《基坑支护方法》PPT课件.ppt

基坑土壁的支护形式，要根据土体性质、水文基坑土壁的支护形式，要根据土体性质、水文地质条件、开挖深度、宽度及边坡堆载、施工地质条件、开挖深度、宽度及边坡堆载、施工作业设备以及施工季节等情况综合考虑后才能作业设备以及施工季节等情况综合考虑后才能选定。在进行浅基础施工时，若基坑暴露时间选定。在进行浅基础施工时，若基坑暴露时间短，对基坑土壁的稳定性不会出现明显的干扰短，对基坑土壁的稳定性不会出现明显的干扰因素，且当基坑开挖深度不大时，一般都能在因素，且当基坑开挖深度不大时，一般都能在不支护的情况下直接进行垂直开挖。如软土不不支护的情况下直接进行垂直开挖。如软土不超过超过0.75m，稍密以上的碎石土、砂土不超过，稍密以上的碎石土、砂土不超过1m，可塑及可塑以上的粉土、黏土不超过，可塑及可塑以上的粉土、黏土不超过1.5m，坚硬黏土不超过，坚硬黏土不超过2m时，可以不设置支护，直时，可以不设置支护，直接进行垂直开挖。当超过上述深度时，应考虑接进行垂直开挖。当超过上述深度时，应考虑采用支护结构支护基坑土壁。采用支护结构支护基坑土壁。基坑侧壁安全等级安全等级安全等级破坏结果破坏结果一级一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很大坑周边环境及地下结构施工影响很大二级二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般坑周边环境及地下结构施工影响一般三级三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重坑周边环境及地下结构施工影响不严重常用基坑支护结构形式：常用基坑支护结构形式：1、放坡、放坡 2、地下连续墙、地下连续墙 3、水泥土墙、水泥土墙 4、土钉墙支护和喷锚支护、土钉墙支护和喷锚支护 5、排桩（护坡桩）支护、排桩（护坡桩）支护 6、逆作拱墙支护、逆作拱墙支护 7、板桩支护、板桩支护8、逆作法、逆作法放放坡坡开开挖挖是是最最简简单单的的基基坑坑支支护护方方式式之之一一。当当地地基基土土性性较较好好，基基坑坑开开挖挖深深度度不不大大，施施工工场场地地条条件件允允许许时时可可采采用用，其其支支护护费费用用较较低低。为为防防止止边边坡坡的的岩岩石石风风化化剥剥落落及及降降雨雨冲冲刷刷，可可对对放放坡坡开开挖挖的的坡坡面面实实行行保保护护，如如水水泥泥抹抹面面、铺铺设设土土工工膜膜、喷喷射射混混凝凝土土护护面面、砌砌石石。为为了了防防止止周周围围雨雨水水入入渗渗和和沿沿坡坡面面流流入入基基坑坑，可可在在基基坑坑周周围围地地面面设设排排水水沟沟、挡挡水水堤堤等等，也也可可在在周围地面抹砂浆。周围地面抹砂浆。特点：特点：通过适当坡度，可以保证坡面稳定和边坡整体稳定；通过适当坡度，可以保证坡面稳定和边坡整体稳定；土方量增加较多，应引起重视；土方量增加较多，应引起重视；可独立使用，也可与其他支护形式结合使用。可独立使用，也可与其他支护形式结合使用。适用范围：适用范围：基坑侧壁安全等级宜为三级；基坑侧壁安全等级宜为三级；场地开阔场地开阔，满足放坡尺寸要求；，满足放坡尺寸要求；地基土质较好（如粉砂土）、基坑深度较浅；地基土质较好（如粉砂土）、基坑深度较浅；当地下水位高于坡脚时，应采用降水措施。当地下水位高于坡脚时，应采用降水措施。对对于于深深度度大大于于5m的的基基坑坑，可可分分级级开开挖挖，并并设设分分级级平台；边坡可按上陡、下缓的原则设计。平台；边坡可按上陡、下缓的原则设计。地下连续墙即地下钢筋混凝土墙体。施工时采用特地下连续墙即地下钢筋混凝土墙体。施工时采用特制的挖槽机械沿基坑外围按设计宽度分单元挖出制的挖槽机械沿基坑外围按设计宽度分单元挖出基槽，并采用泥浆护壁，成槽至设计标高后将钢基槽，并采用泥浆护壁，成槽至设计标高后将钢筋骨架吊放入槽内，进行水下混凝土灌注，各单筋骨架吊放入槽内，进行水下混凝土灌注，各单元之间有特制的街头连接以形成地下连续墙。地元之间有特制的街头连接以形成地下连续墙。地下连续墙本身即是基础的组成，也是开挖阶段的下连续墙本身即是基础的组成，也是开挖阶段的支护结构支护结构。地下连续墙施工工艺地下连续墙施工工艺在挖基槽前先作保护基槽上口的导墙，在挖基槽前先作保护基槽上口的导墙，用泥浆护壁，按设计的墙宽与深分段挖槽，用泥浆护壁，按设计的墙宽与深分段挖槽，放置钢筋骨架，用导管灌注混凝土置换出放置钢筋骨架，用导管灌注混凝土置换出护壁泥浆，形成一段钢筋混凝土墙。逐段护壁泥浆，形成一段钢筋混凝土墙。逐段连续施工成为连续墙。施工主要工艺为导连续施工成为连续墙。施工主要工艺为导墙、泥浆护壁、成槽施工、水下灌注混凝墙、泥浆护壁、成槽施工、水下灌注混凝土、墙段接头处理等。土、墙段接头处理等。特点：特点：结构主体一般为钢筋混凝土结构，是建筑结构的组成结构主体一般为钢筋混凝土结构，是建筑结构的组成部分，即承重墙体；部分，即承重墙体；支撑结构一般为主题建筑的梁板体系，局部增设临时支撑结构一般为主题建筑的梁板体系，局部增设临时支撑；支撑；造价高昂；造价高昂；水平位移小。水平位移小。适用范围：适用范围：基坑侧壁安全等级为一、二、三级；基坑侧壁安全等级为一、二、三级；悬臂式在软土地基中时，基坑深度不宜大于悬臂式在软土地基中时，基坑深度不宜大于5m；当地下水位高于基坑底面时，宜采取降水措施。当地下水位高于基坑底面时，宜采取降水措施。水泥土墙是在设计基坑的外侧用深层搅拌法或高压水泥土墙是在设计基坑的外侧用深层搅拌法或高压喷射注浆法施工的一排或数排互相搭接的水泥土喷射注浆法施工的一排或数排互相搭接的水泥土桩，形成栅格式或连续式的墙体。墙体的深度为桩，形成栅格式或连续式的墙体。墙体的深度为基坑的深度加必要的嵌固深度。开挖基坑时就成基坑的深度加必要的嵌固深度。开挖基坑时就成为水泥土墙支护，有一定防渗能力，其设计计算为水泥土墙支护，有一定防渗能力，其设计计算与一般重力式挡土墙相似，要验算其抗滑稳定，与一般重力式挡土墙相似，要验算其抗滑稳定，抗倾覆稳定和整体稳定等抗倾覆稳定和整体稳定等图 水泥土墙的平面类型根根据据使使用用要要求求和和受受力力特特性性，搅搅拌拌桩桩的的水水泥泥土土墙墙挡挡土土结构的断面型式如图。结构的断面型式如图。图 水泥土挡墙支护结构断面形式施工工艺施工工艺 深层搅拌水泥土挡墙的施工工艺流程如下页图深层搅拌水泥土挡墙的施工工艺流程如下页图所示。所示。（1）定位）定位 用起重机（或用塔架）悬吊搅拌机到达指定用起重机（或用塔架）悬吊搅拌机到达指定桩位，对中。桩位，对中。（2）预搅下沉）预搅下沉 待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅待深层搅拌机的冷却水循环正常后，启动搅拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架拌机，放松起重机钢丝绳，使搅拌机沿导向架搅拌切土下沉。搅拌切土下沉。（3）制备水泥浆）制备水泥浆待深层搅拌机下沉到一定深度时，即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆（水灰比宜），压浆前将水泥浆倒入集料斗中。（4）提升、喷浆、搅拌）提升、喷浆、搅拌 待深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压待深层搅拌机下沉到设计深度后，开启灰浆泵将水泥浆压入地基，且边喷浆、边搅拌，同时按设计确定的提升速度提入地基，且边喷浆、边搅拌，同时按设计确定的提升速度提升深层搅拌机。提升速度不宜大于。升深层搅拌机。提升速度不宜大于。（5）重复上、下搅拌）重复上、下搅拌 为使土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入为使土和水泥浆搅拌均匀，可再次将搅拌机边旋转边沉入土中，至设计深度后再提升出地面。桩体要互相搭接土中，至设计深度后再提升出地面。桩体要互相搭接200mm，以形成整体。相邻桩的施工间歇时间宜小于，以形成整体。相邻桩的施工间歇时间宜小于10h。（6）清洗、移位）清洗、移位 向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中向集料斗中注入适量清水，开启灰浆泵，清洗全部管路中残存的水泥浆，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净；移位后残存的水泥浆，并将粘附在搅拌头的软土清洗干净；移位后进行下一根桩的施工。桩位偏差应小于进行下一根桩的施工。桩位偏差应小于50mm，垂直度误差，垂直度误差应不超过应不超过1。桩机移位，特别在转向时要注意桩机的稳定。桩机移位，特别在转向时要注意桩机的稳定。特点特点：自身厚而重，即为刚性挡土墙；自身厚而重，即为刚性挡土墙；结构简单，施工方便，噪音低，振动小；结构简单，施工方便，噪音低，振动小；止水效果好，造价低；止水效果好，造价低；缺点是宽度大、墙身位移大。缺点是宽度大、墙身位移大。适用范围：适用范围：基坑侧壁安全等级宜为二三级；基坑侧壁安全等级宜为二三级；水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa；基坑深度不宜大于基坑深度不宜大于6m；软土地区；软土地区；周围建筑物、管线等对基坑开挖要求不高。周围建筑物、管线等对基坑开挖要求不高。a)土钉墙支护是由较密排列的土钉体和喷射混凝土土钉墙支护是由较密排列的土钉体和喷射混凝土面层所构成的一种支护。土钉是主要的受力构件，面层所构成的一种支护。土钉是主要的受力构件，它是将一种细长的金属杆件插入预先钻成的斜孔它是将一种细长的金属杆件插入预先钻成的斜孔中，钉端焊接于混凝土面层内的混凝土网上，然中，钉端焊接于混凝土面层内的混凝土网上，然后全孔注浆封填而成。基坑侧壁一般开挖成一定后全孔注浆封填而成。基坑侧壁一般开挖成一定的斜坡，通常不陡于的斜坡，通常不陡于1:0.1。倾角常为。倾角常为0-25，土，土钉长度宜为开挖深度的钉长度宜为开挖深度的0.5-1.2倍，与水平方向俯倍，与水平方向俯角宜为角宜为5-20。步骤：步骤：土钉墙支护工艺流程如下：土钉墙支护工艺流程如下：开挖工作面开挖工作面修整边坡并埋设喷射混凝土修整边坡并埋设喷射混凝土厚度控制标志厚度控制标志喷射第一层混凝土喷射第一层混凝土钻孔钻孔安设土钉、注浆、安设连接件安设土钉、注浆、安设连接件绑扎钢筋绑扎钢筋网网喷射第二层混凝土喷射第二层混凝土设置坡顶、坡面设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统和坡脚的排水系统 特点：特点：速度快、用料省、造价低，成本只有排桩的三分速度快、用料省、造价低，成本只有排桩的三分之一；之一；地下水位以下的黏性土、粉土、杂填土、非松散地下水位以下的黏性土、粉土、杂填土、非松散砂土、卵石土等效果佳；砂土、卵石土等效果佳；土钉周边通常注入水泥浆；土钉周边通常注入水泥浆；与与80-100mm厚的配筋喷射混凝土面板配套使用。厚的配筋喷射混凝土面板配套使用。适用范围：适用范围：基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；场地；当地下水位高于基坑底面时，应采取降水当地下水位高于基坑底面时，应采取降水措施或加截水帷幕；措施或加截水帷幕；基坑深度不宜大于基坑深度不宜大于12m；当周边有重要建（构）筑物时不宜使用土当周边有重要建（构）筑物时不宜使用土钉墙支护。钉墙支护。b）喷锚支护喷锚支护 主要受力构件是土层锚杆，分为锚固段与自由段，主要受力构件是土层锚杆，分为锚固段与自由段，锚固段设在土体主动滑裂面之外，采用压力注浆；锚固段设在土体主动滑裂面之外，采用压力注浆；自由锻在土体滑动面之内，全段不注浆。锚杆杆自由锻在土体滑动面之内，全段不注浆。锚杆杆体一般选用钢绞线或精轧螺纹钢筋。喷锚支护原体一般选用钢绞线或精轧螺纹钢筋。喷锚支护原来主要用于风化岩层的开挖，现也常用于硬粘土、来主要用于风化岩层的开挖，现也常用于硬粘土、一般粘土和粉土层。但不适用于有机土层、相对一般粘土和粉土层。但不适用于有机土层、相对密度密度Dr0.3的砂土层和液限含水量大于百分子五的砂土层和液限含水量大于百分子五十的黏土层。锚杆上下排间距不宜小于十的黏土层。锚杆上下排间距不宜小于2.5m，水，水平方向间距不宜小于平方向间距不宜小于1.5m。锚固体上覆土层厚度。锚固体上覆土层厚度不宜小于不宜小于4.0m，倾斜锚杆的倾斜角为，倾斜锚杆的倾斜角为15-35，可用于深度在可用于深度在18m以上的基坑。以上的基坑。施工工艺流程：开挖工作面修整坡面放线定位用洛阳铲成孔插筋堵孔注浆绑扎、固定钢筋网压筋喷射砼面层砼面层养护5.排桩（护坡桩）支护排桩是应用最广泛的一种支护主体结构排桩是应用最广泛的一种支护主体结构一般是钻孔灌浆柱，有时也采用人工挖孔桩。采用钻孔灌注桩时，一般是钻孔灌浆柱，有时也采用人工挖孔桩。采用钻孔灌注桩时，桩径不小于桩径不小于400-500mm；采用人工挖孔桩，桩径不小于；采用人工挖孔桩，桩径不小于800mm，且应在地下水位以上，或采用人工降水。，且应在地下水位以上，或采用人工降水。排桩按抵抗水平力的形式如下：排桩按抵抗水平力的形式如下：（1）悬臂支护结构。将钢筋混凝土排桩、钢板桩等支护结构埋入）悬臂支护结构。将钢筋混凝土排桩、钢板桩等支护结构埋入基坑底面以下足够深度，基坑内不设内支撑或锚杆，靠支护结基坑底面以下足够深度，基坑内不设内支撑或锚杆，靠支护结构足够的埋深及抗弯能力来维持整体稳定及结构自身安全。适构足够的埋深及抗弯能力来维持整体稳定及结构自身安全。适于在土质较好、开挖深度不大的基坑工程中应用。于在土质较好、开挖深度不大的基坑工程中应用。（2）内撑式支护结构。由支护结构体系及内支撑体系组成，支护）内撑式支护结构。由支护结构体系及内支撑体系组成，支护结构体系一般为钢筋混凝土排桩，内撑体系采用现浇钢筋混凝结构体系一般为钢筋混凝土排桩，内撑体系采用现浇钢筋混凝土杆件、钢管或型钢等。因内支撑体系刚度好、变形小，可用土杆件、钢管或型钢等。因内支撑体系刚度好、变形小，可用于各类土层的基坑工程中。内撑式根据支撑道数不同再分类。于各类土层的基坑工程中。内撑式根据支撑道数不同再分类。（3）锚式支护结构由支护结构体系及锚固体系组成，支护结构体）锚式支护结构由支护结构体系及锚固体系组成，支护结构体系为钢筋混凝土排桩，锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两系为钢筋混凝土排桩，锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种，锚杆式按基坑开挖深度不同可设单层或多层锚杆，地面拉种，锚杆式按基坑开挖深度不同可设单层或多层锚杆，地面拉锚式则需要足够的场地设置锚杆或其他锚固体锚式则需要足够的场地设置锚杆或其他锚固体排桩按排列形式分为：（排桩按排列形式分为：（1）排列式排桩，桩的排列）排列式排桩，桩的排列较稀疏，桩与桩中心距大于桩的半径，通常采用较稀疏，桩与桩中心距大于桩的半径，通常采用钻孔灌注桩或挖孔桩作为柱列式排桩用以支护土钻孔灌注桩或挖孔桩作为柱列式排桩用以支护土坡，适用于边坡土质较好、地下水位较低、可利坡，适用于边坡土质较好、地下水位较低、可利用土拱作用的情况，也可以在排桩间设置搅拌桩用土拱作用的情况，也可以在排桩间设置搅拌桩进行支护和止水，适用范围更广；（进行支护和止水，适用范围更广；（2）连续式排）连续式排桩，桩的排列很紧密，且可以互相搭接，称之为桩，桩的排列很紧密，且可以互相搭接，称之为连续排桩式，采用钻孔灌注桩时可以互相搭接，连续排桩式，采用钻孔灌注桩时可以互相搭接，或在钻孔灌注桩桩身混凝土强度尚未形成时，在或在钻孔灌注桩桩身混凝土强度尚未形成时，在相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔灌注桩相邻桩之间做一根素混凝土树根桩把钻孔灌注桩排列起来；（排列起来；（3）组合式排桩，将不同形式的排桩）组合式排桩，将不同形式的排桩组合在一起的形式组合在一起的形式特点：特点：桩体形式有多种，如钢板桩、木桩、钻孔桩、沉桩体形式有多种，如钢板桩、木桩、钻孔桩、沉管桩或预制桩等；管桩或预制桩等；造价高、工期长；造价高、工期长；水平位移小水平位移小适用范围：适用范围：基坑侧壁安全等级为一、二、三；基坑侧壁安全等级为一、二、三；施工场地狭窄、地质条件差；施工场地狭窄、地质条件差；悬臂式在软土地基中时，基坑深度不宜大于悬臂式在软土地基中时，基坑深度不宜大于5m，有支撑时深度在有支撑时深度在5-10m；当地下水位高于基坑底面时，宜采取降水措施或当地下水位高于基坑底面时，宜采取降水措施或加截水帷幕。加截水帷幕。逆作拱墙支护技术是自上而下分多道分段逆作施逆作拱墙支护技术是自上而下分多道分段逆作施工的水平闭合拱圈及非闭合拱圈挡土结构工的水平闭合拱圈及非闭合拱圈挡土结构 它可将土压力转化为混凝土拱墙水平方向的压力，它可将土压力转化为混凝土拱墙水平方向的压力，其结构受力比较合理，也给基坑内留出了较宽敞其结构受力比较合理，也给基坑内留出了较宽敞的施工空间。在平面上，若建筑物基础轮廓合适的施工空间。在平面上，若建筑物基础轮廓合适或有较大的空间，可做成全封闭的拱圈；也可局或有较大的空间，可做成全封闭的拱圈；也可局部为拱形。逆做拱墙的矢跨比不宜小于部为拱形。逆做拱墙的矢跨比不宜小于1:8.开挖开挖深度不宜大于深度不宜大于12m。地下水位高于坑底时，应采。地下水位高于坑底时，应采用降水或截水措施。用降水或截水措施。一般采用一般采用“逆作逆作”的方式分道施工，即先垂直开的方式分道施工，即先垂直开挖侧壁，每道施工的高度视地基土层可直立的挖侧壁，每道施工的高度视地基土层可直立的高度而定，一般不超高度而定，一般不超2.5m。待上道拱墙合拢并。待上道拱墙合拢并且混凝土强度达设计强度的且混凝土强度达设计强度的70%以上，才可以以上，才可以进行下道拱墙的施工。在水平方向每道分段施进行下道拱墙的施工。在水平方向每道分段施工，一般每段长度不超过工，一般每段长度不超过12m，较软弱土或砂，较软弱土或砂层分段长度不超过层分段长度不超过8m。上下道的竖向分段施工。上下道的竖向分段施工缝应错开。不能用于淤泥土和淤泥质土地基的缝应错开。不能用于淤泥土和淤泥质土地基的开挖。开挖。技术特点：受力结构合理受力结构合理,安全可靠度高安全可靠度高经济合理经济合理,大幅度节省支护费用大幅度节省支护费用 节省工期节省工期,施工方便快捷施工方便快捷改善劳动条件改善劳动条件,避免环境污染避免环境污染 基坑位于高含水量软土层时，常用板桩支护。钢板基坑位于高含水量软土层时，常用板桩支护。钢板桩可以是钢桩、钢管、各种型钢和工厂专门制作桩可以是钢桩、钢管、各种型钢和工厂专门制作的定型产品，可以间隔式打入，也可带楔槽连接，的定型产品，可以间隔式打入，也可带楔槽连接，中间有专门的防渗构件；还可预先连接成片，形中间有专门的防渗构件；还可预先连接成片，形成成“屏风屏风”，整片沉入。对较浅基坑，可用悬臂，整片沉入。对较浅基坑，可用悬臂式板桩；对于较深的基坑，可采用带内支撑或外式板桩；对于较深的基坑，可采用带内支撑或外部锚定的板桩。部锚定的板桩。钢板桩打设工艺程序：测量定位放线桩机导架安装机就位测建桩机垂直和水度吊车板桩就位插桩套上桩帽轻轻加以捶击桩打设至标高桩机移位重度施工程序至打桩结束桩上部支撑安装；所谓逆作法是以地下结构的梁、板、柱等作为开挖所谓逆作法是以地下结构的梁、板、柱等作为开挖的支撑，自上而下施工的方法。由于支护结构与的支撑，自上而下施工的方法。由于支护结构与永久地下室结构合二为一，节省了临时支护结构，永久地下室结构合二为一，节省了临时支护结构，施工速度可以加快，同时地下与地上部分可以同施工速度可以加快，同时地下与地上部分可以同时施工。但施工开挖工作面狭小，出土受限制。时施工。但施工开挖工作面狭小，出土受限制。柱、墙与梁、板的结点需妥善处理。柱、墙与梁、板的结点需妥善处理。参考文献：基础工程（第二版）周景星等，清华大学出版社基础工程（应用型本科规划教材）王娟娣，浙江大学出版社