基坑工程施工技术讲义课件.ppt

1、19.9.基坑工程施工技术基坑工程施工技术foundation pit engineeringfoundation pit engineering2022年9月29日星期四2 基坑工程：基坑工程：n传统的古老课题传统的古老课题n综合性的岩土工程问题综合性的岩土工程问题2022年9月29日星期四3建筑基坑建筑基坑(building foundation pit)：建筑基坑是指为进行建筑物：建筑基坑是指为进行建筑物(包包括构筑物括构筑物)基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。基坑工程基坑工程(foundation pit engineering)：为保证基

2、坑施工及主体地：为保证基坑施工及主体地下结构的安全和周围环境不受损害，需对基坑进行包括土体、降水和开下结构的安全和周围环境不受损害，需对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。这项综合性的工程就挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。这项综合性的工程就称为基坑工程。称为基坑工程。基坑周边环境基坑周边环境(surroundings around foundation pit)：基坑开挖影基坑开挖影响范围内包括既有建响范围内包括既有建(构构)筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体以筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体以及地下水体等体系的统称。及地下水体等体系的统

3、称。基坑支护基坑支护(retaining and protecting for foundation excavation)：为保证地下结构的施工及基坑周边环境安全，对基坑侧壁及周边环境采为保证地下结构的施工及基坑周边环境安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固和保护措施。用的支挡、加固和保护措施。基本概念2022年9月29日星期四基坑工程基坑工程土体开挖土体开挖降低水位降低水位坑壁支护坑壁支护2022年9月29日星期四2022年9月29日星期四地下工程讲稿5基坑开挖可以分为以下四种类型2022年9月29日星期四地下工程讲稿6 图图9-1 无支护开挖施工示意图无支护开挖施工示意图 分为垂直开

4、挖和放坡开挖分为垂直开挖和放坡开挖特点：不采用支撑、费用低、工期短、首先考虑的开挖方式特点：不采用支撑、费用低、工期短、首先考虑的开挖方式2022年9月29日星期四地下工程讲稿7 预置方式：简易支撑、钢支撑、预置方式：简易支撑、钢支撑、预制混凝土板桩预制混凝土板桩围护结构围护结构 现浇方式：柱列式、壁式现浇方式：柱列式、壁式2022年9月29日星期四地下工程讲稿8一、基坑围护结构的分类一、基坑围护结构的分类1 1 边坡支护结构：土钉墙支护边坡支护结构：土钉墙支护n变形较大，适用于变形较大，适用于2 2、3 3级非软级非软土地基，深度不大于土地基，深度不大于1212米，米，软土浅基坑（深度不超过

5、软土浅基坑（深度不超过5 5米）米）；地下水高于基坑底，需降水或截水；地下水高于基坑底，需降水或截水2022年9月29日星期四地下工程讲稿9 2 重力式围护体系重力式围护体系 不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体 厚度较大，厚度较大，通过墙体自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面以下受通过墙体自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面以下受到土体的被动抗力平衡水土压力，维持边坡稳定。到土体的被动抗力平衡水土压力，维持边坡稳定。n工业及民用：深搅桩、旋喷桩、树根桩工业及民用：深搅桩、旋喷桩、树根桩n水工：钢架重力式挡土墙、沉井式重力挡土墙、混合水工：钢架重力式

6、挡土墙、沉井式重力挡土墙、混合式重力挡土墙式重力挡土墙2022年9月29日星期四地下工程讲稿10深层水泥土搅拌桩深层水泥土搅拌桩适用条件：适用条件：p 2、3级基坑级基坑;p施工范围内地基承载施工范围内地基承载力不宜大于力不宜大于150kPa;p基坑深度不大于基坑深度不大于6m.2022年9月29日星期四地下工程讲稿11n桩（墙）式围护体系桩（墙）式围护体系 围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体 厚度较小，通过墙厚度较小，通过墙体插入地下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆系统平体插入地下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆系统平衡墙后的水土压力和维持边坡稳定。衡墙后的

7、水土压力和维持边坡稳定。挡土墙：挡土墙：l钢筋混凝土地下连续墙钢筋混凝土地下连续墙l柱列式钻孔灌注桩柱列式钻孔灌注桩l钢板桩钢板桩l钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩支撑：支撑：l内支撑、土层锚杆内支撑、土层锚杆2022年9月29日星期四地下工程讲稿12槽钢钢板桩槽钢钢板桩 由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长68m，多用于深度，多用于深度不超过不超过4m的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。通过锤击或冲击将成型桩体打入地下而形成挡土或挡土止水支护结构。通过锤击或冲击将成型桩体打入地下而形成挡土或挡土止水支护结构。2022年9月29日星期四地

8、下工程讲稿13 U形咬口式钢板桩形咬口式钢板桩2022年9月29日星期四地下工程讲稿14钢板桩实例钢板桩实例2022年9月29日星期四地下工程讲稿15钻孔灌注桩挡墙钻孔灌注桩挡墙（基坑深度基坑深度6m6m）常用常用6001000mm，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效果差。果差。2022年9月29日星期四地下工程讲稿16钻孔、人工挖孔灌注桩钻孔、人工挖孔灌注桩2022年9月29日星期四地下工程讲稿17定义：定义：在泥浆护壁条件下，利用专门的

9、成槽机械，在地面开挖狭长的深槽，在槽在泥浆护壁条件下，利用专门的成槽机械，在地面开挖狭长的深槽，在槽内设置钢筋笼，浇注混凝土，逐步形成一道连续的地下钢筋混凝土连续墙内设置钢筋笼，浇注混凝土，逐步形成一道连续的地下钢筋混凝土连续墙主要工序主要工序n修筑导墙修筑导墙n制备泥浆制备泥浆n挖槽挖槽n钢筋笼吊放钢筋笼吊放n槽段的连接槽段的连接n混凝土浇筑混凝土浇筑n锁口管起拔锁口管起拔n开挖支护开挖支护地下连续墙地下连续墙2022年9月29日星期四地下工程讲稿18地下连续墙在基坑工程中适用条件地下连续墙在基坑工程中适用条件1.1.基坑深度基坑深度10m10m；2.2.软土地基或砂土地基软土地基或砂土地基

10、 ；3.3.在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降、建筑物的沉降要求须严格限制；降、建筑物的沉降要求须严格限制；4.4.围护结构与主体结构相结合，用作主体结构围护结构与主体结构相结合，用作主体结构的一部分，对抗渗有较严格要求；的一部分，对抗渗有较严格要求；5.5.采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。的工程。2022年9月29日星期四地下工程讲稿19 通过深层搅拌法或高压喷射注浆法将水泥和土拌通过深层搅拌法或高压喷射注浆法将水泥和土拌和成具有一定强度的水泥土桩，一排或数排相互和成具有一定强度的水泥土桩，一排或

11、数排相互搭接的水泥土桩形成墙体。搭接的水泥土桩形成墙体。原理原理：利用搅拌成形的具有一定强度的水泥土：利用搅拌成形的具有一定强度的水泥土桩提供支护力，一种重力挡土墙结构。桩提供支护力，一种重力挡土墙结构。特点特点：就地取才，施工方便。：就地取才，施工方便。适用条件适用条件：淤泥、淤泥质土等软土：淤泥、淤泥质土等软土。基坑深度。基坑深度不宜大于不宜大于6m。水泥土桩墙支护结构水泥土桩墙支护结构2022年9月29日星期四地下工程讲稿20深层搅拌法2022年9月29日星期四地下工程讲稿21高压喷射灌浆2022年9月29日星期四地下工程讲稿22单管单管浆液浆液双管双管内浆外气内浆外气三管三管气水浆气水

12、浆 SMW（soil mixing wall）工法）工法2022年9月29日星期四地下工程讲稿231.定义：定义：又称加劲水泥土地下连续墙，是一种又称加劲水泥土地下连续墙，是一种在相互搭接的水泥土桩墙中插入型钢而在相互搭接的水泥土桩墙中插入型钢而形成复合结构的一种技术。形成复合结构的一种技术。2.主要工序主要工序l 桩体制作桩体制作l 型钢沉入型钢沉入l 型钢拔除型钢拔除3.优点优点内撑式支护结构内撑式支护结构内撑式支护结构内撑式支护结构n “内支外护内支外护”，由围护结构体系和内撑结构体系组成。，由围护结构体系和内撑结构体系组成。围护体系常采用钢筋混凝土桩、钢板桩、地下连续墙结构围护体系常采

13、用钢筋混凝土桩、钢板桩、地下连续墙结构。内撑体系可采用水平支撑或斜支撑，常采用木方、钢筋。内撑体系可采用水平支撑或斜支撑，常采用木方、钢筋混凝土、钢管或型钢等。混凝土、钢管或型钢等。n 原理原理：利用围护结构和内撑结构组成空间受力体系，提：利用围护结构和内撑结构组成空间受力体系，提供支护力。供支护力。n 特点特点：支护力大、适应性强、支撑体系占据施工空间：支护力大、适应性强、支撑体系占据施工空间。n 适用条件适用条件：各种类型地基土。：各种类型地基土。2022年9月29日星期四地下工程讲稿242022年9月29日星期四地下工程讲稿25内撑式支护结构内撑式支护结构支撑的平面布置形式支撑的平面布置

14、形式围檩、水平支撑、立柱组成围檩、水平支撑、立柱组成1.对撑：贯通基坑全长或全对撑：贯通基坑全长或全宽宽2.角撑：基坑角部邻边角撑：基坑角部邻边3.八字撑：对撑端部八字撑：对撑端部4.环形撑环形撑2022年9月29日星期四地下工程讲稿26对撑对撑角撑角撑环形支撑环形支撑n支撑材料支撑材料n钢管钢管优点：自重小，安装和拆除方便，可重复使用。随挖随撑优点：自重小，安装和拆除方便，可重复使用。随挖随撑，可施加预应力。，可施加预应力。缺点：刚度小，节点多。设计、施工不当易变形。缺点：刚度小，节点多。设计、施工不当易变形。n钢筋混凝土钢筋混凝土 优点优点:刚度大、现浇节点牢固，可靠性高，适用于平面刚度大

15、、现浇节点牢固，可靠性高，适用于平面支撑复杂体系。支撑复杂体系。缺点：自重大、养护时间长、材料不能重复使用，拆除缺点：自重大、养护时间长、材料不能重复使用，拆除困难。困难。内撑式支护结构内撑式支护结构 布置要点布置要点 因地制宜，经济合理：因地制宜，经济合理：支撑材料和支撑体系布置形式根据基坑平面形状和尺寸，支撑材料和支撑体系布置形式根据基坑平面形状和尺寸，使其综合技术经济指标得以优化；使其综合技术经济指标得以优化；安全可靠：安全可靠：支撑体系受力明确，充分协调发挥各杆件的力学性能，支撑体系受力明确，充分协调发挥各杆件的力学性能，能够在稳定性和控制变形方面满足对周围环境保护的设能够在稳定性和控

16、制变形方面满足对周围环境保护的设计标准要求。计标准要求。方便施工：方便施工：支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地方便土方开挖和主体结构的快速施工要求。土方开挖和主体结构的快速施工要求。逆作拱墙逆作拱墙 根据基坑平面形状用逆作法施工形成的全封闭拱墙，或局部拱墙，拱墙根据基坑平面形状用逆作法施工形成的全封闭拱墙，或局部拱墙，拱墙轴线的矢跨比不宜小于轴线的矢跨比不宜小于1/81/8。原理原理：将土压力转化为结构水平方向的压力，充分发挥混凝土材料抗压性：将土压力转化为结构水平方向的压力，充分发挥混凝土材料抗压性能好的优点。能好的优点。特点特点：结

17、构受力合理，施工空间宽敞。：结构受力合理，施工空间宽敞。适用条件适用条件：适合于地下水位以上的粘性土、粉土、砂土等地层，要求土层：适合于地下水位以上的粘性土、粉土、砂土等地层，要求土层有一定直立高度，不宜用于淤泥或淤泥质土。基坑深度不宜大于有一定直立高度，不宜用于淤泥或淤泥质土。基坑深度不宜大于12m。2.5m4 基坑支护方案比型基坑支护方案比型l支护结构可根据支护结构可根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节施工作业设备和施工季节等条件选用排桩、地下连续墙、水泥土墙、等条件选用排桩、地下连续墙、水泥土墙、逆作拱墙、土钉

18、墙、原状土放坡或采用上述型式的组合。逆作拱墙、土钉墙、原状土放坡或采用上述型式的组合。l支护结构选型应考虑结构的空间效应和受力特点，采用有利支护结支护结构选型应考虑结构的空间效应和受力特点，采用有利支护结构材料受力性状的型式。构材料受力性状的型式。4 基坑支护方案选型基坑支护方案选型9.2 基坑竖直与放坡开挖施工基坑竖直与放坡开挖施工相对于支护状态下的开挖相比较相对于支护状态下的开挖相比较n更经济n技术要求相对较低n施工难度较低n工程质量易于得到保证2022年9月29日星期四地下工程讲稿322022年9月29日星期四地下工程讲稿339.2.19.2.1土方边坡开挖不加支撑的深度和坡度要求土方边

19、坡开挖不加支撑的深度和坡度要求当地下水位低于基底在湿度正常的土层中开外基坑当地下水位低于基底在湿度正常的土层中开外基坑(槽槽)，且敞露时间，且敞露时间不长时，可做成直立壁不加支撑，但挖方的深度不宜超过如下规定：不长时，可做成直立壁不加支撑，但挖方的深度不宜超过如下规定：碎土石和沙土：碎土石和沙土：1.0m轻压黏土及压黏土：轻压黏土及压黏土：1.25m黏土黏土 ：1.5m坚硬的黏性土坚硬的黏性土 ：2m根据根据土方和爆破工程施工及验收规范土方和爆破工程施工及验收规范（GBJ 201-1983GBJ 201-1983）2022年9月29日星期四地下工程讲稿342022年9月29日星期四地下工程讲稿

20、359.2.2 9.2.2 基坑边坡稳定基坑边坡稳定影响基坑边坡稳定的因素：1.1.没有按实际坡度进行边坡开挖没有按实际坡度进行边坡开挖 2.2.增加附加荷载增加附加荷载 3.3.基坑降排水措施不力基坑降排水措施不力 4.4.基坑开挖后暴露时间过长，经风化而使土体变松散。基坑开挖后暴露时间过长，经风化而使土体变松散。5.5.基坑开挖过程中，未及时刷破，甚至挖反坡，使土体失去稳基坑开挖过程中，未及时刷破，甚至挖反坡，使土体失去稳定性定性2022年9月29日星期四地下工程讲稿36上图为：“南山中学灾后重建”工程，基坑边坡施工未按方案进行支护，临边防护不符合规范要求。2022年9月29日星期四地下工

21、程讲稿37保持基坑边坡稳定的措施n在不同土层做成折线行或留台阶。n保持干燥。n采用坡面土钉、挂金属网、喷射混凝土或抹水泥砂浆护面n控制边坡坡顶的荷载n开挖过程中，随挖随刷边坡，不得挖反坡。n暴露时间超过一年的基坑，可采取护坡措施。2022年9月29日星期四地下工程讲稿382022年9月29日星期四地下工程讲稿39边坡稳定防护措施边坡稳定防护措施2022年9月29日星期四地下工程讲稿409.2.3 9.2.3 基坑边坡坡度的确定基坑边坡坡度的确定确定基坑边坡坡度：1.计算法2.图解法3.查表法一般采用图表法。建筑地基基础设计规范（GB 50007-2019）2022年9月29日星期四地下工程讲稿

22、41T岩石类别岩石类别风化程度风化程度坡度值（高：宽）坡度值（高：宽）8m以内815m硬质岩石微风化1:0.10.21:0.20.35中等风化1:0.20.351:0.350.5强风化1:0.350.51:0.50.75软质岩石微风化1:0.350.51:0.50.75中等风化1:0.50.751:0.751.00强风化1:0.751.01:1.001.252022年9月29日星期四地下工程讲稿42岩石基坑边坡坡度岩石基坑边坡坡度土质基坑边坡坡度土质基坑边坡坡度2022年9月29日星期四地下工程讲稿43土的类别密实度或状态坡度值（高：宽）5m以内510 m1015m碎石土密实1:0.350.5

23、1:0.50.751:0.751.0中密1:0.50.751:0.751.01:1.01.25稍密1:0.751.01:1.01.251:1.251.5粉土S=0.51:1.01.251:1.251.51:1.51.75黏性土坚硬1:0.751.01:1.01.251:1.251.5硬塑1:1.01.251:1.251.51:1.51.75基坑土方的开挖n土方开挖的分类n开挖方法可分为人工开挖与机械开挖；排水开挖与不排水开挖等。2022年9月29日星期四地下工程讲稿44基坑土方的开挖n土方的开挖应考虑及满足下列要求：n (1)应选用合适的施工机械，开挖程序及开挖线路。在一般条件下宜优先采用反铲

24、机挖土，自卸汽车运土。在基坑挖深较大时，需留设坡道满足机械及远土汽车出入基坑的要求。一次挖土的深度与所选用的施工机械的技术参数有关。但应考虑到因挖土卸超过快，排水不协调或边坡过陡，地基一侧失去平衡而导致坑底涌土，边坡失稳，坍塌等的可能。因此在基坑较深时，应采用对称分层开挖的方法，随时保持一定的坡势，有利于排水。2022年9月29日星期四地下工程讲稿45n(2)土力开挖施工宜在保持开挖面干燥的条件下作业。当地下水位高于基坑开挖深度时，应根据土质条件，经分析后选用井点降水或组织明沟，截水沟和集水井等排水。为防止基坑内排出的水和地面雨水等向坑内回渗在施工期要保持坑顶地面排水的畅通。在边坡保护范围内的

25、地面不应有积水。n(3)在基坑开挖过程中，不宜在坑边堆置弃土或安置其他重型施工设备器材，以尽量减轻地面荷载。若于挖方上侧弃土时，应在边坡稳定验算时考虑它的影响。应控制弃土堆底至基坑顶边的距离，在一般土质条件下该距离不宜小于1.2m，在垂直的坑壁边坡条件下不应小于3m。弃土堆置的高度不应超过1.5m。对于软土场地的基坑则不应在坑边堆置弃土。2022年9月29日星期四地下工程讲稿46n(4)当基坑开挖至接近坑底高程时，应注意避免超挖。若有超挖应加厚基础垫层混凝土或用砂石回填夯实，但需满足基础设计要求。若基坑内已施工有工程桩桩体，桩顶又高出基坑底面时，则应在坑底标高上留出0.3m0.4m高的余土，避

26、免桩体受到挖土机械的撞击受损。对于不便使用大型机械施工的基坑边角，边坡的修整以及上述坑底余土的清除工作，应用人工或小型机具配合进行修边。采用箱基、筏基的基坑，在机械开挖基坑土时，应保持坑底土体的原状结构，在坑底保留0.2m0.3m厚的土层于施工基础混凝土垫层前用人工挖除铲平。在严寒地区该保留土层的厚度尚应考虑基槽底土层的防冻要求。2022年9月29日星期四地下工程讲稿47n(5)基坑开挖后，应根据设计要求及时作好坡面的防护工作及浇筑垫层封闭基坑。当基坑开挖后仍需在坑内继续施工人工挖孔桩时，也应先作混凝土面层并保护坡脚。有条件时应暂时保留坑底周边部分土体，待在施工地下室结构时挖除。对于箱基或筏基

27、工程，基坑的开挖尚应结合设计要求控制坑底土的回弹变形。对于光施工有工程桩后开挖基坑的工程，应有适宜的开挖工序及时间安排，避免开挖过程中因土体的侧向挤压而导致工程桩桩体的倾斜或断裂。n(6)基坑开挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查。2022年9月29日星期四地下工程讲稿48开挖方式与顺序的选择n(a)分层开挖n(b)分段开挖n(c)中心岛开挖 n(d)盆式开挖。2022年9月29日星期四地下工程讲稿49分部开挖方法应注意的几个技术关键n(1)被动土压力区的稳定n(2)中心岛的范围n(3)降水n(4)中心岛与围护结构之间的施工n(5)采用中心岛或盆式开挖，

28、应重视开挖面的边坡稳定，防止坍方。2022年9月29日星期四地下工程讲稿50人工开挖n人工开挖主要要解决问题：n1出土方法n2坑内外排水n3堆土n4注意安全2022年9月29日星期四地下工程讲稿512022年9月29日星期四地下工程讲稿52机械开挖n挖土机械选择原则：n(1)基坑深浅，开挖断面和范围大小n(2)土的性质与坚硬程度和地下水位情况n(3)挖土机械的特点和适应程度n(4)施工现场的条件n(5)经济效益与成本n采用机械开挖基坑时，必须开设坡道，辅以人工修整，自卸汽车运土。如不设坡道，即选用小型的挖土机械，用吊车用下基坑内作业，或在坑顶、平台作业。2022年9月29日星期四地下工程讲稿5

29、3基底处理与封底n1 基底检查与处理的主要内容n(1)检查基底的地质情况，特别是土质与承载力是否与设计相符。n(2)基底围护结构是否基本稳定，通过施工变形监测，进行跟踪，及时反馈信息。n(3)当基底为砂或软粘土时，应按设计要求，及时铺碎石、卵石，其厚度不宜小于20厘米，对下沉尚未稳定的沉并，其刃脚下还应密垫块石。n(4)如遇有局部超挖时，不能用素土回填，一般应用封底的混凝土加厚填平。n(5)如发现基底土体仍有松土或有水井、古河、古湖、橡皮土或局部硬土(硬物)等，应与设计单位商定，根据具体情况，采用相应的处理措施。2022年9月29日星期四地下工程讲稿54基底处理与封底n2基底垫层施工n基底检查

30、处理后，应及时进行封底垫层施工。施工方法一般有排水封底(又称干封底)和水下封底(又称湿封底)和注浆混凝土封底等三种。2022年9月29日星期四地下工程讲稿55放坡开挖的环境要求n1放坡开挖的主要工程环境影响n(1)基坑放坡开挖，虽然一般经过边坡分析设计，使边坡土体发挥自身的抗剪强度，在新的平衡条件下达到边坡稳定的要求，但应力状态的变化产生相应的变形，过大的变形或过高速率的变形，可能引起邻近建筑物等设施的不均匀下沉，出现裂缝或倾斜，及拉断地下管线等。n(2)长时间大幅度降低地下水或上层滞水排向基坑，周边地下水位降低，出现较大范围的地面沉降。土体的变形、固结沉降，都将对临近周边的建筑物和地下市政设

31、施的安全使用产生不利影响。对于建立在天然地基上的建(构)筑物，不均匀的地基土下沉将导致建筑物倾斜开裂的可能性。n(3)由于土体平衡条件的变化及地下水作用的影响，导致基坑边坡发生局部破坏或整体滑移，使得在破坏区及滑移区内的建筑物等设施严重倾斜以致倒塌，地下管线断裂(水管折断、电力电讯中断、煤气泄漏引发火灾)造成大面积危害的可能。2022年9月29日星期四地下工程讲稿56n2.对工程环境影响的范围及程度n3.放坡开挖的环境要求n(1)控制影响范围内的设施。当基坑挖深大于57m时，在两倍坑深的水平范围内宜无主干道，生命线工程及重要的建(构)筑物。n(2)足够的边坡稳定系数。在边坡稳定设计计算时，应保

32、证有必要的稳定系数。在软土及地质条件复杂的基坑边坡应选用较大的稳定系数值。n(3)控制基坑暴露时间。应尽量减少基坑暴露时间。对超过半年以上的边坡，施工时必须采取坡面的防护措施，并应在坑周边宽为一倍坑深的地面范围予以水泥砂浆抹面或做混凝土地面。n(4)须估变形量。n(5)加固措施。2022年9月29日星期四地下工程讲稿57基坑应急防护措施n1导致险情的因素n(1)在边坡地面上堆置的弃土或砂石等施工材料设备突破了限定的范围及高度，加大了边坡荷载。n(2)在施工期间因排水不畅，受暴雨积水，使边坡土体含水量增加而增加了土的自重；水在土中渗流增加了动水力，土的湿化又降低了土的抗剪强度。n(3)当工程桩施

33、工爆破震动以及软土的蠕变影响。n2应急防护方法n(1)削坡；即改变原有基坑边坡坡率使边坡减缓。n(2)坡顶减载n(3)坡脚压载n(4)增设防滑桩体n(5)降低地下水位或加强表面排水2022年9月29日星期四地下工程讲稿589.3 9.3 基坑支档施工基坑支档施工2022年9月29日星期四地下工程讲稿59一、工字钢板围护结构：适用于黏性土、砂性土和粒径不大于一、工字钢板围护结构：适用于黏性土、砂性土和粒径不大于10cm10cm的砂卵石地层，必要时需配合人工降水措施，打桩时噪声的砂卵石地层，必要时需配合人工降水措施，打桩时噪声较大，大大超过环保规定，只适用于郊区，距居民点的基坑施较大，大大超过环保

34、规定，只适用于郊区，距居民点的基坑施工工二、钢板桩围护结构：由锁扣或钳口热轧型钢制成，强度高二、钢板桩围护结构：由锁扣或钳口热轧型钢制成，强度高，桩与桩之间连接紧密，隔水效果好，可多次使用，在地，桩与桩之间连接紧密，隔水效果好，可多次使用，在地下水位较高时采用东西，用于圆形、矩形、多边形等各种下水位较高时采用东西，用于圆形、矩形、多边形等各种平面形状基坑，施工简单应用较广，但施工可能会引起相平面形状基坑，施工简单应用较广，但施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响较大，在邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响较大，在人口或建筑密集区，使用常常会受到限制，由于钢板桩本人口或

35、建筑密集区，使用常常会受到限制，由于钢板桩本身柔性较大，如果设置不当，其变形会很大，所以基坑大身柔性较大，如果设置不当，其变形会很大，所以基坑大于于7m7m时不宜采用。同时施工结束后需要拔出，因此应考虑时不宜采用。同时施工结束后需要拔出，因此应考虑拔出时对周围地基土和地表土的影响。拔出时对周围地基土和地表土的影响。2022年9月29日星期四地下工程讲稿601施工前准备工作n(1)钢板桩的检验及矫正n(2)施工围檩安装n(3)沉桩机械的选择n(4)钢板桩的焊接2022年9月29日星期四地下工程讲稿612钢板桩的打设n(1)钢板桩打设方式的选择n1)大锁扣扣打施工法n2)小锁扣扣打施工法2022年

36、9月29日星期四地下工程讲稿62n1)单独打入法n这种方法从板桩墙的一角开始，逐块(或两块)打设，直至工程结束。n2)屏风式打入法n这种方法是将1020根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打。2022年9月29日星期四地下工程讲稿63n(2)钢板桩的打设过程n 选用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽，并轻轻加以锤击。在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移，同时在围檩上预先计算出每一块板桩的位置，以便随时检查校正。n钢板桩应分几次打入，如第一次由20m高打至15m，第二次则打至10m，第三次打至

37、导梁高度，待导架拆除后第四次才打至设计标高。打桩时，开始打设的第一、二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起样板导向作用，一般每打入lm就应测量一次。2022年9月29日星期四地下工程讲稿64n(3)钢板桩的转角和封闭n1)异形板桩法n2)连接件法n3)骑缝搭接法n4)轴线调整法2022年9月29日星期四地下工程讲稿65n3钢板桩的拔除n钢板桩拔除顺序、拔除时间及坑孔处理方法n4钢板桩施工中监测及施工后监测n(1)施工中监测n(2)施工后监测n1)墙后土、坑底和钢板桩墙的沉降和位移；n2)相邻建筑物的位移沉降；n3)地下水位和降水系统水量；n4)来自附近打桩、爆破或交通等的振动所造成的影

38、响。2022年9月29日星期四地下工程讲稿66开挖过程中钢板桩墙可能出现情况：n1)钢板桩墙脚部向外移动n2)钢板桩弯曲变形严重n3)整个滑动破坏n在基坑开挖过程中，如出现坑壁涌水、涌砂或流泥现象，这可能是由于施工中锁扣未锁好，或由于板桩变形等原因造成。当发现板桩因水压作用而发生裂缝时，应设法堵缝。如果水量较小可往裂缝处阻塞。如水量略大，则需在裂缝附近的板桩上大约同一水平位置处开一小孔洞以减小水压力，然后再往裂缝处焊上钢板，最后再堵住小孔洞。2022年9月29日星期四地下工程讲稿672022年9月29日星期四地下工程讲稿68三、水泥土搅拌桩挡墙：适用于淤泥、淤泥质土、黏三、水泥土搅拌桩挡墙：适

39、用于淤泥、淤泥质土、黏土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深土、粉质粘土、粉土、素填土等土层。基坑开挖深度不宜大于度不宜大于6m，常用的有水泥土搅拌桩组成的重，常用的有水泥土搅拌桩组成的重力坝式挡土墙和力坝式挡土墙和SMW工法两种工法两种2022年9月29日星期四地下工程讲稿692022年9月29日星期四地下工程讲稿70水泥土搅拌桩水泥土搅拌桩四、钻孔灌注桩围护结构：是排桩式中应用最多的一种，应四、钻孔灌注桩围护结构：是排桩式中应用最多的一种，应用广泛，其多用于坑深用广泛，其多用于坑深715m715m的基坑工程，一般采用机械成的基坑工程，一般采用机械成孔，需要注意的是：桩间缝隙易造成水土

40、流失，特别是在孔，需要注意的是：桩间缝隙易造成水土流失，特别是在高水位软黏土质地区，需根据工程条件采取注浆、水泥搅高水位软黏土质地区，需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施解决挡水问题，在沙砾层和卵石拌桩、旋喷桩等施工措施解决挡水问题，在沙砾层和卵石中施工困难应该慎用，桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围中施工困难应该慎用，桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成，因此整体性较差，在重要地区的特殊工程及开挖檩连成，因此整体性较差，在重要地区的特殊工程及开挖深度很大的基坑镇中应用需要特别慎重。深度很大的基坑镇中应用需要特别慎重。2022年9月29日星期四地下工程讲稿712022年9月29日星

41、期四地下工程讲稿729.4 9.4 土层锚杆施工土层锚杆施工一、土锚概述一、土锚概述土层锚杆，亦称土锚，它的一端与支护结土层锚杆，亦称土锚，它的一端与支护结构联结，另一端锚固在土体中，将支护结构构联结，另一端锚固在土体中，将支护结构所承受的荷载（侧向的土压力、水压力以及所承受的荷载（侧向的土压力、水压力以及水上浮力和风力带来的倾覆力等）通过拉杆水上浮力和风力带来的倾覆力等）通过拉杆传递到处于稳定土层中的锚固体上，再由锚传递到处于稳定土层中的锚固体上，再由锚固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中固体将传来的荷载分散到周围稳定的土层中去。去。2022年9月29日星期四地下工程讲稿73锚杆支护的优缺

42、点锚杆支护的优缺点优点：优点：n安全迅速与岩土体结合，承受很大的拉力，尤其适用于多安全迅速与岩土体结合，承受很大的拉力，尤其适用于多变复杂的地质条件。变复杂的地质条件。n可采用高强钢材，并可施加预应力，可有效控制建筑物的可采用高强钢材，并可施加预应力，可有效控制建筑物的变形量。变形量。n施工所需钻孔孔径小，不用大型机械。施工所需钻孔孔径小，不用大型机械。n不占用作业空间。不占用作业空间。缺点：缺点：提供的支护阻力小，不能防止小块塌落，一般可和金属网喷提供的支护阻力小，不能防止小块塌落，一般可和金属网喷射混凝土联合使用。射混凝土联合使用。2022年9月29日星期四地下工程讲稿74锚杆构造锚杆构造

43、2022年9月29日星期四地下工程讲稿75锚杆的布置锚杆的布置n根据根据建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程，土锚的上下排垂直间距，土锚的上下排垂直间距不宜小于不宜小于2m2m；水平间距不宜小于；水平间距不宜小于1.5m1.5m；土锚锚固体上覆土；土锚锚固体上覆土层厚度不宜小于层厚度不宜小于4m4m。n土锚的倾角宜为土锚的倾角宜为15152525，且不应大于，且不应大于4545。n土锚自由段长度不宜小于土锚自由段长度不宜小于5m5m，并应超过潜在滑裂面，并应超过潜在滑裂面1.5m1.5m。土锚的锚固段长度不宜小于土锚的锚固段长度不宜小于4m4m。n拉杆拉杆(拉索拉索)下料长度，应为自由段、

44、锚固段及外露长度之下料长度，应为自由段、锚固段及外露长度之和。外露长度需满足锚固及张拉作业的要求。和。外露长度需满足锚固及张拉作业的要求。n土锚的锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜土锚的锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于低于M10M10。2022年9月29日星期四地下工程讲稿76土层锚杆施工土层锚杆施工n土层锚杆施工，包括钻孔、安放拉杆、灌浆和张拉锚固。在正式开工土层锚杆施工，包括钻孔、安放拉杆、灌浆和张拉锚固。在正式开工之前还需进行必要的准备工作。之前还需进行必要的准备工作。(一一)施工准备工作施工准备工作n在土层锚杆正式施工之前，一般需进行下列准备工作：在土层锚杆正

45、式施工之前，一般需进行下列准备工作：n1 1、土层锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特、土层锚杆施工必须清楚施工地区的土层分布和各土层的物理力学特性（天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内性（天然重度、含水量、孔隙比、渗透系数、压缩模量、凝聚力、内摩擦角等）。这对于确定土层锚杆的布置和选择钻孔方法等都十分重摩擦角等）。这对于确定土层锚杆的布置和选择钻孔方法等都十分重要；还需了解地下水位及其随时间的变化情况，以及地下水中化学物要；还需了解地下水位及其随时间的变化情况，以及地下水中化学物质的成分和含量，以便研究对土层锚杆腐蚀的可能性和应采取的防腐质的成分和含量，

46、以便研究对土层锚杆腐蚀的可能性和应采取的防腐措施；措施；n2 2、要查明土层锚杆施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情况，慎、要查明土层锚杆施工地区的地下管线、构筑物等的位置和情况，慎重研究土层锚杆施工对它们产生的影响；重研究土层锚杆施工对它们产生的影响；2022年9月29日星期四地下工程讲稿77n3 3、要研究土层锚杆施工对邻近建筑物等的影响，如土层锚、要研究土层锚杆施工对邻近建筑物等的影响，如土层锚杆的长度超出建筑红线、还应得到有关部门和单位的批准杆的长度超出建筑红线、还应得到有关部门和单位的批准或许可；同时也应研究附近的施工（如打桩、降低地下水或许可；同时也应研究附近的施工（如打桩、降低

47、地下水位、岩石爆破等）对土层锚杆施工带来的影响；位、岩石爆破等）对土层锚杆施工带来的影响；n4 4、要编制土层锚杆施工组织设计，确定土层锚杆的施工顺、要编制土层锚杆施工组织设计，确定土层锚杆的施工顺序；保证供水、排水和动力的需要；制订钻孔机械的进场序；保证供水、排水和动力的需要；制订钻孔机械的进场、正常使用和保养维修制度；安排好施工进度和劳动组织、正常使用和保养维修制度；安排好施工进度和劳动组织；在施工之前还应安排设计单位进行技术交底，以全面了；在施工之前还应安排设计单位进行技术交底，以全面了解设计的意图。解设计的意图。2022年9月29日星期四地下工程讲稿78（二）钻孔（二）钻孔n土层锚杆的

48、钻孔工艺，直接影响土层锚杆的承载能力、施土层锚杆的钻孔工艺，直接影响土层锚杆的承载能力、施工效率和整个支护工程的成本。钻孔的费用一般占成本的工效率和整个支护工程的成本。钻孔的费用一般占成本的3030以上，有时甚至超过以上，有时甚至超过5050。钻孔时注意尽量不要扰动。钻孔时注意尽量不要扰动土体，尽量减少土的液化，要减少原来应力场的变化，尽土体，尽量减少土的液化，要减少原来应力场的变化，尽量不使自重应力释放。量不使自重应力释放。n土层锚杆的成孔设备，国外一般采用履带行走全液压万能土层锚杆的成孔设备，国外一般采用履带行走全液压万能钻孔机，孔径范围钻孔机，孔径范围5050320mm320mm，具有体

49、积小，使用方便，适，具有体积小，使用方便，适应多种土层，成孔效率高等优点。国内使用的有螺旋式钻应多种土层，成孔效率高等优点。国内使用的有螺旋式钻孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机，亦有的采用改孔机、冲击式钻孔机和旋转冲击式钻孔机，亦有的采用改装的普通地质钻机成孔。在黄土地区亦可采用洛阳铲形成装的普通地质钻机成孔。在黄土地区亦可采用洛阳铲形成锚杆孔穴，孔径锚杆孔穴，孔径707080mm80mm。2022年9月29日星期四地下工程讲稿79n钻孔方法的选择主要取决于土质和钻孔机械。钻孔方法的选择主要取决于土质和钻孔机械。n常用的土层锚杆钻孔方法有螺旋钻孔干作业法、压水钻进常用的土层锚杆钻孔方法有螺

50、旋钻孔干作业法、压水钻进成孔法、潜钻成孔法等，应用较多的为压水钻进法，可把成孔法、潜钻成孔法等，应用较多的为压水钻进法，可把成孔过程中的钻进，出渣，清孔等工序一次完成，可防止成孔过程中的钻进，出渣，清孔等工序一次完成，可防止塌孔，不留残土，能适用于各种软硬土层，但施工现场积塌孔，不留残土，能适用于各种软硬土层，但施工现场积水较多。当土层无地下水时，亦可用螺旋钻孔干作业法来水较多。当土层无地下水时，亦可用螺旋钻孔干作业法来成孔，一般是先成孔，清除废土，然后插入拉杆，施工时成孔，一般是先成孔，清除废土，然后插入拉杆，施工时采取多个平行作业。钻出的孔洞用空气压缩机风管冲洗孔采取多个平行作业。钻出的孔