某高層住宅樓基坑工程設(shè)計(jì).doc

1 前言1.1總述近年來我國隨著經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)的迅速發(fā)展，特別是我國的大中型城市，高層和超高層建筑發(fā)展迅速。與此同時(shí)，地下工程愈來愈多。而高層建筑多有較深的地下室，所以高層住宅樓基坑工程的設(shè)計(jì)和要求日趨重要。基坑工程是指建筑物或構(gòu)筑物地下部分施工時(shí)，需開挖基坑，進(jìn)行施工降水和周邊的圍擋，同時(shí)要對基坑四周的建筑物、構(gòu)筑物、道路和地下管線進(jìn)行監(jiān)測和維護(hù)。確保正常、安全施工的綜合性工程?；庸こ堂鎸Ω鞣N各樣的地基土和復(fù)雜的環(huán)境條件進(jìn)行施工作業(yè)，存在以下一些不確定因素11、外力的不確定性作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的外力不是一成不變的，而是隨著環(huán)境條件、施工方法和施工步驟等因素的變化而改變。2、變形的不確定性變形控制是支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。但影響變形的因素很多，圍護(hù)墻體的剛度、支撐(或錨桿)體系的布置和構(gòu)件的截面特性、地基土的性質(zhì)、地下水的變化、潛蝕和管涌以及施工質(zhì)量和現(xiàn)場管理水平等等均為產(chǎn)生變形的原因。3、土性的不確定性地基土的非均質(zhì)性(成層)和地基土的特性不是常量，在基坑的不同部位、不同施工階段土壓力是變化的，地基土對支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用或提供的抗力也隨之變化。 4、一些偶然因素變化所引起的不確定性施工場地內(nèi)土壓力分布的意外變化、事先沒有掌握的地下障礙物或地下管線的發(fā)現(xiàn)以及周圍環(huán)境的改變等等，這些事前未曾預(yù)料的因素均會(huì)影響基坑的正常施工和使用。目前，在基坑工程中發(fā)生事故的概率，往往高于主體工程。由于存在以上四大不確定因素，很難對基坑工程的設(shè)計(jì)與施工制訂一套標(biāo)準(zhǔn)模式，或用一套嚴(yán)密的理論和計(jì)算方法，把握施工中可能發(fā)生的各種變化。只能采用理論計(jì)算與地區(qū)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的半經(jīng)驗(yàn)、半理論的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。1.2基坑工程的內(nèi)涵基坑工程，為保證基坑施工，主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周圍環(huán)境不受損害而采取的支護(hù)結(jié)構(gòu)、降水、土方開挖和回填，包括勘察、設(shè)計(jì)、施工和檢測等，稱為基坑工程?；庸こ淌峭亮W(xué)基礎(chǔ)工程中一個(gè)古老的傳統(tǒng)課題，同時(shí)又是一個(gè)綜合性的巖土工程問題，既涉及到土力學(xué)中典型的強(qiáng)度、穩(wěn)定與變形問題，同時(shí)還涉及土體和支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用問題?；庸こ叹哂幸韵绿攸c(diǎn)：（1）建筑趨向高層化，基坑趨向深度化發(fā)展。（2）基坑開挖面積大，長度和寬度超過百米甚至數(shù)百米，給支撐布置帶來較大難度。（3）在軟弱地層中，基坑開挖會(huì)產(chǎn)生較大的位移和沉降，對周圍建筑物、市政設(shè)施和地下管線造成影響。（4）深基坑施工工期長，場地狹窄，降雨、重物堆放等對基坑穩(wěn)定不利。（5）在相鄰場地施工中，打樁、降水、挖土及基礎(chǔ)澆筑混凝土等工序會(huì)互相制約與影響，增加協(xié)調(diào)工作的難度?；庸こ趟ǖ膬?nèi)容可以用下圖大概的表示出來?；庸こ袒又ёo(hù)工程 圍護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)撐支錨體系撐錨體系降水技術(shù)降水技術(shù)土體加固土體加固土方開挖施工土方開挖施工施工監(jiān)測與控制施工監(jiān)測與控制基坑開挖根據(jù)場地條件、地質(zhì)情況，施工開挖方法可采用無支護(hù)的放坡開挖和有支護(hù)的垂直開挖。放坡開挖時(shí)，開挖坡面不需任何支護(hù)，而用放坡方法開挖保持土體穩(wěn)定，其優(yōu)點(diǎn)是不必設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)。主體結(jié)構(gòu)施工時(shí)，場地較大，便于施工布置，而其缺點(diǎn)是開挖工程量相對較大，而且占用場地較大，適用在曠野采用明挖修建地下工程的情況。在場地受限的情況下，采用有支護(hù)的垂直開挖，這必須對基坑邊壁設(shè)置支護(hù)，這樣的基坑工程在城市大型工程中?？梢姷?。為了保持基坑側(cè)壁穩(wěn)定及鄰近建筑物的安全，需采用基坑邊壁的支護(hù)加固措施，包括圍護(hù)墻、支撐系統(tǒng)、圍檁、防滲帷幕等總稱為支護(hù)結(jié)構(gòu)?；庸こ淌墙ㄖこ痰妮o助工程，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要功能是擋土和防水，以使主體結(jié)構(gòu)順利施工，且不影響或減少一些周邊環(huán)境。從擋土功能考慮，基坑支護(hù)可分為兩大類，即支護(hù)型和加固型。支護(hù)型是將支護(hù)結(jié)構(gòu)作為主要受力構(gòu)件支擋坑壁可能形成的水土壓力；加固型則是加固土體強(qiáng)度，維持坑壁穩(wěn)定。支護(hù)型包括板樁墻、排樁、地下連續(xù)墻等結(jié)構(gòu)形式，加固型包括水泥土攪拌樁、高壓旋噴樁、土工錨桿支護(hù)、土釘支護(hù)等。實(shí)際工程中，常將它們結(jié)合起來而形成混合結(jié)構(gòu)。目前經(jīng)常采用的支護(hù)類型及其特點(diǎn)概括如下：（1）水泥攪拌樁圍護(hù)結(jié)構(gòu) 其優(yōu)點(diǎn)是形成重力式擋土墻，不需要支撐，基坑內(nèi)挖土方便，攪拌樁施工時(shí)無環(huán)境污染（無噪聲、無振動(dòng)、無排污）、造價(jià)低、防滲性好，但這種圍護(hù)結(jié)構(gòu)往往要求基坑周圍有一定空間布置攪拌機(jī)，且只宜用于開挖深度不大的基坑工程。（2）排樁圍護(hù)加內(nèi)支撐（或土錨） 外側(cè)加一排水泥土樁，形成抗?jié)B帷幕，這種排樁支護(hù)適用于較深的基坑，但造價(jià)較高。（3）地下連續(xù)墻圍護(hù)加內(nèi)支撐（或土錨） 這種支護(hù)結(jié)構(gòu)施工時(shí)對周圍環(huán)境影響較小，對土層條件適應(yīng)性強(qiáng)，墻體抗彎強(qiáng)度、防滲性能和整體性均較好，可做整體結(jié)構(gòu)的一部分，但其造價(jià)更高，施工技術(shù)要求更高。（4）土釘墻支護(hù) 基坑周圍不具備放坡條件，地下水位較低，鄰近無重要建筑或地下管線，基坑外地下空間允許土釘占用時(shí)可采用土釘墻支護(hù)?；庸こ痰脑O(shè)計(jì)涉及的內(nèi)容包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐系統(tǒng)、挖土方案、換撐措施、降水方案、地基加固等，這些方面常常是互相關(guān)聯(lián)的，在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮。目前，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般是在主體結(jié)構(gòu)施工前進(jìn)行。值得注意的是一些場地狹小、主體結(jié)構(gòu)與圍護(hù)結(jié)構(gòu)互相影響。圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼作主體結(jié)構(gòu)的一部分時(shí)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)在主體結(jié)構(gòu)方案中給予考慮，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則為八個(gè)字：安全經(jīng)濟(jì)、施工簡便。（1）安全可靠 滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、穩(wěn)定及變形的要求，確保周圍環(huán)境的安全。（2）經(jīng)濟(jì)合理 在安全可靠的前提下，要從工期、材料、設(shè)備、人工及環(huán)境保護(hù)等方面綜合確定具有明顯經(jīng)濟(jì)效果的方案。（3）施工便利并保證工期 在安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則下，最大限度的滿足方便施工（如合理的支撐布置，便于挖土施工），縮短工期。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-1999）的規(guī)定，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)，可以分為下列兩類：（1）承載能力極限狀態(tài) 對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力或土體失穩(wěn)、過大變形導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞。（2）正常使用極限狀態(tài) 對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)的施工或影響周邊環(huán)境的正常使用功能。基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，對于安全等級為一級及對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的二級建筑基坑側(cè)壁，尚應(yīng)對基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行計(jì)算。建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-1999）規(guī)定，基坑側(cè)壁的安全等級及重要性系數(shù)0，見表 1-1 。表 1-1 基坑側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)安全系數(shù)破壞后果重要性系數(shù)0一級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.10二級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三級支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.90近年來，武漢、深圳和上海等地陸續(xù)制定了基坑工程方面的地方標(biāo)準(zhǔn)，總結(jié)了基坑工程的設(shè)計(jì)、施工經(jīng)驗(yàn)，用以指導(dǎo)工程實(shí)踐。例如根據(jù)上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)范（DBJ 08-61-1997）,可把基坑按重要性分為以下3級：（1） 符合下列情況之一時(shí)，屬于一級基坑工程：1）支護(hù)結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)的一部分時(shí)；2）基坑開挖深度大于等于10m時(shí)；3）距基坑邊兩側(cè)開挖深度范圍內(nèi)有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等需要嚴(yán)加保護(hù)時(shí)。（2）開挖深度小于7m，且周圍環(huán)境無特別要求時(shí)，屬于三級基坑工程。（3）除一級和三級基坑工程以外的，均屬于二級基坑工程。1.3基坑工程設(shè)計(jì)，施工現(xiàn)狀 基坑工程是設(shè)計(jì)與施工、理論與實(shí)踐密切相關(guān)的一門學(xué)科?；庸こ痰某蓴。?dāng)然與計(jì)算理論有關(guān)，但亦與施工方案的正確與否、是否嚴(yán)格按計(jì)算采用的施工工況進(jìn)行施工、施工質(zhì)量的好壞等密不可分。 基坑工程施工，是否嚴(yán)格遵照設(shè)計(jì)要求，是很關(guān)鍵的問題?；仡欉^去基坑工程施工中產(chǎn)生的事故，除設(shè)計(jì)錯(cuò)誤或考慮不周者外，絕大多數(shù)皆與此有關(guān)。 對水泥圍護(hù)結(jié)構(gòu)，施工過程中攪拌是否均勻，搭接長度是否足夠，水泥摻入量是否符合設(shè)計(jì)要求，相鄰樁的施工間歇時(shí)間是否超過規(guī)定，土方開挖前的養(yǎng)護(hù)時(shí)間是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，土方開挖是否分層開挖等一系列的問題，皆影響水泥圍護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定和抗?jié)B透能力。該圍護(hù)結(jié)構(gòu)的成敗，在很大程度上取決十施工質(zhì)量。 板式支護(hù)體系由圍護(hù)墻、圍鏢與支撐體系、防滲與止水結(jié)構(gòu)等組成。圍護(hù)墻結(jié)構(gòu)常用形式有樁排式圍護(hù)墻和板墻式圍護(hù)墻。對十這類支護(hù)體系，同樣，施工質(zhì)量產(chǎn)生巨大的影響。如鋼板樁的施工，打設(shè)的垂直度如何，相互咬合是否緊密，支撐是否頂緊等，都影響板樁墻的變形和抗?jié)B能力。 如目前應(yīng)用較多的鉆孔灌注樁圍護(hù)墻，其樁位偏差和樁身垂直度偏差，樁孔成孔的質(zhì)量，鋼筋籠加工質(zhì)量和下放位置、混凝土的強(qiáng)度等級，防滲帷幕水泥土攪拌樁的施工質(zhì)量，支撐和圍鏢的施工質(zhì)量和形成時(shí)間等，皆影響這種支護(hù)體系的強(qiáng)度、穩(wěn)定、變形和抗?jié)B能力。一旦某個(gè)環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量不保證，土方開挖后會(huì)帶來一些麻煩，須及時(shí)補(bǔ)救，嚴(yán)重者則會(huì)帶來后果嚴(yán)重的事故。地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)是一種整體性較強(qiáng)、受力性能和抗?jié)B能力較好的圍護(hù)結(jié)構(gòu)。但如果接頭不好，墻身澆筑質(zhì)量不保證，混凝土強(qiáng)度等級達(dá)不到要求，亦會(huì)削弱其受力性能和抗?jié)B能力，給基坑工程帶來不利影響。 為此，基坑工程施工是基坑工程的重要組成部分，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和有關(guān)施工規(guī)范規(guī)程進(jìn)行施工。2基坑支護(hù)的形式和合理選型22.1常用基坑支護(hù)的形式2.1.1放坡開挖無支護(hù)式放坡開挖的基坑工程是指不需要采用支護(hù)結(jié)構(gòu)的基坑開挖工程，開挖深度可深可淺，主要取決于工程要求和地質(zhì)條件及周邊場地環(huán)境條件。根據(jù)地下水條件及排水方式可分為無地下水的一般放坡開挖、明溝排水放坡式開挖及井點(diǎn)排水放坡式開挖等。放坡基坑工程可以為地下結(jié)構(gòu)主體的施工創(chuàng)造最大限度的工作場地，方便現(xiàn)場工程布置，因此在場地環(huán)境條件和地質(zhì)條件允許的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇放坡開挖。見圖 1 。圖 1 放坡開挖50年代初，輕型井點(diǎn)試驗(yàn)成功后，在放坡開挖基坑周圍用井點(diǎn)降水法疏干地層，提高邊坡和基坑底的穩(wěn)定性。隨著井點(diǎn)降水技術(shù)的不斷發(fā)展，使開挖深度得以不斷加深，放坡角度逐漸加大。1973年，上海石化總廠排水泵站工程的基坑深度達(dá)78米。1979年，在寶鋼總廠排水泵站工程中采用多層井點(diǎn)，使放坡開挖的基坑深度達(dá)8.5米，邊坡坡角超過600；在寶鋼總廠砂性土層的7米深排管溝槽開挖中，溝槽兩側(cè)采用噴射井點(diǎn)降水，使邊坡坡角增大至65。1985年，在上海真北路下立交箱涵頂進(jìn)基坑中，對很軟弱的流塑粘土層采用電滲井點(diǎn)降水法加固基坑邊坡，使6米深，45邊坡的基坑得以穩(wěn)定。適用于周圍場地開闊，周圍無重要建筑物，只要求穩(wěn)定，位移控制無嚴(yán)格要求，價(jià)錢最便宜，回填土方較大；但是在城市建筑物日益密度化的今天，放坡開挖已經(jīng)逐漸不能體現(xiàn)當(dāng)年的優(yōu)勢。2.1.2深層攪拌水泥土圍護(hù)墻支護(hù)深層攪拌水泥土圍護(hù)墻是采用深層攪拌機(jī)就地將土和輸入的水泥漿強(qiáng)行攪拌，形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。它是近年來發(fā)展起來的一種重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)。它是通過攪拌樁機(jī)將水泥與土進(jìn)行攪拌，形成柱狀的水泥加固土（攪拌樁），見圖 2 。 圖 2 水泥土墻 1攪拌樁 2插筋 3面板用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的水泥土其水泥摻量通常為12%15%（單位土體的水泥摻量與土的重量之比），水泥土的強(qiáng)度可達(dá)0.81.2MPa，其滲透系數(shù)很小，一般不大于10.6cm/s。由水泥土攪拌樁搭接而形成水泥土墻，它既具有擋土作用，又兼有隔水作用。它適用于4m6m深的基坑，最大可達(dá)7m8m。水泥土圍護(hù)墻優(yōu)點(diǎn)：由于一般坑內(nèi)無支撐，便于機(jī)械化快速挖土；具有擋土、止水的雙重功能；一般情況下較經(jīng)濟(jì)；施工中無振動(dòng)、無噪音、污染少、擠土輕微，因此在鬧市區(qū)內(nèi)施工更顯出優(yōu)越性。水泥土圍護(hù)墻的缺點(diǎn)：首先是位移相對較大，尤其在基坑長度大時(shí)，為此可采取中間加墩、起拱等措施以限制過大的位移；其次是厚度較大，只有在紅線位置和周圍環(huán)境允許時(shí)才能采用，而且在水泥攪拌樁施工時(shí)要注意防止影響周圍環(huán)境。2.1.3高壓旋噴樁支護(hù)高壓旋噴樁所用的材料亦為水泥漿，它是利用高壓經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體，相互搭接形成排樁，用來擋土和止水。高壓旋噴樁的使用費(fèi)用要高于深層攪拌水泥土樁，但其施工設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、占地少，并且施工機(jī)具的震動(dòng)很小，噪音也很低，不會(huì)對周圍建筑物帶來震動(dòng)的影響和產(chǎn)生噪音等公害，它可用于空間較小處，但施工中有大量泥漿排除，容易引起污染。對于地下水流速過大的地層，無填充物的巖溶地段永凍土和對水泥有嚴(yán)重腐蝕的土質(zhì)，由于噴射的漿液無法再注漿管周圍凝固，均不宜采用該法。見圖 3 。 圖 3 高壓旋噴樁1鉆機(jī) 2高壓注漿泵 3空壓機(jī) 4高壓水泵 5噴嘴 6單管 7雙重管8三重管 9儲(chǔ)漿桶 10灰漿攪拌機(jī) 11水箱 12水泥庫 13噴射注漿加固體 2.1.4錨噴網(wǎng)支護(hù)錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)是一種新興的邊坡支護(hù)技術(shù)，與普通的樁及樁加錨桿支護(hù)相比，具有施工工藝靈活，無噪音，無污染，工程造價(jià)低等特點(diǎn)。與傳統(tǒng)支護(hù)方法相比，其支護(hù)造價(jià)可節(jié)省50%60%。具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，推廣應(yīng)用前景良好。噴錨網(wǎng)支護(hù)是靠錨桿、鋼筋網(wǎng)和混凝土層共同作用來提高邊坡巖土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和抗變形剛度，減小巖（土）體側(cè)向變形，增強(qiáng)邊坡的整體穩(wěn)定性。見圖 4 。主要適用于巖性較差、強(qiáng)度較低、易于風(fēng)化的巖石邊坡；或雖為堅(jiān)硬巖層，但風(fēng)化嚴(yán)重、節(jié)理發(fā)育、易受自然應(yīng)力影響、導(dǎo)致大面積碎落，以及局部小型崩塌、落石的巖質(zhì)邊坡；或巖質(zhì)邊坡因爆破施工，造成大量超爆、破壞范圍深入邊坡內(nèi)部，邊坡巖石破碎松散、極易發(fā)生落石、崩塌的邊坡防護(hù)。圖 4 普通錨桿與噴射砼面層連接大樣2.1.5槽鋼鋼板樁支護(hù)5060年代初，對開挖深度大于3米的溝槽和基坑，基本上都采用槽鋼板樁作支護(hù)結(jié)構(gòu)，但因其接頭不密封而且剛度較小，開挖深度限于6米左右。60年代開始，在下水道開槽施工中，采用在溝槽外側(cè)或內(nèi)側(cè)設(shè)置輕型井點(diǎn)或噴射井點(diǎn)疏干地層的措施，使飽和含水砂性土和軟弱粘性土加砂層中的鋼板樁支護(hù)開槽深度可達(dá)8米。1966年，為上海打黃浦路隧道工程引進(jìn)20米長的賴森5型鋼板樁，用以完成黃浦江兩岸矩形暗埋隧道段的12米深大基坑的施工。70年代，在上海軍工路下立交工程中，采用上部放坡開挖與下部鋼板樁支護(hù)開挖相結(jié)合的施工方法，并輔以井點(diǎn)降水措施，滿足了基坑開挖深度的要求。80年代初，在建設(shè)寶鋼的排水工程中，采取同樣方法，使基坑開挖深度達(dá)12米。80年代中期，開始在控制地面變形要求不高的大型基坑工程中，采用錨桿做拉撐的鋼板樁支護(hù)體系，解決鋼板樁支護(hù)基坑的穩(wěn)定。為解決拔鋼板樁所引起的土層移動(dòng)問題，1991及1992年，上海浦西和浦東兩個(gè)緊靠多層建筑的鋼板樁支護(hù)的基坑拔樁時(shí)，跟蹤打設(shè)布袋樁或壓注粘土、粉煤灰及水泥拌制的漿體，充填拔樁所形成的地層空隙，有效的控制地面沉降和地下結(jié)構(gòu)沉降。其特點(diǎn)為：鋼槽具有良好的耐久性，基坑施工完畢回填土后可將鋼槽拔出回收再次使用；施工方便，工期短；不能擋水和土中的細(xì)小顆粒，在地下水位高的地區(qū)需采取隔水或降水措施；抗彎能力較弱，多用于深度小于等于4米的較淺基坑或溝槽，頂部宜設(shè)置一道支撐和拉錨；支護(hù)剛度小，開挖后變形較大。見圖 5 。圖 5 板式支護(hù)結(jié)構(gòu)1板樁墻 2圍檁 3鋼支撐 4斜撐 5拉錨 6土錨桿 7先施工的基礎(chǔ) 8豎桿2.1.6鋼筋混凝土板樁支護(hù)70年代末，上海寶鋼廠區(qū)排水工程施工中，采用企口式鋼筋混凝土板樁，作為大型管道開挖溝槽的支護(hù)結(jié)構(gòu)，而且又與內(nèi)襯管道的邊墻相結(jié)合，成為永久性結(jié)構(gòu)的一部分，具有施工簡潔和將板樁用于結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。80年代建造的上海龍吳路立交和延安東路隧道浦西引道段，均采用這種支護(hù)方法。鋼筋混凝土板樁具有施工簡便、現(xiàn)場作業(yè)周期短等特點(diǎn)，曾在基坑中廣泛應(yīng)用，但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法，震動(dòng)與噪音大，同時(shí)沉樁過程中擠土也較為嚴(yán)重，在城市工程中受到一定限制。此外，其制作一般在工廠預(yù)制，在運(yùn)至工地，成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對板樁受力較為合理并且可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，目前已可制作厚度較大（如厚度達(dá)500mm以上）的板樁，并有液壓靜力沉樁設(shè)備，故在基坑工程中仍是支護(hù)板墻的一種使用形式。2.1.7鉆孔灌注樁支護(hù)鉆孔灌注樁是按沉樁方法分類而定義的一種樁型。灌注樁由最早的100多年前的1893年，因?yàn)楣I(yè)的發(fā)展以及人口的增長，高層建筑不斷增加，但是好多城市的地基條件比較差，不能直接承受由高層建筑所傳來的壓力，地表以下存在著厚度很大的軟土或中等強(qiáng)度的粘土層，建造高程建筑如仍沿用當(dāng)時(shí)通用的摩擦樁，必然產(chǎn)生很大的沉降。于是，工程師們借鑒了掘井技術(shù)發(fā)明了在人工挖孔中澆筑鋼筋混凝土而成樁。于是在隨后的50年之后，即20世紀(jì)40年代初隨著大功率鉆孔機(jī)具的研制成功首先在美國問世，二戰(zhàn)后，世界各地特別是歐美發(fā)達(dá)國家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇與發(fā)展，鉆孔灌注樁在高層、超高層的建筑物和重型構(gòu)筑物中北廣泛應(yīng)用。當(dāng)然，在我國，鉆孔灌注樁設(shè)計(jì)及施工水平也得到了長足的發(fā)展。其多用于坑深715米的基坑工程，在我國北方土質(zhì)較好地區(qū)已有89米的臂樁圍護(hù)墻。施工順序見圖 6 。圖 6 泥漿護(hù)壁鉆孔灌注樁施工順序圖1泥漿泵 2鉆機(jī) 3護(hù)筒 4鉆頭 5鉆桿 6泥漿 7沉淀泥漿 8導(dǎo)管 9鋼筋籠 10隔水塞 11混凝土 鉆孔灌注樁具有以下技術(shù)特點(diǎn)：（1）施工時(shí)基本無噪音、無振動(dòng)、無地面隆起或側(cè)移，因此對環(huán)境和周邊建筑物危害小；（2）大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深；（3）對于樁穿透的土層可以在空中做原位測試，以檢測土層的性質(zhì)；（4）擴(kuò)底鉆孔灌注樁能更好的發(fā)揮樁端承載力；（5）經(jīng)常設(shè)計(jì)成一柱一樁，無需樁頂承臺(tái)，簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式；（6）鉆孔灌注樁通常布樁間距大，群樁效應(yīng)??；（7）某些利用“擠擴(kuò)支盤”鉆孔灌注樁可以有效減少樁徑和樁長，提高樁的承載力，減少沉降量；（8）可以穿越各種土層，更可以嵌入基巖，這是別的樁型很難做到的；（9）施工設(shè)備簡單輕便，能在較低的凈空條件下設(shè)樁；（10）鉆孔灌注樁在施工中，影響沉樁質(zhì)量的因素較多，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，有時(shí)候會(huì)發(fā)生縮徑、樁身局部夾泥等現(xiàn)象，樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)揮會(huì)隨著工藝而變化，且在較大程度上受施工操作影響；（11）因鉆孔灌注樁的承載力非常高，所以進(jìn)行常規(guī)的靜載試驗(yàn)一般難以測定其極限荷載，對于各種工藝條件下的樁受力，變形記破壞機(jī)理現(xiàn)在尚未完全被人們掌控。設(shè)計(jì)理論有待進(jìn)一步完善。2.1.8地下連續(xù)墻支護(hù)（支護(hù)結(jié)構(gòu)中最強(qiáng)的支護(hù)形式）雖然地下連續(xù)墻已經(jīng)有了50多年的歷史，但是要嚴(yán)格分類，仍是很難得。（1）按成墻方式可分為：1）樁排式；2）槽板式；3）組合式。（2）按墻的用途可分為：1）防滲墻；2）臨時(shí)擋土墻；3）永久擋土（承重）墻；4）作為基礎(chǔ)用的地下連續(xù)墻。（3）按墻體材料可分為：1）鋼筋混凝土墻；2）塑性混凝土墻；3）固化灰漿墻；4）自硬泥漿墻；5）預(yù)制墻；6）泥漿槽墻（回填礫石、粘土和水泥三合土）；7）后張預(yù)應(yīng)力地下連續(xù)墻；8）鋼制地下連續(xù)墻。（4）按開挖情況可分為：1）地下連續(xù)墻（開挖）；2）地下防滲墻（不開挖）。地下連續(xù)墻是在地面以下為截水防滲、擋土、承重而構(gòu)筑的連續(xù)墻壁。1951年，意大利用連鎖沖孔法，在那不勒斯水庫及米蘭地下汽車道施工中，構(gòu)筑帷幕墻取得成功。1954年起在歐洲廣泛使用。1956年，墨西哥、巴西、加拿大開始采用。1963年，美國開始采用。1958年，中國在山東月子口水庫，開始采用沖孔樁排式地下連續(xù)墻作為壩體防滲帷幕墻。70年代初，在工業(yè)與民用建筑及礦山建設(shè)中推廣。適用范圍：地下連續(xù)墻施工震動(dòng)小、噪聲低、墻體剛度大、防滲性能好，對周圍地基無擾動(dòng)，可以組成具有很大承載力的任意多邊形連續(xù)墻代替樁基礎(chǔ)、沉井基礎(chǔ)或沉箱基礎(chǔ)。對土壤的適應(yīng)范圍很廣，在軟弱的沖積層、中硬地層、密實(shí)的砂礫層以及巖石的地基中都可施工。初期用于壩體防滲，水庫地下截流，后發(fā)展為擋土墻、地下結(jié)構(gòu)的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街、地下鐵道、地下倉庫、礦井等均可應(yīng)用。施工工藝：在挖基槽前先做保護(hù)基槽上口的導(dǎo)墻，用泥漿護(hù)壁，按設(shè)計(jì)的墻寬與深，分段挖槽，放置鋼筋骨架，用導(dǎo)管灌注混凝土置換出護(hù)壁泥漿，形成一段鋼筋混凝土墻。逐段連續(xù)施工成為連續(xù)墻。工序示意圖見圖 7 。圖 7 地下連續(xù)墻施工工序示意圖1成槽機(jī) 2接頭管 3鋼筋籠 4導(dǎo)管 5混凝土地下連續(xù)墻之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)槠渚哂袃蓚€(gè)突出的優(yōu)點(diǎn)：一是對鄰近已有建筑物和地下管線的影響較小，二是施工時(shí)無噪聲、無振動(dòng)，屬于低公害的施工方法。對于一些新建或擴(kuò)建地下工程因四周臨街或與現(xiàn)有建筑物緊相連接；有的由于地基比較松軟而打樁會(huì)影響鄰近建筑物的安全和施工產(chǎn)生噪聲；還有的工程由于受環(huán)境條件的限制或由于水文質(zhì)地和工程地質(zhì)條件復(fù)雜，很難放置排水井點(diǎn)等；這些情況下，采用地下連續(xù)墻支護(hù)具有明顯優(yōu)越性。除此之外，地下連續(xù)墻施工工藝也較其它施工方法具有其優(yōu)越性，如施工振動(dòng)小。無噪聲，能在建筑物、構(gòu)筑物密集地區(qū)施工，而不影響鄰近建筑物安全；地下連續(xù)墻能兼作基坑支護(hù)和地下主體結(jié)構(gòu)的一部分；可結(jié)合逆作法施工，加快工程進(jìn)度，縮短工期等。地下連續(xù)墻也存在一定得局限性和不足，這些主要體現(xiàn)在，在堅(jiān)硬地層中成槽困難，施工管理不當(dāng)時(shí)可能造成泥漿污染施工現(xiàn)場，需要有大型專用施工機(jī)械設(shè)備。2.1.9土釘墻支護(hù)“土釘”源自法文Clouage de Sol,英文翻譯為Soil Nailing,在國外又被稱為原位加筋橫向支撐系統(tǒng)。國內(nèi)使用土釘時(shí)常將其稱為砂漿錨桿，土釘支護(hù)也被稱為錨釘支護(hù)或噴錨網(wǎng)支護(hù)。土釘時(shí)國外先發(fā)展起來的邊坡支護(hù)技術(shù)，由于土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來完成的，因此也被國內(nèi)巖土工程界稱為砂漿錨桿，近年來，我國沿海地區(qū)又提出復(fù)合土釘支護(hù)技術(shù)?！皬?fù)合土釘”是今年來在我國沿海地區(qū)發(fā)展起來的復(fù)合型土釘支護(hù)。其背景是我國沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)活躍但多數(shù)城市地層條件差，而普通土釘支護(hù)不能適用于不良地層。在工程實(shí)踐中，我國廣大科技人員在土釘支護(hù)的基礎(chǔ)上因地制宜的采用多種支護(hù)形式共同作用，以彌補(bǔ)普通土釘支護(hù)在防水、變形、強(qiáng)度等方面的不足。施工簡圖見圖 8 。圖 8 土釘墻施工簡圖土釘是一種邊坡穩(wěn)定式的支護(hù)，其作用與被動(dòng)的具備擋土作用的上述圍護(hù)墻不同，它是起主動(dòng)嵌固作用，增加邊坡的穩(wěn)定性，使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。土釘墻主要用于土質(zhì)較好的地區(qū)，我國華北和華東北部一帶應(yīng)用較多，目前我國南方地區(qū)亦有應(yīng)用，有的已用于坑深10米以上的基坑，穩(wěn)定可靠、施工簡便且工期短、效果好、經(jīng)濟(jì)性好，在土質(zhì)較好的地區(qū)應(yīng)積極推廣。2.2基坑支護(hù)的選型基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中的首要任務(wù)就是選擇合適的支護(hù)型式，然后進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析。2. 2. 1基坑支護(hù)選型的原則要合理選擇基坑支護(hù)的型式，一方面要深刻了解各種支護(hù)型式的特點(diǎn)，包括其合理性、優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，另一方面要結(jié)合地質(zhì)條件和周邊的環(huán)境和工程造價(jià)進(jìn)行綜合考慮。因此，大的原則主要考慮三個(gè)方面: 1）、不同基坑支護(hù)型式的特點(diǎn); 2）、地質(zhì)條件和周邊的環(huán)境; 3）、工程造價(jià); 而對不同基坑支護(hù)型式的特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)是很重要的。2. 2.2基坑支護(hù)選型的建議 基坑支護(hù)型式的合理選擇，是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的首要工作，應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件、周邊環(huán)境的要求及不同支護(hù)型式的特點(diǎn)、造價(jià)等綜合確定。 一般當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件較好的，周邊環(huán)境要求較寬松時(shí)，可采用柔性支護(hù)，如土釘墻等;當(dāng)周邊環(huán)境要求高時(shí)，應(yīng)采用較剛性的支護(hù)型式，以控制水平位移，如排樁或地下連續(xù)墻等。同樣，對于支撐的型式，當(dāng)周邊環(huán)境要求較高，地質(zhì)條件較差時(shí)，采用錨桿易造成周邊土體的擾動(dòng)并影響周邊環(huán)境的安全，可采用內(nèi)支撐型式較好;當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件特別差，基坑深度較深，周邊環(huán)境要求高時(shí)，可采用地下連續(xù)墻加逆作法這種最強(qiáng)的支護(hù)型式?；又ёo(hù)最重要的要保證周邊環(huán)境的安全。2. 2. 3支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇的依據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇主要依據(jù)以下幾個(gè)方面: 1、基坑開挖的深度、基坑的面積及形狀; 2、地下室的層數(shù)及結(jié)構(gòu)狀況，如地下室層高、底板及中樓板的厚度、地下室墻板的厚度、內(nèi)墻分布狀況等; 3、地下室所在場地的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，主要是土層分布、各土層的含水量、重度、抗剪強(qiáng)度、c,值滲透系數(shù)、壓縮模量、基床系數(shù)及地下水位等; 4、基坑周圍環(huán)境，包括臨近建筑物、地下管線、其他恒荷載及活荷載; 5、挖土及降水方法及總的施工流向;6、施工工期及工程造價(jià)。2. 2. 4基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇的建議1、支護(hù)結(jié)構(gòu)可根據(jù)基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)等條件，按下表選用排樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻、原狀土放坡。2、支護(hù)結(jié)構(gòu)選型應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的空間效應(yīng)和受力特點(diǎn)，采用有利支護(hù)結(jié)構(gòu)材料受力性狀的形式。3、軟土場地可采用深層攪拌、注漿、間隔或全部加固等方法對局部或整個(gè)基坑底土進(jìn)行加固，或采用降水措施提高基坑內(nèi)側(cè)被動(dòng)抗力。2.3設(shè)計(jì)依據(jù)及設(shè)計(jì)原則2.3.1設(shè)計(jì)依據(jù)（1）國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）；（2）國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范（YB9258-97）；（3）國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（JGJ120-99）；（4）上海市標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（DBJ08-61-97）；（5）國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)施工規(guī)范（GB50007-2002）；（6）上海市標(biāo)準(zhǔn)地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（DGJ08-11-97）；（7）國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程（GB50010-2010）；（8）國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）；（9）國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范（GB50204-2002）；（10）其他相關(guān)規(guī)范和規(guī)程。2.3.2設(shè)計(jì)原則（1）施工過程中確?；觾?nèi)工程樁的完好。（2）在確?；影踩┕さ那闆r下，使工程施工盡可能方便、快速及造價(jià)低廉。（3）保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠及土體的整體穩(wěn)定性，同時(shí)確保支護(hù)結(jié)構(gòu)在施工期的安全。3工程實(shí)況本工程是位于武漢市江夏區(qū)的某高層住宅樓，擬建工程地上為16層，地下為2層，占地面積約為8600m2。本基坑?xùn)|側(cè)、北側(cè)和西側(cè)已用圍墻圍好，東側(cè)圍墻以外為二層磚房。北側(cè)圍墻外為環(huán)城公路，公路已北為6層框架結(jié)構(gòu)辦公大樓（樁基礎(chǔ)）。西、南面為高速公路。基坑平面形狀為規(guī)則長條形，本工程+0.000相對于黃海高程6.15m,場地平整后的絕對地面高程4.350m（相對高程-1.800m）?；映叽缂s11255m,平均開挖深度為13m,開挖深度范圍內(nèi)下部土質(zhì)條件比較差。根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，本工程無地下管網(wǎng)，基坑開挖影響范圍內(nèi)底層主要為細(xì)中砂、砂質(zhì)粘土和粉質(zhì)粘土。本基坑可定為II級基坑工程。4工程地質(zhì)條件及周圍環(huán)境條件4.1工程地質(zhì)條件根據(jù)巖土工程勘察報(bào)告，在基坑開挖影響范圍內(nèi)土層情況如下：1層 雜填土黃色、灰色，干濕，松散，由混凝土塊、塊石、碎石混少量粘性土組成，均一性差。本層全場分布，平均厚度2.0m。2層 粉質(zhì)粘土灰色、黃灰色，飽和，軟塑（稍密），似層狀，粉粒含量較高，局部為粉質(zhì)粘土。切面粗糙，韌性、干強(qiáng)度低，搖震反應(yīng)迅速。本層全場地分布，具中壓縮性，平均層厚3.8m。3層 砂質(zhì)粘土層灰色、飽和，流塑，厚層狀，局部含有機(jī)質(zhì)及泥炭，干強(qiáng)度、韌性高，搖震無反應(yīng)。本層全場地分布，層厚6.80m。4層 細(xì)中砂土層灰綠色、灰黃色，含鐵、錳質(zhì)斑。本層全場分布，平均厚度4.8m。5層 中粗砂土層磚紅色，上部呈硬塑粘性土狀，下部碎塊狀，節(jié)理發(fā)育。平均厚度9.2m?；娱_挖影響范圍內(nèi)底層物理力學(xué)參數(shù)見下表： 表4-1 各土層物理力學(xué)序號土體名稱土層厚度（m）重度（）粘聚力C（）內(nèi)摩擦角（度）1層雜填土218.30102層粉質(zhì)粘土3.81928253層砂質(zhì)粘土6.81826264層細(xì)中砂土4.818.80344.2地下水條件地下水位在地面以下4.5m處，含水層平均滲透系數(shù)為：。5基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式選擇基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)形式必須綜合考慮地下室特點(diǎn)、周圍環(huán)境和工程地質(zhì)條件等因素，才能得到安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便的基坑支護(hù)方案。5.1土釘與加筋土擋墻、土層錨桿的比較5.1.1土釘與加筋土擋墻比較盡管土釘技術(shù)與前述加筋土擋墻技術(shù)有一定得類同之處，但仍有一些根本的區(qū)別。（1）主要相同之處：1）加筋體（拉筋或土釘）均處于無應(yīng)力狀態(tài)，只有在土體產(chǎn)生位移后，才能發(fā)揮其作用。2）加筋體抗力都是由加筋體與土之間產(chǎn)生的界面摩阻力提供的，加筋土內(nèi)部本身處于穩(wěn)定狀態(tài)，它們承受著其后外部土體的推力類似于重力式擋土墻的作用。3）面層（加筋土擋墻面板為預(yù)制構(gòu)件，土釘面層是現(xiàn)場噴射混凝土）都較薄，在支擋結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定中不起主要作用。（2）主要不同之處：1）雖然竣工后兩種結(jié)構(gòu)的外觀相似，但其施工程序卻截然不同。土釘施工是“自上而下”，分步施工。加筋擋土墻的施工則是“自下而上”。這對筋體應(yīng)力分布有重大影響，施工期間尤為明顯。2）土釘是一種原位加筋技術(shù)，主要是用來改良天然土性的，不像加筋土擋墻那樣，能夠預(yù)定和控制加筋填土的性質(zhì)。3）土釘設(shè)置時(shí)通常使用灌漿技術(shù)，使筋體和其周圍土層黏結(jié)起來，荷載通過漿體傳遞給土層。在加筋土擋墻中，摩擦力直接產(chǎn)生于筋條和土層間。4）土釘既可水平布置，也可傾斜布置，當(dāng)其垂直于潛在滑裂面設(shè)置時(shí)，將會(huì)充分發(fā)揮其抗力；而加筋擋土墻內(nèi)的拉筋一般為水平設(shè)置（或很小角度的傾斜布置）。5.1.2土釘與土層錨桿比較表面上，當(dāng)用于邊坡加固和開挖支護(hù)時(shí)，土釘和預(yù)應(yīng)力土層錨桿間有一些相似之處，兩者之間仍有較多的功能差別。（1）土層錨桿在安裝后便于張拉，因此在運(yùn)行時(shí)能理想的防止結(jié)構(gòu)發(fā)生各種位移。相比之下，土釘則不予張拉，發(fā)生少量（雖然非常?。┪灰坪蟛趴砂l(fā)生作用。（2）土釘長度（一般為310m）的絕大部分和土層相接觸，而土層錨桿則通過在錨桿末端固定的長度傳遞荷載。其直接后果是在支擋體內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力分布不同。（3）由于土釘安裝密度很高，因而其單筋破壞的后果未必嚴(yán)重。另外，土釘?shù)氖┕ぞ纫蟛桓撸麄兪且韵嗷プ饔玫姆绞叫纬梢粋€(gè)整體。（4）因錨桿承受荷載很大，在錨桿的頂部需安裝適當(dāng)?shù)某休d裝置，以減小出現(xiàn)穿過擋土墻結(jié)構(gòu)而發(fā)生“刺入”破壞的可能性；而土釘則有需要安裝固定的承載裝置，其頂部承擔(dān)的荷載小，可由安裝在噴射混凝土表面的鋼墊板來承擔(dān)。（5）錨桿往往較長（一般在1545m），需用大型設(shè)備來安裝。錨桿體系常用于大型擋土結(jié)構(gòu)，如地下連續(xù)墻和鉆孔灌注樁擋墻。5.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)選型根據(jù)本工程特點(diǎn)，本支護(hù)方案設(shè)計(jì)應(yīng)本著結(jié)構(gòu)安全、造價(jià)經(jīng)濟(jì)、施工方便的基本原則，綜合考慮多種不利因素和不利條件及周邊環(huán)境對變形要求比較嚴(yán)格。根據(jù)工程地質(zhì)條件和工程支護(hù)需要，此工程可以采用鋼筋混凝土灌注樁支護(hù)、樁錨支護(hù)、土釘墻支護(hù)。但采用鋼筋混凝土灌注樁支護(hù)造價(jià)較高，施工難度大；采用樁錨支護(hù)，施工技術(shù)不好控制，有一定的變形，造價(jià)也較高；而采用土釘墻支護(hù)效果好，經(jīng)濟(jì)性好，造價(jià)可以比其它支護(hù)節(jié)約30%。因此此工程我們采用土釘墻支護(hù)。6基坑降排水6.1方案選擇與論證根據(jù)工程地質(zhì)及水文條件和降水要求，此工程可選用噴射井點(diǎn)和管井井點(diǎn)降水均可。（1）噴射井點(diǎn)既屬于真空抽水法，此法設(shè)計(jì)十分復(fù)雜，能量消耗大，其工作效率一般只有其它方法的30%，噴嘴與混合室常需檢驗(yàn)并換掉，特別是濾層填料不好時(shí)，常有細(xì)砂帶入，使噴嘴特別易于磨損，并且此方法占地面積大。（2）管井井點(diǎn)是靠重力作用降水，即重力作用下井內(nèi)的水方可排出，此方法施工設(shè)備簡單，占地面積小，管理方便。 綜合（1），（2）方法此降水方案采用管井井點(diǎn)降水法，設(shè)計(jì)管井為潛水非完整井。由于管井井點(diǎn)的濾水直徑大于200mm，這里選用直徑為450mm，鋼筋骨架外密竹竿，再纏兩層塑料紗網(wǎng)，紗網(wǎng)的長度為管井的濾水管全長（這里選擇濾水管為2m）。填礫厚度取75mm，井點(diǎn)距坑壁1.5m。6.2降水方案計(jì)算6.2.1井點(diǎn)系統(tǒng)的布置 圖 9 降水剖面圖根據(jù)基坑尺寸采用環(huán)狀井點(diǎn)布置。井點(diǎn)管距離基坑邊1.5m布置，這樣，井點(diǎn)管中心至基坑中心的水平距離為： 查表得水利坡度為： 濾水管長度，抽水影響深度。井管設(shè)置深度應(yīng)為： 井點(diǎn)管埋設(shè)深度： 因，所以滿足降水要求。6.2.2計(jì)算涌水量抽水影響深度為： ； 潛水含水層中的降水影響半徑為： 基坑遠(yuǎn)離邊界，涌水量可按下式計(jì)算： 6.2.3單井抽水量計(jì)算井點(diǎn)數(shù)量計(jì)算和確定井點(diǎn)間距，可由下面幾個(gè)式子求出。其中單井抽水量為： 井點(diǎn)數(shù)量為： 可根據(jù)井點(diǎn)系統(tǒng)的布置方式量出沿基坑布置井點(diǎn)的長度： 則井點(diǎn)間距為： 取整數(shù)，令。圖 10 基坑降水井點(diǎn)分布6.2.4降水設(shè)備及管具 （1）濾水器 直徑為450，過濾器部分采用在鋼筋骨架外沿周圍密排竹竿柵欄，再包纏雙層塑料紗網(wǎng)的濾水管，管外投入75 的礫料成井。 （2）水泵采用型號4JD10*10；流量10(m3/min)；揚(yáng)程30(m)；電機(jī)功率1.41(KW)；排水管入井最大長度（28 m）； 比轉(zhuǎn)數(shù)250； 效率58%。6.2.5降水工程施工（1）成孔方法 根據(jù)地質(zhì)條件，采用合金鉆頭清水沖洗回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔。（2）成井工藝1）沖孔換漿：用清水沖孔，使孔內(nèi)渣物含量降低到最底程度，孔內(nèi)水體的含泥量不大于5%。2）井管安裝：井管分為井壁管 濾水管 沉砂管，井壁管其保護(hù)和輸水作用，濾水管起過濾和引導(dǎo)含水層中水的作用。采用升降級投吊法3）填礫：采用渾圓型河砂對濾水管周圍進(jìn)行人工填礫，形成過濾層，以增大濾水管周圍土體孔隙率，減少水頭損失，增大降水井抽水量。4）孔口封閉止水：濾料之地面以下1.52.0 改用黏土球均勻地投入井管與井管之間并分層搗實(shí)。試抽：如果試抽發(fā)現(xiàn)設(shè)備及管路有問題，找出原因并且進(jìn)行及時(shí)處理。6.2.6降水施工技術(shù) 井點(diǎn)施工的質(zhì)量直接關(guān)系到降水的效果，特別是在黏土土層中降排水，土層易產(chǎn)生縮孔塌孔，孔內(nèi)泥漿比重大易堵塞井點(diǎn)管過濾器，使充填的濾料不能順利下到孔底或?qū)V料空隙堵塞，起不到導(dǎo)水作用，造成上部弱透水層的水不能疏導(dǎo)下部過濾器而被抽出。這樣勢必影響降水，因此對井點(diǎn)成孔施工工藝必須嚴(yán)格要求。 （1）在上部黏土層中易縮孔，塌孔中鉆進(jìn)施工時(shí)，應(yīng)采用清水回轉(zhuǎn)鉆探； （2）應(yīng)采用清水鉆孔要求送水泵泵壓不得低于2，流量不小于； （3）鉆孔深度應(yīng)比設(shè)計(jì)井管埋設(shè)深度大2 m，以保證井點(diǎn)管下至預(yù)定深度； （4）鉆進(jìn)到設(shè)計(jì)預(yù)定孔深后應(yīng)加大泵量沖洗，將孔內(nèi)土塊及泥漿沖洗出孔口，使孔內(nèi)水體的含泥量不大于5%； （5）鉆探成孔后，應(yīng)立即下入井點(diǎn)管，井點(diǎn)管應(yīng)居孔中心，嚴(yán)禁將井點(diǎn)管強(qiáng)行壓入孔中； （6）在井點(diǎn)管周圍投入濾料，宜采用邊向孔內(nèi)送水邊投濾料的辦法，以保證填入的濾料孔隙不被泥砂堵塞，有利于上層地下水通過井點(diǎn)，孔向下不疏導(dǎo)。濾量投量不小于計(jì)算值的95%，濾料添置地面以下1.5 時(shí)。改用黏土添置地面，并壓實(shí)封閉孔口，以防止地面水的滲入，實(shí)現(xiàn)真空降水； （7）井點(diǎn)施工結(jié)束，應(yīng)立即組織洗井，洗井宜采用自上而下進(jìn)行，洗至水清基本不出砂，出水正常，井點(diǎn)底部不存砂為止； （8）當(dāng)每組井點(diǎn)施工結(jié)束，即著手組裝水泵泵組應(yīng)盡量降低高度，使泵組吸水口與集水管，井點(diǎn)連接管的高程盡可能一致，泵組應(yīng)盡可能設(shè)置在集水管的中部； （9）降水系統(tǒng)各部件均勻應(yīng)連接嚴(yán)密，不得漏氣，漏水，漏電，檢查水泵正反轉(zhuǎn)，防止反轉(zhuǎn)；（10）降水系統(tǒng)安裝完畢，應(yīng)及時(shí)組織試抽，再試抽過程中應(yīng)定時(shí)觀測抽水流量，工作水壓力等并做好記錄。校核抽水量與設(shè)計(jì)值是否相符，一般抽水量大于設(shè)計(jì)值（再試抽階段）。如出現(xiàn)交大出入，應(yīng)及時(shí)調(diào)整降水設(shè)計(jì)方案。6.2.7降水監(jiān)測與管理 （1）降排水前觀測一次自然水位，再試抽開始的510 要求每天早晚各觀測一次水位，流量；以后改為每天觀測一次，并做好記錄； （2）對觀測記錄應(yīng)及時(shí)整理，繪制（抽水量與時(shí)間）與（水位下降值與時(shí)間）關(guān)系曲線圖，分析水位下降達(dá)到設(shè)計(jì)要求的時(shí)間根據(jù)實(shí)際抽水情況，研究降水設(shè)計(jì)的可靠程度或提出調(diào)整措施，查明抽水過程中的不正常的情況極其產(chǎn)生的原因，及時(shí)組織排除； （3）應(yīng)觀測抽水井的水位，流量，注意調(diào)整水泵合理運(yùn)行的深度，盡可能不露出水面又不被井內(nèi)泥砂淹埋； （4）對抽水設(shè)備應(yīng)建立定期檢修保養(yǎng)制度，保持設(shè)備的正常運(yùn)行，降水期不得停泵；（5）抽出的水應(yīng)排出降水區(qū)以外，不應(yīng)產(chǎn)生回滲。偶有大雨或暴雨，應(yīng)及時(shí)排除地面和基坑積水以減少下滲，保證降水。降水對周邊地面、建筑物的影響分析及后備處理措施。7基坑土方開挖7.1挖深本工程設(shè)計(jì)+為黃海高程7.350m，場地平整后的絕對地面高程4.350m（相對標(biāo)高-1.800m）。地下2層，平均開挖深度為13m。已知土的可松性系數(shù)。7.2挖土要求及開挖順序基坑開挖施工是整個(gè)地下工程施工的關(guān)鍵工序，其具體實(shí)施方案由土方施工單位提出，以下是一些挖土的基本要求和順序：（1）坑開挖前先進(jìn)行場地內(nèi)清理，保證坑邊荷載小于設(shè)計(jì)值，場地清理結(jié)束后可在坑內(nèi)挖若干集水坑，用泵抽水以降低坑內(nèi)水位；同時(shí)施工坑邊排水溝及集水井按設(shè)計(jì)要求挖基坑外側(cè)土體。（2）挖土應(yīng)分層分段進(jìn)行，每段長度以15-25m控制，土釘墻處：每次挖土深度以該層土釘下30cm控制，按挖土一層施工一道土釘進(jìn)行，上下兩層土釘施工間隔時(shí)間要求大于48小時(shí)?？舆呴_挖到底后應(yīng)立即用C15混凝土澆筑寬約5m的坑邊墊層。（3）在坑邊墊層封底后，二次開挖，間隔6-8m施工承臺(tái)、設(shè)墊層及磚模。（4）挖土以機(jī)械挖土為主，人工挖土為輔。底板底以下土體須用人工開挖。（5）用機(jī)械挖土?xí)r必須注意，挖土深度嚴(yán)禁超過設(shè)計(jì)標(biāo)高，不得損壞工程樁及圍護(hù)結(jié)構(gòu)。（6）土體開挖時(shí)不得留陡坡，以免基坑內(nèi)土體滑移而引起工程樁或支撐立柱樁偏位。（7）基坑內(nèi)挖出的土方及時(shí)外運(yùn)，基坑四周5m范圍內(nèi)不得堆載，否則會(huì)使圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形過大，危及基坑安全。（8）基坑挖土施工應(yīng)做到“五邊”，即：邊挖、邊鑿、邊鋪、邊澆、邊砌的施工方法，保證基坑土體不長期暴露，確?；臃€(wěn)定。（9）分區(qū)分段挖土到底后應(yīng)在24小時(shí)內(nèi)澆筑墊層，尤其是雨天必須做到。（10）基坑挖土方案應(yīng)經(jīng)監(jiān)理、建設(shè)等有關(guān)單位各方認(rèn)可后方能實(shí)施，并由監(jiān)督單位監(jiān)督執(zhí)行。7.3計(jì)算基坑開挖土方量 該土方量指開挖前天然狀態(tài)的土方量，為滿足施工要求，基坑底面尺寸在基礎(chǔ)外每側(cè)留0.6m寬的工作面。按擬柱體公式計(jì)算，即： 考慮基礎(chǔ)外側(cè)工作面寬度，基坑底面積為： 基坑頂面面積為： 基坑中截面面積為: 因此基坑采取的是垂直開挖，所以三個(gè)面上的基坑面積是相同的。由此可得基坑開挖土方量為： 7.4計(jì)算現(xiàn)場留做回填土用的土方量該土方量指松散狀態(tài)下的土方量，基坑回填體積為： 即： 回填所需松散土的體積： 土經(jīng)開挖后的松散土的體積： 現(xiàn)場多余土的體積： 7.5運(yùn)土車次 應(yīng)該要安排的車次為： 取整數(shù)，本工程土方運(yùn)輸應(yīng)安排2586車次。8基坑支護(hù)設(shè)計(jì)8.1方案選擇與論證土體的剪力強(qiáng)度較低，抗拉強(qiáng)度幾乎為零，但原位土體一般具有一定的結(jié)構(gòu)整體性。如在土體中放置土釘，使之與土共同作用，形成復(fù)合土體，則可有效的提高土的整體強(qiáng)度，彌補(bǔ)土體抗拉、抗剪強(qiáng)度的不足。這是因?yàn)橹劣谕馏w中的土釘具有箍束骨架、分擔(dān)荷載、傳遞和擴(kuò)散應(yīng)力、坡面變形約束等作用。實(shí)驗(yàn)研究表明：（1）土釘在使用階段