影響基坑穩(wěn)定的因素

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(dāng)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(dāng)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(fēng)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)因和外因前言基礎(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。各地在深基坑開挖和支護技術(shù)方面積累了豐富的設(shè)計和施工經(jīng)驗新技術(shù)、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(dǎo)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(dāng)以合理設(shè)計，細(xì)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護，設(shè)計土釘間距為1.2m施工單位施工時卻將土釘間距擴大至1.8m降低了支護結(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(dǎo)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、土體被水浸潤甚至泡軟、受氣候影響和風(fēng)化作用使土質(zhì)變松軟、開裂、飽和的細(xì)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-10℃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O℃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保證了圍護結(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(yán)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?；油练揭话悴捎脵C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。對采用土釘墻支護的基坑，土方開挖深度應(yīng)嚴(yán)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(dāng)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(biāo)準(zhǔn)進行檢驗，主要內(nèi)容有：(1)材料出廠合格證檢查(2)材料現(xiàn)場抽檢(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，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(dāng)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，分析原因，采取措施，防止事故的發(fā)生?；又ёo設(shè)計方案的選定取決于基坑開挖深度、地基土的物理力學(xué)性質(zhì)、水文地質(zhì)條件、基坑周邊環(huán)境(包括相鄰建筑物、構(gòu)筑物的重要性,相鄰道路、地下管線的限制程度)、設(shè)計控制變形要求、施工設(shè)備能力、工期、造價及支護結(jié)構(gòu)受力特征等諸多因素?？偨Y(jié)：總而言之基坑支護作為一個結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。一般的設(shè)計要求是不允許支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大，影響正常使用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。因此，基坑支護設(shè)計相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設(shè)計的計算理論，不但要能計算支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題，還應(yīng)計算其變形，并