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1、深基坑开挖给的工程地质问题摘要：随着城市建设的快速发展，对基坑开挖的深度的要求日益增加，深基坑的开挖成为建筑物的必需。然而深基坑由于其深度问题，在施工中会对其他的建筑物等产生影响，从而成为抵制工程中的一个复杂问题。施工方对深基坑的关注以及工作时的态度成为负面影响减低的要点。本文主要结合深基坑实例，针对深基坑开挖引起的一些问题进行分析，并提出了有效的防治措施。关键词：深基坑不均匀沉降土压力防治措施常见问题深基坑工程的独特性(1) .基坑的深度加大。建筑物的稳定性和基坑的深浅有着十分重要的关系，正因为人们对建筑物的需求以及土地的紧张性等因素，而导致了建筑物的本身计划高度的加大，以及开始向地下开始开
2、发。地下室的不断出现就是案例。现在的地下室出现4层也很正常。基坑的深度也因此需要不断地加深。(2) .深基坑工程所面临的环境差异化城市地形地貌的差异化导致各种水文地质条件以及工程地质条件的出现，在深基坑的开挖中只有结合各个地方的特色，实施符合实际环境的深基坑开挖工程，才能够保证深基坑工程的顺利进行。(3) .深基坑所处环境的多样化现今深基坑的开挖不可避免的要在城市高楼大厦中进行，在建筑物密集之处建立是为了更好地方便群众，做好房地产的开发项目。但是往往在城市人口建筑的密集处，也是地上与地下线密集的地方。要保证深基坑的稳定性，就要处理好地上与地下的各种环境问题。(1) 二深基坑开挖对周边环境的影响
3、.邻近建筑物的沉降开裂由于深基坑在开挖的时候容易使地表产生沉降问题，从而使得邻近建筑物发生沉降开裂。这种沉降位移的产生大多数与地表水的含水量有关，如果地表水的含水量降低的话，沉降范围一般而言会比较大。这种沉降位移也同护坡的变形有关，一旦护坡发生变形，在深基坑的附近就会发现沉降位移。当基坑发生位移的时候，严重的话还会产生地下的承压水受压力而向上喷涌的现象产生，由此更会使得基土开裂。根据实践经验，我们从以下工程中来探讨分析这一情形。这个工程的地下水大约深埋在1.3米的位置，存在着三种类型的地下水：一是浅层潜水型，二是弱承压水型，三是及基岩裂隙水。根据这一地层结构，探测这一过程沉积环境，以野外勘探和
4、现场原位的方式进行测试，以结合土工试验成果来加以综合分析，从上到下，这一土层依此为：人工杂填土、亚粘土、亚粘土一粉细砂、淤泥质亚粘土。大约在开挖前的两周开始对工程进行降水维护，这样的话可以保证土体在开挖的时候有足够的水份来保证稳定性。在钻孔灌注桩桩顶开始设置钢筋混凝土冠梁，位于隧道的地方则采用钢管支撑体系。土方开挖为垂直明挖，结构是先撑后挖。开挖的深度为每层钢支撑高度3米，开挖的时候就注意进行坡面挂网喷浆和钢支撑支护。在实际中，我们可以看到边开挖基坑紧邻的建筑已经开始出现了裂缝，虽然程度各不相一，有的横向拉裂，局部有少量地砖翘起。(2) .边坡位移深基坑在开挖的过程中，由于基土的挖掘与堆积，会
5、使得边坡的外力逐渐增大，再加上边坡原有的压力，就会出现边坡位移的现象。这种边坡向下滑坡也很可能出现塌陷等情况的发生。当然，如果及时采取支护等措施，虽可以起到一定的作用，但一旦支护不当，还是不能维护边坡的稳定性。不论是开挖前，还是支护后，施工人员都要多加注意。（3）.流砂现象的出现基坑开挖势必会对地面产生破坏，当粉砂层小于10%，或者粘土层小于10%的时候就会出现流砂，还有一种出现流砂的情况是粉粒含量过大，超过四分之三。基坑开挖的下陷就会导致地表层破坏引起沉降，使得粉砂颗粒从地下冒出。三我国深基坑特点目前，我国深基坑工程具有下述特点：（1）深基坑工程具有很强的区域性岩土工程区域性强，岩土工程中的
6、深基坑工程，区域性更强。如黄土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中，基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。正是由于岩土性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性，往往造成勘察所得到的数据离散性很大，难以代表土层的总体情况，且精确度很低。因此，深基坑开挖要因地制宜，根据本地具体情况，具体问题具体分析，而不能简单地完全照搬外地的经验。（2）深基坑工程具有很强的个性深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此，对深基坑工程进行分类，对支护结
7、构允许变形规定统一的标准是比较困难的，应结合地区具体情况具体运用。（3）基坑工程具有很强的综合性深基坑工程涉及土力学中强度（或称稳定）、变形和渗流3个基本课题，三者融溶一起需要综合处理。有的基坑工程土压力引起支护结构的稳定性问题是主要矛盾，有的土中渗流引起土破坏是主要矛盾，有的基坑周围地面变形是主要矛盾。深基坑工程的区域性和个性强也表现在这一方面。同时，深基坑工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交*的学科，是多种复杂因素相互影响的系统工程，是理论上尚待发展的综合技术学科。（4）深基坑工程具有较强的时空效应深基坑的深度和平面形状，对深基坑的稳定性和变形有较大影响。在深基坑设计中，要注意深基坑工
8、程的空间效应。土体蠕变体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性。作用在支护结构上的土压力随时间变化，蠕变将使土体强度降低，使土坡稳定性减小，故基坑开挖时应注意其时空效应。（5）深基坑工程具有较强的环境效应深基坑工程的开挖，必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。（6）深基坑工程具有较大工程量及较紧工期由于深基坑开挖深度一般较大，工程量比浅基坑增加很多。抓紧施工工期，不仅是施工管理上的要求，它对减小基坑变形，减小
9、基坑周围环境的变形也具有特别的意义。（7）深基坑工程具有很高的质量要求由于深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域，甚至有时深基坑的支护结构还是地下永久结构的一部分，而地下结构的好坏又将直接影响到上部结构，所以，必须保证深基坑工程的质量，才能保证地下结构和上部结构的工程质量，创造一个良好的前提条件，进而保证整幢建筑物的工程质量。另一方面，由于深基坑工程中的挖方量大，土体中原有天然应力的释放也大，这就使基坑周围环境的不均匀沉降加大，使基坑周围的建筑物出现不利的拉应力，地下管线的某些部位出现应力集中等，故深基坑工程的质量要求高。（8）深基坑工程具有较大的风险性深基坑工程是个临时工程，安全储备相
10、对较小，因此风险性较大。由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测，并应具备应急措施。深基坑工程造价较高，但有时临时性工程，一般不愿投入较多资金，一旦出现事故，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。（9）深基坑工程具有较高的事故率深基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。深基坑施工过程中常见的问题深基坑在施工挖土过程中如果不根据现场实际地质情况进行分析，或处理不当，就有可能发生基坑位移、管涌、渗漏和倾覆事故，造成邻近建筑物不均匀沉降，产生开裂及其他不安全因
11、素，并可能对市政道路地下管网带来重大影响，以致影响工程施工进度。以下从四个方面概述影响的原因。一）挖土顺序与土层厚度的影响（1）挖土顺序不当会引起基坑局部变形，位移过大，导致基坑坍塌。如果某局部挖土过深，容易造成这一处支护结构应力较为集中，导致支护结构破坏，从而引起基坑坍塌。（2）挖土层厚度选择不当，引起基坑坍塌。深基坑挖土应分层开挖，每层挖土厚度根据地质状况而定，不可一次挖土过深或者超过，以免造成被动土压力迅速减小而主动土压力迅速增大，使支护结构破坏，导致基坑坍塌。（二）支护结构稳定性的影响（1）支护结构自身的破坏导致边坡失稳。主要原因是支护桩的嵌入深度不足，桩径选用过小，钢筋笼配筋偏小，圈
12、梁设计不合理，支撑布置不合理。（2）支护结构发生变形、位移引起邻近建筑物破坏。由于挡土结构局部荷载较大，造成支护结构局部变形，位移过大，引起邻近建筑物过大变形或结构破坏。（三）地质条件的影响（1）砂层及流砂层一般是含水层，土层的粘聚力很低，对基坑壁产生的侧压力较大,同时在支护桩缝见极易发生涌砂、漏砂现象，从而引起基坑周围地面下沉。（2）可塑性很强的流塑淤泥土层，虽含水性比砂层差，但粘聚力、内磨角都很小，也是引起基坑不安全因素之一。（四）地下水方面的影响（1）降低地下水位，引起地面沉降。基坑开挖时，坑内水位由于降水井的排水，水位下降，基坑外侧地下水由于坑壁渗水也在不断下降，土体会产生新的固结，从
13、而引起地面下降。（2）地下水渗透破坏，引起基坑坍塌。基坑外侧土体在水压力的作用下，会产生流土现象，从而引起基坑坍塌。（3）基坑管涌导致土体开裂。由于基坑外侧水压力及土压力的存在，再加上基坑底下土质不好，极容易将底板顶裂，造成管涌现象。五事故防治由于在基坑支护结构上的作用具有许多不确定因素，以及在设计理论上存在着不完善现状，要避免产生重大基坑事故的最好办法是采取预防为主的对策。因此只要在施工期间引起高度重视，采取有效的防治措施，则可将环境工程地质问题所产生的危害减至最小甚至根除。选择防治措施考虑的因素主要是环境工程地质问题的类别以及基坑周边的环境状况。南京地区深基坑周围一般建筑物多，道路纵横，管
14、线交错，支护方案的实施要确保这些民用设施的正常使用。南京地区最早的基坑开挖深度一般不超过8.0m，因此当时所采用的支护技术比较单一，主要是悬臂型支护排桩，如打入或静压预制桩，大直径钻孔或挖孔灌注桩等，其作用主要是支撑基坑周围土体。后来随着基坑开挖深度加大（深度一般大于10m）,深基坑开挖中的环境工程地质问题愈来愈复杂，对引起基坑事故的原因，通常可以归纳为以下几个主要方面：（一）地下水渗漏在开挖过程中会经常遇到支护墙上的局部渗漏。这些渗漏主要是施工质量引起的。如果渗漏点的水量不大，而且水中基本上不夹带泥沙，此时只要及时用块凝材料把漏水点堵住就可以了。如果墙面上出现具有一定压力的较大漏水，而且在水
15、中夹带着较多泥砂，在开挖面上明显的泥沙沉积。此时，在墙背往往伴随发生较大的地面沉降，地下水位出现聚降，对于这种情况需要给予高度重视。首先应该了解墙背水源补给情况，如有上下水管漏水，必须及时修复。待漏点的水压减低后，马上在基坑内把漏洞堵好。随后要进一步观察在开挖面上沿墙边附件有没有隆起、冒砂或冒气现象，在沉积的砂堆中仔细观察有没有存在渗水通道。如果存在这种现象，表面开挖面以下还有墙体施工质量，或者可能是支护结构抗渗流不够。这种情况下，应该暂停基坑内挖土，并根据具体情况立即采取补救措施。常规方法如有：（1）用地质雷达等物探手段查明墙背土体中可能已经现成的空洞，以及空洞的位置和大小，然后用注浆或高压
16、喷射等方法把空洞填实，增补隔水帷幕。（2）在基坑内，把开挖面以下的沿着支护墙的那部分土层进行注浆加固，提高土体的抗渗性能。土体的加固宽度可取墙体在开挖面以下插入深度的1/2,加固深度一般不超过4m,或根据抗渗验算确定。（二）承压水影响在基坑底部有承压水,而且坑底的不透水土层又没有足够的厚度时,容易时坑内土体产生较大的隆起,严重时可能冲溃基坑底部的不透水层,在基坑外侧土体顶面引起较大的地面沉降。在发生隆起破坏之前,可能杂支护墙边以及支撑立柱四周看到冒水,冒砂现象。对待承压水,可以采用穿过坑底不透水层的减压井处理。（三）土体变形如果支护结构强度不足,墙体刚度较小,插入深度不够,或者在墙后有大量的水土流失,会有可能引起土体滑动,使支护构件遭到破坏,甚至导致整个支护结构倒坍；在地面现成裂缝,产生大量沉降甚至塌陷；在基坑内产生大量隆起，使主体工程的工程桩产生位移。同时，使
