基坑支护工程常用方法介绍

目录一、基坑支护工程11.1简易支护11.1.1短柱横隔板支撑11.1.2临时挡土墙支撑21.1.3斜柱支撑21.1.4锚拉支撑31.2排桩支护31.3土钉墙支护41.4锚杆支护51.5挡土灌注桩与土层锚杆结合支护71.6地下连续墙支护71.7桩墙＋内撑支护81.8水泥土墙结构支护91.9钢板桩支护101.9.1无锚板桩101.9.2有锚板桩10一、基坑支护工程为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡加固与保护措施。下是常用的基坑支护措施的简单介绍1.1简易支护放坡开挖的基坑，当部份地段放坡宽度不够时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑等简易支护方法进行基础施工1.1.1短柱横隔板支撑图3.1短柱横隔板支撑示意图适用性：仅适用于部分地段放坡不够、宽度较大、对邻近建筑物没有特殊要求的基坑使用。1.1.2临时挡土墙支撑图3.2临时挡土墙支撑示意图适用性：仅适用于部分地段下部放坡不够、宽度较大，对邻近建筑物没有特殊要求的基坑使用1.1.3斜柱支撑图3.3斜柱支撑示意图先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑使用。1.1.4锚拉支撑图3.4锚拉支撑示意图先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大、不能安设横(斜)撑的大型基坑使用。1.2排桩支护图3.5排桩支护现场图片开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式。施工方便、安全度好、费用低。排桩结构：可根据工程情况为悬臂式支护结构、拉锚式支护结构、内撑式支护结构和锚杆式支护结构。成桩方式：排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等。适用性：（1）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;（2）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。(3)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。1.3土钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙,以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。图3.6土钉墙支护示意图土钉成孔注浆挂钢筋网喷射第一层砼面板下一层开挖与其他支护类型相比，土钉墙具有以下一些特点：（1)土钉墙支护技术是通过原位土体加固、充分利用原位土体的自稳能力，因而能大幅度降低支护造价，一般比桩墙支护结构节约很多费用，具有显著的经济效益。(2)施工方法和设备简单，土钉的制作与成孔不需复杂的技术和大型机具，土钉施工的作业对场地占用少。(3)因施工工艺简单，施工与基坑土方工程同步进行，交叉作业。根据土钉设置的层数，挖一层土，施工一层土钉，施工工期一般较短。适用性：（1)土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结砂土的基坑和边坡，当土钉墙与水泥土桩截水帷幕组合时，也可用于存在地下水的条件。（2)土钉墙一般宜用于深度不大于6m的基坑，当土钉墙与水泥土桩、微型桩、组合使用时，深度可适当增加。（3)土钉墙不能用于淤泥、淤泥质土等无法提供足够锚固力的饱和软弱土层。（4）当基坑旁边有地下管线或建筑物基础时，阻碍土钉成孔，或遇密实卵石层无法成孔，不能采用土钉墙。（5)不宜用于含水丰富的粉细砂层容易造成塌孔的情况。（6)不宜用于邻近有对沉降变形敏感的建筑物的情况，以免造成周边建筑物的损坏。1.4锚杆支护在未开挖的土层立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，灌入水泥砂浆与土层结合成抗拉力强的锚杆，锚杆一端固定在坑壁结构上，另一端锚固在土层中，将立壁土体侧压力传至深部的稳定土层。图3.7锚杆支护示意图适用性：(1)适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用。（2）可用于不同深度的基坑，支护体系不占用基坑范围内空间，但锚杆需伸入邻地，有障碍时不能设置，也不宜锚入毗邻建筑物地基内；（3）锚杆的锚固段不应设在灵敏度高的淤泥层内,在软土中也要慎用；（4）在含承压水的粉土、粉细砂层中应采用跟管钻进施工锚杆或一次性锚杆。施工流程：图3.8施工流程图成孔制作锚杆锚索入孔注浆预应力张拉逐层向下施工1.5挡土灌注桩与土层锚杆结合支护桩顶不设锚桩、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度。图3.9锚杆支护适用性：适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,邻近建筑物不允许有下沉和水平位移时使用。1.6地下连续墙支护在地下挖出窄而深的基槽，并在其内浇注适当的材料而形成的一道具有防渗、挡土和承重功能的连续的地下墙体。图3.10施工流程导墙施工成槽机抓图起吊钢筋笼下钢筋笼连续砼浇灌锁口管起拔下一槽段施工适用性：由于受到施工机械的限制，地下连续墙的厚度具有固定的模数，不能像灌注桩一样根据桩径和刚度灵活调整。因此，地下连续墙只有在一定深度的基坑工程或其它特殊条件下才能显示出经济性和特有优势。一般适用于如下条件：（1）开挖深度超过10米的深基坑工程。（2）围护结构亦作为主体结构的一部分，且对防水、抗渗有较严格要求的工程。（3）采用逆作法施工，地上和地下同步施工时，一般采用地下连续墙作为围护墙。（4）邻近存在保护要求较高的建（构）筑物，对基坑本身的变形和防水要求较高的工程。（5）基坑内空间有限，地下室外墙与红线距离极近，采用其他围护形式无法满足留设施工操作要求的工程。（6）在超深基坑中，例如30m-50m的深基坑工程，采用其他围护体无法满足要求时，常采用地下连续墙作为围护结构。1.7桩墙＋内撑支护桩墙—内支撑支护结构由桩或地下连续墙和基坑内的支撑结构两部分组成受力体系。常用的支撑结构按材料类型可分为钢筋混凝土支撑、钢管支撑、型钢支撑、钢筋混凝土和钢的组合支撑等形式；按支撑受力特点和平面结构形式可划分为简单对撑、水平斜撑、竖向斜撑、水平桁架式对撑、水平框架式对撑、环形支撑等形式，一般对于平面尺寸较大、形状不规则的基坑常根据工程具体情况采用上述形式的组合形式。图3.11桩墙＋内撑支护适用性优点：从支护结构自身技术可行性角度来讲，桩墙—内支撑支护技术适用范围极广，用其他支护形式解决不了的问题，一般都能用桩墙—内支撑解决，也相对安全可靠。在无法采用锚杆的场合和锚杆承载力无法满足要求的软土地层也可采用内支撑解决。缺点：（1）由于支撑设在基坑内部，影响主体地下室施工，在地下室施工过程要逐层拆除，施工技术难度大；（2）一般支撑系统都要设置立柱，立柱要在基坑开挖前施工，并进入基坑面以下的持力土层，底板施工时立柱不能拆除，使底板在立柱处不能一次浇注混凝土，给后期防水处理造成一定困难和容易影响防水质量；（3）基坑土方和支撑施工交叉作业，支撑做好后，影响支撑下部的土方开挖，难以设置出土运输坡道，有时只能人工挖土和垂直运输，显著影响挖土效率；（4）当基坑面积较大时，一般支撑系统都较庞大，工程量大，造价也高，从经济上不具有优越性。但是当采用可重复使用的可拆装工具式支撑时，可解决此问题。工具式支撑一次性投资很高，目前在我国还不具备推广应用的客观条件。1.8水泥土墙结构支护水泥土重力式围护结构是利用水泥材料为固化剂，经过特殊的拌和机械(如深层搅拌机或高压旋喷机等)在地基上中就地将原状土和水泥(粉体、浆液)强制机械拌和或高压力切削拌和，经过土和水泥固化剂或掺和料产生一系列物理化学反应，形成具有一定强度、整体性的水稳性的加固土圆柱体。图3.12连拱式水泥土桩支护结构平面图图3.13水泥土墙结构支护适用性（1）基坑侧壁安全等级为二、三级；（2）水泥土墙适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高及强度低的黏土、粉质黏土、粉土。在这些土层中因锚杆或土钉的锚固力低，难以满足抗拔力要求或造价过高，可采用水泥土墙。对泥炭土及有机质土，因固结体强度低，应慎重采用。（3）因水泥土墙作为重力式结构，墙体一般较宽，必须具有较宽敞的周边施工场地。（4）对于软土地层的基坑支护，一般适用于深度不应大于6m的基坑。（5）因水泥土墙同时能起到截水作用，可用于地下水位以下的基坑支护。1.9钢板桩支护1.9.1无锚板桩从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。打法简便、快速，但单块打入易向一边倾斜，累计误差不易纠正,壁面平直度也较难控制。仅在桩长＜10m、工程要求不高时采用。又称单独打入法。1.9