基 坑 工 程

一．建筑基坑的产生 什么是建筑基坑？

为进行建（构）筑物基础、地下建（构）筑物施工所开挖形成的地面以下空间。

从以上定义我们不难想象，为什么会有基坑工程呢？主要有三个因素：一是高大建筑物的兴起，它需要插入地下一定的深度才能安全、稳定；二是由于浅部地基土承载力不够，需要向深部去寻找能够满足要求的持力层；三是地下工程。这样就形成了基坑工程。基坑工程在我市虽然早就有了，但大量兴起还是在近几年。在南方基坑工程比我市早很多。那里的高大建筑发展比较早，土质条件又不好，所以基坑工程就在所难免。也有很多经验可以借鉴。

二．建筑基坑的有关特点

基坑工程是一个很容易发生问题的工程，一是因为施工确实有一定难度；二是地质条件的复杂性；三是因为它需要不同学科的配合，主要涉及到两个常用学科，一个是地质专业，一个是结构专业，它把这两个专业紧密地联系在一起，但是这两个专业确实又有很大的差别，学地质的不懂结构，学结构的不精通地质，所以要搞好基坑工程就有一定的难度。新兴起的岩土工程专业的产生，就是为了解决这种尴尬的局面，想把地质勘察和建筑结构融为一体，力图扭转学地质的不懂结构，学结构的不懂地质这种状况。但真正解决还需要有个过程。很多地方基坑设计都是由地质勘察部门完成的，设计院从来不做这方面的设计，而至今为止地质勘察单位还没有一个有注册结构工程师的，

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设计院有大量的注册结构工程师，但地质方面的知识比较匮乏，所以基坑工程设计的水平很难尽人意。

正是因为这个原因，我们国家从建设部到建设厅、建设局，各级行政主管部门对此都很重视，三令五申要管好基坑工程。

三．工程实例

为了加深对基坑工程的理解，下面我们先看几个基坑工程的实例。 这是去年刚刚发生的上海倒楼事故，是在上海的闵行区莲花河畔景苑，大家都比较熟悉了。现在重温一下这两张图片，看这栋楼倒得多稀奇。应该说楼的主体施工质量是好的，整个楼倒掉竟然还是非常完整的。？为什么会倒呢，就是因为基坑工程处理不当造成的。是基坑一侧的附加应力过大，基桩的抗剪强度承受不住，引起的基桩断裂。

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闵行区莲花河畔景苑

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楼向后倒，前排桩被生生拉断

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倒塌受力示意图

这是一个竣工后倒塌的案例。从上面这个示意图可以看出，楼的前面挖了一个坑，据说只有6米深，挖出来的土堆到了楼的后面，造成了附加应力，在这个力的作用下使后排桩遭到破坏，导致了整个楼向后倒塌。（这种桩它有很多优点，就是抗剪强度太小）

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下面是一个建成后倒塌的基坑

• 4月24日早7时许发现本基坑东南角新削坡段坡脚处(深度- 14 m)的混凝土护面外拱,坡外流出大量的砂土（复合土钉墙支护）。至9时开始挖掘周围的土回填压住外拱的坡脚,但由于回填速度较

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慢,压坡效果不明显。9时50分左右,有10 m宽的一段复合土钉墙从上往下坍塌, 10 分钟后,与该坍塌处相连的北侧一段10 m左右的护坡发生坍塌,塌坡纵深达到8m,使塌方段东南侧的C楼一单元的地下室底面脱空2 m左右,形成局部危楼,居民紧急疏散,无人员伤亡。同时基坑东侧的A、B楼也向基坑方向倾斜。为确保本基坑不再发生新的坍塌,防止两座居民楼的不均匀沉降继续发展,由部门决定,将整个已开挖的基坑在3天内重新填平,本基坑的坍塌事故得到控制。

这一般属于施工质量的问题，局部土钉拉力达不到设计要求造成了基坑的破坏。

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• 这是著名的珠海城广场基坑坍塌情况

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• 经广州市建设科技委办公室组织专家在现场观察和对设计、施工、监测的调查，对导致本基坑滑塌的初步原因分析（2005年07月22日）,形成如下意见：

• （一）本基坑原设计深度只有16.2米，而实际开挖深度为20.3

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米，超深4.1米，造成原支护桩成为吊脚桩，尽管后来设计有所变更，但对已施工的支护桩和锚索等构件已无法调整，成为隐患。

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以上三个案例是三个类型：一是乱堆土，造成过大的附加荷载（包括堆物堆料都不行）；二是施工质量存在问题（这种情况出问题的比较多）；三是设计问题，设计错误或不按设计施工，都有可能造成事故。

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四．怎样搞好基坑工程支护 1.不以深度为依据

多深的基坑算是基坑工程呢？多深的基坑需要支护呢？对于这个问题经常有人提出，但并不是很好回答。各类规范都没有按深度来定义基坑工程，而是按危险程度把基坑工程的安全等级分为三级。按照高规的说法，三级基坑的深度一般在6米以下，地质条件简单，地下水位低，破坏后果不严重。它也没有规定多深就不算基坑工程了。按我的认识，一般3米以下肯定不需要按基坑工程去考虑，因为即使发生危险也不会很严重；3~5米要看情况，如果地质条件不好，有软土（包括较厚的填土）存在或有大量地下水存在时，一定要慎重。一般管理规定5米深基坑界限。这项工作受地质条件和周围环境的影响很大，条件复杂时一般都要支护。在执行中一定要十分小心，作为勘察单位在勘察时对这些危险因素一定要搞清楚，切不可马虎大意，不要简单的以深度为依据。

2.基坑工程设计需要勘察数据。

关于基坑工程的勘察，相关规范里都有一些规定，主要对勘察的深度和范围做出了规定，对地下水的勘察也有明确的要求。勘察的范围是基坑边线以外基坑深度的2~3倍；勘察的深度也是开挖深度的2~3倍，当然在遇到坚硬岩土层时，深度可适当减少；对地下水的勘察，规范有明确规定，如岩土勘察规范第4.8.5条是这样规定的：当场地水文地质条件复杂，在基坑开挖过程中需要对地下水进行控制（降水或隔渗），且已有资料不能满足要求时，应进行专门的水文地质勘察。基坑外围勘察和水文地质勘察都是非常重要的，基坑外一个钻孔也没有

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布置，也没有进行抽水试验等专门的水文地质勘察，只是分析地下水量可能比较大，这还远远不够，因为没有具体的参数做设计依据。水量大达到什么程度？作设计是要有量化指标的。如果反应降水井抽不出水来；有个工地打了三十多眼井，就用一个泵来抽水就行了，一口井就抽几分钟就干了。这就是事先没勘察清楚的原因。对地下水的勘察存在很多问题。

基坑支护需要设计土钉、锚杆等，这些措施都是要从基坑内测向外施工，基坑外的土层有什么变化？不做基坑外的勘察，这些数据都拿不出来，用什么去设计？这些问题得不到解决，没办法就只有保守点，降水井设计密一点，深一点，多打几眼，土钉锚杆设计长一点，打排桩得密一点、长一点。这样勘察费用是省了，施工的费用可能大大的增加了。合算吗？

勘察设计都是基础工作，在这方面省钱绝对是不合算的。等于是打无准备之仗。究竟浪费了多少都无法计算。

3.关于施工

安全度是06~09年度注册岩土工程师培训的主题，全国统一选用了这个主题，在山东对这个主题集中培训了5天。全国都很重视这个主题。因为地质条件是很复杂的，如果把岩土看成是建筑材料，那它是一个很不均匀的建筑材料，它不像钢筋、混凝土等建筑材料那样好计算，可以说钢筋、混凝土等可以承受多少拉力或压力，算出来是多少就是多少，而作为地质的岩土材料，不管在水平方向上还是垂直方向上，都是很不均匀的，因此做任何设计都要留有足够的安全度，作为建筑业，对怎样使用地质材料还是很生疏的，不象对其它建筑材料

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那样得心应手。作为勘察部门，手段也不是很得力，加上甲乙双方都有急功近利的思想，往往不重视勘察工作，因此造成对岩土的研究程度很不够，这样势必给工程设计带来不利影响，没办法就只能加大安全度。比方说桩基工程，有很多的场地并不是都需要打桩的，或者是对一个小区不需要全部打桩，但因为对地质材料的研究程度不够，只好打桩了。这样业主容易接受，如果要把地质条件做一些认真的研究，业主往往不愿意花这份小钱，花大钱不在乎。那么对于施工是什么态度呢？就是一个“快”字。没等设计出来就要开工, 拿基坑方案评审工作来说，有好多没等评审就挖到底了，而且没有坍塌，作为业主当时可能很高兴，但他根本就没有想到有两种可能在等着他，一是已经造成了很大的浪费，无法挽回了，但这还是好的，因为没有危险；另一种就是不知哪一天基坑会突然发生坍塌，造成了严重的经济损失不说，还可能造成人身生命危险，基坑不是挖下去马上就坍塌的，有的要过很长时间才会塌。所以万万不能存在侥幸心理。特别老基坑，有人认为已经形成好几年了，已经稳定了，但好几年中不一定什么情况都发生了，比如一、两次较大的雨水没有造成危害，但三、四次不一定就没有危害五、六次，七、八次会不会造成危害呢？雨水可能流走比较快，要是大雪呢，雪水慢慢的侵入到边坡土层里，会不会造成危害呢？因为这些自然现象都会改变土的力学参数，随着时间的推移，都有可能造成危害。所以施工一定不要盲目蛮干，要在精心设计好的情况下，干就要抓紧时间，越快越好。

4.关于检测和监测

对于检测工作，规范对各种施工工艺的检测方法、数量都有明确

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的规定，我就不多讲了。我想说说检测要注意的事项。检测有两种情况，各自意义不同。一种是还没有全面施工，对施工效果不明确，要先作个试验，比如试桩、锚杆试拉等，这种意义上的检测（或叫试验），不需要做专门的处理，只要随机进行就可以了（谁做都行）。但对于施工质量的验收检测就不一样了，应尽量通过有限的检测工作，找出所有的质量隐患，这就需要施工单位和监理单位做很多详细的工作，对施工中的一些细节要准确认真的记录，特别是施工中出现的一些问题，一定要记录清楚，然后通过对存在的问题进行研究，找出薄弱环节，进行检测。如果这些薄弱环节能满足设计要求，那验收就没有问题了。如果达不到设计要求，可以再适当扩大检测，直到满足设计要求为止。这对施工单位也是很有好处的，因为工程安全了才是施工成功了，工程出问题了又不能及早发现，那是非常不幸的。（验收的检测就需要有资质的检测单位来完成。）要想记录准确无误，应由施工和监理各尽其责才能做好。

作为监测，已经有了国家标准，只要有监测资质，按规范布设监测点，用有效的仪器设备进行观测记录就可以了。

五．常用的支护形式 基坑都有哪些支护形式呢？

目前使用的支护形式主要有放坡、土钉墙、锚杆和排桩等。根据情况还可以用上述形式的组合等。 象地下连续墙、逆作拱墙、内支撑等施工难度都比较大，很少使用。

上述支护形式并不是随便用的，各自都有一定的适用范围。放坡最简单，但它只适用于侧壁安全等级为三级的基坑，而且要有足够的

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场地；土钉墙、锚杆等可使用于侧壁安全等级为二、三级的基坑；排桩的适用性比较广泛，一、二、三级基坑都可以用，但也不是万能的，例如悬臂式结构的排桩在软土场地中不宜大于5米等等。所有的这些支护形式都是要进行计算的，包括放坡。有一些勘察单位还不知道放坡要进行计算，这就不应该了。往往在勘察报告中建议自然放坡，什么叫自然放坡呢？不做一定的设计，只管开挖，坡度自然就形成了吗？那是不可能的。还是要通过设计计算，放多大的坡既安全又经济。不能说场地宽阔可以随便放。挖出去的土还要回填的，多挖了再填回来，不用花钱吗？

建筑基坑的设计全国各地都抓得比较紧，有的城市要求设计方案要用两套软件来计算，一套软件不予批准。全国的设计软件确实比较多，北京理正的设计软件、PKPM软件等，理正软件傻瓜一点，谁都可以用，当然用的好坏是有很大差别的。PKPM软件必须是很专业的技术人员才可以使用，因此用的很少。采用软件计算有个很大的好处就是不会有遗漏项目，这是手算很难做到的。理正软件为什么比较有市场，一是因其好操作，另外这套软件在设计时得到了《基坑工程支护规范》主编的支持，执行规范比较好。尽管如此，软件不是万能的，也不是有个软件就可以设计基坑了，还是需要有相当的专业知识和专业经验才能做好。

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