基坑支护边坡稳定ppt课件.ppt

边坡稳定和基坑支护 一 影响边坡稳定的因素 1 坡底中结构面对边坡稳定性的影响 破底的稳定性直接影响整个山体的稳定性 2 外力对边坡的影响 例如 爆破 地震 水压力等自然和认为因素 而导致边坡破坏 3 边坡外形对边坡稳定性的影响 比如 河流 水库及湖海的冲涮和淘涮 使得岸坡外形发生变化 从而使这些边坡发生破坏 这主要由于侵蚀切露坡体底部的软弱结构面使坡体处于临空状态 或是侵蚀切露坡体下伏到软弱层 从而引起坡体失去平衡 最后导致破坏 4 岩体力学性质恶化对边坡稳定性的影响 比如风化作用对边坡稳定性的影响 这主要是由于风化作用使坡体强度减小 坡体稳定性降低 加剧斜坡的变形与破坏 而且风化越深 斜坡稳定性越差 稳定坡角就越小 一 边坡稳定 二 防治土坡失稳的措施 1 适度放坡 2 安全支护 3 合理施工 1 不宜在雨期施工 2 循先加固治理 后进行开挖的施工程序 3 先做好地面和地下排水设施 将地面水和地下水引走 4 土坡的稳定性较差 严禁在坡顶上部弃土或堆放材料 5 须遵循自上而下的开挖顺序 严禁先切除坡脚 若先切除坡脚 则会使上部土体失去支承而容易产生土坡失稳 6 坡开挖完成后 采用塑料薄膜覆盖 水泥砂浆抹面 挂网抹面或喷浆等方法进行土坡坡面防护 可有效防止土坡失稳 二 基坑支护 一 基坑等级 1 基坑侧壁安全等级的划分原则 根据基坑开挖深度 周边环境条件支护结构破坏后果的严重程度 将基坑侧壁安全等级划分为三级 基坑工程安全等级划分表基坑工程安全等级环境 破坏后果 基坑深度 工程地质和地下水条件一级 周边环境条件很复杂 破坏后果很严重 基坑深度H 12M 工程地质条件复杂 地下水位很高 条件复杂 对施工影响严重二级 周边环境条件较复杂 破坏后果很严重 基坑深度6M H 12M 工程地质条件较复杂 地下水位较高 条件较复杂 对施工影响较严重三级 周边环境条件简单 破坏后果部严重 基坑H 6M 地下水位低 条件简单 对施工影响轻微 备注 从一级开始 有两项 含两项 以上 最先符合该等级标准者 即可定为该等级 影响基坑稳定的主要因素包括 开挖岩土体和地下水特征 基坑深度及放坡坡度 基周边环境条件 施工因素 气象因素等 基坑侧壁安全等级表 注 有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定 2 基坑按安全等级划分 一级 破坏后果很严重或开挖深度大于等于10米 二级 坏后果严重或开挖深度介于7 10米 三级 坏后果很严重或开挖深度小于10米 3 基坑按周边环境等级划分基坑根据周边环境可以划分为特级 一级 二级 三级特级 离基坑1倍开挖深度范围内有重要的地下设施 大直径管线 重要建 构 筑物 一级 离基坑1 2倍开挖深度范围内有重要的地下设施 大直径管线 重要建 构 筑物 周边环境条件很复杂 破坏后果很严重 基坑深度H 12M 工程地质条件复杂 地下水位很高 条件复杂 对施工影响严重二级 离基坑1倍开挖深度范围内有重要的支线地下管线 大型建 构 筑物 周边环境条件较复杂 破坏后果很严重 基坑深度6M H 12M 工程地质条件较复杂 地下水位较高 条件较复杂 对施工影响较严重三级 离基坑2倍开挖深度范围内没有需要保护的管线或建 构 筑物及设施 周边环境条件简单 破坏后果部严重 基坑H 6M 地下水位低 条件简单 对施工影响轻微 4 基坑按地质复杂程度划分 1 地质复杂 2 地质中等复杂 3 地质简单 基坑一般按上面三种分类法综合分析 符合两个等级的 按周边环境高一级考虑 因为保护周边环境安全最重要 二 基坑的支护方式 一 排桩支护排桩是以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构 最常用的桩型是钢筋混凝土钻孔灌注桩和挖孔桩 此外还有工字钢桩或H型钢桩 柱列式排桩支护 当边坡土质较好 地下水位较低时 可利用土拱作用 以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构 连续排桩支护 在软土中常不能形成土拱 支护桩应连续密排 并在桩间做树根桩或注浆防水 也可以采用钢板桩 钢筋混凝土板桩密排 组合式排桩支护 在地下水位较高的软土地区 可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式 对于开挖深度小于6米的基坑 在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下 可采用600mm密排钻孔 考试大 桩 桩后用树根桩防护 也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩 板桩后注浆或加搅拌桩防渗 顶部设圈梁和支撑 对于开挖深度为6 10米的基坑 常采用800 1000mm的钻孔桩 后面加深层搅拌桩或注浆防水 并设置2 3道支撑 对于开挖深度大于10米的基坑 可采用地下连续墙加支撑的方法 也可采用800 1000mm大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水 设置多道支撑 二 钢板桩支护钢板桩施工的流程 钢板桩的检验与矫正折叠用于基坑支护的钢板桩 进行外观表面缺陷 长度 宽度 厚度 高度 端头矩形比 平直度和锁口形状等检验 对桩上影响该打设的焊接件割除 有割孔 断面缺损应补强 有严重锈蚀 量测断面实际厚度 予以折减 矫正方法有 1 表面缺陷矫正先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污 然后用焊接修补方法补平 再用砂轮磨平 2 端部矩形比矫正用氧乙炔切割桩端 使其与轴线保持垂直 然后再用砂轮对切割面进行磨平修复 当修整量不大时 直接用砂轮进行修理 3 桩体挠曲矫正腹向弯曲矫正 是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上 用设在龙门式顶梁架上的千斤顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正 侧向弯曲矫正在专门的矫正平台上 将钢板桩弯曲段两端固定在矫正平台支座上 在钢板桩弯曲段侧面矫正平台上间隔一定距离设置千斤顶 用千斤顶顶压钢板桩凸处进行冷弯矫正 4 桩体扭曲矫正视扭曲情况 可采用 3 中的方法矫正 5 桩体截面局部变形矫正局部变形处用千斤顶顶压 大锤敲击与氧乙炔焰热烘结合方法进行矫正 6 锁口变形矫正用标准钢板桩作为锁口整形胎具 采用慢速卷扬机牵拉调整处理或用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进方法进行调直处理 导架安装折叠导架由导梁和围檩桩等组成 在平面上分单面和双面 高度上公单层和双层 本工程采用单层双面导架 围檩桩间距2 5 3 5m 双面围檩之间间距比板桩墙厚度大8 15 导架位置不能与钢板桩相碰 围檩桩不能随钢板桩打设而下沉或变形 导梁的高度适宜 要有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效 用经纬仪和水平仪控制导梁位置和高度 沉桩机械的选择用振动锤打设钢板桩 在桩锤和钢板桩之间设桩帽 以使冲击均匀分布 保证桩顶免遭损坏 钢板桩的打入为保证钢板桩打设精度采用屏风式打入法 先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩 插桩时锁口要对准 每插入一块即套上桩帽轻轻锤击 在打桩过程中 为保证垂直度 用两台经纬仪在两个方向加以控制 为防止锁口中心平面位移 在打桩进行方向的钢板桩锁口处设卡板 阻止板桩位移 同时在围檩上预先算出每块板块的位置 以便随时检查校正 钢板桩分几次打入 第一次由20m高打至15m 第二次打至10m 第三次打至导梁高度 待导架拆除后第四次才打至设计标高 打桩时 开始打设第一 二块钢板的打入位置和方向要确保精度 每打入1m测量一次 方法有冲击成桩 震动成桩 静力压桩 钢板桩的拔除折叠基坑回填土时 拔出钢板桩 修整后重复使用 拔除前要注意钢板桩的拔除顺序 时间及桩孔处理方法 拔桩时会产生一定振动 如拔桩再带土过多引起土体位移 地面沉降 给已施工的地下结构带来危害 影响邻近建筑物 道路和地下管线的正常使用 拔除钢板桩采用振动锤与起重机共同排除 后者用于振动锤拔不出的钢板桩 在钢板桩上设吊架 起重机在振动锤振拔的同时向上引拔 振动锤产生强迫振动 破坏板桩与周围土体间的粘结力 依靠附加的起吊力克服拔桩阻力将桩拔出 拔桩时 先用振动锤将锁口振活以减小与土的粘结 然后边振边拔 较难拔的桩 可选用柴油锤先振打 然后再与振动锤交替进行振打和振拔 为及时回填桩孔 当将桩拔至比基础底板略高时 暂停引拔 用振动锤振动几分钟让土孔填实 拔桩产生产的桩孔 可用振动法 挤实法和填入法 及时回填以减少对邻近建筑物等的影响 三 地下连续墙利用各种挖槽机械 借助于泥浆的护壁作用 在地下挖出窄而深的沟槽 并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗 水 挡土和承重功能的连续的地下墙体 地下连续墙的分类 1 地下连续墙按成墙方式可分为 桩排式 槽板式 组合式 2 按墙的用途可分为 防渗墙 临时挡土墙 永久挡土 承重 墙 作为基础用的地下连续墙 3 按墙体材料可分为 钢筋混凝土墙 塑性混凝土墙 固化灰浆墙 自硬泥浆墙 预制墙 泥浆槽墙 回填砾石 粘土和水泥三合土 后张预应力地下连续墙 钢制地下连续墙 4 按开挖情况可分为 地下连续墙 开挖 地下防渗墙 不开挖 施工工艺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 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 水下灌注混凝土 墙段接头处理等 1 导墙导墙通常为就地灌注的钢筋混凝土结构 主要作用是 保证地下连续墙设计的几何尺寸和形状 容蓄部分泥浆 保证成槽施工时液面稳定 承受挖槽机械的荷载 保护槽口土壁不破坏 并作为安装钢筋骨架的基准 导墙深度一般为1 2 1 5米 墙顶高出地面10 15厘米 以防地表水流入而影响泥浆质量 图1 导墙底不能设在松散的土层或地下水位波动的部位 2 泥浆护壁通过泥浆对槽壁施加压力以保护挖成的深槽形状不变 灌注混凝土把泥浆置换出来 泥浆材料通常由膨润土 水 化学处理剂和一些惰性物质组成 泥浆的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮 从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上 防止地下水的渗水和槽壁的剥 并保持壁面的稳定 同时泥浆还有悬浮土渣和将土渣携带出地面的功能 在砂砾层中成槽必要时可采用木屑 蛭石等挤塞剂防止漏浆 泥浆使用方法分静止式和循环式两种 泥浆在循环式使用时 应用振动筛 旋流器等净化装置 在指标恶化后要考虑采用化学方法处理或废弃旧浆 换用新浆 地下连续墙施工工艺 3 成槽施工中国使用成槽的专用机械有 旋转切削多头钻 导板抓斗 冲击钻等 施工时应视地质条件和筑墙深度选用 一般土质较软 深度在15米左右时 可选用普通导板抓斗 对密实的砂层或含砾土层可选用多头钻或加重型液压导板抓斗 在含有大颗粒卵砾石或岩基中成槽 以选用冲击钻为宜 槽段的单元长度一般为6 8米 通常结合土质情况 钢筋骨架重量及结构尺寸 划分段落等决定 成槽后需静置4小时 并使槽内泥浆比重小于1 3 4 水下灌注混凝土采用导管法按水下混凝土灌注法进行 但在用导管开始灌注混凝土前为防止泥浆混入混凝土 可在导管内吊放一管塞 依靠灌入的混凝土压力将管内泥浆挤出 混凝土要连续灌注并测量混凝土灌注量及上升高度 所溢出的泥浆送回泥浆沉淀池 5 墙段接头处理地下连续墙是由许多墙段拼组而成 为保持墙段之间连续施工 接头采用锁口管工艺 即在灌注槽段混凝土前 在槽段的端部预插一根直径和槽宽相等的钢管 即锁口管 待混凝土初凝后将钢管徐徐拔出 使端部形成半凹榫状接状 图2 也有根据墙体结构受力需要而设置刚性接头的 以使先后两个墙段联成整体 地下连续墙的优 缺点优点 1 施工时振动小 噪音低 非常适于在城市施工 2 墙体刚度大 用于基坑开挖时 可承受很大的土压力 极少发生地基沉降或塌方事故 已经成为深基坑支护工程中必不可少的挡土结构 3 防渗性能好 由于墙体接头形式和施工方法的改进 使地下连续墙几乎不透水 4 可以贴近施工 由于具有上述几项优点 使我们可以紧贴原有建筑物建造地下连续墙5 可用于逆做法施工 地下连续墙刚度大 易于设置埋设件 很适合于逆做法施工 6 适用于多种地基条件 地下连续墙对地基的适用范围很广 从软弱的冲积地层到中硬的地层 密实的砂砾层 各种软岩和硬岩等所有的地基都可以建造地下连续墙 7 可用作刚性基础 目前地下连续墙不再单纯作为防渗防水 深基坑围护墙 而且越来越多地用地下连续墙代替桩基础 沉井或沉箱基础 承受更大荷载 8 用地下连续墙作为土坝 尾矿坝和水闸等水工建筑物的垂直防渗结构 是非常安全和经济的 9 占地少 可以充分利用建筑红线以内有限的地面和空间 充分发挥投资效益 10 工效高 工期短 质量可靠 经济效益高 缺点1 在一些特殊的地质条件下 如很软的淤泥质土 含漂石的冲积层和超硬岩石等 施工难度很大 2 如果施工方法不当或施工地质条件特殊 可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题 3 地下连续墙如果用作临时的挡土结构 比其它方法所用的费用要高些 4 在城市施工时 废泥浆的处理比较麻烦 四 土钉墙土钉墙是由天然土体通过土钉墙就地加固并与喷射砼面板相结合 形成一个类似重力挡墙以此来抵抗墙后的土压力 从而保持开挖面的稳定 这个土挡墙称为土钉墙 土钉墙是通过钻孔 插筋 注浆来设置的 一般称砂浆锚杆 也可以直接打入角钢 粗钢筋形成土钉 土钉墙的做法与矿山加固坑道用的喷锚网加固岩体的做法类似 故也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙 土钉的类型钻孔注浆型先用钻机等机械设备在土体中钻孔 成孔后置入杆体 一般采用HRB335带肋钢筋制作 然后沿全长注水泥浆 钻孔注浆钉几乎适用于各种土层 抗拔力较高 质量较可靠 造价较低 是最常用的土钉类型 直接打入型在土体中直接打入钢管 角钢等型钢 钢筋 毛竹 圆木等 不再注浆 由于打入式土钉直径小 与土体间的粘结摩阻强度低 承载力低 钉长又受限制 所以布置较密 可用人力或振动冲击钻 液压锤等机具打入 直接打入土钉的优点是不需预先钻孔 对原位土的扰动较小 施工速度快 但在坚硬粘性土中很难打入 不适用于服务年限大于2年的永久支护工程 杆体采用金属材料时造价稍高 国内应用很少 打入注浆型在钢管中部及尾部设置注浆孔成为钢花管 直接打入土中后压灌水泥浆形成土钉 钢花管注浆土钉具有直接打入钉的优点且抗拔力较高 特别适合于成孔困难的淤泥 淤泥质土等软弱土层 各种填土及砂土 应用较为广泛 缺点是造价比钻孔注浆土钉略高 防腐性能较差不适用于永久性工程 土钉墙的施工工艺 1 搭设脚手架1 搭脚手架应根据负载要求进行工艺设计 并对作业人员进行技术交底 采用的材料都应经检验质量符合有关规定 2 搭脚手架时主杆要垂直 立杆时先立角柱 然后立主柱 主力柱完成后 再开始绑扎大小横杆 脚手架搭至三至五步时 就要扎十字撑 撑与地面的角度在45 以内 撑的交叉点应绑扎在柱或横杆上 确保脚手架牢固稳定 3 由于脚手架的侧向刚度差 为了加强稳定性 可与墙体连结 使用中要定期检查 发现问题及时处理 2 路堑边坡清方刷坡和平整嵌补1 边坡基本成型后 镐钎和风镐相配合 按施工图边坡坡率对边坡进行修整 清理干净 2 为确保外观质量 边坡进行了平整时 对坑凹部分用混凝土或浆砌石进行嵌补 以保证整个坡面一致 若采用光面爆破及镐钎和风镐相配合方法施工 超挖工作量较小 现场也可采用了喷射混凝土进行修补 质量控制流程图3 岩体坡面清方后要及时进行喷混凝土封闭 以免岩体暴露时间过长而风化脱落 改变其原有的性能和强度 3 安装伸缩缝板和泄水孔1 土钉墙每隔15m设置一道伸缩缝 伸缩缝板采用2cm厚的沥青木板 沥青木板宽度为15cm 2 墙面板设置泄水孔 泄水孔呈梅花型布置 间距为2 5m 泄水孔进口处设置无砂混凝土板反滤层 无砂混凝土板是由材料3 5mm 5 10mm 10 20mm的各等级砂砾或碎石和水泥混合灌筑成的混凝土块 其配合比为水泥 碎石 或砂砾 1 6 厚度为10cm 平面尺寸为60 50cm 下口设置5 5cm的缺口 板块渗水性好且有一定强度 3 无砂混凝土板灌筑时水胶比控制在o 38 0 46之间 防止水过多造成水泥浆下沉堵塞无砂混凝土板 使得砂砾或碎石间无空隙而失去渗水作用 无砂混凝土板与山体接触面采用中粗砂隔离 以增强渗水性 安装无砂混凝土板时要求无砂混凝土板安置在土钉墙面板内 严禁进入面板而影响质量 4 在无砂混凝土板下口安设一根长25cm的 50mm的透水软管 透水软管入口端用中粗砂固定在无砂混凝土板上 出口端固定在钢筋网上并用纸或黏土封口 避免了面板混凝土喷射时堵管 施工完后再使管口畅通 4 喷第一次混凝土1 为了保持边坡稳定 及时封闭岩壁 在开挖后即刻喷射一层5cm的厚混凝土 采用PH30转子式喷射机进行干喷 其配合比为水泥 砂 砾石 速凝剂 1 2 1 5 0 03 采用普通硅酸盐水泥C32 5级 砂为中粗砂 砾石为10 15mm 水胶比控制在0 40 0 45之间 混凝土干料拌制采用搅拌机 2 喷射时以混凝土表面平整 出现光泽 骨料分布均匀 回弹量小为度 采用s型循环法或螺旋形移动喷头喷射 喷枪尽量垂直坡面 并保持1 o 1 5m间距为宜 混凝土终凝 6h 后 进行洒水养护 养护时间为10 14d 5 钻孔1 初喷射混凝土达到70 强度后 进行土钉钻孔作业 土钉孔径为 100mm 设计深度为6m 10m 12m 孔深较土钉长0 15m 2 采用潜孔钻机进行钻孔作业 孔身与水平方向呈下倾15度角 并应保证孔距和倾角的准确性 3 钻孔时严禁带水作业 以免孔位太深废渣堵孔 钻孔完毕进行清孔 清孔利用风钻高压空气把废渣排挤出来 清孔时风钻还要进行空钻 避免出渣太多堵孔 同时注意防护废渣飞出孔时伤人 6 安装土钉1 土钉 25mm的II级钢筋 相应配套件有 焊接在钢筋上的定位托架 焊接在土钉端头的螺丝端杆和端杆螺母 见图3 5 5 土钉长12m 10m 6m三种 间距为1 6m 竖 1 8m 横 矩形布置 2 土钉是在加工场地加工后运往工地 包括螺丝杆件的焊接和固定托架的焊接 端杆与锚杆为接触对焊 放入土钉前 用高压风清孔 杆体居孔中间 因土钉长6 12m 钢筋插入时容易变形而导致偏斜 使得钢筋无法插入 为此 事先在钢筋上每隔3 5m设置3根圆弧形导向筋 即托架 以确保钢筋位置居中 同时便于灌浆的正常进行 3 清孔过后进行土钉安置 同时插入两根管子 一根为高压灌浆管 用于灌浆 另一根为排气管 用于灌浆时排出孔内空气 以免产生空洞而影响土钉质量 灌浆时灌浆管直插孔底 排气管距灌浆管为100 120cm 7 灌浆1 土钉安设完毕后用M30水泥砂浆灌筑 灌浆压力为0 2 0 4MPa 灌浆时要随时掌握灌浆情况 开始时灌浆很快 当灌浆速度变慢时 排气管排气也由多变少 这说明孔内砂浆灌筑已达50cm以上深度 两根管即可同时往外抽 管子抽动要缓慢并继续灌浆 以保证灌浆管埋入砂浆深度保持在50cm左右 2 应随时掌握排气管的排气量 严禁快速抽管和出现排气管排气量突然增大 造成砂浆灌筑不连续 出现断钉而报废 8 挂网 安锢垫板紧螺母1 待水泥砂浆强度达到施工图标示强度的50 后 挂20 20cm的 8mm钢筋网 使其紧贴坡面 钢筋网用焊接联接 2 在锚杆端头 钢筋网上安装20 20 1 5cm的16Mn钢垫板 中部预留 33mm孔 其作用是固定杆体在岩面和支架螺母受力 用扳手拧紧螺母 施加5 lOkN的预应力 使钢板钢筋网与混凝土面密贴 产生一定的抗拔力并与钢筋网片成一整体 螺丝杆 沿土钉3 5m焊接固定托架 9 喷第二层混凝土1 继前面工序喷射第二层混凝土 喷射C20混凝土9cm厚 配合比同第一次 喷完6h后 进行养护 2 喷混凝土严格按实验室测定的配合比 控制好水胶比 喷混凝土时要保持厚度尺寸 搭接处应有一定斜坡 避免出现搭接缝 10 喷射水泥砂浆完成喷射第二层混凝土工序后 为保证喷层表面的平顺和美观 最后在喷射混凝土表面喷上一层lcm厚M20的水泥砂浆护面 土钉墙是由原位岩土体 土钉 钢垫板 钢筋网 喷射混凝土组成 11 坡脚脚墙施工1 两级土钉墙的坡脚处常设置脚墙 采用顶宽0 6m 高1 2m C15混凝土与最下排土钉整体灌筑 2 土钉墙部分的路基边坡按1 0 5坡率 土钉墙以上边坡按1 0 75坡率清方后 设喷锚网护坡防护 锚杆长3 8m 土钉墙与喷锚网护坡间平台宽2m 采用C15混凝土封闭 厚0 15m 3 土钉墙高度低于12m按1 0 5坡率清方后设土钉墙加固 土钉墙高度高于12m设二级土钉墙 单级土钉墙最大高度为12m 第一级土钉墙土钉长6m 第二级土钉长10m 4 一 二级墙之间的平台上下各3排土钉长12m 土钉按间距1 6 竖 1 8m 横 矩形布置 最下排土钉自脚墙顶下0 1m处开始布置 平台内置钢筋网 包裹 于第二级土钉墙的脚墙靠线路侧按纵向间距2 Om打一排 18mm竖直锚杆固定钢筋网 锚杆长2 Om 土钉墙方法的优点和缺点优点 1 合理利用土体的自稳能力 将土体作为支护结构不可分割的部分 结构合理 2 结构轻型 柔性大 有良好的抗震性和延性 破坏前有变形发展过程 1989年美国加州7 1级地震中 震区内有8个土钉墙结构估计遭到约0 4g水平地震加速度作用 均未出现任何损害迹象 其中3个位于震中33km范围内 2008年5月12日四川汶川8 0级大地震中 据调查发现 路堑或路堤采用土钉或锚杆结构支护的道路尚保持通车能力 土钉或锚杆支护结构基本没有破坏或轻微破坏 其抗震性能远远高于其它支护结构 3 密封性好 完全将土坡表面覆盖 没有裸露土方 阻止或限制了地下水从边坡表面渗出 防止了水土流失及雨水 地下水对边坡的冲刷侵蚀 4 土钉数量众多靠群体作用 即便个别土钉有质量问题或失效对整体影响不大 有研究表明 当某条土钉失效时 其周边土钉中 上排及同排的土钉分担了较大的荷载 5 施工所需场地小 移动灵活 支护结构基本不单独占用空间 能贴近已有建筑物开挖 这是桩 墙等支护难以做到的 故在施工场地狭小 建筑距离近 大型护坡施工设备没有足够工作面等情况下 显示出独特的优越性 6 施工速度快 土钉墙随土方开挖施工 分层分段进行 与土方开挖基本能同步 不需养护或单独占用施工工期 故多数情况下施工速度较其它支护结构快 7 施工设备及工艺简单 不需要复杂的技术和大型机具 施工对周围环境干扰小 8 由于孔径小 与桩等施工方法相比 穿透卵石 漂石及填石层的能力更强一些 且施工方便灵活 开挖面形状不规则 坡面倾斜等情况下施工不受影响 9 边开挖边支护便于信息化施工 能够根据现场监测数据及开挖暴露的地质条件及时调整土钉参数 一旦发现异常或实际地质条件与原勘察报告不符时能及时相应调整设计参数 避免出现大的事故 从而提高了工程的安全可靠性 10 材料用量及工程量较少 工程造价较低 据国内外资料分析 土钉墙工程造价比其它类型支挡结构一般低1 3 1 5 缺点 不适用于含水丰富的粉细沙层 砂砾 卵石层和淤泥质土等自稳能力差的土层 当场地土质不均匀 开挖深度较深 对周边建 构 筑物变形控制较严时 宜采用土钉墙与预应力锚杆 护坡桩 超前微型桩等联合支护 五 锚杆支护锚杆支护是指 在边坡 岩土深基坑等地表工程及隧道 采场等地下硐室施工中采用的一种加固支护方式 用金属件 木件 聚合物件或其他材料制成杆柱 打入地表岩体或硐室周围岩体预先钻好的孔中 利用其头部 杆体的特殊构造和尾部托板 亦可不用 或依赖于黏结作用将围岩体预先钻好的孔中 锚杆 锚杆支护 并且利用其头部 杆体的特殊构造和尾部托板 亦可不用 或依赖于黏结作用将围岩与稳定岩体结合在一起而产生悬吊效果 组合梁效果 补强效果 以达到支护的目的 类型 锚杆的类型锚杆有木锚杆 金属锚杆 水泥锚杆和树脂锚杆等类型 金属倒楔式锚杆由杆体 固定楔 活动倒楔 垫板和螺帽组成 钢筋或钢丝绳砂浆锚杆1 钢筋砂浆锚杆2 钢丝绳砂浆锚杆树脂锚杆快硬水泥锚杆快硬膨胀水泥锚杆管缝式锚杆 锚杆的施工工艺1 钻孔 砂浆锚杆施工工艺流程图 准备工作 机具设备 中空注浆锚杆施工工艺流程图 爆破出渣后 将钻孔台架移至施工面 通过放样定出拱顶位置 一次定出锚杆位置 用油漆做好标记 钻孔过程中 钻头沿隧道周边径向方向 尽量与岩层只要结构面垂直 不宜平行岩面 孔径及孔深要满足要求 2 锚杆安装及注浆1 砂浆锚杆将水注入牛角泵内 水占泵体积的2 3 初压水和稀浆湿润管路 然后再将已调好的砂浆倒入泵内 将注浆管插至距孔底5 10cm处 堵塞孔口 将泵盖压紧密封 就绪后 慢慢打开风阀开始注浆 在气压推动下 水在前 砂浆在后 水湿润泵体和管路 引导砂浆进入锚孔 锚杆头在孔口就位后 将堵塞孔口水泥纸掀开 随即迅速将杆体插入并安装到位 若孔内无水泥砂浆溢出 说明砂浆不足 应将杆体拔出重新灌注后再安装锚杆 锚杆杆体插入孔内的长度不小于设计规定 锚杆安设时 不得随意敲击 2 中空注浆锚杆先安装好锚头再将杆体送入锚孔并推到预定位置 保证锚杆体位于锚孔正中 检查锚杆在孔内的固定情况 将止浆塞入锚杆体并封住孔外端口 以防止砂浆外溢 用注浆接头将锚杆体与注浆泵相连 安装锚杆体垫板和螺母 若铺设有钢筋网 可利用垫板将钢筋网固定 注浆时宜选用额定工作压力不小于1 MPa的注浆泵 砂浆标号不低于20号 为保证施工注浆顺利进行 可先不将锚杆体送入锚孔 而在露天开动注浆泵进行试注浆 以观察是否能从杆体另一端顺利出浆 以调整适当的灰沙比和水灰比 3 超前小导管超前小导管需在管体中间钻梅花形出浆孔 超前小导管的间距 外墙角搭接长度均应符合设计要求 用注浆接头将注浆导管与注浆泵相连 准备就绪后即开始单液注浆 水泥浆水灰比为0 8 1 0 7 1 0 4 1三个等级 水泥浆由稀到浓逐渐变揣 即先注稀浆 然后逐级浓到0 6 1的水灰比为止 注浆过程中压力保持在0 5 1 0MPa 注浆完成后拧紧垫板 与初喷混凝土密贴 锚杆支护的优点 具有成本低 支护效果好 操作简便 使用灵活 占用施工净空少等优点 六 水泥土墙利用水泥材料为固化剂 采用特殊机械 如深层搅拌机和高压旋喷机 将其与原状土强制拌和 形成具有一定强度 整体性和水稳定性的圆柱体 柔性桩 将其相互搭接 形成具有一定强度和整体结构的水泥土墙 以保证基坑边坡的稳定 通常采用搅拌桩 亦可采用旋喷桩等 水泥土墙深层搅拌桩法的施工工艺 1 桩机定位 对中 调平放好搅拌桩桩位后 移动搅拌桩机到达指定桩位 对中 调平 用水准仪调平 2 调整导向架垂直度采用经纬仪或吊线锤双向控制导向架垂直度 按设计及规范要求 垂直度小于1 0 桩长 3 预先拌制浆液深层搅拌机预搅下沉同时 后台拌制水泥浆液 待压浆前将浆液放入集料斗中 选用水泥标号425 普通硅酸水泥拌制浆液 水灰比控制在0 45 0 50范围 按照设计要求每米深层搅拌桩水泥用量不少于50Kg 4 搅拌下沉启动深层搅拌桩机转盘 待搅拌头转速正常后 方可使钻杆沿导向架边下沉边搅拌 下沉速度可通过档位调控 工作电流不应大于额定值 5 喷浆搅拌提升下沉到达设计深度后 开启灰浆泵 通过管路送浆至搅拌头出浆口 出浆后启动搅拌桩机 及拉紧链条装置 按设计确定的提升速度 0 50 0 8m min 边喷浆搅拌边提升钻杆 使浆液和土体充分拌和 6 重复搅拌下沉搅拌钻头提升至桩顶以上500mm高后 关闭灰浆泵 重复搅拌下沉至设计深度 下沉速度按设计要求进行 7 喷浆重复搅拌提升下沉到达设计深度后 喷浆重复搅拌提升 一直提升至地面 8 桩机移位施工完一根桩后 移动桩机至下一根桩位 重复以上步骤进行下一根桩的施工 格构式水泥土墙 高压旋喷桩施工工艺 1 钻机定位 移动旋喷桩机到指定桩位 将钻头对准孔位中心 同时整平钻机 放置平稳 水平 钻杆的垂直度偏差不大于1 1 5 就位后 首先进行低压 0 5MPa 射水试验 用以检查喷嘴是否畅通 压力是否正常 2 制备水泥浆 桩机移位时 即开始按设计确定的配合比拌制水泥浆 首先将水加入桶中 再将水泥和外掺剂倒入 开动搅拌机搅拌10 20分钟 而后拧开搅拌桶底部阀门 放入第一道筛网 孔径为0 8mm 过滤后流入浆液池 然后通过泥浆泵抽进第二道过滤网 孔径为0 8mm 第二次过滤后流入浆液桶中 待压浆时备用 3 钻孔 三重管法 当采用地质钻机钻孔时 钻头在预定桩位钻孔至设计标高 预钻孔孔径为15cm 高压旋喷桩施工工艺流程图 4 插管 单重管法 二重管法 当采用旋喷注浆管进行钻孔作业时 钻孔和插管二道工序可合而为一 当第一阶段贯入土中时 可借助喷射管本身的喷射或振动贯入 其过程为 启动钻机 同时开启高压泥浆泵低压输送水泥浆液 使钻杆沿导向架振动 射流成孔下沉 直到桩底设计标高 观察工作电流不应大于额定值 三重管法钻机钻孔后 拔出钻杆 再插入旋喷管 在插管过程中 为防止泥砂堵塞喷嘴 可用较小压力 0 5 1 0MPa 边下管边射水 5 提升喷浆管 搅拌 喷浆管下沉到达设计深度后 停止钻进 旋转不停 高压泥浆泵压力增到施工设计值 20 40MPa 坐底喷浆30s后 边喷浆 边旋转 同时严格按照设计和试桩确定的提升速度提升钻杆 若为二重管法或三重管法施工 在达到设计深度后 接通高压水管 空压管 开动高压清水泵 泥浆泵 空压机和钻机进行旋转 并用仪表控制压力 流量和风量 分别达到预定数值时开始提升 继续旋喷和提升 直至达到预期的加固高度后停止 6 桩头部分处理 当旋喷管提升接近桩顶时 应从桩顶以下1 0m开始 慢速提升旋喷 旋喷数秒 再向上慢速提升0 5m 直至桩顶停浆面 7 若遇砾石地层 为保证桩径 可重复喷浆 搅拌 按上述4 6步骤重复喷浆 搅拌 直至喷浆管提升至停浆面 关闭高压泥浆泵 清水泵 空压机 停止水泥浆 水 风 的输送 将旋喷浆管旋转提升出地面 关闭钻机 8 清洗 向浆液罐中注入适量清水 开启高压泵 清洗全部管路中残存的水泥浆 直至基本干净 并将粘附在喷浆管头上的土清洗干净 9 移位 移动桩机进行下一根桩的施工 10 补浆 喷射注浆作业完成后 由于浆液的析水作用 一般均有不同程度的收缩 使固结体顶部出现凹穴 要及时用水灰比为1 0的水泥浆补灌 水泥土墙施工优点及缺点1 施工机具设备简单 施工简便 2 具有较好的耐久性 且料源广阔 价格低廉 3 噪声小 无污染 4 受土层 土的粒度 土的密度 硬化剂粘性 硬化剂硬化时间影响小 可广泛应用于淤泥 淤泥质土 粘性土 粉质粘土 亚粘土 粉土 亚砂土 砂土 黄土及人工填土中的素填土甚至碎石土等多种土层 5 可作为既有建筑和新建建筑的地基加固之用 也可作为基础防渗之用 可作为施工中的临时措施 如深基坑侧壁挡土或挡水 防水帷幕等 也可作为永久建筑物的地基加固 防渗处理 6 当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性 地下水流速过大和已涌水的地基工程时 宜通过试验确定其适用性 缺点7 水泥土墙体的材料强度比较低 不适于支撑作用 位移量较大 8 墙体材料强度受施工因素影响 墙体质量离散性较大 水泥土搅拌机 高压旋喷钻机 七 基坑内支撑 基坑内支撑施工工艺测量放线 降水 土方开挖 截原工程桩 桩头处理 做桩的静载试验 支撑桩钢筋焊接 绑扎 支撑桩模板支设 支撑桩砼浇筑至水平梁底 水平梁砖垫层施工 水平梁钢筋绑扎 爆破预埋管安装 水平梁模板支设 水平梁砼浇筑 砼养护 土方开挖 随开挖加临时支撑 基础底板施工 水平内支撑爆破拆除 清理碎渣 上部结构施工 基坑内支撑的组成钢支撑 混凝土支撑 钢与混凝土混合的支撑 钢支撑 钢混支撑 这种支护结构的变形较小 对周围建筑物的影响较小 优点 就是变形较小 对周围建筑物的影响较小 缺点 造价高 工期长 技术复杂 八 逆作拱墙逆作拱墙结构是将基坑开挖成圆形 椭圆形等弧形平面 并沿基坑侧壁分层逆作钢筋混凝土拱墙 利用拱的作用将垂直于墙体的土压力转化为拱墙内的切向力 以充分利用墙体混凝土的受压强度 墙体内力主要为压应力 因此墙体可做得较薄 多数情况下不用锚杆或内支撑就可以满足强度和稳定的要求 逆作法施工工艺延着建筑物的外侧施工地下连续墙 作为地下室的边墙或基坑的维护结构 在建筑物的内侧浇筑中间支撑柱 开挖土方至第一层地下室的标高 浇筑梁及部分的板 该层楼盖即可作为地下连续墙刚度很大的支撑系统 然后在梁间没有浇筑的空档内 向下逐层施工地下室的各个结构 与此同时 在已经完成的底面梁板结构基础上 做上部结构 地下室封底前 地面上要施工的层数 应通过