深基坑各类型支护讲解深基坑水泥挡土墙、排桩与板墙式、边坡稳定式、逆作拱墙式的支护

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水泥土土搅拌拌桩7南京市市级机机关33层住宅宅楼，，地下下室一一层，，挖深深6m，水泥泥土搅搅拌桩桩支护护技术术8（2）水泥泥土墙墙的设设计计计算1）嵌固固深度度2）水泥泥土墙墙厚度度设计计值b（见书书P12）3）正截截面承承载力力验算算（见见书P13）压应力力验算算：拉应力力验算算：94）抗滑滑移稳稳定性性验算算（见见书P13）5）抗倾倾覆稳稳定性性验算算（见见书P13）6）整体体稳定定性验验算（（见书书P14）10（3）水泥泥土墙墙施工工1）水泥泥土搅搅拌桩桩施工工（见见动画画）深层搅搅拌桩桩机机机组1—主机；；2—机架；；3—灰浆拌拌制机机；4—集料斗斗；5—灰浆泵泵；6—贮水池池；7—冷却水水泵；；8—道轨；；9—导向管管；10——电缆；；11——输浆管管；12——水管深层搅搅拌桩桩机的的组成成：深层搅搅拌机机（主主机））、机架及及灰浆浆搅拌拌机、、灰浆泵泵等配配套机机械组组成深层搅搅拌桩桩机常常用的的机架架有三三种形形式：：塔架式式、桅桅杆式式及履履带式式。11塔架式式桅桅杆杆式履履带式式12水泥泥土土搅搅拌拌桩桩施施工工工工艺艺搅拌拌桩桩成成桩桩工艺艺可采采用用“一次次喷喷浆浆、、二二次次搅搅拌拌”或“二次次喷喷浆浆、、三三次次搅搅拌拌”工艺艺，，主主要要依依据据水水泥泥掺掺入入比比及及土土质质情情况况而而定定。。水水泥泥掺掺量量较较小小，，土土质质较较松松时时，，可可用用前前者者，，反反之之可可用用后后者者。。当当采采用用“二次次喷喷浆浆、、三三次次搅搅拌拌”工艺艺时时可可在在图图示示步步骤骤e）作作业业时时也也进进行行注注浆浆，，以以后后再再重重复复d）与与e）的的过过程程。。图““一一次次喷喷浆浆、、二二次次搅搅拌拌””施工工流流程程a)定位位；；b)预埋埋下下沉沉；；c)提升升喷喷浆浆搅搅拌拌；；d)重复复下下沉沉搅搅拌拌；；e)重复复提提升升搅搅拌拌；；f)成桩桩结结束束13（3）水水泥泥土土墙墙施施工工2）高高压压喷喷射射旋旋喷喷桩桩施施工工工工艺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）水水泥泥土土墙墙施施工工检检测测（（见见教教材材P16）水泥泥土土搅搅拌拌桩桩质质量量检检验验标标准准15天然然土土体体通通过过钻孔孔、、插插筋筋、、注注浆浆来设设置置土钉钉(亦称称砂浆浆锚锚杆杆)并与与喷射射砼砼面面板板相结结合合，，形形成成类类似似重重力力挡挡墙墙的的土钉钉墙墙，以以抵抵抗抗墙墙后后的的土土压压力力，，保保持持开开挖挖面面的的稳稳定定。。也也称称为为喷锚锚网网加加固固边边坡坡或喷锚锚网网挡挡墙墙。2土钉钉墙墙支支护护钻孔孔插插筋筋、、注注浆浆铺铺设设钢钢筋筋网网喷喷射射砼砼护护面面土钉钉墙墙支支护护16（1）土土钉钉墙墙的的组组成成和和特特点点原理理：：土钉钉墙墙支支护护是是在在基基坑坑开开挖挖过过程程中中将将较较密密的的细细长长杆杆件件钉钉置置于于原原位位土土体体中中,并在在坡坡面面上上喷喷射射钢钢筋筋网网混混凝凝土土面面层层。。通通过过土钉钉、、土土体体和和喷喷射射混混凝凝土土面层层的的共共同同工工作作,形成成复合合土土体体。利利用用复复合合土土体体的的自自稳稳达达到到支支护护目目的的。。组成成：：螺纹纹钢钢筋筋+灌浆浆a）土土钉钉剖剖面面b）土土钉钉面面层层喷喷锚锚c）土土钉钉节节点点17土钉钉施施工工土钉钉墙墙适适用用条条件件：：地下下水水低低于于土土坡坡开开挖挖段段或或经经过过降降水水措措施施后后使使地地下下水水位位低低于于开开挖挖层层的的情情况况。。适适用用于于有有粘性性土土、、粉粉性性土土、、含含有有30%上粘粘土土颗颗粒粒的的砂砂土土边边坡坡。常用用于于开挖挖深深度度不不大大、、周周围围相相邻邻建建筑筑或或地地下下管管线线对对沉沉降降与与位位移移要要求求不不高高的的基基坑坑支支护护。。土钉钉墙墙特特点点：：（1）形形成成土土钉钉复复合合体体、、显著著提提高高边边坡坡整整体体稳稳定定性性和和承承受受边边坡坡超超载载的能能力力。。（2）施工工设设备备简简单单，由由于于钉钉长长一一般般比比锚锚杆杆的的长长度度小小的的多多，，不不加加预预应应力力所所以以设设备备简简单单。。（3）随随基基坑坑开开挖挖逐逐层层分分段段开开挖挖作作业业，，不占占或或少少占占单单独独作作业业时时间间，施施工工效效率率高高，，占占用用周周期期短短。。（4）施工工不不需需单单独独占占用用场场地地，对对现现场场狭狭小小，，放放坡坡困困难难，，有有相相邻邻建建筑筑物物时时显显示示其其优优越越性性。。（5）土土钉钉墙墙成本本费费较其其他他支支护护结结构构显显著著降降低低。。（6）施工工噪噪音音、、振振动动小小，不不影影响响环环境境。。（7）土土钉钉墙墙本本身身变形形很很小小，对对相相邻邻建建筑筑物物影影响响不不大大。。181920（2）土土钉钉墙墙的的设设计计验验算算（（见见教教材材P18）1）抗抗拉拉承承载载力力设设计计值值的的计计算算2）土土钉钉墙墙整整体体稳稳定定性性计计算算3）土土钉钉长长度度l的计计算算4）喷喷射射混混凝凝土土面面层层承承受受侧侧压压力力F的验验算算21（3）土土钉钉墙墙支支护护结结构构施施工工工工艺艺见右右图图（4）土土钉钉墙墙施施工工检检测测与与监监测测1）检检测测：：对对土土钉钉应应采采用用抗抗拉拉试试验验检检测测承承载载力力。。2）监监测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、排排桩桩墙墙支支护护基坑坑开开挖挖时时，，对对不不能能放放坡坡或或由由于于场场地地限限制制而而不不能能采采用用搅搅拌拌桩桩支支护护，，开开挖挖深深度度在在6~10米左左右右时时，，即即可可采采用用排排桩桩支支护护。。排排桩桩支支护护可可采采用用钻孔孔灌灌注注桩桩、、人人工工挖挖孔孔桩桩、预制制钢钢筋筋混混凝凝土土板板桩桩或钢板板桩桩。。（1）排排桩桩墙墙的的平平面面布布置置形形式式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）排排桩桩墙墙结结构构形形式式①无无支支撑撑支支护护结结构构②单单支支撑撑支支护护结结构构③多多支支撑撑支支护护结结构构（3）排排桩桩墙墙设设计计计计算算（（见见教教材材P22）（4）排排桩桩墙墙施施工工（5）排排桩桩墙墙施施工工检检测测24（6）挡土土灌灌注注桩桩支支护护适于于开开挖挖面面积积大大、、深深度度大大于于6m、不不允允许许放放坡坡、、邻邻近近有有建建（（构构））筑筑物物的的基基坑坑支支护护。。开挖挖前前在在基基坑坑周周围围设设置置砼灌灌注注桩桩，桩桩的的排排列列有有间隔隔式式、、双双排排式式和连续续式式，桩桩顶顶设设置置砼连连系系梁梁或锚桩桩、、拉拉杆杆。施施工工方方便便、、安安全全度度好好、、费费用用低低。。缺缺点点：：止止水水性性差差。。为为防防止止水水土土流流失失，，也也可可在在灌灌注注桩桩之之间间加加粉粉喷喷桩桩。。深基基坑坑的的间间隔隔式式排排桩桩支支护护25（7）挡土土灌灌注注桩桩与与土土层层锚锚杆杆结结合合支支护护适于于大大型型较较深深基基坑坑,施工工期期较较长长,邻近近有有建建筑筑物物,不允允许许支支护护,邻近近地地基基不允允许许有下下沉沉位位移移时时使使用用桩顶顶不不设设锚锚桩桩、、拉拉杆杆，，而而是是挖挖至至一一定定深深度度，，每每隔隔一一定定距距离离向向桩背背面面斜斜向向打打入入锚锚杆杆，达达到到强强度度后后，，安上上横横撑撑，，拉拉紧紧固固定定，在在桩桩中中间间挖挖土土，，直直至至设设计计深深度度。。深基基坑坑的的间间隔隔式式排排桩桩支支护护桩顶顶连连系系梁梁悬臂支护护桩锚杆及横横撑26（8）板桩支支护当基坑较较深、地地下水位位较高且且未施工工降水时时，采用用板桩作作为支护护结构，，既可挡土、、防水，还可防止流砂砂的发生。。板桩支支撑可分分为无锚板桩桩(悬臂式板板桩)和有锚板桩桩两大类。。板式支护护结构由由两大系统统组成：：挡墙系统统和支撑(或拉锚)系统。（1）板桩有有钢板柱、、木板桩桩与钢筋混凝凝土板桩桩数种。钢板桩的的种类很很多，常常见的有有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——形成整体体，具有有较好的的隔水能能力。27板式支护护结构1—板桩墙；；2—围檩；3—钢支撑；；4—斜撑；5—拉锚；6—土锚杆；；7—先施工的的基础；；8—竖撑d)土锚式a)水平支撑撑式b)斜撑式c)拉锚式常用钢板板桩截面面形式(a)Z型;(b)U型;(c)一字型;(d)组合型28钢板桩＋＋水平支支撑U型钢板桩桩插插打打入入土土U型板桩相相互连接接挡墙系统统：常用的形形式有槽钢、钢钢板桩、、钢筋混混凝土板板桩、灌灌注桩及及地下连连续墙等。支撑系统统：大型钢管管、H型钢或格格构式钢钢支撑，，也可采采用现浇浇钢筋混混凝土支支撑。拉锚系统统：用钢筋、、钢索、、型钢或或土锚杆杆。2930挖孔桩-钢支撑3132SMW工法（劲劲性水泥泥土搅拌拌桩）--板式支护护-钢板桩3334（2）钢板桩施施工钢板桩施施工要正正确选择择打桩方式式、打桩机械械和流水段段划分分，以便便使打打设后后的板板桩墙墙，有有足够够的刚刚度和和防水水作用用。钢板桩桩的打打设虽虽然在在基坑坑开挖挖前已已完成成，但整个个板桩桩支护护结构构需等等地下下结构构施工工后，，在许许可的的条件件下将将板桩桩拔除除才算算结束束。钢板桩桩打桩桩方法法有以以下几几种：单独打打入法法；双层围围檩插插桩法法；分段复复打桩桩（屏屏风法法）。常见的的拔桩方方法有有两种种：一是是用振振动锤锤拔桩桩；二二是用用重型型起重重机与与振动动锤共共同拔拔桩。。钢板桩桩土孔孔处理理：对拔拔桩后后留下下的桩桩孔，，必须须及时时回填填。回回填的的处理理方法法有：：振浮浮法、、挤密密法和和填入入法。。所用用材料料一般般为砂砂子。。35a）平面面布置置b）剖面面打桩围围檩支支架1—围檩桩桩；2--围檩；；3—钢板桩桩围檩363）总结板板桩的的工程程事故故，其其失败的的原因因主要有有六方方面：：a)板桩下下部走走动；；b)拉锚破破坏；；c)支撑破破坏；；d)拉锚长长度不不足；；e)板桩失失稳弯弯曲；；f)板桩变变形及及土体体沉降降板桩的的工程程事故故374土层锚锚杆支支护在立壁壁土层层上钻钻（掏掏）孔孔至要要求深深度，，孔内内放入钢钢筋，灌入入水泥砂砂浆或化学浆浆液，使之之与土土层结结合成成抗拉锚锚杆，将立壁土土体侧侧压力力传至至稳定定土层层。适于较较硬土土层或或破碎碎岩石石中开开挖较较大较较深基基坑，，邻近近有建建筑物物须保保证边边坡稳稳定时时采用用基坑锚锚杆支支护施施工中中38（1）锚杆杆的组组成和和特点点锚杆有有三部部分组组成：头部连连接（（锚头头）、、拉杆杆、锚锚固体体。锚杆承受拉拉力，，一般般采用用螺纹钢钢、钢钢绞线线等强度度高、、延伸伸率大大、疲疲劳强强度高高的材材料。。永久久性锚锚杆尚尚需进进行防防腐处处理。。39a）多层锚锚杆剖剖面图图b）锚杆与与地下下墙连连结构构造图图c）二次灌灌浆管管的布布置土层锚锚杆构构造1--墙结构构；2—锚头垫垫座；；3—锚头；；4--钻孔；；5—锚拉杆杆；6—锚固体体；7—一次灌灌浆管管；8—二次灌灌浆管管；9—定位器器40重庆市市高切切坡，，预应应力锚锚索支支护为了均均匀分分配传传到连连续墙墙或柱柱列式式灌注注桩上上的土土压力力，减减少墙墙、柱柱的水水平位位移和和配筋筋，一端采采用锚锚杆与与墙、、柱连连接，，另一一端锚锚固在在土层层中，用以以维持持坑壁壁的稳稳定。。土层锚锚杆支支护41（2）锚杆杆的设设计计计算（（见教教材P27）