2.3 深基坑支护及降水工程安全技术要求

基坑工程是集挡土、支护、防水、降水、挖土等环节的系统工程，具有临时性、复杂性、随机性和地域性等特点，任何环节的失误都可能带来事故。而一般的深基坑工程施工周期长、施工场地小、周边存在堆载、施工机械振动等因素，增加了深基坑工程事故发生的可能性。

从深基坑工程施工现状可知，深基坑已成为工程上的热点，也是工程上的难点和问题点。据相关统计资料表明，深基坑挡土支护体系失效或部分失效导致的安全问题和环境问题占工程总量的10%～15%，高地下水位软土地区可达20%，个别地区失效率更高。深基坑开挖事故的发生影响因素多，具有不确定性、突发性、危害大等特点，为了防止深基坑施工中出现事故，在对深基坑工程深入细致研究基础上，总结出以下几个导致深基坑发生事故的原因，具体如下：

1）深基坑工程在施工过程中仅片面强调深基坑工程临时性，而忽略其重要性、复杂性、随机性、困难性、风险性及危险源的常见性与多发性。

2）深基坑工程与勘察、设计、施工、监测和监理联系紧密同时又分工配合，某一方面发生问题都可能造成施工事故。

3）深基坑工程本身是集挡土、支护、防水、降水和挖土五个紧密联系的环节所构成的一个系统工程，其中某一环节失控，均会造成施工事故。

4）深基坑工程无论从理论上还是实践经验上都还存在许多不完善之处，而施工实际又十分丰富，在这两者之间存在着不确定性，也是造成施工事故的原因。

5）深基坑工程设计与施工需要力学、结构、工程与水文地质、施工机械等多学科知识，同时又要具有丰富的经验，能够结合拟建场地土层地质条件和周围环境情况，制定出合理的深基坑工程方案。如果上述某一方面知识缺乏或不够，进行深基坑工程设计及施工时，必将造成施工事故。

6）深基坑工程具有明显的地域性，当外地的设计与施工队伍初进某一城市，往往由于对该地区的深基坑工程特点不熟悉，带有一定的盲目性，也是造成施工事故的原因之一。

7）管理和其他方面原因。例如业主无理压价，深基坑工程多次转包，设计单位或施工单位资质条件不够等原因也是造成施工事故的原因。

2.3.1 深基坑支护原理、设计方法

1.深基坑支护原理及破坏形式

从基坑支护机理来讲，基坑支护方法的发展最早有放坡开挖，然后有悬臂支护、支撑支护、组合型支护等。最早用木桩，现在常用钢筋混凝土桩、地下连续墙等以及通过地基处理方法采用水泥挡墙、土钉墙等。简单来说基坑支护结构可以分为桩、墙式支护结构和实体重力式支护结构。桩、墙式支护结构常采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、柱列式灌注桩、地下连续墙等。支护桩、墙插入坑底土中一定深度（一般均插入至较坚硬土层），上部呈悬臂或设置锚撑体系。此类支护结构应用广泛，适用性强，易于控制支护结构的变形，尤其适用于开挖深度较大的深基坑，并能适应各种复杂的地质条件。实体重力式支护结构常采用水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、土钉墙等。此类支护结构截面尺寸较大，依靠实体墙身的重力起挡土作用，按重力式挡土墙的设计原则计算。墙身也可设计成格构式或阶梯形等多种形式，无锚拉或内支撑系统，土方开挖施工方便，适用于小型基坑工程。土质条件较差时，基坑开挖深度不宜过大。土质条件较好时，水泥搅拌工艺使用受限制。土钉墙结构适应性较大。

深基坑支护结构可分为非重力式支护结构（柔性支护结构）和重力式支护结构（刚性支护结构）。非重力式支护结构包括钢板桩、钢筋混凝土板桩和钻孔灌注桩、地下连续墙等；重力式支护结构包括深层搅拌水泥土挡墙和旋喷帷幕墙等。

（1）非重力式支护结构的破坏 非重力式支护结构的破坏包括强度破坏和稳定性破坏。强度破坏如图2-1所示。

1）支护结构倾覆破坏。破坏的原因是存在过大的地面荷载，或土压力过大引起拉杆断裂，或锚固部分失效，腰梁破坏等。

2）支护结构底部向外移动。当支护结构入土深度不够，或挖土超深，水的冲刷等都可能产生这种破坏。

3）支护结构受弯破坏。当选用的支护结构截面不恰当或对土压力估计不足时，容易出现这种破坏。

支护结构的稳定性破坏如图2-2所示。

1）墙后土体整体滑动失稳。破坏原因包括：①开挖深度很大，地基土又十分软弱；②地面大量堆载；③锚杆长度不足。

2）坑底隆起。当地基土软弱、挖土深度过大或地面存在超载时容易出现这种破坏。

3）管涌或流沙。当坑底土层为无黏性的细颗粒土，如粉土或粉细砂，且坑内外存在较大水位偏差时，易出现这种破坏。

（2）重力式支护结构的破坏形式 重力式支护结构的破坏也包括强度破坏和稳定性破坏两个方面。强度破坏只有水泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏，为此需验算最大剪应力处的墙身应力。稳定性破坏包括以下内容：

1）倾覆破坏。若水泥土挡墙截面、质量不够大，支护结构在土压力作用下产生整体倾覆失稳。

2）滑移破坏。当水泥土挡墙与土之间的抗滑力不足以抵抗墙后的推力时，会产生整体滑动破坏。

其他破坏形式如土体整体滑动失稳、坑底隆起和管涌或流沙与非重力式支护结构相似。

2.支护结构的设计原则及方法介绍

深基坑挡土支护结构设计和降水过程必须满足以下三个要求：

1）充分承受土压力、水压力及其他荷载所引起的侧压力。

2）确保基坑安全，即确保基坑周围的地基及基坑底面的地基不破坏。

3）对邻近建筑物、道路和地下管线等不造成下沉或其他危害。

基坑支护结构设计应满足承载能力极限状态和正常使用极限状态两种状态要求。承载能力极限状态要求不出现如支护结构的结构性破坏、基坑内外土体失稳等。而正常使用极限状态要求不出现基坑变形影响基坑正常施工、工程桩产生破坏或变位；影响相邻地下结构、相邻建筑、管线、道路等正常使用；影响正常使用的外观或变形或因地下水抽降而导致过大的地面沉降。基坑工程根据结构破坏可能产生的后果，采用不同的安全等级，见表2-1。

设计时支护结构的荷载应包括土压力、水压力（静水压力、渗流压力、承压水压力）、基坑周围的建筑物及施工荷载引起的侧向压力、温度应力等项目。确定作用在支护结构上的荷载时，要按土与支护结构相互作用的条件确定土压力，采用符合土的排水条件和应力状态的强度指标，按基坑影响范围内的土性条件确定由水土产生的作用在支护结构上的侧向荷载。大量工程实践结果表明，在基坑支护结构中，当结构发生一定位移时，可按古典土压理论计算主动土压力和被动土压力；当支护结构的位移有严格限制时，按静止土压力取值；当按变形控制原则设计支护结构时，土压力可按支护结构与土相互作用原理确定，也可按地区经验确定。

支护结构设计的荷载组合，应按照《建筑结构荷载规范》与《建筑结构可靠度设计统一标准》，并结合支护结构受力特点进行。

1）按地基承载力确定挡土结构基础底面积及其埋深时，荷载效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合，相应的抗力应采用地基承载力特征值。

2）支护结构的稳定性和锚杆锚固体与地层的锚固长度计算时，荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合，但其荷载分项系数均取1.0，组合系数按现行国家标准的规定采用。

3）确定支护结构截面尺寸、内力及配筋时，荷载效应组合应采用承载能力极限状态的基本组合，并采用现行国家标准规定的荷载分项系数和组合值系数；支护结构的重要性系数按有关规范的规定采用，安全等级为一级的取1.1，二、三级的取1.0。支护结构的安全等级，参照《建筑边坡工程技术规程》（GB 50330-2013）关于边坡的安全等级划分。

4）计算锚杆变形和支护结构水平位移与垂直位移时，荷载效应组合应采用正常使用极限状态的准永久组合。

5）在支护结构抗裂计算时，荷载效应组合应采用正常使用极限状态的标准组合，并考虑长期作用影响。

桩墙式支护结构设计，应按基坑开挖过程的不同深度、基础底板施工完成后逐步拆除支撑的工况设计。桩墙式支护结构的设计计算包括支护桩插入深度、支护结构体系的内力分析和结构强度、基坑内外土体的稳定性、基坑降水设计和渗流稳定等内容。基坑支护体系的设计是一项综合性很强的设计，应做到设计要求明确，施工工况合理，决不能出现漏项的情况。桩墙式支护结构可能出现倾覆、滑移、踢脚等破坏现象，也会产生很大的内力和变位，其内力与变形计算常用的方法有：极限平衡法和弹性抗力法两种。

（1）极限平衡法 极限平衡法假设基坑外侧土体处于主动极限平衡状态，基坑内侧土体处于被动极限平衡状态，桩在水、土压力等侧向荷载作用下满足平衡条件。常用的有：静力平衡法和等值梁法。静力平衡法和等值梁法分别适用于特定条件；另外，静力平衡法和等值梁法计算支护结构内力时假设：①施工自上而下；②上部锚杆内力在开挖下部土时不变；③立柱在锚杆处为不动点。

（2）弹性抗力法 弹性抗力法也称为土抗力法或侧向弹性地基反力法，将支护桩作为竖直放置的弹性地基梁，支撑简化为与支撑刚度有关的二力杆弹簧；土对支护桩的抗力（地基反力）用弹簧来模拟（文克尔假定），地基反力的大小与支护桩的变形成正比。弹性抗力法计算支护桩的内力通常采用杆系有限元法；有限元法用于支护桩分析主要有两类：求解弹性地基梁的杆系有限元法、连续介质有限元法，后者为较新方法。

基坑工程的稳定性主要表现为整体稳定性，倾覆及滑移稳定性，基坑底隆起稳定性，渗流稳定性四种方式。整体稳定破坏大体是以圆弧滑动破坏面的形式出现，条分法是整体稳定分析最常使用的方法。倾覆及滑移稳定性验算专门针对重力式支护结构。对饱和软黏土，抗隆起稳定性的验算是基坑设计的一个主要内容。基坑底土隆起，将会导致支护桩后地面下沉，影响环境安全和正常使用。隆起稳定性验算的方法很多，可按地基规范推荐的方法进行验算。当渗流力（或动水压力）大于土的浮重度时，土粒则处于流动状态，即流土（或流沙）。当坑底土上部为不透水层，坑底下部某深度处有承压水层时，应进行承压水对坑底土产生突涌稳定性验算。

内支撑结构常用钢或钢筋混凝土结构，有的地区采用定型钢支撑，连接可靠，装拆方便，工效高，可重复使用，降低了工程造价。通常应优先采用钢结构支撑，对于形状比较复杂或环境保护要求较高的基坑，宜采用现浇混凝土结构支撑。内支撑结构的常用形式有平面支撑体系和竖向斜撑体系。一般情况下应优先采用平面支撑体系，对于开挖深度不大、基坑平面尺度较大或形状比较复杂的基坑也可以采用竖向斜撑体系。一般情况下，平面支撑体系应由腰梁、水平支撑和立柱三部分构件组成。竖向斜撑体系通常由斜撑、腰梁和斜撑基础等构件组成。

2.3.2 深基坑支护危险源分析

1.挡土结构涉及的危险源

1）挡土结构施工不良。挡土墙（桩）深度不到位，地下连续墙或灌注桩出现严重“蜂窝”“狗洞”，灌注桩缩颈断裂，钢筋笼插入深度不够，钢板桩咬合不良以及搅拌桩入土深度不够等均属于这类危险源。

2）挡土墙（桩）水密性不良而漏水，致使背侧土流失。

3）挡土墙（桩）异常变形。挡土墙（桩）断面或强度不足，侧压力值计算偏小，被动土压力值计算偏大，各阶段挖土超挖以及基底隆起、涌沙等均是引起挡土墙（桩）异常变形的原因。

2.施工阶段伴随挡土支护涉及的危险源

1）由于设计中未考虑的荷载不适当地加在挡土结构顶部，引起侧压力增大。

①挖掘机在坑顶进行挖土作业（图2-3a）。

②坑顶堆放残余土或计算中未考虑的材料，例如砂、石、钢材等（图2-3b）。

③计算中未考虑设置在浅基础上的邻近建筑物的影响而进行挖土（图2-3c）。

2）各阶段挖土超挖引起土压力增大。

①内支撑情况，在设置第一道或其他各道支撑时，基底超挖。图2-3d为设置第一道支撑前基底超挖。

②挖土时未留计划坡肩（图2-3e）。

③集水坑或集水沟开挖过深（图2-3f）。

3）支护结构解体时支撑力不足。

①地下室建成后，在挡土结构与地下室之间的空隙因填土不实，又未设临时支撑，致使支撑力不足（图2-3g）。

②临时支撑断面或强度不够，发生临时支撑压曲现象（图2-3h）。

③如图2-3i所示，两道支撑同时撤去，造成挡土结构悬臂高度增大。

4）挡土墙（桩）施工不良使被动土压力减小。

①钢板桩或H型钢桩，采用先钻孔后植桩法施工，在回填土不实的情况下开挖基底，以致雨水进入孔内（图2-3j）。

②在挡土结构附近进行灌注桩施工时，桩顶上部留有空隙，该处未回填土或填土不实（图2-3k）。

造成施工阶段挡土支护结构变形的主要原因如下：

1）调查阶段：周围环境调查不足；邻近建筑物的基础构造情况调查不足；地下管线及地下构筑物情况调查不足；地质勘探及地质资料不足。

2）设计阶段：土质参数评价失误；主动土压力取值过低；被动土压力取值过高；选用的设计方法失误；挡土结构刚度或插入深度不足。

3）施工阶段：施工组织设计考虑不周；挡土桩或灌注桩施工时钻孔回填不良；开挖周边不适当地增加外荷载；开挖时基底超挖过多；回填土不实；临时替换支撑断面不足；异常降雨后水压力增加。

3.锚杆支护涉及的危险源

土层锚杆是指由锚头、锚筋和锚固体组成，其外端通过台座（腰梁及围檩等）和锚头与挡土结构连接，另一端锚固在稳定土体中，形成以维护基坑边坡稳定的受拉构件。土层锚杆的传力过程如下：首先挡土结构将作用其上的、由土压力等侧压力所形成的推力传递给台座（腰梁等），经台座将此推力传递给锚头。再经锚头的锚夹具将此推力传递给锚杆自由段中的锚筋，使锚筋受拉，然后锚筋拉力借助于锚筋与锚固体（水泥结石体）之间的握裹力传递给锚固体。最后，经锚固体的摩阻力及支压力（当锚固体有扩大头时）将锚拉力传递给锚固土层。其中某一过程在设计上在施工上发生问题，可能会形成危险源。

（1）勘察设计上失误或不当造成危险源

1）勘察报告中提供的地下水位状况和土层土质资料、数据等，与实际情况相差较大，致使锚杆抗拔力不够。

2）对周围环境（邻近建筑物及地下管线等）调查不足，造成挡土支护结构变形过大。

3）未进行台座的附属部件（腰梁、围檩、牛腿等）的强度和刚度核算，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）挡土桩（墙）入土深度不足，锚杆不起作用，造成整个挡土支护结构过大变位而倒塌。

5）仅按1m水平间距范围内的土压力来计算锚杆拉力，未考虑上述土压力值应乘以锚杆水平间距，结果锚杆抗拔力不够。南京市某大楼深基坑支护结构失效事故的原因之一，就是锚杆水平间距为1.5m，但仅按1m范围内的土压力计算锚杆受力，锚杆所受拉力差50%。

6）盲目减少安全系数，锚固体长度不足。某基坑锚杆安全系数过小，一场暴雨致使原废弃的排水沟水满为患，侧压力增大，结果锚固体拔出，基坑失稳倒塌。

7）锚固体未设在良好土层中，使锚杆抗拔力大大低于设计拉力值，基坑开挖后锚固体被拔出而倒塌。

8）挡土桩与锚杆设计未匹配。挡土桩（墙）与锚杆支护结构是一个整体，两者设计时必须匹配。例如土压力不大，挡土桩的抗弯钢筋也不多，此时若锚杆的张拉锁定力大于土压力作用所需的拉力值，则尚需有一定的被动反力来平衡超过所需的锁定力，因而产生超载的弯矩值，致使桩安全度减少或破坏。各地塌方危险源中，确有此类不匹配的案例。

9）锚杆竖向间距过大，造成挡土桩抗弯能力不足。

10）锚筋及其他孔内插入材料过多，致使水泥浆填充孔内及加压不充分，结果降低锚杆抗拔力。

11）水泥浆配合比及水灰比不适合，影响水泥浆体的强度。

12）设计上未考虑对锚杆张拉锁定。某大厦的锚杆挡土支护排桩结构，由于对锚杆未采用预应力，锚杆群受力很不均匀，大雨后，个别锚杆因受力过大而首先拔出，其余锚杆随即产生多米诺骨牌效应，“各个击破”，基坑失稳倒塌。

13）锚杆向下倾角过大（大于45°），这样，一方面锚杆水平分力过小，增大挡土结构的变形；另一方面锚杆竖向分力过大，增加挡土结构的下沉量。两者综合作用，增加基坑倒塌的可能性。

（2）施工不良造成危险源

1）干作业成孔后，附于孔壁上的土屑、松散泥土未清除干净；水作业成孔后，未用清水将孔壁泥土冲洗干净，致使锚杆抗拔力降低。

2）成孔时，孔壁土受到钻具过分的搅动，致使锚杆抗拔力降低。

3）水作业成孔时，由于未采取二重管成孔方式，或未使用止水装置，或未采取降水措施等而过分洗孔，造成地下水从孔口喷出的同时挟带挡土墙（桩）背后的粉粒状土（粉土、砂土、砂砾等）从孔口流失，致使墙（桩）背面地基沉降、邻近建筑物倾斜。

4）成孔后孔壁塌落致使锚筋插入困难。

5）水灰比未按要求调制，或调制时未称量。一般说来，纯水泥浆的水灰比为0.40～0.45，水泥砂浆水灰比为0.38～0.45。水灰比太小，可注性差，易堵管，影响注浆作业的正常进行；水灰比太大，浆液易离析，注浆体密实度不易保证，硬化过程中易收缩，将影响锚固效果，也会推迟张拉锁定时间，延误工期。

6）注浆时，对浆液加压不充分，使锚杆抗拔力降低。

7）注浆时浆液异常地逸出，降低锚杆抗拔力。

8）锚固体中水泥结石体质量差，既影响握裹力又影响摩阻力。当基坑开挖后，前者可能造成锚筋脱离水泥结石体而拔出，后者则造成整体锚固体松动而拔出。

9）焊接火花溅落在锚筋上，造成焊接缺陷，使其在受力后被拉断。

10）锚具中的锚片硬度不够。某大厦深基坑工程，坑深23.5m，采用3层锚杆，锚筋均采用钢绞索。南侧第一层锚杆，由于锚片硬度不够发生滑脱，加上腰梁与支座连接不良，以及南坡地面上就地排放大量洗刷混凝土搅拌机的水，使地基土大量浸水带来土压力增大等因素，一度出现失稳趋势。后经采取增加1道地面锚拉杆，并将腰梁加固，逐根地更换滑脱锚片等措施，转危为安，否则将造成基坑失稳破坏。

11）钢腰梁断面过小，造成基坑塌坏。某基坑采用单层锚杆加挡土桩的形式，安装H型钢腰梁时，最后一段基坑因原准备的H型钢已用完，施工人员未经弯矩和剪力验算擅自用两个小工字钢取代原定的H型钢，两者的断面惯性矩相差数倍。开挖后，该段小钢腰梁由于强度不够而破坏，致使锚头破坏及锚杆失效，结果该段基坑倒塌。

12）位于寒冷地区的基坑越冬施工时，应考虑边坡冻胀的可能性。某市新世界广场工程，基坑深16m，边坡土层为含水量较大的黏性土，滞水层疏干不彻底，防冻措施未起到防冻作用，严冬季节，边坡土严重冻胀，冻胀力促进挡土支护结构提前破坏。

4.内支撑系统涉及的危险源

内支撑系统是指支持挡土墙（桩）所承受的土压力等侧压力而设置的围檩（又称横挡或圈梁）、支撑、角撑、支柱及其他附属部件的总称。围檩是将挡土墙（桩）所承受的侧压力传递到支撑及角撑的受弯构件，支撑及角撑均属受压构件；支柱支持支撑材料的重量，同时具有防止支撑弯曲的作用。支撑系统中某一构件或某一部件，在设计上失误或在施工上失控，也会形成危险源。

（1）设计失误或不当造成危险源

1）钢支撑系统较多危险源发生的原因是在过高的应力下，引起钢材局部受压失稳及整体受压失稳。案例表明，从深基坑平面形状看，挖土宽度狭窄、支撑短的场合，围檩危险源多，而挖土宽度宽、支撑长的场合，则围檩、支撑、角撑及支柱等全部支撑系统均有危险源发生的例子。

2）采用H型钢做围檩，在其与支撑连接处未采取加肋板或用混凝土块填实等措施，因翼缘局部失稳发生弯曲、扭转等变形。

3）H型钢围檩在高应力状态下，腹板发生局部稳定破坏。

4）H型钢围檩弯曲变形，使连接板的螺栓拉断。

5）头道支撑位置过低，使支护结构顶部位移过大。

（2）施工不良造成危险源

1）围檩背后填筑不实，是常见的危险源。支撑系统施工最主要的措施是围檩须与挡土墙（桩）完全密接，若后者施工精度不良时，须小心地在围檩背后填实或加竖柱，否则会加大挡土支护结构的变形。

2）在支撑端部与围檩连接处未用混凝土、树脂砂浆等填实，或在连接处的H型钢围檩未按设计要求焊接肋板，致使围檩压坏、扭曲或翼缘局部失稳。

3）支撑结构的安装未遵守先撑后挖的原则，先行开挖，然后加支撑，加大挡土结构的变形，造成局部塌方或整体稳定破坏。

4）井字形支撑，当长度较长时，且其交叉点的连接强度不够，造成支撑平面内失稳或扭转。

5）中间支柱较少，而且支撑长度较长，施工时连接又不牢固，造成支撑平面外失稳或扭转。

6）支撑架设精确度不良，导致支撑弯曲，结果受力后，相当于增加了附加弯矩（轴力与偏心矩的乘积），造成失稳。

7）钢管支撑及节点不符合设计要求。例如，某工程使用多年的钢管或再生钢管，壁厚不符合设计要求，加上斜撑节点构造不合理，结果部分钢管变形大，节点破坏，造成断一点而破坏整体的后果。

8）钢管支撑与角撑，以及支撑系统的其他细部焊接质量不好，发生焊缝拉裂。

9）钢筋混凝土支撑或斜撑，混凝土质量不好或强度不足而压坏。

10）没有严格遵守施工规程。如果在支撑上增加设计未考虑的施工荷载（例如，挖掘机在支撑上作业，挖掘机的抓斗等碰伤支撑），造成断面缺损等。

11）钢支撑未按要求施加预应力，或预应力值不够，造成挡土墙（桩）变形加大。

12）支柱设置时，轴线偏差过大，造成偏心受压。

13）支柱上的泥、锈未清除干净而焊接牛腿等部件，焊接质量低劣。

14）支撑设施拆除前未采取换撑（例如，设挡木、临时撑或补强小梁等）措施，支撑拆除后引起挡土墙（桩）较大变形，甚至失稳破坏。

2.3.3 深基坑降水施工安全技术要求

开挖深基坑时，土的含水层常被切断，地下水就会不断地渗流入基坑内，如不及时排除，会使施工条件恶化、造成边坡塌方，也会降低地基的承载力。为了保证施工正常进行，防止边坡塌方和地基承载力下降，深基坑开挖与支护过程中需采取降水、止水、排水等技术措施。深基坑支护过程中一般通过人工降低地下水位法进行降水。

1.轻型井点（真空井点）

轻型井点降低地下水位，是沿基坑周围以一定的间距埋入井管（下端为滤管），在地面上用水平铺设的集水总管将各井管连接起来，再于一定位置设置真空泵和离心泵，开动真空泵和离心泵后，地下水在真空吸力作用下，经滤管进入井管，然后经集水总管排出，这样就降低了地下水位。

轻型井点降水施工安全技术要求如下：

1）土方挖掘运输车道不设置井点，这并不影响整体降水效果。

2）在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。因为抽水应连续进行，特别是开始抽水阶段，时停时抽，井点管的滤网易于阻塞，出水混浊。同时由于中途长时间停止抽水，造成地下水位上升，会引起土方边坡塌方等事故。

3）轻型井点降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先混后清”。若出现异常情况，应及时进行检查。

4）在抽水过程中，应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。

5）真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指标，现场设专人经常观测，若抽水过程中发现真空度不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，并应及时排除。

6）在抽水过程中，特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的“死井”，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10%，则严重影响降水效果，应及时采取措施，采用高压水反复冲洗处理。

7）在打井点之前应勘测现场，采用洛阳铲凿孔，若发现场内表层有旧基础、隐性墓地应及早处理。

8）如黏土层较厚，沉管速度会较慢，如超过常规沉管时间时，可采取增大水泵压力，在1.0～1.4MPa，但不要超过1.5MPa。

9）主干管应按技术交底做好流水坡度，流向水泵方向。

10）如在冬期施工，应做好主干管保温，防止受冻。

11）基坑周围上部应挖好水沟，防止雨水流入基坑。

12）井点位置应距坑边2～2.5m，以防止井点设置影响边坑土坡的稳定性。水泵抽出的水应按施工方案设置的明沟排出，离基坑越远越好，以防止地表水渗下回流，影响降水效果。

13）如场地黏土层较厚，这将影响降水效果，因为黏土的透水性能差，上层水不易渗透下去，采取套管和水枪在井点轴线范围之外打孔，用埋设井点管相同成孔作业方法，井内填满粗砂，形成二至三排砂桩，使地层中上下水贯通。在抽水过程中，由于下部抽水，上层水由于重力作用和抽水产生的负压，上层水系很容易漏下去，将水抽走。

2.深井井点

深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。该法具有排水量大，降水深（＞15m）；井距大，对平面布置的干扰小；不受土层限制；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快；井点管可以整根拔出重复使用等优点。但一次性投资大，成孔质量要求严格。适用于渗透系数较大（10～250m/d），土质为砂类土，地下水丰富，降水深，面积大，时间长的情况，降水深可达50m以内。

深井井点施工安全技术要求如下：

1）加强水位观测，使靠近建筑物的深井水位与附近水位之差保持不大于1.0m，防止建筑物出现不均匀沉降。

2）施工现场应采用两路供电线路或配备发电设备，正式抽水后干线不得停电停泵。

3）定期检查电缆密封的可靠性，以防磨损后水沿电缆芯渗入电动机内，影响正常运转。

4）遵守安全用电规定，严禁带电作业。

5）降水期间，必须24h有专职电工值班，持证操作。

6）潜水泵电缆不得有接头、破损，以防漏电。

3.无砂大孔混凝土管井降水

无砂大孔混凝土管井降水是沿高层建筑基础或在地下水位以下的构筑物基坑的四周采用泥浆护壁冲击式钻机成孔，然后每隔一定距离埋设一个无砂大孔混凝土管井，形成环状布置，以单孔管井用潜水泵抽水至连续总管内，然后排至沉淀池内，再排送至下水道。

无砂大孔混凝土管井井点施工安全技术要求如下：

1）大口井管降水施工的井深、井距必须根据设计要求定位、施工。

2）降水深度要达到设计要求，其水位线位于基坑底部下0.05～1m，边坡要求稳定。基坑干燥。

3）大口井管抽水目前采用QY-25扬程潜水泵抽水。泵位于井管内，距井盘底座约0.5m，用钢丝绳固定于井面，通过橡胶管将水从井中提至地面排掉，其中电气设备必须安装自制自控装置，根据水量大小，调整自控装置线、使之抽水和停抽时间相配达到施工需要。

4）进入施工现场必须戴安全帽。

5）井打成后，要及时加盖，以防落入人员和物品。

6）沿基础周围安装一条主排水管，一般为101.6～152.4mm钢管，每个潜水泵与主管之间要用一单向截止阀连接，以防主管的水倒流回井里溢出，将基坑破坏。

2.3.4 深基坑降水工程危险源分析

深基坑工程中经常会遇到地下水，为确保深基坑工程施工的正常进行，必须对地下水进行有效的治理，为此必须了解场地的地层岩性结构，查明含水层的厚度、渗透性和水量；研究地下水的性质、补给和排泄条件；分析地下水的动态特征及其与区域地下水的关系；寻找人工降水的有利条件，从而制定出切实可行的最佳降水方案。

对地下水治理不当，将会使深基坑工程发生严重危险源。从实际统计资料看，多数深基坑危险源与地下水治理不当有关，尤其是暴雨入渗、管道漏水等突发事件的危害更大，可以说地下水是深基坑工程的“天敌”，是导致深基坑工程危险源的最直接的重大影响因素之一。深基坑工程的止水、降水和排水是一项事关大局的工作。

深基坑降水工程与地下水治理不当有关的危险源具有突发性，并伴随着挡土支护结构及地基的变形，危害性较大。一般与地下水治理不当有关的危险源，通常发生在以下三个部位：挡土结构、基坑底面和基坑周边。

1.挡土结构上涉及的危险源

1）挡土结构未做止水帷幕或虽设置止水帷幕，但挡土结构或止水帷幕存在缺损（空洞、“蜂窝”、开叉等），在地下水作用下，水携带淤泥质土、松砂、粉土等细粒土从基坑以上的挡土结构的背部流入基坑内，如果情况严重，则造成坑壁坍塌，如图2-4所示。

2）基坑以下的挡土结构或止水帷幕存在缺损（空洞、“蜂窝”、开叉等）而漏水造成水及细粒土流出（潜蚀及管涌），如图2-5所示。

3）挡土结构在背面侧向水压力作用下产生较大变形。在挡土支护结构设计时，期望通过基坑底部的排水工法来降低挡土结构的背面侧向水压力，实际施工中，由于不透水的夹层或竖向透水性小的土层存在，使实际水压比设计水压高得多，造成挡土结构产生较大的挠曲变形，如图2-6所示。

2.基坑底面内涉及的危险源

1）在无黏性土中，基坑开挖后，当地下水的向上渗流力（动水压水）大于土的浮重度时，在挡土结构近端的基坑底面处，就会出现管涌，而其结果将会使坑底出现“流沙”状态。造成此类危险源的原因：①由于挡土结构插入深度不够造成地下水流路长不足；②采用排水工法时地下水位降得不够。

2）当基坑内外侧的地下水位差较大，并且基坑下部有承压水层时，应评价基坑开挖引起承压水头压力冲毁基坑底板造成突涌的可能性。如果地下水位差超过地下水流的水力坡度时，就会产生突涌，如图2-7所示。

3）在承压水头压力作用下，从未填埋的废旧井口或地质钻探孔口出现管涌。

4）如果集水坑设置在透水性和地下水位高的基坑底下面，则会发生水抽不尽从而导致管涌、流沙等现象。

5）进入基坑底面以下高水头承压水层的暂设桩及基础桩，如果桩与土层之间有空隙的话，则会发生地下水和砂粒的喷出现象（桩周管涌）。

3.基坑周边发生的危险源

1）抽降软弱土层上下透水层的潜水或下部的承压水引起软弱土层固结下沉（图2-8）。深基坑降水时常会带出很多土粒，同时使软弱土层产生固结下沉，加上基坑挖土，将引起基坑周围一定范围和不同程度的工程环境变化。若处理不当，严重者将对基坑附近建筑物产生位移、沉降和破坏，其中最普遍的是地面建筑物和地下建筑物（地下室、地下储水池和地下停车场等）的沉降变形、水平位移和倾斜；道路及各种地下管沟的开裂和错位，以及边坡失稳等。

2）井水干涸。如果基坑现场周边没有利用承压水的深水井，那么抽取承压水后，就会使原来的井中水位大大降低，出水困难，甚至达到干涸状态。

3）盐水化。在近海处存在淡水与盐水（海水）的平衡状态，如果对该处的承压水进行抽取，那么平衡状态遭到破坏，海水浸入淡水域，使该处的井无法使用（图2-9）。

4.井点降水对周围区域安全影响及防范措施

井点降水导致建筑物周围区域地下水位下降，土层中含水量减少并产生固结、压缩，致使地面产生不均匀沉降。这种不均匀沉降会使邻近建筑物、路面等产生下沉或开裂。为了保证高层建筑深基础的正常施工，减少对周围邻近建筑、管线、路面的不利影响，一般采用一些措施来减少井点降水对周围环境的影响与危害。

采用密封形式的挡土墙或采取其他的密封措施。如用地下连续墙、灌注桩、旋喷桩、水泥搅拌桩以及用压密注浆形成一定厚度的防水墙等，将井点排水管设置在坑内，井管深度不超过挡土止水墙的深度，仅将坑内水位降低，而坑外的水位则尽量维持原来水位。采用井点降水与回灌相结合的技术。其基本原理与方法是在降水井管与需保护的建筑、管线间设置回灌井点、回灌砂井或回灌砂沟，持续不断地用水回灌，形成一道水带，以减少降水曲面向外扩张，保持邻近建筑物、管线等基础下地基土中的原地下水位，防止土层因失水而沉降。降水与回灌水位曲线应视场地环境条件而定，降水曲线是漏斗形，而回灌曲线是倒漏斗形，降水—回灌水位曲线应有重叠，为了防止降水和回灌两井相通，还应保持一定的距离，一般不宜小于6m，否则基坑内水位无法下降，失去降水的作用。回灌井点的深度一般应控制在长期降水曲线下1m为宜，并应设置在渗透性较好的土层中，如果用回灌砂沟，则沟底应设置在渗透性较好的土层内。采用注浆固土技术防止水土流失。在井点降水前，安排需要控制沉降的建筑物基础的周边，布置注浆孔（每隔2～3m设一个），控制注浆压力，通过控制土的空隙率，达到降低土的渗透性能，不产生流失，以保证基坑邻近建筑物、管线的安全，不产生沉降和裂缝。

2.3.5 深基坑支护及降水工程安全专项方案的编制依据

1.拟建工程综合概况

拟建工程综合概况包括工程高度、建筑面积、建筑地上及地下层数、占地面积、各参建单位等，拟进行地下工程施工的时间、现场施工条件等内容。要求绘制拟建建筑平面布置图，详细说明以下情况：

1）主体工程地下室的平面布置和形状，以及与建筑红线的相对位置。这是选择支护结构形式、进行支撑布置等必需的参考资料。如基坑边线贴近建筑红线，需选择厚度较小的支护结构的围护墙；如平面尺寸大、形状复杂，则在布置支撑时需加以特殊处理。

2）主体工程基础的桩位布置图。在进行围护墙布置和确定立柱位置时，必须了解桩位布置。尽量利用工程桩作为维护桩，以降低支护结构费用，实在无法利用工程桩时才另设维护桩。

3）主体结构地下室的层数、各层楼板和底板的布置与标高，以及地面标高。根据天然地面标高和地下室底板底标高，便可确定基坑开挖深度，这是选择支护结构形式、确定降水和挖土方案的重要依据。

2.岩土勘察

基坑工程的岩土勘察一般不单独进行，应与主体建筑的地基勘察同时进行。在制定地基勘察方案时，除满足主体建筑设计要求外，也应同时满足基坑工程设计和施工要求，因此，宜统一布置勘察要求。如果已经有了勘察资料，但其不能满足基坑工程设计和施工要求时，宜再进行补充勘察。

（1）基坑地质条件调查 基坑工程的岩土勘察一般应提供下列资料：

1）场地土层的成因类型、结构特点、土层性质及夹砂情况。

2）基坑及周围护墙边界附近场地填土、暗洪、古河道及地下障碍物等不良地质现象的分布范围与深度，并表明其对基坑的影响。

3）场地浅层潜水和坑底深部承压水的埋藏情况、土层的渗流特性及产生管涌、流沙的可能性。

4）支护结构设计和施工所需的土、水等参数。

（2）基坑周围水文条件调查 基坑范围及附近的地下水位情况，对基坑工程设计和施工有直接影响，尤其在软土地区和附近有水体时。为此，在进行岩土勘察时，应提供下列数据和情况：

1）地下各含水层的视觉水位和静止水位。

2）地下各土层中水的补给情况和动态变化情况，与附近水体的连通情况。

3）基坑坑底以下承压水的水头高度和含水层的界面。

4）当地下水对支护结构有腐蚀性影响时，应查明污染源及地下水流向。

（3）地下障碍物的勘察 地下障碍物的勘察对基坑工程的顺利进行十分重要，在基坑开挖之前，要弄清楚基坑范围内和围护墙附近地下障碍的性质、规模、埋深等，以便采用适当措施加以处理。勘察重点内容如下：

1）是否存在旧建（构）筑物的基础和桩。

2）是否存在废弃的地下室、水池、设备基础、人防工程、废井和驳岸等。

3）是否存在厚度较大的工业垃圾和建筑垃圾。

4）城市周边防洪水利工程等。

3.周围环境勘察

基坑开挖带来的水平位移和地层沉降会影响周围邻近建（构）筑物、道路和地下管线，该影响如果超过一定范围，则会影响正常使用或带来较严重的后果。所以，基坑工程设计和施工，一定要采用措施保护周围环境，使该影响限制在允许范围内。

为限制对基坑施工的影响，在施工前要对周围环境进行应有的调查，做到心中有数，以便采取针对性的有效措施。

（1）基坑周围邻近建（构）筑物状况调查 在大中城市建筑物稠密地区进行基坑工程施工，宜对下述内容进行调查：

1）周围建（构）筑物的分布及其与基坑边线的距离。

2）周围建（构）筑物的上部结构形式、基础结构及埋深、有无桩基和对沉降差异的敏感程度，需要时要收集和参阅有关的设计图样。

3）周围建筑物是否属于历史文物或近代优秀建筑，或对使用有特殊严格的要求。

4）如周围建（构）筑物在基坑开挖之前已经存在倾斜、裂缝、使用不正常等情况，需通过拍片、绘图等手段收集有关资料。必要时要请有资质的单位事先进行分析鉴定。

（2）基坑周围地下管线状况调查 在大中城市进行基坑工程施工，基坑周围的主要管线有煤气、上水、下水和电缆等。

（3）基坑周围邻近的地下构筑物及设施的调查 如基坑周围邻近有地铁隧道、地铁车站、地下车库、地下商场、地下通道、人防、管线共同沟等，应调查其与基坑的相对位置、埋设深度、基础形式与结构形式、对变形与沉降的敏感程度等。这些地下构筑物及设施往往有较高的要求，进行邻近深基坑施工时要采取有效措施。

（4）周围道路状况调查 在城市繁华地区进行基坑工程，邻近常有道路。这些道路的重要性不相同，有些是次要道路，而有些则属于城市干道，一旦因为变形过大而破坏，会产生严重后果。道路状况与施工运输有关。为此，在进行深基坑施工之前应调查下列内容。

1）周围道路性质、类型。

2）道路与基坑相对位置。

3）交通通行规则、交通状况与重要程度。

4）道路路基与路面。

（5）周围的施工条件调查 基坑现场周围的施工条件，对基坑工程设计和施工有直接影响，事先必须加以调查了解。

1）施工现场周围的交通运输、商业规模等特殊情况，了解在基坑工程施工期间对土方和材料、混凝土等运输有无限制，必要时是否允许阶段性封闭施工等，这对选择施工方案有影响。

2）了解施工现场附近对施工产生的噪声和振动的限制。如对施工噪声和振动有严格的限制，则影响桩型选择和支护结构的爆破拆除。

3）了解施工场地条件，是否有足够场地供运输车辆运行、堆放材料、停放施工机械、加工钢筋等，以便确定是全面施工、分区施工还是用逆作法施工。

2.3.6 几种常见深基坑支护类型介绍

1.混凝土排桩支护

（1）围护桩（机械成孔灌注桩）的施工

1）材料及主要机具

①水泥：宜采用32.5～42.5级普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥。

②砂：中砂或粗砂，含泥量不大于5%。

③石子：粒径为0.5～3.2cm的卵石或碎石，含泥量不大于2%。

④水：应用自来水或不含有害物质的洁净水。

⑤黏土：可就地选择塑性指数大于17的黏土。

⑥外加早强剂：应通过试验确定。

⑦钢筋：钢筋的级别、直径必须符合设计要求，有出厂证明书及复试报告。

⑧主要机具：回旋钻孔机、翻斗车或手推车、混凝土导管、套管、水泵、水箱、泥浆池、混凝土搅拌机、平尖头铁锹、橡胶管等。

2）作业条件

①地上、地下障碍物处理完毕，达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。

②场地标高一般应为承台梁的上皮标高，并经过夯实或碾压。

③制作好钢筋笼。

④根据图样放出轴线及桩位点，按上水平标高钉木橛，并经过预检签字。

⑤选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序，制定施工方案，做好技术交底。

⑥正式施工前应做成孔试验，数量不少于两根。

3）工艺流程。钻孔机就位→钻孔→注泥浆→下套管→继续钻孔→排渣→清孔→吊放钢筋笼→射水清底→插入混凝土导管→浇筑混凝土→拔出导管→插桩顶钢筋。

①钻孔机就位：钻孔机就位时，必须保持平稳，不发生倾斜、位移，为准确控制钻孔深度，应在机架上或机管上做好控制的标尺，以便在施工中进行观测、记录。

②钻孔及注泥浆：调直机架挺杆，对好桩位（用对位圈），开动机器钻进、出土，达到一定深度（视土质和地下水情况）停钻，孔内注入事先调制好的泥浆，然后继续进钻。

③下套管（护筒）：钻孔深度到5m左右时，提钻下套管。

A.套管内径应大于钻头100mm。

B.套管位置应埋设正确和稳定，套管与孔壁之间应用黏土填实，套管中心与桩孔中心线偏差不大于50mm。

C.套管埋设深度：在黏性土中不宜小于1m，在砂土中不宜小于1.5m，并应保持孔内泥浆面高出地下水位1m以上。

④继续钻孔：防止表层土受振动坍塌，钻孔时不要让泥浆水位下降，当钻至持力层后，设计无特殊要求时，可继续钻深1m左右，作为插入深度。施工中应经常测定泥浆相对密度。

⑤孔底清理及排渣。

A.在黏土和粉质黏土中成孔时，可注入清水，以原土造浆护壁。排渣泥浆的相对密度应控制在1.1～1.2。

B.在砂土和较厚的夹砂层中成孔时，泥浆相对密度应控制在1.1～1.3，在穿过砂夹卵石层或容易坍孔的土层中成孔时，泥浆的相对密度应控制在1.3～1.5。

⑥吊放钢筋笼：钢筋笼吊放前应绑好砂浆垫块；吊放时要对准孔位，吊直扶稳，缓慢下沉，钢筋笼放到设计位置时，应立即固定，防止上浮。

⑦射水清底：在钢筋笼内插入混凝土导管（管内有射水装置），通过软管与高压泵连接，开动泵水即射出。射水后孔底的沉渣即悬浮于泥浆之中。

⑧浇筑混凝土：停止射水后，应立即浇筑混凝土，随着混凝土不断增高，孔内沉渣将浮在混凝土上面，并同泥浆一同排回储浆槽内。

A.水下浇筑混凝土应连接施工，导管底端应始终埋入混凝土中0.8～1.3m，导管的第一节底管长度应≥4m。

B.混凝土的配制：

a.配合比应根据试验确定，在选择施工配合比时，混凝土的试配强度应比设计强度提高10%～15%。

b.水灰比不宜大于0.6。

c.有良好的和易性，在规定的浇筑时间内，坍落度应为150～220mm，在浇筑初期，为使导管下端形成混凝土堆，坍落度宜为130～150mm。

d.水泥用量一般为350～400kg/m3。

e.砂率一般为45%～50%。

⑨拔出导管：混凝土浇筑到桩顶时，应及时拔出导管。但混凝土的上顶标高一定要符合设计要求。

⑩插桩顶钢筋：桩顶上的插筋一定要保持垂直插入，有足够锚固长度和保护层，防止插偏和插斜。

⑪试块制作：同一配合比的试块，每班不得少于1组。每根灌注桩不得少于1组。

4）保证项目

①灌注桩的原材料和混凝土强度必须符合设计要求和施工规范的规定。

②实际浇筑混凝土量，严禁小于计算的体积。

③浇筑混凝土后的桩顶标高及浮浆的处理，必须符合设计要求和施工规范的规定。

④沉渣厚度必须符合设计要求。以摩擦为主的桩，沉渣厚度严禁大于300mm；以端承为主的桩，沉渣厚度严禁大于100mm。

5）钢筋笼施工

①钢筋笼在制作、运输和安装过程中，应采取措施防止变形。吊入桩孔内，应牢固确定其位置，防止上浮。

②灌注桩施工完毕进行基础开挖时，应制定合理的施工顺序和技术措施，防止桩的位移和倾斜，并应检查每根桩的纵横水平偏差。

③在钻孔机安装，钢筋笼运输及混凝土浇筑时，均应注意保护好现场的轴线桩、高程桩，并应经常校核。

④桩头外留的主筋插铁要妥善保护，不得任意弯折或压断。

⑤桩头的混凝土强度没有达到5MPa时，不得碾压，以防桩头损坏。

6）泥浆护壁施工

①泥浆护壁成孔时，发生斜孔、弯孔、缩孔和塌孔或沿套管周围冒浆以及地面沉陷等情况，应停止钻进。经采取措施后，方可继续施工。

②钻进速度应根据土层情况、孔径、孔深、供水或供浆量的大小、钻机负荷以及成孔质量等具体情况确定。

③水下混凝土面平均上升速度不应小于0.25m/h。浇筑前，导管中应设置球塞等隔水，浇筑时，导管插入混凝土的深度不宜小于1m。

④施工中应经常测定泥浆密度，并定期测定黏度、含砂率和胶体率。泥浆黏度18～22s，含砂率不大于4%～8%，胶体率不小于90%。

⑤清孔过程中，必须及时补给足够的泥浆，并保持浆面稳定。

⑥钢筋笼在堆放、运输、起吊、入孔等过程中，必须加强对操作工人的技术交底，严格执行加固的技术措施。

⑦混凝土浇筑接近桩顶时，应随时测量顶部标高，以免过多截桩或补桩。

（2）围护桩中桩基础工程施工安全技术

①施工前，应认真查清邻近建筑物的情况，采取有效的防振措施。

②灌注桩成孔机械操作时应保持垂直平稳，防止成孔时突然倾倒或冲（桩）锤突然下落，造成人员伤亡或设备损坏。

③冲击锤（落锤）操作时，距锤6m范围内不得有人员行走或进行其他作业，非工作人员不得进入施工区域内。

④灌注桩尚未灌注混凝土前，应用盖板封严或设置护栏，以防掉土或人员坠入孔内，造成重大人身安全事故。

⑤进行高处作业时，应系好安全带，浇筑混凝土时，装、拆导管人员必须戴安全帽。

（3）围护桩深基坑专项支护方案工程分析 排桩作为深基坑支护构件，其结构相对安全可靠，适用于各类地质条件，各种深度范围的深基坑也被广泛应用。排桩结构按受力形式有悬臂式支护结构、单层支点和多级锚杆支点，必要时加入内支撑的体系，如图2-10所示。

悬臂排桩在保持一定的嵌固深度基础上，利用钢筋混凝土排桩自身的结构强度承受边坡土体的主动土压力荷载，达到稳定边坡的目的；单支点和多级锚杆是在悬臂排桩结构的基础上，利用锚杆或内支撑梁形成的护壁结构以承受边坡土体的主动土压力荷载，达到保护基坑边坡稳定的目的。因此根据排桩的受力特点，排桩在深基坑设计、施工时包括以下内容：

1）排桩嵌固深度的验算。

2）排桩边坡整体滑动稳定验算。

3）排桩的间距、直径、配筋强度的验算。

4）排桩水平支点锚杆（内支撑梁）的直径、间距、长度、强度验算。

5）排桩、锚杆施工质量控制。

2.重力式挡土支护（水泥土墙）

水泥土墙是采用水泥作为固化剂，用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强制搅拌，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬化成整体性，结构上形成连续搭接的水泥土柱状加固体，具有一定强度的挡土、防渗效果，因此这种重力式围护墙有挡土和防渗两个功能。水泥土墙宜用于坑深不大于6m；基坑侧壁安全等级为二级、三级；地基土承载力不宜大于150kPa的情况。

（1）水泥土墙的设计及构造 水泥土墙的组成通常采用桩体搭接、格栅布置，尽可能避免内向的折角，而采用向外拱的折线形，以减小支护结构位移，避免由两个方向位移而使水泥土墙内折角处产生裂缝。常用的水泥土墙支护结构的布置形式如图2-11所示。

水泥土桩与桩之间的搭接长度应根据挡土及止水要求设定，考虑抗渗作用时，桩的有效搭接长度不宜小于150mm；当不考虑止水作用时，搭接宽度不宜小于100mm。在土质较差时，桩的搭接长度不宜小于200mm。水泥土搅拌桩搭接组合成的围护墙宽度b根据桩径d₀及搭接长度L_d，形成一定的模数，其宽度可按下式计算：

式中 b——水泥土搅拌桩组合宽度（m）；

d₀——搅拌桩桩径（m）；

L_d——搅拌桩之间的搭接长度（m）；

n——搅拌桩搭接布置的单排数。

水泥土墙宜优先选用大直径、双钻头搅拌桩，以减少搭接接缝，加强支护结构的整体性。根据基坑开挖深度、土压力的分布、基坑周围的环境平面布置可设计成变宽度的形式。水泥土墙的剖面主要是确定挡土墙的宽度b、桩长h及插入深度h_d，根据基坑开挖深度，可按下式初步确定挡土墙宽度及插入深度：

式中 b——水泥土墙的宽度（m）；

h_d——水泥土墙插入基坑底以下的深度（m）；

h——基坑开挖深度（m）。

当土质较好、基坑较浅时，b、h_d取小值；反之，应取大值。根据初定的b、h_d进行支护结构计算，如不满足，则重新假设b、h_d后再行验算，直至满足为止。按式（2-1）估算的支护结构宽度，还应考虑布桩形式，b的取值应与按式（2-2）计算的结果吻合。如计算所得的支护结构搅拌桩桩底标高以下有透水性较大的土层，而支护结构又兼作止水帷幕时，桩长的设计还应满足防止管涌及工程所要求的止水深度，通常可采用加长部分桩长的方法使搅拌桩插入透水性较小的土层或加长后满足止水要求，如图2-12所示，此外加长部分在沿支护结构纵向必须是连续的。

另外，水泥土墙采用格栅布置时，截面置换率对于淤泥不宜小于0.8，淤泥质土不宜小于0.7，一般黏性土、黏土、砂土不宜小于0.6。格栅长度比不宜大于2。墙体宽度和插入深度，根据坑深、土层分布及物理力学性能、周围环境、地面荷载等计算确定，墙体宽度以500mm进级，取2.7m、3.2m、3.7m、4.2m等。水泥土的强度取决于水泥掺入量，水泥土围护墙常用的水泥掺入量为12%～14%，其龄期1个月的无侧限抗压强度不低于0.8MPa。水泥土围护墙沿地下结构底板外围布置，支护结构与地下结构底板应保持一定净距，以便于底板、墙板侧模的支撑与拆除，并保证地下结构外墙板防水层施工作业空间。

（2）水泥土墙施工 水泥土墙的稳定及抗渗性能取决于水泥土的强度及搅拌的均匀性，因此，选择合适的水泥土配合比及搅拌工艺对确保工程质量至关重要。在水泥土墙设计前，一般应针对现场土层性质，通过试验提供各种配合比下的水泥土强度等性能参数，以便设计选择合理的配合比。一般工程中水泥土墙以强度等级32.5级的普硅酸盐水泥为宜。由于水泥土是在自然土层中形成的，地下水的侵蚀性对水泥土强度影响很大，应选用抗硫酸盐水泥。水泥掺入比a_w（掺入水泥重量与被加固土的重量/湿重之比）通常选用12%～14%，湿法搅拌时，加水泥浆的水灰比可采用0.45～0.50。为改善水泥土的性能或提高早期强度，宜加入外掺剂，常用的外掺剂有粉煤灰、木质素磺酸钙、碳酸钠、氯化钙、三乙醇胺等。在水泥加固土中，由于水泥掺量很小，其强度增长过程比混凝土缓慢得多，早期（7～14d）强度增长并不明显，而在28d以后仍有明显增加，并可持续增长至120d，以后增长趋势才成缓慢趋势。但在基坑支护结构中，往往由于工期的关系，水泥土养护不可能达到90d，故仍以28d强度作为设计依据，故在设计中予以考虑。

水泥土墙施工工艺可采用下述三种方法：喷浆式深层搅拌（湿法）；喷粉式深层搅拌（干法）；高压喷射注浆法（也称高压旋喷法）。水泥土墙中采用湿法工艺施工时注浆量较易控制，成桩质量较为稳定，桩体均匀性好，一般应优先考虑湿法施工工艺。而干法施工工艺虽然水泥土强度较高，但其喷粉量不易控制，搅拌难以均匀，桩身强度离散较大，出现事故的概率较高，目前已很少应用。水泥土桩也可采用高压喷射注浆成桩工艺，它采用高压水、气切削土体并将水泥与土搅拌形成水泥土桩。该工艺施工简便，喷射注浆施工时，只需在土层中钻一个50～300mm的小孔，便可在土中喷射成直径0.4～2m的加固水泥土桩。因而能在狭窄施工区域或贴近已有基础施工，但该工艺水泥用量大，造价高，一般当场地受到限制，湿法机械无法施工时，或一些特殊场合下可选用高压喷射注浆成桩工艺。

1）深层搅拌水泥土墙（湿法）。深层搅拌水泥土墙搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。一般的施工工艺流程如图2-13所示。

定位：深层搅拌机开行达到指定桩位、对中。预搅下沉：深层搅拌机运转正常后，起动搅拌机电动机。放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架切土搅拌下沉，下沉速度控制在0.8m/min左右，可由电动机的电流监测表控制。工作电流不应大于10A。如遇硬黏土等下沉速度太慢，可以输浆系统适当补给清水以利钻进。制备水泥浆：深层搅拌机预搅下沉到一定深度后，开始拌制水泥浆，待压浆时倾入骨料斗中。提升喷浆搅拌：深层搅拌机下沉到达设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基土中，此后边喷浆、边旋转、边提升深层搅拌机，直至设计桩顶标高。沉钻复搅：再次沉钻进行复搅，复搅下沉速度可控制在0.5～0.8m/min。重复提升搅拌：边旋转、边提升，重复搅拌至桩顶标高，并将钻头提出地面，以便移机施工新的桩体。此至，完成一根桩的施工。移位：开行深层搅拌机至新的桩位，重复上面六个步骤，进行下一根桩的施工。清洗：当一施工段成桩完成后，应及时进行清洗。清洗时向骨料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，将全部管道中的残存水泥浆，冲洗干净并将附于搅拌头上的土清洗干净。

水泥土桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量，若不符合设计要求，应及时调整施工工艺。水泥土墙应在设计开挖龄期采用钻芯法检测墙身完整性，钻芯数量不宜少于总桩数的2%，且不少于5根；并应根据设计要求取样进行单轴抗压强度试验。

2）高压喷射注浆桩。高压水泥浆（或其他硬化剂）的通常压力为15MPa以上，通过喷射头上一或两个直径约2mm的横向喷嘴向土中喷射，使水泥浆与土搅拌混合，形成桩体。喷射头借助喷射管喷射或振动贯入，或随普通或专用钻机下沉。使用特殊喷射管的二重管法（同时喷射高压浆液和压缩空气）、三重管法（同时喷射高压清水、压缩空气、低压浆液），影响范围更大，直径分别可达1000mm、2000mm。施工工艺流程如图2-14所示。单管法、二重管法的喷射管如图2-15所示。

高压喷射注浆应按试喷确定的技术参数施工，切割搭接宽度应符合下列规定：旋喷固结体不宜小于150mm；摆喷固结体不宜小于150mm；定喷固结体不宜小于200mm。

3）加筋水泥土桩法（SMW工法）。加筋水泥土桩法是在水泥土桩中插入大型H型钢，如图2-16所示。由H型钢承受土侧压力，而水泥土则具有良好的抗渗性能，因此SMW墙具有挡土与止水双重作用。除了插入H型钢外，还可插入钢管、拉森板桩等。由于插入了型钢，故也可设置支撑。

加筋水泥土桩法施工用搅拌机与一般水泥土搅拌机无太大区别，主要是功率大，使成桩直径与长度更大，以适应大型型钢的压入。大型H型钢压入与拔出一般采用液压压桩（拔桩）机，由于水泥结硬后与H型钢粘结力大大增加，故H型钢的拔出阻力比压入力大好几倍。此外，H型钢在基坑开挖后受侧土压力的作用往往有较大变形，使拔出受阻。水泥土与型钢的粘结力可通过在型钢表面涂刷减摩剂来解决，而型钢变形就难以解决，因此设计时应考虑型钢受力后的变形不能过大。SMW工法施工流程如图2-17所示。

开挖导沟、设置围檩导向架：在沿SMW墙体位置需开挖导沟，并设置围檩导向架。导沟可使搅拌机施工时的涌土不致冒出地面，围檩导向则是确保搅拌桩及H型钢插入位置的准确。搅拌桩施工工艺与水泥土墙施工法相同，但应注意水泥浆液中宜适当增加木质素磺酸钙的掺量，也可掺入一定量的膨润土，利用其吸水性提高水泥土的变形能力，不致引起墙体开裂，对提高SMW墙的抗渗性能很有效果。型钢的压入采用压桩机并辅以起重设备。在施工前应做好型钢拔出试验，以确保型钢顺利回收，涂刷减摩擦材料是减少拔出阻力的有效方法。

（3）重力式水泥土墙深基坑专项支护方案工程分析 重力式水泥土墙结构利用水泥水化特性，将含水率大的各类软土、淤泥质土硬化，形成重力式护壁结构，被广泛应用于各类软土、淤泥质土层的深基坑支护中。由于具有一定的嵌固深度和宽度，故可利用水泥土墙自身厚重和具备一定强度的特点去承受边坡土体的主动土压力，以保持深基坑的边坡稳定，重力式水泥土墙结构根据其工程受力特点，在设计施工时主要包括以下内容：

1）水泥土墙嵌固深度的验算。

2）水泥土墙抗倾覆稳定的验算。

3）水泥土墙强度验算。

4）水泥土墙施工质量的控制。

3.土层锚杆

（1）土层锚杆的构造 从力的传递机理来看，土层锚杆一般由锚杆头部、拉杆及锚固体三个部分组成，如图2-18所示。

锚杆头部：承受来自支护结构的力并传递给拉杆；拉杆：将来自锚杆头部的拉力传递给锚固体；锚固体：将来自拉杆的力传递到稳定土层中。

1）锚杆头部。锚杆头部是构筑物与拉杆的连接部分，为了保证能够牢固地将来自结构物的力得到传递，一方面必须保证构件本身的材料有足够的强度，使构件能紧密固定，另一方面又必须将集中力分散开。为此，锚杆头部分为台座、承压垫板和紧固器三部分，如图2-19所示。

①台座：支护结构与拉杆方向不垂直时，需要用台座作为拉杆受力调整的插座，并能固定拉杆位置，防止其横向滑动与有害的变位，台座用钢板或钢筋混凝土做成。

②承压垫板：为使拉杆的集中力分散传递，并使紧固器与台座的接触面保持平整，拉杆必须与承压垫板正交，一般采用20～40mm厚的钢板。

③紧固器：拉杆通过紧固器与垫板、台座、支护结构等牢固连接在一起。如拉杆采用粗钢筋，则用螺母或专用的连接器、焊螺栓端杆等。当拉杆采用钢丝或钢绞线时，锚杆端部可由锚盘及锚片组成，锚盘的锚孔根据设计钢绞线的多少而定，也可采用公锥及锚销等零件，如图2-20所示。

2）拉杆。拉杆依靠抗拔力承受作用于支护结构上的侧向压力，是锚杆的中心受拉部分。拉杆的长度是指锚杆头部到锚固体尾端的全长。拉杆的全长根据主动滑动面分为有效锚固长度部分（锚固体长度）和非锚固长度部分（自由长度）。有效锚固长度主要根据每根锚杆需承受多大的抗拔力来决定；非锚固长度按照支护结构与稳定土层间的实际距离而定。拉杆的设计包括材料选择和截面设计两方面。拉杆材料的选择根据具体施工条件而定。拉杆截面设计需要确定每根拉杆所用的钢材规格和根数，并根据钢拉杆的断面形状和灌浆管的尺寸决定钻孔的直径。

3）锚固体。锚固体是锚杆尾端的锚固部分，通过锚固体与土之间的相互作用，将力传递给稳定地层。由锚固体提供的锚固力能否保证支护结构的稳定是锚杆技术成败的关键。从力的传递方式来看，锚固体分为三种类型：

①摩擦型。摩擦型是指在钻孔内插入钢筋并灌注浆液，形成一段柱状的锚固体，这种锚杆通常称为灌浆锚杆。灌浆锚杆一般通过压力灌浆进行。压力灌浆锚杆在灌浆时对水泥砂浆施加一定的压力，水泥砂浆在压力作用下向孔壁土层扩散并在压力作用下固结，从而使锚杆具有较大的抗拔力。土层锚杆的承载能力主要取决于拉杆与锚固体之间的握裹力和锚固体与土壁之间的摩擦阻力，但主要取决于后者。一般情况下，锚固体周围土层内部的抗剪强度τ_i，比锚固体表面与土层之间的摩擦阻力f_i小，所以锚固力的估算一般按τ_i来考虑。在实际工程中以摩擦型锚杆占多数。

②承压型。这种类型的锚固体有局部扩大段，锚杆的抗拔力主要来自支承土体的被动土压力。扩大段可采用多种途径得到，如在天然地层中采用特制的内部扩孔钻头，扩大锚固段的钻孔直径；或用炸药爆扩法，扩大钻孔端头等。承压型锚杆主要用于松软地层中。

③复合型。复合型锚固体的抗拔力来自摩擦阻力和支承力两个方面，可以认为当摩擦阻力与支承力所占比例相差不大时属于这一类型。如在软弱地层中采用扩孔灌浆锚杆；在成层地层中采用串铃状锚杆或螺旋锚杆，如图2-21和图2-22所示。

（2）土层锚杆施工 锚杆的施工方法及施工质量直接影响到锚杆的承载能力。即使在相同的地基条件下，由于施工方法、施工机械、所使用材料的不同，承载能力会产生较大的差别。因此在进行施工时，要根据以往的工程经验、现场的试验资料确定最适宜的施工方法和施工机械等。土层锚杆施工前，要了解与设计有关的地层条件、工程规模、地下水的状态及其水质条件、施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情况等，同时编制土层锚杆施工组织设计，确定施工顺序，保证供水、排水和动力的需要。在施工之前应安排设计单位进行技术交底。土层锚杆的主要机械设备是钻孔机械，用于土层锚杆的钻孔机械，按工作原理可分为回转式、冲击式及万能式（即回转冲击式）三类，一般回转式钻机适用于一般土质条件。冲击式钻机适用于岩石、卵石等条件。而在黏土夹卵石或砂夹卵石地层中，用万能式钻机最合适。

锚杆施工包括以下主要工序：钻孔、安放拉杆、灌浆、养护、安装锚头、预应力张拉。施工顺序如图2-23所示。

1）钻孔。在进行土层锚杆施工时，常用的钻孔方法有以下几种；

①清水循环钻进成孔：这种方法在实际工程中应用较广，软硬土层都能适用，但需要有配套的排水循环系统。在钻进时，冲洗液从地表循环管路经由钻杆流向孔底，携带钻削下来的土屑从钻杆与孔壁的环隙返回地表。待钻到规定孔深（一般大于土层锚杆长度0.5～1.0m）后，进行清孔，开动水泵将钻孔内残留的土屑冲出，直到水流不再浑浊为止。在软黏土成孔时，如果不用跟管钻进，应在钻孔孔口处放入1～2m的护壁套管，以保证孔口处不坍陷。钻进时宜用3～4m长的岩芯管，以保证钻孔的直线性，钻进时如遇到易坍塌地层，如流沙层、砂卵石层，应采用跟管钻进。

②潜钻成孔法：这种方法采用一种专门用来穿越地下电缆的风动工具，风动工具的成孔器（俗称地鼠）一般长1m左右，直径ϕ80～ϕ140mm，由压缩空气驱动，内部装有配气阀、气缸、活塞等机构，利用活塞的往复运动做定向冲击，使成孔器挤压土层向前运动成孔。由于它始终潜入孔底工作，冲击功在传递过程中损失小，具有成孔效率高、噪声低等特点。潜钻成孔法主要用于孔隙率大、含水量低的土层中。成孔速度快，孔壁光滑而坚实，由于不出土，孔壁无坍落和堵塞现象。

③螺旋钻孔干作业法：该法适用于无地下水条件的黏土、粉质黏土、密实性和稳定性都较好的砂土等地层。

2）安放拉杆。土层锚杆用的拉杆，常用的有粗钢筋、钢丝束和钢绞线，也有采用无缝钢管（或钻杆）作为拉杆的。承载能力较小时，多用粗钢筋；承载能力较大时，多用钢绞线。钢筋拉杆由一根或数根粗钢筋组合而成，如果是数根钢筋则需用绑扎或电焊连成一体。为了使拉杆钢筋安置在钻孔的中心以便于插入，另外为了增加锚固段拉杆与锚固体的握裹力，应在拉杆表面设置定位器，每隔1.5～2.0m设置一个。钢筋拉杆的定位器用细钢筋制作，外径宜小于钻孔直径1cm。实际工程使用的粗钢筋拉杆用的定位器如图2-24所示。

①粗钢筋拉杆。钻杆作为承力结构的一部分，长期处于潮湿土体中，它的防腐问题相当重要。对锚固区拉杆，可通过设置定位器保证拉杆有足够厚度的水泥砂浆或水泥浆保护层来防腐蚀。对非锚固区的拉杆，应根据不同的情况采取相应的防腐措施。在无腐蚀性土层中的临时性拉杆，使用期间在6个月以内时，可不做防腐处理；使用期限在6个月至2年之间的，则要经过简单的防腐处理，如除锈后刷二至三道富锌漆等耐湿、耐久的防锈漆即可；对使用2年以上的拉杆，必须进行认真的防腐处理，先除锈，涂上一层环氧防腐漆冷底子油，待其干燥后，再涂一层环氧玻璃铜（或玻璃聚氨酯预聚体等），待其固化后，再缠绕两层聚乙烯塑料薄膜。

②钢丝束拉杆。钢丝束拉杆可制成通长一根，它的柔性较好，安放方便。钢丝束拉杆的自由段需理顺扎紧，并进行防腐处理。防腐方法可用玻璃纤维布缠绕两层，外面再用粘胶带缠绕；也可将钢丝束拉杆的自由段插入特制护管内，护管与孔壁间的空隙可与锚固段同时灌浆。

钢丝束拉杆的锚固段需用撑筋环，如图2-25所示。钢丝束的钢丝分为内外两层，外层钢丝绑扎在撑筋环上，内层钢丝从撑筋环中间通过。设置撑筋环可增大钢丝束与砂浆接触面积，增强了粘结力。

③钢绞线拉杆。主要用于承载能力大的土层拉杆。钢绞线拉杆及其定位架如图2-26和图2-27所示。钢绞线自由段套以聚丙烯防护套进行防腐处理。

3）灌浆。灌浆是土层锚杆施工的一个重要工序。灌浆的浆液为水泥砂浆或水泥浆。浆液的配合比宜采用灰砂比1:1或1:2（质量比），水灰比0.38～0.45的砂浆，或水灰比0.45～0.5的水泥浆。如果要提高早期强度，可加食盐（水泥质量的0.3%）和三乙醇胺（水泥质量的0.03%）。水泥宜采用42.5级普通硅酸盐水泥。

灌浆方法分为一次灌浆法和二次灌浆法。一次灌浆法只用一根注浆管，一般采用ϕ30mm左右的钢管（或橡胶管），注浆管一端与压浆泵相连，另一端与拉杆同时送入钻孔内，注浆管端距孔底50cm左右。在确定钻孔内的浆液是否灌满时，可根据从孔口流出来的浆液浓度与搅拌的浆液浓度是否相同来判断。对于压力灌浆锚杆，待浆液流出孔口时，将孔口用黏土等进行封堵，严密捣实，再用2～4MPa的压力进行补灌，稳压数分钟后才告结束。二次灌浆法适用于压力灌浆锚杆，要用两根注浆管。第一次灌浆用的注浆管，其管端距离锚杆末端50cm左右，管端出口用胶布、塑料等封住或塞住，以防插入时土进入注浆管。第二次灌浆用的注浆管，其管端距离锚杆末端100cm左右，管端出口用胶布、塑料等封住或塞住，且从管端50cm处开始在锚固段内每隔2m左右做出1m长的花管，花管的孔眼为ϕ8mm。

4）张拉与锁定。灌浆后的锚杆养护7～8d后，砂浆的强度大于15MPa并能达到75%的设计强度。这时可进行预应力张拉，张拉应力宜为设计锚固力的0.9～1.0倍。在张拉时要遵守以下几项规定：

①张拉宜采用“跳张法”，即隔二拉一。

②锚杆正式张拉前，应取设计拉力的10%～20%，对锚杆预张拉1～2次，使各部位接触紧密。

③正式张拉应分级加载，每级加载后维持3min，并记录伸长值，直到设计锚固力的0.9～1.0倍。最后一级荷载应维持5min，并记录伸长值。

④锚杆预应力没有明显损失时，可锁住锚杆。如果锁定后发现有明显应力损失，应进行张拉。

4.土钉墙

（1）土钉墙的施工程序

1）开挖工作面、修整边坡，坡面排水，埋设喷射混凝土厚度控制标志。

2）喷射第一层混凝土。

3）设置土钉。

4）绑扎钢筋网。

5）喷射第二层混凝土。

下面具体描述：

1）开挖工作面、修整边坡。基坑开挖应按设计要求分段分层进行。分层开挖深度主要取决于暴露坡面的自立能力，一次开挖高度宜为0.5～2.0m。考虑到土钉施工设备，开挖宽度至少要6m，开挖长度取决于交叉施工期间能保护坡面稳定的坡面面积。

开挖基坑时，应最大限度地减少对支护土层的扰动。在机械开挖后，应辅以人工修整坡面，坡面平整度应达到设计要求。对松散的或干燥的无黏性土，尤其是受到外来振动时，应先进行灌浆处理。

2）排水。土钉支护结构必须考虑地下水的影响。在施工期间应做好排水工作，避免过大的静水压力作用于面板，保护面板（特别是喷射混凝土面层）免遭水的不利影响，避免加固土体处于饱和状态。

3）设置土钉。开挖出工作面后，就可在工作面上进行土钉施工。

①成孔。应根据土层条件以及具体的设计要求选择合理的钻机与机具。土钉施工机具可采用地质钻机、螺旋钻机以及洛阳铲等。成孔质量标准：

A.孔位偏差不大于±100mm。

B.孔深误差不大于±50mm。

C.孔径误差不大于±5mm。

D.倾斜度偏差不大于5%。

E.土钉钢筋保护层厚度不宜小于25mm。

②清孔。采用0.5～0.66MPa压缩空气将孔内残渣清除干净，当孔内土层的湿度较低时，常采用润孔花管由孔底向孔口方向逐步湿润孔壁，润孔花管内喷出的水压不应超过0.15MPa。

③置筋。清孔完毕后，应及时安放钢杆件，以防塌孔。钢杆件一般采用Ⅱ级螺纹钢筋或Ⅳ级精轧螺纹钢筋，钢筋尾部设置弯钩。为保证土钉钢筋的保护层厚度，应设定位器使钢筋位置居中。另外，土钉钢拉杆使用前要保证平直并进行除锈、除油。

④注浆。注浆是保证土钉与周围土体紧密结合的一个关键工序。注浆前，在钻孔孔口设置止浆塞（图2-28）并旋紧，使其与孔壁贴紧。由注浆孔插入注浆管，使其距孔底0.5～1.0m。注浆管与注浆泵连接后，开动注浆泵，边注浆边向孔口方向拔管，直到注满为止。放松止浆塞，将注浆管与止浆塞拔出，用黏性土或水泥砂浆充填孔口。注浆材料宜用1:0.5的水泥净浆或水泥砂浆。水泥砂浆配合比宜为1:1～1:2（质量比），水灰比控制在0.4～0.45范围内。为防止水泥砂浆（细石混凝土）在硬化过程中产生干缩裂缝，提高其防腐性能，保证浆体与周围土壁的紧密结合，可掺入一定量的膨胀剂。具体掺入量由试验确定，以满足补偿收缩为准。

4）绑扎钢筋网。钢筋网宜采用I级钢筋，钢筋直径6～10mm，钢筋网间距150～300mm。钢筋网应与土钉和横向联系钢筋绑扎牢固，并且在喷射混凝土时不得晃动。钢筋网与坡面间要留有一定的间隙，宜为30mm。如果采用双层钢筋网，第二层钢筋网应在第一层被埋没后铺设。

5）喷射混凝土。喷射混凝土面层厚度一般为80～200mm，常用的厚度为100mm。第一次喷射混凝土厚度一般为40～70mm，第二次喷射到设计厚度。喷射混凝土强度等级不宜低于C20。喷射混凝土施工机具包括混凝土喷射机、空气压缩机、搅拌机和供水设施等。

①喷射混凝土的原材料与配合比。喷射混凝土多掺速凝剂，以缩短混凝土的初凝和终凝时间，因此要注意水泥与速凝剂的相容性问题。水泥选择不当，可能造成急凝、凝结速度慢、初凝与终凝间隔时间长等不利因素而增大回弹量，对喷射混凝土强度的增长产生影响。砂宜用细度模数大于2.5的坚硬的中、粗砂，或者用平均粒径为0.35～0.50mm的中砂，或平均粒径大于0.50mm的粗砂，其中粒径小于0.075mm的颗粒不应超过20%，加入搅拌机的砂含水率宜控制为6%～8%，呈微湿状态。含水量过低，会产生大量粉尘；含水率过高，会使喷射机粘料，易造成管路堵塞。石子一般多使用卵石和碎石，以卵石为佳。由于卵石表面光滑，便于输送，可减少堵管。石子的最大粒径宜不大于输料管道最小断面直径的1/3～2/5。喷射混凝土宜用连续级配。若缺少中间粒径，则混凝土拌合物易于分离，黏滞性差，回弹增多。喷射混凝土用水与普通混凝土相同。常用的外加剂有速凝剂、减水剂和早强剂等。水泥与砂石的质量比宜为1:4～1:4.5；含砂率宜为45%～55%，水灰比宜为0.4～0.45；混合料宜随拌随用。

②喷射混凝土施工方式。根据混凝土的搅拌和运输工艺的不同，喷射分为干式和湿式两种。干式喷射是用混凝土喷射机压送干拌合料，在喷嘴处加水与干料混合后喷出，其设备布置如图2-29所示，工艺流程如图2-30所示。干式喷射的优点：

A.设备简单，费用低。

B.能进行远距离压送。

C.易加入速凝剂。

D.喷嘴脉冲现象少。

缺点：

A.粉尘多。

B.回弹多。

C.工作条件不好。

D.施工质量取决于操作人员的熟练程度。

湿式喷射是用泵式喷射机，将已加水拌和好的混凝土拌合物压送到喷嘴处，然后在喷嘴处加入速凝剂，在压缩空气助推下喷出，其工艺流程如图2-31所示。湿式喷射优点：粉尘少、回弹少、混凝土质量易保证。缺点：施工设备较复杂，不宜远距离压送，不易加入速凝剂和有脉冲现象。

③喷射作业规定：

A.喷射作业前，应对机械设备，风、水管路和电线进行全面的检查与试运转，清理受喷面，埋设控制混凝土厚度的标志。

B.喷射作业开始时，应先送风，后开机，再给料，应待料喷完后，再关风。

C.喷射作业应分段分片依次进行，同一分段内喷射顺序由上而下进行，以免新喷的混凝土层被水冲坏。

D.喷射时，喷头应与受喷面垂直，并保持0.6～1.0m的距离。

E.喷射混凝土的回弹率不应大于15%。

F.喷射混凝土终凝2h后，应喷水养护。养护时间，一般工程不少于7d，重要工程不少于14d。

（2）土钉墙深基坑专项施工方案工程分析 土钉墙由于布置灵活，施工操作简便，而且成本低，在工程中被广泛应用。土钉墙结构的作用原理主要是利用钢筋（钢管）穿透可能滑移的边坡土体进入锚固区，产生锚固拉力，达到保持基坑边坡稳定的目的，因此根据土钉墙的受力特点分析，土钉墙在设计施工时包括以下内容：

1）土钉墙各层（排）土钉的间距布置。

2）各层土钉钢筋的直径、强度、长度的设计布置。

3）验算在施工时不同深度时各种工况状态下的土钉强度、稳定性。

4）土钉与护坡钢筋网的连接，保持土钉护坡稳定的各种构造要求。

5）土钉施工质量控制。

5.地下连续墙

目前，我国建筑工程中应用最多的是现浇钢筋混凝土板式地下连续墙，用作主体结构一部分同时又兼作临时挡土墙的地下连续墙和纯为临时挡土墙。在水利工程中用作防渗墙的地下连续墙和作为临时挡土墙。对于现浇钢筋混凝土壁板式地下连续墙，其施工工艺过程通常如图2-32所示，其中修筑导墙、泥浆制备与处理、深槽挖掘、钢筋笼制备与吊装以及混凝土浇筑，是地下连续墙施工中主要的工序。

（1）修筑导墙 导墙是地下连续墙挖槽之前修筑的临时结构，对挖槽起重要作用。首先起挡土墙作用，防止地表土体不稳定坍塌，其次明确挖槽位置与单元槽段的划分，是测定挖槽精度、标高、水平及垂直的基准，还有用于支撑挖槽机、混凝土导管、钢筋笼等施工设备所产生的荷载，最后还可以防止泥浆漏失、保持泥浆稳定、防止雨水等地面水流入槽内、起到相邻结构物的补强等作用。导墙一般为现浇的钢筋混凝土结构，如图2-33为最简单的断面形状。

导墙的施工顺序如下：平整场地—测量定位—挖槽—绑钢筋—支模板（按设计图，外侧可利用土模，内侧用模板）—浇混凝土—拆模并设置横撑—回填外侧空隙并碾压。

导墙的厚度一般为150～200mm，墙趾不宜小于0.20m，深度为1.0～2.0m。导墙的配筋多为ϕ12@200mm，水平钢筋必须连接起来，使导墙成为整体。导墙施工接头位置应与地下连续施工接头位置错开。导墙面应高于地面约100mm，防止地面水流入槽内污染泥浆；导墙的内墙面应平行于地下连续墙轴线导墙的基底与土面密贴，以防泥浆渗入导墙后面。

（2）泥浆制备与处理 泥浆的主导作用是护壁，泥浆的静止水压力相当于一种液体在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静压力有效地作用在槽壁上，同时防止槽壁坍塌。泥浆具有一定的黏度，能将钻头式挖槽机挖下来的土渣悬浮起来，既便于土渣随同泥浆一同排出槽外，又可避免土渣泥积在工作面上影响挖槽机的挖槽效率。另外以泥浆作冲洗液，钻具在连续冲击或回转中温度剧烈升高，泥浆既可降低钻具的温度，又可起润滑作用而减轻钻具的磨损，有利于延长钻具的使用寿命和提高深槽挖掘的效率。

泥浆的成分包括膨润土（特殊黏土）、聚合物、分散剂（抑制泥水分离）、增黏剂（常用羟甲基纤维素，化学糨糊）、加重剂（常用重晶石）、防漏剂（堵住砂土槽壁大孔，如锯末、稻草沫等）。泥浆质量的控制指标有相对密度（比重计）、黏度（黏度计）、含砂量（泥浆含砂量测定仪）、失水量和泥皮厚度（泥浆渗透失水，同时在槽壁形成泥皮，薄而密实的泥皮有利于槽壁稳定，用过滤试验测定）、pH值（一般为8～9时泥浆不分层）、稳定性（静置前后相对密度差）、静切力（外力使静止泥浆开始流动后阻止其流动的阻力，静切力大时泥浆质量好）、胶体率（静置后泥浆部分体积与总体积之比）。泥浆通过沉淀池和振动筛与旋流器进行土渣的分离处理。

（3）深槽挖掘 挖槽是地下连续墙施工中的关键工序。挖槽占地下连续墙工期的1/2，故提高挖槽的效率是缩短工期的关键。同时槽壁形状基本上决定了墙体外形，所以挖槽的精度又是保证地下连续墙质量的关键之一。

1）单元槽段划分。地下连续墙施工时，预先沿墙体长度方向把地下墙划分为许多某种长度的施工单元，这种施工单元称为“单元槽段”。划分单元槽段就是将各种单元槽段的形状和长度表明在墙体平面图上，它是地下连续墙施工组织设计中的一个重要内容。单元槽段的长度不得小于一个挖槽段（挖掘机械的挖土工作装置的一次挖土长度）。从理论上讲单元槽段越长越好，可以减少槽段的接头数量，增加地下连续墙的整体性和提高防水性能及施工效率。此外，划分单元槽段时尚应考虑单元槽段之间的接头位置，一般情况下接头避免设在转角及地下连续墙与内部结构的连接处，以保证地下连续墙有较好的整体性。单元槽段划分与接头形式有关。

2）挖槽机械。目前，在地下连续墙施工中国内外常用的挖槽机械，按其工作机理分为挖斗式、冲击式和回转式三大类，而每一类中又分为多种，如图2-34、图2-35所示。

（4）清底 挖槽结束后，悬浮在泥浆中的颗粒将渐渐沉淀到槽底，此外，在挖槽过程中被排出而残留在槽内的土渣，以及吊放钢筋笼时从槽壁上刮落的泥皮都堆积在槽底。在挖槽结束后清除以沉渣为代表的槽底沉淀物的工作称为清底。清底常用方法如图2-36所示。

（5）钢筋笼制备与吊装 钢筋笼根据地下连续墙墙体配筋图和单元槽段的划分来制作。钢筋笼最好按单元槽段做成一个整体。如果地下连续墙很深或受到起重设备能力的限制，需要分段制作，吊放时再连接，接头易用帮条焊，钢筋笼端部与接头管或混凝土接头面间应留有15～20cm的空隙。主筋净保护层厚度通常为7～8cm，保护层垫块厚5cm，在垫块和墙面之间留有2～3cm的间隙。由于用砂浆制作的垫块容易在吊放钢筋笼时破碎，且易擦伤槽壁面，近年多用塑料块或薄钢板制作，焊于钢筋上。

制作钢筋笼时要预先确定浇筑混凝土用导管的位置，由于这部分要上下贯通，因而周围需增设箍筋和连接筋进行加固。尤其在单元槽段接头附近插入导管，由于此处钢筋较密集，更需特别加以处理。横向钢筋有时会阻碍插入，所以纵向主筋应放在内侧，横向钢筋放在外侧，如图2-37所示。纵向钢筋的底端应距离槽底面10～20cm，底端应稍向内弯折，以防吊放钢筋笼时擦伤槽壁，但向内弯折的程度也不应影响插入混凝土导管。

钢筋笼的起吊、运输和吊放应制订周密的施工方案，不允许在此过程中产生不能恢复的变形。插入钢筋笼时，最重要的是使钢筋笼对准单元槽段的中心，垂直而又准确地插入槽内。钢筋笼插入槽内后，检查其顶端高度是否符合设计要求，然后将其搁置在导墙上。如钢筋笼是分段制作，吊放时需接长，下段钢筋笼要垂直悬挂在导墙上，然后将上段钢筋笼垂直吊起，上下两段钢筋笼成直线连接。

（6）混凝土浇筑 混凝土浇筑前的准备工作如图2-38所示。

地下连续墙工程中所用混凝土的配合比除满足一般水下混凝土的要求外，尚应考虑泥浆中浇筑的混凝土的强度随施工条件变化较大，同时在整个墙面上的强度分散性也大，因此，混凝土应按照比结构设计规定的强度等级提高5MPa进行配合比设计。混凝土的原材料，为避免分层离析，要求采用粒度良好的河砂，粗骨料宜用粒径5～25mm的河卵石。如用5～40mm的碎石，应适当增加水泥用量和提高砂率，以保证所需的坍落度与和易性。水泥应采用32.5～42.5级的普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥，单位水泥用量，粗骨料如为卵石应在370kg/m3以上，水灰比不大于0.60。混凝土的坍落度宜为18～20cm。

地下连续墙混凝土用导管法进行浇筑。由于导管内混凝土和槽内泥浆的压力不同，在导管口处存在压力差，因而混凝土可以从导管内流出。在混凝土浇筑过程中，导管下口总是埋在混凝土内1.5m以上，使从导管下口流出的混凝土将表层混凝土向上推动而避免与泥浆直接接触。导管最大插入深度也不宜超过9m。当混凝土浇筑到地下连续墙顶附近时，导管内混凝土不易流出，一方面要降低浇筑速度，另一方面可将导管的最小埋入深度减为1m左右，如果混凝土还浇筑不下去，可将导管上下扭动，但上下扭动范围不得超过30cm。在浇筑过程中导管不能做横向运动；不能使混凝土溢出料斗流入导沟；随时掌握混凝土的浇筑量，防止导管下口暴露在泥浆内；随时量测混凝土面的高程，量测三个点取平均值；浇筑混凝土置换出来的泥浆要进行处理，勿使泥浆溢出在地面上。混凝土面上存在一层与泥浆接触的浮浆层，需要凿去，为此混凝土高度需超浇500～1000mm，以便在混凝土硬化后查明强度情况，将设计标高以上的部分用风镐凿去。

（7）单元墙段的接头 常用的施工接头有以下几种。

1）接头管（也称锁口管）接头，应用最多。其施工程序如图2-39所示。

一个单元槽段土方挖好后，于槽段端部用起重机放入接头管，然后吊放钢筋笼并浇筑混凝土，待浇筑的混凝土强度达到0.05～0.20MPa时（一般在混凝土浇筑后3～5h，视气温而定），开始用起重机或液压顶升架提拔接头管，上拔速度应与混凝土浇筑速度、混凝土强度增长速度相适应，一般为2～4m/h，应在混凝土浇筑结束后8h以内将接头管全部拔出。接头管直径一般比墙厚小50mm，可根据需要分段、接长。端部半圆形可以增强整体性和防水能力。

2）接头箱接头。一个单元槽段挖土结束后，吊放接头箱，再吊放钢筋笼。钢筋笼端部的水平钢筋可插入接头箱内。接头箱的开口面被焊在钢筋笼端部的钢板封住，因而浇筑的混凝土不能进入接头箱。混凝土初凝后，与接头管一样逐步吊出接头箱。其施工过程如图2-40所示。

图2-41所示用U形接头管与滑板式接头箱施工的钢板接头，是另一种整体式接头的做法。这种整体式钢板接头是在两相邻单元槽段的交界处，利用U形接头管放入开有方孔且焊有封头钢板的接头钢板，以增强接头的整体性。接头钢板上开有大量方孔，其目的是为增强接头钢板与混凝土之间的粘结。滑板式接头箱的端部设有充气的锦纶塑料管，用来密封止浆，防止新浇筑混凝土浸透。为了便于抽拔接头箱，在接头箱与封头钢板和U形接头管接触处皆设有聚四氟乙烯滑板。

3）隔板式接头。隔板式接头按隔板的形状分为平隔板、榫形隔板和V形隔板（如图2-42所示）。由于隔板与槽壁之间难免有缝隙，为防止新浇筑的混凝土渗入，要在钢筋笼的两边铺贴纤维尼龙等化纤布。化纤布可把单元槽段钢筋笼全部罩住，也可以只有2～3m宽。要注意吊入钢筋笼时不要损坏化纤布。带有接头钢筋的榫形隔板式接头，能使各单元墙段形成一个整体，是一种较好的接头方式。但插入钢筋笼较困难，且接头处混凝土的流动也受到阻碍，施工时要特别加以注意。

（8）结构接头 地下连续墙与内部结构的楼板、柱、梁、底板等连接的结构接头，常用的有下列几种：

1）预埋连接钢筋法。此法应用最多，如图2-43所示。连接钢筋弯折后预埋在地下连续墙内，待内部土体开挖后露出墙体时，凿开预埋连接钢筋处的墙面，将露出的预埋连接钢筋弯成设计形状、连接。考虑到连接处往往是结构的薄弱处，设计时一般使连接筋有20%的富余。

2）预埋连接钢板法。这是一种钢筋间接连接的接头方式，如图2-44所示。预埋连接钢板放入并与钢筋笼固定。浇筑混凝土后凿开墙面使预埋连接钢板外露，用焊接方式将后浇结构中的受力钢筋与预埋连接钢板焊接。

3）预埋剪力连接件法。剪力连接件的形式有多种，如图2-45所示。剪力连接件先预埋在地下连续墙内，然后弯折出来与后浇结构连接。

2.3.7 深基坑支护及降水工程方案的选型比较与计算

危险性较大的安全专项施工方案的选型重点考虑结构的安全性、可靠性，同时兼顾经济性、效率等其他因素，因此在具体编制深基坑支护专项施工方案时首先确定的是深基坑支护方案选型。

1.深基坑支护的选型分析

深基坑支护形式有排桩、地下连续墙、土钉墙、锚杆、水泥土墙、逆作拱墙等多种结构形式。

1）土钉墙施工简单方便，施工速度快，施工成本低。

2）水泥土墙适用于淤泥等软土层，施工成本相对排桩、地下连续墙的造价也不高。

3）排桩、地下连续墙虽造价相对较高，但结构安全可靠，适用各类土层。

在工程深基坑支护结构选型时，不仅仅只考虑经济性，由于深基坑施工事故发生概率较大，一旦发生事故，是危害很大的重大危险源。在方案选型时，摆在首位的应该是安全可靠度。故《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）对上述各种支护结构形式的适用条件、范围做出详细规定，具体见表2-2。

在实际工程实例中，常常根据现场实际情况选用合适的基坑支护方案。如场地开阔、土质较好，有充分的放坡条件，就可以选择自然放坡方案。如基坑深，附近又有邻近建筑、管道，地下水位较高，则可以采取排桩锚杆复合型基坑支护方案。基坑四周边坡深度或场地条件不同，基坑四边条件不同，可根据基坑地质条件、深度条件、邻边条件分别选择土钉墙、水泥土墙、排桩等基坑护壁结构。

2.深基坑支护的选型案例

案例1自然放坡—深基坑施工方案

一、工程特点分析

本工程基坑深达14m，地下水位较高，需降水14m，水量大。但工程周边场地较开阔，无其他建筑物及地下管线，提升泵房主体结构面积并不大。

二、主要危险源分析

根据基坑设计深度达14m，安全等级为一级，其主要危险源如下：

1）基坑边坡的稳定是其主要危险源，根据实际情况选择合适的支护系统，并设计验算其稳定性、强度。

2）根据地质报告，地下水位高，也是影响基坑边坡稳定性的主要因素。如处理不合理，可能发生流沙、管涌、边坡失稳等严重安全事故，故地下水的影响是深基坑施工的主要危险源之一。

三、针对主要危险源的相应处理措施

1.支护结构的选择

1）土钉墙、水泥土墙等支护结构体系不能满足14m深基坑支护要求。

2）排桩加锚杆、结合深井降水等复合型支护结构，能满足14m深基坑支护要求，但其施工周期长，施工成本较高，也难以接受。

3）原支护设计方案采取如图2-46所示土钉+放坡卸载+轻型井点降水方案。该方案自然放坡角度达1:1.2，又重复叠加使用土钉墙支护，经验算造成资源浪费，而轻型井点降水又不适宜本地区水量丰富、渗透率大的特点，有可能无法降下水位。

故根据施工现场周边场地开阔、无地下管线等特点综合考虑采取了图2-47所示1:1.2自然放坡+深井降水方案。该方案施工速度较快，安全度也相对稳定，与原方案相比，取消土钉支护，节约了开支，加快了进度。经分别对二级局部边坡及整体的稳定验算，均达到规范要求。

4）聘请第三方对基坑边坡水平位移及地下水位进行监测，并编制监测方案。

2.基坑降水排水措施

基坑底坡面台阶处均设计排水沟、集水井及深井井点降水，实施有组织抽排水。尽量将地表水阻截在基坑外，并且专门安排人员收集当地每天的天气、水文资料，进行分析，准备足够的抽降水设备，以便应对强降水造成对基坑安全的危害。

案例2 排桩（圆形拱）+止水帷幕+深井降水深基坑施工方案

一、工程特点分析

某污水处理厂提升泵房工程具备下列特点：

1）工程虽然面积不大，但埋置深度达10～11m，平面呈圆形钢筋混凝土结构。

2）工程现场附近有河道，地下水位深。常年地下水位标高位于地坪下0.9～1.3m，汛期高达0.3m，地下水与河道相通。

3）第一层土为淤泥质黏土层，松软土层较厚，最厚处达6.40m。

4）工程现场原为水果园区，周边无地下管线和旧建筑物，场地平坦。待建建筑物脱水机房、综合车间均未正式开工。

二、主要危险源分析

提升泵房工程基坑支护的主要危险源，基坑开挖深度超过8m，地下水位高，安全等级为一级危险源，主要重大危险源如下：

1）可能引起支护结构整体失稳的主要危险源：

①支护结构的边坡稳定（整体稳定）。

②抗倾覆（埋置深度）。

③抗隆起稳定。

2）可能引起支护结构产生强度破坏的主要危险源：

支护结构的桩、梁等结构的强度、刚度。

3）本工程开挖面以下有砂岩，可能为不透水层，产生高水位压力，极易引起管涌、流沙，导致地面塌陷，甚至造成支护结构破坏的可能，故高地下水位的控制也是主要危险源。

4）降水对周边环境的影响。

本方案针对上述主要危险源进行支护结构选型、设计，并采取相应安全措施。

三、提升泵房工程基坑支护方案的选型

本工程基坑深度超过8m，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）中的支护结构选型表3.3.1，不宜采用土钉、水泥土桩等结构作为本工程支护结构。

钢筋混凝土排桩适合作为本工程支护结构。由于本工程基坑深达10～11m，如采用纯悬臂结构排桩形式，相对于简支形式的排桩结构，悬臂结构不安全，且其内力将很大，排桩直径、配筋也相对增大，不经济。故应采用桩顶有横向支撑的排桩结构。

本工程结构主体为圆形，针对这一特点，基坑支护的平面布置也应相应布置为圆形。在排桩顶端设计圆形冠梁，该冠梁按拱结构进行设计，可视作所有排桩的顶端横向支撑。排桩中部、底部若强度不够，可增设中部环梁和底部环梁，环梁与冠梁一样均可作为排桩的横向支撑，同时不影响土方施工，排桩即可按如图2-48所示计算简图进行设计。

按该方案设计既能省掉了排桩顶端锚杆或横向内支撑梁，又达到同样的力学效果，既经济又安全可靠。在排桩外侧设计一道旋喷水泥土桩止水帷幕，截断或延长渗水路线，同时采用管井降水，双管齐下，将基坑内水位降低控制在基坑底部以下。

四、降水方案选型及施工方法

1）本工程由于已采用旋喷桩止水帷幕，对基坑进行截水封闭，故只要止水帷幕施工质量好，能正常发挥截水功能，则可选择在基坑内布置两个深井井点降水，该方案布置深井数量较少，降水效果好。

基坑直径20m，降水高度约11m，在止水帷幕截水效果正常情况下，宜选用扬程大于24m，流量大于70m3/h的潜水泵。

2）如土方开挖时坑壁渗水严重，为避免高水头压力产生的破坏，则应相应在渗水侧基坑外再布置深井，有效降低基坑外水位，同时对渗漏处采取压浆封闭措施。深基坑结构及深井降水布置均按计算结果确定。

3）深井井点降水技术措施：

①深井井点特点。深井井点降水是在深基坑的周围埋置深于基底的井管，通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。该法具有排水量大，降水深（＞15m），井距大，对平面布置的干扰小，不受土层限制；井点制作、降水设备及操作工艺、维护均较简单，施工速度快，井点管可以整根拔出重复使用等优点，但一次性投资大，成孔质量要求严格。适用于地下水丰富，降水深，面积大，降水时间长，渗透系数较大（10～250m/d）的砂类土，降水深可达50m以内。

②井点系统设备。由深井井管和潜水泵等组成。

③深井布置。因有止水帷幕，故基坑内深井井点宜深入坑底1～2m。基坑外深井井点宜深入到透水层6～9m，通常还应比所需降水的深度深6～8m。深井间距一般为10～30m。

案例3 土钉墙+锚杆排桩复合支护—深基坑支护

一、拟建工程及周边环境概况

某基坑南侧为城市主干道，基坑外边线距人行道红线约3m，西侧道路，东南侧为4层建筑物，边线距基坑边线约3m，基坑北侧4层住宅楼为浅基础，深约2m，距基坑边线3.4m。基坑面积为200m×100m。基础为人工挖孔桩，桩深8m。基坑最深处为10.5m，稳定水位深5.0～6.1m。地质情况共8个地层，分别为杂填土、粉质黏土、细砂、中砂、砾砂、强风化岩等。

二、支护结构的选择

依据相关规范要求确定工程基坑侧壁安全等级为一级；综合考虑基坑周边环境，地下管网、土层组合条件做出的基坑支护选型如下：

1）能满足放坡条件的无建筑物处且避开对基坑要求高的南侧城市主干道，采用如图2-49所示土钉墙基坑支护方案，能满足1:0.8放坡条件。按图示1:0.8放坡，按图示布置土钉，满足基坑边坡安全要求。

2）不能满足1:0.8放坡要求且对基坑支护要求高的其他位置，采取如图2-50所示锚杆排桩复合支护结构。为尽量减少排桩的荷载，在排桩上部2.5～5.0m高度范围，根据场地邻边情况，采用放坡土钉墙结构。该结构既能保证基坑护壁的安全，又能根据现场实际情况采取卸荷措施，达到降低造价的目的。

本案例说明同一深度的基坑，选择的施工工艺不同，其深基坑支护的安全度、经济性、施工速度截然不同。但若工艺方案选择合理得当，深基坑支护结构受力明确，结构简单，并且施工速度快，同时能保证基坑施工的安全。作为工程技术人员一定要熟练掌握各种支护结构的原理、性能、适用范围，结合工程实际情况（地质、环境）进行分析计算，选择优化出最佳方案就能达到安全、经济、快速的目的。

2.3.8 深基坑施工监测

在深基坑开挖的施工过程中，基坑内外的土体将由原来的静止土压力状态向被动和主动土压力状态转变，应力状态的改变（土层应力的释放与调整）引起土体的变形，即使采取了挡土支护措施，挡土支护结构的变形也是不可避免的。这些变形包括挡土支护结构以及周围土体的侧向位移与沉降和坑内土体的沉降等。当位移和沉降的量值超出容许的范围，将会对挡土支护结构本身造成危害，进而危及基坑周围的建筑物及地下管线，所造成的损害程度随个案而异。因此，在深基坑施工过程中，必须对基坑挡土支护结构、基坑周围的土体与地下水动态以及相邻的建筑物与地下管线等进行综合、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解，从而确保工程顺利进行。深基坑工程实行严格的现场监测工作是十分必要的。

1.深基坑工程监测对象与内容

在各类工程事故中，尤其是深基坑支护工程，由于土体的不确定性、离散性，各种复杂的水文、地质条件，邻边建筑物的影响等各种原因，各种形式的深基坑支护结构虽经过仔细的设计验算，但仍有可能发生意想不到的突发事故。为确保施工安全，每个基坑工程都必须监测。但监测项目的选择既关系到基坑工程的安全，也关系到费用的多少。任意增加监测项目会造成工程费用的浪费，但盲目减少监测项目则很可能因小失大，造成严重的后果。因此，在选择监测项目时应考虑下述因素：基坑工程等级、邻近建（构）筑物及地下管线的重要程度、距基坑的距离和工程费用。

不论采用何种基坑支护方式，基坑支护监测的项目包括以下内容：

（1）支护结构的内力、水平位移、沉降 支护结构的内力、水平位移、沉降的监测报警值原则上应由设计单位根据设计规范计算后提供。当设计方提供支护结构的应力、轴力、水平位移、沉降的设计值后，为在施工时留有安全储备的余地，设计值可作为施工控制的极限值，按设计值的50%～75%作为施工控制的报警值。

根据具体情况，采用下述的部分或全部内容：

1）基坑平面和高程监控点的测量。

2）监测岩土体所受到的施工作用、各类荷载的大小，以及在这些荷载作用下岩土和挡土支护结构的变形性状，具体而言，有以下几项：

①挡土支护结构和边坡土体的竖向与侧向位移的测量。

②基坑周围地表的沉降和裂缝的测量。

③基坑底部回弹和隆起的测量。

④挡土支护结构的裂缝测量。

3）挡土支护结构和边坡土体的应力测量，具体而言，有以下几项：

①挡土支护结构与边坡土体之间的接触土压力的测量。

②挡土支护结构自身的内力或应力测量，例如锚杆或支撑的应力和内力测量、挡土桩或地下连续墙等内力测量。

（2）周边建筑物的沉降、位移、倾斜周边建筑物的沉降、位移、倾斜值有时要原设计方提供比较困难，可根据具体实际情况和相应规范计算提供报警值。为方便计算，可参照《建筑施工手册》（第四版缩印本）（表6-141差异沉降和相应建筑物的反应、表6-142建筑物的基础倾斜允许值）相关数据。

根据具体情况，采用下述的部分或全部内容：

1）监测深基坑开挖后对周围环境的影响：

①基坑开挖和人工降水对邻近建（构）筑物与地下管线的影响，因此需进行邻近建（构）筑物与地下管线等保护对象的变形（沉降、水平位移、倾斜与裂缝）的测量。

②基坑开挖造成的振动、噪声及污染等因素对环境的影响。

2）地下水动态：

①地下水位变化的测量。

②挡土支护结构内、外孔隙水压力的测量。

③抽（排）水量的测量。

④基坑渗、漏水状况的观测。

⑤自然环境（雨水、洪水及气温等）的观测。

一般深基坑监测项目见表2-3。

各类建筑物对差异沉降的承受能力可参见表2-4和表2-5的规定，确定相应的控制标准。对重要、特殊的建筑结构做专门的调研，然后决定允许的变形控制标准。

表2-4中各种类型的房屋结构当其差异沉降值δ达到表中的数值时，房屋结构已发生裂缝等结构性破坏，故各类房屋结构的差异沉降不能按表2-4的数值进行控制，表2-4的数值是极限值，应按表2-5中建筑物的基础倾斜允许值确定基坑邻边建筑的报警值。为给施工留有安全储备，建议按基础倾斜允许值的50%～75%作为报警值。如某基坑邻边建筑为砖混结构6层，总高20m，试计算该建筑倾斜报警值。查表2-5，总高20m＜24m，倾斜允许值＜0.004H，H=20000mm，则倾斜允许值0.004×20000mm=80mm，即倾斜允许值＜80mm。将最大倾斜允许值的70%作为报警控制值，则控制值等于56mm。

基坑护壁结构、边坡土体、道路、邻边建筑不仅要控制最大允许沉降、最大位移，在施工过程中还必须严密监控每天的沉降速率、位移速率。

2.深基坑工程监测技术要求

《建筑基坑工程技术规范》（YB 9258-1997）条文说明中给出观测时间间隔是比较严格的，对避免基坑危险源是有价值的（表2-6）。

深基坑工程结束时应提交完整的监测报告。报告内容应包括：

1）基坑概况和监测目的。

2）监测项目和测点布置的平面图、立面图。

3）采用仪器的型号、规格和标定资料。

4）监测资料的分析处理（计算式和方法）。

5）监测值全过程变化曲线。

6）监测结果评述。

深基坑工程要合理设置监测点，边坡土体顶部的水平位移、竖向位移测点通常应沿基坑周边每隔10～20m设一点，一般在每边的中部和端部布置观测点，并在远离基坑处（大于5倍的基坑开挖深度）设基准点，且数量不应少于2点，对基准点要按其稳定程度定时测量其位移和沉降。

基坑周围地表裂缝、建筑物裂缝和挡土支护结构裂缝的观测应是全方位的，并选取其中裂缝宽度较大、有代表性的部位重点观测，记录其裂缝宽度、长度和走向。检查挡土支护结构的开裂变位情况，应重点检查挡土桩侧、挡土墙面、主要支撑及连接点等关键部位的开裂变位情况及挡土结构漏水的情况。挡土（围护）结构、支撑及锚杆的应力应变观测点和轴力观测点应布置在受力较大且有代表性的部位，观测点数量视具体情况而定。挡土（围护）结构弯矩测点通常布置在基坑每侧中心处，深度方向测点间距一般以1.0～2.0m为宜。支撑结构轴力测点需设置在主撑跨中部位，每层支撑都应选择若干具有代表性的截面进行测量。对测轴力的重要支撑，宜配套测其在支点处的弯矩，以及两端和中部的沉降及位移。

3.基坑周边环境监测

基坑周边环境监测主要包括基坑周边的土体地表、道路、管线、邻边建筑、地下水位的监测和变形监测。

（1）地表、道路主要采用精密水准仪进行沉降监测 监测点的埋设要求是：测点需穿过路面硬层，伸入原状±300mm左右，测点顶部做好保护，避免外力产生人为沉降。图2-51为地表沉降测点埋设示意图。量测仪器采用精密水准仪，以二等水准作为沉降观测的首级控制，高程系可联测城市或地区的高程系，也可以用假设的高程系。基准点应设在通视好，不受施工及其他外界因素影响的地方。基坑开挖前设点，并记录初读数。各测点观测应为闭合或附合路线，水准每站观测高差中误差M₀为0.5mm，闭合差F_W为（N为测站数）。

地表沉降测点可以分为纵向和横向。纵向测点是在基坑附近，沿基坑延伸方向布置，测点之间的距离一般为10～20m；横向测点可以选在基坑边长的中央，垂直基坑方向布置，各测点布置间距为，离基坑越近，测点越密（取1m左右），远一些的地方测点可取2～4m，布置范围约3倍的基坑开挖深度。

每次量测提供各测点本次沉降和累计沉降报表，并绘制纵向和横向的沉降曲线，必要时对沉降变化量大而快的测点绘制沉降速率曲线。

（2）邻近点建筑沉降和倾斜监测 应分别使用高精度水准仪、经纬仪。建筑物变形监测的主要内容有三项，即沉降、倾斜、裂缝监测，在实测监测工作和测点布置前，应先对基坑周围的建筑物进行周密调查，再布置测点进行监测。

对临边建筑物的调查主要是：

1）周围建筑物情况调查。对建筑物的调查主要是了解地面建筑物的结构形式、基础形式、建筑层数和层高、平面和立面形状以及建筑物对不同沉降差的反应。

各类建筑物对差异沉降的承受能力可根据有关规定，确定相应的控制标准。对重要、特殊的建筑结构应做专门的调研，然后决定允许的变形控制标准。

在对周围建筑物进行调查时，还应对各个不同时期的建筑物裂缝进行现场踏勘，在基坑施工前，对老的裂缝进行统一编号、测绘、照相，对裂缝变化的日期、部位、长度、宽度等进行详细记录。

2）建筑物沉降监测。根据周围建筑物的调查情况，确定测点布置部位和数量。房屋沉降量测点应布置在墙角、柱身（特别是代表独立基础及条形基础差异沉降的柱身）、外形凸出部位和高低相差较多部位的两侧，测点间距的确定，要尽可能充分反映建筑物各部分的不均匀沉降。

沉降观测点标志和埋设：

①钢筋混凝土柱或砌体墙用钢凿在柱子±0.000m标高以上100～500mm处凿洞，将直径20mm以上的钢筋或铆钉制成弯钩形，平向插入洞内，再以1:2水泥砂浆填实。

②钢柱将角钢的一端切成使脊背与钢柱面成50°～60°的倾斜角，将此端焊在钢柱上；或者将铆钉弯成钩形，将其一端焊在钢柱上。

3）建筑物沉降观测技术要求。建筑物沉降观测的技术要求同地表沉降观测要求，使用的观测仪器一般也为精密水准仪，按二等水准标准。

每次量测提交建筑物各测点本次沉降和累计沉降报表；对连在一线的建筑物沉降测点绘制沉降曲线；对沉降量变化大又快的测点，应绘制沉降速率曲线。

4）建筑物倾斜监测。测定建筑物倾斜的方法有两类：一类是直接测定建筑物的倾斜；另一类是通过测量建筑物基础相对沉降的方法来确定建筑物倾斜。下面介绍建筑物倾斜直接观测的方法。

在进行观测之前，首先要在进行倾斜观测的建筑物上设置上、下两点线或上、中、下三点标志，作为观测点，各点应位于同一垂直视准面内。如图2-52所示，M、N为观测点。如果建筑物发生倾斜，MN将由垂直线变为倾斜线。观测时，经纬仪的位置距离建筑物应大于建筑物的高度，瞄准上部观测点M，用正倒镜法向下投点得N′，如N′与N点不重合，则说明建筑物发生倾斜，以α表示N′、N之间的水平距离，α即建筑物的倾斜值。若以H表示其高度，则倾斜度为arcsin。

高层建筑物的倾斜观测必须分别在互成垂直的两个方向上进行。

通过倾斜观测得到的建筑物倾斜度，同建筑物基础倾斜允许值进行比较，判别建筑物是否在安全范围内。

5）建筑物裂缝监测。在基坑施工中，对已详细记录的老的裂缝进行追踪观测，及时掌握裂缝的变化情况，并同时注意在基坑施工中有无新的裂缝产生，如发现新的裂缝，应及时进行编号、测绘、照相。裂缝观测方法用厚10mm，宽50～80mm的石膏板（长度视裂缝大小而定），在裂缝两边固定牢固。当裂缝继续发展时，石膏板也随之开裂，从而观察裂缝继续发展的情况。

（3）临近地下管线沉降与位移的监测 城市的地下市政管线主要有：煤气管、给水管、电力电缆、电话电缆、雨水管和污水管等。地下管道根据其材性和接头构造可分为刚性管道和柔性管道。其中煤气管和给水管是刚性压力管道，是监测的重点，但电力电缆和重要的通信电缆也不可忽视。

1）周围地下管线情况调查。首先向有关部门索取基坑周围地下管线分布图，从中了解基坑周围地下管线的种类、走向和各种管线的管径、壁厚和埋设年代，以及各管线距基坑的距离。然后进行现场踏勘，根据地面的管线露头和必要的探挖，确认管线图提供的管线情况和埋深。必要时，还需向有关部门了解管道的详细资料，如管道的材料结构、管节长度和接头构造等。

2）测点布置和埋设

①优先考虑煤气管和大口径给水管。它们是刚性压力管，对差异沉降较敏感，接头处是薄弱环节。

②根据预估的地表沉降曲线，对影响大的管线加密布点，影响小的管线兼顾。

③测点间距一般为10～15m，最好按每节管的长度布点，能真实反映管线（地基）沉降曲线。

④测点埋设方式有两种：直接测点和间接测点。直接测点是用抱箍把测点做在管线本体上；间接测点是将测点埋设在管线轴线相对应的地表。直接测点具有能真实反映管线沉降和位移的优点，但这种测点埋设施工较困难，特别在城市干道下的管线难做直接测点。有时可以采取两种测点相结合的办法，即利用管线在地面的露头作为直接测点，再布置一些间接测点。

⑤地下管线测点的编号应遵守有关部门的规定。

3）测试技术要求。沉降观测用精密水准仪，按二等水准要求：①基准点与国家水准点定期进行联测。②各测点观测为闭合或附合路线，水准每站观测高差误差M₀为0.5mm，闭合差F_W为（N为测站数）。水平位移观测用2′级经纬仪，技术要求如下：平面位移最弱点观测中误差M（平均）为2.1mm，平面位移最弱点观测变形量中误差M（变）为±3.0mm。为了保证测量观测精度，平面位移和垂直位移监测应建立监测网，由固定基准点、工作点及监测点组成。

4）监测资料

①管线测点沉降、位移观测成果表（本次累计变化量）。

②时间—沉降、位移曲线，或时间—位移曲线。

③上述报表必须及时送交业主、监理和施工总承包单位，同时函递管线部门。若日变量出现报警，应当场复测，核实后立即汇报业主及监理并电话通知管线部门。

5）报警处理。地下管线是城市的生命线，因此对管线的报警值控制比较严格，当监测中达到下列数据时应及时报警：①沉降日变量3mm，或累计10mm；②位移日变量3mm，或累计10mm。

实际工程中，地下管线的沉降和位移达到此报警值后，并不一定就损坏，但此时业主、监理、设计、施工总承包单位应会同管线部门一起进行分析，商定对策。

（4）地下水监测手段和方法 如果围护结构的截水帷幕质量没有完全达到止水要求，则在基坑内部降水和基坑挖土时，有可能使坑外的地下水渗漏到基坑内。渗水的后果会带走土层的颗粒，造成坑外水、土流失。这种水、土流失对周围环境的沉降危害较大。因此，进行地下水位监测就是为了预报由于地下水位不正常下降而引起的地层沉陷。

测点布置在需进行监测的建（构）筑物和地下管线附近。水位管埋设深度和透水头部位依据地质资料和工程需要确定，一般埋深10～20m，透水头部位放在水位管下部。水位管可采用PVC管，在水位管透水头部位用手枪钻钻眼，外绑铝网或塑料滤网。埋设时，用钻机钻孔，钻至设计埋深，逐节放入PVC水位管，放完后，回填砂子至透水头以上1m，再用膨润土泥丸封孔至孔口。水位管成孔垂直度要求小于5/1000。埋设完成后，应进行24h降水试验，检验成孔的质量。测试仪器采用电测水位仪，仪器由探头、电缆盘和接收仪组成。仪器的探头沿水位管下放，当碰到水时，上部的接收仪会发生蜂鸣声，通过信号线尺寸刻度，可直接测得地下水位距管的距离。

4.深基坑工程监测指标与工具

支护结构主要由桩、墙、支撑（锚杆）、腰梁（围檩）、柱等构件组成。通常对其内力（应力、轴力），变形（位移、倾斜、沉降）进行监测。支护结构的轴力、应力监测的仪器主要有压力传感器、电阻应变计、混凝土计、钢筋计、土压力计等。

（1）支撑轴力量测 支撑轴力量测常用应力或应变传感器、钢筋计、电阻应变片，如图2-53所示。

振弦式钢筋计的工作原理：当钢筋计受轴向力时，引起弹性钢弦的张力变化，改变钢弦的振动频率，通过频率仪测得钢弦的频率变化即可测出钢筋所受作用力的大小，换算而得混凝土结构所受的力。振弦式钢筋计与测力钢筋轴心对焊。电阻应变式钢筋计的工作原理是：利用钢筋受力后产生变形，粘贴在钢筋上的电阻产生应变，从而通过测出应变值得出钢筋所受作用力大小。电阻应变式钢筋计与测力钢筋平行地绑扎或点焊在箍筋上。

（2）土压力量测 目前使用较多的是钢弦式双膜土压力计，如图2-54所示。土压力计又称土压力盒。

钢弦式双膜土压力计的工作原理：当表面刚性板受到土压力作用后，通过传力轴将作用力传至弹性薄板，使之产生挠曲变形，同时也使嵌固在弹性薄板上的两根钢弦柱偏转，使钢弦应力发生变化，钢弦的自振频率也相应变化，利用钢弦频率仪中的激励装置使钢弦起振并接收其振荡频率，使用预先标定的压力-频率曲线，即可换算出土压力值。土压力盒埋设于钻孔中，接触面与土体接触，孔中空隙用与周围土体性质基本一致的浆液填实。

（3）孔隙水压力量测 测量孔隙水压力用的孔隙水压力计，其形式、工作原理与土压力计相似，只是前者多了一块透水石，使用较多的也为钢弦式孔隙水压力计，如图2-55所示。孔隙水压力计在钻孔中埋设。钻孔至要求深度后，先在孔底填入部分干净的砂，将测头放入，再在测头周围填砂，最后用黏土将上部钻孔封闭。

（4）位移量测

1）水准仪、经纬仪：水准仪用于测量地面、地层内各点及构筑物施工前后的标高变化。经纬仪用于测量地面及构筑物施工控制点的水平位移。

2）深层沉降观测标、回弹标：为精确地直接在地表测得不同深度土层的压缩量或膨胀量，须在这些地层埋设深层沉降观测标（简称深标），并引出地面。深标由电标杆、保护管、扶正器、标头、标底等组成，如图2-56所示。其测定原理：被观测地层的压缩或膨胀引起标底的上下运动，从而推动标杆在保护管内自由滑动，通过观测标头的上下位移量可知被观测层的竖向位移量。为了测定基坑开挖后由于卸除了基坑土的自重而产生的基底土的隆起量，要用到回弹标进行观测，测杆式回弹标如图2-57所示。测杆式回弹标的埋设和观测步骤：钻孔至预计坑底标高→将标志头放入孔内，压入坑底下10～20cm→将测杆放入孔内，并使其底面与标志头顶部紧密接触，上部的水准气泡居中→用三个定位螺钉将测杆固定在套管上→在测杆上竖立铟钢尺，用水准仪观测高程。

3）电测分层沉降仪：电测分层沉降仪通常需在土体中埋设一根竖管（波纹管或硬塑料管），隔一定深度设置一个沉降环。电测探头能测得沉降环随土体的沉降。

4）测斜仪：测斜仪量测仪器轴线与铅垂线之间夹角的变化量，进而计算土层各点的水平位移。常见的测斜仪有电阻应变片式、滑线电阻式、差动变压器式、伺服式及伺服加速度计式等。弹簧铜片上端固定，下端靠摆线、簧片上应变片测出簧片弯曲变形、测斜仪倾角，换算为测斜仪两对滚轮间（500mm）的相对位移，进而计算土层各点的水平位移。测斜仪在测斜管中工作，而测斜管埋在土体或挡土结构中。测斜管应垂直，一对测斜管的定向槽应与基坑边线垂直。

（5）临界报警值 基坑内外布置了地连墙测斜、墙顶水平、竖向位移、立柱桩沉降、地面沉降、坑外水位观测井、支撑钢筋应力计、建筑物沉降及倾斜、裂缝、既有线沉降位移等监测点，基坑支护结构及周边建筑物管线（2倍基坑深度）全面覆盖，施工过程中注意监测点的保护，保证各项目监测点正常发挥作用。基坑施工前对监测点进行初始值采集，通过监测实时掌握基坑结构受力变形及周边环境的细微变化，对数据进行分析，数据突变或累计接近报警值时及时分析原因，对可能危及结构、施工、环境安全的隐患尽早做出应对措施，降低深基坑施工风险。

1）监测频率及周期。各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形值超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数，当有事故征兆时，应连续监测。

2）监测资料的分析、反馈、预警。监测人员必须针对收集的全部监测数据进行记录、整理、分析、存档。对各类应力、变形数据绘制成时间-应力曲线、时间-变形曲线。仔细分析总结工程结构的应力、变形的变化规律，及时提供各阶段性监督结果报告，以利指导施工。监测人员一旦发现应力、变形数据有异常现象或接近报警值必须及时报警，并积极配合项目部进行原因分析，采取相应措施。

3）大型重点工程如具备计算机管理条件，则可购置或编制相应软件，针对工程各阶段、各工序、各重点部位，分别设置报警值，一旦应力、变形达到报警值则能自动报警。

5.深基坑施工监测实例

某地下基坑工程监控方案：

（1）监控资质 应由具有测量资质的第三方承担，以使监测数据可靠而公正。测量的技术依据应遵循国家现行标准《城市测量规范》CJJ/T 8，《建筑变形测量规程》JGJ 8，《工程测量规范》GB 50026等。

（2）监控项目 本工程基坑深度达4.6m，根据地质报告，有地下管线，临边有建筑物，同时根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-2012）表3.8.3基坑监测项目的要求，故主要监控项目为：

1）边坡、排桩水平位移、沉降监测。

2）邻边建筑物沉降监测。

（3）监测点布置图 监测点布置具体详见附图。（略）

（4）监控预警值

1）排桩支护水平位移最大值12mm，预警值8mm；每天监测预警值＜2mm/d。

2）基坑顶部沉降量最终控制值＜20mm，预警值＜2mm/d。周边建筑沉降差预警值±2mm/d，累积最终控制值±20mm。

（5）监测方法

1）沉降监测方法。临边建筑物沉降及边坡沉降监测采用高精度水准仪。

监测使用的仪器设备均需满足相关测量规范要求。

沉降监测采用高精度水准仪加电子自动读数测微器和钢尺，高差精度±0.01mm，每栋临边建筑物至少布置3个沉降观测点。

2）排桩及土体水平位移监测方法。排桩水平位移监测通常采用极坐标法，采用经纬仪（测角精度为2′）进行y测最方便，但由于本工程采用“盖挖顺作法”，排桩被箱涵顶板屏蔽，采用经纬仪极坐标法无法测到排桩中部的位移监测点，故采用测斜仪进行监测。

每处测斜管分别测试三个点，①排桩顶端，②1/2H处，③1/3H处（H为基坑深度）。

支护结构的水平位移监测通常采用测斜仪，测斜仪能测量仪器与铅垂线之间夹角的变化量，进行测量围护结构或土层各点水平位移的仪器。使用时必须先埋设测斜管。测斜管的埋设位置、深度视测试目的而定。测试土层位移是在土层中预钻ϕ39孔，利用钻机向孔内逐节加长测斜管，直至所需深度。然后，在管与孔壁间的空隙中回填水泥和膨润土拌和的灰浆。测试支护结构的位移时，则需与围护墙紧贴固定。量测时，在一定位置上滑动，就能测得该位置处的倾角，沿深度各个位置滑动，测得土层各标高位置处的水平位移。

（6）监测周期、管理和记录制度及信息反馈系统 在下列几种情况下，必须及时进行基坑支护水平位移及沉降监测：①土方开挖前，②土方开挖过程中，③土方挖至设计标高。

1）监测频率及周期。各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。所有监测项目的监测周期为自土方开挖时开始至基坑回填时停止。

①边坡、排桩水平位移、沉降监测。

②邻边建筑物沉降监测。

③当变形超过有关标准或监测结果，变化速率较大时，应加密观测次数，当有事故征兆时，应连续监测。

2）监测资料的分析、反馈、预警。监测人员必须针对收集的全部监测数据进行记录、整理、分析、存档。对各类变形数据绘制成时间-变形曲线。仔细分析总结工程结构的应力、变形的变化规律，及时提供各阶段性监督结果报告，以利指导施工。监测人员一旦发现变形数据有异常现象或接近报警值必须及时报警，并积极配合项目部进行原因分析，采取相应措施。遇有汛期或暴雨时应安排专人进行连续值班，并在防洪抽水等器材、设备、人员方面做好充分准备，以应对突发事件。