基坑支護工程介紹

1、1 2 深基坑的支護 深基坑支護的基本要求： 確保支護結(jié)構(gòu)能起擋土作用，基坑邊坡保持穩(wěn)定； 確保相鄰的建（構(gòu)）筑物、道路、地下管線的安全，不 因土體的變形、沉陷、坍塌受到危害； 通過排水降水等措施，確?；A(chǔ)施工在地下水位以上進 行。 在支護結(jié)構(gòu)設(shè)計中首先要考慮周邊環(huán)境的保護，其次要 滿足本工程地下結(jié)構(gòu)施工的要求，再則應(yīng)盡可能降低造價、便 于施工。 上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心 基礎(chǔ)施工基礎(chǔ)施工 地鐵車站的地鐵車站的 深基坑支護深基坑支護 3 深基坑邊坡支護坍塌事故深基坑邊坡支護坍塌事故 4 常用的支護結(jié)構(gòu)體系 排樁式排樁式 土釘墻土釘墻 噴錨支護噴錨支護 鋼管樁鋼管樁 挖孔灌注樁挖孔灌注樁

2、 鋼板樁鋼板樁 板墻式板墻式 板樁式板樁式 組合式組合式 粉體噴射注漿樁墻粉體噴射注漿樁墻 鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁 高壓噴射注漿樁墻高壓噴射注漿樁墻 深層攪拌水泥土樁墻深層攪拌水泥土樁墻 逆作拱墻式逆作拱墻式 邊坡穩(wěn)定式邊坡穩(wěn)定式 排樁與板墻式排樁與板墻式 水泥擋土墻式水泥擋土墻式 現(xiàn)澆地下連續(xù)墻現(xiàn)澆地下連續(xù)墻 灌注樁與灌注樁與 水泥土樁結(jié)合水泥土樁結(jié)合 加筋水泥土圍護墻加筋水泥土圍護墻 型鋼橫擋板型鋼橫擋板 支護結(jié)構(gòu)主要由支護結(jié)構(gòu)主要由圍護墻圍護墻和和支撐體系支撐體系組成。組成。 加筋水泥土墻加筋水泥土墻 5 1、水泥土墻支護（重力式支護結(jié)構(gòu)） （1）組成和特點 水泥土攪拌樁（或稱深層攪拌樁）

3、：是重力式圍 護墻，利用水泥作為固化劑，通過特制的攪拌機械，在 地基深處將軟土和固化劑強制攪拌，利用固化劑和軟土 之間所產(chǎn)生的一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有 整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質(zhì)水泥加固土。 水泥土墻宜用：于坑深6m；基坑側(cè)壁安全等級 為一、二級；地基土承載力150kPa的情況。 水泥土墻的優(yōu)缺點： 優(yōu)點：由于坑內(nèi)無支撐，便于機械化快速挖土； 擋土又防滲，比較經(jīng)濟。 缺點：不宜用于深基坑；位移相對較大；墻體厚 度大，有時受周圍環(huán)境限制。 6 高壓噴射旋噴樁 是利用鉆機將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設(shè)計 高程，將預(yù)先配制好的漿液通過高壓發(fā)生裝置從注漿 管邊的噴嘴中高速噴射出來，直

4、接破壞土體，噴射過 程中，鉆桿邊旋轉(zhuǎn)邊提升，使?jié){液與土體充分攪拌混 合，在土中形成一定直徑的柱狀固結(jié)體，從而使地基 達到加固。 特點：施工占地少、振動小、噪音較低，但容 易污染環(huán)境，成本較高，對于特殊的不能使噴出漿液 凝固的土質(zhì)不宜采用。 適用：高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥 質(zhì)土、粉土、粘性土、黃土、碎石土等地基。 7 水泥土攪拌樁水泥土攪拌樁 8 南京市級機關(guān)33層住宅樓，地下室一層，挖深6m，水泥土攪拌樁支護技術(shù) 9 （2）水泥土墻的設(shè)計計算 1）嵌固深度 hn1 . 1h1 . 1h 00d 2）水泥土墻厚度設(shè)計值）水泥土墻厚度設(shè)計值b（見書（見書P12） wawpdwdcs pj

5、paia hhhhhh EhEh b 23225 2 . 110 0 0 3）正截面承載力驗算（見書）正截面承載力驗算（見書P13） 壓應(yīng)力驗算：壓應(yīng)力驗算： 拉應(yīng)力驗算：拉應(yīng)力驗算： cscs f W M z25. 1 0 cscs f W M 06. 0z 10 4）抗滑移穩(wěn)定性驗算（見書）抗滑移穩(wěn)定性驗算（見書P13） 5）抗傾覆穩(wěn)定性驗算（見書）抗傾覆穩(wěn)定性驗算（見書P13） 6）整體穩(wěn)定性驗算（見書）整體穩(wěn)定性驗算（見書P14） a p E EBc 00 h Wtan K aa pp hE hE M Wb M K 0 R 0 i i iii ii i iii i ii aWbq aW

6、bql sin tancosc K n 1 n 1 n 1 11 8 9 10 1 2 4 5 7 6 11 12 3 （3）水泥土墻施工 1）水泥土攪拌樁施工（見動畫） 深層攪拌樁機機組 1主機；2機架；3灰漿拌制機；4集料斗；5灰漿泵； 6貯水池；7冷卻水泵；8道軌；9導(dǎo)向管；10電纜； 11輸漿管；12水管 深層攪拌樁機的組成： 深層攪拌機（主機）、 機架及灰漿攪拌機、 灰漿泵等配套機械組成 深層攪拌樁機常用的機架有三種形式： 塔架式、桅桿式及履帶式。 12 塔架式 桅桿式 履帶式 4 4 13 水泥土攪拌樁施工工藝 攪拌樁成樁工藝可采用“一次噴漿、二次攪拌”或“二次噴漿、 三次攪拌”工

7、藝，主要依據(jù)水泥摻入比及土質(zhì)情況而定。水泥摻量較 小，土質(zhì)較松時，可用前者，反之可用后者。當(dāng)采用“二次噴漿、三 次攪拌”工藝時可在圖示步驟e）作業(yè)時也進行注漿，以后再重復(fù)d） 與e）的過程。 圖 “一次噴漿、二次攪拌”施工流程 a)定位；b)預(yù)埋下沉；c)提升噴漿攪拌；d)重復(fù)下沉攪拌； e)重復(fù)提升攪拌；f )成樁結(jié)束 14 （3）水泥土墻施工 2）高壓噴射旋噴樁施工工藝 引孔鉆機就位 鉆進成孔 換漿清渣 清孔 回灌 搬遷 移鉆 開孔檢查 啟動空壓機送風(fēng) 啟動高壓泵送水 試噴檢查 插入高噴管 漿液配制泵送 高噴作業(yè)觀察高噴參數(shù) 孔內(nèi)保持滿漿 測放樁位 15 （4）水泥土墻施工檢測（見教材P1

8、6） 水泥土攪拌樁質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn) 16 天然土體通過鉆孔、插筋、 注漿來設(shè)置土釘(亦稱砂漿錨桿)并 與噴射砼面板相結(jié)合，形成類似重 力擋墻的土釘墻，以抵抗墻后的土 壓力，保持開挖面的穩(wěn)定。也稱為 噴錨網(wǎng)加固邊坡或噴錨網(wǎng)擋墻。 2 土釘墻支護 鉆鉆 孔孔 插筋、注漿插筋、注漿 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng) 噴射砼護面噴射砼護面 土釘墻支護土釘墻支護 17 （1）土釘墻的組成和特點 原理：土釘墻支護是在基坑開挖過程中將較密 的細長桿件釘置于原位土體中, 并在坡面上噴射鋼 筋網(wǎng)混凝土面層。通過土釘、土體和噴射混凝土面 層的共同工作, 形成復(fù)合土體。利用復(fù)合土體的自 穩(wěn)達到支護目的。 組成：螺紋鋼筋+灌漿 （c

9、) （b)（a) 1 2 324 5 4 3 6 a a）土釘剖面）土釘剖面 b b）土釘面層噴錨）土釘面層噴錨 c c）土釘節(jié)點）土釘節(jié)點 18 土釘施工 土釘墻適用條件：土釘墻適用條件：地下水低于地下水低于 土坡開挖段或經(jīng)過降水措施后使地土坡開挖段或經(jīng)過降水措施后使地 下水位低于開挖層的情況。適用于下水位低于開挖層的情況。適用于 有有粘性土、粉性土、含有粘性土、粉性土、含有30%30%上粘上粘 土顆粒的砂土邊坡土顆粒的砂土邊坡。 常用于常用于開挖深度不大、周圍開挖深度不大、周圍 相鄰建筑或地下管線對沉降與位移相鄰建筑或地下管線對沉降與位移 要求不高的基坑支護。要求不高的基坑支護。 土釘墻特

10、點：土釘墻特點：（1 1） 形成土釘復(fù)合體、形成土釘復(fù)合體、顯著提顯著提 高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載高邊坡整體穩(wěn)定性和承受邊坡超載的能力。的能力。 （2 2） 施工設(shè)備簡單施工設(shè)備簡單，由于釘長一般比錨桿的，由于釘長一般比錨桿的 長度小的多，不加預(yù)應(yīng)力所以設(shè)備簡單。長度小的多，不加預(yù)應(yīng)力所以設(shè)備簡單。 （3 3） 隨基坑開挖逐層分段開挖作業(yè)，隨基坑開挖逐層分段開挖作業(yè)，不占或不占或 少占單獨作業(yè)時間少占單獨作業(yè)時間，施工效率高，占用周期短。，施工效率高，占用周期短。 （4 4） 施工不需單獨占用場地施工不需單獨占用場地，對現(xiàn)場狹小，對現(xiàn)場狹小， 放坡困難，有相鄰建筑物時顯示其優(yōu)越性。放坡困

11、難，有相鄰建筑物時顯示其優(yōu)越性。 （5 5） 土釘墻土釘墻成本費成本費較其他支護結(jié)構(gòu)顯著降低。較其他支護結(jié)構(gòu)顯著降低。 （6 6） 施工噪音、振動小施工噪音、振動小，不影響環(huán)境。，不影響環(huán)境。 （7 7） 土釘墻本身土釘墻本身變形很小變形很小，對相鄰建筑物影，對相鄰建筑物影 響不大。響不大。 19 20 21 （2）土釘墻的設(shè)計驗算（見教材P18） 1）抗拉承載力設(shè)計值的計算 2）土釘墻整體穩(wěn)定性計算 3）土釘長度l的計算 4）噴射混凝土面層承受側(cè)壓力F的驗算 22 （3）土釘墻支護結(jié)構(gòu)施工工藝 見右圖 （4）土釘墻施工檢測與監(jiān)測 1）檢測：對土釘應(yīng)采用抗拉試 驗檢測承載力。 2）監(jiān)測 根據(jù)地

12、質(zhì)劃分開挖高度 開挖土方并修整邊坡 初噴底層混凝土 鉆 設(shè) 釘 孔 土 釘 安 裝 注 漿 掛鋼筋網(wǎng)并與土釘尾部焊牢 安裝泄水管 復(fù)噴表層混凝土至設(shè)計厚度 23 3、排樁墻支護 基坑開挖時，對不能放坡或由于場地限制而不能采 用攪拌樁支護，開挖深度在610米左右時，即可采用 排樁支護。排樁支護可采用鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、 預(yù)制鋼筋混凝土板樁或鋼板樁。 （1）排樁墻的平面布置形式 柱列式排樁支護 連續(xù)排樁支護 組合式排樁支護 連續(xù)排樁支護 連續(xù)排樁支護連續(xù)排樁支護 24 （2）排樁墻結(jié)構(gòu)形式 無支撐支護結(jié)構(gòu) 單支撐支護結(jié)構(gòu) 多支撐支護結(jié)構(gòu) （3）排樁墻設(shè)計計算（見教材P22） （4）排樁墻施工

13、（5）排樁墻施工檢測 25 （6） 擋土灌注樁支護擋土灌注樁支護 開挖前在基坑周圍設(shè)置砼灌注樁，樁的排列有間隔式、雙 排式和連續(xù)式，樁頂設(shè)置砼連系梁或錨樁、拉桿。施工方便、 安全度好、費用低。缺點：止水性差。為防止水土流失，也可 在灌注樁之間加粉噴樁。 深基坑的間隔式排樁支護深基坑的間隔式排樁支護 26 （7） 擋土灌注樁與土層錨桿結(jié)合支護擋土灌注樁與土層錨桿結(jié)合支護 適于大型較深適于大型較深 基坑基坑, ,施工期較施工期較 長長, ,鄰近有建筑鄰近有建筑 物物, ,不允許支護不允許支護, , 鄰近地基鄰近地基不允不允 許許有下沉位移有下沉位移 時使用時使用 樁頂不設(shè)錨樁、拉桿，而是挖至一定深

14、度，每隔 一定距離向樁背面斜向打入錨桿，達到強度后，安上橫撐， 拉緊固定，在樁中間挖土，直至設(shè)計深度。 深基坑的間隔式排樁支護深基坑的間隔式排樁支護 樁頂連系梁樁頂連系梁 懸臂支護樁懸臂支護樁 錨桿及橫撐錨桿及橫撐 27 （8）板樁支護 當(dāng)基坑較深、地下水位較高且未施工降水時，采 用板樁作為支護結(jié)構(gòu)，既可擋土、防水，還可防止流砂 的發(fā)生。板樁支撐可分為無錨板樁(懸臂式板樁)和有錨 板樁兩大類。 板式支護結(jié)構(gòu)由兩大系統(tǒng)組成：擋墻系統(tǒng)和支撐 (或拉錨)系統(tǒng)。 （1）板樁有鋼板柱、木板樁與鋼筋混凝土板樁數(shù) 種。 鋼板樁的種類很多，常見的有U板樁與Z板樁 (a)(b)(c) c）H形板樁 a）U形板樁

15、相互連接 b）Z形板樁相互連接 鎖口形成整體，具有較好的隔水能力。 28 板式支護結(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豎撐 2 3 1 8 2 4 7 1 5 2 1 6 2 1 d)土錨式a)水平支撐式b)斜撐式c)拉錨式 常用鋼板樁截面形式 (a) Z型;(b) U型 ;( c )一字型;(d)組合型 29 鋼板樁水平支撐鋼板樁水平支撐 U型鋼板樁型鋼板樁 插打插打 入土入土 U型板樁相互連接型板樁相互連接 擋墻系統(tǒng)：擋墻系統(tǒng)：常用的形式有常用的形式有槽鋼、槽鋼、 鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、灌注樁鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、灌注樁 及地下連續(xù)墻及地下連

16、續(xù)墻等。等。 支撐系統(tǒng)：支撐系統(tǒng)：大型鋼管、大型鋼管、H型鋼或型鋼或 格構(gòu)式鋼支撐，也可采用現(xiàn)澆鋼筋格構(gòu)式鋼支撐，也可采用現(xiàn)澆鋼筋 混凝土支撐?；炷林巍?拉錨系統(tǒng)：拉錨系統(tǒng)：用鋼筋、鋼索、型用鋼筋、鋼索、型 鋼或土錨桿。鋼或土錨桿。 30 31 挖孔樁挖孔樁- -鋼支撐鋼支撐 32 33 SMW工法（勁性水泥土攪拌樁）-板式支護-鋼板樁 34 35 （2）鋼板樁施工 鋼板樁施工要正確選擇打樁方式、打樁機械和流 水段劃分，以便使打設(shè)后的板樁墻，有足夠的剛度和 防水作用。 鋼板樁的打設(shè)雖然在基坑開挖前已完成，但整個 板樁支護結(jié)構(gòu)需等地下結(jié)構(gòu)施工后，在許可的條件下 將板樁拔除才算結(jié)束。 鋼板樁打

17、樁方法有以下幾種：單獨打入法；雙層 圍檁插樁法；分段復(fù)打樁（屏風(fēng)法）。 常見的拔樁方法有兩種：一是用振動錘拔樁；二 是用重型起重機與振動錘共同拔樁。 鋼板樁土孔處理：對拔樁后留下的樁孔，必須及 時回填?；靥畹奶幚矸椒ㄓ校赫窀》?、擠密法和填入 法。所用材料一般為砂子。 36 1 2 3 11 3 2 (a)(b) 1 1 a）平面布置 b）剖面 打樁圍檁支架 1圍檁樁；2-圍檁；3鋼板樁 圍檁 37 3）總結(jié)板樁的工程事故，其失敗的原因主要有六方面： a) 板樁下部走動； b) 拉錨破壞； c) 支撐破壞； d)拉錨長度不足；e)板樁失穩(wěn)彎曲； f ) 板樁變形及土體沉降 板樁的工程事故板樁的工

18、程事故 a) b)c) d) e) f) 38 4 土層錨桿支護 在立壁土層上鉆（掏）孔至要求深度，孔內(nèi)放入鋼 筋，灌入水泥砂漿或化學(xué)漿液，使之與土層結(jié)合成抗拉錨 桿，將立壁土體側(cè)壓力傳至穩(wěn)定土層。 基坑錨桿支護施工中基坑錨桿支護施工中 39 （1）錨桿的組成和特點 錨桿有三部分組成：頭部連接（錨頭）、 拉桿、錨固體。 錨桿承受拉力，一般采用螺紋鋼、鋼 絞線等強度高、延伸率大、疲勞強度高的材 料。永久性錨桿尚需進行防腐處理。 40 a）多層錨桿剖面圖 b）錨桿與地下墻連結(jié)構(gòu)造圖 c）二次灌漿管的布 置 土層錨桿構(gòu)造 1-墻結(jié)構(gòu)；2錨頭墊座；3錨頭；4-鉆孔；5錨拉桿；6錨固體； 7一次灌漿管；

19、8二次灌漿管；9定位器 1 2 3 4 5 6 錨桿長度 自由段錨固段長度 3 1 37859 1000 500 (a)(b) (c) 41 重慶市高切坡，預(yù)應(yīng)力錨索支護重慶市高切坡，預(yù)應(yīng)力錨索支護 為了均勻分配傳到連為了均勻分配傳到連 續(xù)墻或柱列式灌注樁上的續(xù)墻或柱列式灌注樁上的 土壓力，減少墻、柱的水土壓力，減少墻、柱的水 平位移和配筋，平位移和配筋，一端采用一端采用 錨桿與墻、柱連接，另一錨桿與墻、柱連接，另一 端錨固在土層中端錨固在土層中，用以維，用以維 持坑壁的穩(wěn)定。持坑壁的穩(wěn)定。 土層錨桿支護 42 （2）錨桿的設(shè)計計算（見教材P27） （3）錨桿的施工 土錨桿的施工工藝：土方開挖

20、定位鉆孔-安放拉桿-灌漿-養(yǎng)護- 安裝錨頭-張拉錨固和挖土。 1）設(shè)備和機具 2）施工方法（見教材P29） （4）施工監(jiān)測 43 DML-120D1跟管鉆進錨索施工設(shè)備 44 螺旋鉆機 45 5 內(nèi)撐式支護內(nèi)撐式支護 由支護樁或墻和內(nèi)支撐組成，由支護樁或墻和內(nèi)支撐組成， 適用于各種地基土層，缺點是內(nèi)適用于各種地基土層，缺點是內(nèi) 支撐會支撐會占用一定的施工空間占用一定的施工空間。 北京地鐵熊貓環(huán)島 車站基坑鋼管支護 46 制作深基坑砼構(gòu)架 47 7 地下連續(xù)墻支護 地下連續(xù)墻成槽施工地下連續(xù)墻成槽施工 先建造鋼筋砼地下連續(xù)墻，達到強度先建造鋼筋砼地下連續(xù)墻，達到強度 后在墻間用機械挖土。該支護法剛度大、后在墻間用機械挖土。該支護法剛度大、 強度高，可擋土、承重、截水、抗?jié)B，可強度高，可擋土、承重、截水、抗?jié)B，可 在狹窄場地施工，適于在狹窄場地施工，適于大面積、有地下水大面積、有地下水 的深基坑的深基坑施工。施工。 SH350連續(xù)墻抓斗連續(xù)墻抓斗成槽機成槽機 三一重工三一重工 槽段的連接槽段的連接 48 導(dǎo)墻施工導(dǎo)墻施工 導(dǎo)墻施工完導(dǎo)墻施工完 泥漿系統(tǒng)泥漿系統(tǒng)-泥漿池泥漿池 成槽施工成槽施工 鋼筋籠吊裝鋼筋籠吊裝 鎖口管起拔鎖口管起拔 砼澆筑砼澆筑 49 上?！吧徎ê优暇霸贰痹诮欠空w倒塌 6月27日6時左