高層建筑施工基坑工程課件

1基坑工程1.1基坑工程的內(nèi)容、設(shè)計原則與安全等級1.1.1基坑工程的內(nèi)容基坑工程勘察；基坑支護結(jié)構(gòu)(或放坡)的設(shè)計與施工；控制基坑地下水位；基坑土方工程的開挖與運輸；基坑土方開挖過程中的工程監(jiān)測；基坑周圍的環(huán)境保護。11.1.2基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則安全可靠——滿足強度、穩(wěn)定和變形的要求，確?；邮┕ぜ爸車h(huán)境的安全；經(jīng)濟合理——在安全可靠的前提下，從造價、工期及環(huán)境保護等方面經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，確定最優(yōu)方案；施工方便——在安全可靠經(jīng)濟合理的原則下，要考慮施工的可能性和方便施工。21.1.3基坑支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法方法：采用分項系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計法。極限狀態(tài)：

1）承載能力極限狀態(tài)——對應(yīng)于這種極限狀態(tài)的是支護結(jié)構(gòu)達到最大承載能力，或土體失穩(wěn)、過大變形導(dǎo)致支護結(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)于這種極限狀態(tài)的是支護結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)施工，或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能。所以，支護結(jié)構(gòu)應(yīng)進行承載力極限狀態(tài)的計算和變形驗算（對于一級基坑和變形有限制的二級基坑側(cè)壁）。31.1.4安全等級《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》分為三級：一級——γ＝1.1

二級——γ＝1.0

三級——γ＝0.9《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》分為三級：一級H>10.0m

二級7.0≤H≤10.0m

三級H<7.0m41.2基坑工程勘察1.2.1巖土勘察勘察時間：與建筑地基詳勘階段同步進行?？辈旆秶喝Q于開挖深度及場地的巖土工程條件（取開挖邊界外1～2倍開挖深度，軟土勘察范圍尚宜擴大）?？碧近c間距：15～30m。地層變化較大時，應(yīng)增加勘探點查明分布規(guī)律。勘探點深度：不宜小于1倍開挖深度。軟土地區(qū)應(yīng)穿越軟土層。5勘察資料：

1）場地土層的類型、特點、土質(zhì)性質(zhì)；

2）基坑及圍護墻邊界附近，場地填土、暗浜、古河道及地下障礙物等不良地質(zhì)現(xiàn)象的分布范圍與深度，表明其對基坑工程的影響；

3）場地淺層潛水和坑底深部承壓水的埋藏情況，土層滲流特性及產(chǎn)生流砂、管涌的可能性；

4）支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工所需土、水指標(biāo)（物理指標(biāo)、抗剪強度指標(biāo)、土的滲透系數(shù)、土的基床系數(shù)指標(biāo)等）。61.2.2水文地質(zhì)勘察應(yīng)提供下列情況和數(shù)據(jù)：

1）地下各含水層的視見水位和靜止水位；

2）地下各含水層中水的補給情況和動態(tài)變化情況，與附近水體的連通情況；

3）基坑底以下承壓水的水頭高度和含水層的界面；

4）分析施工過程中水位變化對支護結(jié)構(gòu)和基坑周邊環(huán)境的影響，提出應(yīng)采取的措施。71.2.3基坑周邊環(huán)境勘察應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1）查明影響范圍內(nèi)建（構(gòu)）筑物類型、層數(shù)、基礎(chǔ)類型和埋深、基礎(chǔ)荷載大小及上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀；

2）查明基坑周邊各類地下設(shè)施，包括給水、排水、電纜、煤氣、污水、雨水、熱力等管線的分布與現(xiàn)狀；

3）查明基坑四周道路的距離及車輛載重情況；

4）查明場地四周和鄰近地區(qū)地表水匯流和排瀉情況，地下水管滲漏情況及對基坑開挖的影響。此外，尚應(yīng)對地下結(jié)構(gòu)設(shè)計資料進行收集和了解。8

1.3支護結(jié)構(gòu)設(shè)計

1.3.1支護結(jié)構(gòu)選型（1）支護結(jié)構(gòu)按其工作機理和圍護墻的形式分類：水泥土墻式：深層攪拌水泥土樁墻、高壓旋噴樁墻排樁與板墻式：板樁式——鋼板樁、混凝土板樁、型鋼橫擋板排樁式——預(yù)制混凝土樁、鉆孔灌注樁、挖孔灌注樁板墻式——現(xiàn)澆地下連續(xù)墻、預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻組合式——加筋水泥土墻（SMW工法）、高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土邊坡穩(wěn)定式：土釘墻、噴錨支護逆作拱墻式：9

（2）圍護墻選型

1）水泥土墻：工藝——深層攪拌法、高壓噴射法（造價高）。截面形式——格柵形，長寬比≤2；優(yōu)點：坑內(nèi)無支撐，便于機械化快速挖土；具有防水、防滲功能（滲透系數(shù)≤10－7cm/s），比較經(jīng)濟。缺點：坑深≤6.0m；位移相對較大；墻厚相對較大（與紅線及周圍環(huán)境有關(guān)）。適用范圍：坑深≤6.0m；基坑側(cè)壁安全等級為二、三級；地基承載力不宜大于150Kpa。置換率——淤泥≥0.8、淤泥質(zhì)土≥0.7、一般粘土、砂土≥0.6相鄰樁搭接：≥200mm水泥摻入比（水泥重量/加固土體重量的比值）：12％～14％水泥土強度：28d無側(cè)限抗壓強度qu≥0.8Mpa1011截面型式（格柵式）1213142）鋼板樁（槽鋼、熱軋鎖口鋼板樁）槽鋼

優(yōu)點：材料來源廣；施工簡便；可重復(fù)使用。

缺點：截面抗彎剛度弱；搭接不嚴(yán)密，不能完全止水。

適用范圍：深坑≤4.0m；槽鋼長6～8m，可設(shè)拉錨或支撐。15161718

熱軋鎖口鋼板樁

截面形式：U形、L形、一字形、H形和組合形

優(yōu)點：材料質(zhì)量穩(wěn)定；軟土地區(qū)打設(shè)方便；施工速度快而且簡便；有一定的擋水能力；可重復(fù)使用；一般費用較低。

缺點：截面抗彎剛度不夠大；用于較深的基坑時支撐（拉錨）工作量大，否則變形較大；在透水性較強的土層中不能完全擋水；拔出時易帶土，如處理不當(dāng)會引起土層位移，可能危害周圍環(huán)境。

適用范圍：深坑≤5.0～8.0m；與拉錨或支撐道數(shù)有關(guān)。1920212223243)型鋼橫擋板(樁板式支護結(jié)構(gòu))構(gòu)成:工字鋼(或H型鋼)+橫擋板(襯板)+圍檁

+支撐適用范圍：土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)。工藝：先打設(shè)工字鋼（或H型鋼），后邊挖土邊加設(shè)橫擋板。施工結(jié)束后可拔出

H型鋼和回收橫擋板。橫擋板多用厚度60mm的木板或預(yù)制混凝土薄板。25262728294）鉆孔灌注樁優(yōu)點：無噪聲、無振動、剛度大，抗彎能力強，變形較小。缺點：工期長，造價高。適用范圍：用于一、二、三級基坑；坑深

7～15m（懸壁式≤5m）；一般加設(shè)內(nèi)支撐或（拉錨）；樁徑600～

1000mm。灌注樁復(fù)合支護形式：灌注樁＋攪拌樁止水帷幕、灌注樁＋高壓旋噴樁止水帷幕、雙排灌注樁、灌注樁＋土釘支護等。

30313233343536375）挖孔樁（矩形、異形截面）優(yōu)點：便于檢驗土層；可多樁同時施工；樁身直徑大。缺點：施工條件差；勞動強度大。適用范圍：宜用于土質(zhì)較好地區(qū)。注意：地下水位較高時應(yīng)注意擋水；抽水時應(yīng)注意對鄰近地面建筑的影響；注意流砂流泥的影響。38396）地下連續(xù)墻優(yōu)點：施工時對周圍環(huán)境影響?。荒芫o鄰建筑物施工（200mm）；剛度大、整體性好；變形小；能實現(xiàn)兩墻合一；可采用逆作法施工。缺點：費用相對較高；接頭構(gòu)造復(fù)雜；泥漿多。適用范圍：多用于12m以上的基坑；用于一、二、三級基坑；墻厚一般600～1200mm。40414243被動區(qū)加固4445467）加筋水泥土墻（SMW工法）優(yōu)點：具有受力和抗?jié)B兩種功能；H型鋼用后可拔出重復(fù)使用，構(gòu)造簡單，施工速度快，成本低。適用范圍：多用于8～10基坑；用于一、二、三級基坑；水泥摻入比達20％。我省目前做法是漿H型鋼插到攪拌樁外47488）土釘墻優(yōu)點：經(jīng)濟；施工方便；缺點：需分層挖土；對周圍環(huán)境影響大；變形大。適用范圍：基坑深度小于12m（我省規(guī)定軟土基坑深度小于4m）；適用于二、三級非軟土場地。4950復(fù)合土釘墻的種類a土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿

b土釘墻+止水帷幕51c土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿

d土釘墻+微型樁復(fù)合土釘墻的種類種類續(xù)152e土釘墻+止水帷幕+微型樁+

預(yù)應(yīng)力錨桿

f土釘墻+止水帷幕插筋+預(yù)應(yīng)力錨桿

復(fù)合土釘墻的種類種類續(xù)2539）逆作拱墻平面形式：圓形閉合拱圈、橢圓形閉合拱圈和組合拱圈。拱墻截面形式：Z字型拱墻、Z字型拱墻疊合、Z字型拱墻＋肋梁、加厚肋壁。適用范圍：三級基坑；拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/8；基坑深度不宜大于12m；淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜應(yīng)用；地下水位高于基坑地面時，應(yīng)采用降水或截水措施。技術(shù)要求：圓形拱墻壁厚不宜小于400mm，其它拱墻壁厚不宜小于500mm，混凝土強度等級不宜低于C25，拱墻水平方向應(yīng)通長雙面配筋，鋼筋總配筋率不小于0.7%。拱墻在水平方向分段施工，垂直方向分層施工，施工應(yīng)錯開。54555610)、土釘＋PHC管樁復(fù)合支護57585911）LXK工法

懸臂式水泥土加筋支護結(jié)構(gòu)60水泥土加筋地下連續(xù)墻+水泥土地錨三角形支護結(jié)構(gòu)61門架式加筋水泥土樁支護結(jié)構(gòu)62加筋水泥土樁墻+多排水泥土地錨支護結(jié)構(gòu)63加筋水泥土與錨桿、土釘支護64鋼花管式水泥土地錨65注漿攪拌式水泥土地錨66旋噴法形成水泥土地錨67土體錨桿的施工方法及其所采用的錨桿組合件68后仰錨拉鋼樁支護方案----后仰鋼樁與傘形擴孔地錨結(jié)合69（3）支撐體系選型支撐分類：內(nèi)支撐——受力合理、安全可靠、變形小，但挖土和地下室結(jié)構(gòu)施工不便，一般需要換撐。外支撐（拉錨、土錨、錨桿）——挖土方便，但用于軟土場地變形較大，易超出紅線。7071727374

1）內(nèi)支撐

內(nèi)支撐體系：冠梁或腰梁（圍檁）、支撐（對撐、角撐）和立柱。內(nèi)支撐按照材料分為：鋼支撐和混凝土支撐，多道支撐時鋼與混凝土混合使用。75767778798081

鋼支撐鋼管支撐：用Φ609鋼管，壁厚：10、12、14mm，型鋼支撐：用H型鋼?？v橫交叉部位采用上下疊交固定或?qū)ｉT“十”定型接頭。優(yōu)點：安拆方便、速度快，能盡快發(fā)揮支撐作用，減少時間效應(yīng)，圍護變形小，可重復(fù)使用，多為租賃方式，便于專業(yè)化施工；可以施加預(yù)緊力。缺點：整體剛度相對較弱，支撐間距相對較小，由于兩個方向施加預(yù)緊力，使縱、橫向支撐的連接處處于鉸接狀態(tài)。8283

混凝土支撐優(yōu)點：形狀多樣性（直線、曲線等）；可進行優(yōu)化布置；整體剛度大；圍護變形小；截面和配筋可根據(jù)需要設(shè)計。缺點：支撐成形和發(fā)揮作用時間長；一次性，不能重復(fù)利用；拆撐相對困難。8485

立柱對平面尺寸大的基坑，在支撐交叉點處需設(shè)立柱。立柱構(gòu)造：四個角鋼組成的格構(gòu)式鋼柱、圓鋼管或型鋼。86

2）內(nèi)支撐布置

綜合考慮下列因素：基坑平面形狀、尺寸和開挖深度；基坑周圍環(huán)境保護要求和鄰近地下工程的施工情況；主體工程地