深基坑质量通病.doc

2 深基坑施工 随着城市建设的发展，深基坑工程越来越多，规模不断扩大，其趋势是面大而深。基坑是建筑工程的一部分，其发展与建筑业的发展是密切相关的，而深基坑是充分利用土地资源的方法之一。 我国目前基坑工程的数量、规模、分布急剧增加，基坑开挖施工状况为基坑越挖越深、面积越来越大，地质错综复杂、工况条件环境保护要求越来越高、基坑的围护方法越来越多，基坑开挖施工时发生的事故较多，因此深度在7m以上基坑工程的开挖施工越来越受到建筑工程界的关注和重视。 由于基坑工程发展快，所以目前在基坑开挖中也存在施工管理不力、基坑工程设计质量较低等问题。 基坑开挖往往由于开挖施工中的施工质量不佳或发生施工事故，则会对地下工程主体结构施工带来较大麻烦或对工程建造后的后期，带来不利的影响甚至较大的危害，同时对工程施工的安全、工期、环境保护等影响更为严重。因此，在施工前必须制订出切实、有效、优化的施工方案和技术措施，把在基坑开挖施工中估计将会出现的问题考虑周全，以使基坑开挖施工顺利地进行。下面将在基坑开挖施工中常见的施工质量通病和造成这些通病的原因、预防的技术措施、以及这些通病的治理方法等作简要叙述。 2.1 基坑放坡开挖 在环境条件许可的情况下，深基坑往往也采用放坡开挖的施工方法，对有围护结构的基坑,由于面积大或纵向距离长，也需要分段、分块的放坡开挖方法。 2.1.1 基坑边坡的局部发生塌方或滑坡 一、 现象 在基坑开挖过程中或开挖后，局部边坡产生塌方、滑坡，影响工程施工及附近建筑物的安全和稳定。 二、 原因分析 （1）基坑开挖边坡的放坡不够，没有根据不同土质的特性设置边坡，致使土体边坡失稳而产生塌方； （2）在有地下水情况下，未采取有效的降低地下水位的措施，或采取了措施而未能达到规定的标准要求； （3）没有及时处理好地面水的侵入，使土体湿化、内聚力降低，土体在自身重力作用下使边坡失稳而引起塌方； （4）边坡顶部局部堆载过大，或受外力振动影响，使土体内剪应力超过边坡土体的抗剪应力，引起边坡土体局部失稳而塌方； （5）在开挖施工过程中，由于开挖次序、方法不当而造成塌方。 （6）局部处土体在开挖时超挖亦会引起塌方和滑坡。 三、 预防措施 （1） 根据土的种类、物理力学性能，通过边坡稳定计算，设计出土体的边坡，在施工中严格按设计边坡开挖放坡； （2）当采取降低地下水位的辅助技术时，要保证措施的质量，加强平时使用期的维护、保养，使降低后的水位始终控制在要求的范围内； （3）做好地面排水，避免在影响边坡稳定的范围内积水，以致降低土体的抗剪强度； （4）地面弃土须堆载时，弃土堆的坡脚至挖方基坑上边缘的距离，应根据基坑开挖深度、边坡的坡度和土的性质计算确定，并应明确堆土范围、堆载量和堆土高度； （5）土方的开挖应自上而下、由内向外、分段分层、依次进行，并边开挖边作成一定的坡势，以利于坑内泄水，禁止先挖坡脚； （6）在基坑深度不一致时，宜做到先深后浅，尽量减少地基土的扰动； （7）在施工期间，加强对周边环境和边坡的监护、观测，以便发现异象及时采取可行的处理措施； （8）对边坡暴露时间较长的工程，可采用金属网片加水泥砂浆抹面的护坡加强措施； （9）在影响边坡稳定的范围内，禁止其它施工和过大的振动作业。 四、 治理方法 滑坡、塌方事故发生后，必须及时进行分析，查出原因，对症下药，这是最为重要的一个环节，务必抓紧不放。 （1）当由于坡顶堆载过载而导致滑坡、塌方，应行清除过量的堆载作坡顶卸荷处理，然后再作边坡的修复； （2）若是由于辅助技术措施不力、效果不佳或没有达到设计要求，应采取补救的技术措施，确保其能达到施工所需的要求标准，然后再作边坡修复； （3）边坡的修复先清除滑坡、塌方的土体，可在坡脚外作临时性的支护（如堆装土的草袋、坡脚桩、设支撑、砌护墙等）措施，再按实际情况放坡，也可放缓边坡，如图3.1.1－1所示。 3.1.2基坑边坡失稳引起大面积滑坡 一、 现象 边坡受到地表水侵入，受到较大震动以及坡脚土体软弱，边坡在自重作用下，沿一定的软弱土体面边坡整体向下滑动，危害极大。 二、 原因分析 （1）基坑边坡设定的放坡不够，没有根据不同土质的物性设置边坡，超过土体的抗剪强度而失稳产生大滑坡； （2）没有采取降低地下水位的措施或采取了措施而未能达到要求的标准； （3）当坑底至以下的一定范围土体软弱，没有采取加固处理，或通过加固处理没有达到规定的标准； （4）地面水的排除措施不力，以使地面水浸入边坡水而引起滑坡； （5）在边坡滑坡范围内进行其它施工作业，扰动了边坡土体，而引起失稳滑坡； （6）边坡顶堆载，超过土体的抗剪强度引起滑坡。 三、 预防措施 （1）边坡的斜率必须通过稳定计算决定，而计算的依据必须是边坡土体的实际物理力学指标和特性； （2）按现场工状条件，拟定降低地下水位的方法，确保该方法的实施质量，并加强使用期的保养、维护，使水位降至预定的要求； （3）基坑开挖施工，严格按设计边坡实施； （4）在影响边坡稳定的范围内，不作其它施工作业，避免由于施工作业而扰动边坡的土体； （5）加强对边坡稳定的监护、观测，以便发现异象，及时采取可行的措施； （6）边坡稳定影响范围内不堆载堆弃土，如由于施工条件限制，一定要堆载时，必须通过计算，定出堆载范围、数量； （7）遇坡脚处于软弱土层时，可采取地基加固技术，改良其土质，以保坡脚稳定。 四、 治理方法 滑坡原因分析后，按原因提出措施加紧实施。 （1）由于边坡附近堆载过大，应先清除过量的堆载，作坡顶卸荷处理，然后再作边坡的修复； （2）若因由于辅助的技术施工不力，成效不佳或没有达到要求，首先应采取补救的技术措施，确保其能达到施工所需，然后进行边坡修复； （3）边坡的修复应先清除滑坡的土体，再根据实际情况放坡。 3.1.3边坡超挖 一、 现象 边坡的表面不平，有较大凹洼，造成积水，并使局部边坡的坡度加大，从而影响边坡的稳定。 二、原因分析 （1）用机械开挖时，没有严格控制挖掘的操作，局部就引起超挖； （2）挖土顺序、排列不周、混乱，挖土时无参考的基准。 三、预防措施 （1）合理组织开挖施工顺序，采用超前边坡样模，便于开挖坡面控制； （2）当采用机械开挖，必须留30cm作为人工修正坡度。 四、治理方法 当超挖范围较大，可视现场条件，外放坡顶边线修正坡度。如现场无条件向上放坡，则可采用超挖下边修平砌挡土墙，开排水小明沟。 3.1.4坑底基础土泡水 一、 现象 基坑开挖中或开挖后，坑内地基土被水浸泡。 二、 原因分析 在开挖中没有注重坑内的排水管理，直接在水中挖土，或开挖后没有及时排除渗入的地下水和流入的地面水，而使地基土浸泡在水中，大大减弱了地基土的承载力和增大了结构建成后的沉降量。 三、 预防措施 （1）基坑开挖施工前，周围应先挖置排水明沟或挡水堤，防止地面水流入基坑内，这些设施与基坑坡顶应保持一定距离； （2）开挖施工要做到逐层开挖、逐层放坡，在开挖施工中应加设超前的排水沟和集水井，并及时排除集水井内的积水； （3）在潜水层内开挖基坑时，可根据水位高度、潜水层厚度和涌水量， 在潜水层标高最低处设置排水沟和集水井； （4）当采用分级放坡施工开挖时，在每台阶踏步面的上坡脚处设排水沟作断流排水，如图3.1.2－1所示； （5）在地下水位较高、土层透水性能好的土层中，可根据工程基坑开挖深度、土的性质，设计井点降水的辅助技术，以降低地下水位，改善土质，有利开挖施工。 四、 治理方法 （1）对已浸泡的基坑地基土，应立即采取措施排除坑内积水； （2）已被浸泡扰动过的地基土，可根据具体浸泡程度，采取挖除浸泡土或抛填碎石等措施。 3.1.5坑底地基土扰动 一、 现象 基坑底的地基土成软塑状态，形成橡皮土（又称弹簧土），将使地基承载力降低、变形量增大、地基在较长期间不能得到稳定。 二、 原因分析 （1）开挖施工中没能控制好开挖标高，出现超挖，于是采用回填原状土，而这些土的含水量过大，在夯实时会出现上述现象； （2）在接近基面标高的挖土施工时，没有合理安排施工顺序进行作业，因而在基面上增加了人员和设备往返次数，扰动了基面的土体； （3）当采用了降低地下水位的辅助措施，但措施效果没有达到施工所需要求的标准，基坑地基土疏干程度不够。 三、 预防措施 （1）严格控制挖土标高，当用机械挖土，应抛高20－30cm然后人工修挖到标高，当遇超挖时以砂 、石回填，不准回填原状土； （2）合理安排施工，严格按顺序挖土，尽量减少作业的往返次数； （3）降水措施的设计要根据工程深度、土质状况，定出标准，保证降水后地下水位在基坑底面以下0.5m。 四、 治理方法 （1）用石灰粉、粉煤灰等吸水材料均匀地掺入土中，吸收土中水份、降低土的含水量； （2）挖除扰动土，回填砂、石或3:7的灰土； （3）条件许可，将扰动土翻松、晾晒、风干至最优含水量，再夯压密实。 3.1.6基坑底出现流砂 一、 现象 当基坑开挖超过地下水位时，而坑内采用集水井排水，坑底发现冒砂，而且边挖边冒，无法进行开挖施工。 二、原因分析 流砂一般出现在粉砂层或粘土颗粒含量小于10％、粉粒含量大于75％的土层，地下水动水压力较大，基坑内外水位高差大，这样动水在流动时将粉砂颗粒一起带动冲流冒出，形成流砂。流砂挖取越多，流入也越多，将使基坑外附近的地基下陷和沉塌。 三、预防措施 （1）施工前必须了解工程所处地层的土质情况，并分析、计算是否有可能产生流砂现象； （2）当确认能产生流砂现象时，应预先采用井点降水，将地下水位降低，减少坑外内的水位差，消除动水压力。 四、治理方法 在施工时由于没有采用降低地下水位的技术措施或虽采用却效果不佳时，可采用下列技术和方法。 （1）采用水下挖土，即坑内不排水，使坑内水位与坑外水位相应平衡，消除水压差，阻止流砂； （2）打板桩，将桩打入坑底下面一定深度，减小动水压力； （3）基坑外钻孔抽水，孔深超过基坑底标高，改变地下水渗流方向和降低地下水位，阻止流砂的发生； （4）当发生局部或轻微少量流砂时，可向坑内抛大石块，增加压重。 3.1.7基坑底土体超挖 一、 现象 挖土超过坑底标高，当采用机械开挖到标高，坑底面有坑洼，高低显著不平。 二、 原因分析 （1）机械挖土操作不谨，深一斗、浅一斗，不但坑底形成坑洼，而且超标高； （2）测量错误，以使开挖超标高； （3）开挖施工，没有控制，开挖顺序不合理，产生超挖。 三、 预防措施 （1）控制标高放出后，必须作复测、复核，避免测量误差； （2）采用机械挖土时，挖土到位标高应抬高30cm，而由人工修复，挖到控制标高； （3）当快到控制标高时，在坑底布设网格形的挖土标高控制桩。 四、 治理方法 先挖除浮土然再用砂、石回填夯实标高，不得回填原土。 3.1.8基坑底土体隆起 一、现象 由于土体的