深基基坑坑工工程程施施工工技技術術及及安安全全質質量量控控制制講講義義主要要內內容容第一一部部分分：：深深基基坑坑工工程程概概述述及及典典型型工工程程事事故故分分析析。。第二二部部分分：：深深基基坑坑工工程程關關鍵鍵施施工工技技術術及及工工藝藝。。第三三部部分分：深深基基坑坑工工程程信信息息化化施施工工、、新新技技術術應用用與與施施工工組組織織設設計計。。第四四部部分分：：相相關關規規范范、、規規程程解解讀讀。。第一一部部分分：：深深基基坑坑工工程程概概述述及及典典型型工工程程事事故故分分析析第一一部部分分基基本本內內容容1、深深基基坑坑工工程程概概念念特特點點2、深深基基坑坑工工程程安安全全質質量量問問題題3、國國內內外外深深基基坑坑工工程程的的發發展展4、典典型型深深基基坑坑工工程程事事故故剖剖析析1、深基基坑坑工工程程概概念念特特點點1.1、深深基基坑坑工工程程概概念念住房房和和城城鄉鄉建建設設部部《危險險性性較較大大的的分分部部分分項項工工程程安安全全管管理理辦辦法法的的通通知知》規定定：：深深基基坑坑工工程程指指開開挖挖深深度度超超過過5米（（含含5米））或或地地下下室室三三層層以以上上（（含含三三層層）），，或或深深度度雖雖未未超超過過5米，，但但地地質質條條件件和和周周圍圍環環境境及及地地下下管管線線特特別別復復雜雜的的基基坑坑土土方方開開挖挖、、支支護護、、降降水水工工程程。。1.2、深基基坑坑工工程程特特點點當前前我我國國各各大大城城市市深深基基坑坑工工程程主主要要突突出出了了以以下下四四個個特特點點：：深基基坑坑離離周周邊邊建建筑筑距距離離越越來來越越近近由于于城城市市的的改改造造與與開開發發，，基基坑坑四四周周往往往往緊緊貼貼各各種種重重要要的的建建筑筑物物，，如如軌軌道道交交通通設設施施、、地地下下管管線線、、隧隧道道、、天天然然地地基基民民宅宅、、大大型型建建筑筑物物等等，，設設計計或或施施工工不不當當，，均均會會對對周周邊邊建建筑筑造造成成不不利利影影響響。。深基基坑坑工工程程越越來來越越深深隨著著地地下下空空間間的的開開發發利利用用，，基基坑坑越越來來越越深深，，對對設設計計理理論論與與施施工工技技術術都都提提出出的的更更難難的的要要求求。。如如無無錫錫恒恒隆隆廣廣場場基基坑坑深深近近27m，，上上海海中中心心深深基基坑坑達達30m，，均均已已挖挖入入了了承承壓壓水水層層。。右右圖圖為為寧寧波波嘉嘉和和中中心心二二期期項項目目基基坑坑，，平平均均開開挖挖深深度度為為18.3m，，最最大大挖挖深深為為25.9m，，整整體體為為三三層層地地下下室室布布局局，，局局部部有有夾夾層層。。基坑坑的的規規模模與與尺尺寸寸越越來來越越大大上海海招招商商銀銀行行信信用用卡卡中中心心工工程程基基坑坑面面積積達達81000m2，無無錫錫恒恒隆隆廣廣場場基基坑坑面面積積35000m2。這這類類基基坑坑在在支支護護結結構構的的設設計計、、施施工工中中，，特特別別是是支支撐撐系系統統的的布布置置、、圍圍護護墻墻的的位位移移及及坑坑底底隆隆起起的的控控制制均均有有相相當當的的難難度度。。右圖圖為為天天津津西西站站二二期期項項目目基基坑坑，，總總面面積積為為39000平平方方米米，，基基坑坑周周長長達達855米米。。施工工場場地地越越來來越越緊緊湊湊市區區大大規規模模的的改改造造與與開開發發，，其其中中不不少少以以土土地地出出讓讓形形式式吸吸引引外外資資、、內內資資開開發發，，為為充充分分利利用用土土地地資資源源，，常常要要求求建建筑筑物物地地下下室室做做足足紅紅線線。。場場地地可可用用空空間間狹狹小小大大大大的的增增加加了了施施工工難難度度，，這這必必須須通通過過有有效效的的資資源源整整合合才才能能順順利利實實現現。。左圖圖為為寧寧波波春春江江花花城城二二期期項項目目基基坑坑全全景景，，地地下下室室距距離離外外墻墻用用地地紅紅線線僅僅3.5米米。。2、深深基基坑坑工工程程安安全全質質量量問問題題深基基坑坑工工程程安安全全質質量量問問題題類類型型很很多多，，成成因因也也較較為為復復雜雜。。在在水水土土壓壓力力作作用用下下，，支支護護結結構構可可能能發發生生破破壞壞，，支支護護結結構構型型式式不不同同，，破破壞壞形形式式也也有有差差異異。。滲滲流流可可能能引引起起流流土土、、流流砂砂、、突突涌涌，，造造成成破破壞壞。。圍圍護護結結構構變變形形過過大大及及地地下下水水流流失失，，引引起起周周圍圍建建筑筑物物及及地地下下管管線線破破壞壞也也屬屬基基坑坑工工程程事事故故。。粗粗略略地地劃劃分分，，深深基基坑坑工工程程事事故故形形式式可可分分為為以以下下三三類類：：2.1、基基坑坑周周邊邊環環境境破破壞壞在深深基基坑坑工工程程施施工工過過程程中中,會對對周周圍圍土土體體有有不不同同程程度度的的擾擾動動，，一一個個重重要要影影響響表表現現為為引引起起周周圍圍地地表表不不均均勻勻下下沉沉，，從從而而影影響響周周圍圍建建筑筑、、構構筑筑物物及及地地下下管管線線的的正正常常使使用用，，嚴嚴重重的的造造成成工工程程事事故故。。引起起周周圍圍地地表表沉沉降降的的因因素素大大體體有有：：基坑坑墻墻體體變變位位；；基坑坑回回彈彈、、隆隆起起；；井點點降降水水引引起起的的地地層層固固結結；；抽水水造造成成砂砂土土損損失失、、管管涌涌流流砂砂等等。。因此此如如何何預預測測和和減減小小施施工工引引起起的的地地面面沉沉降降已已成成為為深深基基坑坑工工程程界界亟亟需需解解決決的的難難點點問問題題。。左圖圖為為2010年1月，，深深基基坑坑施施工工導導致致的的南南寧寧市市中中興興街街路路面面開開裂裂事事故故。。右圖圖為為2010年4月，，深深基基坑坑施施工工導導致致的的廣廣州州市市中中山山三三路路路路面面開開裂裂事事故故。。2010年5月，，深深圳圳地地鐵鐵5號線線太太安安站站基基坑坑施施工工引引起起周周邊邊居居民民樓樓及及路路面面裂裂縫縫。。2010年8月，，上上海海逸逸虹虹景景苑苑小小區區項項目目基基坑坑施施工工導導致致周周邊邊房房屋屋及及路路面面開開裂裂。。2.2、深深基基坑坑支支護護體體系系破破壞壞，，包包括括以以下下4個方方面面的的內內容容：：基坑坑圍圍護護體體系系折折斷斷事事故故主要是由于施施工搶進度，，超量挖土，，支撐架設跟跟不上，是圍圍護體系缺少少大量設計上上必須的支撐撐，或者由于于施工單位不不按圖施工，，抱僥幸心理理，少加支撐撐，致使圍護護體系應力過過大而折斷或或支撐軸力過過大而破壞或或產生大變形形。下圖為2008年蘇州某深基基坑事故。上圖為2008年杭州地鐵深深基坑施工中中地下連續墻墻折斷破壞。。2011年杭州某深基基坑圍護樁折折斷事故。基坑圍護體整整體失穩事故故深基坑開挖后后，土體沿圍圍護墻體下形形成的圓弧滑滑面或軟弱夾夾層發生整體體滑動失穩的的破壞。下圖圖為某深基坑坑圍護整體失失穩破壞事故故。故。2008年11月15日下午，杭州州蕭山湘湖段段地鐵施工現現場發生塌陷陷事故。風情情大道長達75m的路面坍塌并并下陷15m。行駛中的11輛車陷入深坑坑，數十名地地鐵施工人員員被埋。事故造成21人死亡、24人受傷、直接接經濟損失4961萬元，是中國國地鐵建設史史上最慘痛的的事故。21名責任人被究究責，其中10人被追究刑事事責任。基坑圍護踢腳腳破壞由于深基坑圍圍護墻體插入入基坑底部深深度較小，同同時由于底部部土體強度較較低，從而發發生圍護墻底底向基坑內發發生較大的““踢腳”變形形，同時引起起坑內土體隆隆起。右圖為為某深基坑發發生“踢腳””破壞。坑內滑坡導致致基坑內撐失失穩在火車站、地地鐵車站等長長條形深基坑坑內區放坡挖挖土時，由于于放坡較陡、、降雨或其他他原因引起的的滑坡可能沖沖毀基坑內先先期施工的支支撐及立柱，，導致基坑破破壞。右側兩兩圖為2009年杭州地鐵1號線鳳起路站站坑內土體滑滑坡引起的支支撐體系破壞壞。2.3、土體滲透破壞壞，包括以下下3個方面內容：：基坑壁流土破破壞在飽和含水地地層（特別是是有砂層、粉粉砂層或者其其他的夾層等等透水性較好好的地層），，由于圍護墻墻的止水效果果不好或止水水結構失效，，致使大量的的水夾帶砂粒粒涌入基坑，，嚴重的水土土流失會造成成地面塌陷。。左圖為某深深基坑止水帷帷幕滲漏、樁樁間流土事故故。上圖為寧波某某深基坑發生生流土與地面面塌陷基坑底突涌破破壞由于對承壓水水的降水不當當，在隔水層層中開挖基坑坑時，當基底底以下承壓含含水層的水頭頭壓力沖破基基坑底部土層層，將導致坑坑底突涌破壞壞。下圖為上上海某深基坑坑坑底內發生生承壓水突涌涌。基坑底管涌破破壞在砂層或粉砂砂底層中開挖挖基坑時，在在不打井點或或井點失效后后，會產生冒冒水翻砂（即即管涌），嚴嚴重時會導致致基坑失穩。。下圖為湖南南浯溪水電站站二期深基坑坑出現管涌。。以上深基坑工工程安全質量量問題，只是是從某一種形形式上表現了了基坑破壞，，實際上深基基坑工程事故故發生的原因因往往是多方方面的，具有有復雜性，深深基坑工程事事故的表現形形式往往具有有多樣性。3、深基坑工程程的發展深基坑工程是是最近30多年中迅速速發展起來的的一個領域。。以前的幾十十年中，由于于建筑物的高高度不高，基基礎的埋置深深度很淺，很很少使用地下室，基坑坑的開挖一般般僅作為施工工單位的施工工措施，最多多用鋼板樁解解決問題，沒沒有專門的設設計，也并沒沒有引起工程程界太多的關關注。近30多年來，由由于高層建筑筑、地下空間間的發展，深深基坑工程的的規模之大、、深度之深，，成為巖土工工程中事故最最為頻繁的領領域，給巖土土工程界提出出了許多技術術難題，當前前，深基坑工工程已成為國國內外巖土工工程中發展最最為活躍的領領域之一。回回顧歷史，深深基坑工程發發展主要經歷歷了以下三個個階段。第一階段：二二十世紀七七八十年代伴隨著大城市市高層、超高高層建筑的興興建，深基坑坑工程問題逐逐漸凸現。但但那時2～3層地下室的的工程還比較較少，基坑主主要的圍護結結構型式是水水泥攪拌樁的的重力式結構構，對于比較較深的基坑則則采用排樁結結構，如果有有地下水，再再加水泥攪拌拌樁止水帷幕幕。在國內，那時時地下連續墻墻用得比較少少，SMW工法正在進行行開發研究。。由于缺乏經經驗，深基坑坑的事故比較較多，引起了了社會和工程程界的關注。。從那時起，，國內施工人人員開始研究究深基坑工程程的監測技術術與數值計算算，當時雖然然有一些施工工技術指南，，但還沒有開開始編制基坑坑工程的規范范。第二階段：二二十世紀九十十年代在國內，通過過總結施工經經驗，開始制制定基坑規范范，這一時期期出現了包括括武漢、上海海、深圳等地地方規范和兩兩本行業規范范。一些地方方政府建立深深基坑方案的的審查制度。。國內外工程程界開始出現現超深、超大大的深基坑工工程，基坑面面積達到2～～3萬平方米米，深度達到到20m左右。復合式土釘墻墻在淺基坑中中推廣使用，，SMW工法開始推廣廣使用，地下下連續墻被大大量采用。逆逆作法施工、、支護結構與與主體結構相相結合的設計計方法開始得得到重視和運運用。商業化化的深基坑設設計軟件大量量使用。在施施工中，基坑坑內支撐出現現了大直徑圓圓環的形式和和兩道支撐合合用圍檁的方方案，最大限限度地克服了了支撐對施工工的干擾。第三階段：進進入新世紀以以后國內外，伴隨隨著超高層建建筑和地下鐵鐵道的發展，，地下工程向向更深部發展展空間，出現現了更深、更更大的深基坑坑工程，基坑坑面積達到了了4～5萬平方米，深度超過30m，最深達50m，逆作法施工工、支護結構構與主體結構構相結合的設設計方法在更更多的工程中中推廣應用。但由于理論研研究滯后、設設計缺陷、施施工等方面的的原因，深基基坑工程施工工與相鄰環境境的相互影響響形勢更趨嚴嚴峻，出現了了新一波的深深基坑工程事事故。這一時期，我我國（包括臺臺北和香港））采用支護結結構與主體結結構相結合并并用逆作法施施工的深基坑坑工程已達101項，并并且出現了第第二波的基坑坑工程規范的的修訂與編制制。通過20多年年的工程實踐踐和業內人士士的努力，深深基坑工程領領域取得了很很大的進展，，主要表現為為下面五個方方面：1.設計思思想不斷更新新2.施工技技術不斷發展展3.設計方方法不斷進步步4.管理制制度不斷完善善5.標準化化工作的開展展4、深基坑工程程實例——廣州海珠城廣廣場基坑坍塌塌4.1、工程概況海珠城廣場基基坑周長約340米，原設計地地下室4層，基坑開挖挖深度為17米。該基坑東側為為江南大道，，江南大道下下為廣州地鐵鐵二號線，二二號線隧道結結構邊緣與本本基坑東側支支護結構距離離為5.7米；基坑西側側、北側鄰近近河涌，北面面河涌范圍為為22米寬的渠箱；；基坑南側東東部距離海員員賓館20米，海員賓館館樓高7層，采用φ340錘擊灌注樁基基礎；基坑南南側兩部距離離隔山一號樓樓20米，樓高7層，基礎也采采用φ340錘擊灌注樁。。該工程地質情情況從上至下下依次為：填填土層，厚0.7~3.6米；淤泥質土土層，層厚0.5~2.9米；細砂層，，個別孔揭露露，層厚0.5~1.3米；強風化泥泥巖，頂面埋埋深為2.8~5.7米，層厚0.3米；中風化泥泥巖，埋深3.6~7.2米，層厚1.5~16.7米；微風化巖巖，埋深6.0~20.2米，層厚1.8~12.84米。由于本工程巖巖層埋深較淺淺，因此，原原設計支護方方案如下：基坑東側、基基坑南側偏東東34米、北側偏東東30米范圍內，上上部5.2米采用噴錨支支護方案，下下部采用挖孔孔樁結合鋼管管內支撐的方方案，挖孔樁樁底標高為▽▽—20.0米。基坑西側上部部采用挖孔樁樁結合預應力力錨索方案，，下部采用噴噴錨支護方案案。基坑南側、北北側的剩余部部分，采用噴噴錨支護方案案。后由于±0.00標高調整，后后實際基坑開開挖深度調整整為15.3米。本基坑在2002年10月31日開開始施工，至至2003年年7月施工至至設計深度15.3米，，后由于上部部結構重新調調整，地下室室從原設計4層改為5層層，地下室開開挖深度從原原設計的15.3米增至至19.6米米。由于地下下室周邊地梁梁高為0.7米。因此，，實際基坑開開挖深度為20.3米，，比原設計挖挖孔樁樁底深深0.3米。。新的基坑設計計方案確定后后，2004年11月重重新開始從地地下4層基坑坑底往地下5層施工，至至2005年年7月21日日上午，基坑坑南側東部樁樁加鋼支撐部部分最大位移移約為4.0cm，其中中從7月20日至7月21日一天增增大1.8cm，基坑南南側中部噴錨錨支護部分，，最大位移約約為15cm。3.2、事故過程2005年7月21日12時左右,在廣州海珠珠區江南大道道南珠城海廣廣場深基坑發發生滑坡，導導致三人死亡亡，4人受傷傷，地鐵二號號線停運近一一天，7層的的海員賓館倒倒塌，多加商商鋪失火被焚焚，一棟7層層居民樓受損損，三棟居民民被迫轉移。。下面是一些些事故照片。。3.3、事故原因（1）本基坑坑原設計深度度只有16.2米，而實實際開挖深度度為20.3米，超深4.1米，造造成原支護樁樁成為吊腳樁樁，盡管后來來設計有所變變更,但對已已施工的圍護護樁和錨索等等構件已無法法調整，成為為隱患。（2）從地質質勘察資料反反應和實際開開挖揭露，南南邊地層向坑坑內傾斜，并并存在軟弱透透水夾層，隨隨著開挖深度度增大，導致致深部滑動。。（3）本基坑坑施工時間長長達2年9個個月，基坑暴暴露時間大大大超過臨時支支護為一年的的時間，導致致開挖地層的的軟化滲透水水和已施工構構件的銹蝕和和錨索預應力力的損失，強強度降低，甚甚至失效。（4）事故發發生前在南邊邊坑頂因施工工而造成東段段嚴重超載，，成為了基坑坑滑坡的導火火線。（5)從施工工紀要和現場場監測結果分分析，在基坑坑滑坡前已有有明顯預兆，，但沒有引起起應有的重視視，更沒有采采取針對性的的措施，也是是導致事故的的原因之一。。事故調查結果果與處理結果果與2005年9月20日在廣州日報報公布：對7個建設責任主主體及其20名責任人給予予行政處罰或或處分，其中中7名主要負責人人因涉嫌觸犯犯刑法被司法法機關依法逮逮捕;對事故發生負負有監管責任任的14名行政人員給給予降級或降降級以下的行行政處分和責責令作出深刻刻檢討，并責責成相關單位位對市政府作作出書面檢查查。在以后深基坑坑工程中，我我們還應注意意以下施工安安全控制要點點：（1）設計、施工安安全性報告控控制：初步設設計階段施工工單位應制定定深基坑設計計、施工安全全性報告。安安全性報告應應通過專家評評審。（2）支護結構和和土體加固工工程施工安全全質量控制：：地下連續墻墻、SMW工法、鋼或混混凝土支撐等等基坑支護結結構和土體加加固施工中涉涉及安全性能能的重要工序序的施工質量量應滿足法規規標準和設計計要求。（3）安全管理人員員監管：作業業時，施工單單位專職安全全生產管理人人員應在現場場進行管理。。（4）基坑臨邊防護：基基坑四周、操操作平臺等臨臨邊處應設置置防護欄桿，，應牢固可靠靠。（5）立體交叉作業業控制：當應應用土代模澆澆筑混凝土支支撐，支撐下下的土方開挖挖后，施工單單位應