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.,1,基坑支护工程浅析,王云正 2016年1月13日,.,2,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。,.,3,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。,基坑变形的监控值 mm,基坑的分级,.,4,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,.,5,一般基坑的支护,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,.,6,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,.,7,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。,.,8,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,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4050mm。喷射砼水泥用量400kg/m3。,土钉成孔：土钉成孔直径70120mm、向下倾角15200，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,.,9,安设土钉、注浆：土钉有单杆和多杆之分，单杆多为2232mm的粗螺纹钢筋，多杆一般为24根16mm钢筋。采用灰浆泵注浆，土钉注浆可不加压。,挂钢筋网、喷射砼面层：钢筋网通常直径610、间距200300mm，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50100mm。,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,.,10,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,.,11,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3050mm；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,.,12,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,.,13,开孔及锚固工艺,.,14,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0.60.8MPa，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,.,15,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,.,16,钢筋砼灌注桩的排列方式,直径0.61.1m的钻孔灌注桩可用于深713m的基坑支护，直径0.50.8m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0.81.2m的人工挖孔灌注桩作支护结构。,.,17,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,.,18,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,.,19,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,.,20,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,.,21,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。,.,22,地下连续墙导墙,.,23,连续墙成槽机械,成槽机,抓斗式,冲击式,铣槽机,多头钻,.,24,.,25,连续墙施工过程,.,26,接头板施工工序,.,27,连续墙街头防水工艺,.,28,连续墙砼浇筑工艺,.,29,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,.,30,钢管内支撑,钢管支撑一般采用609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,.,31,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,.,32,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,.,33,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,.,34,砼内支撑的拆除,.,35,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,.,36,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!,.,37,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0.150m/d的土层中。降水深度：单级井点36m，多级井点612m。,轻型井点法降低地下水位全貌图 基坑轻型井点降水,.,38,轻型井点的平面布置,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。,双排布置：当基坑(槽)宽度6m时采用。,单排布置,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,.,39,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,.,40,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：,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,.,41,在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面0.20.3m，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,.,42,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。,.,43,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45m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,.,44,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1050m，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35m、渗透系数为20200m/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,.,45,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10250m/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,.,46,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：,墙后土体开挖期间引发的变形,钢支撑安装和预应力施加期间引发的变形,（2）有支撑暴露变形：,3.基坑保护等级,.,47,4.基坑监测项目与频率,.,48,深基坑主要监测项目介绍,1.地下墙水平位移,(1)布置原则,每2030m，保证基坑每边至少一个。,(2)报警值设定,符合设计和规范要求（次变量和累计变量）。,2.地下墙墙顶沉降,(1)布置原则,与测斜孔同点，必要时局部重要部位加密,(2)报警值设定,符合设计和规范要求（次变量和累计变量）。,3.立柱隆沉,(1)布置原则,沿基坑开挖纵向每开挖段25m左右一个点。,(2)报警值设定,符合设计和规范要求（次变量和累计变量）。,4.地下水位,(1)布置原则,沿基坑长边布置，每边12个。,(2)报警值设定,符合设计和规范要求（次变化量、累计变量）。,.,49,5.支撑轴力,(1)布置原则,沿基坑开挖纵向每开挖段25m左右一个点。,(2)报警值设定,符合设计和规范要求（累计变量，如80%）。,6.坑底隆起,(1)布置原则,按照设计要求。,(2)报警值设定,符合设计和规范要求。,7.地面沉降,(1)布置原则,12倍基坑开挖范围以内，每边保证均有,(2)报警值设定,(1)布置原则,符合设计和规范要求（次变化量、累计变量）。,8.管线沉降,通常6m左右一个，宜布置直接点,(2)报警值设定,管线产权单位与设计方面共同认可。（注意差异沉降报警值）,9.房屋沉降,(1)布置原则,墙角、柱身、门等部位。,(2)报警值设定,房屋产权单位与设计方面共同认可。（注意差异沉降报警值）,.,50,监测的目的及流程,.,51,如果将行业比成大海 那我们就是这船上的帆 以国家之标准 及我们的学识为动力 让这船起航,
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