建筑施工技术(武汉理工)教学课件15基坑支护

1、单元单元1 土方与基坑工程土方与基坑工程单元单元1 土方与基坑工程土方与基坑工程目 录目 录单元单元1 土方与基坑工程土方与基坑工程单元1 土方与基坑工程土方与基坑工程包括的内容较多，如场地平整、基土方与基坑工程包括的内容较多，如场地平整、基坑基槽的开挖回填、场地降排水和土壁支护等。坑基槽的开挖回填、场地降排水和土壁支护等。本单元从土的基本性质入手，使学生了解土方施工本单元从土的基本性质入手，使学生了解土方施工的基本特点，掌握基坑开挖、支护、回填的施工要的基本特点，掌握基坑开挖、支护、回填的施工要点和安全要求，掌握基坑开挖土方量的计算方法。点和安全要求，掌握基坑开挖土方量的计算方法。土方与基坑

2、工程施工主要依据建筑工程施工质量土方与基坑工程施工主要依据建筑工程施工质量验收统一标准（验收统一标准（GB 503002001）、建筑地基）、建筑地基基础工程施工质量验收规范（基础工程施工质量验收规范（GB 502022002）以及相关的国家标准、规范和规程等。以及相关的国家标准、规范和规程等。 土方工程包括的内容较多，主要有两类：一类是场地平整，完成“三通一平”，包括设计标高的确定，土方调配以及挖、运、填的机械化施工；另一类是建筑物和其他地下工程的开挖与回填，包括支护结构的设计与施工，开挖前的降水或开挖后的排水，土方开挖以及回填土的压实等。 土方工程具有工程量大、工期长、投资大、劳动强度大且

3、多为露天作业等特点，因此，土方工程施工必须了解土层的性质，进行现场勘测，充分做好准备工作，合理安排施工计划，以确保土方工程的施工质量。单元1 土方与基坑工程1.5基坑支护基坑支护 1.5.1.1 浅基坑（槽）、沟管支撑浅基坑（槽）、沟管支撑 对宽度不大、深5 m以内的浅基坑(槽)、管沟，一般宜设置简单支撑，其形式根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工时间长短、施工季节和当地气象条件、施工方法与相邻建(构)筑物情况进行选择。 横撑式支撑根据挡土板的不同分为水平挡土板和垂直挡土板两类，水平挡土板的布置又分间断式、断续式和连续式三种；垂直挡土板的布置分断续式和连续式两种，支护方法如表1.10所示。1

4、.5.1 支撑方式支撑方式1.5 基坑支护基坑支护表表1.10 基坑（槽）、管沟的支撑方法基坑（槽）、管沟的支撑方法 续下表续下表1.5 基坑支护基坑支护续上表续上表1.5 基坑支护基坑支护续上表续上表1.5 基坑支护基坑支护 对宽度较大、深度不大的浅基坑，其支撑(护)形式常用的有斜柱支撑、锚拉支撑、短桩横隔板支撑和临时挡土墙支撑等。各种支撑的支撑方法和使用条件如表1.11所示。1.5 基坑支护基坑支护表表1.11 一般浅基坑的支撑方法一般浅基坑的支撑方法 1.5 基坑支护基坑支护 1.5.1.2 深基坑支护结构深基坑支护结构 对宽度较大、深5 m以上的深基坑且地质条件较复杂时，必须选择有效的

5、支护形式，一般应由施工单位会同设计单位、建设单位共同制订可靠的支护方案，表1.12为几种常用深基坑支护形式，仅供参考。（祥见课本31页）1.5 基坑支护基坑支护 1.5.2.1 施工要点施工要点 （1） 应严格遵循先撑后挖的原则，即挖至每层支撑标高，待支撑加设并起作用后再继续挖下层。不得在基坑(槽)、管沟全部挖好后，再设置支护，以免使基坑(槽)壁失稳。土方开挖宜由上而下分层、分段、对称进行，使支护结构受力均匀。要控制相邻段的土方开挖高差不大于1.0 m，防止因土方高差过大而产生推力，使工程桩移位或变形。1.5.2 基坑（糟）、沟管支撑施工基坑（糟）、沟管支撑施工1.5 基坑支护基坑支护 （2）

6、 基坑(槽)沟壁开挖宽度应比基础、管道每边增加工作面宽度和100150 mm支护(撑)结构需要的尺寸。挖土时，土壁要平直，挡土板要紧贴土面，并用木楔或横撑木顶紧挡板。在支护角部要增设加强支撑。 （3） 土方开挖前应先进行基坑降水，降水深度宜控制在坑底以下5001000 mm，防止降水影响到支护结构外面，造成基坑周围地面产生沉降。1.5 基坑支护基坑支护 （4） 采用钢(木)板桩、挡土灌注桩、地下连续墙支护时，应事先进行打设或施工，然后再分层进行基坑土方开挖，分层设横撑、土层锚杆，其施工操作工艺分别参见单元2中有关内容。 （5） 拆除支护(撑)时，应按照基坑(槽)、管沟土方回填顺序，从下而上逐步

7、进行。施工中更换支撑时，必须先安装新的再拆除旧的。1.5 基坑支护基坑支护 （6） 挖土机的进出口通道应铺设路基箱以扩散压力，必要时局部注浆或作水泥土搅拌桩加固地基。 （7） 挖土期间基坑边严禁大量堆载，地面载荷值绝对不允许超过设计支护结构时采用的地面超载值。1.5 基坑支护基坑支护 1.5.2.2 质量要求质量要求 （1） 在基坑(槽)或管沟工程等开挖施工中，现场不宜进行放坡开挖，当可能对邻近建(构)筑物、地下管线、永久性道路产生危害时，应对基坑(槽)、管沟进行支护后再开挖。1.5 基坑支护基坑支护 （2） 基坑(槽)、管沟开挖前应做好下述工作： 基坑(槽)、管沟开挖前，应根据支护结构形式、

8、挖深、地质条件、施工方法、周围环境、工期、气候和地面载荷等资料制订施工方案、环境保护措施、监测方案，经审批后方可施工。 土方工程施工前，应对降水、排水措施进行设计，系统应经检查和试运转，一切正常时方可开始施工。1.5 基坑支护基坑支护 （3） 土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。 （4） 基坑(槽)、管沟的挖土应分层进行。在施工过程中基坑(槽)、管沟边堆置土方不应超过设计荷载，挖方时不应碰撞或损伤支护结构、降水设施。 （5） 基坑(槽)、管沟土方施工中应对支护结构、周围环境进行观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常后方可继

9、续施工。1.5 基坑支护基坑支护 （6） 基坑(槽)、管沟开挖至设计标高后，应对坑底进行保护，经验槽合格后，方可进行垫层施工。对特大型基坑，宜分区分块挖至设计标高，分区分块及时浇筑垫层。必要时，可加强垫层。 （7） 基坑(槽)、管沟土方工程验收必须以确保支护结构安全和周围环境安全为前提。当设计有指标时，以设计要求为依据，如无设计指标时应按表1.13的规定执行。1.5 基坑支护基坑支护 支护(撑)材质必须符合设计要求和施工规范的规定。 支护(撑)的设置位置、垂直度、标高必须符合设计要求，位置偏差不大于100 mm,垂直度偏差不大于H/100(H为支护高度)，标高偏差不大于30 mm，且挡土板必须

10、紧贴土壁。 1.5 基坑支护基坑支护基坑类别基坑类别围护结构墙顶围护结构墙顶位移监控值位移监控值围护结构墙体围护结构墙体最大位移监控值最大位移监控值地面最大沉降地面最大沉降监控值监控值一级基坑一级基坑3 35 53 3二级基坑二级基坑6 68 86 6三级基坑三级基坑8 810101O1O注：注： 符合下列情况之一，为一级基坑：符合下列情况之一，为一级基坑： a a重要工程或支护结构作为主体结构的一部分；重要工程或支护结构作为主体结构的一部分； b b开挖深度大于开挖深度大于10 m10 m； c c与邻近建筑物、重与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；要设施的距离在开挖深度以内的

11、基坑； d d基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。 三级基坑为开挖深度小于三级基坑为开挖深度小于7 m7 m，且周围环境无特别要求时的基坑。，且周围环境无特别要求时的基坑。 除一级和三级外的基坑属二级基坑。除一级和三级外的基坑属二级基坑。 当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些特殊要求。当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些特殊要求。表表1.13 基坑变形的监控值（基坑变形的监控值（cm） 1.5 基坑支护基坑支护 1.5.2.3 安全措施安全措施 （1） 深基坑支护上部应设安全护栏和危险标志，

12、夜间应设红灯标志。 （2） 在设置支撑的基坑(槽)挖土时不得碰动支撑，支撑上不得放置物件；严禁将支撑当脚手架使用。严禁操作人员攀登支护或支撑上下基坑(槽)。 （3） 在设置支护的基坑中使用机械挖土时，应防止碰坏支护，或直接压过支护结构的支撑杆件；在基坑(槽)上边行驶，应复核支护强度，必要时应进行加固。1.5 基坑支护基坑支护 （4） 支护(撑)的设置应遵循由上而下的程序，支护(撑)拆除应遵循由下而上的程序，以防止基坑(槽)失稳塌方。 （5） 安装支撑时应戴安全帽，安装支护(撑)横梁、锚杆等应在脚手架上进行，高空作业应挂安全带。1.5 基坑支护基坑支护 1.5.2.4 注意事项注意事项 （1）

13、支护(撑)的设置必须结构合理，构造简单，装拆方便，能回收利用，节省费用，使用可靠，保证施工期间的安全，不给邻近地基和已有建(构)筑物带来有害影响；拆除支护(撑)前要研究好拆除时间、顺序和方法，以免给施工安全和地下工程造成危害。1.5 基坑支护基坑支护 （2） 支护(撑)安装和使用期间要加强检查、观察和监测，发现支撑折断、支护变形、坑壁裂缝、掉渣、上部地面裂缝、邻近建筑物下沉裂缝、变形倾斜等，应及时进行分析和处理，或进行加固。 （3） 当基坑地下水较大，而土质为粉细砂层，易产生流砂时，需用围幕截水与人工降低地下水位相结合，可在挡土灌注桩之间加设旋喷桩(深层搅拌桩或喷粉桩)阻水。1.5 基坑支护基

14、坑支护 土层锚杆简称土锚杆，它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔)，达到一定设计深度后，再扩大孔的端部，形成柱状或其他形状，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。1.5.3 土层锚杆施工土层锚杆施工1.5 基坑支护基坑支护 其特点是：能与土体结合在一起承受很大的拉力，以保持结构的稳定；可用高强钢材，并可施加预应力，可有效地控制建筑物的变形量；施工所需钻孔孔径小，不用大型机械；代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省钢材；为地下工程施工提供开阔的工作面；经济效益显著，可节省大

15、量劳力，加快工程进度。1.5 基坑支护基坑支护 1.5.3.1 施工准备施工准备 （1） 材料要求材料要求 锚杆 水泥浆锚杆体1.5 基坑支护基坑支护 （2） 主要机具设备主要机具设备 成孔机具设备：可采用螺旋式钻孔机、旋转冲击式钻孔机或YQ-100型潜水钻机，亦可采用普通地质钻孔改装的HGY100型或ZT100型钻机，并带套管和钻头等。 灌浆机具设备：灰浆泵、灰浆搅拌机等。 张拉设备：YC-60型穿心式千斤顶，配SY-60型油泵油压表等。1.5 基坑支护基坑支护 （3） 作业条件作业条件 根据地质勘察报告，摸清工程区域地质水文情况，同时查明锚杆设计位置的地下障碍物情况，以及钻孔、排水对邻近建

16、(构)筑物的影响。 编制施工组织设计，根据工程结构、地质、水文情况及施工机具、场地、技术条件，制订施工方案，进行施工布置及平面布置，划分区域；选定并准备钻孔机具和材料加工设备；委托安排锚杆及零件制作。1.5 基坑支护基坑支护 进行场地平整，拆迁施工区域内的报废建(构)筑物、水、电、通信线路，挖除工程部位地面以下3 m内的地下障碍物。 开挖边坡，按锚杆尺寸取2根进行钻孔、穿筋、灌浆、张拉、锚定等工艺试验，并作抗拔试验，检验锚杆质量，以检验施工工艺和施工设备的适应性。 在施工区域内设置临时设施，修建施工便道及排水沟，安装临时水电线路，搭设钻机平台，将施工机具设备运进现场，安装后试运转，检查机械、钻

17、具、工具等是否完好齐全。1.5 基坑支护基坑支护 进行技术交底，搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件形式。清点锚杆及锚固件数量。 进行施工放线，定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。 做好钻杆用钢筋、水泥、砂子等的备料工作，并将使用的水泥、砂子按设计规定配合比做砂浆强度试验；锚杆对焊或帮条焊应做焊接强度试验，验证能否满足设计要求。1.5 基坑支护基坑支护 1.5.3.2 施工程序及要点施工程序及要点 土层锚杆施工程序为(水作业钻进法)：土方开挖测量、放线定位钻机就位接钻杆校正孔位调整角度打开水源钻孔提出内钻杆冲洗钻至设计深度反复提内钻杆插钢筋(或钢绞线)压力灌浆养护裸

18、露主筋防锈上横梁(或预应力锚件)焊锚具张拉(仅用于预应力锚杆)锚头(锚具)锁定。1.5 基坑支护基坑支护 土层锚杆施工的要点如下： （1） 土层锚杆干作业施工程序与水作业钻进法基本相同，只是钻孔中不用水冲洗泥渣成孔，而是干法使土体顺螺杆出孔外成孔。 （2） 钻孔时要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)，防止高低参差不齐和相互交错。 （3） 钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆；遇有粗砂、砂卵石土层，在钻杆钻至最后一节时，应比要求深度多1020 cm，以防粗砂、碎卵石堵塞管子。1.5 基坑支护基坑支护 （4） 钢筋、钢绞线使用前要检查各项性能，

19、检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况，如有不合格的，应进行更换或处理。断好的钢绞线长度要基本一致，偏差不得大于5 cm。端部要用铁丝绑扎牢，不得参差不齐或散架。干作业要另焊一个锥形导向帽；钢绞线束外留量应从挡土、结构物连线算起，外留1.52.5 m。钢绞线与导向架要绑扎牢固，导向架间距要均匀，一般为2 m左右。 （5） 注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆 1.5 基坑支护基坑支护 （6） 拉杆应由专人制作，要求顺直。钻孔完毕应尽快安设拉杆，以防塌孔。拉杆使用前要除锈，钢绞线要清除油脂。拉杆接长应采用对焊或帮条焊。孔附近拉杆钢筋应涂防腐漆。为将拉杆安置于钻孔

20、的中心，在拉杆上每隔1.02.0 m应安设一个定位器。为保证非锚固段拉杆可以自由伸长，可采取在锚固段与非锚固段之间设置堵浆器，或在非锚固段的拉杆上涂以润滑油脂，以保证在该段自由变形。 （7） 在灌浆前将管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体。1.5 基坑支护基坑支护 （8） 灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序，必须认真进行，并做好记录。灌浆材料多用纯水泥浆，水灰比为0.40.45。为防止泌水、干缩，可掺加0.3%的木质素磺酸钙。灌浆亦可采用砂浆，灰砂比为1 1或1 0.5(质量比)，水灰比为0.40.5；砂用中砂，并过筛，如需早强，可掺加水泥用量0.3%的食盐和0.03%的三乙醇胺。水

21、泥浆液的抗压强度应大于25 MPa，塑性流动时间应在22 s以下，可用时间应为3060 min。整个浇注过程须在4 min内结束。1.5 基坑支护基坑支护 （9） 灌浆压力一般不得低于0.4 MPa，亦不宜大于2 MPa，宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆，可有效提高锚杆抗拔力(20%左右)。 （10） 注浆前用水引路、润湿，检查输浆管道；注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等。注浆后自然养护不少于7 d，待强度达到设计强度等级的70%以上，方可进行张拉工艺。在灌浆体硬化之前，不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。 （11） 张拉前要校核千斤顶，检验锚具硬度；清擦孔内油污、泥砂。张拉力要根据

22、实际所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度而定，一般按设计抽向力的75%85%进行控制。1.5 基坑支护基坑支护 （12） 锚杆张拉时，分别在拉杆上、下部位安设两道工字钢或槽钢横梁，与护坡墙(桩)紧贴。张拉用穿心式千斤顶，当张拉到设计荷载时，拧紧螺母，完成锚定工作。张拉时宜先用小吨位千斤顶拉，使横梁与托架贴紧，然后再换大千斤顶进行整排锚杆的正式张拉。宜采用跳拉法或往复式拉法，以保证钢筋或钢绞线与横梁受力均匀。1.5 基坑支护基坑支护 1.5.3.3 质量检查质量检查 （1） 锚杆及土钉墙支护工程施工前应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必需的施工设备如挖掘机、钻机、压浆

23、泵、搅拌机等应能正常运转。 （2） 一般情况下，应遵循分段开挖、分段支护的原则，不宜按一次挖就再行支护的方式施工。 （3） 施工中应对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆或土钉应力等进行检查。1.5 基坑支护基坑支护 （4） 每段支护体施工完后，应检查坡顶或坡面位移、坡顶沉降及周围环境变化，如有异常情况应采取措施，待恢复正常后方可继续施工。 （5） 锚杆及土钉墙支护工程质量检验应符合 表1.14的规定。项目项目序号序号检查项目检查项目允许偏差或允许值允许偏差或允许值检查方法检查方法单位单位数值数值主控主控项目项目1 1锚杆土

24、钉长度锚杆土钉长度mmmm3030用钢尺量用钢尺量2 2锚杆锁定力锚杆锁定力设计要求设计要求现场实测现场实测般般项目项目1 1锚杆或土钉位置锚杆或土钉位置mmmm100100用钢尺量用钢尺量2 2钻孔倾斜度钻孔倾斜度。1 1测钻机倾角测钻机倾角3 3浆体强度浆体强度设计要求设计要求试样送检试样送检4 4注浆量注浆量大于理论计算浆量大于理论计算浆量检查计量数据检查计量数据5 5土钉墙面厚度土钉墙面厚度mmmm+10+10用钢尺量用钢尺量6 6墙体强度墙体强度设计要求设计要求试样送检试样送检表表1.14 锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准 1.5 基坑支护基坑支护 1.5.3.4 安全措施安全措施 （1） 施工人员进入现场应戴安全帽，高空作业应挂安全带，操作人员应精神集中，遵守有关安全规程。 （2） 各种设备应处于完好状态，机械设备的运转部位应有安全防护装置。 （3） 锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置，在有地下承压水地层中钻进，孔口应安设可靠的防喷装置，以便突然发生漏水