基坑支護結構分析與選擇課件

1、基坑支護結構分析與選擇1A常用的支護結構體系排樁式土釘墻槽型鋼板樁板墻式板樁式粉噴樁擋土墻鉆孔灌注樁高壓旋噴樁擋土墻深層水泥攪拌樁擋土墻邊坡穩(wěn)定類排樁與板墻類水泥擋土墻類現(xiàn)澆地下連續(xù)墻型鋼板樁2A水泥擋土墻類3A深層水泥攪拌樁擋土墻是重力式圍護墻，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生的一系列物理化學反應，使軟土硬結成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的優(yōu)質水泥加固土。 水泥土墻宜用：基坑側壁安全等級為二、三級；地基土承載力150kPa的情況。優(yōu)點：由于坑內無支撐，便于機械化快速挖土；即可擋土支護又防滲止水，經濟性較好。缺點：成型養(yǎng)護期

2、相對較長；位移變形相對較大；成型墻體厚度大，有時受周圍環(huán)境限制。4A5A高壓旋噴樁擋土墻是利用鉆機將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設計高程，將預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，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉邊提升，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不宜采用。適用：高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質土、粉土、粘性土、黃土、碎石土等地基。6A7A粉噴樁是指利用打樁機具將干粉狀的硬化劑（如水泥、石灰、粉煤灰等）均勻的攪入成樁范圍

3、內的土體中，使土體硬化形成樁身；是一種常用的采用粉體狀固化劑來進行軟基攪拌處理的方法。粉噴樁是建筑地基處理技術規(guī)范中的干法。特點：振動小，無污染。粉噴樁機和空氣壓縮機振動小，噪音低、不揚塵、無污染，對周圍的建筑物不會產生振動影響和噪音污染。處理效果明顯，處理后可很快投入使用。適用：粉噴樁適合于各種成因的飽和軟粘土，中國常用于加固淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土。8A工藝主料成型類型噴嘴壓力置換性施工機械攪拌樁水泥漿液水泥土中壓土體摻入水泥大旋噴樁水泥漿液水泥柱狀固結體高壓水泥置換泥漿小粉噴樁干粉狀固化劑水泥土中壓土體摻入水泥、石灰、粉煤灰大三種支護樁主要區(qū)別9A排樁與板墻類10A灌注樁

4、是指在工程現(xiàn)場通過機械鉆孔、鋼管擠土或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔，并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁。優(yōu)點：在各種地基上均可使用，支護剛度大抗?jié)B性好，安全性高，施工噪聲和震動要小的多。可應用于深度較大的基坑。缺點：因混凝土是在泥水中灌注的，因此混凝土質量較難控制，費工費時，成孔速度慢，泥渣污染環(huán)境，成本較高，經濟型不好。11A12A13A14A槽型鋼板樁支護是采用長度為6m-12m的槽型鋼板樁，利用震動打樁機或壓樁機垂直打入地面，利用鋼樁自身的抗彎強度進行土體支護的方法。優(yōu)點：槽型鋼板樁支護完畢后可重復使用，經濟性高，施工周期短，打樁完畢后可立即進行開挖。受場地影響小，施工便捷。缺

5、點：不具有防水性，對有抗?jié)B要求的基坑不適用，受地質影響較大，個別堅硬地質條件下施工困難。15A型鋼板樁根據(jù)鋼板樁橫截面形狀和用途主要分為：U形、Z形、W形三種形狀鋼板樁。U型鋼板樁的應用比較普遍，而帶止口（鎖扣）的鋼板樁稱為拉森鋼板樁。拉森型鋼板樁有熱軋和冷彎兩種大類,形狀以U型為主，還有Z型，一字型等。優(yōu)點：拉森鋼板樁相對于槽型鋼板樁的主要優(yōu)點是擋護強度高，具有止水及土體防沖刷效果。缺點：拉森鋼板樁相對于普通槽型鋼板樁的主要缺點是施工速度慢，成本高，對拉森鋼板樁的樁身完整性要求高。16A17A現(xiàn)澆地下連續(xù)墻是基礎工程在地面上采用一種挖槽機械，沿著深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護壁條件下，開挖出

6、一條狹長的深槽，清槽后，在槽內吊放鋼筋籠，然后用導管法灌筑水下混凝土筑成一個單元槽段，如此逐段進行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為截水、防滲、承重、擋水結構。18A本法特點是：施工振動小，墻體剛度大，整體性好，施工速度快，可省土石方，可用于密集建筑群中建造深基坑支護,可用于各種地質條件下，包括砂性土層、粒徑50mm以下的砂礫層中施工等。適用于建造建筑物的地下室、地下商場、停車場、地下油庫、擋土墻、高層建筑的深基坑施工。地下連續(xù)墻的優(yōu)點：施工時振動小，噪音低，占地少，可以充分利用建筑紅線以內有限的地面和空間，充分發(fā)揮投資效益。防滲性能好，可以緊貼原有建筑物建造地下連續(xù)墻。墻體剛度大，用

7、于基坑開挖時，可承受很大的土壓力，極少發(fā)生地基沉降或塌方事故，目前地下連續(xù)墻不再單純作為防滲防水、深基坑圍護墻，而且越來越多地用地下連續(xù)墻代替樁基礎、沉井或沉箱基礎，承受更大荷載。19A 缺點：在城市施工時，廢泥漿的處理比較麻煩,成本較高；如果施工方法不當或施工地質條件特殊，可能出現(xiàn)相鄰墻段不能對齊和漏水的問題。在一些特殊的地質條件下如很軟的淤泥質土，含漂石的沖積層和超硬巖石等，施工難度很大。20A21A土釘墻22A土釘墻護坡工藝是指天然土體通過鉆孔、插筋、注漿來設置土釘(亦稱砂漿錨桿)并與噴射砼面板相結合，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。也稱為噴錨網加固邊坡或

8、噴錨網擋墻。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, 形成復合土體。利用復合土體的自穩(wěn)達到支護目的。土釘墻適用條件：地下水低于土坡開挖段或經過降水措施后使地下水位低于開挖層的情況。適用于有粘性土、粉性土、含有30%上粘土顆粒的砂土邊坡。常用于開挖深度不大、周圍相鄰建筑或地下管線對沉降與位移要求不高的基坑支護。23A優(yōu)點：施工設備簡單，由于釘長一般比錨桿的長度小的多，不加預應力所以設備簡單。 隨基坑開挖逐層分段開挖作業(yè)，不占或少占單獨作業(yè)時間，施工效率高，占用周期短。 施工不需單獨占用場地，對

9、現(xiàn)場狹小，放坡困難，有相鄰建筑物時顯示其優(yōu)越性。 土釘墻成本費較其他支護結構顯著降低。 施工噪音、振動小，不影響環(huán)境。 土釘墻本身變形很小，對相鄰建筑物影響不大。 缺點：適用范圍較小，支護剛度低，容易破損及滲水，有時會對其他分部工程產生影響，如：地源熱泵鉆孔施工，周邊管道開挖等。24A25A除去前面介紹的幾種比較常用高層建筑深基坑支護形式外，還有幾種支護結構形式在某些工程中應用。一、SMW工法SMW是Soil Mixing Wall的縮寫。SMW工法連續(xù)墻于1976年在日本問世。SMW工法是以多軸型鉆掘攪拌機在現(xiàn)場向一定深度進行鉆掘，同時在鉆頭處噴出水泥系強化劑而與地基土反復混合攪拌，在各施工

10、單元之間則采取重疊搭接施工，然后在水泥土混合體未結硬前插入H型鋼或鋼板作為其應力補強材，至水泥結硬，便形成一道具有一定強度和剛度的、連續(xù)完整的、無接縫的地下墻體。26A平面示意圖27ASMW工法施工工藝1.導溝開挖：確定是否有障礙物及做泥水溝。2.置放導軌。3.設定施工標志。4.SMW鉆拌：鉆掘及攪拌。5.置放應力補強材。6.固定應力補強材。7.施工完成SMW。8.H型鋼拔出回收28A29A30A31A二、逆作拱墻當基坑平面形狀適合時，可采用拱墻作為圍護墻。拱墻有圓形閉合拱墻、橢圓形閉合拱墻和組合拱墻。對于組合拱墻，可將局部拱墻視為兩鉸拱。拱墻截面宜為z字型，拱壁的上、下端宜加肋梁；當基坑較深

11、，一道z字型拱墻不夠時，可由數(shù)道拱墻疊合組成，或沿拱墻高度設置數(shù)道肋梁，肋梁豎向間距不宜小于2.5m。亦可不加設肋梁而用加厚肋壁的辦法解決。32A33A基坑支護結構類比選取表工藝側壁安全等級深度(m)特殊地質條件水泥攪拌樁二、三級614淤泥質土、粉土、砂土高壓旋噴樁二、三級614淤泥質土、流塑、軟塑或可塑黏性土、砂土、素填土和碎石土粉噴樁二、三級614飽和軟粘土，淤泥、淤泥質土、粉土和含水量較高的粘性土鉆孔灌注樁一、二、三級614在各種土質下均可采用槽型鋼板樁一、二、三級210淤泥質土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、素填土型鋼板樁一、二、三級210淤泥質土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、素填土

12、現(xiàn)澆地下連續(xù)墻一、二、三級510在各種土質下均可采用土釘墻二、三級214粘土、粉土、雜填土及非松散砂土、碎石土SWM工法樁二、三級614淤泥質土、粉土、砂土逆作拱墻三級412淤泥和淤泥質土場地不宜采用34A復合支護方案應用單一支護方式中的任何一種或多種方式同時采用、配合進行,以提高施工安全度的支護方法。35A常見復合支護方式槽鋼鋼板樁配合土釘墻槽鋼鋼板樁配合拉森樁深層水泥攪拌樁配合高壓旋噴樁深層水泥攪拌樁配合土釘墻深層水泥攪拌樁配合鋼板樁鉆孔灌注樁配合錨桿、混凝土連系梁.36A事故案例37A38A39A海珠城廣場基坑坍塌事故原因原因分析1.超挖：原設計4層基坑(17米)，后開挖成5層基坑（20.3米），挖孔樁成吊腳樁；2.超時：基坑支護結構服務年限一年，實際從開挖及出事已有近三年；3.超載：坡頂商品混凝土罐車、吊車、挖掘機超載；4.地質原因：巖面埋深較淺，但巖層傾斜。設計單位仍采用理正軟