16.深基坑典型支护结构分析与应用（共5篇）

第一篇：16.深基坑典型支护结构分析与应用

远程教育学院 本科生毕业论文（设计）题目 深基坑典型支护结构的分析与应用 姓名与学号汤庆 714129324021 年级与专业 14秋土木工程（工程管理）学习中心 浙大校内直属学习中心（紫金港）指导教师 鲁嘉 浙江大学远程教育学院本科生毕业论文（设计）诚信承诺书 1.本人郑重地承诺所呈交的毕业论文（设计），是在指导教师的指导下严格按照学校和学院有关规定完成的。

2.本人在毕业论文（设计）中引用他人的观点和参考资料均加以注释和说明。

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毕业论文（设计）作者：汤庆                             2016年10月30日 论文版权使用授权书   本论文作者完全了解浙江大学远程教育学院有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学远程教育学院可以将论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编论文。

毕业论文（设计）作者签名：汤庆                        2016年10月30日 摘要 建筑物可以按处于室外地坪以上或者以下分为地上和地下两部分。地下部分在建造时，需要先挖坑，然后再建造。挖出来的坑就是基坑。基坑大致可以分为普通（浅）基坑和深基坑。一般来说，5米以上的称为深基坑。在深基坑的支护结构选择中，首先要了解基坑支护的目的，其主要的意义在于保证基坑四周的土体的稳定性，同时满足地下室施工有足够空间的要求，这是土方开挖和地下室施工的必要条件。文本从深基坑典型支护结构入手，分析了钻孔灌注桩、地下连续墙、放坡、护坡桩、锚喷支护等几种支护形式的类型、选型及工艺流程等。并且以天津某工程人防深基坑支护为例，重点分析了工程深基坑的支护结构、需要解决的工程问题以及具体计算分析过程，以及泥浆制备与管理。最后，对深基坑支护施工中存在的问题及实施策略进行了综合分析，指出当前深基坑支护施工中存在的问题，根据相应的问题提出了深基坑支护施工实施策略，进一步保障工程的安全进行。

关键词：深基坑；

工程维护；

支护结构 目录 摘要 I 一、绪论 1（一）国内外研究现状 1（二）本领域存在的问题 1（三）本文的目的 1 二、深基坑典型支护结构分析 3（一）钻孔灌注桩 3（二）地下连续墙 3（三）放坡 3（四）护坡桩 3（五）锚喷支护 4 三、案例分析——天津某工程人防深基坑支护分析 5（一）工程基本情况说明 5（二）工程概况 5（三）工程深基坑支护结构分析 6（四）需要解决的工程问题以及具体计算分析过程 6（五）泥浆制备与管理 7（六）泥浆的调整 8 四、深基坑支护施工中存在的问题及实施策略 10（一）深基坑支护施工中存在的问题 10 1.边坡修理不达标 10 2.施工过程与施工设计的差别大 10 3.土层开挖和边坡支护不配套 10（二）深基坑支护施工实施策略 10 1.转变传统深基坑支护工程设计理念 10 2.重视变形观测，并注意及时补救 11 3.全程控制基坑支护的施工质量 11 结论 12 致谢 13 一、绪论（一）国内外研究现状 贝特指出深基坑支护工程由于具有许多有优点，并且正在代替很多传统的施工方法，而越来越多地用它作为结构物的主体结构，近年来建设行业发展的速度较快，建筑施工技术也得以较快的发展起来，深基坑施工作为建筑施工中非常重要的一项工作，最近十年更是用于大型的深基础工程中。

凯恩指出深基坑支护工程施工方法一经闯世，便受到工程界的重视与推广，很快被各函用来建造城市中的地下工程。如日我国北京火车站用深基坑支护工程施工方法建造的。欧洲最高的建筑物——修筑在法国巴黎6号地下铁道线上，层高210m的蒙巴纳斯大楼就是利用50m深的深基坑支护工程将往1.5万吨竖直荷载传到硬质灰岩上去的。我国北京的王府井宾馆、广州的白天鹅宾馆、上海的金茂大厦和杭州的黄龙饭店等高层建筑的地下室也利用了深基坑支护工程施工方法。

丛蔼森，地基．深基坑支护工程的设计施工与应用[M]．中國水利水电出版社，2001． 王宇指出深基坑支护工程围护深基坑施工技术起源予欧洲，如深基础工程因为平面尺寸大，难以保证工程自身和周围环境的安全。然而，只要利用了深基坑支护工程施工方法，上述这些深基础工程的施工困难就可以得到较妥然的解决。

（二）本领域存在的问题 深基坑支护工程施工方法也有一定的局限性和缺点:第一，对于岩溶地区含承压水头很高的砂砾层或很软的粘土（尤其当地下水位很高时），如不利用其它辅助措施，目前尚难于利用深基坑支护工程工法；

第二，如施工现场组织管理不善，可能会造成现场潮湿和泥石，影响施工的条件，而且要增加对废弃泥浆的处理工作；

目前在我国除岩溶地区和承压水头很高的砂砾层难以利用外，在其它各种土质中皆可应用深基坑支护工程技术。

孙立宝．超深深基坑支护工程施工中若干问题探讨[J]．探矿工程：岩土钻掘工程，2010(2)：51-55． 不会影响或较少影响邻近的建筑物或构筑物。距离现有建筑物基础能兼作临时设施和永久的地下主体结构。而且在采取一定结构构造措施后可用作地面高层建筑基础或地下工程的部分结构。一种称为逆作法的新颖施工方法，传统施工方法先地下后地上的施工步骤，大大压缩了施工总工期。经过多年的实践，深基坑支护工程已在我国得到广泛应用。如高层建筑的深大基坑、大型地下商场和地下停车场利用深基坑支护工程的基坑规模长宽已达儿百米，基坑开挖深度已达30m以上，连续墙深度已超过50m。

（三）本文的目的 本文的本文的目的主要包括以下几个方面：

（1）通过查阅相关资料，对于地基连续墙围护深基坑的当前应用概况进行研究，清楚这一结构形式的应用价值与当前应用概况；

（2）结合土木工程相关理论知识，对于深基坑支护工程围护深基坑的基本理论进行阐述；

（3）结合查阅的相关资料，以及本人所参与的工程实践，对于深基坑支护工程围护深基坑的具体施工技术进行研究。

二、深基坑典型支护结构分析（一）钻孔灌注桩 钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。施工时无振动、无噪声等环境公害，无挤土现象，对周围环境影响小；

墙身强度高，刚度大，支护稳定性好，变形小;当工程桩也为灌注桩时，可以同步施工，从而施工有利于施工组织、工期短。但是，桩间缝隙易造成水土流失，特别是在高水位软粘土质地区，需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。钻孔灌注桩是排桩式中应用最多的一种，多用于坑深7～15m的基坑工程，适用于软粘土质和砂土地区。

（二）地下连续墙 地下连续墙的刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护形式。但是通常地下连续墙的造价较高，施工要求专用设备。适用于地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。

（三）放坡 放坡的适用条件基坑侧壁安全等级宜为三级；

施工场地应满足放坡条件；

可独立或与上述其他结合使用；

当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施。放坡的原理在于，土是有一个一个的细小颗粒组成的。如果是沙土的话，可以认为颗粒之间不存在粘聚力。土的边坡稳定完全是由颗粒间的摩擦力来保持的。这时，边坡的坡面斜率控制在某一范围内的时候，边坡是稳定的。

（四）护坡桩 护坡桩的造价较高，但护坡桩带来的最大收益是可以竖直开挖。极大程度地省去了土地的占用率。一般来说，在准备开挖的地方先打桩，用密集的排桩形成一道墙，把土挡在后面，形成护坡桩。护坡桩一头埋在土里，另一端是自由的。这种结构其实类似一个悬臂梁，对结构的受力较为不利。因此，护坡桩和锚杆通常是配合使用的。在桩的顶端设锚索拉住（桩比较高的时候可以在桩的中间设多道锚索）。在桩顶还会设置一道横两把所有的桩连在一起，让其共同工作。

（五）锚喷支护 所谓锚喷支护，就是锚杆与喷射混凝土的结合。在边坡的坡壁上人工用洛阳铲挖出来一个略向下倾斜的洞，洞的直径约为十几厘米，深度一般比较大，约有十几米。往洞里放入钢绞线，然后用泵注入水泥浆，等到水泥浆凝固并达到规定强度后，张拉钢绞线，等到钢绞线被张拉到一定的程度，会把钢绞线通过锚具锁定在已经放置在边坡坡壁上的钢梁上，被拉长的锚索回缩时就可以持续的给边坡提供压力了。锚索统称分为两段。靠近洞口的一段叫自由段，在放进锚孔的时候就套了塑料管并涂上了润滑脂，其实这一段的主要作用是传递拉力。位于深处的一段叫锚固段，这段钢绞线与水泥浆粘结产生锚固力。具体情况见图。但是锚杆只能形成一个一个的单点，无法对整个边坡提供约束，因此，一般要在锚杆之间放上钢筋网，然后喷上混凝土，形成一个整体。

三、案例分析——天津某工程人防深基坑支护分析（一）工程基本情况说明 标段名称：天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计，按照天津市建设委员会宁建字（91）204号文件和本暂行规定的要求，凡基坑深度在5米以上，开控面积在500平方米以上的基坑支护工程，建设单位必须向市建委招标办公室申报，并依照本暂行规定组织招标和专家论证工作，确定中标单位。为进一步加强对深基坑支护工程的管理使深基坑支护工程的承发包工作规范化、程序化、切关搞好深基坑支护工程的施工招标和专家论证工作，工程地点：天津市玄武区中山路178号人民中学院内，建设规模：总投资约11000万元、建筑面积约17000平方米 天津市人民中学操场人防工程的地下室基础施工的深基坑支护方案设计。经过招标人组织的专家评委确定中标人后，中标人须按照专家意见和招标人要求进行修改，最终须通过江苏省审图中心的深基坑施工图专项审查，并在基坑支护施工期间提供施工技术服务制定《天津市深基坑支护工程施工招标和专家论证暂行管理规定》。

（二）工程概况 本基坑工程开挖深度为16.6m，由于基坑开挖深度较大，为了便于施工，基坑-5m以上部分按1:0.5放坡开挖，并采用锚杆加网喷支护。坡面设置三道锚杆，竖向间距为1.5m，距离地面分别为1.6m、3.1m和4.6m。锚杆长度分别为10m、10m、6m，倾角为10°，水平间距为1.5m，锚杆采用单根Φ22螺纹钢。基坑-5m以下部分采用桩锚支护结构，支护结构是由排桩和锚索两部分组成。排桩桩径为800mm，有效桩长18.0m，桩顶标高-5.0m，桩间距为1.0m；

桩身混凝土强度等级C30，混凝土保护层厚度50mm；

钢筋笼主筋采用对称布置，钢筋选用16Φ25@2000，螺旋箍筋选用Φ10@150。设置四道锚索，锚索水平倾角为15°，间距2.5m，预应力均为180.0kN；

锚索采用4束Φ7.5钢绞线，分别设在距地面8.9m、13.4m、15.9m及18.4m处；

锚索总长均为26m。场地地层从上往下依次为素填土、砾砂、黏土①、细沙、黏土②、强风化岩。各土层的深度和物理力学参数请参照表2-2-1。

表2-2-1 岩土材料参数表 本案例采用深基坑支护结构分析模块进行验算分析，共分为以下6个计算工况：1)工况阶段：基坑放坡开挖至-5.0m并采用锚杆支护；

2)工况阶段：基坑开挖至-6.9m；

3)工况阶段：设置第一道锚索，并将基坑开挖至-9.4m；

4)工况阶段：设置第二道锚索，并将基坑开挖至-11.9m；

5)工况阶段：设置第三道锚索，并将基坑开挖至-14.4m；

6)工况阶段[6]：设置第四道锚索，并将基坑开挖至-16.6m。

（三）工程深基坑支护结构分析 深基坑支护结构分析软件采用弹塑性共同变形法对围护结构进行分析。该方法又称Dependent pressure，最早由捷克学者提出，现已在欧美和日本广泛使用。该方法的基本假设是结构周围的岩土材料是理想的弹塑性Winkler材料。材料性质由土的水平反力系数和极限弹性变形决定，其中水平反力系数描述了材料在弹性区域的变形行为。

周沛．深基坑支护工程在深基坑支护中的应用[J]．工程设计与建设，2005，37(3)：22-26． 当超过极限弹性变形时，材料表现为理想塑性。和弹性支点方法相比，弹塑性共同变形法可以更好的考虑结构前后土压力随变形的变化，可以更真实的反应出结构的变形和土压力的分布，从而也能得到更真实的结构内力。同时，在对于土压力不能超过极限土压力的考虑上，弹塑性共同变形考虑土体为理想弹塑性，部分区域的土体可以进入塑性状态。而弹性支点法则不做类似考虑。

（四）需要解决的工程问题以及具体计算分析过程 天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙设计利用整体式钢筋砼结构，导墙间距1040mm，导墙顶口一般比地面高出40～50毫米。导墙深度一般控制在2.2米左右，确保导墙趾部必须坐落在原状土层上，以防止导墙基底不实造成导墙整体沉降。导墙肋厚200mm，配Φ14＠200双向钢筋网片，顶宽1.0m左右，导墙筋与基坑内外两侧施工道路和临时便道内的钢筋连接成整体，砼强度等级C25。单幅槽段深基坑支护工程，天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计场地平整→测量定位→挖槽及处理弃土→垫层→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→砼养护→拆模及设置横撑。凡是深基坑魂记方案未经市建委、市劳动局组织专家评审批准，建设单位不得领取地下工程《建设工程规划许可证》，建设、施工单位不得组织施工。

天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙外侧边回填必须用粘土回填密实，防止地面水从导墙背后渗入槽内，引起槽段塌方。导墙内墙面要垂直，墙面与纵横轴线间距的允许偏差±10毫米，内外导墙间距W+40mm控制，导墙面应保持水平，墙面平整度小于5mm，导墙平面位置±10mm。天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙利用液压反铲挖掘机挖槽，人工配合修槽，符合导墙制作施工要求。导墙模板利用标准钢模板，用8#槽钢固定模板，强度达到70％后方可拆模。模板拆除后统一设置10cm直径上、中、下三道原木支撑，水平距离为1m。导墙拆模经支撑后，及时做好沟槽回填土工作，以保障施工安全。施工中应注意导墙砼底面和土面应密贴，砼养护期间起重机等重型设备不应在导墙附近作业停留，成槽前支撑不允许拆除，以免导墙变位。

天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙制作可按依照施工情况30～50m长设置伸缩缝长度，施工时按3～3个伸缩缝长度作为例如区段，以进行流水施工，并满足导墙接头的施工缝与深基坑支护工程之间的接头位置错开。

天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙混凝土墙顶上，用红漆标明单元槽段的编号，同时测出每幅墙顶标高，标注在施工图上。经常观察导墙的间距、整体位移、沉降，并做好记录，成槽前做好复测工作。

图3--2天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计导墙施工质量控制标准 序号 项 目 检查频率 标 准 检测方法 1 内墙面与深基坑支护工程纵轴线平行度（导墙平面位置）每幅2点 ＜+10mm 麻线 2 内墙面平整度（倾斜度）每幅2点 ＜3 mm 钢尺 3 内外导墙间距（W+40 mm）每幅1点 0～40mm 直尺 4 内侧面倾斜度（垂直度）每幅2点 ＜1/500 mm 线垂 5 导墙顶面标高 每幅1点 ＜+10 mm 水准仪 6 导墙顶面平整度 每幅1点 ＜5mm 钢尺（五）泥浆制备与管理 泥浆配合比如下：参考配合比为 水：膨润土：CMC：碱 = 100：5～8：0.06：0.15～0.1.（每立方米泥浆材料用量Kg）水:1000，膨润土：70，纯碱：1.8，羧甲基纤维素作为增粘剂（CMC）：0.8上述配合比在施工中依照试验槽段及实际情况再适当调整。

泥浆应依照工程的地质情况进行配置。泥浆拌制材料利用膨润土，泥浆具有护壁防止槽壁坍塌的功能，在地墙成槽时及时灌入护壁泥浆。泥浆对挖槽施工影响很大，对用过的浆液进行净化处理达到指标后重复使用。

图3-3依照工程的地质情况及以往地墙施工经验，利用泥浆指标及检验方法如下：

泥浆类别 新鲜泥浆 再生泥浆 成槽中泥浆 清孔后泥浆 再化浆（度）检验 方法 密度（比重）g/cm3（t/m3）1.05 1.08～1.15 1.05～1.20 1.05～1.15 ＞1.4 比重计 漏斗粘度（S）19～21 19～25 22～60 22～40 ＞60 漏斗计 PH 值 8～9 7～9 7～10 7～10 ＞14 试纸 失水量（ml/30min）＜10 ＜15 ＜20 ＜15 ＞30 失水量仪 含砂率（%）＜3% ＜5%（可不测）＜6% ＞10% 洗砂瓶 泥皮厚（mm）＜1.0 ＜2.0（可不测）＜2.0 ＞3.0 失水量仪 注：新拌制泥浆应贮存24h以上或加分散剂使膨润土（或粘土）充分水化后方可使用。

（六）泥浆的调整 在挖槽过程中，泥浆由循环池注入开挖槽段利用泵吸循环，泥浆由循环池泵入槽内，槽内泥浆抽到沉淀池，砼灌注过程中，上部泥浆返回沉淀池，而砼顶面以上4米内的泥浆排到废浆池，原则上废弃不用。

天津市人民中学操场人防工程深基坑支护方案设计泥浆制作所用原料符合技术性能要求，制备时符合制备的配合比。泥浆制作中每班进行二次质量指标检测，新拌泥浆应存放24小时后方可使用，补充泥浆时须不断用泥浆泵搅动。混凝土置换出的泥浆，应进行净化调整到需要的指标，与新鲜泥浆混合循环使用，不可调净的泥浆排放到废浆池，再生及废弃标准见下表：

图3-4泥浆调整、再生及废弃标准 泥浆的试验项目 需要调整 调整后可使用 废弃泥浆 密度 1.3以上 1.08——1.15 ＞1.3 含砂率 10%以下 ＜5% ＞10% 粘度 60以下 19~25 ＞60 失水量 30以下 ＜15 ＞30 泥皮厚度 3.0以下 ＜2.0 ＞3.0 pH值 14以下 7~9 ＞14 注：表内数字为参考数，应由开挖后的土质情况而定。

图3-5泥浆检验时间、位置及试验项目 序号 泥浆 取样时间和次数 取样位置 试验项目 1 新鲜泥浆 搅拌泥浆达100m3时取样一次，分为搅拌时和放24h后各取一次 搅拌机内及新鲜泥浆池内 稳定性、密度、粘度、含砂率、pH值 2 供给到槽内的泥浆 在向槽段内供浆前 优质送入泵吸入口 稳定性、密度、粘度、含砂率、pH值、（含盐量）3 槽段内泥浆 每挖例如槽段，挖至中间深度和接近挖槽完了时，各取样一次 在槽内泥浆影响之处 同上 在成槽后，钢筋笼放入后，混凝土浇灌前取样 槽内泥浆的上、中、下三个位置 同上 4 混凝土置换出泥浆 判断置换泥浆能否使用 开始浇混凝土时和混凝土浇灌数米内 向槽内送浆泵吸入口 pH值、粘度、密度、含砂率 再生处理 处理前、处理后 再生处理槽 同上 再生调制的泥浆 调制前、调制后 调制前、调制后 同上 泥浆密度检测频率宜按2h检测一次，泥浆的储备量不得低于单元槽段体积的2倍，混凝土浇筑过程中经检测合格的泥浆才可回收；

被混凝土污染的泥浆坚决废弃。

泥浆稳定性检测时，对已静置1h以上的泥浆，从其容器的上部1/3和下部1/3处各取出泥浆试样分别测定其密度，如这两者没有差别则认为泥浆质量合格。

四、深基坑支护施工中存在的问题及实施策略 （一）深基坑支护施工中存在的问题 1.边坡修理不达标 在深基坑施工中经常存在挖多或挖少的现象，这都是由于施工管理人员管理的不到位以及机械操作手的操作水平不够等多种因素的影响，使得机械开挖后的边坡表面的平整度和顺直度不规则，而人工修理时又由于条件的限制不可能作深度挖掘，故经常性会出现挡土支护后出现超挖和欠挖现象。这是深基坑支护工程施工中较为常见的不足之处。

吴祥祖，朱小龙，王慧康．深基坑支护工程施工中常见问题及控制措施[J]．施工技术，2005，34(6)：51-54． 2.施工过程与施工设计的差别大 在实际施工中，偷工减料的现象也时常发生，深基坑挖土设计中常常对挖土程序有所要求来减少支护变形，并进行图纸交底，而实际施工中往往不管这些框框，抢进度，图局部效益，造成偷工减料现象的发生。

刘志华，周山．深基坑支护工程施工技术难点的分析及处理措施[J]．葛洲坝集团科技，2007(3)：18-20． 深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。在未能进行空间问题处理之前而需按平面应变假设设计时，支护结构的构造要适当调整，以适应开挖空间效应的要求。这点在设计与实际施工方面相差较大，也需要引起高度重视。

3.土层开挖和边坡支护不配套 当土方开挖技术含量较低时，组织管理相对容易。而挡土支护的技术含量较高，施工组织和管理都比土方开挖复杂。所以在实际施工过程中，大型工程一般都是由专业的施工队伍来完成的，而且绝大部分都是两个平行的合同。

冯虎，刘国彬，张伟立．上海地区超深基坑支护工程深基坑支护工程的变形特性[J]．地下空间与工程学报，2010，6(1)：151-156． 这样，在施工过程中协调管理的难度大，土方施工单位抢进度，拖延工期，开挖顺序较乱，特别是雨天期间施工，甚至不顾挡土支护施工所需要工作面，留给支护施工的操作面几乎是无法操作，时间上也无法去完成支护工作，对属于岩土工程的地下施工项目，资质限制不严格。

（二）深基坑支护施工实施策略 1.转变传统深基坑支护工程设计理念 现如今我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，为建立健全深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但对于岩土深基坑支护结构的实际设计和施工方法仍处于摸索和探讨阶段，而且，目前我国尚无统一的支护结构设计的相关规范和标准。

杨更平，刘铁．深基坑支护设计与施工方法的探讨[J]．宁波工程学院学报，2009，21(1)：104-108． 土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算。这些陈旧的计算理论所计算出的结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。因此，深基坑支护结构的施工工程设计不应该再采用以往传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系。

2.重视变形观测，并注意及时补救 岩土工程中深基坑支护结构变形观测的内容包括：基坑边坡的变形观测、周围建筑物及地下管线变形观测等。通过对监测数据可及时分析并及时了解土方开挖及支护设计在实际应用中的情况，分析其存在的偏差便可以及时了解基坑土体变形状况、土方开挖影响的沉降情况以及地下管线的变形情况等。对设计中存在的偏差，在下部施工中及时校正设计参数，对已施工的部位采取恰当的补救和控制措施，为此，要求现场变形观测的数据必须准确、可靠、及时，要求变形观测人员严格按照预定设计方案精心测量、认真负责，保证观测质量。如果在实际测量中确实发现异常情况，就需要及时研究采取措施以防止其恶化。而一旦出现大的变形或滑动，立即分析主要原因，做出可靠的加固设计和施工方案，使加固工作快速而有效，防止变形或滑动继续发展。研究和应用已有的基坑工程行业的和地区性规范以及当地的工程经验。对于重大复杂的基坑工程目前国内采用专家论证的形式，对保证工程安全、降低造价是有效和现实的一种方法。

3.全程控制基坑支护的施工质量 岩土深基坑支护施工重在于过程控制，一旦施工过程控制环节出现问题，事后纠正和补救都会比较困难。因此必须进行严格的施工过程控制管理，确保施工质量。严格按设计方案组织施工。工程施工前，有关人员需要熟悉当地的地质资料、本次施工设计图纸及施工现场周围的环境，另外，降水系统应确保正常工作。施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等。设计方案变更时必须重新经专家评审。基坑支护施工单位要与挖土施工单位紧密配合，坚持分层分段开挖和分层分段支护的施工原则进行施工。土方开挖的顺序和具体开挖的方法必须与设计的工作情况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则，减少开挖过程中土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖。

结论 本文在阅读大量国内外文献，总结以往研究成果的基础上，参照实际工程的检测；

得出以下结论地连墙成槽过程中塌方及处理在导墙施工时，导墙的底面坐到原状土上，当导墙出现裂缝或塌陷时，锁口管顶升机底座要加大，增加其受力面积，可利用三根40b工字钢并排焊接底面加铺20mm厚钢板。必须保证导墙的整体性，翼板依照地质情况、承载能力情况适当放宽，确保导墙在施工过程中不变形在成槽时，成槽机履带下铺设40mm厚钢板开挖时再张开，上、下抓斗时要缓慢进行，避免形成真空涡流冲刷槽壁，引起坍方在地连墙硷未灌注之前严禁重型机械在槽孔附近行走产生振动，泥浆液面高出地下水位0.5m以上，同时也不能低于导墙顶面0.3m以下，在泥浆供应不足时，应停止挖槽，待泥浆加足后再进行，施工中可适当加大泥浆比重。

致谢 在大学的美好时光即将结束，通过这些年的学习，我收获了我的学业，也收获了我的成熟，如今我就要毕业了，在此心中有很多感谢的话语。论文能够顺利完成，离不开我的指导老师老师的细心指导，她对我的论文从确定题目，修改直到完成，给予了我许多的指点和帮助。感谢她在繁忙的工作之余，挤出时间对论文提出精辟的修改意见。在此，向老师致以最诚挚的谢意。我也要感谢大学学院的各位老师在我的学习期间给予我谆谆教诲。感谢我身边的每个关心我的朋友，生活和学习中的每一步成长都离不开你们的陪伴。

参考文献 [1]丛蔼森，地基．深基坑支护工程的设计施工与应用[M]．中國水利水电出版社，2001． [2]孙立宝．超深深基坑支护工程施工中若干问题探讨[J]．探矿工程：岩土钻掘工程，2010(2)：51-55． [3]吴祥祖，朱小龙，王慧康．深基坑支护工程施工中常见问题及控制措施[J]．施工技术，2005，34(6)：51-54． [4]刘志华，周山．深基坑支护工程施工技术难点的分析及处理措施[J]．葛洲坝集团科技，2007(3)：18-20． [5]冯虎，刘国彬，张伟立．上海地区超深基坑支护工程深基坑支护工程的变形特性[J]．地下空间与工程学报，2010，6(1)：151-156． [6]周沛．深基坑支护工程在深基坑支护中的应用[J]．工程设计与建设，2005，37(3)：22-26． [7]杨更平，刘铁．深基坑支护设计与施工方法的探讨[J]．宁波工程学院学报，2009，21(1)：104-108． [8]朱建峰．深基坑支护工程中深基坑支护工程的设计[J]．隧道建设，2005，25(1)：27-30． [9]L．Grillo，F．AIessandrini，R．Meriggi．A new system for the construction of Large Shallow tunnel sbymicro tunnelling technology[J]，TrenchlessTechnol．Res．2000，15(1)：43-58． [10]金石嵩．深基坑支护工程在地铁站深基坑支护中的应用[J]．工程建设与设计，2006(3)：42-44． [11]赵善同，陈志良．深基坑支护工程在杭州地铁车站深基坑支护中的应用[J]．铁道标准设计，2009(009)：94-97．

第二篇：深基坑开挖支护现状分析

深基坑开挖支护现状分析

1、存在的问题

近年来，城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大，随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖支护问题日益突出。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注，研究开发出许多好的措施。但是基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，从而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等大城市，事故发生率更高。上海在一年之中就发生近四十例基坑事故，上海广东路某基坑事故，导致交通主干线广东路下陷1.8m，致使各种地下管线产生严重破坏，煤气泄露产生爆炸，当场熏倒二十多人，直接经济损失达五千多万元，造成了极坏的.影响；98年深圳某基坑工程，出现了严重的塌方事故，几名施工人员被埋，基坑周围几栋建筑物出现严重破坏，轰动全国。本文通过对深基坑开挖支护现状的分析，提出一些看法和建议，供设计和施工参考。

2、深基坑工程特点及现状

（1）基坑越挖越深。或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。过去建1～2层地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更为少见。现在在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也为数不少。

（2）工程地质条件越来越差。这一点在某些沿海经济开发区较为突出。

（3）基坑周围环境复杂。重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。

（4）基坑支护方法众多。诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。

（5）基坑工程的成功率较低。一旦基坑支护失效，常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。

3、深基坑工程事故的分析

由于深基工程的上述特点，使深基坑支护成为一个最感头痛的工程难题。通过工程事故实例的调查分析，对其原因提出如下看法：

3.1设计方案失误

（1）方案选择错误。此类工程事故出现较多，如济南某大厦工程，位于繁华市区，地上23层，地下3层，基坑深12m，场地狭窄，东、南、北三面距建筑物较近。施工单位提出，采用大直径灌注桩，设一土层锚杆，桩顶设混凝土圈梁的桩锚支护体系，需费用约100万元。建设单位提出，部分采用800悬臂灌注桩，部分采用150钢管悬臂桩，部分放坡方案，费用40万元。结果按建设单位方案：西侧采用1∶0.3放坡。东、南、西北浇筑C30的800悬臂灌注桩57根，@1800，桩长18m，悬臂12m，入坑底6m.北部用150钢管悬臂桩7根，@1000，桩长15m，悬臂12m，入坑底3m.结果几次断桩，塌方来势凶猛，均在瞬间发生，共造成坑内土方堆积3000m3，断桩23根，桩倾斜2根，7根150钢管歪倒。可见，基坑支护必需认真对待，绝不能为节省费用，随便定个方案。经分析，原先施工单位提出的方案还是可行的，建设单位乱定方案，不科学办事，结果是浪费了投资，拖延了工期，欲速则不达。

（2）实施方案与设计方案不符。

（3）止水帷幕力度不当。如南京交通银行大楼，地上28层，地下室1层，基坑深6.7m。设计方案是：支护采用800悬臂灌注桩，@1000，桩长14m，在桩顶设800500mm圈梁，桩嵌入坑底8.8m；防水及降水在排桩背后设高压旋喷混凝土，形成止水帷幕。坑东侧42m长，距房屋15m左右，采用1∶1放坡开挖。在坑内设3个深20m管井作为降水井。实施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，桩长改为13m，桩嵌入坑底5.6m。放坡面因场地限制改为1∶0.3～0.5。为抢进度，桩顶圈梁未施工即开始挖土，且一次挖到设计标高。基坑开挖后，东南角桩间出现大量涌泥和流沙，支护结构向基坑内侧移位达20cm以上，桩后形成5～10cm地面裂缝，放坡地段滑移失稳，降水井失效，以至东南面的和平电影院严重开裂破坏，被迫停止拆除，北侧湖南路路面开裂，被迫采用土层锚杆加固，直接经济损失100多万元。可见，不按原设计方案施工，灌注桩与喷射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。

3.2设计计算错误

（1）锚杆计算错误。如石家庄某高层建筑，建筑面积10万多平方米，地上28层，地下4层，基坑深达20.5m，东西长120m，南北宽100m.基坑用600灌注桩，@1000，桩长20m，入土5m，混凝土强度为C25，配12根22的Ⅱ级钢筋，桩顶设帽梁，帽梁顶砌5.5m高370砖墙作护墙，墙内有构造柱及压顶圈梁。护壁桩设三道130锚杆：第一道锚杆长15.5m，@2021；第二道锚杆长20m，@1500；第三道锚杆长18m，@1000。用槽钢与护壁桩相结合。1993年9月12日，施工完西部坑底垫层，施工管理人员发现基坑西部护壁桩间成片掉土，并有渗水现象，顶部砖墙外倾，顶部地面出现裂缝。9月15日西侧北部有部分腰梁槽钢脱落，部分锚杆螺母松动。施工人员将槽钢补焊接上，拧紧螺母。在坑顶局部挖土卸载。9月16日下午5时左右，基坑西部南北约50m的护壁结构迅速倒塌，折断钢筋混凝土桩48根，倒塌边缘距坑边约13m，护壁桩折成三段，折点分别在第二、三层锚杆处，第一层锚杆从土中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计中完全拔出，第二、三层锚杆锚头拉脱，腰梁扭断开。经分析计算，第一道锚杆的锚固长度需25.6～30m，第二道锚杆的锚固长度需22～25m。可见倒塌的主要原因是设计计算错误所导致。

（2）支护桩嵌入深度不够。上海某工程基坑采用深层水泥搅拌桩做支护，基坑开挖深度5～7m，桩长12m，嵌入深度5m.开挖到5m时未发生事故，但开挖到7m时，发生管涌，涌砂涌水。由于大量砂土冒出，最终导致支护结构全部倒塌。仅加固费就增加投资30万元（原支护结构费80万元），工期延长2个月。经对管涌计算知，支护桩嵌入深度需7m.（3）安全系数偏小。许多基坑设计时，为单纯追求造价，而忽略许多因素，使工程的安全系数偏小。如遇雨水或少量偶然的坑边堆载，就导致基坑的失稳。

3.3未进行稳定验算

由很多工程事故可见，仅进行基坑支护设计或选择一个方案是不行的，还必须进行稳定验算，以确保基坑的整体及局部稳定，特别是软土地区。

3.4施工管理方面的问题

（1）严重超挖，不遵守分层分段开挖原则；

（2）坑边过量堆载；

（3）管理混乱。

4、建议及对策

4.1坚持分层分段开挖与支护的原则

一般情况下，边坡破坏有一个从局部开始，逐渐扩大的过程。首先产生局部破坏的部位为突破点。当某部位土体应力达到或超过其强度时，突破点开始破坏，并引起周围土体力学性质的变化和临近部位应力的升值，使破坏面扩大。城市高层建筑的发展，使基坑深度日益增大，边坡也越来越陡立（一般在80～90）。目前各种边坡稳定的理论计算模式都是在60左右建立的，与陡立边坡的初始受力状态有较大差异。边坡开挖后，破坏了原自然土体的三向受力状态，在开挖面附近产生一个高能区。其中一部分能量传给周围土体，一部就成为使土体变形的动力。对近于直立的边坡，若一次开挖深度太大，积聚的能量就很大，有可能成为破坏的突破点而产生塌方。所以施工中必须控制开挖面的长度与深度，并进行快速支护，使支护尽早发挥效能，达到控制和消灭破坏突破点的目的。分层分段开挖并支护有利于边坡能量的释放。前期开挖掘层段的能量有一部分通过锚体传到土层较深部位，有一部分受已施工面板影响留在坡面浅层部位。当下一层段开挖后，就被后期开挖段吸收并释放。因此，分层分段开挖并支护的施工方法也是一个能量释放的过程，最后总的开挖能量留在坡面的较少，这对整个破面的稳定是有利的。

边坡层段开挖的大小应作为设计的重要内容，在分析土体力学性能、地下水和边坡附加荷载分布的基础上预测突破点可能产生的部位，这是划分层段的重要依据。据此绘出每一坡面的层段开挖图，作为施工依据，并在施工中根据具体情况进行调整。

4.2信息反馈是基坑施工的重要组成部分

所谓施工过程中的信息反馈基本上指两方面：一是指坡面开挖过程中对暴露出来的地质构造、地下水分布的变化及未知地下建筑物的信息反馈；二是指施工过程中对边坡位移及应力监测的信息反馈。其中，施工中发生侧移有以下原因：（1）土力学的模糊性：土的层面结构多变，影响因素多，物理力学性能分散性大。其结构计算原理及各种参数取值有较大的模糊性，不可能一次计算到位。

（2）外力作用下的变形。

（3）施工阶段的不稳定性。

4.3支护结构的革新

（1）从结构受力改变结构形式。闭合拱圈挡土、连拱式基坑支护，都是将平面结构改变为空间支护结构，利用拱的作用，一方面减小土对桩的侧向压力，另一方面将结构受弯变为拱圈受压，充分发挥混凝土的受压特性，降低了工程费用。

（2）从施工方法上改变。桩墙合一地下室逆作法，是将基坑支护桩和地下室墙合在一起，将地下室的梁板作为支护，从地下室顶往下施工，地下室外墙也施工。它的优点是节约投资，在地下水丰富、不易降低水位地区，尚须作防水帷幕。

（3）发展新的支护方法。近年来，喷锚网支护法、锚钉墙法在工程中得到应用，并显示了显著的经济效益。它不要一根桩、一块板、一根管、一根撑，完全抛弃了传统法及其被动支护概念，以尽可能保持、显著提高、最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度，变土体荷载为支护结构体系的一部分。它主动支护土体，并与土体共同工作，具有施工简便、快速、及时、机动、灵活、适用性强、随挖随支、挖完支完、安全经济等特点。其工期一般比传统法短30～60天以上，工程造价低10%～30%。支护最大垂直坑深18m，建筑淤泥基坑深达10m。

4.4进一步研究基坑支护理论

可以看到，随着国民经济的飞速发展和城市现代化的进程，基坑工程的可靠性成为高层建筑亟待解决的问题。因此进一步探讨基坑支护的方法和计算理论，尤其是新型支护方法的计算理论，乃为工程实际所急需。如喷锚网支护法、锚钉墙法。

4.5探讨基坑护壁抢险技术

如前所述，基坑工程的破坏率较高。因此，配合施工过程的监测与信息反馈技术，进行基坑护壁抢险技术的探讨非常必要。目前，发现基坑护壁失效，采用的方法是停止开挖或回填土方等，收效甚微。因此在支护设计或确定施工方案时，就必须考虑基坑护壁的抢险措施。如基坑护壁帷幕漏水化学灌浆抢险技术，具有简单、经济。快速和有效的特点，是目前基坑漏水涌砂最好的抢险补救方法。

第三篇：高层建筑深基坑支护施工管理分析论文

论文关键词：高层建筑；深基坑；支护技术；设计管理；施工控制

论文摘要：设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素，一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在我国，深基坑的出现较晚，深基坑支护设计日趋成熟，但由于设计参数众多，地质不明因素的影响，使设计工作的难度加大。文章结合作者多年的工作经验，分析了高层建筑深基坑支护施工过程的控制要点。

近年来，随着大批的高层和超高层建筑的建设，开发商为提高建筑用地率，加之国家有关规范对基础埋置深度和人防工程的要求，多层、高层、超高层建筑地下室的设计必不可少，有的地下建筑甚至有三四层，深的达十多米，于是，地下建筑开挖时的深基坑支护成为一个必要的施工过程。但由于深基坑支护为临时建筑，不在建筑主体施工的范围内，为节省投资、降低成本及加快进度，业主、施工单位往往只强调基坑支护施工的临时性，而忽略了基坑支护施工的重要性、复杂性及风险性，认为只要基础工程完成时，基坑支护未垮掉便解决问题，有的施工单位甚至认为挖一个大坑、简单地处理一下坑壁即可，致使深基坑施工时安全质量事故时有发生，不仅延误了工期，还造成了巨大的经济损失。

一、施工准备阶段的控制要点

（一）设计管理

设计方案的合理性是直接影响深基坑支护工程成败的关键因素，一个成功的深基坑支护设计方案应当经济合理、安全可靠、施工技术可行。在我国，深基坑的出现较晚，深基坑支护设计日趋成熟，但设计参数众多，地质不明因素的影响，使设计工作的难度加大。据2000年的资料统计，在基坑工程施工质量事故中，由于设计原因造成的事故占总数的43%。设计原因主要表现在：无证挂单设计、盲目设计、参数取值错误、地下水处理方法失误、支护方案选择不当等。要改变这种状况，首先，设计人员应具有较强力学知识（理论、材料、结构、流体、土力学）和地基与基础等多学科的知识，又要有丰富边坡支护设计经验，熟悉当地的水文地质状况和特点，在结合建筑及周围环境特点的基础上，设计出经济合理的深基坑支护方案。其次，工程人员在施工前应对方案进行认真审核，理解设计意图，及时与设计人员沟通以掌握方案，在施工组织时，使各个组成部分、各道工序协调有序。再次，业主方应了解深基坑支护的重要性，选择有经验的设计单位设计支护方案。

（二）分包单位的选择

由于深基坑支护的特殊性，其施工应由具有施工资质与能力的专业分包队伍进行。施工单位的技术力量、整体素质是影响工程质量的重要因素之一，监理工程师应协助业主审查总包单位选定的专业队伍，选择社会信誉好、技术力量强、施工经验丰富的分包单位，最好有类似工程的施工经历，同时应防止层层转包、“层层剥皮”，以致影响工程质量的现象发生。

（三）施工专项方案审定

施工专项方案是具体指导施工的重要文件。但在目前，有些施工单位往往是照搬他人的方案；有的虽说是按具体工程的实际情况编制的，但控制要点不具体，措施针对性不强，基本上无指导意义。因此，监理工程师应认真审核施工单位提交的专项方案，对不能满足施工要求的，坚决要求其修改完善后按程序申报，特别复杂的方案可组织专家汇审，待总监审批后方能实施。审核内容主要有：施工平面图、基坑的支护方式、基坑开挖方式、降水措施、施工工期、监测布置的合理性等。

二、施工阶段的控制要点

施工阶段是项目实施的关键阶段，监理工程师应根据地质勘探资料和当地水文气候条件，结合当地深基坑工程施工的经验和条件，确定工程的关键项目，要求施工单位制定专项施工方案报监理机构审核，并强调要制定突发事件的应急预案。

（一）深基坑工程的施工

深基坑工程包括挖土、挡土、围护、防水等环节，是一项复杂的系统工程，任何一个环节的失误都有可能导致施工失败，甚至造成事故。施工单位要严格按照施工规程、经批准的施工组织设计及相关的技术规范组织施工，对各施工要点要制定具体措施，并加强过程控制。例如，确定土方开挖方案时，应对周围建筑物、构筑物进行拍照和录像，对地质勘测报告、周围建筑物及地下设施情况等信息进行分析，对特殊土质需精心组织施工，膨胀土地区不宜在雨季开挖，软土地区分层开挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土进度过快，极易改变土体原来的平衡状态，降低土体的抗剪强度，可导致土体快速滑移，这样不利工程监控，易造成坍塌事故。

（二）深基坑周围土体止水效果的控制

在地下水位较高的地区，地下水对深基坑工程施工带来的危险程度是相当高的。地下水的来源一般为上层滞水、潜水、承压水、雨水及基坑周围的渗漏管道水，由于水的来源复杂，枯水期和丰水期水位变化的影响，在制定止水方案时应从深基坑工程的防水、降水和排水3个方面考虑，根据地质勘察部门提供的地质资料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周围环境，对周边有建筑基坑，宜采用以堵为主，抽水为辅，否则会导致基坑周围土体与水体的流失，使建筑物不均匀沉陷，甚至发生坑底流沙、管涌等现象，增大了处理难度，拖延了工期，反之，以降水为主。止水帷幕是高水位地区深基坑支护工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高压喷射注浆法、浆喷深层搅拌法、粉喷深层搅拌法和压力注浆法等。采用浆喷深层搅拌法进行止水帷幕止水施工时，如果止水帷幕的搅拌桩成桩质量不好，深基坑开挖后会出现渗水较多的现象。若此时再采用灌浆的方法进行处理，则延误工期、增加造价。因此，在该类止水帷幕施工时要注意以下几点：

1．保证桩体质量。确定合理的水泥浆掺加量，保证桩体搅拌均匀、桩长达到设计深度，避免桩头出现搅而无浆的情况，特别是在土层情况变异较大的地区，因搅拌桩的桩径不易控制，容易导致止水失效。

2．保证桩的搭接长度和密实度，杜绝空洞、蜂窝及桩头开叉的现象。

3．不得随意在基坑支护结构上开口，否则会影响支护结构的安全，也破坏了止水帷幕，导致地下水的渗入。

（三）深基坑支护的信息化管理

深基坑施工的质量问题实质上是基坑的整体刚度和稳定性，即基坑支护结构是否会发生变形、是否会产生沉降及水平方向的位移或倾斜、支护结构是否有裂缝以及基坑底是否产生隆起和变形，若发生这些问题将导致基坑支护结构的失败。

基坑支护结构信息化管理的主要手段，是安排专业施工监测人员对基坑现场及周围建筑物进行监测，根据基坑开挖期间监测到的基坑支护结构或岩土变位等情况，比照勘察、设计的预期性状，动态分析监测资料，全面掌握位移变化的大小、方向、变化频率，对照报警标准，预测下一阶段工作的动态，及时对施工中可能出现的险情进行预报，超过位移设定的预警值时，应及时采取有效的应对措施，确保工程安全。

深基坑支护结构工程监测的主要内容有：支护结构顶部水平位移；支护结构沉降和裂缝；临近建筑物、道路的沉降、倾斜和裂缝；基坑底隆起的观测等。以上监测除每天进行目测之外，一般每8～10m设一个监测点，关键部位适当加密，开挖后每天监测3次，位移大时应适当加密。

观测结果要真实反映所测目标的动态趋势，并绘出变化曲线图，以传递险情前兆信息，找出险情发生的必要条件，如地质特性、支护结构、临近建筑物、地下设施等，结合相关的诱发条件，如气象条件、开挖施工、地下水变化等，根据基坑支护结构的稳定性计算结果进行科学决策，以排除险情。开挖较深的基坑时，还应测试支撑的内应力，当应力值达到设计值的90%（或支撑变形达10mm）时，要及时采取防范措施。另外，因现场施工情况复杂，监测点极易被破坏，要注意对监测点的保护。

（四）突发事件的处理

建筑施工是一个投资大、周期长、参与人员多的过程，施工过程中会发生许多不可预见的事件。对于基坑支护结构的施工，更要做好应对突发事件的技术准备。常见的突发事件有：基坑内管涌、流沙；基坑支护局部出现成因不明的裂缝、沉降；气象异常，出现持续多日的狂风暴雨；相邻工地施工的影响，如降水、打桩、开挖土方；地下障碍物妨碍基坑支护结构或止水帷幕的施工等等。事件发生后，及时启动应急预案，并会同相关单位研究解决办法。

三、结语

深基坑工程的施工是一个循序渐进的过程，施工单位应按先设计、后施工的程序施工，并尽量做到边施工、边监测，还要遵循“分层开挖，先撑后挖，随挖随撑，对称均衡，限时限量”的原则，杜绝盲目施工和野蛮施工的现象，加强对整个深基坑施工过程的控制，保证工程顺利、安全地完成。

第四篇：潜水电泵的典型结构分析与工程应用

潜水电泵的典型结构分析与工程应用

论文摘要：潜水电泵则是一种泵与电机合二为一的特殊的输送液体的机械，顾名思义，机电一体潜入水中工作．它结构简单，使用方便．随着材料科学、密封技术、控制和保护技术的发展以及冷热加工工艺水平的提高，潜水电泵得到了飞速发展。

THE TYPICAL STRUCTURE ANALYSIS AND ENGINEERING APPLICATION OF SUBMERSIBLE PUMPS Shi Weidong

(Jiangsu University of Science and Technology，Zhengjiang，212013)

ABSTRACT The author reviews the development general situation and analysis the typical

structure of submersible pump at home and abroad，introduces the structure shapes of impeller.types and engineering application at abroad.It is characterized by a great variety and in a novel design.it can be used for reference at home.KEY WORDS submersible pump，general situation，impeller structure analysis application

引言

潜水电泵则是一种泵与电机合二为一的特殊的输送液体的机械，顾名思义，机电一体潜入水中工作．它结构简单，使用方便．随着材料科学、密封技术、控制和保护技术的发展以及冷热加工工艺水平的提高，潜水电泵得到了飞速发展。

1904年，美国的布隆*杰克逊(Byron Jackson)公司第一个成功地设计、制造了卧式连接的潜水电泵和潜水电机，这就是现代潜水电泵的“祖先”．1928年，该公司发明了直接连接的立式潜水电泵，这是现代深井潜水电泵的最初形式．可见，潜水电泵的发展已经有了60多年的历史了。

瑞典的飞力(Sterbery Flygt)公司，1948年首次研制成功了世界上第一台给排水用的浅水(或称作业面)潜水电泵，从根本上简化了泵的型式，改革了建筑基坑和矿井等的排水设备，并很快在全世界范围内获得成功．1956年，Flygt公司生产出了排放污水用的潜水泵，使污水泵站的成本大约减少一半．此外，Flygt公司还解决了一系列疑难问题，开发的各种特殊的潜水泵可以用来抽吸含有固体颗粒的磨蚀性液体、粘性溶液和腐蚀性液体等．近年来，Flygt公司在泵的结构上已取得了很大进展，并发展了四个系列：抽送含小颗粒磨蚀液体的2000系列、抽送民用和工业废水的3000系列大流量污水潜水泵、抽送清水的5000系列、具有大流量中等扬程螺旋(轴流)式的7000系列。

到了60年代，美国、英国、德国、法国、芬兰、日本等国也都大批量生产作业面潜水电泵．尤其是日本(如日立、鹤见等公司)已实现了建筑设备用和工程用潜水电泵的标准化和系列化，无论在结构设计、材料选用和自动控制等方面都取得了新的成就。

我国于1958年由上海人民电机厂开始生产7kW的作业面潜水电泵，揭开了我国潜水电泵生产的序幕，经过30多年的发展，目前已经取得了较大的成绩．已先后生产出了QY、QS、QX、QDX(单相)型系列的小型潜水电泵．年产量约150万台．80年代后期以来又发展了QW型污水潜水电泵．QZ型潜水轴流泵和QH型潜水混流泵等．年产量约8万台．江苏理工大学流体机械研究所与扬州市亚太特种水泵厂等工厂合作，系统地研究了污水潜水电泵，先后承担了三项省、部级科研课题．试验研究了泵内的流动状态、叶的结构型式、几何参数对泵特性的影响等．从而掌握了各种无堵塞污水潜水电泵的设计理论和方法，在改善无堵塞泵的性能方面积累了丰富的经验，并先后四次荣获国家及省、部级科技进步奖，同时还被国家科委列为国家级科技成果重点推广计划项目。国内外潜水电泵典型结构分析

1.1 国外潜水电泵典型结构分析

Flygt公司是世界上最大的生产潜水电泵的厂家，拥有最齐全的潜水泵系列．其产品设新颖，组件系统标准化，设备现代化．现选其中一种典型结构予以分析。

Flygt公司典型的C泵结构，主要特点如下。

(1)电机的电缆必须是能够经受介质侵蚀的，电缆可以采用挠性金属软管保护。

(2)定子绝缘等级F(155℃)．按照标准，电机定子内装入过载保护器。

(3)功率在9kW以上时装有冷却系统，叶轮的背叶片使冷却水环绕定子室循环．也可采用独立的冷却系统，外围的冷却套与蜗壳不相通，直接由外部引进冷却水．当泵抽送的液体温度会升高或者有可能干运行的情况下，采取这种冷却系统特别有效。

(4)在电机与水力部件之间装有双层机械密封，以防止液体进入电机腔．通常上层是石墨/碳化钨，下层碳化钨／碳化钨．另外，密封材料除碳化钨以外，也可采用氧化铝或碳化硅。

(5)根据不同的用途，采用不同的叶轮结构型式．图示叶轮具有大的通道面积，可以通过大的颗粒和缠绕物，减小堵塞危险。

(6)在泵叶轮和泵体之间装有可更换的密封环，以保持泵以最佳效率运行．大型泵装有两组密封环。

1.2 国内潜水泵典型结构分析

扬州亚太特种水泵厂是目前国内生产潜水电泵的最大厂家，其产品已成功地应用于上海宝钢、大庆油田、北京新客站等国家大型重点工程，大量替代引进产品．同时，其开发产品已打入国际市场。

由江苏理工大学流体机械研究所设计、扬州亚太特种水泵厂生产的QW型污水潜水电泵的典型结构，其主要特点如下。

(1)功率在30kW以上的潜水泵．接线腔内设有漏水检测探头，当电缆断裂或其它原因漏水时，探头发出信号，控制系统对泵实施保护。

(2)电机定子采用F级绝缘(155℃)，并设计成细而长的圆柱体，内装过热载保护器。

(3)功率在15kW以上时，各泵均装有自备冷却系统，叶轮的背叶片使涡室内的水流入定子室外围循环冷却，能够保证水泵在水池的最低水位或抽干的情况下正常运转。

(4)电机腔下端装有漏水检测器―浮子开关，当水进入电机腔时发出信号，控制系统对泵实施保护。

(5)在电机与水力部件之间装有双层机械密封，以防止介质渗漏到油室内，上层、下层科学配对能保证水泵运转安全、可靠．密封材料有碳化硅、碳化钨、硬质合金副或超耐磨密封副。

(6)油室内设有电极保护，当水进入油室时电极发出信号，由控制系统显示，告知管理人员及时保养。同时，控制系统严密监视其渗漏情况。

(7)独特设计的叶轮，具有很大的通道，能够通过大的物料及纤维等，减小堵塞、缠绕的危险。

(8)在泵叶轮与蜗壳之间装有可更换的密封环，以保持泵以最佳效率运行。国外潜水电泵的种类与工程应用

随着科学技术的不断发展，国外的潜水电泵出现了不少新型的结构和种类，本文仅以Flygt公司生产的潜水电泵为例作一介绍．其品种繁多，设计新颖，对国内同行具有借鉴作用。

表 1 Flygt公司潜水电泵的种类与工程应用

名称

叶轮结构型式

叶轮结构特点

工程应用

B泵

开式或半开式叶轮，抗磨材料制造，附有可调节的导叶及滤网

广泛用于建筑工地、岩洞、港湾、工厂、舰船等给排水或水喷射等，可以抽送含磨料如粘土、砂、碎石、钻屑等液体介质等。

移动式结构，放到水中便可起动，可满足大流量、高扬程、有限空间或易爆环境等特殊要求。

C泵

无堵塞闭式流道式叶轮，具有好的可靠性和较高的效率。

主要用于城市泵站和污水处理厂抽送污水和泥浆，工业流程中抽送冷却水、废水、腐蚀性介质等，工地和大型工厂连续排水等．非常适合抽送含长纤维的物质和大固体颗粒的介质。

安装在小型而简单的泵站，可隐设在地下，泵可以快速而简单地安装在导轨或绳索上并下到泵坑。

D泵

旋流式叶轮

广泛用于工地、矿山、工业上抽送含长纤维、粘土、钻屑、岩石碎片、污泥和腐蚀性介质的废水，并可满足易爆环境排水的要求。

F泵

开式叶轮并带有S型切断器，具有抽送、切削和混合功能．可靠性好，效率高。

主要用于农业上抽送液体粪，可以破碎干的固体，禾杆和其它长纤维物质，螺旋状的叶轮入口可以使吸入的稠厚粪肥送入泵中，共有四种规格。

结构紧凑，安装在粪肥池中的导轨上，也可安装在贮存池中，可与潜水搅拌器配合使用。

G泵

开式或闭式叶轮，有多个叶片

主要用于地下室或其它领域地面排水，也可用于灌溉，可满足小流量及适中扬程需要，适合于抽送清水或轻度污染的水，共有三种规格。

结构紧凑，安装简单，只需将泵放于泵坑底部即可。

H泵

开式或闭式流道式叶轮，抗磨材料制造

主要用于矿山、工地、岩洞、隧道和堤坝等地方抽送含有磨蚀性颗粒如钻屑、砂、碎石等的液体，吸入端采用可调节的橡胶覆层，利于在高效点运行。

L泵

闭式流道式叶轮，与导叶相匹配，可靠性好。

广泛用于城市、农业、舰船、工业等给排水，可满足低扬程大流量需要，流量可达2000m3/h，适合于抽送清水或轻度污染的水，共有六种规格。

安装、维护简单、采用无管路连接设计。

M泵

开式叶轮，入口处附有一个切碎装置，由铬合金与不锈钢组成

特别适用于压力污水系统，可以通过仅仅直径为40mm的管子被输送走。

P泵

可调叶片轴流式叶轮，具有高效节能的特点。

主要用于农业、城市给排水及工业上抽送冷却水等，并可用于控制内河水道系统。可满足低扬程大流量的特殊需要，适合于抽送清水或轻度污染的水。

结构紧凑而简单，不要求特殊安装，只需下落到壳座的突肩上即可。

R泵

多叶片闭式叶轮，用铸铁或不锈钢铸造，单侧或双侧(双吸)进水。

特别适合于农业喷灌和各种工业应用，如供清水、工艺流程用水、喷射和冷却水等．可满足高扬程大流量需要，流量达2000m3/h，扬程达110m，适合于抽送清水或轻度污染的水，有多种规格和结构型式。

功能强，可靠性高，容易安装和维护。结束语

我国的潜水泵经过30多年的发展，已经取得了相当大的成绩．但与当今世界先进国家相比仍有较大的差距，产品的品种还不够多，应用的领域也较狭，其可靠性和质量也不够稳定，这些都有待进一步的改进，以使国潜水电泵能够早日更多地打入国际市场，并逐步替代引进产品。可以预见，随着社会主义市场经济的不断发展，我们自己的潜水电泵必将在机电排灌、城镇给排水、环境保护等工农业生产和国民经济的各部门发挥越来越大的作用。

第五篇：地铁深基坑支护工程的设计与施工探讨

地铁深基坑支护工程的设计与施工探讨

李志敏

中铁第四勘察设计院集团有限公司

湖北省

430063

【摘要】：改革开放以来，我国的经济发生了突飞猛进的变化，人们的生活水平也得到了很大的提高，汽车已经成为大众化的产品，随着车辆总量的增加，交通变得越来越拥挤，为了缓解交通压力，各大城市开始兴建地铁。在地铁建设施工中，地铁车站的深基坑开挖一直是一个难点，在开挖过程中总是存在各种各样的问题，这给地铁建设留下了很多的安全隐患。本文笔者就根据自己的经验，设计过程中深基坑支护的类型与选择做出了分析，对地铁车站深基坑开挖施工中经常遇到的问题及施工控制要点、相关维护方案等进行了分析。

【关键词】：地铁车站；深基坑；开挖；技术

中图分类号：U231+.3

文献标识码：A

文章编号：

引言

众所周知，在20世纪70年代末基坑工程开始在我国展开广泛的推广，那时我国的改革开放刚好处于兴盛的时期，基本建设越来越多，相应的基坑也越来越深了，开挖深度也就更深了。随着社会经济的不断发展，目前我国已有很多的城市拥有了轨道交通线。因为轨道交通线路很多都是从市中心穿越的，但是随着地下空间开发的速度不断的加快，现在的基坑越挖越大、越挖越深。由于深基坑工程的风险高、影响因素多等特点，深基坑安全事故给国家和人民带来不良影响和很大的经济损失。世界各国已经有不少学者开始进行相关的研究，而且也已经取得了一定的成就。

一．设计过程中深基坑支护的类型与选择

在各种类型的建筑施工过程中都需要进行基坑的开挖，对于一些较小的施工项目，基坑的开挖深度较小。可以采用直接开挖和放坡开挖两种简单方便的模式。但是对于大型的建筑工程或者是周围的施工空间较为狭窄的情况就需要进行基坑支护。进行基坑支护的主要作用是起到挡土的作用，另外一个方面进行基坑支护可以对周围的建筑物和环境有一个较好的保护作用。、钢板桩支护

钢板桩支护的形式主要是采用热轧型的钢材进行钳口和锁口，将钢板桩相互连接在一起，形成一个整体的钢板墙结构，这样可以起到很好的挡水和挡土的作用。目前常用的钢板桩支护结构形式主要有Z形、U形和直腹板等结构形式，因为钢板的加工工艺比较简单，材料的来源也比较广泛。所以采用钢板桩支护得到了广泛的应用。

2、深层搅拌水泥桩

水泥搅拌主要是起到对软土地基的一个加固和饱和的作用。水泥起到了固化剂的作用，利用水泥和软土的一系列物理化学的反应，能够形成一定强度的水泥加固体，使得软土地基的承载能力显著提高，并且也增大了软土地基额变形模量。根据相关试验研究表明，当水泥掺入比在8%～20%之间，水泥土重度比可以提高约3%～5%左右，而且水泥土的含水量可以降低10%，可以看出水泥土可以明显的起到改良土质的作用。而且水泥土的无侧限抗压强度一般可以达到0.3MPa以上，相比于未处理的软土地及其抗压强度提高了几十倍由于水泥土抗拉强度与抗压强度具有一定的相关性，抗拉强度一般等于（0.15～0.25）抗压强度之间，这意味着水泥土抗拉强度也得到相应的提高。、排桩支护

排桩支护主要是在利用钢筋混凝土在柱子之间进行挖孔，钻孔灌注桩是挡土结构的重要组成形式，主要是在桩与桩之间进行柱子的布置。使得相邻的桩之间能够很好的联系在一起，然后通过钢筋混凝土胶管来形成一个完整的结构体系。

4、锚喷网支护

一般指联合使用锚杆和喷混凝土或喷浆的支护。锚喷网支护在深基坑支护中是利用比较多的，锚喷支护常紧跟开挖掘进，平行作业，特别是在隧洞或地下厂房施工中采用分部开挖的方式时，可随着开挖断面的扩大，边挖边喷，直至全断面完成。

深基坑的支护工程涉及的领域比较广，在基坑支护过程中要用到结构力学和土力学等学科的内容。另外也要根据不同的工程的实际情况采取不同的处理措施。针对具体的工程实际问题要进行基坑支护方案的优化，通过方案的优化可以不断积累深基坑支护的成果实践经验。在设计过程中一定要根据本工程实际情况，综合的考虑, 本着技术先进、经济合理、确保安全的原则,组织技术专家组分别进行了计算和论证, 最终决定采用合适的支护结构。

二.地铁车站深基坑开挖的控制要点

1、基坑开挖施工为地铁车站施工中一个最重要的工序，施工中按照施工规范及设计要求操作，在开挖过程中掌握好“分层、分步、对称、平衡、限时”五个要点，遵循“竖向分层、纵向分区分段、先支后挖”的施工原则。

2、土方开挖到各层钢管支撑底部时，及时施作钢管支撑。基坑开挖必须分段、分层、分区、对称进行。纵向放坡时，应在坡顶设置挡水土堤，防止地表水冲刷坡面和基坑外积水流入坑内。基坑开挖后及时设置坑内排水沟和集水井，防止基坑内积水。基坑纵横向放坡根据地质、环境条件取开挖时的安全坡度，要求不得陡于1：1。对暴露时间较长或可能受暴雨冲刷的纵坡采用网喷等坡面保护措施，严防纵向滑坡，3、土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，开挖第一层土时每一段的开挖长度一般不超过12m；其余各层开挖时，每段长度一般不超过6m，开挖时间和钢支撑安装时间在16小时和8小时。基坑开挖时严禁大锅底开挖，开挖至基底以上0.3m时，应进行基坑验收，并改用人工开挖至基底，及时封底，尽量减少对基底土的扰动。

4、施工时严禁挖土机械碰撞支撑，严禁人员在支撑上行走，支撑表面不允许加荷载，安排专职安全员跟班作业。基坑开挖时应及时施作桩间网喷层，保证桩间土体稳定。开挖至基底后及时施作接地网。加强基坑稳定的观察和监控量测工作，以便发现施工安全隐患，并通过监测反馈及时调整开挖程序。

三．保证基坑开挖的技术措施

开挖应把基坑侧壁的稳定成型放在首位，已开挖的基坑侧壁不稳定时应及时处理，不许再向下开挖。对围护桩侵入基坑开挖线以内的部分，随开挖及时凿除，为找平层施工工序做好铺垫。限制基坑开挖线以外地面堆土堆物荷载不超过20KN/m2，并做好计算校核工作，随时检查确保安全。开挖过程中随时做好基坑内的排水工作，及时排出坑内积水，确保开挖过程中基坑底部干燥，确保基坑底部强度和稳定性不被破坏。基坑内的给排水管线应将管道内水排除干净再进行土方开挖施工。基坑开挖过程中，及时进行地质描述，做好开挖记录，当地质情况变化并与设计不符时，应立即报监理工程师和设计人员，及时调整施工方法。密切监测基坑周围水位线的变化，当发现问题时及时采取措施以减小基坑降水对周围建筑物的影响。其具体措施详见降水施工方案。施工中各工序应以测量监测为指导，根据水位变化，围护桩位移，轴力计的大小，基底反弹量等数据调整施工方法。

结束语

随着经济的发展，交通拥挤已经成为人们急需解决的问题之一，于是地铁成了我们的首选方案，近年来，大量的地铁交通建设在各大城市兴起。为了保证通行质量，地铁车站深基坑开挖施工技术受到了人们的普遍关注。根据大量的实践和研究表明，根据地铁车站基坑的位置和周边建筑环境，同时结合基坑自身结构特点，提出合理的开挖顺序和方法及和其相匹配的围护方案与围护形式，能够确保地铁车站深基坑自身边坡的稳定性和结构安全。本文笔者已经针对这些问题作了简要的分析和论述，希望在实际施工过程中，施工单位可以给予足够的重视，避免出现工程质量问题。

参考文献：

[1]杨立军，某基坑支护工程局部垮塌事故剖析[J]，山西建筑，2009 [2]高江，城市地铁车站施工方法选择研究[J]，工程建设与设计，2009 [3]柯书梅，地铁车站基坑工程设计与施工[J]，岩土工程界，2008