基坑工程技术风险100907.ppt

,基坑工程技术风险,第一部分 风险的定义 第二部分 施工风险 第三部分 基坑支护与降水风险 第四部分 基坑土方开挖风险 第五部分 基坑监测,目 录,第一部分 风险的定义,对于风险的定义，目前国内外学术界对风险尚无一个适用于各个领域的统一的定义。许多学者根据自己所研究的问题和所站的角度，对风险的含义给出了自己的描述。 雷胜强(2002)将风险定义为：在给定情况下和特定时间内，那些可能发生的结果间的差异。 王洪等人(2004)把风险通俗的解释为：风险就是活动或事件消极地、人们不希望的后果发生的潜在可能性。 张青晖等人(1996)则认为：风险是一个系统造成失败的可能性和由这种失败而导致的损失或后果。,综合上述对于风险的不同观点并结合昆明市地铁工程建设特点，将其定义为：风险是指客观存在的，在特定情况下、特定期间内，某一活动或事件导致的最终损失的不确定性，它是不利事件发生概率和该事件发生引起后果的函数，用公式可以表示为：R=f(P，C)。 其中，R表示风险，P表示不利事件发生的概率，C表示该事件发生的后果。,第一部分 风险的定义,第二部分 施工风险,施工中常见的风险种类,经营风险 管理风险 经济风险 技术风险,施工中常见的风险种类,第二部分 施工风险,经营风险,建设单位带来的风险。 工程项目的顺利实施至始至终离不开与业主的 紧密合作。有的业主实力较弱；有的业主虽有一定 实力，但信誉较差，有的业主地方协调能力差，导 致征地、拆迁、交通疏导、施工手续办理等需要地 方政府配合的工作无法正常展开，造成了与建设单 位合作的风险。,施工中常见的风险种类,项目带来的风险。 工程项目投标的竞争，很大程度上取决于价格 的竞争。由于竞争的日趋激烈，投标单位对成本、 利润缺乏科学的分析和预测，不管工程投资多少、 规模大小、施工难易等因素，为了中标，竞相压 低报价。 合同带来的风险。 在合同签订过程中，如工程质量问题、工程款结算问题、工程量清单不准确，合同条款等，都存在潜在的经营风险。许多业主利用施工企业急于揽到工程任务的迫切心理，在签订合同时附加某些不平等条款，致使施工企业在承接工程初期就处于非常不利的地位，甚至陷入合同陷阱。,第二部分 施工风险,施工中常见的风险种类,第二部分 施工风险,管理风险,项目经理任用风险。 项目经理的管理和创新能力直接影响和决定着工程施工质量、安全、效率及成本的高低。项目经理如果缺乏优秀的经营管理素质，必然会带来项目施工亏损的风险。过于频繁更换项目经理也是造成施工成本无法控制的弊病。 项目施工管理风险。 总包项目施工过程中有时由于工程本身规模较大，技术难度大，设计专业分工多，管理上难免顾此失彼，而一旦发生质量与安全事故，会给企业带来直接间接的经济损失。,施工中常见的风险种类,第二部分 施工风险,经济风险,要素市场包括劳动力市场、材料市场、设备市场等，这些市场价格的变化，特别是价格的上涨，直接影响着工程承包价格。金融市场因素包括存贷款利率变动、货币贬值等都影响到施工企业的经济利益。,施工中常见的风险种类,第二部分 施工风险,技术风险,地质地基条件。 工程发包人提供的地质资料和地基条件有时与实际出入很大，处理异常地质情况或遇到其他障碍物都会增加工作量和延长工期。 水文气象条件。 主要表现为异常天气的出现，如台风、暴风雨、雪、洪水、泥石流、坍方等不可抗力的自然现象和其他影响施工的自然条件。,施工中常见的风险种类,第二部分 施工风险,设计变更或设计图纸提供不及时，会延误施工 进度，造成施工企业经济损失；由于设计单位针对 规范规定以外的特殊工艺没有明确采用的标准、规 范，在工序过程中又未能较好的进行协调和统一， 影响以后工程的验收和结算。 施工技术协调。 工程施工过程出现与自身技术专业能力不相适 应的工程技术问题，各专业间存在不能及时协调的 困难；工程发包人管理施工水平差，对承包人提出 需要发包人解决的技术问题，未能及时答复等。,技术风险,施工中常见的风险种类,第二部分 施工风险,基坑施工风险主要来自设计方案及施工控制,1）设计方案缺乏论证，支护结构设计不合理设计安全储备过小等因素引起的基坑工程事故 (1)危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质200987号） 施工单位应当在危险性较大的分部分项工程施工前编制专项方案；对于超过一定规模的危险性较大的分部分项工程，施工单位应当组织专家对专项方案进行论证。 专项方案编制应当包括以下内容： A、工程概况：危险性较大的分部分项工程概况、施工平面布置、施工要求和技术保证条件。 B、编制依据：相关法律、法规、规范性文件、标准、规范及图纸（国标图集）、施工组织设计等。 C、施工计划：包括施工进度计划、材料与设备计划。 D、施工工艺技术：技术参数、工艺流程、施工方法、检查验收等。 E、施工安全保证措施：组织保障、技术措施、应急预案、监测监控等。 F、劳动力计划：专职安全生产管理人员、特种作业人员等。 G、计算书及相关图纸。,第二部分 施工风险,基坑施工风险主要来自设计方案及施工控制,1）设计方案缺乏论证，支护结构设计不合理设计安全储备过小等因素引起的基坑工程事故 (1)危险性较大的分部分项工程安全管理办法（建质200987号） 专家论证的主要内容： A、专项方案内容是否完整、可行； B、专项方案计算书和验算依据是否符合有关标准规范； C、安全施工的基本条件是否满足现场实际情况。 专项方案经论证后，专家组应当提交论证报告，对论证的内容提出明确的意见，并在论证报告上签字。该报告作为专项方案修改完善的指导意见。,第二部分 施工风险,基坑施工风险主要来自设计方案及施工控制,1）设计方案缺乏论证，支护结构设计不合理设计安全储备过小等因素引起的基坑工程事故 (2）昆建通201020号关于进一步加强深基坑工程建设管理的通知 A、深基坑开挖围护工程的设计文件经专家组评审后，报建设单位，由建设单位送审图机构审查。 B、深基坑开挖围护工程施工单位必须根据审查合格后的设计文件、勘察报告及周边环境资料，编制具有针对性和可操作性的深基坑专项施工方案，并报评审专家组进行评审，评审合格后报安全监管部门备案。,第二部分 施工风险,基坑施工风险主要来自设计方案及施工控制,2）施工方面施工管理混乱，安全意识淡薄；降水、排水、防水的措施不利；随意修改设计；施工质量差；施工单位缺乏经验等等。 3）另外还有来自建设单位管理及工程勘察方面的风险。,施工的三个风险源,一、施工单位管理水平低下,二、施工企业克扣分包费用,三、忽视信息化施工，野蛮作业,第二部分 施工风险,一、施工单位管理水平低下,施工单位管理水平低下，以包代管。作为政府重点工程，承包单位多为国有大型施工企业，由于拥有雄厚国有资本作后盾及多年的类似工程施工业绩，承接工程较为容易。但一些企业在施工中充分地将部分糟糕的管理模式发挥出来，表现为效率低下，执行力微弱。一些企业在缺少管理人员及技术人员或本企业员工管理不动情况下，干脆将工程内部肢解，分包之后更撒手不管。,二、施工企业克扣分包费用,施工企业克扣分包费用，导致质量下降一些施工单位目光短浅，不正当地追求利润最大化。将一些重点环节和工序以超低价分包出，即使在发生突发事件时仍不予增加费用，直接导致工程质量下降，应急工作严重滞后。人为地增大风险系数。,三、忽视信息化施工，野蛮作业,忽视信息化施工，野蛮作业，违规操作在施工安全监控工作上，很多施工单位不屑一顾。业主煞费苦心地要求将安全监控工作分包给有资质和实力的专业监测单位，但他们仅把监测资料作为工程的一份必备文件，认为仅是个形式而已。因此便出现了压低监测费用、无视监控报警、野蛮施工的行为。,第二部分 施工风险,施工企业防范风险的方式,控制风险 规避和转移风险 保留风险,施工企业防范风险的方式,第二部分 施工风险,控制风险,施工企业防范风险的方式,它包括避免风险、消灭风险和减少风险三种。包括熟悉和掌握工程施工阶段的有关法律法规；深入研究和全面分析招标文件；签订完善的施工合同；掌握要素市场价格动态；加强履约管理，分析工程风险；管好分包商。,规避和转移风险,转移工程风险主要有如下几种措施：向业主的 索赔，向第三方转移风险，如推行担保制度、进行 工程保险，合理的进行专业分包。,第二部分 施工风险,施工企业防范风险的方式,保留风险,是当保险不能避免或因风险有可能获利时，由 自己有意识承担风险的一种做法。在固定价格的施 工合同中考虑一定比例的风险金，就是对合同中明 确的潜在风险的处理基金。,第二部分 施工风险,在目前建筑市场还不是很规范，机制也有待健 全的情况下，施工单位如何提高在市场中抵御、抗 拒风险的能力，是单位避免失败、赢得成功的关键 手段之一。只有系统的研究和分析施工单位的一些 常见主要风险，提高单位危机意识和防范意识，有 针对性的防范和化解风险，并不断探索预防、控制 、转移风险的有效途径和措施，防患于未然，只有 这样，才能保证企业在激烈竞争和复杂多变的市场 中，实现又快又好的可持续发展。,第三部分 基坑支护与降水风险,支护方式,无围护放坡开挖支护,桩墙支护（支撑）,锚喷支护,重力式支护结构,沉井法,基坑支护部分,放坡开挖的坡度大小应根据土的种类、开挖深度、坑边荷载等各方面因素来确定。 在雨季较长地区施工，要对开挖的坡壁进行抹灰、喷射薄层砼或砌砖护壁，并作排水沟槽，以防止雨水对坡面的直接冲刷侵蚀。,无围护放坡开挖支护,基坑支护部分,无围护放坡开挖支护,表：土质边坡放坡坡度允许值,桩墙支护,桩墙支护（支撑）在深基坑工程中所占比例最大，支护系统由桩墙结构及支锚（支撑）结构两部分构成。,桩墙结构类型,钢板桩 桩板墙 灌注桩排 地下连续墙,支锚（支撑）结构类型,内支撑式 外拉锚式 地面锚定式 悬臂桩支护方式,基坑支护部分,桩墙支护,基坑支护部分,桩墙支护,基坑支护部分,屏风发打板桩,打设板桩程序,桩墙支护,基坑支护部分,桩墙支护,基坑支护部分,广州市亚洲大酒店全境,桩墙支护,基坑支护部分,人工挖孔桩,桩墙支护,基坑支护部分,锚喷支护,锚喷支护实质上是“新奥法”在基坑护坡工程中的具体应用，它是指在分层开挖较陡的边坡面上，开挖后应立即喷射砼，然后施工土层锚杆(或土钉)，铺设钢筋网，将锚杆头部与钢筋网建成一体，再喷设砼至规定厚度。这样开挖的基坑边坡可通过喷设砼、钢筋网、锚杆（或土钉）的联合支护作用，大大提高土体本身的强度，增强其稳定性，以满足基础施工的各项要求。条件相同时，采用锚喷支护的基坑要比锚杆桩墙支护节约投资20一30%，且能缩短工期。由于喷射砼在含水砾砂层中难以固结，软塑流塑态土体中不利于锚杆锚固，故此类地层的基坑工程不宜直接采用锚喷支护，应考虑降水或施工防渗墙后再用之。,基坑支护部分,锚喷支护,基坑支护部分,锚喷支护,基坑支护部分,锚喷支护,基坑支护部分,锚喷支护,基坑支护部分,锚喷支护,基坑支护部分,重力式支护结构,对于软土地基及松散砂层，若采用桩墙支护或锚喷支护其基坑的安全性较差，但若对这类地基的基坑周边土体进行加固以形成重力式挡土结构，可较安全地实现支护的目的。,重力式支护结构,水泥土搅拌桩加固法,高压旋喷桩加固法,网状树根桩加固法,基坑支护部分,沉井法,沉井是井筒状的结构物，它是以井内挖土，依靠井壁重量克服地基土阻力下沉，至规定标高后进行砼封底而形成的地下深基础。当进行基坑开挖时，沉井起到挡土及挡水的支护围壁作用;当基坑开挖后，沉井又可作为地下构筑物的外墙或地下深基础来使用。 因此，沉井法施工总的工程造价并不高，将其用于深基坑支护是可行的。,基坑支护部分,合理选择支护方式的建议,基坑支护的形式很多，应本着“安全适用，经济合理”的原则，力求做到方案的优选及设计计算正确。 (1) 对于粘性土、粉质粘土等抗剪强度较高的地基土，当基坑深度6m以内，可优先考虑放坡开挖或悬臂桩墙支护的施工方案。当基坑深度超过6m，应优先考虑锚喷支护(或土钉墙)的方案，若地下水位高，应通过井点降水或施工防渗墙止水来配合锚喷支护的使用;当然也可考虑锚杆桩墙支护或沉井法施工方案。,基坑支护部分,合理选择支护方式的建议,(2) 对于淤泥质或饱和含水的粘性土软弱地基，若基坑较浅且只考虑边坡稳定时，应优先选择水泥土搅拌桩(或高压旋喷桩)等重力支护结构。当基坑较深时，可采用地下连续墙锚拉支护或逆筑法施工。 (3) 对于松散的砂土层或粉细砂土层，宜优先考虑用化学往浆加固与桩墙支护相结合的施工方案;其次为土钉墙锚喷支护及地下连续墙的施工方案，也可考虑插筋补强及网状结构树根桩的支护方案。,基坑支护部分,合理选择支护方式的建议,(4) 对于防渗止水要求严格的基坑工程，若采用钻孔灌注桩多层锚杆支护时，桩间土宜采用高压旋喷(或定喷、摆喷)注浆进行防渗补强加固。此类工程最好采用地下连续墙或沉井法施工。 (5) 为节约投资，基坑较深时可采用组合式的支护方案，如对于直立性较好的土体，可采取上部放坡开挖(坡深3一4m)，下部桩墙支护的施工方案，以减少锚杆层数。,基坑支护部分,合理选择支护方式的建议,(6) 对于大型基坑(平面尺寸及深度都较大)工程，应根据每个边坡的具体条件分别采取不同的支护方案，以最大限度地方便施工及降低工程总成本。基坑支护技术应力求科学化、多样化、合理化向前发展。,基坑支护部分,基坑降水风险部分,基坑降水作用与适用范围 基坑中地下水的危害及降水对周边环境的 影响评价 基坑地下水渗流规律与基坑降水类型 降水设计中几个问题 降水井施工控制标准问题 减少降水不良影响的措施,基坑降水风险部分,基坑降水作用与适用范围,在地下水位较高的透水土层，例如砂石类土及粉土类土中进行基坑开挖施工时由于坑内外的水位差大，较易产生流沙，管涌等渗透破坏现象。有时还会影响边坡或坑壁的稳定。因此，除了配合围护结构设置止水帷幕外，往往还需要在开挖前，采用井点降水方法，将坑内或坑内外水位降低至开挖面以下。,降水作用,防止地下水因渗流而产生流沙管涌的破坏作用。,消除或减少作用在边坡或坑壁围护结构上的静 水压力与渗透压力，提高边坡或围护结构的稳定性。,避免水下作业，使基坑施工能在水位以上进行，为施工提供方便，也有利于调高施工质量。,基坑降水风险部分,基坑降水作用与适用范围,基坑降水风险部分,基坑降水作用与适用范围,以上三个方面都是降水对深基坑工程的有利 作用。但必须指出，降水对邻近环境会有不良影 响，只要是随着地下水位的降低，在水位下降范 围内，土体的重度增大至或接近饱和重度。这样降水水位影响范围内的地面，包括建（构）筑物就会产生附加沉降。 有效应力原理： =+u 地下水水位下降，孔隙水压力u下降，有效应力增加（产生附加应力），土层因结沉降，进而地面沉降。,基坑降水风险部分,降水对周边环境的影响评价,基坑地下水危害的表现形式:,坑底突涌 坑侧渗漏 坑底渗漏 坑底隆起.围护“踢脚”明显 降水诱发地层过量沉降 (无围护结构)基坑斜坡滑移、坍塌,基坑降水风险部分,坑底突涌,案例1 河南某基坑突涌事故,基坑降水风险部分,案例2 上海金茂大厦基坑突涌事故,坑底突涌,基坑降水风险部分,坑侧渗漏,基坑降水风险部分,案例3.上海地铁2号线某基坑渗漏形成盆状洼地,坑侧渗漏,潜水渗漏案例,基坑降水风险部分,案例4.上海地铁4号线某风井下部联络通道施 工因冻结失效发生大范围流砂塌陷,坑侧渗漏,基坑降水风险部分,坑 底渗漏,基坑降水风险部分,坑底隆起 围护“踢脚 ”明显,案例5. 上海某地铁车站基坑坑底隆起事故,基坑降水风险部分,坑底隆起 围护“踢脚 ”明显,基坑降水风险部分,坑底隆起 围护“踢脚 ”明显,案例5. 上海某地铁车站基坑坑底隆起事故,基坑降水风险部分,基坑地下水危害的成因类型:,流砂,管涌,基坑底的突涌,流 砂,流砂形成条件：,(1)土中粒径在0.01mm以下的颗粒含量在30%35%以上，并含有较多的片状、针状矿物（如云母、绿泥石等）和附有亲水胶体矿物颗粒。这样土的吸水膨胀性较高而比重较小，在不大的水流冲力下，细小颗粒即会发生悬浮流动； (2)水力梯度较大，流速增大，动水压力超过了土颗粒的重量时，就能使土颗粒悬浮流动形成流砂； (3)土的渗透系数较小时，排水条件不通畅，易形成流砂； (4) 砂土中、孔隙比愈大，愈容易形成。,基坑降水风险部分,流砂破坏示意图,斜坡条件时 地基条件时,原坡面；流砂后坡面；流砂堆积物；地下水位；建筑物原位置；流砂后建筑物位置；滑动面；流砂发生区,基坑降水风险部分,流 砂,地基土在具有一定渗流速度（或梯度）的水流作用下，其细小颗粒被冲走，土中的空隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通道，从而掏空地基或坝体，使之变形、失稳，此现象即为管涌。,管涌形成条件：,（）土中粗细颗粒粒径比 D/d10； （）土的不均匀系数 d60/d10 10； （）两种互相接触的土层渗透系数之比 k1/ k2 23； （）渗流梯度大于土的临界梯度。,管 涌,基坑降水风险部分,管涌破坏示意图,基坑降水风险部分,管 涌,基坑底的突涌,基坑降水风险部分,当基坑下有承压水存在，开挖基坑减小了含 水层上覆不透水层的厚度，当它减少到一定程度 时，承压水的水头压力能顶裂或冲毁基坑底板， 造成突涌。,抗承压水稳定性示意图,式中： 水的重度：,土的浮重度；,承压水头高于含水层顶 板的高度。,基坑突涌产生的条件是基坑开挖后不透水层的厚度,基坑底的突涌,基坑降水风险部分,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,基坑地下水渗流有以下几种类型：,2、第二类基坑围护结构（隔水帷幕）周围的地下水渗流,3、第三类基坑围护结构（隔水帷幕）周围的地下水渗流,4、第四类基坑（无隔水帷幕）周围的地下水渗流,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,1、第一类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,基坑围护结构深入隔水层（即含水层底板）中，井点降水以疏干基坑内的地下水为目的，(见图)。这类围护结构位于降水含水层以下，即潜水含水层底板之中，将基坑内的地下水与基坑外的地下水分隔开来。其地下水渗流特征：由于围护结构隔水，基坑内、外地下水无水力联系。降水时，基坑外地下水不受影响。因此，这类井点降水影响范围小。这种基坑在上海很普遍，一般基坑深度小于1015m。,1、第一类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,2、第二类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,2、第二类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,基坑围护结构穿越相结隔水层（即含水层顶板），井点降水以降低基坑下部承压含水层的水头，防止基坑底板隆起或突水产生流砂为目的。 这类围护结构未将基坑内、外承压含水层分隔开。 其地下水渗流特征：由于不受围护结构的影响，基坑内、外地下水连续相通。,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,这类井点降水影响范围较大，但降落漏斗平缓，抽水引起的地面沉降为均匀沉降。 这种基坑深度在上海一般大于1520m。例如引水工程中的南市水厂降水工程、世界广场降水工程、人民广场地下变电站降水工程等。,2、第二类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,3、第三类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,基坑围护结构深入承压含水层中，井点降水的前期以降低基坑下部承压含水层的水头为目的，后期以疏干承压含水层为目的。 其地下水渗流特征：由于受围护结构的阻挡，上部基坑内、外地下水不连续，中下部或底部含水层连续相通，地下水呈三维流态。另外，由于井损，井内水位低于井壁外水位，而且，随着水位降深的加大，井内、外水位降相差越大。,3、第三类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,3、第三类基坑围护结构（隔水帷幕） 周围的地下水渗流,这类基坑深度比较深，在上海一般大于2025m。例如合流污水治理工程中的的4.1标彭越浦泵站降水工程，吴泾、闵行污水外排工程3.1标降水工程，上海外环沉管隧道浦西岸边段降水工程、复兴东路电缆隧道工作井、M4号线董家渡修复段等。,基坑降水风险部分,地下水渗流规律,4、第四类基坑（无隔水帷幕）周围的地下水渗流,基坑周边无隔水帷幕，这类基坑渗流只受水文地质条件影响为平面渗流，在降水井附近为三维空间流。,基坑降水风险部分,基坑降水类型,根据基坑渗流类型可以划分四种基坑降水类型 1第一类基坑工程降水隔水帷幕深入降水含水层隔水底板、降水井穿越降水含水层的基坑降水 这类降水设计依据的理论是带隔水边界的基坑平面渗流理论。降水方法采用管井抽水方法或加真空的管井抽水方法，也可以采取轻型井点、喷射井点抽水方法。该类降水对周边环境影响很小。,基坑降水风险部分,2第二类基坑工程降水隔水帷幕深入降水含水层中、降水井未深入降水含水层中的基坑降水 这类降水设计依据的理论是无界或者有补给边界的基坑平面渗流理论。降水方法采用管井抽水方法。该类降水对周边环境影响比较大。,3第三类基坑工程降水隔水帷幕深入降水含水层中、降水井穿越降水含水层的基坑降水 这类降水设计依据的理论是基坑空间渗流理论。降水方法采用管井抽水方法。该类降水对周边环境的影响取决于降水井的位置、滤管长度及其与隔水帷幕的关系。,基坑降水类型,基坑降水风险部分,4第四类基坑工程降水无隔水帷幕的基坑降水 这类基坑深度浅、无隔水帷幕，降水设计依据的理论是潜水含水层平面渗流理论。降水方法可采用轻型井点、喷射井点或真空管井抽水方法。该类降水对周边环境影响比较大。,基坑降水类型,降水设计中的几个问题,基坑降水风险部分,（一）降水井的设置 降水方法是指采用各类井点降低地下水位的方法。目前常见的有：轻型井点法、电渗井点法、喷射井点法、管井井点法和降压井点法等。 各类井点适用范围见下表：,各类井点适用范围,基坑降水风险部分,1降水井的平面布设,降水井布设比较,基坑降水风险部分,2连续墙深度与降水井深度的关系,坑内降水时坑内地下水水位与连续墙深度的关系,1深井井管；2隔水帷幕；3地下管线；4坑外建筑物基础,基坑降水风险部分,（二）降水井深度问题,传统方法确定降水井深度公式为： 式中各项见图： 降水井深度，m; 地面至基坑底面的距离，m; 基坑底面至降低后的地下水位距离，一般取 h=0.52m; 水力梯度，环形井点系统J1/81/10，单排井点系统J1/41/5; 降水井至基坑中心的水平距离，m； 过滤器工作部分长度和沉淀管的长度，m。,基坑降水风险部分,基坑降水风险部分,基坑降水风险部分,（三）降水井数量,降水井数量、井的间距根据渗流规律选用公式计算，考虑安全性确定。,例如在上海地区不考虑隔水帷幕影响情况下： 粉质粘土：200m2一口井； 砂质粉土：井间距1015m； 粉细砂：井间距1520m。,降水井施工控制标准问题,1.滤管孔隙率问题： 孔隙率不得小于1820%。 2.滤料规格问题： 砂质粉土 0.25mm2.0mm 粉砂、粉细砂 0.52.0mm。 3.洗井问题：活塞洗井加空气压缩机洗井 4.单井出水量 在没有帷幕影响情况下： 砂质粉土 25m3/h 粉砂 815m3/h 粉细砂 50100m3/h。 5. 含砂量 1/5万 1/2万（体积比）。,基坑降水风险部分,减少降水不良影响的措施,基坑降水期间，在基坑四周一定范围内，由于水位降落而引起地面沉降，相应形成以水位漏斗中心为中心的地面沉降变形区，导致其范围内建筑物、道路、管网等设施因不均匀沉降发生断裂倾斜，影响正常使用和安全。问题严重时，常引起部门纠纷和主管部门的干涉，导致基坑工程无法继续施工。因此在降水设计中首先要考虑周密，防范于未然。其次是万一出现问题，还应该有补救措施。具体来说，减少降水不良影响的措施有以下几个方面：,基坑降水风险部分,减少降水不良影响的措施,1.充分估计降水可能引起的不良影响 降水工程是一项复杂的岩土及其贮存的地下水为对象的岩土工程。必须按照岩土工程的勘察、设计、施工、监测程序进行。充分估计可能引起的不良影响，切忌盲目冒险，特别是要有周密可靠的监测，制定防范措施，及时发现问题及时处理。,基坑降水风险部分,减少降水不良影响的措施,2.设置有效的止水帷幕，尽量不在坑外降水 在实际工程中，有时会遇到止水帷幕漏水情况，其原因有的是灌浆施工不善，有的因搅拌未能搭接，1%的倾斜度（这是施工规程所容许的）使止水帷幕不密闭，这些在设计与施工中都要充分考虑，避免发生。也有个别工程在维护桩之中适用素混凝土桩嵌缝代替旋喷桩，结果使止水帷幕失效，这些失败教训均应引以为戒。 加深竖向止水帷幕，最好达到不透水层，能使止水帷幕发挥最有效的作用。 不设置止水帷幕或在坑外降水，都会增大降水对环境的影响。,基坑降水风险部分,减少降水不良影响的措施,3.采用地下连续墙 地下连续墙造价虽高，但能有效止水，适用于重要工程。对于一般工程，也可以采用射水法施工地下连续墙。后者也有同样的止水效果。与围护桩加止水帷幕比较，有时造价还可节省。,基坑降水风险部分,减少降水不良影响的措施,4.坑底一下设置水平向止水帷幕 当含水层较厚，竖向止水帷幕难以穿透或造价太高，也可以考虑在坑底以下设置水平向止水帷幕。当坑底以下无承压水时，可以采用较深的水平向止水帷幕。一般厚12米即可。,基坑降水风险部分,减少降水不良影响的措施,5.设置回灌系统，形成人为常水头边界 在需要采取沉降防止措施的建（构）筑物靠近基坑一侧设置回灌系统，尽量保持原有地下水位。回灌系统适用于粉土粉砂土层，对于粘性土，一般无需降水，砂、砾等土层因透水性高，回灌量与抽水两均很大，一般不适用，回灌系统只要有： （1）渗渠、渗坑 当基坑出水量来自潜水含水层时，地表土层渗透性较好，可设置渗渠渗坑，底部辅以砂砾石。,基坑降水风险部分,减少降水不良影响的措施,（2）回灌井 一般应与抽水井点结构相同，有时也采用砂井。适用于埋深较深的潜水或上部具有较厚的不透水层的承压水。多以自由注入将水引入井点，利用井点水位与地下水位之差，使回灌井进入含水层。若需增大回灌量，迅速抬高地下水位，可采用压力灌注。 回灌系统的布设决定于回灌水量及回灌含水层的渗透性、水位差等。要想在基坑外围某一界线外保持天然状态下的地下水位，即在此处形成定水头补给边界。此时回灌量应与基坑出水量处于动平衡。这符合稳定流计算的基本假设。故可参照稳定流的有关公式进行计算。 在回灌系统的两侧及特殊需要处，设置水位观测井点，监测水位变化，调节回灌水量。,基坑降水风险部分,常见的四种问题,第四部分、基坑土方开挖风险,一、基底超挖,三、施工顺序的不合理,二、对基底的保护,四、基坑边坡不直不平,一、基底超挖,在进行基坑的开挖时，所开挖基坑不得超过支护（支撑）工作面或基底标高，如个别地方必须进行超挖时，其处理方法应取得设计单位同意。且超挖的深度不易过大。,二、对基底的保护,基坑开挖后，应尽量减少对基底土的扰动。如基础不能及时施工时，可在基底标高以上预留0.3m土不开挖，待作基础时再挖除。,第四部分、基坑土方开挖风险,三、施工顺序的不合理,土方开挖宜先从低处开挖，分层分段依次进行，形成一定坡度，以利排水。,四、基坑边坡不直补平,基坑边坡不直不平、基底不平的缺陷，应加强检查，随挖随修，并要认真验收。,第四部分、基坑土方开挖风险,上海某基坑事故现场,第四部分、基坑土方开挖风险,客观现状,1. 基坑越来越大、越来越深。 2.许多新的情况，支护形式有不少新的发展。 3.基坑周围的环境保护要求越来越高。 4. 十多年来，每年都会有一定数量的基坑出现事故，有些甚至是很严重的。,第五部分、基坑监测,设计理论不过关,1 、土力学和设计理论的不成熟 设计采用的土压力值与设计不符，是一种近似； 土工参数很难取准； 空间问题简化为平面问题进行设计计算,第五部分、基坑监测,1 、土压力与位移大小有关,设计理论不过关,第五部分、基坑监测,2、基坑的位移与施工方法、施工工艺关系密切 时空效应 关键的问题：土体不是弹性体。软土有明显的流变（蠕变）的性质 时间效应 这些也还是无法通过计算来解决的问题 空间效应,设计理论不过关,第五部分、基坑监测,越来越高的环境保护要求, 市政管线管理部门要求：累计位移不大于10；每天位移增量不大于2 。 地铁管理部门要求：周边的受保护建筑和民居：通常要求通过正规的房屋鉴定，依据房屋现状确定位移控制限值。,第五部分、基坑监测, 必须要掌基坑设计理论和位移分布的基本状态； 要掌握构件内部的应力应变分布的规律和构件 设计理论； 要对监测仪器的工作原理、内部结构和埋设、 安装工艺有基本了解； 可能发生的破坏和失稳的临界状态； 对自己提供的各项数据中的误差要有基本判断。,检测技术人员必须掌握的基本理论,第五部分、基坑监测,基坑工程施工监测的主要内容,第五部分、基坑监测,水平位移和垂直位移测量,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,测量数据中所包含的最大误差： 在65%的保证率的条件下：最大误差为一倍均差 在95%的保证率的条件下：最大误差为二倍均差,水平位移和垂直位移测量,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,监测目的 挡土墙板、排桩变形后的形状 不同深度土体位移，监测是否有土体失稳的预 兆及现象 在与坑边垂直的剖面上位移随与坑边距离变化 的规律,土体深层水平位移监测（测斜仪）,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,土体深层水平位移监测（测斜仪）,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,土体深层水平位移监测（测斜仪）,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测, 注意测斜管扭转的影响 注意位移的方向,土体深层水平位移监测（测斜仪）,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测, 混凝土构件内力的量测是一个较复杂的问题。 一般要分裂缝开展前后两个阶段考虑。 构件内力一般无法直接测读，能直接测读的尽 是位移。从位移的变化得到应变，从应变算出 应力。 到目前为止，有一定可靠度的量测仅限于轴向 受压构件轴向压力的监测。,支撑轴力监测和混凝土构件内力监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,支撑轴力监测和混凝土构件内力监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,支撑轴力监测和混凝土构件内力监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测, 为了挖土、运土，必须将坑内土体疏干； 为了使坑内降水不致产生坑外地面沉降。为了 坑外的地下水夹着泥沙涌入坑内。要沿坑边隔 水。 为了防止深层含压水层的压力拱破坑底，造成 坑底冒底突涌，要降低深层承压水压力。,隔水和降水效果的监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,监测的内容：,隔水和降水效果的监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测, 坑外水位的监测 坑内水位的监测 降水效果的监测,隔水和降水效果的监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测, 坑外水位的监测 浅层水位：监测隔水帷幕是否漏水 深层承压水层水位：监测降承压水头的效果估算水 头降低的影响,隔水和降水效果的监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测, 坑内水位的监测 监测降水后浅层水位的降低，直接判断可否挖土。 监测深层承压水位的降低，直接判断有否冒底突涌的危险。, 降水效果的监测 是对降水单位监督 （1）坑内水位的监测 （2）各井抽水量的监测 （3）真空深井井管中真空度的监测,隔水和降水效果的监测,基坑工程施工监测的主要方法,第五部分、基坑监测,其他监测内容 土压力的监测 测垂直向的土压力：测得数据一般偏小。 测水平向的土压力：埋设困难。 土层锚杆拉力和土钉拉力 土锚锚杆拉力采用钢筋拉力计、钢弦式测力计监测 土钉拉力监测较难，一般不做。 立柱内力监测 土体分层沉降和坑底回弹监测,隔水和降水效果的监测,第五部分、基坑监测,第五部分、基坑监测,基坑施工监测方案主要内容, 1、基坑监控的目的 2、监控的项目 3、监控的预警值与控制值 4、监测方法及精度要求 5、监测点的布置 6、监测周期 7、记录管理及信息反馈系统,第五部分、基坑监测,监测报表和监测报告, 1、工程概况 2、监测项目及监测点平面和立面布置图 3、采用的仪器设备和监测方法 4、监测数据处理方法和监测结果过程曲线 5、监测结果分析,