著技術(shù)的發(fā)展和施工方法 及機械的改進，地下連續(xù)墻發(fā)展到既是基坑施工時的擋土圍護結(jié)構(gòu)， 又是擬建主體結(jié)構(gòu)的側(cè)墻，如支撐得當(dāng)，且配合正確的施工方法和措 施，可較好地控制軟土地層的變形。5） 土釘支護土

4、釘支護是用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種擋土技術(shù)，由于經(jīng) 濟、可靠且施工快速簡便，已在我國得到迅速推廣和應(yīng)用。土釘支護的使用要求土體具有臨時自穩(wěn)能力， 以便給出一定時間 施工土釘墻，因此對土釘墻適用的地質(zhì)條件應(yīng)加以限制。另外還有錨桿或噴錨支護、拱圈支護逆作法支護、懸臂樁支護方 式、門式懸臂支護方式、內(nèi)支撐支護工程和排樁 +預(yù)應(yīng)力錨索等。深基坑支護技術(shù)雖已在全國不同地區(qū)、 不同的地質(zhì)條件下取得了不少成功的經(jīng)驗，但現(xiàn)仍存在一些問題需進一步研究或提高， 以適應(yīng) 現(xiàn)代化經(jīng)濟建設(shè)的需要。深基坑工程支護施工過程中常常存在的問題 主要有以下幾種：1) 土層開挖和邊坡支護配合不當(dāng)a、常見支護施工滯后于土方開挖很長

5、一段時間，而不得不采取 二次回填或搭設(shè)架子來完成支護施工。B、一般來說，土方開挖技術(shù)含量相對較低，工序簡單，組織管 理容易。而擋土支護的技術(shù)含量高，工序較多且復(fù)雜，施工組織和管 理都較土方開挖復(fù)雜。2)邊坡修理達不到設(shè)計、規(guī)范要求常存在超挖和欠挖現(xiàn)象。一般深基礎(chǔ)在開挖時均使用機械開挖、人工簡單修坡后即開始擋土支護的硅初噴工序。而在實際開挖時，由 于施工管理不當(dāng)，技術(shù)交底不充分，分層分段開挖高度不一，挖機操 作手的操作水平等因素的影響，使機械開挖后的邊坡表面平整度，順 直度不規(guī)則，而人工修理時不可能深度挖掘，只能就機挖表面作平整 度修整，在沒有嚴格檢查驗收就開始初噴， 故出現(xiàn)擋土支付后出現(xiàn)超 挖

6、和欠挖現(xiàn)象。3) 土釘或錨桿受力不符合設(shè)計要求a、深基坑支護所用土釘或錨桿鉆孔直般為 100150的鉆桿成孔， 孔深少則五、六米，深則十幾米，甚至二十多米，鉆孔所穿過的土層 質(zhì)量也各不相同。鉆孔如果不認真研究土體情況，往往造成出渣不盡， 殘渣沉積而影響注漿，有的甚至成孔困難、孔洞坍塌，無法插筋和注b、注漿時配料隨意性大、注漿管不插到位、注漿壓力不夠等而 造成注漿長度不足、充盈度不夠，而使土釘或錨桿的抗拔力達不到設(shè) 計要求，影響工程質(zhì)量，甚至要做再次處理。4）噴射硅厚度不夠、強度達不到設(shè)計要求基坑噴射硅常用的是干拌法噴射硅設(shè)備，其主要特點是設(shè)備簡 單、體積小，輸送距離長，速凝劑可在進入噴射機前加

7、入，操作方便, 可連續(xù)噴射施工。雖然干噴法設(shè)備操作簡單方便，但由于操作手的水 平不同，操作方法和檢查控制等手段不全，原材料質(zhì)量控制不嚴、配 料不準、養(yǎng)護不規(guī)范等因素，往往造成噴后硅的厚度不夠、硅強度達 不到設(shè)計要求。5）施工過程與設(shè)計的差異大a、深層攪拌樁的水泥摻量常常不足，影響水泥土的強度。b、在同樣做法的支護中，發(fā)生水泥土裂縫，有時不是在受力最 大的地段，檢查結(jié)果表明：強度不足，地面施工堆載在局部位置往往 要高于設(shè)計允許荷載。c、施工質(zhì)量與偷工減料的現(xiàn)象也并不少見。6）設(shè)計與工程實際差異較大a、深基坑支護由于其土壓力與傳統(tǒng)理論的擋土墻土壓力有所不 同，在目前沒有完善的土壓力理論指導(dǎo)下，通常

8、仍沿用傳統(tǒng)理論計算， 因此有誤差是正常的。b、許多學(xué)者對此進行了許多研究，在傳統(tǒng)理論土壓力計算的基礎(chǔ)上結(jié)合必要的經(jīng)驗修正可以達到實用要求。7）工程監(jiān)理不規(guī)范a、按規(guī)定高層建筑、重大市政等的深基坑是必須實行工程監(jiān)理的，大多數(shù)事故工程都沒有按規(guī)定實施工程監(jiān)理，或者雖有監(jiān)理而工 作不規(guī)范，只管場內(nèi)工程，不管場外影響，實行包括設(shè)計在內(nèi)的全過 程監(jiān)理的就更少。b、客觀地說深基坑工程監(jiān)理要求監(jiān)理人員具有較高業(yè)務(wù)水平， 在我國現(xiàn)階段主要就支護結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量、工期、進度進行監(jiān)理，而設(shè) 計監(jiān)理尚有一定差距。8）施工監(jiān)測不重視a、主要是建設(shè)單位為省錢不安排施工監(jiān)測，或者雖設(shè)置一些測 點，數(shù)據(jù)不足，忽視坑邊周邊變形檢

9、測，或者不重視監(jiān)測數(shù)據(jù)，形同 虛設(shè)。b、支護設(shè)計中沒有監(jiān)測方案，發(fā)生意外情況不能及時警報，事 故發(fā)生后也不易分析原因，不利于事故的早期處理，省了小錢花大錢。城市基坑工程通常處于已建房屋和城市生命線工程（如供水、供 氣管道）的密集地區(qū)，為了保護這些已建建筑物和構(gòu)筑物的正常使用 和安全運營，常需對基坑工程引起的周圍地層移動限制在一定變形值 之內(nèi)，也即分別要求擋土結(jié)構(gòu)的水平位移和其鄰近地層的垂直沉降限 制在某標準值之內(nèi)，甚至也限制墻體垂直沉降和地層的水平移動值滿 足周圍環(huán)境要求，以變形控制值來分成幾類標準，用以設(shè)計基坑工程 的方法正在完善，取代單純驗算強度和穩(wěn)定性的傳統(tǒng)做法， 在軟土地 區(qū)，變形在控

10、制設(shè)計限值方面起著主導(dǎo)作用。在基坑工程中，由于地質(zhì)、 水文、荷載、施工等條件以及外 界其它各種因素的多種影響，現(xiàn)有的計算理論還不能全面準確地反映 工程的各種復(fù)雜變化。只有在施工過程中進行綜合、系統(tǒng)的現(xiàn)場監(jiān)測，才能對支護結(jié)構(gòu)和周圍土體的力學(xué)性質(zhì)進行全面的了解，以確保工程的順利進行。尤其對于軟土地區(qū)的大中型工程 ，現(xiàn)場監(jiān)測更為 重要。2現(xiàn)場監(jiān)測現(xiàn)狀大量高層建筑興建帶來大規(guī)模基坑工程，也使基坑工程事故不 斷，其中東南沿海開放城市占事故總數(shù)三分之一。 主要表現(xiàn)為支護結(jié) 構(gòu)大位移與破壞，基坑塌方及大面積滑坡，基坑周圍道路開裂與塌陷， 相鄰地下設(shè)施變位與破壞，臨近建筑物開裂與倒塌，使國民經(jīng)濟與人 民生命財

11、產(chǎn)造成重大損失。對全國重大基坑事故調(diào)查與統(tǒng)計分析發(fā) 現(xiàn)，任何一起基坑事故都與監(jiān)測不力或險情預(yù)報不準直接有關(guān)。與其它工程結(jié)構(gòu)不同的是，基坑支護結(jié)構(gòu)除需滿足自身的強度要 求和變形要求外，還必須滿足受基坑工程影響的周圍環(huán)境的變形要求 在軟土地區(qū)后者的重要性往往不亞于前者。不少工程在支護結(jié)構(gòu)尚未 有破壞跡象的情況下，由于周圍地層變形而損壞相鄰建筑物或地下管 線的現(xiàn)象時有發(fā)生，甚至引起嚴重后果。因而，從基坑支護結(jié)構(gòu)及環(huán) 境安全的整體考慮，工程中應(yīng)根據(jù)理論計算，確定一系列變形和內(nèi)力 的預(yù)警指標以進行控制。預(yù)警指標包括靜態(tài)指標和動態(tài)指標。若要及時、準確地掌握基坑開挖中支護結(jié)構(gòu)及環(huán)境的安全狀態(tài)，還必須依靠現(xiàn)場

12、監(jiān)測，將施工中實測的各項變形與內(nèi)力的數(shù)據(jù)隨時與 預(yù)警指標相對照。一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，就能及時采取措施對事態(tài)加以 控制，防患于未然。相反，一些投資者出于經(jīng)濟或其它原因，忽略了 基坑工程中的現(xiàn)場監(jiān)測，從而導(dǎo)致工程事故的發(fā)生，這方面的教訓(xùn)也 是慘痛的。所以為達到安全預(yù)警的目的，現(xiàn)場監(jiān)測是非常必要的?；庸こ痰默F(xiàn)場監(jiān)測是基坑在開挖施工處理中，用科學(xué)儀器設(shè)備 與手段對基坑支護結(jié)構(gòu)本身與周邊環(huán)境進行綜合監(jiān)測，一般包括以下 對象：(1)支護結(jié)構(gòu)；(2)相關(guān)的自然環(huán)境；(3)施工工況；(4)地下水狀況；(5)基坑底部及周圍土體；(6)周圍建(構(gòu))筑物；(7)周圍地下管線及地下設(shè)施；(8)周圍重要的道路；(9)其

13、他應(yīng)監(jiān)測的對象?；臃譃橐患墶⒍壓腿?，具體分級如下：(1)符合下列情況之一，為一級基坑；1)重要工程或支護結(jié)構(gòu)做主體結(jié)構(gòu)的一部分；2)開挖深度大于10nl3)與臨近建筑物，重要設(shè)施的距離在開挖深度以內(nèi)的基坑；4）基坑范圍內(nèi)有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等需嚴加保 護的基坑。（2）三級基坑為開挖深度小于7nl且周圍環(huán)境無特別要求時的基 坑。（3）除一級和三級外的基坑屬二級基坑。目前基坑開展現(xiàn)場監(jiān)測的主要是技術(shù)依據(jù)， 沒有明確的政府條文 規(guī)定，主要的技術(shù)依據(jù)為GB50497-2009建筑基坑工程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。 建筑基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測除應(yīng)符合本規(guī)范外，尚應(yīng)符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定，有關(guān)的標準

14、為：GB50026-2007工程測量規(guī)范、JGJ 82007建筑變形測量規(guī)范、GB50308-1999地下鐵道、輕軌交通 工程測量規(guī)范、GB50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范、 GB50202-2002建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范、JGJ120-99建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程和一些地方技術(shù)規(guī)定?；庸こ痰默F(xiàn)場監(jiān)測應(yīng)采用儀器監(jiān)測與巡視檢查相結(jié)合的方法基坑工程儀器監(jiān)測項目應(yīng)根據(jù)下表進行選擇：建筑基坑工程儀器監(jiān)測項目表坑類別監(jiān)測項目一級二級三級（坡）頂水平位移應(yīng)測應(yīng)測應(yīng)測墻（坡）頂豎向位移應(yīng)測應(yīng)測應(yīng)測圍護墻深層水平位移應(yīng)測應(yīng)測宜測土體深層水平位移應(yīng)測應(yīng)測宜測墻（樁）體內(nèi)力宜測可測可測支撐內(nèi)力應(yīng)測

15、宜測可測立柱豎向位移應(yīng)測宜測可測錨桿、土釘拉力應(yīng)測宜測可測坑底隆起軟土地區(qū)宜測可測可測7其他地區(qū)可測可測可測土壓力宜測可測可測孔隙水壓力宜測可測可測地下水位應(yīng)測應(yīng)測宜測土層分層豎向位移宜測可測可測墻后地表豎向位移應(yīng)測應(yīng)測宜測周圍建（構(gòu)）筑物 變形豎向位移應(yīng)測應(yīng)測應(yīng)測傾斜應(yīng)測宜測可測水平位移宜測可測可測裂縫應(yīng)測應(yīng)測應(yīng)測周圍地下管線變形應(yīng)測應(yīng)測應(yīng)測基坑工程整個施工期內(nèi)，每天均應(yīng)有專人進行巡視檢查。 基坑工程現(xiàn) 場監(jiān)測的頻率及其它的技術(shù)要求主要依據(jù) GB50497-2009建筑基坑工 程監(jiān)測技術(shù)規(guī)范。目前能夠真正成功實施信息化施工的城市基坑項目并不多見。大多數(shù)的基坑監(jiān)測工作只是起到了 一些簡單的反饋

16、作用，并不能最終使監(jiān)測成果的反饋達到更深的層次。目前多數(shù)監(jiān)測單位重視儀器埋 設(shè)、數(shù)據(jù)采集，輕視數(shù)據(jù)分析和反饋，僅僅滿足于收集資料和提交 數(shù)據(jù)、報表，進行簡單分析，判斷是否超過控制值以報警，不能結(jié) 合施工和地質(zhì)情況對監(jiān)測成果進行充分、深入的理論分析，導(dǎo)致花費大量人力物力進行的監(jiān)測工作不能真正發(fā)揮優(yōu)化設(shè)計和及時反饋 指導(dǎo)施工的作用。另外，基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測工作尚未得到各方面的足 夠重視，廣西的基坑工程現(xiàn)場監(jiān)測才剛剛起步， 按監(jiān)測規(guī)范進行監(jiān)測 的建設(shè)方很少，建設(shè)方為了節(jié)約成本，只請第三方進行一些簡單的常 規(guī)觀測應(yīng)付了事，甚至不少工程中仍只由施工單位進行一些簡單的常 規(guī)觀測，并未由專業(yè)人員實施專業(yè)監(jiān)測。

17、事故的隱患依然存在，影響 了基坑工程設(shè)計與施工水平的提高，所以應(yīng)進一步增強對基坑工程的現(xiàn)場監(jiān)測。3基坑技術(shù)和現(xiàn)場監(jiān)測的發(fā)展1）基坑向著大深度、大面積方向發(fā)展，周邊環(huán)境更加復(fù)雜，深 基坑開挖與支護的難度愈來愈大。因此，從工期和造價的角度看兩墻 合一的逆作法將是今后發(fā)展的方向之一。土釘支護方案的大量實施，使得噴射混凝土技術(shù)得以充分運 用和發(fā)展。為減少噴射混凝土的回彈量以及保護環(huán)境， 濕式噴射混凝 土將逐步取代干式噴射混凝土。3）在有支護的深基坑工程中，基坑開挖大多以人工挖土為主， 效率不高。今后將研究開發(fā)小型、靈活、專用的地下挖土機械，以提 高工效，加快施工進度，減少時間效應(yīng)的影響。4）為了減少基

18、坑變形，通過施加預(yù)應(yīng)力的方法控制變形將逐步 被推廣，另外采用深層攪拌或注漿技術(shù)對基坑底部或被動區(qū)土體進行 加固，也將成為控制變形的有效手段。5）為減小基坑工程帶來的環(huán)境效應(yīng) （如因降水引起的地面附加 沉降），或出于保護地下水資源的需要，基坑將更多采用帷幕型支護。 除地下連續(xù)墻外，一般采用旋噴樁或深層攪拌樁等工法構(gòu)筑止水帷 幕。目前，有將水利工程中防滲墻的工法引入到基坑工程中的趨勢。6）在軟土地區(qū)，為避免基坑底部隆起，造成支護結(jié)構(gòu)水平位移 加大和鄰近建（構(gòu)）筑物下沉，可采用深層攪拌樁或注漿技術(shù)對基坑 底部土體進行加固，可提高支護結(jié)構(gòu)被動區(qū)土體的強度。7）為進一步提高基坑工程的總體水平 ，改進傳統(tǒng)的設(shè)計方法實現(xiàn)信息化監(jiān)控設(shè)計與施工將是必然趨勢。而現(xiàn)場監(jiān)測就成為貫穿于 整個過程的必不可少的環(huán)節(jié)，它將在基坑工程中發(fā)揮更大的作用。8）目前基坑監(jiān)測停留在人工監(jiān)測，尚不能做到實時監(jiān)測，信息 化施工受到限制，自動化監(jiān)測以自動型 TCA系列全站儀為傳感器， 利用其自帶的馬達和通訊接