深基坑开挖及支护工程培训资料

1.1

建筑基坑的概念：施工所开挖的地面以下空间。a、人工开挖的为建筑物的基础和地下室的建设而采取的施工措施；b、基坑工程属于临时性工程，它的使用年限较短，一般不超过一年。深基坑是指开挖深度超过

5

米（含

5

5米，但地质条件和周边环境及地下管线特别复杂的工程。1.2

地下管线、地下设施、岩土体、地下水体等。受能力。1.3

基坑支护结构的极限状态分类1.3.1

承载能力极限状态极限状态。

/

到严重危害，均可视为已超过了承载能力极限状态。1.3.2

正常使用极限状态形和出现影响正常使用的局部破坏，均可视为已超过了正常使用极限状态。1.4

基坑侧壁安全等级的划分原则：和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一级二级

环境、破坏后果、基坑深度、工程地质和地下水条件

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。注:根据青岛市勘察设计协会”深基坑工程设计评审实施细则”。

/

放坡坡度、基坑周边环境条件、施工因素、气象因素等。2.1

基坑支护体系的分类很多，通常可按结构形式、建筑材料、施工方法以及所处的环境条件等进行划分。按基坑支护体系按结构刚度划分，可分为刚性支护体系与柔性支护体系。按系；而具有一定柔性的结构，如钢板桩、锚杆挡墙等称为柔性支护体系。如采用预应力锚杆支护体系在束机制。所以称之为被动支护体系。2.2

基坑支护设计规范推荐的支护结构类型、特点及其适用条件结构形式排桩或地下连续墙

特点及适用条件由钢筋砼灌注桩或钢筋砼墙以及水平支撑（拉锚）构成刚度较大的支护体系。是应用时间较长应用范围较广、可靠性较好的支护结构，但造价较高。它是靠嵌固基坑底部以下一定深度的桩（墙）体和支撑（拉锚）体系共同抵抗桩（墙）后的水土压力，限制土体变形，保证支护结构安全。

/

适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级的基坑；悬臂结构高度在软土场地中不宜大于6

米；当场地地下水位较高时应采用降水、止水帷幕或地下连续墙；不适用于岩石基坑。水泥土墙 采用水泥为固化剂，利用机械在土中强制搅拌形成具有一定强度和水稳性的桩体。连续成桩，相互搭接后，形成水泥土墙。由于水泥土强度较低，主要靠自重平衡墙后水、土压力。因此，常视其为重力式挡土墙支护。水泥土墙施工简单，造价较低，具有良好的隔水性，适用于开挖深度不大的软土场地。水泥土墙强度低，不适于加支撑，多采用自立式，因此，土钉墙 土钉墙是由密集的土钉群、被加固的原位土体、混凝土面层和必要的排（防）水措施组成的类似于重力式挡土墙的支护体系，抵挡墙后土压力和其他荷载，保证基坑侧壁和周边环境安全。土钉的主要作用是约束和加固土体，形成复合体，提高土体的抗剪强度，使土体保持整体稳定。土钉墙需与挖土配合施工，要求被开挖土层具有一定自稳性。土钉墙适用于基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地；

/

基坑深度一般不超过12

米；地下水位高于基坑地面时，应有降（截）水措施。逆作拱墙 据基坑的平面形状，采用全封闭拱墙、组合拱墙等进行支护。该支护体系的优点主要为：a.受力合理，安全可靠；b.施工方便，节省工期；c.造价低。适用于：基坑侧壁安全等级为二、三级基坑；粘土、砂土、场地；淤泥、淤泥质土场地不宜采用；基坑深度不宜大于

12

米；地下水位高于基坑底面时应由降（截）水措施。放坡 基坑侧壁安全等级宜为三级；施工场地应满足放坡条件；当地下水高于坡底时，应采取降水措施；流塑的淤泥或淤泥质土场地不宜采用。

锚杆挡墙联合支护等。

/

青岛地区常用的支护体系主要有：3.1

桩锚支护体系90

年代早~中期，至今仍是常用的支护形式之一，一般使用于地下1~3

层基坑工程。桩的类型以φ600

~φ1000

钢筋砼钻孔灌注桩为主，其次为φ

800~φ1200

人工挖孔桩，φ500

深层搅拌桩、φ1200

高压旋喷桩。内插入钢管或型钢，以增强整体抗变形的能力。个别工程也曾采用φ

127~φ146

钢管桩，预制桩使用的很少。桩体起到挡土的作用，桩端应嵌入持力层或基坑底板以下一定的深度。桩间土若是含水层或者过饱和软弱土夹含水砂土薄层时，多采用φ500深层搅拌桩或φ1200

高压旋喷桩形成止水帷幕，起到截(挡)水的作用。桩顶用钢筋砼冠梁连结，起到遏制桩顶变形的作用。作用。锚杆在软土、软弱土或松土层中易发生蠕变是导致锚杆预应力损失5%~10%的主要原因之一(还有钢材松驰的原因)。护工程等，均应对蠕变进行控制，其措施：提高安全系数、高压注浆、扩大锚固端部的尺寸，选择压力型锚杆等。永久性锚杆不适于有机质土，液限

W

>50%、液性指数

I

>0.9

和相对密 度

D

<0.3

的软弱土。

/

临时性支护也应对上述土层进行处理后尚可使用，否则一般不宜采用。锚杆的自由段长度不宜小于4

4

固体上覆土层厚度不宜小于4

米，否则无工程意义。锚杆布设的网度不宜小于

米(排距×点距)、锚杆间距大于

6倍锚固体直径、无相互影响。护体系等。3.2

土钉墙支护土钉墙支护是一种新型的基坑支护形式，起到对土体原位加固的作用。后土压力和其它作用力，从而使边坡维持稳定。土钉墙支护是一种被动受力支护形式，只有土体发生变形时土钉才受2

支护深度达

17

米。当在有限放坡情况下，土钉墙支护与预应力锚杆联合应用时，基坑支护深度可增加些，造价也有所节省。连接，故应设置承压板和加强筋等构造措施。土钉孔注浆宜用水泥净浆或水泥砂浆，其强度不宜低于20MPa，土钉长度宜为基坑开挖深度的0.5~1.2

6

6

米增加到

15

15

宜为

1~2

米，土钉与水平面的夹角为

5~15°时安全系数增大，当大于

时安全系数减少。

/

成管箍作用，遏制基坑的变形。许多工程的经验说明土钉墙支护的破坏几乎均与地下水的作用有直接的关系，它使土体软化，引起局部或整体破坏，因此，土钉墙支护必须做好降水，且不能作为挡水结构使用。分割的组成部分，做到结构轻、柔性大，有良好的抗震性能，设备简单、轻便，施工工艺不复杂、速度快，造价比较低，而得到广泛应用。3.3

水泥土挡墙和一定强度的壁状、格栅状等不同形式的水泥土桩墙。

20

世纪

90

年代初期才将其用于基坑支护之中。其适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土，素填土等，当含有机质土、泥炭质土、泥炭土，宜通过试验确定其适用性。从技术和经济两个因素决定了深层搅拌桩支护深度不宜大于6

米。钢筋砼预制桩)和柔性桩(砂桩、碎石桩、灰土桩)之间的一种桩型。其抗拉桩显得不够经济、合理。另外，当土体工程性状差、被动区土压力较小时，也可在被动区进行深层搅拌桩形成水泥土、改善被动区的土性，提高c、φ值，从而提高被动土压力，往往比增加桩的嵌入深度更经济、更有效些。深层搅拌桩作为支护结构宜根据基坑开挖深度初步设定桩长和支护结1.6~2.0

深度的

倍，根据大量工程实践表明一般能够满足工程要求，亦比较经济、合理。深层搅拌桩支护可根据土质性状、地下水、周边环境、施工条件因素，

/

选择合适的支护形式，也可与其它支护形式联合使用。性能好，但水泥用量较多些。当土的含水量大于60%、基坑较浅，且无严格防渗要求时，亦可采用喷粉法施工，且水泥用量相比较少些。长度宜取

1~2

倍设计桩径为宜；二是桩的垂直度允许偏差不超过

是桩的搭接宽度宜大于150mm，其中有一项不符合要求时，就不能解决好截11~13

有

50mm，基坑开挖到-4

米时发现深层搅拌桩的垂直度偏差过大，一些桩根

排)搅拌桩，也不能解决好止水坑，造成基坑外围水土流失，地面塌陷，临近已有建筑物产生不均匀沉降，经济损失严重。护结构，可既挡土又截水，因此，应用广泛。3.4

坡率法

80

年代中末期至

90

部开发区应用较多，因为那时开挖场地比较开阔。目前，在城阳区、胶州湾

/

选择此方案。“坡率法”的适用条件：①

空间条件：首选在基坑周围具有放坡开挖的空间，又不影响邻近已有工程的安全和正常使用。②

岩土条件：岩土体的自稳性能良好。③

地下水条件：地下水位埋深较深，以在开挖深度之下为佳。④

坑深条件：基坑开挖深度适于地下1~2

层的工程。“放坡开挖”当坡高>5

米的土质边坡，宜在坡面的中部设

1~2

米宽的过渡平台，并采用上半坡稍陡、下半坡稍缓的放坡原则。下，易导致坡面出现丢块、滑塌等不良地质作用。因此，一方面采取护面措施，另一方面加强坡顶变形的监测。降水方案。下水倒流或回渗坑内现象的发生。象的发展，确保边坡的稳定。3.5

组合支护：如：土钉墙+桩锚；设置格构梁的复合土钉墙（目前在青岛地区比较时髦）等。

/

泥搅拌桩无法施工等问题。由于受施工队伍、造价、地层条件和施工场地等因素的的影响

，4.1

基坑工程勘察位不做要求；建成区场地条件不允许等。(1)基坑工程勘察应查明场地及影响范围内的地层结构、各层岩土层的布规律、渗透性、涌水量、补给、径流、排泄条件一级个含水层的水力联系等。同时应对基坑影响范围内的环境进行勘察。(2)基坑工程勘察范围宜为基坑边线以外2

倍或以上基坑深度，在建成区，边线以外勘察以调查或搜集资料为主；勘察深度以为基坑开挖深度的2倍。（3）特征、完整程度及含水状况等。（4）注意的问题和防治措施。4.2

基坑工程设计

/

4.2.1

文地质条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境对基坑侧壁位移的要求、基坑周边和灾、施工季节、支护结构使用期限等因素，做到因地制宜，因时制宜，合理设计精心施工，严格监控。青岛市规定，基坑支护设计单位应具备工程勘察资质。4.2.2

大多数的基坑工程是施工阶段的临时性工程要保证基坑设计安全、经济、合理、可行，设计时应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计计算内容包括：壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算；下，深基坑变形通常应控制在基坑深度1‰-3‰范围内。位保持在基坑底面一下不小于0.5

米。地下连续墙。4.3

基坑设计评审4.3.1

4.3.2

有关基坑设计评审的规定（1）、基坑支护设计文件进行评审后方可进行施工。

/

（2）、施工现场必须保存一份经过评审盖章的设计图纸。（3）、施工。5.1

钻孔灌注桩施工主要内容：施工要点、质量控制、验收要求等。5.2

土钉墙主要内容：施工要点、质量控制、验收要求等。（1）土钉可以用变形钢筋、钢管、角钢、木杆等材料，但不宜用钢绞线制作。（2）根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99)规定，上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的70%后，方可开挖下层土方及进行下层土钉施工。（3）挂网喷浆应用混凝土护面。5.3

预应力锚杆主要内容：施工要点、质量控制、验收要求等。详见锚杆质量控制专题。5.4

深层搅拌桩及高压旋喷桩止水帷幕主要内容：施工要点、质量控制、验收要求等。

/

6.1

监测（1）从大量的基坑工程事故分析中可得出这样的结论：任何一起基坑工程事故，无一例外的与监测不力、不准确、不及时有直接关系。（2）基坑工程监测是检验设计方案正确性的重要手段，又是及时指导正确施工、避免事故发生的必要措施。（3）基坑工程监测是指基坑在开挖过程中，用精密仪器、设备对支护结构、周边环境，例如岩体、建筑物、道路、地下设施等的位移、倾斜、沉降、应力、开裂、基底隆起、土层孔隙水压力以及地下水位的动态变化等进行综合监测。（4）监测系统设计的原则有可靠性原则、多层次监测原则、重点监测关键区的原则、经济合理的原则、方便实用的原则。（5）支护结构顶端水平位移的监测，是最为重要的一项监测内容。（6）基坑开挖前应进行支护结构完整性检测，并断定缺陷的位置。（7）距基坑顶部边缘两倍基坑开挖深度范围内的建筑物、道路地下管线、地下设施等应进行变形监测。（8）桩侧土压力测试，是支护结构设计中很重要的参数，在一级安全等级的基坑工程中，常常要求进行测试。（9）锚杆现场抗拔试验的目的是，以求得锚杆的允许拉力等。（10）对岩土体性状因受施工影响而引起变化的监测，其重点是在距土体中可能存在的滑裂面的位置。（11）地下水位的变化，对于基坑边坡和周边建筑物的变形会产生极为重要的影响。因此，对地下水位的升降动态监测是重要的监测内容之一。（12）用新的监测资料与原设计采用值进行对比，判断现有设计和施

/

工方案的合理性和必要性，并对原设计和施工方案进行必要的调整。6.2

变形监测（1）支护结构顶端最大水平位移允许值值如下表安全等级一级

坡率法、土钉墙

深层搅拌桩（0.0025h）

说明度（mm

）本表二级三级

(0.005h)(0.01h)

0.01h0.02h

不包括“特殊要求”允许值①基坑周围不同结构建筑物对基坑位移的要求可按

GB5007-2002

规范建筑物地基变形允许值的规定执行②基坑近围有重要建筑物应对边坡顶部的侧向位移与深基坑开挖深度之比控制值如下表：地面建筑物类型混合结构钢筋砼框架结构

控制值③基坑边坡顶部不同土质的地基侧向位移与基坑开挖深度之比控制值如下表：土质砂土

控制值

/

粘土软土

3‰—5‰（2）基坑近周有重要管线按下列要求进行控制。管线类型

注明煤气管道自来水管道

≯10≯30

≯2≯5

是否漏气是否漏水（1）从大量的基坑事故实例分析可知造成事故的主要原因可归纳五个方面：建设