基础工程之基坑工程概述培训讲义

基础工程基坑工程5.1基坑工程概述（1）基本概念

建筑基坑

指为进行建（构）筑物基础与地下室施工所开挖的地面以下空间

基坑工程

指对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作北京第5广场上海浦东绿洲中环中心（2）基坑工程特点一般为临时性结构，安全储备相对较小，风险性较大具有很强的区域性、个案性、综合性具有较强的时空效应对周边环境影响较大杭州地铁事故（3）设计施工要求

满足支护结构本身强度、变形等安全要求的同时，确保周围环境的安全保证安全可靠的前提下，具有较好的技术经济效益和环境效应为施工提供最大限度的方便（如提供足够的施工空间、地下水位以上施工），并保证施工安全

1994.9,上海黄浦区某大厦基坑支护支撑破坏，地下连续墙倒塌。角撑局部屈压重力水泥土墙支挡式结构5.2常用形式及适用条件放坡及简易支护土钉墙其它方式5.2常用形式及适用用条件1.放坡开挖及及简易支护护适合：土质好、开开挖深度不不大、有足足够放坡场场所图5.1基坑简易支护(a)土袋或块石石堆砌支护护；(b)短桩支护2.支挡式结构构以挡土构件件和锚杆或或支撑为主主的，或仅仅以挡土构构件为主的的支护结构构。锚拉式结构构支撑式结构构悬臂式结构构双排桩支护结构与与主体结构构结合的逆逆作法2.支挡式结构构支挡式结构构由围护桩墙和和支锚结构构组成。其其材料一般般为型钢或或钢筋混凝凝土，能承承受较大的的内力。属属柔性支挡挡结构。主要介绍3种：（1）悬臂式结构构：不设置内支撑撑或土层锚锚杆等，基基坑内施工工方便。由由于墙身刚刚度小，所所以内力和和变形均较较大，当环环境要求较较高时，不不宜用于开开挖较深基基坑（在软软土场地中中不宜大于于5m）。（2）支撑式结结构：设置单层或多层层内支撑可可有效地减减少围护墙墙体的内力力和变形。。通过设置置多道支撑撑可用于开开挖很深的的基坑，但但设置的内内支撑对土土方的开挖挖以及地下下结构的施施工带来较较大不便。。内支撑可可以是水平平的，也可可以是倾斜斜的。（3）锚拉式结结构：通过锚固于稳定定土层内的的单层或多多层土层锚锚杆来减少少围护墙体体的内力与与变形。设设置多层锚锚杆，可用用于开挖深深度较大基基坑。2.支挡式结构构特点：钢板桩系工工厂成品、、强度、品品质、接缝缝精度等质质量保证、、可靠性好好具有耐久性性，可回拔拔修正再行行使用与多道钢支支撑结合，，适合软土土地区的较较深基坑施工方便、、工期短施工中须注注意接头防防水，以防防止桩缝水水土流失所所引起的地地层塌陷及及失稳问题题钢板桩刚度度比排桩和和地下连续续墙小，开开挖后挠度度变形较小小打拔桩振动动噪声大、、容易引起起土体移动动，导致周周围地基较较大沉陷（1）钢板桩（3）Z形钢板（4）钢管（1）U形钢板（2）H形钢板支护墙体类型特点：1.噪声和振动动小，刚度度较大，就地浇浇制施工，，对周围环环境影响小适合软软弱地层使使用。2.接头防水性性差，要根根据地质条件从注浆浆、搅拌桩桩、旋喷桩桩等方法中选用适适当方法解解决防水问问题。3.在砂砾层中中施工易塌塌孔。4.整体刚度较较差，不适适合兼作主体结构。。5.桩的质量取取决于施工工工艺及技术水平。。6.施工时需作作排污处理理。（1）一字形布置（2）错缝布置（3）咬合布置（2）钻孔灌注桩桩钻孔灌注排排桩特点：1.施工低噪声声，对周围围环境影响小,结构止水性性好，结构构强度可靠，，适合于各各种土层，，配以多道支支撑，可适适用于深基基坑。2.此施工方法法在一定条条件下可取代作作为围护的的地下连续续墙。（3）组合设置（1）全孔设置（2）隔孔设置（3）SMW支护结构型钢水泥土土搅拌墙采用水泥土搅拌拌桩作为支护结结构兼止水水，插入的的H型钢能增加加桩的抗弯弯承载力，，插入水泥泥土的H型钢周边涂涂减摩剂，，可抽拔出出重复使用用。插入水泥土土的H型钢4.施工的基坑坑范围可达达基地红线线，提高基基地建筑物物的使用面面积，若建建筑物工期期紧、施工工场地小，，可将地下下墙作主体体结构，并并可采用逆逆筑法、半半逆筑法施施工。5.泥浆处理、、水下钢筋筋混凝土浇浇筑的施工工工艺较复复杂、造价价较高。6.为保证地下下连续墙质质量，要求求较高的施施工技术和和管理水平平。特点：1.施工噪声低低，振动小小，就地浇浇制、墙接接头止水效效果较好、、整体刚度度大，对周周围环境影影响小；2.适合于软弱弱地层和建建筑设施密密集城市市市区的深基基坑；3.墙接头构造造有刚性和和柔性两种种类型，并并有多种形形式。高质质量的刚性性接头的地地下连续墙墙可作永久久性结构；；还可施工工成T型、∏型等等，以增加加抗弯刚度度作自立式式结构；（1）先行幅（2）后继幅（3）填仓幅（4）地下连续墙墙地下连续墙墙支撑体系深基坑工程程的支撑体体系是用来来支挡围护护墙体，承承受墙背侧侧土层及地地面超载在在围护墙上上的侧压力力。支撑体体系是由支支撑、围檩檩、立柱三三部分组成成，围檩和和立柱是根根据基坑具具体规模、、变形要求求的不同而而不同的。。（a）支撑（b）斜支撑（（c）桁架（d）圆撑（（e）斜撑（（f）锚固钢筋砼内撑支护护技术南京的振兴大厦厦钢管内撑支护护技术(1)悬臂桩墙式挡土土结构图5.2悬臂式支护结构结构特征：无支撑的的悬臂围护结构支撑材料：钢筋筋混凝土排桩、、钢板桩、木板板桩、钢筋混凝凝土板桩、地下下连续墙等；受力特征：利用用支撑入土的嵌嵌固作用及结构构的自身的抗弯弯刚度挡土及控控制变形；适用条件：土质质较好，开挖深深度较小的基坑坑。图5.4内支撑支护结构结构特征：由挡土结结构与支撑结构构两部分组成；；支撑材料：挡土土材料有钢筋混混凝土桩、地下下连续墙、钢板板桩等，支撑材材料有钢筋混凝凝土梁、钢管、、型钢等；受力特征：水平平支撑、斜支撑撑，单层支撑、、多层支撑；适用条件：各种种土层和基坑深深度。(2)内支撑桩墙式挡挡土结构：地铁站土方开挖的深基基坑支护：钻孔孔灌注桩＋钢管管内撑支护方案案。钢筋混凝土压顶顶梁第一道钢管内撑撑钻孔灌注桩排桩桩粉沙土型钢腰梁混合使用的内支支撑高层建筑的深基坑支护：：采用钻孔灌注注桩＋内撑支护护方案。钻孔灌注桩支护护基坑第一道钢筋筋混凝土梁内撑撑第二道钢内撑支撑交叉点设置置立柱。立柱下端插入入工程桩最少2m，否则设专专用灌注桩立柱柱基础上海淮海中路处处的香港广场地地下连续墙加钢钢内撑浦东开发区世界界广场地下连续续墙加钢内撑基坑支护技术了了解(3)土层锚杆桩墙式式挡土结构：图5.5(a)地面拉锚(b)土层拉锚结构特征：由挡土结结构与锚固系统统两部分组成；；支撑材料：挡土材料有钢钢筋混凝土桩、、地下连续墙、、钢板桩等受力特征：由挡挡土结构与锚固固系统共同承担担土压力；适用条件：砂土土或粘性土地基基。土层锚杆构造图

1－挡墙；2－承托支架；3－横梁；4－台座；5－承压垫板；6－锚具；7－钢拉杆；8－水泥浆或砂浆锚固体；9－非锚固段；10－滑动面；D－锚固体直径：d－拉杆直径

910合肥国金大厦（（桩-锚）3.重力式水泥土墙墙水泥土墙：利用水泥材料为为固化剂，采用用特殊的拌合机机械（深层搅拌拌机或高压喷射射）在地基土中中就地将原状土土和固化剂强制制拌合，经过一一系列的物理化化学反应，形成成具有一定强度度、整体性和水水稳定性的加固固土圆柱体（水水泥土桩），由由这些水泥土桩桩两两相互搭接接而形成的连续续壁状的加固体体。水泥土桩深层搅拌桩高压喷射旋喷桩桩特点：用深层搅拌机在在地基深部将水水泥和土体强制制拌和而成；适合：软土区的浅基坑坑(H≤6.0m)3.重力式水泥土墙墙壁状格栅状深层单轴搅拌机机搅拌叶片特点由被加固的原位位土体、土钉和和砼面板组成；；适合地下水位以上的的粘性土、砂土土和碎石土等，，不适合于淤泥泥或淤泥质土图5.6土钉支护结构示意意图4、土钉墙支护结结构各类支护形式适适用条件（2012版基坑规程）安全等级

破坏后果γ0一级支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.905.3围护结构侧压力力计算1.基坑侧壁安全等级在考虑地下水对对土压力的影响响时，是采用水水土压力分算，，还是水土压力力合算较符合实实际情况，在学学术界认识还不不一致。《建筑基坑支护技技术规程