深基坑安全施工培训讲义

深基坑施工交流12基 坑 分 类1风险分级管控2隐患排查治理3事故案例分析43前 言随着城市建设的迅猛发展，基坑开挖的规模不断扩大，深度不断加深，复杂的环境条件也对基坑变形提出了更严格的限制要求，深基坑施工所带来的风险越来越大，稍有不慎，不仅将危及基坑本身安全，而且会殃及临近的建（构）筑物、道路桥梁和各种地下设施，造成巨大的经济损失和不良社会影响，所以如何确保深基坑施工的安全，成为目前城市建设中必须面对和需要解决的重要课题。4基坑分类1一、基坑分类1、基坑分级及特点5基坑分级：1）一级基坑：重要工程，支护结构与基础结构合一工程，开挖深度10m，临近建筑物、重要设施在开挖深度以内；开挖影响范围内有历史或近代优秀建筑、重要管线需严加保护；2）三级基坑：开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时的基坑。3）二级基坑：除一级和三级外的基坑属二级基坑。基坑特点：1）地域性强：不同工程的地质和水文地质条件不同的地基中,基坑工程差异性很大。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）个性强：对深基坑工程的分类,对支护结构允许变形规定有统一标准是比较困难的,应结合地区具体情况具体运用。3）环境复杂：深基坑工程的开挖对周围的建（构）筑物容易产生影响。影响严重将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。4）风险高：深基坑工程是个临时工程,安全储备相对较小,深基坑工程造价较高，一般不愿投入较多资金，因此风险性较大，一旦出现事故,将造成严重社会影响。5）其他：一、基坑分类2、一般基坑支护方式6一般基坑支护方式：适用于深度不大的三级基坑，可采用横撑式土壁支撑、短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等支护方法。p横撑式土壁支撑：可分为水平挡土板及垂直挡土板两大类。水平挡土板又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土且挖深3m时可用间断式水平挡土板支撑。松散、湿度较大且挖深5m时可用连续式水平挡土板支撑，对松散和湿度很高且挖深不限的土可用垂直挡土板式支撑。连续式水平挡土板支撑间断式水平挡土板支撑垂直挡土板式支撑一、基坑分类2、基坑支护方式7p短柱横隔板支撑：仅适用于部分地段放坡不够、宽度较大的基坑使用。p临时挡土墙支撑：仅适用于部分地段下部放坡不够、宽度较大的基坑使用。一、基坑分类2、基坑支护方式8p斜柱支撑：先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑使用。斜柱支撑施工现场，基坑打设柱桩一、基坑分类2、基坑支护方式9p锚拉支撑：先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大、不能安设横(斜)撑的大型基坑使用。锚拉支撑一、基坑分类3、深基坑的支护方式10深基坑支护的基本要求：a、确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定；b、确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全,c、不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；d、通过排降水,确保基础施工在地下水位以上进行。常用的支护结构体系一、基坑分类3、深基坑的支护方式11p排桩支护：开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。直径0.61.1m的钻孔灌注桩可用于深713m的基坑支护，直径0.50.8m的沉管灌注桩可用于深度在10m以内的基坑支护,单层地下室常用0.81.2m的人工挖孔灌注桩。排桩支护钢筋砼灌注桩的排列方式一、基坑分类3、深基坑的支护方式12p土钉墙支护：天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙,以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。土钉支护施工工艺：开挖工作面：土钉支护应自上而下分段分层进行，分层深度视土层情况而定，工作面宽度不宜6m，纵向长度不宜l0m。喷射第一层砼：为防止土体松弛和崩解，须尽快做第一层喷射砼，厚度不宜4050mm。喷射砼水泥用量400kg/m3。土钉成孔：土钉成孔直径70120mm、向下倾角15200。安设土钉、注浆：土钉有单杆和多杆之分，单杆多为2232mm的粗螺纹钢筋，多杆一般为24根16mm钢筋。采用灰浆泵注浆，土钉注浆可不加压。挂钢筋网、喷射砼面层：钢筋网通常直径610、间距200300mm，与土钉连接牢固。钢筋与第一层喷射砼的间隙20mm。设置双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被覆盖后铺设。砼面板厚度50100mm。一、基坑分类3、深基坑的支护方式13土钉墙支护施工流程：开挖工作面挂钢筋网及安设土钉喷射砼面板下一层工作面一、基坑分类3、深基坑的支护方式14p锚杆支护：是在未开挖的土层立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，灌入水泥砂浆与土层结合成抗拉力强的锚杆，锚杆一端固定在坑壁结构上，另一端锚固在土层中，将立壁土体侧压力传至深部的稳定土层适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用。锚杆支护施工工艺：造孔：包括钻机就位、施钻成孔、清孔三个作业步骤。造孔须干钻，严禁水钻；考虑沉渣厚度，孔底应超钻3050mm；成孔后高压风清洗孔壁，以保证砂浆与孔壁的粘结力。锚杆的制作与安装包括下料、除锈防腐、焊接导向锥、绑扎、入孔六个步骤。拉杆常用钢管、粗钢筋或钢丝束、钢绞线制成的锚索。锚索预留长度为1-1.5m，锚固段间隔1-2m设置隔离架和紧箍环，中心布置灌浆管；自由段外套塑料管，前端切实作好隔浆措施。灌浆基坑锚杆常采用埋管式灌浆的一次灌浆法，即由孔底向上有压一次性灌浆,压力0.60.8MPa，砂浆至孔口溢满为止，注浆管不拔出；当土体松散或岩石破碎易发生漏浆时采用二次灌浆法。预应力张拉及封锚：与结构施工预应力张拉及封锚工艺相同。一、基坑分类3、深基坑的支护方式15锚杆支护施工流程：钻孔插入锚杆高压灌浆喷射砼面板一、基坑分类3、深基坑的支护方式16p挡土灌注桩与土层锚杆结合支护：桩顶不设锚桩、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度，适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护、邻近地基不允许有下沉位移时使用采用。一、基坑分类3、深基坑的支护方式17p钢板桩支护：当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩。常用的钢板桩为U型钢板桩，又称拉森钢板桩。一、基坑分类3、深基坑的支护方式18p地下连续墙支护：先建造钢筋砼地下连续墙,达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高,可挡土、承重、截水、抗渗,可在狭窄场地施工,适于大面积、有地下水的深基坑施工。一、基坑分类3、深基坑的支护方式19p挡墙内撑支护：当基坑深度较大，悬臂式挡墙的强度和变形无法满足要求、坑外锚拉可靠性低时，则可在坑内采用内撑支护。它适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。常用有钢管内撑支护和钢筋砼构架内撑支护。钢管内支撑：钢管支撑一般采用609钢管,用不同壁厚适应不同的荷载.钢管支撑的形式为对撑或角撑,对撑的间距较大时,可设置腹杆形成桁架式支撑。一、基坑分类3、深基坑的支护方式20钢筋砼内支撑：钢筋砼内支撑刚度大、变形小,能有效控制挡墙和周围地面的变形。它可随挖土逐层就地现浇,形式可随基坑形状而变化,适用于周围环境要求较高的深基坑，平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立柱,立柱宜为格构式柱,以免影响底板穿筋,立柱下端插入工程桩内2m,否则应设置专用的桩基础。一、基坑分类4、基坑的降水方法21p明沟加集水井降水：明沟加集水井降水是一种人工排降法。它主要排除地下潜水、施工用水和天降雨水。在地下水较丰富地区，若仅单独采用这种方法降水，由于基坑边坡渗水较多，锚喷网支护施工难度加大。因此，这种降水方法一般不单独应用于高水位地区基坑边坡支护中。p轻型井点降水：轻型井点降水适用于基坑面积不大，降低水位不深的场合。该方法降低水位深度一般在36米之间，若要求降水深度大于6米，理论上可以采用多级井点系统，但要求基坑四周外需要足够的空间，以便于放坡或挖槽。一、基坑分类4、基坑的降水方法22p喷射井点降水：喷射井点系统能在井点底部产生250毫米水银柱的真空度，其降低水位深度大，一般在820米范围。它适用的土层渗透系数与轻型井点一样，一般为每日0.150米。但其抽水系统和喷射井管很复杂，运行故障率较高，且能量损耗很大，所需费用比其他井点法要高。p电渗井点降水：电渗井点适用于渗透系数很小的细颗粒土，如粘土、亚粘土、淤泥和淤泥质粘土等。这些土的渗透系数小于每日0.1米，它需要与轻型井点或喷射井点结合应用，其降低水位深度决定于轻型井点或喷射井点。一、基坑分类4、基坑的降水方法23p管井井点降水：管井井点适用于渗透系数大的地层，地下水丰富的地层，以及轻型井点不易解决的场合。每口管井出水流量可达到每小时50100立方米，土的渗透系数在每日20-200米范围内，这种方法一般用于潜水层降水。p深井井点降水：深井井点降水是基坑支护中应用较多的降水方法，它的优点是排水量大、降水深度大、降水范围大等。对于砂砾层等渗透系数很大且透水层厚度大的场合，一般用轻型井点和喷射井点等方法不能凑效，采用此法最为适宜。一、基坑分类5、本项目深基坑分区及周边环境24A区、B区、C区采用分级放坡，土钉墙支护E区、F区采用一级放坡，锚杆支护采用明沟加集水井降水方式基坑北侧为规划的三十号路，尚未施工，现为空地；基坑西侧为滨江路，尚未竣工，给排水管道未投入使用，南侧现状位存在一段横跨三十二号路的渠箱，渠箱端部存在水体，基坑施工前已采用临时挡水墙（砖砼）封堵渠箱；基坑东侧为已完工的滨江花园，滨江花园小区地下室一层，地下室底板面标高为52.10m，东侧放坡坡顶线距离滨江花园地下室边线1.6027.37m，将土体标高降至滨江花园地下室底板面标高52.10m 后放坡；基坑南侧为已竣工的三十二号路。一、基坑分类25本项目基坑开挖深度9.5米，与邻近滨江花园小区的距离在开挖深度以内，基坑范围内有一个箱涵，按其分类标准属于一级基坑，当时基坑正处于雨季施工，基坑施工风险大，应重点监控基坑的稳定性，确保基坑无重大风险。26风险分级管控22二、风险分级管控1、基坑安全风险辨识27基坑安全专项方案编制前由技术总工牵头，组织各部门开展基坑风险辨识工作，要求全员参与，从人、机、环、管方面全面识别，并形成安全风险清单。要针对各阶段施工识别重大危险源并制定管控措施。土方开挖：主要安全风险是挖掘机交叉作业、安全间距、站位等是否符合要求，碴土运输车辆进出管理，管理不善容易造成设备及车辆伤害事故。边坡支护：通过对己发生的基坑事故的整理和总结，发现基坑失稳的主要原因为基坑支护结构边线、基坑坑底隆起和基坑流砂等因素造成。因此基坑支护施工质量非常关键，每一道工序都需要验收合格。基坑降排水：深基坑安全事故中，约90的事故与水压力有关，在施工过程中要对水有正确的认识并给予高度的重视。水压力会使土体产生渗流现象，渗流会破坏土体：一是在渗流力的作用下，土体颗粒流失或局部土体产生移动；二是由于渗流作用水压力发生变化使土体或结构物失稳。故要高度重视基坑排水问题。二、风险分级管控281、基坑安全风险辨识基坑监测：基坑从开挖至基坑回填期间都必须对基坑进行监测，基坑监测需对支护结构和周边环境进行监测。基坑监测对基坑支护状态进行及时预报，通过对监测数据的分析，可确保基坑内的人、机、物的安全，也可为后续工作提供可靠的保障。然而，实际施工中，管理人员为降低基坑运行成本，往往未请第三方单位基坑进行实时监测，当基坑一旦出现变形预警值时，往往会错过最佳抢险时间，从而造成巨大的经济损失。本项目需要第三方检测机构时时监测。第三方监测方案二、风险分级管控2、安全风险空间分布图29深度10m一级放坡比例：1：0.3箱涵变压器深度9.5m二级放坡比例：1.1全面识别基坑安全风险