第一篇：16.深基坑典型支護結構分析與應用

遠程教育學院 本科生畢業論文（設計）題目 深基坑典型支護結構的分析與應用 姓名與學號湯慶 714129324021 年級與專業 14秋土木工程（工程管理）學習中心 浙大校內直屬學習中心（紫金港）指導教師 魯嘉 浙江大學遠程教育學院本科生畢業論文（設計）誠信承諾書 1.本人鄭重地承諾所呈交的畢業論文（設計），是在指導教師的指導下嚴格按照學校和學院有關規定完成的。

2.本人在畢業論文（設計）中引用他人的觀點和參考資料均加以注釋和說明。

3.本人承諾在畢業論文（設計）選題和研究內容過程中沒有抄襲他人研究成果和偽造相關數據等行為。

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畢業論文（設計）作者：湯慶 ????????????????????????????2016年10月30日 論文版權使用授權書 ? 本論文作者完全了解浙江大學遠程教育學院有權保留并向國家有關部門或機構送交本論文的復印件和電子文檔，允許論文被查閱和借閱。本人授權浙江大學遠程教育學院可以將論文的全部或部分內容編入有關數據庫進行檢索和傳播，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編論文。

畢業論文（設計）作者簽名：湯慶 ???????????????????????2016年10月30日 摘要 建筑物可以按處于室外地坪以上或者以下分為地上和地下兩部分。地下部分在建造時，需要先挖坑，然后再建造。挖出來的坑就是基坑。基坑大致可以分為普通（淺）基坑和深基坑。一般來說，5米以上的稱為深基坑。在深基坑的支護結構選擇中，首先要了解基坑支護的目的，其主要的意義在于保證基坑四周的土體的穩定性，同時滿足地下室施工有足夠空間的要求，這是土方開挖和地下室施工的必要條件。文本從深基坑典型支護結構入手，分析了鉆孔灌注樁、地下連續墻、放坡、護坡樁、錨噴支護等幾種支護形式的類型、選型及工藝流程等。并且以天津某工程人防深基坑支護為例，重點分析了工程深基坑的支護結構、需要解決的工程問題以及具體計算分析過程，以及泥漿制備與管理。最后，對深基坑支護施工中存在的問題及實施策略進行了綜合分析，指出當前深基坑支護施工中存在的問題，根據相應的問題提出了深基坑支護施工實施策略，進一步保障工程的安全進行。

關鍵詞：深基坑；

工程維護；

支護結構 目錄 摘要 I 一、緒論 1（一）國內外研究現狀 1（二）本領域存在的問題 1（三）本文的目的 1 二、深基坑典型支護結構分析 3（一）鉆孔灌注樁 3（二）地下連續墻 3（三）放坡 3（四）護坡樁 3（五）錨噴支護 4 三、案例分析——天津某工程人防深基坑支護分析 5（一）工程基本情況說明 5（二）工程概況 5（三）工程深基坑支護結構分析 6（四）需要解決的工程問題以及具體計算分析過程 6（五）泥漿制備與管理 7（六）泥漿的調整 8 四、深基坑支護施工中存在的問題及實施策略 10（一）深基坑支護施工中存在的問題 10 1.邊坡修理不達標 10 2.施工過程與施工設計的差別大 10 3.土層開挖和邊坡支護不配套 10（二）深基坑支護施工實施策略 10 1.轉變傳統深基坑支護工程設計理念 10 2.重視變形觀測，并注意及時補救 11 3.全程控制基坑支護的施工質量 11 結論 12 致謝 13 一、緒論（一）國內外研究現狀 貝特指出深基坑支護工程由于具有許多有優點，并且正在代替很多傳統的施工方法，而越來越多地用它作為結構物的主體結構，近年來建設行業發展的速度較快，建筑施工技術也得以較快的發展起來，深基坑施工作為建筑施工中非常重要的一項工作，最近十年更是用于大型的深基礎工程中。

凱恩指出深基坑支護工程施工方法一經闖世，便受到工程界的重視與推廣，很快被各函用來建造城市中的地下工程。如日我國北京火車站用深基坑支護工程施工方法建造的。歐洲最高的建筑物——修筑在法國巴黎6號地下鐵道線上，層高210m的蒙巴納斯大樓就是利用50m深的深基坑支護工程將往1.5萬噸豎直荷載傳到硬質灰巖上去的。我國北京的王府井賓館、廣州的白天鵝賓館、上海的金茂大廈和杭州的黃龍飯店等高層建筑的地下室也利用了深基坑支護工程施工方法。

叢藹森，地基．深基坑支護工程的設計施工與應用[M]．中國水利水電出版社，2001． 王宇指出深基坑支護工程圍護深基坑施工技術起源予歐洲，如深基礎工程因為平面尺寸大，難以保證工程自身和周圍環境的安全。然而，只要利用了深基坑支護工程施工方法，上述這些深基礎工程的施工困難就可以得到較妥然的解決。

（二）本領域存在的問題 深基坑支護工程施工方法也有一定的局限性和缺點:第一，對于巖溶地區含承壓水頭很高的砂礫層或很軟的粘土（尤其當地下水位很高時），如不利用其它輔助措施，目前尚難于利用深基坑支護工程工法；

第二，如施工現場組織管理不善，可能會造成現場潮濕和泥石，影響施工的條件，而且要增加對廢棄泥漿的處理工作；

目前在我國除巖溶地區和承壓水頭很高的砂礫層難以利用外，在其它各種土質中皆可應用深基坑支護工程技術。

孫立寶．超深深基坑支護工程施工中若干問題探討[J]．探礦工程：巖土鉆掘工程，2010(2)：51-55． 不會影響或較少影響鄰近的建筑物或構筑物。距離現有建筑物基礎能兼作臨時設施和永久的地下主體結構。而且在采取一定結構構造措施后可用作地面高層建筑基礎或地下工程的部分結構。一種稱為逆作法的新穎施工方法，傳統施工方法先地下后地上的施工步驟，大大壓縮了施工總工期。經過多年的實踐，深基坑支護工程已在我國得到廣泛應用。如高層建筑的深大基坑、大型地下商場和地下停車場利用深基坑支護工程的基坑規模長寬已達兒百米，基坑開挖深度已達30m以上，連續墻深度已超過50m。

（三）本文的目的 本文的本文的目的主要包括以下幾個方面：

（1）通過查閱相關資料，對于地基連續墻圍護深基坑的當前應用概況進行研究，清楚這一結構形式的應用價值與當前應用概況；

（2）結合土木工程相關理論知識，對于深基坑支護工程圍護深基坑的基本理論進行闡述；

（3）結合查閱的相關資料，以及本人所參與的工程實踐，對于深基坑支護工程圍護深基坑的具體施工技術進行研究。

二、深基坑典型支護結構分析（一）鉆孔灌注樁 鉆孔灌注樁具有承載能力高、沉降小等特點。鉆孔灌注樁的施工，因其所選護壁形成的不同，有泥漿護壁方式法和全套管施工法兩種。施工時無振動、無噪聲等環境公害，無擠土現象，對周圍環境影響小；

墻身強度高，剛度大，支護穩定性好，變形小;當工程樁也為灌注樁時，可以同步施工，從而施工有利于施工組織、工期短。但是，樁間縫隙易造成水土流失，特別是在高水位軟粘土質地區，需根據工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題。鉆孔灌注樁是排樁式中應用最多的一種，多用于坑深7～15m的基坑工程，適用于軟粘土質和砂土地區。

（二）地下連續墻 地下連續墻的剛度大，止水效果好，是支護結構中最強的支護形式。但是通常地下連續墻的造價較高，施工要求專用設備。適用于地質條件差和復雜，基坑深度大，周邊環境要求較高的基坑。

（三）放坡 放坡的適用條件基坑側壁安全等級宜為三級；

施工場地應滿足放坡條件；

可獨立或與上述其他結合使用；

當地下水位高于坡腳時，應采取降水措施。放坡的原理在于，土是有一個一個的細小顆粒組成的。如果是沙土的話，可以認為顆粒之間不存在粘聚力。土的邊坡穩定完全是由顆粒間的摩擦力來保持的。這時，邊坡的坡面斜率控制在某一范圍內的時候，邊坡是穩定的。

（四）護坡樁 護坡樁的造價較高，但護坡樁帶來的最大收益是可以豎直開挖。極大程度地省去了土地的占用率。一般來說，在準備開挖的地方先打樁，用密集的排樁形成一道墻，把土擋在后面，形成護坡樁。護坡樁一頭埋在土里，另一端是自由的。這種結構其實類似一個懸臂梁，對結構的受力較為不利。因此，護坡樁和錨桿通常是配合使用的。在樁的頂端設錨索拉住（樁比較高的時候可以在樁的中間設多道錨索）。在樁頂還會設置一道橫兩把所有的樁連在一起，讓其共同工作。

（五）錨噴支護 所謂錨噴支護，就是錨桿與噴射混凝土的結合。在邊坡的坡壁上人工用洛陽鏟挖出來一個略向下傾斜的洞，洞的直徑約為十幾厘米，深度一般比較大，約有十幾米。往洞里放入鋼絞線，然后用泵注入水泥漿，等到水泥漿凝固并達到規定強度后，張拉鋼絞線，等到鋼絞線被張拉到一定的程度，會把鋼絞線通過錨具鎖定在已經放置在邊坡坡壁上的鋼梁上，被拉長的錨索回縮時就可以持續的給邊坡提供壓力了。錨索統稱分為兩段。靠近洞口的一段叫自由段，在放進錨孔的時候就套了塑料管并涂上了潤滑脂，其實這一段的主要作用是傳遞拉力。位于深處的一段叫錨固段，這段鋼絞線與水泥漿粘結產生錨固力。具體情況見圖。但是錨桿只能形成一個一個的單點，無法對整個邊坡提供約束，因此，一般要在錨桿之間放上鋼筋網，然后噴上混凝土，形成一個整體。

三、案例分析——天津某工程人防深基坑支護分析（一）工程基本情況說明 標段名稱：天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計，按照天津市建設委員會寧建字（91）204號文件和本暫行規定的要求，凡基坑深度在5米以上，開控面積在500平方米以上的基坑支護工程，建設單位必須向市建委招標辦公室申報，并依照本暫行規定組織招標和專家論證工作，確定中標單位。為進一步加強對深基坑支護工程的管理使深基坑支護工程的承發包工作規范化、程序化、切關搞好深基坑支護工程的施工招標和專家論證工作，工程地點：天津市玄武區中山路178號人民中學院內，建設規模：總投資約11000萬元、建筑面積約17000平方米 天津市人民中學操場人防工程的地下室基礎施工的深基坑支護方案設計。經過招標人組織的專家評委確定中標人后，中標人須按照專家意見和招標人要求進行修改，最終須通過江蘇省審圖中心的深基坑施工圖專項審查，并在基坑支護施工期間提供施工技術服務制定《天津市深基坑支護工程施工招標和專家論證暫行管理規定》。

（二）工程概況 本基坑工程開挖深度為16.6m，由于基坑開挖深度較大，為了便于施工，基坑-5m以上部分按1:0.5放坡開挖，并采用錨桿加網噴支護。坡面設置三道錨桿，豎向間距為1.5m，距離地面分別為1.6m、3.1m和4.6m。錨桿長度分別為10m、10m、6m，傾角為10°，水平間距為1.5m，錨桿采用單根Φ22螺紋鋼。基坑-5m以下部分采用樁錨支護結構，支護結構是由排樁和錨索兩部分組成。排樁樁徑為800mm，有效樁長18.0m，樁頂標高-5.0m，樁間距為1.0m；

樁身混凝土強度等級C30，混凝土保護層厚度50mm；

鋼筋籠主筋采用對稱布置，鋼筋選用16Φ25@2000，螺旋箍筋選用Φ10@150。設置四道錨索，錨索水平傾角為15°，間距2.5m，預應力均為180.0kN；

錨索采用4束Φ7.5鋼絞線，分別設在距地面8.9m、13.4m、15.9m及18.4m處；

錨索總長均為26m。場地地層從上往下依次為素填土、礫砂、黏土①、細沙、黏土②、強風化巖。各土層的深度和物理力學參數請參照表2-2-1。

表2-2-1 巖土材料參數表 本案例采用深基坑支護結構分析模塊進行驗算分析，共分為以下6個計算工況：1)工況階段：基坑放坡開挖至-5.0m并采用錨桿支護；

2)工況階段：基坑開挖至-6.9m；

3)工況階段：設置第一道錨索，并將基坑開挖至-9.4m；

4)工況階段：設置第二道錨索，并將基坑開挖至-11.9m；

5)工況階段：設置第三道錨索，并將基坑開挖至-14.4m；

6)工況階段[6]：設置第四道錨索，并將基坑開挖至-16.6m。

（三）工程深基坑支護結構分析 深基坑支護結構分析軟件采用彈塑性共同變形法對圍護結構進行分析。該方法又稱Dependent pressure，最早由捷克學者提出，現已在歐美和日本廣泛使用。該方法的基本假設是結構周圍的巖土材料是理想的彈塑性Winkler材料。材料性質由土的水平反力系數和極限彈性變形決定，其中水平反力系數描述了材料在彈性區域的變形行為。

周沛．深基坑支護工程在深基坑支護中的應用[J]．工程設計與建設，2005，37(3)：22-26． 當超過極限彈性變形時，材料表現為理想塑性。和彈性支點方法相比，彈塑性共同變形法可以更好的考慮結構前后土壓力隨變形的變化，可以更真實的反應出結構的變形和土壓力的分布，從而也能得到更真實的結構內力。同時，在對于土壓力不能超過極限土壓力的考慮上，彈塑性共同變形考慮土體為理想彈塑性，部分區域的土體可以進入塑性狀態。而彈性支點法則不做類似考慮。

（四）需要解決的工程問題以及具體計算分析過程 天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計導墻設計利用整體式鋼筋砼結構，導墻間距1040mm，導墻頂口一般比地面高出40～50毫米。導墻深度一般控制在2.2米左右，確保導墻趾部必須坐落在原狀土層上，以防止導墻基底不實造成導墻整體沉降。導墻肋厚200mm，配Φ14＠200雙向鋼筋網片，頂寬1.0m左右，導墻筋與基坑內外兩側施工道路和臨時便道內的鋼筋連接成整體，砼強度等級C25。單幅槽段深基坑支護工程，天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計場地平整→測量定位→挖槽及處理棄土→墊層→綁扎鋼筋→支模板→澆筑混凝土→砼養護→拆模及設置橫撐。凡是深基坑魂記方案未經市建委、市勞動局組織專家評審批準，建設單位不得領取地下工程《建設工程規劃許可證》，建設、施工單位不得組織施工。

天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計導墻外側邊回填必須用粘土回填密實，防止地面水從導墻背后滲入槽內，引起槽段塌方。導墻內墻面要垂直，墻面與縱橫軸線間距的允許偏差±10毫米，內外導墻間距W+40mm控制，導墻面應保持水平，墻面平整度小于5mm，導墻平面位置±10mm。天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計導墻利用液壓反鏟挖掘機挖槽，人工配合修槽，符合導墻制作施工要求。導墻模板利用標準鋼模板，用8#槽鋼固定模板，強度達到70％后方可拆模。模板拆除后統一設置10cm直徑上、中、下三道原木支撐，水平距離為1m。導墻拆模經支撐后，及時做好溝槽回填土工作，以保障施工安全。施工中應注意導墻砼底面和土面應密貼，砼養護期間起重機等重型設備不應在導墻附近作業停留，成槽前支撐不允許拆除，以免導墻變位。

天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計導墻制作可按依照施工情況30～50m長設置伸縮縫長度，施工時按3～3個伸縮縫長度作為例如區段，以進行流水施工，并滿足導墻接頭的施工縫與深基坑支護工程之間的接頭位置錯開。

天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計導墻混凝土墻頂上，用紅漆標明單元槽段的編號，同時測出每幅墻頂標高，標注在施工圖上。經常觀察導墻的間距、整體位移、沉降，并做好記錄，成槽前做好復測工作。

圖3--2天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計導墻施工質量控制標準 序號 項 目 檢查頻率 標 準 檢測方法 1 內墻面與深基坑支護工程縱軸線平行度（導墻平面位置）每幅2點 ＜+10mm 麻線 2 內墻面平整度（傾斜度）每幅2點 ＜3 mm 鋼尺 3 內外導墻間距（W+40 mm）每幅1點 0～40mm 直尺 4 內側面傾斜度（垂直度）每幅2點 ＜1/500 mm 線垂 5 導墻頂面標高 每幅1點 ＜+10 mm 水準儀 6 導墻頂面平整度 每幅1點 ＜5mm 鋼尺（五）泥漿制備與管理 泥漿配合比如下：參考配合比為 水：膨潤土：CMC：堿 = 100：5～8：0.06：0.15～0.1.（每立方米泥漿材料用量Kg）水:1000，膨潤土：70，純堿：1.8，羧甲基纖維素作為增粘劑（CMC）：0.8上述配合比在施工中依照試驗槽段及實際情況再適當調整。

泥漿應依照工程的地質情況進行配置。泥漿拌制材料利用膨潤土，泥漿具有護壁防止槽壁坍塌的功能，在地墻成槽時及時灌入護壁泥漿。泥漿對挖槽施工影響很大，對用過的漿液進行凈化處理達到指標后重復使用。

圖3-3依照工程的地質情況及以往地墻施工經驗，利用泥漿指標及檢驗方法如下：

泥漿類別 新鮮泥漿 再生泥漿 成槽中泥漿 清孔后泥漿 再化漿（度）檢驗 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 比重計 漏斗粘度（S）19～21 19～25 22～60 22～40 ＞60 漏斗計 PH 值 8～9 7～9 7～10 7～10 ＞14 試紙 失水量（ml/30min）＜10 ＜15 ＜20 ＜15 ＞30 失水量儀 含砂率（%）＜3% ＜5%（可不測）＜6% ＞10% 洗砂瓶 泥皮厚（mm）＜1.0 ＜2.0（可不測）＜2.0 ＞3.0 失水量儀 注：新拌制泥漿應貯存24h以上或加分散劑使膨潤土（或粘土）充分水化后方可使用。

（六）泥漿的調整 在挖槽過程中，泥漿由循環池注入開挖槽段利用泵吸循環，泥漿由循環池泵入槽內，槽內泥漿抽到沉淀池，砼灌注過程中，上部泥漿返回沉淀池，而砼頂面以上4米內的泥漿排到廢漿池，原則上廢棄不用。

天津市人民中學操場人防工程深基坑支護方案設計泥漿制作所用原料符合技術性能要求，制備時符合制備的配合比。泥漿制作中每班進行二次質量指標檢測，新拌泥漿應存放24小時后方可使用，補充泥漿時須不斷用泥漿泵攪動。混凝土置換出的泥漿，應進行凈化調整到需要的指標，與新鮮泥漿混合循環使用，不可調凈的泥漿排放到廢漿池，再生及廢棄標準見下表：

圖3-4泥漿調整、再生及廢棄標準 泥漿的試驗項目 需要調整 調整后可使用 廢棄泥漿 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：表內數字為參考數，應由開挖后的土質情況而定。

圖3-5泥漿檢驗時間、位置及試驗項目 序號 泥漿 取樣時間和次數 取樣位置 試驗項目 1 新鮮泥漿 攪拌泥漿達100m3時取樣一次，分為攪拌時和放24h后各取一次 攪拌機內及新鮮泥漿池內 穩定性、密度、粘度、含砂率、pH值 2 供給到槽內的泥漿 在向槽段內供漿前 優質送入泵吸入口 穩定性、密度、粘度、含砂率、pH值、（含鹽量）3 槽段內泥漿 每挖例如槽段，挖至中間深度和接近挖槽完了時，各取樣一次 在槽內泥漿影響之處 同上 在成槽后，鋼筋籠放入后，混凝土澆灌前取樣 槽內泥漿的上、中、下三個位置 同上 4 混凝土置換出泥漿 判斷置換泥漿能否使用 開始澆混凝土時和混凝土澆灌數米內 向槽內送漿泵吸入口 pH值、粘度、密度、含砂率 再生處理 處理前、處理后 再生處理槽 同上 再生調制的泥漿 調制前、調制后 調制前、調制后 同上 泥漿密度檢測頻率宜按2h檢測一次，泥漿的儲備量不得低于單元槽段體積的2倍，混凝土澆筑過程中經檢測合格的泥漿才可回收；

被混凝土污染的泥漿堅決廢棄。

泥漿穩定性檢測時，對已靜置1h以上的泥漿，從其容器的上部1/3和下部1/3處各取出泥漿試樣分別測定其密度，如這兩者沒有差別則認為泥漿質量合格。

四、深基坑支護施工中存在的問題及實施策略 （一）深基坑支護施工中存在的問題 1.邊坡修理不達標 在深基坑施工中經常存在挖多或挖少的現象，這都是由于施工管理人員管理的不到位以及機械操作手的操作水平不夠等多種因素的影響，使得機械開挖后的邊坡表面的平整度和順直度不規則，而人工修理時又由于條件的限制不可能作深度挖掘，故經常性會出現擋土支護后出現超挖和欠挖現象。這是深基坑支護工程施工中較為常見的不足之處。

吳祥祖，朱小龍，王慧康．深基坑支護工程施工中常見問題及控制措施[J]．施工技術，2005，34(6)：51-54． 2.施工過程與施工設計的差別大 在實際施工中，偷工減料的現象也時常發生，深基坑挖土設計中常常對挖土程序有所要求來減少支護變形，并進行圖紙交底，而實際施工中往往不管這些框框，搶進度，圖局部效益，造成偷工減料現象的發生。

劉志華，周山．深基坑支護工程施工技術難點的分析及處理措施[J]．葛洲壩集團科技，2007(3)：18-20． 深基坑開挖是一個空間問題。傳統的深基坑支護結構的設計是按平面應變問題處理的。在未能進行空間問題處理之前而需按平面應變假設設計時，支護結構的構造要適當調整，以適應開挖空間效應的要求。這點在設計與實際施工方面相差較大，也需要引起高度重視。

3.土層開挖和邊坡支護不配套 當土方開挖技術含量較低時，組織管理相對容易。而擋土支護的技術含量較高，施工組織和管理都比土方開挖復雜。所以在實際施工過程中，大型工程一般都是由專業的施工隊伍來完成的，而且絕大部分都是兩個平行的合同。

馮虎，劉國彬，張偉立．上海地區超深基坑支護工程深基坑支護工程的變形特性[J]．地下空間與工程學報，2010，6(1)：151-156． 這樣，在施工過程中協調管理的難度大，土方施工單位搶進度，拖延工期，開挖順序較亂，特別是雨天期間施工，甚至不顧擋土支護施工所需要工作面，留給支護施工的操作面幾乎是無法操作，時間上也無法去完成支護工作，對屬于巖土工程的地下施工項目，資質限制不嚴格。

（二）深基坑支護施工實施策略 1.轉變傳統深基坑支護工程設計理念 現如今我國在深基坑支護技術上已經積累很多實踐經驗，為建立健全深基坑支護結構設計的新理論和新方法打下了良好的基礎。但對于巖土深基坑支護結構的實際設計和施工方法仍處于摸索和探討階段，而且，目前我國尚無統一的支護結構設計的相關規范和標準。

楊更平，劉鐵．深基坑支護設計與施工方法的探討[J]．寧波工程學院學報，2009，21(1)：104-108． 土壓力分布還按庫倫或朗肯理論確定，支護樁仍用“等值梁法”進行計算。這些陳舊的計算理論所計算出的結果與深基坑支護結構的實際受力懸殊較大，既不安全也不經濟。因此，深基坑支護結構的施工工程設計不應該再采用以往傳統的“結構荷載法”，而應徹底改變傳統的設計觀念，逐步建立以施工監測為主導的信息反饋動態設計體系。

2.重視變形觀測，并注意及時補救 巖土工程中深基坑支護結構變形觀測的內容包括：基坑邊坡的變形觀測、周圍建筑物及地下管線變形觀測等。通過對監測數據可及時分析并及時了解土方開挖及支護設計在實際應用中的情況，分析其存在的偏差便可以及時了解基坑土體變形狀況、土方開挖影響的沉降情況以及地下管線的變形情況等。對設計中存在的偏差，在下部施工中及時校正設計參數，對已施工的部位采取恰當的補救和控制措施，為此，要求現場變形觀測的數據必須準確、可靠、及時，要求變形觀測人員嚴格按照預定設計方案精心測量、認真負責，保證觀測質量。如果在實際測量中確實發現異常情況，就需要及時研究采取措施以防止其惡化。而一旦出現大的變形或滑動，立即分析主要原因，做出可靠的加固設計和施工方案，使加固工作快速而有效，防止變形或滑動繼續發展。研究和應用已有的基坑工程行業的和地區性規范以及當地的工程經驗。對于重大復雜的基坑工程目前國內采用專家論證的形式，對保證工程安全、降低造價是有效和現實的一種方法。

3.全程控制基坑支護的施工質量 巖土深基坑支護施工重在于過程控制，一旦施工過程控制環節出現問題，事后糾正和補救都會比較困難。因此必須進行嚴格的施工過程控制管理，確保施工質量。嚴格按設計方案組織施工。工程施工前，有關人員需要熟悉當地的地質資料、本次施工設計圖紙及施工現場周圍的環境，另外，降水系統應確保正常工作。施工單位在施工過程中不得隨意改變錨桿位置、長度、型號、數量，鋼筋網間距，加強筋范圍，放坡系數等。設計方案變更時必須重新經專家評審。基坑支護施工單位要與挖土施工單位緊密配合，堅持分層分段開挖和分層分段支護的施工原則進行施工。土方開挖的順序和具體開挖的方法必須與設計的工作情況相一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則，減少開挖過程中土體的擾動范圍，縮短基坑開挖卸荷后無支撐的暴露時間，對稱開挖，均衡開挖。

結論 本文在閱讀大量國內外文獻，總結以往研究成果的基礎上，參照實際工程的檢測；

得出以下結論地連墻成槽過程中塌方及處理在導墻施工時，導墻的底面坐到原狀土上，當導墻出現裂縫或塌陷時，鎖口管頂升機底座要加大，增加其受力面積，可利用三根40b工字鋼并排焊接底面加鋪20mm厚鋼板。必須保證導墻的整體性，翼板依照地質情況、承載能力情況適當放寬，確保導墻在施工過程中不變形在成槽時，成槽機履帶下鋪設40mm厚鋼板開挖時再張開，上、下抓斗時要緩慢進行，避免形成真空渦流沖刷槽壁，引起坍方在地連墻鹼未灌注之前嚴禁重型機械在槽孔附近行走產生振動，泥漿液面高出地下水位0.5m以上，同時也不能低于導墻頂面0.3m以下，在泥漿供應不足時，應停止挖槽，待泥漿加足后再進行，施工中可適當加大泥漿比重。

致謝 在大學的美好時光即將結束，通過這些年的學習，我收獲了我的學業，也收獲了我的成熟，如今我就要畢業了，在此心中有很多感謝的話語。論文能夠順利完成，離不開我的指導老師老師的細心指導，她對我的論文從確定題目，修改直到完成，給予了我許多的指點和幫助。感謝她在繁忙的工作之余，擠出時間對論文提出精辟的修改意見。在此，向老師致以最誠摯的謝意。我也要感謝大學學院的各位老師在我的學習期間給予我諄諄教誨。感謝我身邊的每個關心我的朋友，生活和學習中的每一步成長都離不開你們的陪伴。

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第二篇：深基坑開挖支護現狀分析

深基坑開挖支護現狀分析

1、存在的問題

近年來，城市中的建筑密度隨著城市現代化的推進而增大，隨著高層建筑的不斷興建，深基坑開挖支護問題日益突出。因而深基坑開挖支護及對鄰近建筑、道路及設施的影響日益為工程師們所關注，研究開發出許多好的措施。但是基坑開挖深度越來越深，開挖環境日益復雜，設計及施工人員經常遇到新的問題及新的挑戰，從而使基坑工程的成功率降低。尤其在上海、深圳等大城市，事故發生率更高。上海在一年之中就發生近四十例基坑事故，上海廣東路某基坑事故，導致交通主干線廣東路下陷1.8m，致使各種地下管線產生嚴重破壞，煤氣泄露產生爆炸，當場熏倒二十多人，直接經濟損失達五千多萬元，造成了極壞的.影響；98年深圳某基坑工程，出現了嚴重的塌方事故，幾名施工人員被埋，基坑周圍幾棟建筑物出現嚴重破壞，轟動全國。本文通過對深基坑開挖支護現狀的分析，提出一些看法和建議，供設計和施工參考。

2、深基坑工程特點及現狀

（1）基坑越挖越深。或為了使用方便，或因為地皮昂貴，或為了符合城管規定及人防需要，建筑投資者不得不向地下發展。過去建1～2層地下室，即使在大城市也不普遍，中等城市更為少見。現在在大城市、沿海地區尤其是特區，地下3～4層已很尋常，5～6層也有。因此基坑深度多在10～16m間，在20m左右的也為數不少。

（2）工程地質條件越來越差。這一點在某些沿海經濟開發區較為突出。

（3）基坑周圍環境復雜。重要高層和超高層建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并緊靠重要市政公路。而此處原有建筑結構陳舊，地上與地下管線密布。因此，基坑開挖不僅要保證基坑本身的穩定，也要保證周圍的建筑物和構筑物不受破壞。

（4）基坑支護方法眾多。諸如人工挖孔樁，預制樁，深層攪拌樁，鋼板樁，地下連續墻，內支撐，各種樁、板、墻、管、撐同錨桿聯合支護，此外還有錨釘墻等。

（5）基坑工程的成功率較低。一旦基坑支護失效，常造成鄰近房屋、地下管線及道路的開裂，引發工程糾紛，甚至出現嚴重的破壞，造成重大的經濟損失及人員的傷亡。

3、深基坑工程事故的分析

由于深基工程的上述特點，使深基坑支護成為一個最感頭痛的工程難題。通過工程事故實例的調查分析，對其原因提出如下看法：

3.1設計方案失誤

（1）方案選擇錯誤。此類工程事故出現較多，如濟南某大廈工程，位于繁華市區，地上23層，地下3層，基坑深12m，場地狹窄，東、南、北三面距建筑物較近。施工單位提出，采用大直徑灌注樁，設一土層錨桿，樁頂設混凝土圈梁的樁錨支護體系，需費用約100萬元。建設單位提出，部分采用800懸臂灌注樁，部分采用150鋼管懸臂樁，部分放坡方案，費用40萬元。結果按建設單位方案：西側采用1∶0.3放坡。東、南、西北澆筑C30的800懸臂灌注樁57根，@1800，樁長18m，懸臂12m，入坑底6m.北部用150鋼管懸臂樁7根，@1000，樁長15m，懸臂12m，入坑底3m.結果幾次斷樁，塌方來勢兇猛，均在瞬間發生，共造成坑內土方堆積3000m3，斷樁23根，樁傾斜2根，7根150鋼管歪倒。可見，基坑支護必需認真對待，絕不能為節省費用，隨便定個方案。經分析，原先施工單位提出的方案還是可行的，建設單位亂定方案，不科學辦事，結果是浪費了投資，拖延了工期，欲速則不達。

（2）實施方案與設計方案不符。

（3）止水帷幕力度不當。如南京交通銀行大樓，地上28層，地下室1層，基坑深6.7m。設計方案是：支護采用800懸臂灌注樁，@1000，樁長14m，在樁頂設800500mm圈梁，樁嵌入坑底8.8m；防水及降水在排樁背后設高壓旋噴混凝土，形成止水帷幕。坑東側42m長，距房屋15m左右，采用1∶1放坡開挖。在坑內設3個深20m管井作為降水井。實施方案是：基坑加深0.7m至7.4m，樁長改為13m，樁嵌入坑底5.6m。放坡面因場地限制改為1∶0.3～0.5。為搶進度，樁頂圈梁未施工即開始挖土，且一次挖到設計標高。基坑開挖后，東南角樁間出現大量涌泥和流沙，支護結構向基坑內側移位達20cm以上，樁后形成5～10cm地面裂縫，放坡地段滑移失穩，降水井失效，以至東南面的和平電影院嚴重開裂破壞，被迫停止拆除，北側湖南路路面開裂，被迫采用土層錨桿加固，直接經濟損失100多萬元。可見，不按原設計方案施工，灌注樁與噴射混凝土未形成止水帷幕是基坑事故的主要原因。

3.2設計計算錯誤

（1）錨桿計算錯誤。如石家莊某高層建筑，建筑面積10萬多平方米，地上28層，地下4層，基坑深達20.5m，東西長120m，南北寬100m.基坑用600灌注樁，@1000，樁長20m，入土5m，混凝土強度為C25，配12根22的Ⅱ級鋼筋，樁頂設帽梁，帽梁頂砌5.5m高370磚墻作護墻，墻內有構造柱及壓頂圈梁。護壁樁設三道130錨桿：第一道錨桿長15.5m，@2021；第二道錨桿長20m，@1500；第三道錨桿長18m，@1000。用槽鋼與護壁樁相結合。1993年9月12日，施工完西部坑底墊層，施工管理人員發現基坑西部護壁樁間成片掉土，并有滲水現象，頂部磚墻外傾，頂部地面出現裂縫。9月15日西側北部有部分腰梁槽鋼脫落，部分錨桿螺母松動。施工人員將槽鋼補焊接上，擰緊螺母。在坑頂局部挖土卸載。9月16日下午5時左右，基坑西部南北約50m的護壁結構迅速倒塌，折斷鋼筋混凝土樁48根，倒塌邊緣距坑邊約13m，護壁樁折成三段，折點分別在第二、三層錨桿處，第一層錨桿從土中完全拔出，第二、三層錨桿錨頭拉脫，腰梁扭斷開。經分析計算，第一道錨桿的錨固長度需25.6～30m，第二道錨桿的錨固長度需22～25m。可見倒塌的主要原因是設計中完全拔出，第二、三層錨桿錨頭拉脫，腰梁扭斷開。經分析計算，第一道錨桿的錨固長度需25.6～30m，第二道錨桿的錨固長度需22～25m。可見倒塌的主要原因是設計計算錯誤所導致。

（2）支護樁嵌入深度不夠。上海某工程基坑采用深層水泥攪拌樁做支護，基坑開挖深度5～7m，樁長12m，嵌入深度5m.開挖到5m時未發生事故，但開挖到7m時，發生管涌，涌砂涌水。由于大量砂土冒出，最終導致支護結構全部倒塌。僅加固費就增加投資30萬元（原支護結構費80萬元），工期延長2個月。經對管涌計算知，支護樁嵌入深度需7m.（3）安全系數偏小。許多基坑設計時，為單純追求造價，而忽略許多因素，使工程的安全系數偏小。如遇雨水或少量偶然的坑邊堆載，就導致基坑的失穩。

3.3未進行穩定驗算

由很多工程事故可見，僅進行基坑支護設計或選擇一個方案是不行的，還必須進行穩定驗算，以確保基坑的整體及局部穩定，特別是軟土地區。

3.4施工管理方面的問題

（1）嚴重超挖，不遵守分層分段開挖原則；

（2）坑邊過量堆載；

（3）管理混亂。

4、建議及對策

4.1堅持分層分段開挖與支護的原則

一般情況下，邊坡破壞有一個從局部開始，逐漸擴大的過程。首先產生局部破壞的部位為突破點。當某部位土體應力達到或超過其強度時，突破點開始破壞，并引起周圍土體力學性質的變化和臨近部位應力的升值，使破壞面擴大。城市高層建筑的發展，使基坑深度日益增大，邊坡也越來越陡立（一般在80～90）。目前各種邊坡穩定的理論計算模式都是在60左右建立的，與陡立邊坡的初始受力狀態有較大差異。邊坡開挖后，破壞了原自然土體的三向受力狀態，在開挖面附近產生一個高能區。其中一部分能量傳給周圍土體，一部就成為使土體變形的動力。對近于直立的邊坡，若一次開挖深度太大，積聚的能量就很大，有可能成為破壞的突破點而產生塌方。所以施工中必須控制開挖面的長度與深度，并進行快速支護，使支護盡早發揮效能，達到控制和消滅破壞突破點的目的。分層分段開挖并支護有利于邊坡能量的釋放。前期開挖掘層段的能量有一部分通過錨體傳到土層較深部位，有一部分受已施工面板影響留在坡面淺層部位。當下一層段開挖后，就被后期開挖段吸收并釋放。因此，分層分段開挖并支護的施工方法也是一個能量釋放的過程，最后總的開挖能量留在坡面的較少，這對整個破面的穩定是有利的。

邊坡層段開挖的大小應作為設計的重要內容，在分析土體力學性能、地下水和邊坡附加荷載分布的基礎上預測突破點可能產生的部位，這是劃分層段的重要依據。據此繪出每一坡面的層段開挖圖，作為施工依據，并在施工中根據具體情況進行調整。

4.2信息反饋是基坑施工的重要組成部分

所謂施工過程中的信息反饋基本上指兩方面：一是指坡面開挖過程中對暴露出來的地質構造、地下水分布的變化及未知地下建筑物的信息反饋；二是指施工過程中對邊坡位移及應力監測的信息反饋。其中，施工中發生側移有以下原因：（1）土力學的模糊性：土的層面結構多變，影響因素多，物理力學性能分散性大。其結構計算原理及各種參數取值有較大的模糊性，不可能一次計算到位。

（2）外力作用下的變形。

（3）施工階段的不穩定性。

4.3支護結構的革新

（1）從結構受力改變結構形式。閉合拱圈擋土、連拱式基坑支護，都是將平面結構改變為空間支護結構，利用拱的作用，一方面減小土對樁的側向壓力，另一方面將結構受彎變為拱圈受壓，充分發揮混凝土的受壓特性，降低了工程費用。

（2）從施工方法上改變。樁墻合一地下室逆作法，是將基坑支護樁和地下室墻合在一起，將地下室的梁板作為支護，從地下室頂往下施工，地下室外墻也施工。它的優點是節約投資，在地下水豐富、不易降低水位地區，尚須作防水帷幕。

（3）發展新的支護方法。近年來，噴錨網支護法、錨釘墻法在工程中得到應用，并顯示了顯著的經濟效益。它不要一根樁、一塊板、一根管、一根撐，完全拋棄了傳統法及其被動支護概念，以盡可能保持、顯著提高、最大限度地利用基坑邊壁土體固有力學強度，變土體荷載為支護結構體系的一部分。它主動支護土體，并與土體共同工作，具有施工簡便、快速、及時、機動、靈活、適用性強、隨挖隨支、挖完支完、安全經濟等特點。其工期一般比傳統法短30～60天以上，工程造價低10%～30%。支護最大垂直坑深18m，建筑淤泥基坑深達10m。

4.4進一步研究基坑支護理論

可以看到，隨著國民經濟的飛速發展和城市現代化的進程，基坑工程的可靠性成為高層建筑亟待解決的問題。因此進一步探討基坑支護的方法和計算理論，尤其是新型支護方法的計算理論，乃為工程實際所急需。如噴錨網支護法、錨釘墻法。

4.5探討基坑護壁搶險技術

如前所述，基坑工程的破壞率較高。因此，配合施工過程的監測與信息反饋技術，進行基坑護壁搶險技術的探討非常必要。目前，發現基坑護壁失效，采用的方法是停止開挖或回填土方等，收效甚微。因此在支護設計或確定施工方案時，就必須考慮基坑護壁的搶險措施。如基坑護壁帷幕漏水化學灌漿搶險技術，具有簡單、經濟。快速和有效的特點，是目前基坑漏水涌砂最好的搶險補救方法。

第三篇：高層建筑深基坑支護施工管理分析論文

論文關鍵詞：高層建筑；深基坑；支護技術；設計管理；施工控制

論文摘要：設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關鍵因素，一個成功的深基坑支護設計方案應當經濟合理、安全可靠、施工技術可行。在我國，深基坑的出現較晚，深基坑支護設計日趨成熟，但由于設計參數眾多，地質不明因素的影響，使設計工作的難度加大。文章結合作者多年的工作經驗，分析了高層建筑深基坑支護施工過程的控制要點。

近年來，隨著大批的高層和超高層建筑的建設，開發商為提高建筑用地率，加之國家有關規范對基礎埋置深度和人防工程的要求，多層、高層、超高層建筑地下室的設計必不可少，有的地下建筑甚至有三四層，深的達十多米，于是，地下建筑開挖時的深基坑支護成為一個必要的施工過程。但由于深基坑支護為臨時建筑，不在建筑主體施工的范圍內，為節省投資、降低成本及加快進度，業主、施工單位往往只強調基坑支護施工的臨時性，而忽略了基坑支護施工的重要性、復雜性及風險性，認為只要基礎工程完成時，基坑支護未垮掉便解決問題，有的施工單位甚至認為挖一個大坑、簡單地處理一下坑壁即可，致使深基坑施工時安全質量事故時有發生，不僅延誤了工期，還造成了巨大的經濟損失。

一、施工準備階段的控制要點

（一）設計管理

設計方案的合理性是直接影響深基坑支護工程成敗的關鍵因素，一個成功的深基坑支護設計方案應當經濟合理、安全可靠、施工技術可行。在我國，深基坑的出現較晚，深基坑支護設計日趨成熟，但設計參數眾多，地質不明因素的影響，使設計工作的難度加大。據2000年的資料統計，在基坑工程施工質量事故中，由于設計原因造成的事故占總數的43%。設計原因主要表現在：無證掛單設計、盲目設計、參數取值錯誤、地下水處理方法失誤、支護方案選擇不當等。要改變這種狀況，首先，設計人員應具有較強力學知識（理論、材料、結構、流體、土力學）和地基與基礎等多學科的知識，又要有豐富邊坡支護設計經驗，熟悉當地的水文地質狀況和特點，在結合建筑及周圍環境特點的基礎上，設計出經濟合理的深基坑支護方案。其次，工程人員在施工前應對方案進行認真審核，理解設計意圖，及時與設計人員溝通以掌握方案，在施工組織時，使各個組成部分、各道工序協調有序。再次，業主方應了解深基坑支護的重要性，選擇有經驗的設計單位設計支護方案。

（二）分包單位的選擇

由于深基坑支護的特殊性，其施工應由具有施工資質與能力的專業分包隊伍進行。施工單位的技術力量、整體素質是影響工程質量的重要因素之一，監理工程師應協助業主審查總包單位選定的專業隊伍，選擇社會信譽好、技術力量強、施工經驗豐富的分包單位，最好有類似工程的施工經歷，同時應防止層層轉包、“層層剝皮”，以致影響工程質量的現象發生。

（三）施工專項方案審定

施工專項方案是具體指導施工的重要文件。但在目前，有些施工單位往往是照搬他人的方案；有的雖說是按具體工程的實際情況編制的，但控制要點不具體，措施針對性不強，基本上無指導意義。因此，監理工程師應認真審核施工單位提交的專項方案，對不能滿足施工要求的，堅決要求其修改完善后按程序申報，特別復雜的方案可組織專家匯審，待總監審批后方能實施。審核內容主要有：施工平面圖、基坑的支護方式、基坑開挖方式、降水措施、施工工期、監測布置的合理性等。

二、施工階段的控制要點

施工階段是項目實施的關鍵階段，監理工程師應根據地質勘探資料和當地水文氣候條件，結合當地深基坑工程施工的經驗和條件，確定工程的關鍵項目，要求施工單位制定專項施工方案報監理機構審核，并強調要制定突發事件的應急預案。

（一）深基坑工程的施工

深基坑工程包括挖土、擋土、圍護、防水等環節，是一項復雜的系統工程，任何一個環節的失誤都有可能導致施工失敗，甚至造成事故。施工單位要嚴格按照施工規程、經批準的施工組織設計及相關的技術規范組織施工，對各施工要點要制定具體措施，并加強過程控制。例如，確定土方開挖方案時，應對周圍建筑物、構筑物進行拍照和錄像，對地質勘測報告、周圍建筑物及地下設施情況等信息進行分析，對特殊土質需精心組織施工，膨脹土地區不宜在雨季開挖，軟土地區分層開挖的深度不宜太大。若挖土高差太大或挖土進度過快，極易改變土體原來的平衡狀態，降低土體的抗剪強度，可導致土體快速滑移，這樣不利工程監控，易造成坍塌事故。

（二）深基坑周圍土體止水效果的控制

在地下水位較高的地區，地下水對深基坑工程施工帶來的危險程度是相當高的。地下水的來源一般為上層滯水、潛水、承壓水、雨水及基坑周圍的滲漏管道水，由于水的來源復雜，枯水期和豐水期水位變化的影響，在制定止水方案時應從深基坑工程的防水、降水和排水3個方面考慮，根據地質勘察部門提供的地質資料，深入分析地下水的成因，了解深基坑周圍環境，對周邊有建筑基坑，宜采用以堵為主，抽水為輔，否則會導致基坑周圍土體與水體的流失，使建筑物不均勻沉陷，甚至發生坑底流沙、管涌等現象，增大了處理難度，拖延了工期，反之，以降水為主。止水帷幕是高水位地區深基坑支護工程中常用的止水措施，其施工方法主要有高壓噴射注漿法、漿噴深層攪拌法、粉噴深層攪拌法和壓力注漿法等。采用漿噴深層攪拌法進行止水帷幕止水施工時，如果止水帷幕的攪拌樁成樁質量不好，深基坑開挖后會出現滲水較多的現象。若此時再采用灌漿的方法進行處理，則延誤工期、增加造價。因此，在該類止水帷幕施工時要注意以下幾點：

1．保證樁體質量。確定合理的水泥漿摻加量，保證樁體攪拌均勻、樁長達到設計深度，避免樁頭出現攪而無漿的情況，特別是在土層情況變異較大的地區，因攪拌樁的樁徑不易控制，容易導致止水失效。

2．保證樁的搭接長度和密實度，杜絕空洞、蜂窩及樁頭開叉的現象。

3．不得隨意在基坑支護結構上開口，否則會影響支護結構的安全，也破壞了止水帷幕，導致地下水的滲入。

（三）深基坑支護的信息化管理

深基坑施工的質量問題實質上是基坑的整體剛度和穩定性，即基坑支護結構是否會發生變形、是否會產生沉降及水平方向的位移或傾斜、支護結構是否有裂縫以及基坑底是否產生隆起和變形，若發生這些問題將導致基坑支護結構的失敗。

基坑支護結構信息化管理的主要手段，是安排專業施工監測人員對基坑現場及周圍建筑物進行監測，根據基坑開挖期間監測到的基坑支護結構或巖土變位等情況，比照勘察、設計的預期性狀，動態分析監測資料，全面掌握位移變化的大小、方向、變化頻率，對照報警標準，預測下一階段工作的動態，及時對施工中可能出現的險情進行預報，超過位移設定的預警值時，應及時采取有效的應對措施，確保工程安全。

深基坑支護結構工程監測的主要內容有：支護結構頂部水平位移；支護結構沉降和裂縫；臨近建筑物、道路的沉降、傾斜和裂縫；基坑底隆起的觀測等。以上監測除每天進行目測之外，一般每8～10m設一個監測點，關鍵部位適當加密，開挖后每天監測3次，位移大時應適當加密。

觀測結果要真實反映所測目標的動態趨勢，并繪出變化曲線圖，以傳遞險情前兆信息，找出險情發生的必要條件，如地質特性、支護結構、臨近建筑物、地下設施等，結合相關的誘發條件，如氣象條件、開挖施工、地下水變化等，根據基坑支護結構的穩定性計算結果進行科學決策，以排除險情。開挖較深的基坑時，還應測試支撐的內應力，當應力值達到設計值的90%（或支撐變形達10mm）時，要及時采取防范措施。另外，因現場施工情況復雜，監測點極易被破壞，要注意對監測點的保護。

（四）突發事件的處理

建筑施工是一個投資大、周期長、參與人員多的過程，施工過程中會發生許多不可預見的事件。對于基坑支護結構的施工，更要做好應對突發事件的技術準備。常見的突發事件有：基坑內管涌、流沙；基坑支護局部出現成因不明的裂縫、沉降；氣象異常，出現持續多日的狂風暴雨；相鄰工地施工的影響，如降水、打樁、開挖土方；地下障礙物妨礙基坑支護結構或止水帷幕的施工等等。事件發生后，及時啟動應急預案，并會同相關單位研究解決辦法。

三、結語

深基坑工程的施工是一個循序漸進的過程，施工單位應按先設計、后施工的程序施工，并盡量做到邊施工、邊監測，還要遵循“分層開挖，先撐后挖，隨挖隨撐，對稱均衡，限時限量”的原則，杜絕盲目施工和野蠻施工的現象，加強對整個深基坑施工過程的控制，保證工程順利、安全地完成。

第四篇：潛水電泵的典型結構分析與工程應用

潛水電泵的典型結構分析與工程應用

論文摘要：潛水電泵則是一種泵與電機合二為一的特殊的輸送液體的機械，顧名思義，機電一體潛入水中工作．它結構簡單，使用方便．隨著材料科學、密封技術、控制和保護技術的發展以及冷熱加工工藝水平的提高，潛水電泵得到了飛速發展。

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

潛水電泵則是一種泵與電機合二為一的特殊的輸送液體的機械，顧名思義，機電一體潛入水中工作．它結構簡單，使用方便．隨著材料科學、密封技術、控制和保護技術的發展以及冷熱加工工藝水平的提高，潛水電泵得到了飛速發展。

1904年，美國的布隆*杰克遜(Byron Jackson)公司第一個成功地設計、制造了臥式連接的潛水電泵和潛水電機，這就是現代潛水電泵的“祖先”．1928年，該公司發明了直接連接的立式潛水電泵，這是現代深井潛水電泵的最初形式．可見，潛水電泵的發展已經有了60多年的歷史了。

瑞典的飛力(Sterbery Flygt)公司，1948年首次研制成功了世界上第一臺給排水用的淺水(或稱作業面)潛水電泵，從根本上簡化了泵的型式，改革了建筑基坑和礦井等的排水設備，并很快在全世界范圍內獲得成功．1956年，Flygt公司生產出了排放污水用的潛水泵，使污水泵站的成本大約減少一半．此外，Flygt公司還解決了一系列疑難問題，開發的各種特殊的潛水泵可以用來抽吸含有固體顆粒的磨蝕性液體、粘性溶液和腐蝕性液體等．近年來，Flygt公司在泵的結構上已取得了很大進展，并發展了四個系列：抽送含小顆粒磨蝕液體的2000系列、抽送民用和工業廢水的3000系列大流量污水潛水泵、抽送清水的5000系列、具有大流量中等揚程螺旋(軸流)式的7000系列。

到了60年代，美國、英國、德國、法國、芬蘭、日本等國也都大批量生產作業面潛水電泵．尤其是日本(如日立、鶴見等公司)已實現了建筑設備用和工程用潛水電泵的標準化和系列化，無論在結構設計、材料選用和自動控制等方面都取得了新的成就。

我國于1958年由上海人民電機廠開始生產7kW的作業面潛水電泵，揭開了我國潛水電泵生產的序幕，經過30多年的發展，目前已經取得了較大的成績．已先后生產出了QY、QS、QX、QDX(單相)型系列的小型潛水電泵．年產量約150萬臺．80年代后期以來又發展了QW型污水潛水電泵．QZ型潛水軸流泵和QH型潛水混流泵等．年產量約8萬臺．江蘇理工大學流體機械研究所與揚州市亞太特種水泵廠等工廠合作，系統地研究了污水潛水電泵，先后承擔了三項省、部級科研課題．試驗研究了泵內的流動狀態、葉的結構型式、幾何參數對泵特性的影響等．從而掌握了各種無堵塞污水潛水電泵的設計理論和方法，在改善無堵塞泵的性能方面積累了豐富的經驗，并先后四次榮獲國家及省、部級科技進步獎，同時還被國家科委列為國家級科技成果重點推廣計劃項目。國內外潛水電泵典型結構分析

1.1 國外潛水電泵典型結構分析

Flygt公司是世界上最大的生產潛水電泵的廠家，擁有最齊全的潛水泵系列．其產品設新穎，組件系統標準化，設備現代化．現選其中一種典型結構予以分析。

Flygt公司典型的C泵結構，主要特點如下。

(1)電機的電纜必須是能夠經受介質侵蝕的，電纜可以采用撓性金屬軟管保護。

(2)定子絕緣等級F(155℃)．按照標準，電機定子內裝入過載保護器。

(3)功率在9kW以上時裝有冷卻系統，葉輪的背葉片使冷卻水環繞定子室循環．也可采用獨立的冷卻系統，外圍的冷卻套與蝸殼不相通，直接由外部引進冷卻水．當泵抽送的液體溫度會升高或者有可能干運行的情況下，采取這種冷卻系統特別有效。

(4)在電機與水力部件之間裝有雙層機械密封，以防止液體進入電機腔．通常上層是石墨/碳化鎢，下層碳化鎢／碳化鎢．另外，密封材料除碳化鎢以外，也可采用氧化鋁或碳化硅。

(5)根據不同的用途，采用不同的葉輪結構型式．圖示葉輪具有大的通道面積，可以通過大的顆粒和纏繞物，減小堵塞危險。

(6)在泵葉輪和泵體之間裝有可更換的密封環，以保持泵以最佳效率運行．大型泵裝有兩組密封環。

1.2 國內潛水泵典型結構分析

揚州亞太特種水泵廠是目前國內生產潛水電泵的最大廠家，其產品已成功地應用于上海寶鋼、大慶油田、北京新客站等國家大型重點工程，大量替代引進產品．同時，其開發產品已打入國際市場。

由江蘇理工大學流體機械研究所設計、揚州亞太特種水泵廠生產的QW型污水潛水電泵的典型結構，其主要特點如下。

(1)功率在30kW以上的潛水泵．接線腔內設有漏水檢測探頭，當電纜斷裂或其它原因漏水時，探頭發出信號，控制系統對泵實施保護。

(2)電機定子采用F級絕緣(155℃)，并設計成細而長的圓柱體，內裝過熱載保護器。

(3)功率在15kW以上時，各泵均裝有自備冷卻系統，葉輪的背葉片使渦室內的水流入定子室外圍循環冷卻，能夠保證水泵在水池的最低水位或抽干的情況下正常運轉。

(4)電機腔下端裝有漏水檢測器―浮子開關，當水進入電機腔時發出信號，控制系統對泵實施保護。

(5)在電機與水力部件之間裝有雙層機械密封，以防止介質滲漏到油室內，上層、下層科學配對能保證水泵運轉安全、可靠．密封材料有碳化硅、碳化鎢、硬質合金副或超耐磨密封副。

(6)油室內設有電極保護，當水進入油室時電極發出信號，由控制系統顯示，告知管理人員及時保養。同時，控制系統嚴密監視其滲漏情況。

(7)獨特設計的葉輪，具有很大的通道，能夠通過大的物料及纖維等，減小堵塞、纏繞的危險。

(8)在泵葉輪與蝸殼之間裝有可更換的密封環，以保持泵以最佳效率運行。國外潛水電泵的種類與工程應用

隨著科學技術的不斷發展，國外的潛水電泵出現了不少新型的結構和種類，本文僅以Flygt公司生產的潛水電泵為例作一介紹．其品種繁多，設計新穎，對國內同行具有借鑒作用。

表 1 Flygt公司潛水電泵的種類與工程應用

名稱

葉輪結構型式

葉輪結構特點

工程應用

B泵

開式或半開式葉輪，抗磨材料制造，附有可調節的導葉及濾網

廣泛用于建筑工地、巖洞、港灣、工廠、艦船等給排水或水噴射等，可以抽送含磨料如粘土、砂、碎石、鉆屑等液體介質等。

移動式結構，放到水中便可起動，可滿足大流量、高揚程、有限空間或易爆環境等特殊要求。

C泵

無堵塞閉式流道式葉輪，具有好的可靠性和較高的效率。

主要用于城市泵站和污水處理廠抽送污水和泥漿，工業流程中抽送冷卻水、廢水、腐蝕性介質等，工地和大型工廠連續排水等．非常適合抽送含長纖維的物質和大固體顆粒的介質。

安裝在小型而簡單的泵站，可隱設在地下，泵可以快速而簡單地安裝在導軌或繩索上并下到泵坑。

D泵

旋流式葉輪

廣泛用于工地、礦山、工業上抽送含長纖維、粘土、鉆屑、巖石碎片、污泥和腐蝕性介質的廢水，并可滿足易爆環境排水的要求。

F泵

開式葉輪并帶有S型切斷器，具有抽送、切削和混合功能．可靠性好，效率高。

主要用于農業上抽送液體糞，可以破碎干的固體，禾桿和其它長纖維物質，螺旋狀的葉輪入口可以使吸入的稠厚糞肥送入泵中，共有四種規格。

結構緊湊，安裝在糞肥池中的導軌上，也可安裝在貯存池中，可與潛水攪拌器配合使用。

G泵

開式或閉式葉輪，有多個葉片

主要用于地下室或其它領域地面排水，也可用于灌溉，可滿足小流量及適中揚程需要，適合于抽送清水或輕度污染的水，共有三種規格。

結構緊湊，安裝簡單，只需將泵放于泵坑底部即可。

H泵

開式或閉式流道式葉輪，抗磨材料制造

主要用于礦山、工地、巖洞、隧道和堤壩等地方抽送含有磨蝕性顆粒如鉆屑、砂、碎石等的液體，吸入端采用可調節的橡膠覆層，利于在高效點運行。

L泵

閉式流道式葉輪，與導葉相匹配，可靠性好。

廣泛用于城市、農業、艦船、工業等給排水，可滿足低揚程大流量需要，流量可達2000m3/h，適合于抽送清水或輕度污染的水，共有六種規格。

安裝、維護簡單、采用無管路連接設計。

M泵

開式葉輪，入口處附有一個切碎裝置，由鉻合金與不銹鋼組成

特別適用于壓力污水系統，可以通過僅僅直徑為40mm的管子被輸送走。

P泵

可調葉片軸流式葉輪，具有高效節能的特點。

主要用于農業、城市給排水及工業上抽送冷卻水等，并可用于控制內河水道系統。可滿足低揚程大流量的特殊需要，適合于抽送清水或輕度污染的水。

結構緊湊而簡單，不要求特殊安裝，只需下落到殼座的突肩上即可。

R泵

多葉片閉式葉輪，用鑄鐵或不銹鋼鑄造，單側或雙側(雙吸)進水。

特別適合于農業噴灌和各種工業應用，如供清水、工藝流程用水、噴射和冷卻水等．可滿足高揚程大流量需要，流量達2000m3/h，揚程達110m，適合于抽送清水或輕度污染的水，有多種規格和結構型式。

功能強，可靠性高，容易安裝和維護。結束語

我國的潛水泵經過30多年的發展，已經取得了相當大的成績．但與當今世界先進國家相比仍有較大的差距，產品的品種還不夠多，應用的領域也較狹，其可靠性和質量也不夠穩定，這些都有待進一步的改進，以使國潛水電泵能夠早日更多地打入國際市場，并逐步替代引進產品。可以預見，隨著社會主義市場經濟的不斷發展，我們自己的潛水電泵必將在機電排灌、城鎮給排水、環境保護等工農業生產和國民經濟的各部門發揮越來越大的作用。

第五篇：地鐵深基坑支護工程的設計與施工探討

地鐵深基坑支護工程的設計與施工探討

李志敏

中鐵第四勘察設計院集團有限公司

湖北省

430063

【摘要】：改革開放以來，我國的經濟發生了突飛猛進的變化，人們的生活水平也得到了很大的提高，汽車已經成為大眾化的產品，隨著車輛總量的增加，交通變得越來越擁擠，為了緩解交通壓力，各大城市開始興建地鐵。在地鐵建設施工中，地鐵車站的深基坑開挖一直是一個難點，在開挖過程中總是存在各種各樣的問題，這給地鐵建設留下了很多的安全隱患。本文筆者就根據自己的經驗，設計過程中深基坑支護的類型與選擇做出了分析，對地鐵車站深基坑開挖施工中經常遇到的問題及施工控制要點、相關維護方案等進行了分析。

【關鍵詞】：地鐵車站；深基坑；開挖；技術

中圖分類號：U231+.3

文獻標識碼：A

文章編號：

引言

眾所周知，在20世紀70年代末基坑工程開始在我國展開廣泛的推廣，那時我國的改革開放剛好處于興盛的時期，基本建設越來越多，相應的基坑也越來越深了，開挖深度也就更深了。隨著社會經濟的不斷發展，目前我國已有很多的城市擁有了軌道交通線。因為軌道交通線路很多都是從市中心穿越的，但是隨著地下空間開發的速度不斷的加快，現在的基坑越挖越大、越挖越深。由于深基坑工程的風險高、影響因素多等特點，深基坑安全事故給國家和人民帶來不良影響和很大的經濟損失。世界各國已經有不少學者開始進行相關的研究，而且也已經取得了一定的成就。

一．設計過程中深基坑支護的類型與選擇

在各種類型的建筑施工過程中都需要進行基坑的開挖，對于一些較小的施工項目，基坑的開挖深度較小。可以采用直接開挖和放坡開挖兩種簡單方便的模式。但是對于大型的建筑工程或者是周圍的施工空間較為狹窄的情況就需要進行基坑支護。進行基坑支護的主要作用是起到擋土的作用，另外一個方面進行基坑支護可以對周圍的建筑物和環境有一個較好的保護作用。、鋼板樁支護

鋼板樁支護的形式主要是采用熱軋型的鋼材進行鉗口和鎖口，將鋼板樁相互連接在一起，形成一個整體的鋼板墻結構，這樣可以起到很好的擋水和擋土的作用。目前常用的鋼板樁支護結構形式主要有Z形、U形和直腹板等結構形式，因為鋼板的加工工藝比較簡單，材料的來源也比較廣泛。所以采用鋼板樁支護得到了廣泛的應用。

2、深層攪拌水泥樁

水泥攪拌主要是起到對軟土地基的一個加固和飽和的作用。水泥起到了固化劑的作用，利用水泥和軟土的一系列物理化學的反應，能夠形成一定強度的水泥加固體，使得軟土地基的承載能力顯著提高，并且也增大了軟土地基額變形模量。根據相關試驗研究表明，當水泥摻入比在8%～20%之間，水泥土重度比可以提高約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顯的起到改良土質的作用。而且水泥土的無側限抗壓強度一般可以達到0.3MPa以上，相比于未處理的軟土地及其抗壓強度提高了幾十倍由于水泥土抗拉強度與抗壓強度具有一定的相關性，抗拉強度一般等于（0.15～0.25）抗壓強度之間，這意味著水泥土抗拉強度也得到相應的提高。、排樁支護

排樁支護主要是在利用鋼筋混凝土在柱子之間進行挖孔，鉆孔灌注樁是擋土結構的重要組成形式，主要是在樁與樁之間進行柱子的布置。使得相鄰的樁之間能夠很好的聯系在一起，然后通過鋼筋混凝土膠管來形成一個完整的結構體系。

4、錨噴網支護

一般指聯合使用錨桿和噴混凝土或噴漿的支護。錨噴網支護在深基坑支護中是利用比較多的，錨噴支護常緊跟開挖掘進，平行作業，特別是在隧洞或地下廠房施工中采用分部開挖的方式時，可隨著開挖斷面的擴大，邊挖邊噴，直至全斷面完成。

深基坑的支護工程涉及的領域比較廣，在基坑支護過程中要用到結構力學和土力學等學科的內容。另外也要根據不同的工程的實際情況采取不同的處理措施。針對具體的工程實際問題要進行基坑支護方案的優化，通過方案的優化可以不斷積累深基坑支護的成果實踐經驗。在設計過程中一定要根據本工程實際情況，綜合的考慮, 本著技術先進、經濟合理、確保安全的原則,組織技術專家組分別進行了計算和論證, 最終決定采用合適的支護結構。

二.地鐵車站深基坑開挖的控制要點

1、基坑開挖施工為地鐵車站施工中一個最重要的工序，施工中按照施工規范及設計要求操作，在開挖過程中掌握好“分層、分步、對稱、平衡、限時”五個要點，遵循“豎向分層、縱向分區分段、先支后挖”的施工原則。

2、土方開挖到各層鋼管支撐底部時，及時施作鋼管支撐。基坑開挖必須分段、分層、分區、對稱進行。縱向放坡時，應在坡頂設置擋水土堤，防止地表水沖刷坡面和基坑外積水流入坑內。基坑開挖后及時設置坑內排水溝和集水井，防止基坑內積水。基坑縱橫向放坡根據地質、環境條件取開挖時的安全坡度，要求不得陡于1：1。對暴露時間較長或可能受暴雨沖刷的縱坡采用網噴等坡面保護措施，嚴防縱向滑坡，3、土方開挖的順序、方法必須與設計工況一致，開挖第一層土時每一段的開挖長度一般不超過12m；其余各層開挖時，每段長度一般不超過6m，開挖時間和鋼支撐安裝時間在16小時和8小時。基坑開挖時嚴禁大鍋底開挖，開挖至基底以上0.3m時，應進行基坑驗收，并改用人工開挖至基底，及時封底，盡量減少對基底土的擾動。

4、施工時嚴禁挖土機械碰撞支撐，嚴禁人員在支撐上行走，支撐表面不允許加荷載，安排專職安全員跟班作業。基坑開挖時應及時施作樁間網噴層，保證樁間土體穩定。開挖至基底后及時施作接地網。加強基坑穩定的觀察和監控量測工作，以便發現施工安全隱患，并通過監測反饋及時調整開挖程序。

三．保證基坑開挖的技術措施

開挖應把基坑側壁的穩定成型放在首位，已開挖的基坑側壁不穩定時應及時處理，不許再向下開挖。對圍護樁侵入基坑開挖線以內的部分，隨開挖及時鑿除，為找平層施工工序做好鋪墊。限制基坑開挖線以外地面堆土堆物荷載不超過20KN/m2，并做好計算校核工作，隨時檢查確保安全。開挖過程中隨時做好基坑內的排水工作，及時排出坑內積水，確保開挖過程中基坑底部干燥，確保基坑底部強度和穩定性不被破壞。基坑內的給排水管線應將管道內水排除干凈再進行土方開挖施工。基坑開挖過程中，及時進行地質描述，做好開挖記錄，當地質情況變化并與設計不符時，應立即報監理工程師和設計人員，及時調整施工方法。密切監測基坑周圍水位線的變化，當發現問題時及時采取措施以減小基坑降水對周圍建筑物的影響。其具體措施詳見降水施工方案。施工中各工序應以測量監測為指導，根據水位變化，圍護樁位移，軸力計的大小，基底反彈量等數據調整施工方法。

結束語

隨著經濟的發展，交通擁擠已經成為人們急需解決的問題之一，于是地鐵成了我們的首選方案，近年來，大量的地鐵交通建設在各大城市興起。為了保證通行質量，地鐵車站深基坑開挖施工技術受到了人們的普遍關注。根據大量的實踐和研究表明，根據地鐵車站基坑的位置和周邊建筑環境，同時結合基坑自身結構特點，提出合理的開挖順序和方法及和其相匹配的圍護方案與圍護形式，能夠確保地鐵車站深基坑自身邊坡的穩定性和結構安全。本文筆者已經針對這些問題作了簡要的分析和論述，希望在實際施工過程中，施工單位可以給予足夠的重視，避免出現工程質量問題。

參考文獻：

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