第一章基坑土方開挖監(jiān)測

基坑工程成敗與否也在一定程度上有賴于基坑挖土：土方數(shù)量大的基坑，基坑工程工期的長短在很大程度上取決于挖土的速度。支護結(jié)構(gòu)的強度和變形控制是否滿足要求，降水是否達到預期的目的，都靠挖土階段來進行檢驗要詳細了解施工區(qū)域的地形和周圍環(huán)境；土層種類及其特性；地下設(shè)施情況；支護結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量；土方運輸?shù)某隹?；政府及有關(guān)部門關(guān)于土方外運的要求和規(guī)定（有的大城市規(guī)定只有夜間才允許土方外運）；優(yōu)化選擇挖土機械和運輸設(shè)備確定堆土場地或棄土處確定挖土方案和施工組織對支護結(jié)構(gòu)、地下水位及周圍環(huán)境進行必要的監(jiān)測和保護基坑土方開挖之前進行調(diào)查：挖土方式放坡挖土中心島式（墩式）挖土盆式挖土土方開挖方案基坑土方開挖方案的選擇基坑土方開挖方案的選擇，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)情況、當?shù)貧夂?、施工條件和周圍環(huán)境等確定合理、便捷、安全經(jīng)濟的諸因素綜合考慮確定?；娱_挖施工要點1.明確各單位工程的合理技術(shù)標準，根據(jù)有關(guān)的理論和方法、規(guī)范和規(guī)程，對施工過程中的各個工序、特別是關(guān)鍵工序的基坑穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的安全性以及坑周地層移動和對周圍建筑設(shè)施的影響程度，進行驗算。提出符合規(guī)定標準要求的基坑開挖和支撐施工設(shè)計。2.提出安全而合理的施工程序及施工參數(shù)。（1）有支護（錨拉）的基坑要分層開挖，分層數(shù)為基坑所設(shè)支撐道數(shù)加一。每挖一層及時加好—道支撐或設(shè)好一道錨桿。當采用土釘墻或噴錨網(wǎng)支護方案時，應(yīng)按設(shè)計每挖一層土做一層支護、隨挖隨支護；（2）有內(nèi)支撐的基坑，每層土的開挖，對同時開挖的部分，其位置和深度，以保持對稱為原則，防止基坑支護結(jié)構(gòu)承受偏載；（3）保證支撐、圍檁或拉錨的施工質(zhì)量，科學組織、精心施工；（4）規(guī)定施工場地、土方、材料、設(shè)備的堆放場地及數(shù)量，限定基坑旁邊的超載；（5）確保排水、堵水及降水的措施，嚴防圍護墻體發(fā)生水土流失而導致基坑失穩(wěn)；（6）合理確定地基加固的范圍、質(zhì)量要求及檢驗方法；（7）選擇滿足出土數(shù)量和時間要求的開挖設(shè)備、運輸車輛及道路和堆放條件；（8）提出監(jiān)測設(shè)計，落實按監(jiān)測信息指導施工，制定防止事故的方案?；娱_挖方法及其適用范圍放坡挖土放坡開挖是最經(jīng)濟的挖土方案。當基坑開挖深度不大（軟土地區(qū)挖深不超過4m；地下水位低的土質(zhì)較好地區(qū)挖深亦可較大）、周圍環(huán)境又允許時，經(jīng)驗算能確保土坡的穩(wěn)定性時，均可采用放坡開挖。開挖深度較大的基坑，當采用放坡挖土時，宜設(shè)置多級平臺分層開挖，每級平臺的寬度不宜小于1.5m。放坡開挖要驗算邊坡穩(wěn)定≥1.5m對土質(zhì)較差且施工工期較長的基坑，對邊坡宜采用鋼絲網(wǎng)水泥噴漿或用高分子聚合材料覆蓋等措施進行護坡?？禹敳灰硕淹粱虼嬖诙演d（材料或設(shè)備），遇有不可避免的附加荷載時，在進行邊坡穩(wěn)定性驗算時，應(yīng)計入附加荷載的影響。在地下水位較高的軟土地區(qū)，應(yīng)在降水達到要求后再進行土方開挖，宜采用分層開挖的方式進行開挖。分層挖土厚度不宜超過2.5m。挖土時要注意保護工程樁，防止碰撞或因挖土過快、高差過大使工程樁受側(cè)壓力而傾斜。如有地下水，放坡開挖應(yīng)采取有效措施降低坑內(nèi)水位和排除地表水，嚴防地表水或坑內(nèi)排出的水倒流回滲入基坑?；硬捎脵C械挖土，坑底應(yīng)保留200~300mm厚基土，用人工清理整平，防止坑底土擾動。待挖至設(shè)計標高后，應(yīng)清除浮土，經(jīng)驗槽合格后，及時進行墊層施工。中心島（墩）式挖土中心島（墩）式挖土，宜用于大型基坑，支護結(jié)構(gòu)的支撐型式為角撐、環(huán)梁式或邊桁（框）架式，中間具有較大空間情況下。此時可利用中間的土墩作為支點搭設(shè)棧橋。挖土機可利用棧橋下到基坑挖土，運土的汽車亦可利用棧橋進入基坑運土。這樣可以加快挖土和運土的速度。中心島（墩）式挖土，中間土墩的留土高度、邊坡的坡度、挖土層次要研究確定。必要時對邊坡尚需加固。挖土亦分層開挖，多數(shù)是先全面挖去第一層，然后中間部分留置土墩，周圍部分分層開挖。開挖多用反鏟挖土機，如基坑深度大則用向上逐級傳遞方式進行裝車外運。整個的土方開挖順序，必須與支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計工況嚴格一致。要遵循開槽支撐、先撐后挖、分層開挖、嚴禁超挖的原則。挖土時，除支護結(jié)構(gòu)設(shè)計允許外，挖土機和運土車輛不得直接在支撐上行走和操作。挖土時應(yīng)盡量縮短圍護墻無支撐的暴露時間。一般對一、二級基坑，每一工況挖至規(guī)定標高后，鋼支撐的安裝周期不宜超過一晝夜，混凝土支撐的完成時間不宜超過兩晝夜。對面積較大的基坑，為減少空間效應(yīng)的影響，基坑土方宜分層、分塊、對稱、限時進行開挖，土方開挖順序要為盡可能早的安裝支撐創(chuàng)造條件。土方挖至設(shè)計標高后，對有鉆孔灌筑樁的工程，宜邊破樁頭邊澆筑墊層，盡可能早一些澆筑墊層，以便利用墊層（必要時可加厚作配筋墊層）對圍護墻起支撐作用，以減少圍護墻的變形。挖土機挖土時嚴禁碰撞工程樁、支撐、立柱和降水的井點管。分層挖土時，層高不宜過大，以免土方側(cè)壓力過大使工程樁變形傾斜，在軟土地區(qū)尤為重要。同一基坑內(nèi)當深淺不同時，土方開挖宜先從淺基坑處開始，如條件允許可待淺基坑處底板澆筑后，再挖基坑較深處的土方。（思考為什么？）如基坑底部有局部加深的電梯井、水池等，如深度較大宜先對其邊坡進行加固處理后再進行開挖。盆式挖土盆式挖土是先開挖基坑中間部分的土，周圍四邊留土坡，土坡最后挖除。這種挖土方式的優(yōu)點是周邊的土坡對圍護墻有支撐作用，有利于減少圍護墻的變形。其缺點是大量的土方不能直接外運，需集中提升后裝車外運。中心開挖中心地下結(jié)構(gòu)施工邊緣土方開挖及支撐設(shè)置邊緣地下結(jié)構(gòu)施工

盆式開挖方法

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邊坡留土；2—基礎(chǔ)底板；3—支護墻；4—支撐；5—坑底盆式挖土周邊留置的土坡，其寬度、高度和坡度大小均應(yīng)通過穩(wěn)定驗算確定。如留的過小，對圍護墻支撐作用不明顯，失去盆式挖土的意義。如坡度太陡邊坡不穩(wěn)定，在挖土過程中可能失穩(wěn)滑動，不但失去對圍護墻的支撐作用，影響施工，而且有損于工程樁的質(zhì)量。盆式挖土需設(shè)法提高土方上運的速度，對加速基坑開挖起很大作用。一、基坑開挖的時空效應(yīng)

基坑開挖過程中，當某一階段因某種原因需要暫停一段時間時，基坑圍護墻體的變形、基坑周邊地層的位移和沉降并末停止，而是仍在發(fā)展，直到達到穩(wěn)定或引起基坑因變形過大而破壞為止。這就是基坑開挖過程中的時間效應(yīng)。土方開挖的注意事項實踐還證明，基坑圍護墻體的變形、周邊地層的移動還與分層、分塊開挖的空間幾何尺寸、圍護墻無支撐暴露面積以及是否是均衡開挖等有關(guān)，分層、分塊的空間幾何尺寸越大、圍護墻體無支撐暴露面積越大，變形也越大；開挖順序中的對稱性越差，變形也越大。這就是基坑開挖過程中的空間效應(yīng)。時空效應(yīng)變形地層移動空間時間深基坑工程中考慮時空效應(yīng)的基坑開挖施工參數(shù)（時間參數(shù)、空間參數(shù)）和施工順序的確定應(yīng)滿足以下要求：減少開挖過程中的土體擾動范圍，采用分層分塊對稱、均衡開挖且空間幾何尺寸能最大限度地限制圍護墻體的變形和坑周土體的位移與沉降。盡量縮短基坑開挖卸荷后無支撐暴露時間。對一、二級基坑，每一工況下挖至設(shè)計標高后，鋼支撐的安裝周期不宜超過一晝夜，鋼筋混凝土支撐的完成時間不宜超過兩晝夜?？煽慷侠淼乩猛馏w自身在開挖過程中控制位移的潛力，安全、經(jīng)濟地解決基坑工程中穩(wěn)定與變形的問題。二、先撐后挖，嚴禁超挖基坑開挖實施的工況與方案設(shè)計的工況必須一致，當基坑開挖至支撐設(shè)計標高處時，應(yīng)開槽及時安裝或制作支撐，待支撐滿足設(shè)計要求后，才能繼續(xù)挖土。嚴格按照基坑工程方案設(shè)計的工況進行開挖，先撐后挖，及時加撐，是控制基坑墻體變形和相應(yīng)地面位移和沉降的保證。

四、防止邊坡失穩(wěn)改變原來土體的平衡狀態(tài)，降低了土體的抗剪強度，易造成滑坡。為了防止邊坡失穩(wěn)，土方開挖應(yīng)在降水達到要求后，采用分層開挖的方式施工，分層厚度不宜超過2.5m，開挖深度超過4m時，宜設(shè)置多級平臺開挖，平臺寬度不宜小于1.5m，在坡頂和坑邊不宜進行堆載，不可避免時，應(yīng)在設(shè)計時予以考慮；工期較長的基坑，宜對邊坡進行護面。邊坡失穩(wěn)挖深過大機械振動坑邊堆載過大開挖速度大，卸載快五、防止樁位移和傾斜對于先打樁后挖土的工程，要考慮由于打樁造成的應(yīng)力積聚和基坑開挖時應(yīng)力的快速釋放對樁所產(chǎn)生的不利影響。打樁使原處于靜平衡狀態(tài)的地基土遭到破壞，會產(chǎn)生擠土、孔隙水壓力升高等現(xiàn)象，造成土中的應(yīng)力積聚，如果在打樁后緊接著開挖基坑，應(yīng)力的陡然釋放和土體的一側(cè)卸荷，易使土體（尤其是軟土）產(chǎn)生一定的水平位移，造成樁位移或傾斜。為此，在群樁打設(shè)后，宜停留一段時間，并用降水設(shè)備預降水，待打樁積聚的應(yīng)力有所釋放、孔隙水壓力有所降低，被擾動的土體重新固結(jié)后，再開挖基坑土方。樁的打設(shè)也要注意打樁順序和打樁速率，控制每天打樁根數(shù)，減少應(yīng)力積聚。挖土要分層、均衡，盡量減少開挖時的土壓力差，以保證樁位正確。六、對鄰近建（構(gòu)）筑物及地下設(shè)施的保護在基坑開挖施工前應(yīng)分析計算開挖引起的周圍地層的變形大小及影響范圍，詳細調(diào)查鄰近被保護對象的工作狀況，確定其允許的地基變形參數(shù)，采取積極有效的措施，保護地層變形影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物和設(shè)施。安全可靠、經(jīng)濟合理土方開挖階段的應(yīng)急措施圍護墻滲水與漏水圍護墻側(cè)向位移發(fā)展流砂及管涌臨近建筑與管線位移土方開挖有時會引起圍護墻或臨近建筑物、管線等產(chǎn)生一些異?，F(xiàn)象。此時需要配合有關(guān)人員及時進行處理，以免產(chǎn)生大禍。對滲水量較小，不影響施工也不影響周邊環(huán)境的情況：坑底設(shè)溝排水的方法。對滲水量較大，但沒有泥砂帶出，造成施工困難，而對周圍影響不大的情況：可采用“引流－修補”方法。即在滲漏較嚴重的部位先在圍護墻上水平打入一根鋼管，內(nèi)徑20~30mm，使其穿透支護墻體進入墻背土體內(nèi)，由此將水從該管引出，而后將管邊圍護墻的薄弱處用防水混凝土或砂漿修補封堵，待修補封堵的混凝土或砂漿達到一定強度后，再將鋼管出水口封住。如封住管口后出現(xiàn)第二處滲漏時，按上面方法再進行“引流－修補”。如果引流出的水為清水，周邊環(huán)境較簡單或出水量不大，則不作修補也可，只需將引入基坑的水設(shè)法排出即可。對滲、漏水量很大的情況：應(yīng)查明原因，采取相應(yīng)的措施（墻后采用壓密注漿方法）。1．圍護墻滲水與漏水2．防止圍護墻側(cè)向位移發(fā)展（1）重力式支護結(jié)構(gòu)

對水泥土墻等重力式支護結(jié)構(gòu)，其位移一般較大，如開挖后位移量在基坑深度的1/100以內(nèi)，尚應(yīng)屬正常，如果位移發(fā)展?jié)u趨于緩和，則可不必采取措施。如果位移超過1/100或設(shè)計估計值，則應(yīng)予以重視。首先應(yīng)做好位移的監(jiān)測，繪制位移一時間曲線，掌握發(fā)展趨勢。重力式支護結(jié)構(gòu)一般在開挖后1~2d內(nèi)位移發(fā)展迅速，來勢較猛，以后7d內(nèi)仍會有所發(fā)展，但位移增長速率明顯下降。如果位移超過估計值不太多，以后又趨于穩(wěn)定，一般不必采取特殊措施，但應(yīng)注意盡量減小坑邊堆載，嚴禁動荷載作用于圍護墻或坑邊區(qū)域；加快墊層澆筑與地下室底板施工的速度，以減少基坑敞開時間；應(yīng)將墻背裂縫用水泥砂漿或細石混凝土灌滿，防止雨水、地面水進入基坑及浸泡支護墻背土體。對位移超過估計值較多，而且數(shù)天后仍無減緩趨勢，或基坑周邊環(huán)境較復雜的情況，同時還應(yīng)采取一些附加措施。常用的方法有：水泥土墻背后卸荷，卸土深度一般2m左右，卸土寬度不宜小于3m；加快墊層施工，加厚墊層厚度，盡早發(fā)揮墊層的支撐作用；加設(shè)支撐，支撐位置宜在基坑深度的1/2處，加設(shè)腰梁加以支撐。水泥土墻加臨時支撐（a）對撐；（b）豎向斜撐1-水泥土墻；2-圍檁；3-對撐；4-吊索；5-支承型鋼；6-豎向斜撐；7-鋪地型鋼；8-板樁；9-混凝土墊層（2）懸臂式支護結(jié)構(gòu)

懸臂式支護結(jié)構(gòu)發(fā)生位移主要是其上部向基坑內(nèi)傾斜，也有一定的深層滑動。防止上部位移過大的應(yīng)急措施：加設(shè)支撐或拉錨，也可采用支護墻背卸土。防止深層滑動：及時澆筑墊層，必要時也可加厚墊層，以形成下部水平支撐。（3）支撐式支護結(jié)構(gòu)

支撐的剛度一般較大，帶有支撐的支護結(jié)構(gòu)一般位移較小，其位移主要是插入坑底部分的支護樁墻向內(nèi)變形。為了滿足基礎(chǔ)底板施工需要，最下一道支撐離坑底總有一定距離，對一道支撐的支護結(jié)構(gòu)，其支撐離坑底距離更大，支護墻下段的約束較小，因此在基坑開挖后，圍護墻下段位移較大，往往由此造成墻背土體的沉陷。對于支撐式支護結(jié)構(gòu)，如發(fā)生墻背土體的沉陷，主要應(yīng)設(shè)法控制圍護樁（墻）嵌入部分的位移，著重加固坑底部位，具體措施有：增設(shè)坑內(nèi)降水設(shè)備，降低地下水。如條件許可，也可在坑外降水；進行坑底加固，如采用注漿、高壓噴射注漿等提高被動區(qū)抗力；墊層隨挖隨澆，對基坑挖土合理分段，每段土方開挖到底后及時澆筑墊層；加厚墊層、采用配筋墊層或設(shè)置坑底支撐。對于周圍環(huán)境保護很重要的工程，如開挖后發(fā)生較大變形后，可在坑底加厚墊層，并采用配筋墊層，使坑底形成可靠的支撐，同時加厚配筋墊層對抑制坑內(nèi)土體隆起也非常有利。減少了坑內(nèi)土體隆起，也就控制了支護墻下段位移。必要時還可在坑底設(shè)置支撐以減少位移。如果是由于支護墻的剛度不夠而產(chǎn)生較大側(cè)向位移，則應(yīng)加強支護墻體，如在其后加設(shè)鋼板樁，或?qū)ν馏w進行加固等。3．流砂及管涌的處理流砂等十分嚴重則會引起基坑周圍的建筑、管線的傾斜、沉降。對輕微的流砂現(xiàn)象，在基坑開挖后可采用加快墊層澆筑或加厚墊層的方法“壓注”流砂。對較嚴重的流砂應(yīng)增加坑內(nèi)降水措施，使地下水位降至坑底以下0.5~1m左右。降水是防治流砂的最有效的方法。

管涌一般發(fā)生在圍護墻附近，如果設(shè)計支護結(jié)構(gòu)的嵌固深度滿足要求。則造成管涌的原因一般是由于坑底的下部位的支護排樁中出現(xiàn)斷樁，或施打未及標高，或地下連續(xù)墻出現(xiàn)較大的孔、洞，或由于排樁凈距較大，其后止水帷幕又出現(xiàn)漏樁、斷樁或孔洞，造成管涌通道所致。如果管涌十分嚴重也可在支護墻前再打設(shè)一排鋼板樁，在鋼板樁與支護墻間進行注漿，鋼板樁底應(yīng)與支護墻底標高相同，頂面與坑底標高相同。4．臨近建筑與管線位移的控制

基坑開挖后，坑內(nèi)大量土方挖去，土體平衡發(fā)生很大變化，對坑外建筑或地下管線往往也會引起較大的沉降或位移，有時還會造成建筑的傾斜，并由此引起房屋裂縫，管線斷裂、泄漏?；娱_挖時必須加強觀察，當位移或沉降值達到報警值后，應(yīng)立即采取措施。對基坑周圍管線保護的應(yīng)急措施一般有兩種方法：（1）打設(shè)封閉樁或開挖隔離溝（2）管線架空（1）打設(shè)封閉樁或開挖隔離溝前提：地下管線離開基坑較遠，但開挖后引起的位移或沉降又較大的情況，方式：在管線靠基坑一側(cè)設(shè)置封閉樁，為減小打樁擠土，封閉樁宜選用鋼板樁、槽鋼等，施打時應(yīng)控制打樁速率，封閉板樁離管線應(yīng)保持一致距離，以免影響管線。在管線邊開挖隔離溝也對控制位移有一