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1、第五章、基坑工程第五章、基坑工程l基坑基坑:指为了修筑建筑物的基础或地下室、埋设市政工程的管道以及开发地下空间(如地铁车站、地下商场)等所开挖的地面以下的坑。l基坑工程基坑工程:指建(构)筑物基础工程或其他地下工程(如地下变电站、地铁车站等)施工中所进行的基坑开挖、降水、支护和土体加固以及监测等综合性工程。基坑工程的特点基坑工程的特点(1)、多为临时结构,安全储备相对较小(2)、具有很强的区域性和个案性(3)、是一项综合性很强的系统工程(4)、具有较强的时空效应(5)、对周边环境会产生较大影响一、基坑支护结构一、基坑支护结构 支支护护结结构构:基坑围护工程中采用的围护墙体(包括防渗帷幕)以及内
2、支撑系统(或土层锚杆)等的总称。1 1、放坡开挖及简易支护、放坡开挖及简易支护l 放坡开挖是指选择合理的坡比进行开挖。用于地基土质较好,开挖深度不大及有足够放坡场所的工程。施工简便、费用低,但挖土及回填土方量大。l 为增加边坡稳定性和减少土方量,常采用简易支护。2 2、悬臂式支护结构、悬臂式支护结构指不带内撑和拉锚的板桩墙板桩墙、排桩墙排桩墙和地下连地下连续墙续墙支护结构。悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持坑壁稳定。对开挖深度很敏感,易产生较大变形,只适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。灌注桩排桩墙灌注桩排桩墙地地下下连连续续墙墙3 3、水泥土桩墙支护结构、水泥土桩墙支
3、护结构 水泥土桩墙支护结构属于重力式围护墙。是指利用水泥作为固化剂,通过特制的深层搅拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌和,形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土桩。原理是利用墙体的自重来平衡内外土压力差。适合软土地区的基坑支护。水泥土桩墙水泥土桩墙水泥土桩墙水泥土桩墙4 4、内撑式支护结构、内撑式支护结构内撑式支护结构由支护桩(墙)和内支撑组成。支护桩常采用钢钢筋筋混混凝凝土土桩桩或或钢钢板板桩桩,支护墙通常采用地下连续墙地下连续墙。内支撑常采用木方、钢筋混凝土梁或钢管(或型钢)。适合各种地基土层,但内支撑会占用一定的施工空间。混混凝凝土土支支撑撑钢管支撑钢管支撑型钢支撑型钢支撑钢钢-混凝土组合支
4、撑混凝土组合支撑钢钢-混凝土组合支撑混凝土组合支撑5、拉锚式支护结构、拉锚式支护结构ll 拉锚式支护结构由支护桩(墙)和锚杆组成。l 支护桩和墙同样采用钢筋混凝土桩和地下连续墙。l 锚杆通常有地面拉锚和土层锚杆两种。地面拉锚需要有足够的场地设置锚桩或其他锚固装置;土层锚杆需要土层提供较大的锚固力,不宜用于软粘土地层中。锚索锚索锚头6、土钉墙支护结构、土钉墙支护结构 土钉墙支护结构由被加固土体、土钉和喷射混凝土面板组成。土钉一般通过钻孔、插筋、注浆来设置,也可通过直接打入较粗的钢筋或型钢形成。土钉墙支护结构适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等地层,不适合于淤泥或淤泥质土层,支护深度不超过18
5、m。钢管制作的土钉钢管制作的土钉土钉钻孔土钉钻孔土钉打入土钉打入喷射混凝土喷射混凝土喷射混凝土喷射混凝土土钉墙土钉墙7 7、其他支护结构、其他支护结构l其他支护结构形式有其他支护结构形式有双排桩支护结构双排桩支护结构、连拱连拱式支护结构式支护结构、逆作拱墙逆作拱墙、加筋水泥土拱墙支护结加筋水泥土拱墙支护结构构以及各种组合支护结构。以及各种组合支护结构。二、地基土加固二、地基土加固 地基加固从施工工艺分类有:(1)、水泥土深层搅拌桩;(2)、旋喷桩;(3)、注浆。地基加固从加固位置分类有:(1)、围护墙体的被动侧:提高被动区土的抗力,减少围护墙侧向位移。(2)、围护墙体的主动侧:减少主动区土的压
6、力,同时还可起到增强防渗帷幕的作用。(3)、坑底以下:在开挖前于坑底以下与围护墙底平面以上之间某范围内做一不透水加固土层,并与周围墙体连成整体,利用加固土层以上土重来平衡和抵抗承压水。三、基坑降水三、基坑降水 基坑排水方法有集水明排法集水明排法、井点降水法井点降水法。1、集水明排法集水明排法又称表面排水法,它是在基坑开挖过程中以及基础施工和养护期间,在基坑四周开挖集水沟汇集坑壁及坑底渗水,并引向集水井。l集水明排法可单独采用,亦可与其他方法结合使用。适用于一般土质条件,当抽水易发生流砂现象时不适用。l2、井点降水法井点降水法l 主要是将带有滤管的降水工具沉设到基坑四周的土中,利用各种抽水工具,
7、在不扰动土的结构条件下,将地下水抽出,以利基坑开挖。一般有轻型井点、喷射井点、管井井点、深井泵井点等方法。l适用于粉质土、粉砂类土等采用表面排水法易引起流砂现象的土质。轻型井点轻型井点深井泵井点深井泵井点四、土方开挖四、土方开挖l 对于面积较大的一级基坑,宜分块、分区对称开挖。遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。l应尽量缩短基坑无支撑暴露的时间。l同一基坑有深浅时,应“先浅后深”;相邻两基坑,应“先深后浅”。l开挖顺序通常有:中心岛盆式开挖和留中心土墩开挖。五、基坑监测五、基坑监测l 在基坑施工过程中,应做好:围护结构、周围土层、附近建筑物、地下管线等的受力与变形量测。水中施工水中施工l l围堰围堰:水下基础施工时,为了排水挖坑,在基坑周围修建的临时性挡水设施。常用:土围堰、木板桩或钢板桩围堰。l l水深较浅水深较浅(2m以内),流速缓慢,河床渗水较小的河流中修筑基础可采用土围堰或草袋围堰。l l水较深水较深,可采用钢板桩围堰。一般适用于河床为砂土、碎石土和半干硬性粘土,并可嵌入风化岩层。围堰内抽水深度最大可达20m左右。
限制150内