深基坑工程是最近30多年中迅速發(fā)展起來的一個(gè)領(lǐng)域，由于高層建筑、地下空間的發(fā)展，深基坑工程的規(guī)模之大，深度之深，成為巖土工程中事故最為頻繁的領(lǐng)域。
深基坑工程常見破壞形式
基坑周邊環(huán)境破壞
在深基坑工程施工過程中，會(huì)對(duì)周圍土體有不同程度的擾動(dòng)，一個(gè)重要影響表現(xiàn)為引起周圍地表不均勻下沉，從而影響周圍建筑、構(gòu)筑物及地下管線的正常使用，嚴(yán)重的造成工程事故。引起周圍地表沉降的因素大體有：基坑墻體變位；基坑回彈、隆起；井點(diǎn)降水引起的地層固結(jié)；抽水造成砂土損失、管涌流砂等。
因此如何預(yù)測(cè)和減小施工引起的地面沉降已成為深基坑工程界亟需解決的難點(diǎn)問題。
支護(hù)體系破壞
（1）基坑圍護(hù)體系折斷事故。主要是由于施工搶進(jìn)度，超量挖土，支撐架設(shè)跟不上，圍護(hù)體系缺少大量設(shè)計(jì)上必須的支撐，或者由于施工單位不按圖施工，抱僥幸心理，少加支撐，致使圍護(hù)體系應(yīng)力過大而折斷或支撐軸力過大而破壞或產(chǎn)生大變形。
（2）基坑圍護(hù)體整體失穩(wěn)事故深基坑開挖后，土體沿圍護(hù)墻體下形成的圓弧滑面或軟弱夾層發(fā)生整體滑動(dòng)失穩(wěn)的破壞。下圖為某深基坑圍護(hù)整體失穩(wěn)破壞事故。
（3）基坑圍護(hù)踢腳破壞由于深基坑圍護(hù)墻體插入基坑底部深度較小，同時(shí)由于底部土體強(qiáng)度較低，從而發(fā)生圍護(hù)墻底向基坑內(nèi)發(fā)生較大的“踢腳”變形，同時(shí)引起坑內(nèi)土體隆起。
（4）坑內(nèi)滑坡導(dǎo)致基坑內(nèi)撐失穩(wěn)，在火車站、地鐵車站等長(zhǎng)條形深基坑內(nèi)區(qū)放坡挖土?xí)r，由于放坡較陡、降雨或其他原因引起的滑坡可能沖毀基坑內(nèi)先期施工的支撐及立柱，導(dǎo)致基坑破壞。
深基坑的支護(hù)方式
排樁支護(hù)
常見問題及防護(hù)措施如下。
懸壁式排樁嵌固深度不足
現(xiàn)象 挖土至坑底時(shí)發(fā)現(xiàn)樁傾斜，樁身出現(xiàn)裂縫，坑邊地面產(chǎn)生裂縫，附近道路下沉，鄰近房屋出現(xiàn)豎向裂縫等；嚴(yán)重時(shí)排樁倒塌，連接圈梁折斷，樁后土方陷入基坑內(nèi)，基坑支護(hù)破壞。
原因分析 懸臂樁的埋深嵌固深度沒有通過計(jì)算確定或計(jì)算不準(zhǔn)確，未按要求施工；其次是未做好排水和止水措施。
防治措施 懸臂樁的嵌固深度須通過計(jì)算確定，計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮土的物理參數(shù)。不按土的物理參數(shù)計(jì)算確定或按經(jīng)驗(yàn)確定嵌固深度的將發(fā)生重大事故。
鋼板樁滲漏
現(xiàn)象 基坑挖土過半時(shí)，發(fā)現(xiàn)鋼板樁滲漏，主要在接縫處和轉(zhuǎn)角處。
原因分析 （1）鋼板樁舊樁較多，使用前未進(jìn)行矯正修理或檢修不徹底，鎖口處咬合不好，以致接縫處易漏水，轉(zhuǎn)角處為實(shí)現(xiàn)封閉合攏，應(yīng)有特殊型式的轉(zhuǎn)角樁，這種轉(zhuǎn)角樁要經(jīng)過切斷焊接工序，可能會(huì)產(chǎn)生變形；（2）打設(shè)鋼板樁時(shí)，兩塊板樁的鎖口可能插接不嚴(yán)密，不符合要求；（3）樁的垂直度不符合要求，導(dǎo)致鎖口漏水。
防治措施 （1）舊鋼板樁在打設(shè)前需進(jìn)行整修矯正。矯正要在平臺(tái)上進(jìn)行，對(duì)彎曲變形的鋼板樁可用油壓千斤頂頂壓或火烘等方法矯正；（2）作好圍檁支架，以保證鋼板樁垂直打入和打入后的鋼板樁墻面平直；（3）防止鋼板樁鎖口中心線位移，可在打樁進(jìn)行方向的鋼板樁鎖口處設(shè)卡板，阻止鋼板樁位移；（4）為保證鋼板樁垂直，應(yīng)用2臺(tái)經(jīng)緯儀從兩個(gè)方向控制錘擊；（5）由于鋼板樁打入時(shí)傾斜，且鎖口接合部有空隙，封閉合攏比較困難，解決的辦法一是用異形板樁（此法較困難），二是采用軸線封閉法，此法較為方便；（6）如發(fā)現(xiàn)有滲水現(xiàn)象時(shí)，采用水玻璃水泥漿以閥管雙液灌漿施工堵漏。
鋼板樁傾側(cè)，坑底土隆起，地面裂縫
現(xiàn)象 開挖土方的挖土機(jī)及運(yùn)土車設(shè)在地面鋼板樁側(cè)，開挖不久即發(fā)現(xiàn)鋼板樁頂側(cè)傾，坑底土隆起，地面裂縫并下沉。
原因分析 （1）設(shè)計(jì)嵌固深度不夠，坑底土隆起是管涌現(xiàn)象；（2）挖土機(jī)及運(yùn)土車在鋼板樁側(cè)，增加土的地面荷載，導(dǎo)致樁頂側(cè)移。
防治措施 （1）鋼板樁的嵌固深度必須經(jīng)計(jì)算確定；（2）挖土機(jī)、運(yùn)土車不得在基坑邊作業(yè)，如必須施工，則應(yīng)將該項(xiàng)荷載計(jì)入設(shè)計(jì)荷載取值內(nèi)，以增加樁的嵌固深度；（3）鋼板樁設(shè)計(jì)時(shí)尚須考慮地基整體穩(wěn)定。
土釘墻支護(hù)
（1）開挖工作面：土釘支護(hù)應(yīng)自上而下分段分層進(jìn)行，分層深度視土層情況而定，工作面寬度不宜小于6m，縱向長(zhǎng)度不宜小于10m。
（2）噴射第一層混凝土：為防止土體松弛和崩解，須盡快做第一層噴射混凝土，厚度不宜小于40～50mm。噴射混凝土水泥用量不小于400kg/m³。
（3）土釘成孔：土釘成孔直徑70～120mm，向下傾角15～200，成孔方法和工藝由承包商根據(jù)土層條件、設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)而定。
（4）安設(shè)土釘、注漿：土釘有單桿和多桿之分，單桿多為直徑22～32mm的粗螺紋鋼筋，多桿一般為2~4根直徑16mm鋼筋。采用灰漿泵注漿，土釘注漿可不加壓。
（5）掛鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土面層：鋼筋網(wǎng)通常直徑6~10mm、間距200～300mm，與土釘連接牢固。鋼筋與第一層噴射混凝土的間隙不小于20mm。設(shè)置雙層鋼筋網(wǎng)時(shí)，第二層鋼筋網(wǎng)應(yīng)在第一層鋼筋網(wǎng)被覆蓋后鋪設(shè)?；炷撩姘搴穸?0～100mm。
錨桿支護(hù)
是在未開挖的土層立壁上鉆孔至設(shè)計(jì)深度，孔內(nèi)放入拉桿，灌入水泥砂漿與土層結(jié)合成抗拉力強(qiáng)的錨桿，錨桿一端固定在坑壁結(jié)構(gòu)上，另一端錨固在土層中，將立壁土體側(cè)壓力傳至深部的穩(wěn)定土層。
適于較硬土層或破碎巖石中開挖較大較深基坑，鄰近有建筑物須保證邊坡穩(wěn)定時(shí)采用。
（1）造孔：包括鉆機(jī)就位、施鉆成孔、清孔三個(gè)作業(yè)步驟。造孔用沖擊式鉆機(jī)、旋轉(zhuǎn)式鉆機(jī)或旋轉(zhuǎn)式?jīng)_擊鉆機(jī)，偏心鉆機(jī)跟進(jìn)護(hù)壁套管方式鉆進(jìn)，造孔須干鉆，嚴(yán)禁水鉆；考慮沉渣厚度，孔底應(yīng)超鉆30～50mm；成孔后高壓風(fēng)清洗孔壁，以保證砂漿與孔壁的粘結(jié)力。
（2）錨桿的制作與安裝。拉桿常用鋼管、粗鋼筋或鋼絲束、鋼絞線制成的錨索。錨索預(yù)留長(zhǎng)度為1~1.5m，錨固段間隔1~2m設(shè)置隔離架和緊箍環(huán)，中心布置灌漿管；自由段外套塑料管，前端切實(shí)作好隔漿措施。
（3）灌漿?；渝^桿常采用埋管式灌漿的一次灌漿法，即由孔底向上有壓一次性灌漿，壓力不小于0.6~0.8mpa，砂漿至孔口溢滿為止，注漿管不拔出；當(dāng)土體松散或巖石破碎易發(fā)生漏漿時(shí)采用二次灌漿法。
（4）預(yù)應(yīng)力張拉及封錨：與結(jié)構(gòu)施工預(yù)應(yīng)力張拉及封錨工藝相同
擋土灌注樁與土層錨桿結(jié)合支護(hù)
樁頂不設(shè)錨樁、拉桿，而是挖至一定深度，每隔一定距離向樁背面斜向打入錨桿，達(dá)到強(qiáng)度后，安上橫撐，拉緊固定，在樁中間挖土，直至設(shè)計(jì)深度。
適于大型較深基坑，施工期較長(zhǎng)，鄰近有建筑物，不允許支護(hù)、鄰近地基不允許有下沉位移時(shí)使用。
鋼板樁支護(hù)
當(dāng)基坑較深、地下水位較高且未施工降水時(shí)，采用板樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)，既可擋土、防水，還可防止流砂的發(fā)生。板樁支撐可分為無錨板樁（懸臂式板樁）和有錨板樁。常用的鋼板樁為u型鋼板樁，又稱拉森鋼板樁。
（1）無錨板樁。從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結(jié)束中途不停頓。打法簡(jiǎn)便、快速，但單塊打入易向一邊傾斜，累計(jì)誤差不易糾正，壁面平直度也較難控制。僅在樁長(zhǎng)小于10m、工程要求不高時(shí)采用。又稱單獨(dú)打入法。
（2）有錨板樁的雙層圍檁插樁法。是先沿板樁邊線搭設(shè)雙層圍檁支架，然后將板樁依次在雙層圍檁中全部插好，形成一個(gè)高大的板樁墻。待四角封閉合攏后，再按階梯形逐漸將板樁一塊塊打至設(shè)計(jì)標(biāo)高。該打法可保證平面尺寸準(zhǔn)確和板樁垂直度，但施工速度慢。
地下連續(xù)墻支護(hù)
先建造鋼筋混凝土地下連續(xù)墻，達(dá)到強(qiáng)度后在墻間用機(jī)械挖土。該支護(hù)法剛度大、強(qiáng)度高，可擋土、承重、截水、抗?jié)B，可在狹窄場(chǎng)地施工，適于大面積、有地下水的深基坑施工。
擋墻＋內(nèi)撐支護(hù)
當(dāng)基坑深度較大，懸臂式擋墻的強(qiáng)度和變形無法滿足要求、坑外錨拉可靠性低時(shí)，則可在坑內(nèi)采用內(nèi)撐支護(hù)。它適用于各種地基土層，缺點(diǎn)是內(nèi)支撐會(huì)占用一定的施工空間。常用有鋼管內(nèi)撐支護(hù)和鋼筋混凝土構(gòu)架內(nèi)撐支護(hù)。
（1） 鋼管內(nèi)支撐。鋼管支撐一般采用直徑609mm鋼管，用不同壁厚適應(yīng)不同的荷載。鋼管支撐的形式為對(duì)撐或角撐，對(duì)撐的間距較大時(shí)，可設(shè)置腹桿形成桁架式支撐。
（2）鋼筋混凝土內(nèi)支撐。鋼筋混凝土內(nèi)支撐剛度大、變形小，能有效控制擋墻和周圍地面的變形。它可隨挖土逐層就地現(xiàn)澆，形式可隨基坑形狀而變化，適用于周圍環(huán)境要求較高的深基坑。平面尺寸大的內(nèi)支撐應(yīng)在交點(diǎn)處設(shè)置立柱，立柱宜為格構(gòu)式柱，以免影響底板穿筋，立柱下端插入工程樁內(nèi)不小于2m，否則應(yīng)設(shè)置專用的樁基礎(chǔ)。