深基坑各类型支护讲解水泥挡土墙及排桩与板墙式培训讲义

1深基坑坑的支支护深基坑坑支护护的基基本要要求：：●确确保支护结结构能能起挡挡土作作用，基坑坑边坡坡保持稳稳定；●确确保相相邻的的建（（构））筑物物、道道路、、地下下管线线的安安全，，不因因土体的的变形形、沉沉陷、、坍塌塌受到到危害害；●通通过排水降降水等措施施，确确保基础施施工在在地下下水位位以上上进行行。●在在支护护结构构设计计中首先要考虑虑周边边环境境的保保护，其次要满足足本工工程地地下结结构施施工的的要求求，再则应尽可可能降降低造造价、、便于于施工工。上海环环球金金融中中心基础施施工地铁车车站的的深基坑坑支护护2深基坑坑边坡坡支护护坍塌塌事故故3常用的的支护护结构构体系系排桩式式土钉墙墙喷锚支支护钢管桩桩挖孔灌灌注桩桩钢板桩桩板墙式式板桩式式组合式式粉体喷喷射注注浆桩桩墙钻孔灌灌注桩桩高压喷喷射注注浆桩桩墙深层搅搅拌水水泥土土桩墙墙逆作拱拱墙式式边坡稳稳定式式排桩与与板墙墙式水泥挡挡土墙墙式现浇地地下连连续墙墙灌注桩桩与水泥土土桩结结合加筋水水泥土土围护护墙型钢横横挡板板支护结结构主主要由由围护墙墙和支撑体体系组成。。加筋水水泥土土墙41、水泥泥土墙墙支护护（重力式式支护护结构构）（1）组成成和特特点①水泥泥土搅搅拌桩桩（或称称深层搅搅拌桩桩）：是是重力力式围围护墙墙，利利用水水泥作作为固化剂剂，通过过特制制的搅搅拌机机械，，在地地基深深处将将软土土和固固化剂剂强制制搅拌拌，利利用固固化剂剂和软软土之之间所所产生生的一一系列列物理理化学学反应应，使使软土土硬结结成具具有整整体性性、水水稳定定性和和一定定强度度的优优质水水泥加加固土土。水泥土土墙宜宜用：：于坑坑深≯≯6m；基坑坑侧壁壁安全全等级级为一一、二二级；；地基基土承承载力力≯150kPa的情况况。水泥土土墙的的优缺缺点：：优点：：由于坑坑内无无支撑撑，便便于机机械化化快速速挖土土；挡挡土又又防渗渗，比比较经经济。。缺点：：不宜用用于深深基坑坑；位位移相相对较较大；；墙体体厚度度大，，有时时受周周围环环境限限制。。5②高压喷喷射旋旋喷桩桩是利用用钻机机将旋旋喷注注浆管管及喷喷头钻钻置于于桩底底设计计高程程，将将预先先配制制好的的浆液液通过过高压压发生生装置置从注注浆管管边的的喷嘴嘴中高高速喷喷射出出来，，直接接破坏坏土体体，喷喷射过过程中中，钻钻杆边边旋转转边提提升，，使浆浆液与与土体体充分分搅拌拌混合合，在在土中中形成成一定定直径径的柱柱状固固结体体，从从而使使地基基达到到加固固。特点：：施工占占地少少、振振动小小、噪噪音较较低，，但容容易污污染环环境，，成本本较高高，对对于特特殊的的不能能使喷喷出浆浆液凝凝固的的土质质不宜宜采用用。适用：：高压喷喷射注注浆法法适用用于处处理淤淤泥、、淤泥泥质土土、粉粉土、、粘性性土、、黄土土、碎碎石土土等地地基。。6水泥泥土土搅搅拌拌桩桩7南京京市市级级机机关关33层住住宅宅楼楼，，地地下下室室一一层层，，挖挖深深6m，水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩支支护护技技术术8（2）水水泥泥土土墙墙的的设设计计计计算算1）嵌嵌固固深深度度2）水水泥泥土土墙墙厚厚度度设设计计值值b（见见书书P12）3）正正截截面面承承载载力力验验算算（（见见书书P13）压应应力力验验算算：：拉应应力力验验算算：：94）抗抗滑滑移移稳稳定定性性验验算算（（见见书书P13）5）抗抗倾倾覆覆稳稳定定性性验验算算（（见见书书P13）6）整整体体稳稳定定性性验验算算（（见见书书P14）10（3）水水泥泥土土墙墙施施工工1）水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩施施工工（（见见动动画画））深层层搅搅拌拌桩桩机机机机组组1——主机机；；2——机架架；；3——灰浆浆拌拌制制机机；；4——集料料斗斗；；5——灰浆浆泵泵；；6——贮水水池池；；7——冷却却水水泵泵；；8——道轨轨；；9——导向向管管；；10——电缆缆；；11—输浆管；；12—水管深层搅拌拌桩机的的组成：：深层搅拌拌机（主主机）、、机架及灰灰浆搅拌拌机、灰浆泵等等配套机机械组成成深层搅拌拌桩机常常用的机机架有三三种形式式：塔架式、、桅杆式式及履带带式。11塔架式桅桅杆杆式履履带带式12水泥土搅搅拌桩施施工工艺艺搅拌桩成成桩工艺可采用“一次喷浆浆、二次次搅拌”或“二次喷浆浆、三次次搅拌”工艺，主主要依据据水泥掺掺入比及及土质情情况而定定。水泥泥掺量较较小，土土质较松松时，可可用前者者，反之之可用后后者。当当采用“二次喷浆浆、三次次搅拌”工艺时可可在图示示步骤e）作业时时也进行行注浆，，以后再再重复d）与e）的过程程。图““一次喷喷浆、二二次搅拌拌”施工流程程a)定位；b)预埋下沉沉；c)提升喷浆浆搅拌；；d)重复下沉沉搅拌；；e)重复提升升搅拌；；f)成桩结束束13（3）水泥土土墙施工工2）高压喷喷射旋喷喷桩施工工工艺引孔钻机就位钻进成孔换浆清渣清孔回灌搬迁移钻开孔检查启动空压机送风启动高压泵送水试喷检查插入高喷管浆液配制泵送高喷作业观察高喷参数孔内保持满浆测放桩位14（4）水泥土土墙施工工检测（（见教材材P16）水泥土搅搅拌桩质质量检验验标准15天然土体体通过钻孔、插插筋、注注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆杆)并与喷射砼面面板相结合，，形成类类似重力力挡墙的的土钉墙，以抵抗抗墙后的的土压力力，保持持开挖面面的稳定定。也称称为喷锚网加加固边坡坡或喷锚网挡挡墙。2土钉墙支支护钻孔插插筋、注注浆铺铺设钢钢筋网喷喷射砼砼护面土钉墙支支护16（1）土钉墙墙的组成成和特点点原理：土钉墙支支护是在在基坑开开挖过程程中将较较密的细细长杆件件钉置于于原位土土体中,并在坡面面上喷射射钢筋网网混凝土土面层。。通过土钉、土土体和喷喷射混凝凝土面层的共共同工作作,形成复合土体体。利用复复合土体体的自稳稳达到支支护目的的。组成：螺纹钢筋筋+灌浆a）土钉剖剖面b）土钉面面层喷锚锚c）土钉节节点17土钉施工工土钉墙适适用条件件：地下水低低于土坡坡开挖段段或经过过降水措措施后使使地下水水位低于于开挖层层的情况况。适用用于有粘性土、、粉性土土、含有有30%上粘土颗颗粒的砂砂土边坡坡。常用于开挖深度度不大、、周围相相邻建筑筑或地下下管线对对沉降与与位移要要求不高高的基坑坑支护。。土钉墙特特点：（1）形成成土钉复复合体、、显著提高高边坡整整体稳定定性和承承受边坡坡超载的能力。。（2）施工设备备简单，由于钉钉长一般般比锚杆杆的长度度小的多多，不加加预应力力所以设设备简单单。（3）随基基坑开挖挖逐层分分段开挖挖作业，，不占或少少占单独独作业时时间，施工效效率高，，占用周周期短。。（4）施工不需需单独占占用场地地，对现场场狭小，，放坡困困难，有有相邻建建筑物时时显示其其优越性性。（5）土钉钉墙成本费较其他支支护结构构显著降降低。（6）施工噪音音、振动动小，不影响响环境。。（7）土钉钉墙本身身变形很小小，对相邻邻建筑物物影响不不大。181920（2）土钉墙墙的设计计验算（（见教材材P18）1）抗拉承承载力设设计值的的计算2）土钉墙墙整体稳稳定性计计算3）土钉长长度l的计算4）喷射混混凝土面面层承受受侧压力力F的验算21（3）土钉墙墙支护结结构施工工工艺见右图（4）土钉墙墙施工检检测与监监测1）检测：：对土钉钉应采用用抗拉试试验检测测承载力力。2）监测根据地质划分开挖高度开挖土方并修整边坡初喷底层混凝土钻设钉孔土钉安装注浆 挂钢筋网并与土钉尾部焊牢安装泄水管复喷表层混凝土至设计厚度223、排桩墙墙支护基坑开挖时时，对不能能放坡或由由于场地限限制而不能能采用搅拌拌桩支护，，开挖深度度在6~10米左右时，，即可采用用排桩支护护。排桩支支护可采用用钻孔灌注桩桩、人工挖挖孔桩、预制钢筋混混凝土板桩桩或钢板桩。（1）排桩墙的的平面布置置形式①柱列式排桩支护②连续排桩支护③组合式排桩支护②连续排桩支护②连续排桩支护②连续排桩支护23（2）排桩墙结结构形式①无支撑支支护结构②单支撑支支护结构③多支撑支支护结构（3）排桩墙设设计计算（（见教材P22）（4）排桩墙施施工（5）排桩墙施施工检测24（6）挡土灌注桩桩支护适于开挖面面积大、深深度大于6m、不允许放放坡、邻近近有建（构构）筑物的的基坑支护护。开挖前在基基坑周围设设置砼灌注桩，桩的排列列有间隔式、双双排式和连续式，桩顶设置置砼连系梁或锚桩、拉杆杆。施工方便便、安全度度好、费用用低。缺点点：止水性性差。为防防止水土流流失，也可可在灌注桩桩之间加粉粉喷桩。深基坑的间间隔式排桩桩支护25（7）挡土灌注桩桩与土层锚锚杆结合支支护适于大型较较深基坑,施工期较长长,邻近有建筑筑物,不允许支护护,邻近地基不允许有下沉位移移时使用桩顶不设锚锚桩、拉杆杆，而是挖挖至一定深深度，每隔隔一定距离离向桩背面斜向向打入锚杆杆，达到强度度后，安上横撑，，拉紧固定定，在桩中间间挖土，直直至设计深深度。深基坑的间间隔式排桩桩支护桩顶连系梁梁悬臂支护桩桩锚杆及横撑撑26（8）板桩支护护当基坑较深深、地下水水位较高且且未施工降降水时，采采用板桩作作为支护结结构，既可挡土、防防水，还可防止流砂的发生。板板桩支撑可可分为无锚板桩(悬臂式板桩桩)和有锚板桩两大类。板式支护结结构由两大系统组组成：挡墙系统和支撑(或拉锚)系统。（1）板桩有钢板柱、木木板桩与钢筋混凝土土板桩数种。钢板桩的种种类很多，，常见的有有U板桩与Z板桩c）H形板桩a）U形板桩相互连接b）Z形板桩相互连接锁口——形成整体，，具有较好好的隔水能能力。27板式支护结结构1—板桩墙；2—围檩；3—钢支撑；4—斜撑；5—拉锚；6—土锚杆；7—先施工的基基础；8—竖撑d)土锚式a)水平支撑式式b)斜撑式c)拉锚式常用钢板桩桩截面形式式(a)Z型;(b)U型;(c)一字型;(d)组合型28钢板桩＋水水平支撑U型钢板桩插插打打入入土土U型板桩相互互连接挡墙系统：：常用的形式式有槽钢、钢板板桩、钢筋筋混凝土板板桩、灌注注桩及地下下连续墙等。支撑系统：：大型钢管、、H型钢或格构构式钢支撑撑，也可采采用现浇钢钢筋混凝土土支撑。拉锚系统：：用钢筋、钢钢索、型钢钢或土锚杆杆。2930挖孔桩-钢支撑3132SMW工法（劲性性水泥土搅搅拌桩）--板式支护-钢板桩3334（2）钢板桩施工工钢板桩施工工要正确选选择打桩方式、打桩机械和流水段划分分，以便使打打设后的板板桩墙，有有足够的刚刚度和防水水作用。钢板桩的打打设虽然在在基坑开挖挖前已完成成，但整个板桩桩支护结构构需等地下下结构施工工后，在许许可的条件件下将板桩桩拔除才算算结束。钢板桩打桩桩方法有以以下几种：单独打入法法；双层围檩插插桩法；分段复打桩桩（屏风法法）。常见的拔桩方法有有两种：一是用振振动锤拔桩桩；二是用用重型起重重机与振动动锤共同拔拔桩。钢板桩土孔孔处理：对拔桩后后留下的桩桩孔，必须须及时回填填。回填的的处理方法法有：振浮浮法、挤密密法和填入入法。所用用材料一般般为砂子。。35a）平面布置置b）剖面打桩围檩支支架1—围檩桩；2--围檩；3—钢板桩围檩363）总结板桩的的工程事故故，其失败的原因因主要有六方方面：a)板桩下部走走动；b)拉锚破坏；；c)支撑破坏；；d)拉锚长度不不足；e)板桩失稳弯弯曲；f)板桩变形及及土体沉降降板桩的工程程事故374土层锚杆支支护在立壁土层层上钻（掏掏）孔至要要求深度，，孔内放入钢筋，灌入水泥砂浆或化学浆液，使之与土土层结合成成抗拉锚杆，将立壁土体侧侧压力传至至稳定土层层。适于较硬土土层或破碎碎岩石中开开挖较大较较深基坑，，邻近有建建筑物须保保证边坡稳稳定时采用用基坑锚杆支支护施工中中38（1）锚杆的组组成和特点点锚杆有三部部分组成：头部连接（（锚头）、、拉杆、锚锚固体。锚杆承受拉力，，一般采用用螺纹钢、钢钢绞线等强度高、、延伸率大大、疲劳强强度高的材材料。永久久性锚杆尚尚需进行防防腐处理。。39a）多层锚杆剖剖面图b）锚杆与地下下墙连结构构造图c）二次灌浆管管的布置土层锚杆构构造1--墙结构；2—锚头垫座；；3—锚头；4--钻孔；5—锚拉杆；6—锚固体；7—一次灌浆管管；8—二次灌浆管管；9—定位器40重庆市高切切坡，预应应力锚索支支护为了均匀分分配传到连连续墙或柱柱列式灌注注桩上的土土压力，减减少墙、柱柱的水平位位移和配筋筋，一端采用锚锚杆与墙、、柱连接，，另一端锚锚固在土层层中，用以维持持坑壁的稳稳定。土层锚杆支支护41（2）锚杆的设设计计算（（见教材P27）（3）锚杆的施施工