建筑深基坑工程施工安全技术规范(JGJ311-2013)宣贯讲义

1、我国深基坑工程质量安全现状、深基坑设计中存在的问题及解决措施；2、《JGJ311-2013》的编制背景、原则及发布实施的意义；3、《JGJ311-2013》主要技术内容解析；4、深基坑工程安全专项施工方案编制及专家论证审查；5、深基坑工程施工环境调查重点与难点解析；6、深基坑施工应急预案编制与应急响应启动原则；7、支护结构质量检测与基坑安全监测关键技术解析。在我国，深基坑工程是最近20多年中迅速发展起来的一个领域。以前的几十年中，由于建筑物的高度不高，基础的埋置深度很浅，很少用地下室，基坑的开挖一般仅作为施工单位的施工措施，最多用钢板桩解决问题，没有专门的设计，也并没有引起工程界太多的关注。20多年来，由于高层建筑、地下空间的发展，深基坑工程的规模之大、深度之深，成为岩土工程中事故最为频繁的领域，给岩土工程界提出了许多技术难题。因此也是岩土工程中发展最为活跃的领域之一，成为岩土工程的技术热点和难点。按照发展的过程，二十多年来我国的深基坑工程大致经历了三个阶段：20世纪的80年代20世纪的90年代21世纪的10余年深基坑工程施工与相邻环境的相互影响更趋严峻。一些城市里又出现了新一波的深基坑工程事故。一些过去犯过的错误，一再地出现。出现了第二波的基坑工程规范的修订与编制。新的设计、施工方法得到了推广应用。逆作法施工、支护结构与主体结构相结合的设计方法在更多的工程中推广应用。在我国（包括台北和香港）采用支护结构与主体结构相结合并用逆作法施工的深基坑工程已达101项。技术难点：1.土力学的强度、变形、渗透三大课题全部都出现；2.施工因素的影响既巨大而又具有非常的不确定性；3.各种破坏模式相互交叉，互为因果，设计计算模式的不清晰性；热点：1.事故的频率高，灾害的涉及面宽，对社会的影响非常大，引起政府和社会的高度关注；2.工程费用占造价的比例高，业主对基坑工程的压价，方案不合理和安全度过低是高事故率的潜在因素；3.施工方过度追求高速度和低成本是高事故率的直接引发因素。深基坑工程的设计是一个相对独立的设计项目或设计阶段；深基坑工程设计包括方案设计和施工图设计两个阶段，方案设计阶段的工作是决定性的环节。基坑工程设计的条件很大程度上取决于施工，基坑工程设计与施工组织设计的关系异常密切，在方案设计时必须统一考虑；深基坑工程设计不仅要满足地下室施工空间和安全的要求，而更重要的是必须满足保护环境的要求；深基坑工程设计应满足强度和变形两种极限状态，在许多情况下，由于环境条件的限制，满足变形控制的要求比满足强度和稳定性的要求更为严格，基坑工程的成败经常取决于变形控制。地下水是控制基坑工程性状的重要条件，水压力占作用于围护结构侧向压力的重要部分，地下水的动水压力和渗透破坏常常是基坑工程失效的主要原因，地下水影响是基坑工程设计中不确定性最大、控制最困难的问题。这里讲的是综合性的施工技术，施工技术的进步带动设计、检测等方法的进步。逆作法冻结法SMW工法复合土钉墙深基坑工程数值计算方法的发展作用于柔性结构上的土压力实际上是结构与土共同作用的响应，采用有限元方法在原理上可以解决这类问题的计算，在实现中还有各种困难需要进一步去解决，20多年来深基坑工程的数值解计算方法得到了长足的进步。计算软件及商品化开发研究深基坑工程的设计计算的内容和要求日益提高，已经必须依靠计算机才能实现深基坑工程设计的计算工作要求。于是，计算程序的开发研究有了很大的发展，形成了一些商业化的计算软件。但计算软件只能作为一种工具和手段，正确的方法应当是计算加工程判断。不能盲目地依赖计算软件。基坑工程事故主要原因建设单位管理问题基坑工程勘察问题基坑工程设计问题基坑工程施工问题基坑工程监理问题建设单位管理问题1.无设计，无组织、无规划进行工程项目；2.任意发包给无资质设计或施工单位；3.发包无限压价；4.无施工许可证；5.轻信对某种支护结构宣传，导致采用的支护结构不适用；6.为了节省投资，随意变更设计。基坑工程勘察问题1.套用附近建筑物以往勘察资料，土压力计算失真；2.勘察深度不够，只给出持力层土层情况；3.忽视水文地质勘察。如以上层滞水对待承压水，对承压水顶板、水头大小及土层渗透系数等不进行专门试验；4.勘察数据处理失误，所提土的强度指标数值偏大；5.勘察点布置太少，没查明场地内局部地层软弱土。基坑工程设计问题1.无证设计、超越设计、私人设计，导致设计质量低劣。2.盲目设计：（1）无地质资料设计，导致荷载算小，抗力算大，地下水控制不力；（2）对周边环境调查不够，荷载估计不足，给施工留下隐患；（3）对所涉及的相关知识掌握不够。3.支护方案缺乏论证。如方案本身问题、土钉长度、插入深度、结构强度与刚度、锚杆长度等。4.设计荷载取值不当。当支护结构实际受的主动土压力大于设计计算值时．支护结构产生较大的变形，如图。（1）雨季、地下管道渗漏等会使土体含水量的增加，c、φ值降低，使主动土压力和变形增大，甚至破坏。（2）为了节约，过大折减主动土压力，导致支护结构抗力不足。（3）漏算地面荷载。基坑工程设计问题土体强度指标的选择失真如果土体强度指标的选择不能代表实际情况，则基坑支护设计计算再精确也是徒劳。在基坑稳定分析中，宜采用有效应力法，其土体的强度指标可由三轴试验取得，在基坑稳定计算中，有效压力法较总应力法合理，水工分算优于水土合算。实际工作中，一些设计人员不管在什么条件下，选用土体的同样强度指际，都用总应力法，使得计算结果与实际情况出入较大，造成基坑工程事故。基坑工程设计问题治理水的措施不力。（1）基坑周围土体流失（无止水帷幕）（2）降水引起地表不均匀沉降（3）有挤土效应的基础（静压桩、CFG等）施工时，产生超静孔隙水压力情况。基坑工程设计问题支撑结构设计失误（1）基坑平面尺寸较大，采用钢支撑，杆件压曲变形，使支护结构产生较大变形；（2）头道支撑位置过低，使土护结构顶部位栘过大。（3）支撑水平间距过疏，使支撑杆件产生过大的弯曲变形。（4）挡土结构入土深度或承载力不足，坑底上体隆起或挡土支护结构较大沉降，支撑系统产生附加应力，对其稳定性不利。（5）设计未考虑温度变化引起支撑附加应力（有时可达20%左右）。（6）将中间支柱设在承截力较差的土层中，造成中间支柱下沉较大，支护体系产生较大变形；（7）钢筋混凝土中间柱配筋少，刚度小，使中间柱压曲破坏。（8）支撑系统的联接考虑不周，整个支撑系统失稳。基坑工程设计问题锚固结构设计失误（1）锚杆位置过低时，设计承载力不足．导致支护结构抗力不足，引起支护结构大变形。（2）锚杆长度不足，不能抵挡基坑的整体滑移。（3）台座附属部件（腰梁、圈梁）强度和刚度不足，基坑开挖后上述部件变形过大而破坏，影响基坑边坡稳定；（4）挡土结构入土深度不足，锚杆不起什用，造成整个挡土支护结构过大变形而破坏。（5）仅按1m水平间距范围内的土压力来计算锚杆拉力，使锚杆抗拔力不足。（6）挡土桩与锚杆设计不匹配。例如土压力不大，护坡桩桩身抗弯钢筋不足，此时若锚杆的张拉锁定力大于土压力作用所需的拉力值，则尚需一定的被动反力来平衡锁定力的富余值，因而产生超载的弯距值，致使桩的安全度减小，甚至导致桩的破坏。基坑工程施工问题1.施工质量差（1）止水帷幕缺损；（2）护坡桩桩身强度不足，或护坡桩纵向钢筋位置布错；（3）地下连续强钢筋不连续，墙体质量缺陷；（4）锚杆、土钉长度、倾角达不到设计要求，注浆质量差；（5）支撑杆件位置精确度差，受力后杆件弯曲，产生附加弯距；（6）内支撑或锚杆预应力施加过小或过大。2.不重视信息化施工（1）无施工监测，或不合理削减监测内容，使监测数据不全面，无法综合判断，造成事故；（2）对监测数据分析不够，如只顾及位移大小，忽视位移变化速率；（3）报警标准不正确，或报警不及时，错过抢险机会。基坑围护工程的特点1.外力的不确定性。作用在支护结构上的外力汪汪随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而改变。2.变形的不确定性。变性控制是支护结构设廾的关键，但影响变形的因素很多。围护墙体的刚度、支撑(或锚杆）体系的布置和构件的截面特性、地基土的性质、地下水的变化、潜蚀和管涌以及施上质量和现场管理水平等等都是产生变形的原因。3.土性的不确定性。地基土的非均质性（成层），地基土的性质还随施工过程或环境而变化，地基土对结构的作用或提供的抗力也随之而变化；4.一些偶然变化所引超载的不确定因素。事先没有掌握酌地下障碍物或地下管线的发现，以及周围环境的改变等因素都会基坑工程的正常施工和使用；随着城市化进程的逐步推进、城市建设快速发展，地下空间资源利用越来越受到重视，各类建筑物的地下部分所占空间越来越大，埋置深度越来越深，深度20m左右的基坑已属常见，国内基坑最大深度已超过40m。基坑工程向更大、更深、条件更加复杂的方向发展，带来了更多的基坑工程安全与周边环境保护问题。基坑工程的安全技术至关重要，极需规范。位于中心城区的大部分深基坑工程，基坑周边地面建（构）筑物较多，常存在历史保护建筑或老式居民住宅，基坑周边地下市政设施、管线密布，有的基坑紧邻地铁、隧道。基坑周边环境安全与基坑工程安全具有同等重要性。为保证深基坑及周边环境安全，要求对涉及深基坑工程的现场勘查与环境调查、施工组织设计、现场施工、安全监测、周边保护环境、基坑的使用与维护等各个方面的安全技术作出规定，以适应当前建筑深基坑工程施工安全的需要。1总则2术语3基本规定4施工环境调查5施工安全专项方案6支护结构施工7地下水与地表水控制8土石方开挖9特殊性土基坑工程10检查与监测11基坑安全使用与维护本规范用词说明引用标准名录1总则2术语3基本规定4施工环境调查4.1一般规定4.2现场勘查及环境调查要求4.3现场勘查与环境调查报告5施工安全专项方案5.1一般规定5.2安全专项方案编制5.3危险源分析5.4应急预案5.5应急响应5.6安全技术交底6支护结构施工6.1一般规定6.2土钉墙支护6.3重力式水泥土墙6.4地下连续墙6.5灌注桩排桩围护墙6.6板桩围护墙6.7型钢水泥土搅拌墙6.8沉井6.9内支撑6.10土层锚杆6.11逆作法6.12坑内土体加固目次7地下水与地表水控制7.1一般规定7.2排水与降水7.3截水帷幕7.4回灌7.5环境影响预测与预防8土石方开挖8.1一般规定8.2无内支撑的基坑开挖8.3有内支撑的基坑开挖8.4土石方开挖与爆破9特殊性土基坑工程9.1一般规定9.2膨胀岩土基坑工程9.3受冻融影响的基坑工程9.4软土基坑工程10检查与监测10.1一般规定10.2检查10.3施工监测11基坑安全使用与维护11.1一般规定11.2使用安全11.3维护安全本规范用词说明引用标准名录目次1总则1.0.1为了在建筑深基坑工程的施工、使用与维护中保障基坑工程安全，做到技术先进、保护环境，制定本规范。1.0.2本规范适用于开挖深度大于或等于5m的建筑深基坑工程的安全施工、安全使用与维护管理。1.0.3建筑深基坑工程施工应根据深基坑工程地质条件、水文地质条件、周边环境保护要求、支护结构类型及使用年限、施工季节等因素，注重地区经验、因地制宜、精心组织，确保安全。1.0.4建筑深基坑工程施工安全技术，除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。《建筑地基基础设计规范》、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》、《建筑基坑工程监测技术规范》、《建筑基坑支护技术规程》、《湿陷性黄土地区建筑基坑工程安全技术规程》。2术语2.0.1建筑深基坑deepfoundationexcavation为进行建（构）筑物地下部分施工及地下设施、设备埋设，由地面向下开挖，深度大于或等于5m的空间。2.0.2基坑工程施工安全等级constructionsafetyrankofexcav