2G313030 矿业工程基坑支护施工技术
一、单项选择题（每题的备选项中，只有1个最符合题意）
1．地下连续墙施工质量的薄弱部位是（ ）。[2015年真题]
A．单元槽段横向中部
B．单元槽段横向端部
C．导墙的上端
D．导墙的下端
【答案】B
【解析】地下连续墙的缺点包括：①每段连续墙之间的接头质量较难控制，往往容易形成结构的薄弱点。②墙面虽可保证垂直度，但比较粗糙，尚须加工处理或做衬壁。③施工技术要求高，无论是造槽机械选择、槽体施工、泥浆下浇筑混凝土、接头、泥浆处理等环节，均应处理得当，不容疏漏。④制浆及处理系统占地较大，管理不善易造成现场泥泞和污染。从单元槽段的横向施工过程而言，则其端部是连续墙的单元接头部位，是施工质量的薄弱部位。
2．地下连续墙施工所使用的护壁泥浆主要成分是水、掺合物和（ ）。[2013年真题]
A．砂土
B．水泥
C．石灰
D．膨润土
【答案】D
【解析】泥浆护壁的作用是固壁、携砂、冷却和润滑，以固壁为主。泥浆的主要成分是膨润土、掺合物和水。施工中，泥浆要与地下水、砂和混凝土接触，并一同返回泥浆池，经过处理后再继续使用。
3．开挖较窄的沟槽，宜采用的支护方式是（ ）。[2014年真题]
A．横撑式
B．重力式
C．板式
D．喷锚式
【答案】A
【解析】基坑（槽）支护结构的形式有多种，根据受力状态可分为横撑式支撑、重力式支护结构、板桩式支护结构等。开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支撑。重力式支护结构是指主要通过加固基坑周边土形成一定厚度的重力式墙，以达到挡土的目的。板式支护结构由挡墙系统和支撑（或拉锚）系统两大系统组成。悬臂式板桩支护结构则不设支撑（或拉锚）。喷锚支护包括喷混凝土和设置锚杆两大部分。土钉支护用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m；目前在软土场地亦有应用。
4．轻型井点系统中的井点管下端一般配有（ ）。[2016年真题]
A．滤管
B．弯联管
C．集水总管
D．抽水设备
【答案】A
【解析】轻型井点是沿基坑四周以一定间距埋入直径较细的井点管至地下含水层内，井点管的上端通过弯联管与总管相连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑底以下。井点管是用直径38或51mm、长5～7m的钢管，管下端配有滤管。
5．对降水深度要求为16m、土的渗透性又较差的基坑施工，采用（ ）降水方式较经济。[2014年真题]
A．喷射井点
B．多级轻型井点
C．管井井点
D．深井井点
【答案】A
【解析】基坑施工的防排水方法可采用明排水法和井点降水法。其中，井点降水法中各井点的使用范围如表2G313030－1所示。
表2G313030－1 各种井点的使用范围
当基坑较深而地下水位又较高时，采用轻型井点要用多级井点，但会增加基坑的挖土量，延长工期并增加设备数量，不经济。深井井点一般可降低水位30～40m，有的甚至可达百米以上。因此，本题中采用喷射井点较经济。
6．轻型井点降水系统的井点管下端应配有（ ）。[2012年6月真题]
A．总管
B．弯联管
C．滤管
D．喷水管
【答案】C
【解析】轻型井点是沿基坑四周以一定间距埋入直径较细的井点管至地下含水层内，井点管的上端通过弯联管与总管相连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑底以下。在施工过程中要不断地抽水，直至基础施工完毕并回填土为止。井点管是用直径38或51mm、长5～7m的钢管，管下端配有滤管。
7．对于土层渗透系数较大、地下水量丰富、要求降水深度8m的基础施工，宜采用的降水方法是（ ）。[2011年真题]
A．轻型井点
B．管井井点
C．电渗井点
D．深井井点
【答案】B
【解析】井点降水法有轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点及深井井点等，可根据土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点及设备条件选择。其中，管井井点是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。管井直径为150～250mm。管井的间距，一般为20～50m。管井的深度为8～15m，井内水位降低，可达6～10m，两井中间则为3～5m。
8．地下连续墙的施工步骤中，次序颠倒的是（ ）。
A．修筑导墙→分段成槽
B．泥浆护壁→分段成槽
C．泥浆护壁→浇筑混凝土
D．浇筑混凝土→拔接头管
【答案】D
【解析】地下连续墙是在深基础的施工中发展起来的一种施工方法。地下连续墙的施工的步骤为：①修筑导墙；②泥浆护壁；③深槽挖掘；④混凝土浇筑。
9．地下连续墙的导墙应沿地下连续墙（ ）位置开挖。
A．横断面
B．斜截面
C．纵向轴线
D．水平投影
【答案】C
【解析】在挖槽之前，需沿地下连续墙纵向轴线位置开挖导沟，修筑导墙。导墙材料一般为混凝土、钢筋混凝土（现浇或预制），也有用钢结构导墙的。导墙厚度一般为10～20cm，深度为100～200cm。
10．下列不属于地下连续墙施工中采用泥浆的主要作用的是（ ）。
A．固壁
B．携砂
C．冷却和润滑
D．堵水
【答案】D
【解析】泥浆护壁的作用是：固壁、携砂、冷却和润滑，其中以固壁为主。泥浆的主要成分是膨润土、掺合物和水。施工中，泥浆要与地下水、砂和混凝土接触，并一同返回泥浆池，经过处理后再继续使用。
11．关于SMW施工工艺，下列说法错误的是（ ）。
A．SMW工法，又称为劲性水泥土搅拌墙工法，具有墙体厚度小，施工速度快等优点
B．遇有地下障碍时，利用空压机将地下障碍破除干净，重新开挖导槽，确保SMW施工顺利进行
C．开钻前应用水平尺将平台调平，并调直机架，确保机架垂直度不小于1％
D．下钻、提升速度应与注浆泵的泵量相适应，同时下钻速度不大于100cm/min，提升速度不大于180cm/min，不需复拌
【答案】D
【解析】SMW（Soil Mixing Wall）工法，又称劲性水泥土搅拌墙工法，是一种新型的深基坑支护结构。SMW工法具有墙体厚度小，施工速度快，对周边环境影响小，造价低廉等优点，特别适合作为软土地区深基坑的支护结构。遇有地下障碍时，利用空压机将地下障碍破除干净，重新开挖导槽，确保SMW施工顺利进行。开钻前应用水平尺将平台调平，并调直机架，确保机架垂直度不小于1％。并在成孔、提升过程中常检查平台水平度和机架垂直度，确保成桩垂直度不小于1％。下钻、提升速度应与注浆泵的泵量相适应，下钻速度不大于100cm/min，提升速度不大于180cm/min，并至少复拌一次以上。
12．下列方法中，（ ）由于设备简单和排水方便，因而应用普遍，宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。
A．井点降水
B．明排水法
C．喷射井点
D．管井井点
【答案】B
【解析】明排水法由于设备简单和排水方便，因而应用普遍。宜用于粗粒土层，也用于渗水量小的黏土层。但当土为细砂和粉砂时，地下水渗出会带走细粒，发生流砂现象，导致边坡坍塌、坑底涌砂，难以施工，此时应采用井点降水法
13．当降水深度为25m，为了满足降水要求，宜选用（ ）降水方法。
A．一级轻型井点
B．喷射井点
C．管井井点
D．深井井点
【答案】D
【解析】井点降水法有轻型井点、电渗井点、喷射井点、管井井点及深井井点等。其中当降水深度超过15m时，在管井井点内采用一般的潜水泵和离心泵满足不了降水要求时，可加大管井深度，改用深井泵即深井井点来解决。一级轻型井点降低水位深度为3～6；喷射井点降水深度可达8～20m；管井井点井内水位降低可达6～10m，两井中间则为3～5m。
14．喷射井点的平面布置，当基坑宽度小于等于10m时，井点可作（ ）布置。
A．单排
B．双排
C．环形
D．U形
【答案】A
【解析】喷射井点的平面布置，当基坑宽度小于等于10m时，井点可作单排布置；当大于10m时，可作双排布置；当基坑面积较大时，宜采用环形布置。井点间距一般采用2～3m，每套喷射井点宜控制在20～30根井管。
15．某地层土的渗透系数大、地下水水量大，降水深度在7m左右，最适宜的井点降水方法是（ ）。
A．轻型井点
B．喷射井点
C．管井井点
D．深井井点
【答案】C
【解析】管井井点就是沿基坑每隔一定距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵不断抽水来降低地下水位。在土的渗透系数大、地下水量大的土层中，宜采用管井井点。管井直径为150～250mm。管井的间距，一般为20～50m。管井的深度为8～15m，井内水位降低，可达6～10m，两井中间则为3～5m。
二、多项选择题（每题的备选项中，有2个或2个以上符合题意，至少有1个错项）
1．在地下连续墙施工中，泥浆的作用有（ ）。[2010年真题]
A．固壁
B．定向
C．携砂
D．冷却
E．润滑
【答案】ACDE
【解析】地下连续墙是在深基础的施工中发展起来的一种施工方法。它是以专门的挖槽设备，沿着深基础或地下构筑物周边，采用触变泥浆护壁，按设计的宽度、长度和深度开挖沟槽，待槽段形成后，在槽内设置钢筋笼，采用导管法浇筑混凝土，筑成一个单元槽段和混凝土墙体。依次继续挖槽、浇筑施工，并以某种接头方式将单元墙体逐个地连接成一道连续的地下钢筋混凝土墙或帷幕，以作为防渗、挡土、承重的地下墙体结构。泥浆护壁的作用是固壁、携砂、冷却和润滑，其中以固壁为主。泥浆的主要成分是膨润土、掺合物和水。施工中，泥浆要与地下水、砂和混凝土接触，并一同返回泥浆池，经过处理后再继续使用。
2．板式支护结构包括（ ）。
A．挡墙系统
B．支撑（或拉锚）系统
C．主动支护系统
D．被动支护系统
E．围护结构系统
【答案】AB
【解析】板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑（或拉锚）系统。悬臂式板桩支护结构则不设支撑（或拉锚）。
3．轻型井点降水的抽水设备由（ ）组成。
A．真空泵
B．离心泵
C．高压水泵
D．空气压缩机
E．水汽分离器
【答案】ABE
【解析】轻型井点是沿基坑四周以一定间距埋人直径较细的井点管至地下含水层内，井点管的上端通过弯联管与总管相连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑底以下。抽水设备包括真空泵、离心泵和水汽分离器等。一套抽水设备能带动的总管长度，一般为100～120m。
4．关于轻型井点降水，下列说法正确的有（ ）。
A．一级轻型井点的降水深度可达8～15m
B．土方施工机械需要进出基坑时，也可采用U形布置
C．在每根井点管上均应装一组抽水设备
D．在每根井点管上均配有滤管
E．当基坑较深而地下水位又较高时可采用多级井点
【答案】BDE
【解析】A项，一级轻型井点的降水深度可达3～6m；C项，一套抽水设备能带动的总管长度，一般为100～120m。
三、案例题（请根据背景资料，按要求作答）
（一）
【背景资料】
某施工企业承担一地面建筑的基坑开挖工程。基坑开挖深度为5m，基坑北侧距基坑边缘4m处已有一栋三层永久建筑物，坑缘堆有施工单位的大量建筑钢材。基坑所处的地质条件为砂质土层，地下水位在地表以下4m。基坑设计采用钢板桩支护。施工前建设单位为节约工程投资，指示更改支护设计，只在基坑北侧采用钢板桩支护，其他部位采用无支护的垂直开挖方式。结果基坑南侧在施工过程中出现较大变形，且一直未被发现，最终部分坍塌。因施工单位未及时处理，结果又引起了更大面积的塌方。事后施工单位准备就基坑坍塌造成的损失向建设单位索赔。
问题：
1．该基坑宜采用何种降水方式?其最小降水深度应为多少?
2．该基坑坍塌质量问题的直接原因是什么?造成该基坑塌方的主要因素有哪些?
3．该基坑施工违反了哪些主要安全规定?
4．施工单位是否可对前后两次坍塌事故进行索赔?说明理由。如可索赔，施工单位应提出的主要索赔证据是什么?
【参考答案】
1．该基坑宜采用何种降水方式?其最小降水深度应为多少?
答：该基坑宜采用井点降水方式；最小降水深度应为基坑底以下0.5m，即地表以下5.5m以下。
2．该基坑坍塌质量问题的直接原因是什么?造成该基坑塌方的主要因素有哪些?
答：（1）基坑坍塌的直接原因是建设单位更改了支护设计。
（2）造成该基坑塌方的主要因素有：
①边坡过陡，使土体的稳定性不够；
②水对基坑稳定性的影响；
③基坑上边边缘附近超载；
④支护措施不当。
3．该基坑施工违反了哪些主要安全规定?
答：该基坑施工违反的主要安全规定如下：
（1）违反在基坑附近有建筑物或构筑物时，应有专门的防止发生下沉和变形措施的规定；
（2）违反基坑周边1m范围内不得堆载、不得超载堆荷规定；
（3）违反基坑施工应有必要的变形监测的规定；
（4）违反安全生产规定，发生重大安全事故时，应立即采取抢险措施。
4．施工单位是否可对前后两次坍塌事故进行索赔?说明理由。如可索赔，施工单位应提出的主要索赔证据是什么?
答：施工单位可对第一次坍塌事故进行索赔，不可对第二次坍塌事故进行索赔。
理由：因第一次事故由业主改变设计造成；第二次坍塌是与施工方未及时处理并防止事故扩大有关。第一次坍塌事故索赔证据为建设单位的支护设计方案的变更指令。
（二）
【背景资料】
某工程公司低价中标了一矿区工业广场的改造工程，其中要在广场内修建一条100m长的地下双孔钢筋混凝土排水暗渠。暗渠外断面尺寸为宽12m、高4.8m，渠底标高－5.8m，渠顶需覆土回填1m，并恢复广场绿化。暗渠东段50m的北面是一栋已建成的6层楼房，与暗渠净距5m。暗渠两侧无空地。该区域常年地下水位在－2.5m左右。
经批准的施工组织设计采用的施工方法为：暗渠西段采用双排钢板桩加横向支撑系统，双排轻型井点降水；东段50m采用双排水泥搅拌土重力式挡土墙兼挡水；机械挖土，土方外运。
项目实施前，项目经理为节省费用将水泥搅拌桩挡土墙改为悬臂式钢板桩，不设横向支撑，采用单排轻型井点降水；回填用的土方堆放在楼房北侧的狭长空地上，约需堆高5m。因工期紧迫，立即组织实施。
土方开挖至－3.5m时，发现钢板桩缝隙有渗水渗砂现象。挖至－4.5m时，楼房墙体出现裂缝。挖至－5.5m后，部分钢板桩倾覆，楼房墙体出现倾斜倾向，工程紧急停工。
问题：
1．分析钢板桩缝隙出现渗水渗砂的原因。
2．项目经理更改施工方案的做法有何不妥？说明正确做法。
3．在楼房北侧堆土的做法会造成哪些安全隐患？
4．工程紧急停工后，现场应如何进行应急处理？
【参考答案】
1．分析钢板桩缝隙出现渗水渗砂的原因。
答：钢板桩出现渗水渗砂的原因是单排轻型井点降水方案不妥。因双孔暗渠宽12m，基坑宽度要在14m左右，单排轻型井点降水达不到此要求，故另一侧钢板桩会渗漏水及泥砂。
2．项目经理更改施工方案的做法有何不妥？说明正确做法。
答：不妥之处：项目经理未经计算，便擅自修改施工方案，且未经原施工组织设计审批部门批准就付诸实施。
正确做法：先设计计算，制定新的施工方案，报原方案审批单位批准，并送监理工程师审查后，才可以进行施工。
3．在楼房北侧堆土的做法会造成哪些安全隐患？
答：在楼房北侧堆土会大大增加地面荷载（加速土体滑动、堆土塌方），造成钢板桩倾覆，楼房裂缝（倾斜）。
4．工程紧急停工后，现场应如何进行应急处理？
答：工程紧急停工后，应该立即停止施工，作必要的记录（文字、照片等），向上级部门报告，同时立即组织将办公楼北侧的堆土进行卸载（清理运土），回填基坑（采取加固等措施）防止事故扩大。