二级建造师考试市政实务知识点：基槽土方开挖及护坡技术

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　　知识点：基槽土方开挖及护坡技术

　　本条文以地铁工程为主，简要介绍明挖基(槽)坑的土方开挖及护坡技术。

　　一、基(槽)坑土方开挖

　　(一)基本规定

　　(1)基坑开挖应根据支护结构设计、降排水要求，确定开挖方案。

　　(3)软土基坑必须分层、分块、均衡地开挖，分块开挖后必须及时施工支撑。对于有预应力要求的钢支撑或锚杆，还必须按设计要求施加预应力。

　　(二)发生下列异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和及时采取措施后，方能继续挖土：

　　(1)围护结构变形明显加剧;

　　(2)支撑轴力突然增大;

　　(3)围护结构或止水帷幕出现渗漏;

　　(4)开挖暴露出的基底出现明显异常。包括黏性土时强度明显偏低或砂性土层时水位过高造成开挖施工困难时;

　　(5)围护结构发生异常声响;

　　(6)边坡出现失稳征兆时。

　　二、护坡技术

　　(一)基坑边(放)坡

　　1.地质条件、现场条件等允许时，通常采用敞口放坡基坑形式修建地下工程或构筑物的地下部分。但保持基坑边坡的稳定是非常重要的，否则，一旦边坡坍塌，不但地基受到震动，影响承载力，而且还影响周围地下管线、地面建筑物、交通和人身安全。

　　2.基坑边坡稳定影响因素

　　基坑边坡坡度是直接影响基坑稳定的重要因素。当基坑边坡土体中的剪应力大于土体的抗剪强度时，边坡就会失稳坍塌。其次，施工不当也会造成边坡失稳，主要表现为：

　　(1)没有按设计坡度进行边坡开挖;

　　(2)基坑边坡坡顶堆放材料、土方及运输

　　机械车辆等增加了附加荷载;

　　(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、基坑周围地下给水排水管线漏水渗流至基坑边坡的土层中，使土体湿化，土体自重加大，增加土体中的剪应力;

　　(4)基坑开挖后暴露时间过长，经风化而使土体变松散;

　　(5)基坑开挖过程中，未及时刷坡，甚至挖反坡，使土体失去稳定性。

　　3.基坑放坡要求

　　按是否设置分级过渡平台，边坡可分为一级放坡和分级放坡两种形式。在场地土质较好、基坑周围具备放坡条件、不影响相邻建筑物的安全及正常使用的情况下，基坑宜采用全深度放坡或部分深度放坡。

　　放坡应以控制分级坡高和坡度为主，必要时辅以局部支护结构和保护措施，放坡设计与施工时应考虑雨水的不利影响。

　　当存在影响边坡稳定性的地下水时，应采取降水措施或深层搅拌桩、高压旋喷桩等截水措施。

　　分级放坡时，宜设置分级过渡平台。分级过渡平台的宽度应根据土(岩)质条件、放坡高度及施工场地条件确定，对于岩石边坡不宜小于0.5m，对于土质边坡不宜小于1.0m。下级放坡坡度宜缓于上级放坡坡度。

　　三、边坡保护

　　(一)基坑边坡稳定措施

　　(1)根据土层的物理力学性质确定基坑边坡坡度，并于不同土层处做成折线形边坡或留置台阶;

　　(2)必须做好基坑降排水和防洪工作，保持基底和边坡的干燥;

　　(3)基坑边坡坡度受到一定限制而采用围护结构又不太经济时，可采用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥砂浆护面等措施;

　　(4)严格禁止在基坑边坡坡顶1～2m范围堆放材料、土方和其他重物以及停置或行驶较大的施工机械;

　　(5)基坑开挖过程中，随挖随刷边坡，不得挖反坡;

　　(6)暴露时间较长的基坑，一般应采取护坡措施。

　　(二)护坡措施

　　(1)基坑土方开挖时，应按设计要求开挖土方，不得超挖，不得在坡顶随意堆放土方、材料和设备。在整个基坑开挖和地下工程施工期间，应严密监测坡顶位移，随时分析观测数据。当边坡有失稳迹象时，应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。

　　(2)放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的保护措施。常用的保护措施有：

　　1)叠放砂包或土袋;

　　2)水泥抹面;

　　3)挂网喷浆或混凝土;

　　4)其他措施：包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。

　　【案例】

　　1.背景

　　某市政工程基础采用明挖基坑施工，基坑挖深为5.5m，地下水在地面以下1.5m。坑壁采用网喷混凝土加固。基坑附近有高层建筑物及大量地下管线。设计要求每层开挖1.5m，即进行挂网喷射混凝土加固。某公司承包了该工程，由于在市区，现场场地狭小，项目负责人(经理)决定把钢材堆放在基坑坑顶附近;为便于出土，把开挖的弃土先堆放在基坑北侧坑顶，然后再装入自卸汽车运出。由于工期紧张，施工单位把每层开挖深度增大为3.0m,以加快基坑挖土加固施工的进度。

　　在开挖第二层土时，基坑变形量显著增大，变形发展速率越来越快。随着开挖深度的增加，坑顶地表面出现许多平行基坑裂缝。但施工单位对此没有在意，继续按原方案开挖。当基坑施工至5m深时，基坑出现了明显的坍塌征兆。项目负责人(经理)决定对基坑进行加固处理，组织人员在坑内抢险，但已经为时过晚。基坑坍塌造成了多人死亡的重大事故，并造成了巨大的经济损失。

　　2.问题

　　(1)按照《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012，本基坑工程侧壁安全等级应属于哪一级?

　　(2)本工程基坑应重点监测哪些内容?当出现本工程发生的现象时，监测工作应做哪些调整?

　　(3)本工程基坑施工时存在哪些重大工程事故隐患?

　　(4)项目负责人(经理)在本工程施工时犯了哪些重大错误?

　　【参考答案】

　　(1)基坑工程具有地域性，许多地区对基坑的分类做了规定。《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012中第3.1.3条对基坑侧壁安全等级做了如下表所示规定：

　　基坑侧壁安全等级　　

　　本工程基坑周围有高层建筑和大量地下管线，如果支护结构破坏、土体失稳或过大变形对周边环境影响很严重，因此，基坑侧壁安全等级应定为一级。

　　(2)基坑开挖卸载必然引起基坑侧壁水平位移，基坑侧壁水平位移越大，坑后土体变形越大。过大的侧壁水平位移必然会造成建筑物沉降及管线变形。因此，任何环境保护要求高的基坑，侧壁水平位移都是监测的重点。本工程基坑周围建筑物及地下管线是基坑环境保护的主要内容，其变形也应该是基坑监测的重点。

　　本工程地下水位在坑底以上，必须采取降水措施。施工时需要监测地下水位，因此，地下水位也应该是监测的重点。

　　另外，地下水中的承压水对基坑的危害很大，尤其要注意接近坑底的浅层承压水对基坑的影响。如果承压水上面有不透水层，随着基坑开挖，当承压水层上部土重不能抵抗承压水水头压力时，基坑坑底会出现突然的隆起，极容易引起基坑事故。如果坑底存在承压水层时，坑底隆起也是基坑监测的重点内容。但由于基坑开挖施工，直接监测坑底隆起并不容易，可以通过监测埋设在坑底的立柱的上浮来间接监测坑底隆起。

　　当基坑变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。本工程应加密观测次数，如果变形发展较快应连续监测。

　　(3)本工程施工中存在的重大事故隐患：不按设计要求加大每层开挖深度是引发事故的主要原因之一，基坑设计单位都应该根据其设计时的工况对施工单位的基坑开挖提出要求，不按设计要求施工，在施工时超挖极容易引起基坑事故。在基坑顶大量堆荷是引发基坑事故的另一重要原因，背景介绍未提及考虑这些荷载的安全性设计验算，因此本工程把大量钢材及弃土堆集于坑顶也是重大事故隐患。

　　(4)对于基坑变形量显著增大，变形发展速率越来越快现象，施工单位应该对基坑进行抢险，对基坑做必要的加固和卸载;并且应调整设计和施工方案。基坑危险征兆没有引起注意，仍按原方案施工是施工项目负责人(经理)一大失误。

　　当基坑变形急剧增加，基坑已经接近失稳的极限状态，种种迹象表明基坑即将坍塌时，项目负责人(经理)应以人身安全为第一要务，人员要及早撤离现场。组织人进入基坑内抢险，造成人员伤亡是项目负责人(经理)指挥的一个重大错误。

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