深基坑施工技术课件(王云正)PPT

基坑支护工程浅析王云正2016年1月13日基坑支护深基坑支护的基本要求确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定。确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全。不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害。通过排降水,确保基础施工在地下水位以上进行。基坑(槽)支护一级基坑：重要工程，支护结构与基础结构合一工程，开挖深度＞12m，临近建筑物、重要设施在开挖深度以内；开挖影响范围内有历史或近代优秀建筑、重要管线需严加保护；三级基坑：开挖深度＜6m，且无特别要求的基坑；二级基坑：不属于一级或三级的其它基坑。基坑类别支护结构墙顶位移支护结构墙体最大位移地面最大沉降一级基坑305030二级基坑608060三级基坑80100100基坑变形的监控值mm基坑的分级常用的支护结构体系排桩式土钉墙锚杆支护钢管桩挖孔灌注桩钢板桩板墙式板桩式组合式粉体喷射注浆桩墙钻孔灌注桩高压喷射注浆桩墙深层搅拌水泥土桩墙边坡稳定式排桩与板墙式水泥挡土墙式现浇地下连续墙灌注桩与水泥土桩结合加筋水泥土围护墙型钢横挡板一般基坑的支护深度不大的三级基坑，当放坡开挖有困难时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等支护方法。简易支护放坡开挖的基坑，当部份地段放坡宽度不够时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑等简易支护方法进行基础施工仅适用于部分地段放坡不够、宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不够、宽度较小的基坑使用临时挡土墙支撑短柱横隔板支撑先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑使用。斜柱支撑锚拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大、不能安设横(斜)撑的大型基坑使用。斜柱支撑锚拉支撑基坑打设柱桩土钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙,以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。⑴开挖工作面：土钉支护应自上而下分段分层进行，分层深度视土层情况而定，工作面宽度不宜＜6m，纵向长度不宜＜l0m。土钉支护施工工艺人工洛阳铲成孔冲击式钢管成孔土层锚杆钻机成孔⑵喷射第一层砼：为防止土体松弛和崩解，须尽快做第一层喷射砼，厚度不宜＜40～50mm。喷射砼水泥用量≮400kg/m3。⑶土钉成孔：土钉成孔直径70～120mm、向下倾角15～200，成孔方法和工艺由承包商根据土层条件、设备和经验而定。喷射第一层砼⑷安设土钉、注浆：土钉有单杆和多杆之分，单杆多为Φ22～32mm的粗螺纹钢筋，多杆一般为2～4根Φ16mm钢筋。采用灰浆泵注浆，土钉注浆可不加压。⑸挂钢筋网、喷射砼面层：钢筋网通常直径Φ6～10、间距200～300mm，与土钉连接牢固。钢筋与第一层喷射砼的间隙≮20mm。设置双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被覆盖后铺设。砼面板厚度50～100mm。挂钢筋网喷射第一层砼面板喷射第二层砼面板进入下一层土钉支护安设土钉、注浆锚杆支护适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用是在未开挖的土层立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，灌入水泥砂浆与土层结合成抗拉力强的锚杆，锚杆一端固定在坑壁结构上，另一端锚固在土层中，将立壁土体侧压力传至深部的稳定土层锚杆支护施工工艺冲击式钻机造孔旋转式钻机造孔锚杆造孔近景造孔：包括钻机就位、施钻成孔、清孔三个作业步骤。造孔用冲击式钻机、旋转式钻机或旋转式冲击钻机，偏心钻机跟进护壁套管方式钻进，造孔须干钻，严禁水钻；考虑沉渣厚度，孔底应超钻30～50mm；成孔后高压风清洗孔壁，以保证砂浆与孔壁的粘结力。开山牌MGY-60型风动冲击式锚杆钻机制作完毕的锚索锚杆的制作与安装包括下料、除锈防腐、焊接导向锥、绑扎、入孔六个步骤。拉杆常用钢管、粗钢筋或钢丝束、钢绞线制成的锚索。锚索预留长度为1-1.5m，锚固段间隔1-2m设置隔离架和紧箍环，中心布置灌浆管；自由段外套塑料管，前端切实作好隔浆措施。锚索入孔导向锥起入孔导向作用紧箍环自由段外套塑料管锚索预留长度开孔及锚固工艺注浆拉杆的预应力张拉锚杆逐层向下支护施工灌浆及锚固基坑锚杆常采用埋管式灌浆的一次灌浆法，即由孔底向上有压一次性灌浆,压力≮0.6～0.8MPa，砂浆至孔口溢满为止，注浆管不拔出；当土体松散或岩石破碎易发生漏浆时采用二次灌浆法。制浆预应力张拉及封锚：与结构施工预应力张拉及封锚工艺相同排桩支护适于开挖面积大、深度＞6m、不允许放坡、邻近有建(构)筑物的基坑支护开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。悬臂桩的间隔式排桩支护挡土灌注桩排桩支护桩顶连系梁又称冠梁悬臂支护桩钢筋砼灌注桩的排列方式直径0.6～1.1m的钻孔灌注桩可用于深7～13m的基坑支护，直径0.5～0.8m的沉管灌注桩可用于深度在10m以内的基坑支护,单层地下室常用0.8～1.2m的人工挖孔灌注桩作支护结构。挡土灌注桩与土层锚杆结合支护桩顶不设锚桩、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度冠梁悬臂支护桩锚杆及横撑适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护、邻近地基不允许有下沉位移时使用钢板桩支护当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩。常用的钢板桩为U型钢板桩，又称拉森钢板桩。U型钢板桩钢板桩水上围堰无锚板桩从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。打法简便、快速，但单块打入易向一边倾斜，累计误差不易纠正,壁面平直度也较难控制。仅在桩长＜10m、工程要求不高时采用。又称单独打入法。钢板桩入土U型板桩的相互连接无锚板桩的单独打入法有锚板桩的双层围檩插桩法是先沿板桩边线搭设双层围檩支架,然后将板桩依次在双层围檩中全部插好,形成一个高大的板桩墙。待四角封闭合拢后,再按阶梯形逐渐将板桩一块块打至设计标高。该打法可保证平面尺寸准确和板桩垂直度,但施工速度慢有锚板桩的双层围檩插桩法连续墙的种类按成墙方式可分为：1、桩排式；2、槽板式；3、组合式。按墙的用途可分为：1、防渗墙；2、临时挡土墙；3、永久挡土（承重）墙；4、作为基础用的地下连续墙。地下连续墙导墙连续墙成槽机械成槽机抓斗式冲击式铣槽机多头钻12341097568连续墙施工过程接头板施工工序连续墙街头防水工艺连续墙砼浇筑工艺挡墙＋内撑支护当基坑深度较大，悬臂式挡墙的强度和变形无法满足要求、坑外锚拉可靠性低时，则可在坑内采用内撑支护。它适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。常用有钢管内撑支护和钢筋砼构架内撑支护。大型深基坑的钢管对撑支护钢筋砼构架式内撑支护钢管内支撑钢管支撑一般采用Φ609钢管,用不同壁厚适应不同的荷载.钢管支撑的形式为对撑或角撑,对撑的间距较大时,可设置腹杆形成桁架式支撑钢管内支撑的地面拼装大型深基坑的挡墙＋钢管内支撑支护地铁车站的多道钢管对撑支护大型深基坑的钢管角撑挡墙的腰梁钢筋砼内支撑钢筋砼内支撑刚度大、变形小,能有效控制挡墙和周围地面的变形。它可随挖土逐层就地现浇,形式可随基坑形状而变化,适用于周围环境要求较高的深基坑内支撑下的基础工程施工就地制作钢筋砼内支撑内支撑下挖桩间土方格构式立柱平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立柱,立柱宜为格构式柱,以免影响底板穿筋,立柱下端插入工程桩内≮2m,否则应设置专用的桩基础砼内支撑的拆除拆除方法特点分析优点缺点传统爆破拆除爆炸的压力能瞬间施放，投入工人少、工期短。有利于建筑物的整体拆除震动幅度大，对现有结构、周边建筑物以及地下管线带来较大影响，安全系数低人机配合凿除操作简单，粉尘较少，安全系数较高。基坑内作业时间长，投入人工多，效率低，噪音持续时间长。社会效益差。静音爆破拆除基坑内作业时间短，投入工人少，工期短，效率高（12小时以内发生破碎）。安全系数高，无震动，操作简单。专业要求较高。施工降水在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量的水土流失、边坡失稳、地面塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。基坑底低于地下水位时基底会不停的渗水井点降水的作用减小横向荷载防止流砂防止涌水稳定边坡防止塌方防止管涌防止地下水涌入基坑防止地下水的渗流引起边坡塌方消除地下水的水位差,防止坑底的管涌降水后,使板桩减少了横向荷载消除地下水的渗流,也就防止流砂现象降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力!轻型井点降水轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。适用于渗透系数为0.1～50m/d的土层中。降水深度：单级井点3～6m，多级井点6～12m。轻型井点法降低地下水位全貌图基坑轻型井点降水轻型井点的平面布置①单排布置：当基坑(槽)宽度＜6m、降水深度≯5m时可采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。②双排布置：当基坑(槽)宽度＞6m时采用。单排布置③环型或U型布置：当基坑面积较大时，应采用环型布置（考虑施工机械进出基坑时宜采用U型布置）。双排布置环型布置U型布置●采用双排、环型或U型布置时，位于地下水上游一排的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。●如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。地下室电梯井局部二次降水井点降水不到位的基坑基础施工至地下水位以上施工降水方可停止轻型井点的高程布置轻型井点降水深度一般≯6m。井点管埋置深度H(不包括滤管)，可按下式计算：iLhHH1●如H值小于降水深度6m时，则可用一级井点；●当H值稍大于6m时，如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时，仍可用一级井点降水；一级轻型井点高程布置轻型井点的高程布置●在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面0.2～0.3m，滤管必须埋在透水层内。●当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点。基坑二级轻型井点降水地下室三级井点降水二级轻型井点降水轻型井点的设计及计算井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外,尚应进行涌水量的计算，确定井管数量及井距，选择抽水设备等工作。轻型井点的埋设程序排放总管埋设井点管接通弯联管排放总管→埋设井点管→用弯联管将井点与总管接通→安装抽水设备。防范井点降水不利影响的措施井点降水必然会形成降水漏斗，从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷，为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可在井点线外4～5m处设置回灌井点，将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中，形成一道水墙。设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响。回灌井点水位图回灌井点布置设置挡土帷幕减少不利影响管井井点管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距10～50m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离≮1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，适用于降水深度3～5m、渗透系数为20～200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。管井埋设管井填充滤料管井抽排水施工如需降水深度较大，可采用深井井点,适用于降水深度＞15m、渗透系数为10～250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。管井井点构造标准管井小井管井深井井点PVC简易管井深基坑信息化施工概述1.围护结构变形发展阶段（1）前期变形：开挖前的变形（2）开挖期变形：基坑开挖至底板施工完毕期间变形★（3）后期变形：底板施工完毕后的变形2.开挖期围护结构变形构成（1）无支撑暴露变形：①墙后土体开挖期间引发的变形②钢支撑安装和预应力施加期间引发的