工程质量与管理 圈豳圈豳 基坑工程安全等级和勘探评价 摘要：为科学、合理开发利用国土资源，我国各有关部门都将地下基坑按安全性分为三级。本文拟从分级的依据出发，着重从岩 土工程勘探评价角度对基坑工程安全分级问题进行探讨。基坑宜以综合性原则为依据分级较为合理，易被勘察、设计、施工各方所 接受，以确保基坑工程质量和安全。宜扬弃偏重于基坑开挖深度的简单分级方法。 关键词：基坑；工程勘察；地质环境问题；安全等级；周边建筑环境问题 省规范中则均有具体的和安全性等级相对应的开挖深度规定，以利于工程 刖置 中直接应用。表一也直观地反应出格规范对基坑安全性分级依据的共性和 差异。 为充分利用地下空间，数量越来越多的、深度越来越大的、用途越来越广 的、岩土工程问题越来越复杂的基坑工程出现在我国，尤其是在东南部沿海 软土地基中。当前，为区别基坑重要性程度，复杂性程度或安全性程度，工程 界以不同冠名将基坑进行分级，但不约而同地分为一、二、三等三个级别。在 就基坑安全性分级因素，一般分为三大方面：基坑开挖深度及支护性质； 基坑周边建（构）筑物及基线环境对基坑开挖（周边建筑环境问题）；水文 地质和工程地质环境问题（地质环境问题）。对于第一方面问题各规范都给予 上海，市建交委规定Ｉ、Ⅱ级基坑设计均应经过市建交委科技委组织相关专 家评审会评议通过后才能付诸施工。当然，作为Ｉ、Ⅱ级基坑，在工程勘察中， 较多关注，除开挖深度外，国家标准《建筑地基基础工程施１二质量验收规范》 和上海市规范还专门强调了：围护结构等作为未来建筑物主体结构的一部分 这些基坑往往涉及较多较复杂的问题和水文地质问题。特别是前者，有特殊 时，即使是开挖深度不大的三级基坑，也应升级为一级基坑，突出了结构工程 的勘察要求在勘察规范上均有明显规定。因此，确定基坑安全分级等级标准 由临时转化为永久性质的同时，基坑等级的相应提高。对于第二方面的分级 要素，也可作为周边建筑环境因素。在安全性分级时，一直是基本要素，而且 也是岩土工程勘察需先解决的技术问题。 随着环境问题越来越被人们所重视，这个要素在分级中的比重越来越大。尤 １有关规范分级相关分析 我国不少设计、施工、监测规范对软土基坑进行了安全等级划分。现仅选 其中部分代表性规范的相关规定列表比较如下： 表一各规范基坑安全性分级比较表 规范名称 其在上海，随着基坑规范由１９９７年版设计规范升版为２０１０年版基坑 【程技术 规范时，基坑分级由一个变为两个：“基坑工程安全等级”和“基坑工程环境保 护等级”。 可是，作为制定基坑安全最基本的因素——水文地质工程地质条件即地 （建设部） 国家标准 ｆ上海市） （湖北省） 建筑基坑支 建筑地基基础 冶金部 工程施工质量 建筑基坑支 基坑工程技术 深基坑工程 护技术规程 验收规范 护技术规程 规范 技术规定 ＪＧＪｌ２０．２０１２ ＧＢ５０２０２—２００２ ＹＩ］９２５８－９７ ＤＧ厂ｒ０８．６１．２０ ＤＢ４２／１５９ １９ １０ ９８ 级、二级、 级、二缓、 一级、二级、 一质环境因素在表一中仅仅在湖北省《深基坑工程技术规定》这一个规范中，该 规范将基坑的环境条件和水文地质工程地质条件分为Ｉ、Ⅱ、Ⅲ类： Ｉ类，复杂的。有深层淤泥、淤泥质土层或承压水埋置，对基坑工程有重 大影响； Ⅱ类，较复杂。土性较差，或浅部有易于流失的粉土、粉砂层，地下水对慕 坑工程有一定影响； 安全等级 三级 兰级 （安全性系 级、二级、 一级、二级、 （未明确为 （安全性系 数Ｙ０１１０、 “安全”等级） 数Ｙ ０１１０、 三级 三级 １ ００、０ ９０） １ ００、０ ９０） 三级 Ⅲ类，简单。土质好，且地下水对基坑：【程影响较微。 该规范对基坑安全等级的划分是综合基坑开挖深度、基坑离邻近需保护 物距离远近及场区水文地质工程地质条件复杂程度三大因素的综合判定方 法。根据该规范，若周围地质环境因素较简单，即属Ⅲ类，则即使基坑开挖深 度接近１０ｍ，只要远离保护物（ａ＞２Ｈ），基坑安全级别仍属三级。但若场区岩土 工程条件恶劣，即属于复杂的Ｉ类时，即使其开挖深度小于７ｍ，不论基坑距 离保护物远近如何，其基坑安全级别必然是一级。我们认为这才是最合理的， 这也是对目前在我国工程界简单地按基坑深度进行基坑安全性分级的挑战。 以Ｈ表示 ＞１０ｍ Ｈ＞ｌ２ｍ ＞ｌ５ｍ 开挖深度 ≥７ｍ≤１０ｍ ．０ｍ≤１ ５ｍ Ｈ≥７ｍ．Ｈ≤ ＞１ｌ２ｍ Ｈ＜７ｍ ＜７ｍ ＞７ｍ≤１０ｍ ≤７ｍ 支护结构 是否作为 主题结构 部分 一考虑 考虑 基坑边界 在开挖深度内 以Ｈ表示开挖 离邻近建 根据影响程 是否存在重要 适当考虑基 深度，ｓ表示 以Ｈ表示开 （构）筑 度判别安全 设施历史文 坑破坏可能 距坑边距离， 挖深度，ａ表 物或重要 等级 物重要基线 产生的后果 对建（构）筑 示距坑边距 基线、设 物和管线有不 离，区别考虑 施距离 同要求 ，、２相关基坑岩土工程勘察评价问题 基坑安全等级是开展岩土工程勘察工作深度的依据。各勘察规范均有相 应的深度不同的岩土工程勘察内容和勘察工作量规定。作为岩土工程师当然 在基坑岩土工程勘察中应同时重点关注基坑地质环境和周边建筑环境的勘 分级因素 水文地质 工程地质 条件 根据支护结 由基坑开挖 构破坏程度 根据基坑结 由基坑开挖深 深度Ｈ、坑边 及对周边环 根据基坑开挖 构破坏可能 度Ｈ。是否作 缘距离敏感 境影响深度和周围环 产生的后果 为主体结构的 建（构）筑物 对地 境建（构）筑 包括对邻近 基坑等级 下结构施工 部分，基坑 和基线距离 划分规定 影响程度等 物特殊要求及 建（构）筑物、 边缘离开敏感 ａ、水文地质 总体破坏影 是否作为主体 地下市政设 建（构）筑物 工程地质复 响结构的一部分 施、地铁等影 和管线、地铁 杂程度等三 综合制定 确定基坑等级 响综合确定 等距离Ｓ确定 个方面综合 摹坑侧壁安 安全等级 基坑安全等级 制定基坑安 全等级 全等级 ，一探评价。但是，对于一个深度判为三级基坑，开挖深度小于７ｍ的浅基坑项目， 相对于一级、二级基坑中经常施行的大量的岩土工程勘探评价工作量ｌ引［４１，难 免会遭到建设方、设计方，甚至后续的施工方、监理方、监测方等来自各方的 非议。 如上海市南郊浦东新区康桥工业区新建一科技园区，平面呈东西走向呈 矩形，长约３５０ｍ，南北长近１００ｍ，拟建１０栋科研楼，均为地面５层，地下１层。为 充分利用地下空间，设统地下车库，车位近２５Ｏ个，开挖深度约５ｍ。经勘探，场 区为积水洼地回填形成，东侧与地表河流相邻。城区东半部几乎均由人工填 土回填形成，填土厚约３．５ｍ，以建筑垃圾、工业垃圾为主，不等量的混有淤泥、 ，这些规范中包含了部分国家标准、行业标准、地方标准；有设计规程、施 工验收规范，也有工程技术综合规定（含检测），它们具有的共同性：１．都将基 坑安全等级划分为一级、二级、三级三个等级，并以一级为最高等级；２．几乎 都以基坑开挖深度为最基本的基坑安全等级依据，即基坑开挖越深则安全等 级越高。 在国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》和上海市规范、湖北 淤泥质土及生活垃圾，西部尚有一沟浜。对该基坑（１００ｍ￣３５０ｍ），根据其基坑 开挖深度仅５ｍ左右，按上海最新基坑规范仅仅能判为三级基坑，其周边不存 在需特殊保护的建（构）筑物对象，故也不能按环境保护等级判为高等级基 坑；但是该场地的复杂地质环境问题是客观存在的。一般情况下，即在岩土层 分布正常时，对于这种地面５层、地下一层的基坑，即使是范围很大的基坑，和 地表水体相邻的基坑也可以用钢板桩同时在邻地表水一侧（下转第２６０页） ’２５７’ 舀墨四豳 Ｍｓ 工程质量与管理 计算结果分析： （６） 式中：ｒ截面抵抗矩塑性影响系数，按文献［３］第７．２．４条规定： Ｙ＝（。．７＋ ）ｙ ，式中 混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数基本 １、文献【１］和本文推导公式计算结果相近，文献［２］结果相差较大。 ２、文献［１１、［２］ＯＯ系数ｋ值是不变的，推导公式（７）中系数ｋ 是随着ｈ不断变 化的，因为截面抵抗矩塑性影响系数随着ｈ的变化而变化，因此计算的时候需 要先假定一个ｈ值试算，计算相对麻烦一些，但计算结果更趋合理。 ３、考虑到设计同行更加方便的计算封底厚度，本文将部分ｈ所对应系数 值列于表３，供设计同行参考。 表３封底混凝土不同厚度对应的系数ｋ３值 Ｉ系数 ｋ３ Ｉ ２ ６５ １ ２ ８０ ｌ ２ ８８ ｌ ２ ９３ ｌ ２ ９７ １ ２ ．９９ １ ３ ０１ Ｉ 值，对于矩形截面 取１．５５；ｈ一截面高度：当ｈ＜４００时，取ｈ＝４００；￣ｈ＞１６００时， 取ｈ＝１６００： 厂素混凝土轴心抗拉强度设计值，按文献［３】表４．１．４—２规定的混凝土轴 心抗拉强度设计值艚乘以系数０．５５取用； ＞Ｊ 假定系数 ＝Ｊ ＝羼 ，所 考虑混凝土与泥土互相掺杂的附加厚度后，实际封底素混凝土厚度计算 公式为： ≥ｋ Ｍ （７） 五、小结 根据以上分析和计算，得出以下结论： １、当沉井依靠自重不能满足下沉要求时，应该对沉井结构进行优化，并 采取相应的施工措施，以满足沉井下沉要求。 ２、沉井封底混凝土除应满足抗浮要求外，还应对其强度进行核算。根据 结合本Ｔ程实例，封底混凝土采用Ｃ２０，假设封底混凝土厚度为１．３０ｍ，附 加厚度都取３００ｒａｍ，分别用三公式计算封底厚度如表２所示： 袁２封底混凝土厚度比较 弯矩的设计值 计算项Ｉ：１ 文献［１］变 形公式（３） 文献［２］变 形公式（５） １０５．假定封底混凝土厚度计算其最大拉应力应小于容许拉应力值，否则应该增加 封底厚度。 ３、本文根据混凝土结构设计规范推导出封底混凝土厚度计算公式，并与 文献［１１、［２１封底混凝土厚度计算结果进行比较，证明推导公式（７）中系数ｋ的 取值更趋合理，并给出了不同封底厚度的计算系数Ｋ值供参考。当然，为了简 Ｃ２０混凝土抗拉强度 系数 附加厚度 封底厚度ｈ Ｍ一（Ｎ．ｍｍ） 设计值 （Ｎ／ｒｍ ） １０５ ８３ １ １０ ｋ ３ ０５ 吃（ｍ） ３００ （ｔｒｉｍ） １２４４ 化计算，推导公式中系数ｋ也可取最大值３．０１进行强度校核，留有安全余量。 参考文献： 【１】江正荣，沉井封底计算，建筑工人，１９９８ １２，１０—１１ ８３ １ １０ ２ ４０ ２．９８ ３００ ３００ １０４２ １２２４ 【２１国家标准，给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程．（ＣＥＣＳ１３７：２００２） ｆ３】国家标准，混凝土结构设计规范（ＧＢ５００１０—２０１０） 本文推导公 式（７） １０５ ８３ １．１Ｏ ｆ４１给水排水工程结构设计手册（第二版），中国建筑工业出版社，２００６ 建工程，以及电气管线、上下水管线的安装工程，供热、供冷系统工程等项目。 （上接第２５５页） Ｂ．建设单位办理工程竣工验收备案应当提交下列文件： 保修的期限应该按照保证建筑物在合理寿命年限内正常使用，维护使用者合 告应当包括工程概况、合同内容执行情况、工程管理及竣工质量验收情况，质 法权益的原则加以确定。在住宅工程交付使用后，在规定的保修期限内，因勘 量总体评价等；工程施工许可证；施工图设计文件审查意见；单位工程质量综 察设计、施工、材料等原因造成的质量缺陷，应当由开发商组织施工单位负责 合验收意见；配套基础设施的有关质量检测和功能性抽测资料；施工单位签 维修，由责任单位承担维修费用。 署的工程质量保修书；商品住宅《住宅质量保证书》和《住宅使用说明》。 ７结语 Ｃ．备案管理部门收到备案申请后，应审查备案文件是否齐全并对工程质 量监督报告予以审查。对符合条件的，在《房屋建筑工程竣工验收备案表》上 商品住宅质量是关系人民生命财产安全的重大问题，是各国关注的 工程竣工验收备案表；工程竣工验收意见表；工程竣工验收报告。竣工验收报 签署同意备案意见。对违反有关规定程序、文件不全、质量不符合国家强制性 标准要求的，要求建设单位限期进行整改。整改达到要求后，重新申请备案。 Ｄ．备案管理部门发现建设单位在竣工验收过程中有违反国家有关建设 质量管理规定行为的，应当责令重新组织竣工验收。 焦点。近几年，我国各地市商品住宅的开发量越来越大，伴随着商品住宅业的 迅速增长，商品住宅的工程质量问题也越来越受到各界关注。通过提倡对工 程质量要实施“全过程”监督管理，包括可行性研究阶段、设计阶段、建设准备 阶段、建设实施阶段、竣工验收阶段以及使用阶段的监督管理。我县改变原有 ６使用阶段的监督管理 任何商品都有售后服务，住宅也不应例外，应该实行商品住宅质量保修 制度。保修范围应包括地基基础工程、主体结构工程、屋面防水工程和其他土 （上接第２５７页）辅以适当的挡水（隔水）措施解决问题，但在该处显然是不适 用的。厚达３．５ｍ的暗浜填土不能提供充分的侧壁阻力，以保证钢板桩的稳定， 同时也给相邻地表水提供了直接的基坑高渗透性周边的人渗通道，使基坑的 的只重视施工阶段，轻视前期、设计阶段的做法，取得了良好的社会效益。 参考文献： ｆ１１杨峰．建筑工程质量监督存在的若干问题分析Ⅱ１冲国科技纵横２０１１（１８）． ［２］刘建华对如何加强建筑工程质量监督进行探讨『Ｉ１．城市建设２００９（３４） ３结论与建议 综上所述，安全性分级不仅涉及工程施工的安全，施工的安全性、指导施 工的执行，施工监测、监理等，与岩土＿Ｔ程勘察休戚相关。因此，分级的合理性 十分重要，根据上述分析可知，基坑的安全性取决于以上三大因素，而其安全 地质环境条件大大地复杂化，安全隐患大大地严重化，其等级是否应该提高 为二级或一级。 相应的对类似基坑工程中不能满足于常规三级基坑勘探要求，应在进一 性又决定了基坑的重要性。因此，上述三大方面的因素是缺一不可的。 步增加勘探测试Ｔ作量、增加部分一二级勘探测试内容，同时，还应调查了解 １、基坑工程安全性分级宜加强考虑地质环境因素，克服重视建（构）筑环 相邻地表水体的情况如潮汐水位变化、水质、与基坑内地下水的水力联系，必 境因素、轻视地质环境因素倾向性。 要时通过现场水文地质试验确定基坑疏干所需的设计参数和其他相关的水 ２、建议统一我们国家的基坑分级命名，均命名为安全．１生分级。 文地质信息等。 参考文献： 由于复杂的岩土环境问题所引申的基坑问题显然不仅仅局限于勘察，在 ｆ１１上海市标准《基坑工程技术规范》（ＤＧ／Ｔ１０８—６１—２０１０） 基坑设计、施工、监测、监理环节同样也存在。对此，不仅是岩土工程师，包括 ｆ２１上海市工程建设规范《基坑工程技术规范》（ＤＧ／ＴｌＯ８—６１－２０１０） 结构工程师，建筑师和咨询师也均积累有不少经验，均会承认以基坑开挖深 『３１＿ｋ海市工程建设规范《岩土工程勘察规范》（ＤＧ１０８—３７—２０１２） 度作为基坑安全等级划分的唯一依据的局限性。 ｆ４１国家标准《岩土工程勘察规范》（ＧＢ５００２１－２００１）（２００９年版） ・２６０・
