地铁基坑开挖施工技术培训

基坑开挖施工技术培训地下水根据其埋藏条件和赋存形式可分为包气带水、潜水、承压水、空隙水、裂隙水、岩溶水。潜水和承压水是基坑开挖施工中降水的主要对象和危害源，饱和软土的空隙水也是基坑开挖降水对象之一。

降水井根据使用目的分成两类，一类是疏干井，其设置目的是疏干基坑内水体，将基坑水位控制在坑底以下0.5~1.0米，方便挖掘机和工人在坑内施工作业，有利于坑内土体的边坡稳定，防止坑内土体滑坡，另一类是减压井，其设置目的是降低承压含水层的承压水水头，防止基坑底部发生突涌，确保施工时基坑底板的稳定性，同时尽量减少由于降水引起的地表沉降。疏干井井底一般设置在基坑开挖面以下5米，减压井井底一般深入目标含水层3-5米。3.1、基坑降水、排水第三节基坑降水、排水与土方开挖基坑开挖过程中常见的不良水文地质现象及危害主要表现为流砂、管涌和突涌。减压井布置原则：根据水文资料、地下水渗流理论计算承压井理论影响半径，根据影响半径布置减压井位，使井位影响范围涵盖整个目标降水基坑。观测井布置原则：观测降水基坑周边水位变化，在此基础上，观测井宜设置在围护墙结构缺陷处。相关概念：含水层：能透过和给出相当水量的地层。隔水层：不能透过和给出水量，或透水和给水均微不足道的地层。透水层：能透水但给出水量微弱的地层。潜水：位于最上层具有自由水面的含水层中的水。没有或仅有局部隔水顶板，故不承压。它受大气降水补给并与地表水联系密切。承压水：指充满于上下2个隔水层之间的含水层中的水。疏干井：用于降低潜水水位的降水井管。减压井：用于降低承压含水层水头的降水井管。第三节基坑降水、排水与土方开挖3.1基坑降水、排水第三层承压水，该层不透水，为隔水层，埋藏较深，为隔水层，该层含水称为承压水。第一层微承压水，主要以粘土层或淤泥质粘土为隔水顶底板，但该层分布不完整，基本上可以通过潜水进行互换补给，可以概化为潜水层，同时该层也较小的补给了第二层承压水，也称为透水层。第二层微承压水，该层通过上层较小的补给，基本上具备隔断与之相邻的上下含水层，该层层称为隔水层，中间的水系所在层称为承压水。潜水（该层本身含水，并通过大气降水补给，并通过直接补给补给下层微承压水。天津地区施工所考虑水系示意图，只供参考，具体根据施工本身特点进行降水施工。第三节基坑降水、排水与土方开挖3.1基坑降水、排水流砂：指土的松散颗粒被地下水饱和后，由于水头差的存在，动水压力使松散颗粒产生悬浮流动。管涌：地基土在具有一定渗流速度的水流作用下，其细小颗粒被冲走，土中的空隙逐渐增大，慢慢形成一种能穿越地基的细管状渗流通道，从而掏空地基或坝体，使之变形失稳。突涌：当基坑下有承压含水层存在时，开挖基坑减少了含水层上覆不透水层的厚度，当它减小到一定程度时，与承压水的水头压力不能平衡时能顶裂或冲毁基坑底板造成突涌。3.1.1、降水井施工第三节基坑降水、排水与土方开挖3.1基坑降水、排水某工程井管以及钻机钻进图片某工程下放井管图片止水为了防止上部土层中的水沿砾料进入抽水井内，在降压井填砾顶部填5.00m厚的优质粘土球止水，由于优质粘土球为特制粘土球，有一定的自重，会迅速下沉至底部，另外粘土球在沉底后会发散膨胀，从而保证充填密实，从而保证了止水效果。其上再用粘土填实，一直填到地面。用粘土回填止水时，粘土的块度不大于100mm，以防止孔内架空回填不到位。

第三节基坑降水、排水与土方开挖3.1基坑降水、排水优化降水方案分仓隔断墙设置置示意图降水设备顶部降水设备底部降水设备侧面降水设备示意图图3.1.3、生产性降水试试验1、试验目的、目目标（1）通过抽水试验，，测定疏干井和和减压井实际涌涌水量，并合理理配置水泵型号号。（2）通过抽水试验，，监测基坑内外外水位的实际变变化。（3）根据抽水试验，，并依据不同挖挖土的工况条件件，细化承压水水抽水运行步骤骤，制定挖土工工况与承压水抽抽水运行方案。。（4）通过群井抽水水试验，检验基基坑周围排水系系统排水能力。。（5）通过减压井回回水试验，确定定基坑减压降水水最长断电时间间。（6）通过基坑抽水水试验，定性检检验地连墙是否否存在渗漏。（7）通过基坑抽水水试验，定性检检验各地层之间间是否存在越流流补给关系。2、试验原理简述述步骤（1）启动基坑内所所有疏干井，持持续抽水至单井井出水量相对稳稳定，继续抽水水3~5天。同步观测记记录单井出水量量、坑内减压井井水位变化、坑坑外观测井水位位变化。此步抽水试验目目的旨在通过降降水检验基坑开开挖面以上地连连墙是否存在渗渗漏，同时进一一步验证第一微微承压含水层和和第二微承压含含水层之间的水水力联系。第三节基坑降降水、排水与土土方开挖3.1基坑降水、排水水步骤（2）启动基坑内单单口减压井，持持续抽水至单井井出水量相对稳稳定后继续抽水水1天。同步观测坑坑内观测井和坑坑外观测井。试验目的：①检检验减压井单井井出水量和影响响半径；②检验验地连墙在抽水水井目标抽水层层位置是否存在在渗漏；③检墙墙抽水井目标抽抽水层是否与其其他含水层存在在跃层补给④确确定基坑启动减减压井后最长断断电时间。步骤（3）同时启动坑内内所有疏干井和和减压井，按照照基坑开挖至坑坑底所需最大单单井出水量进行行水泵配置。试验目的：①检检验基坑开挖降降水按最大负荷荷运行所需的最最大用电负荷；；②检验基坑按按照最大出水能能力进行降水，，周边排水设施施是否满足要求求。3.1.4、降水运行管理理1）、封井原则①减压井停止降降水水位恢复试试验，若三天内内水位上不到底底板下面1.0m，减压井内抽干干压浆封井。若若三天内水位恢恢复到底板底平平面，减压井预预留，与设计研研究封井措施和和时间。②减压井封闭前前应请设计单位位验算基础及结结构抗浮力，降降水结束前将向向设计、监理及及建设方递交封封井报告和申请请。③降水整体结束束由总包单位开开具停止降水的的通知书。第三节基坑降降水、排水与土土方开挖3.1基坑降水、排水水2）、封井范围基坑降水井有两两种类型：即减减压井和疏干井井。疏干井可随开挖挖进度和深度将将井管割除或拔拔除，在挖至坑坑底后，停止抽抽水，待一段时时间后疏干井水水位没有回复或或恢复相对较慢慢，此类井可以以在施做垫层时时一并灌注混凝凝土或粘土实施施封井。如果部部分疏干井在停停止抽水后水位位恢复相对较快快，可将此部分分疏干井预留，，待大底板施工工完成后参照减减压井方法封井井。疏干井原则则上是在基坑开开挖至坑底后便便实施时封井，，也可以按照1000m2预留一口疏干井井作为结构上的的卸压孔使用，，预留疏干井应应根据现场实际际情况，最后一一口疏干井封井井一般在底板浇浇筑完成，强度度达到85%即可实施封井，，疏干井封井无无需进行抗浮验验算。3.1.5、基坑排水注意意事项（1）集水明排可采采用排水沟和集集水井排水。（2）排水沟、集水水井截面根据排排水量确定，抽抽水设备可根据据排水量大小及及基坑深度确定定第三节基坑降降水、排水与土土方开挖3.1基坑降水水、排水水3.2、基坑土土方开挖挖3.2.1、基坑开开挖前的的准备工工作（1）深基坑坑开挖前前应完成成条件验验收工作作，并报报市安监监总队备备案，缴缴纳深基基坑风险险保证金金、文明明施工措措施费。。（2）完成基基坑施工工方案的的评审、、论证工工作。（3）开挖前前应对存存在质量量缺陷的的围护结结构进行行补强处处理。（4）探查基基坑内是是否存在在地质探探孔，对对存在的的地质探探孔进行行补强处处理。（5）基坑开开挖前应应根据支支护结构构特点并并结合周周边环境境、工程程地质、、水文地地质条件件等进行行风险因因素分析析，制定定相应的的应急预预案及应应对措施施，并按按应急预预案落实实材料、、机械、、设备等等物资并并进行应应急演练练和加强强巡视与与监测。。3.2.2、基坑开开挖的一一般规定定与注意意事项（1）按照““分层、、分段、、分块、、对称、、平衡、、限时””，“先先撑后挖挖”的方方法确定定开挖顺顺序。（2）施工道道路布置置、材料料堆放、、挖土顺顺序、挖挖土方法法等应减减少对周周边环境境、支护护结构、、工程桩桩的不利利影响。。（3）基坑开开挖应采采用全面面分层开开挖或台台阶式分分层开挖挖的方式式，分层层厚度不不应大于于4米，开挖挖过程中中的临时时边坡坡坡度不宜宜大于1:1.5。（4）每层开开挖前，，应进行行探挖。。对关键键工序的的工作时时间进行行严格控控制，以以保证土土体卸载载后无支支护暴露露时间不不大于12小时。（5）机械挖挖土时，，坑底以以上200mm至300mm范围内的的土方应应采用人人工修底底的方式式挖除，，放坡开开挖的基基坑边坡坡应采用用人工修修坡方式式挖除，，严禁超超挖。（6）临近基基坑边的的局部深深坑宜在在大面积积垫层完完成后开开挖。（7）机械挖挖土应避避免对工工程桩产产生不利利影响，，挖土机机械不得得直接在在工程桩桩顶部行行走，挖挖土机械械严禁碰碰撞工程程桩、围围护墙、、支撑、、立柱和和立柱桩桩、降水水井管、、监测设设施等，，其周边边200mm至300mm范围内的的土方应应采用人人工挖除除剔凿。。（8）工程桩桩应随土土方开挖挖分层凿凿除设计计标高以以上部分分；工程程桩顶处处理宜在在垫层浇浇筑完毕毕后进行行。（9）当基坑坑较大且且深浅不不同时，，应先进进行浅区区部分的的开挖，，待浅区区部分达达到稳定定安全部部位后再再进行深深区部分分开挖。。当两个个基坑相相邻时，，应先进进行深坑坑的挖槽槽作业，，待其达达到稳定定安全部部位后，，再进行行浅基坑坑的施工工。当基基坑两侧侧土压力力差较大大时，应应对土压压力较大大的一侧侧进行卸卸载。（10）基坑周周边禁止止长时间间存放渣渣土以及及其他载载重大的的物资设设备。3.2.3、基坑开开挖方式式（1）岛式土土方开挖挖。（2）盆式土土方开挖挖。（3）狭长型型基坑纵纵向分层层分段开开挖狭长型基基坑可采采用纵向向分层分分段开挖挖方式斜斜面应设设置多级级边坡，，分段长长度宜为为3米至8米，分层层厚度宜宜为3米至4米。纵向向斜面边边坡总坡坡度不应应大于1:3.0，各级边边坡坡度度不应大大于1:1.5，各级边边坡平台台宽度不不应小于于3.0米；多级级边坡超超过二级级应设置置加宽平平台，加加宽平台台宽度不不应小于于9.0米，加宽宽平台之之间的土土方边坡坡不应超超过二级级，纵向向斜面边边坡长时时间暴露露时宜采采取护坡坡措施。。每层每每段开挖挖和支撑撑形成的的时间应应符合设设计要求求。纵向斜面面分层分分段开挖挖至坑底底时，应应按照设设计要求求和基础础底板施施工缝设设置要求求及时进进行垫层层和基础础底板浇浇筑，基基础底板板分段浇浇筑的长长度不宜宜大于25米，基坑坑暴露长长度不宜宜大于50米。狭长形基基坑一般般采用放放坡开挖挖，可采采用一端端向另一一端开挖挖的方法法，也可可采用从从中间向向两端开开挖的方方法。第一道支支撑采用用钢筋混混凝土支支撑时，，钢筋混混凝土支支撑底以以上的土土方可采采用不分分段连续续开挖的的方法，，其余土土方可采采用纵向向斜面分分层分段段开挖的的方法。。若基坑较较深，底底部土方方可采用用小挖掘掘机配合合吊车或或天车的的方式出出土。3.2.4、支护结结构施工工1）混凝土土支撑施施工要求求2）混凝土土支撑施施工实例例混凝土垫垫层施工工图片3）混凝土土支撑底底层主筋筋施工混凝土支支撑主筋筋采用直直螺纹套套筒连接接4）混凝土土支撑部部分箍筋筋及侧面面主筋施施工箍筋及侧侧向主主筋施工工5）混凝土土支撑剩剩余箍筋筋施工箍筋施工工图片6）混凝土土支撑模模板施工工混凝土模模板采用用竹胶板板，模板板楞木采采用4道10*10cm的方木7）混凝土支支撑模板对对拉螺栓采采用直径为为16mm的对拉螺栓栓，支撑共共采用上下下两道对拉拉螺栓，步步距为50cm。注意：在在模板施工工完成后提提前预埋隔隔离管。对拉螺栓及及十字扣件件图片8）斜向支撑撑布置在两两道支撑之之间，采用用两道支撑撑顶底交叉叉支护，步步距为1m。斜撑支护施施工图片（1）钢支撑安安装前宜在在地面进行行预拼装。。并在拼装装前检查活活络头、支支撑配件完完好。（2）钢围檩与与围护墙体体之间的空空隙应采用用混凝土、、砂浆或钢钢垫板填充充密实。（3）采用无围围檩的钢支支撑系统时时，钢支撑撑与围护墙墙体的连接接应可靠牢牢固。（4）支撑安装装完毕后，，及时检查查各节点的的连接状况况，符合要要求后方可可施加预应应力。（5）预加轴力力应均匀、、对称、分分级施加。。预加轴力力一般为设设计轴力的的30%~80%，施工时按按照设计要要求进行。。（6）预加轴力力施加过程程中应检查查支撑连接接节点，必必要时对支支撑节点用用箍筋进行行加固，预预应力施加加完毕后应应在额定压压力稳定后后予以锁定定。（7）主撑端部部的八字撑撑应在主撑撑预应力施施加完毕后后安装。（8）钢支撑使使用过程中中应进行轴轴力监测，，因为温差差、自身变变形等原因因，钢支撑撑会有一部部分应力损损失，必要要时应复加加预加轴力力；为减小小热胀冷缩缩对支撑轴轴力的影响响，在支撑撑上苫盖密密布网，降降低白天支支撑的温度度。（9）对于一级级基坑应按按下列要求求复加支撑撑预压力：：在第一次加加预压力后后12h内观测预加加轴力损失失及墙体水水平位移，，并复加预预加轴力至至设计值。。钢支撑施工工要求某工程地连连墙围护结结构图片支撑为减小小温差应力力变化而进进行密目网网苫盖某工程33m宽基坑横向向联系梁及及抱箍图片片冠梁上第一一道支撑采采用挂铁支支吊，挂铁铁由20mm厚钢板加工工、制作而而成，成型型后与钢支支撑的活动动端、固定定端的支撑撑面板焊接接，双面焊焊缝长度不不小于10cm。挂铁制作时时先按交底底图纸尺寸寸进行下料料，同时根根据钢支撑撑的活动端端、固定端端的面板尺尺寸及冠梁梁顶面与中中心高度确确定挂铁焊焊接位置。。焊接时焊焊缝应饱满满平滑，表表面不得有有气孔、夹夹渣、弧坑坑裂纹、焊焊瘤等缺陷陷，焊缝高高度不小于于10mm。冠梁挂铁与与支撑位置置图片某工程钢支支撑牛腿实实景图斜撑支座合合的制作过过程图片钢斜撑实景景图吊车吊装钢支撑采用用两点吊装装，吊点一一般在离端端部0.2L～0.25左右，吊装装时注意平平衡、稳定定，不得过过快，以免免碰撞已架架设的钢支支撑造成钢钢支撑掉落落发生安全全事故。根根据现场施施工条件，，采用50t履带吊吊装装，吊装方方法分别见见图所示。。钢管支撑安安装方法示示意图⑥、楔紧锁锁定预加轴力完完成后，活活动端后部部滑移长槽槽与钢管端端面之间的的空隙采用用钢楔块垫垫塞紧密，，然后拆除除千斤顶。。钢楔锁定图图片3.2.6、常见问题题应急处置置1、地下连续续墙墙面及及接缝发生生渗漏处理理措施土方开挖后后基壁出现现渗水或漏漏水，如渗渗水量较小小，不影响响施工也不不影响周边边环境的情情况，可采采用坑底设设沟排水的的方法。对对渗水量较较大，但没没有泥沙带带出，造成成施工困难难，对周围围影响不大大的情况，，可采用引引流、修补补方法。具具体情况如如下：A.地下连续墙墙缝（洞））渗流处理理基坑开挖过过程中，如如地下连续续墙缝（洞洞）出现渗渗流现象，，不具有明明显水压力力，可以注注聚氨脂进进行封堵，，或对地下下连续墙面面进行剔凿凿清理，然然后用堵漏漏灵或快硬硬水泥封堵堵。B.地下连续墙墙缝（洞））轻微管涌涌处理基坑开挖过过程中，如如地下连续续墙缝（洞洞）出现轻轻微管涌，，具有较明明显的水压压力，可以以用以下图图示方法处处理：处理步骤（1）剔凿清理理漏水点（（满足设置置导流管和和粘连封堵堵材料即可可）。（2）插设导流流管。（3）涂抹封堵堵材料（堵堵漏灵、快快硬水泥））。（4）封堵导流流管。（5）在地下连连续墙外侧侧注浆处理理或在地下下连续墙内内侧漏水点点下方水平平注浆处理理。C.地下连续墙墙缝（洞））严重管涌涌处理基坑开挖过过程中，如如地下连续续墙缝（洞洞）出现严严重管涌，，具有明显显水压力。。这种情况况，用第二二种方法封封堵有难度度。处理步骤:（1）如地下连连续墙面有有较明显突突出不平现现象，简单单进行剔凿凿处理。（2）把预先加加工好的封封堵钢板贴贴置于地下下连续墙面面上，漏水水点与导流流钢管正对对，水流通通畅。（3）打入膨胀胀螺栓，使使封堵钢板板固定牢固固。地下连续墙墙缝（洞））严重管涌涌处理示意意图地下连续墙墙缝（洞））严重管涌涌处理现场场图开挖面阴角角部位管涌涌处理2、支护结构构变形处理理基坑开挖后后，支护结结构发生一一定的位移移是正常的的，但如果果位移过大大，或位移移发展过快快，则往往往会造成较较严重的后后果。如发发生这种情情况属于橙橙色预警情情况，应与与业主共同同邀请专家家，对险情情应对措施施展开研究究讨论。根根据经验一一般措施有有：第一，加快垫垫层施工、加加厚垫层厚度度，采取“随随挖随浇”的的方法，是最最经济的措施施之一，它对对于制止位移移发展也有一一定作用。为为尽早发挥垫垫层的“水平平支撑”作用用，应适当提提高混凝土的的强度等级，，掺入早强剂剂。垫层配筋筋应置于垫层层上表面，数数量酌情而定定。第二，进进行坑底加固固，如采用注注浆、高压喷喷射注浆等。。第三，基坑随随挖随浇，对对基坑挖土合合理分段，每每段土方开挖挖到底后及时时浇筑垫层4、基坑支撑失失稳应急措施施如发生这种情情况属于红色色预警情况，，应与业主共共同邀请专家家，对险情应应对措施展开开研究讨论。。根据经验一一般措施有：：A疏散险情现场场及周边建筑筑物内的人员员。B通知相关管线线单位进行管管线监护和处处置。C会同交警部门门对周边道路路进行交通疏疏解。D如果基坑未坍坍塌，在失稳稳的钢支撑旁旁加设钢支撑撑，并施加预预应力，同时时对周围支撑撑复查，查找找支撑失稳原原因，防止失失稳现象扩散散。E如果基坑已坍坍塌，立即对对基坑坍塌处处回填土方，，并清理基坑坑周边的超载载，如果围护护结构背后发发生土体流失失，要立即填填充砂或砼，，同时对周围围支撑复查，，防止失稳现现象扩散。3.2.7、减少周边沉沉降的控制方方法（1）加强围护结结构的施工质质量（2）优化降水设设计（3）遵循时空效效应，坚持先先撑后挖的原原则（4）加强周边环环境的监测施工监测一、监测的目目的及内容1、监测目的：：（1）、通过将监监测数据与预预测值作比较较，判断上一一步施工工艺艺和施工参数数是否符合或或达到预期要要求，同时实实现对下一步步的施工工艺艺和施工进度度控制，从而而切实实现信信息化施工；；（2）、通过监测及时时发现围护施工过过程中的环境变形形发展趋势，及时时反馈信息，达到到有效控制施工对对建(构)筑物、道路、管线线影响的目的；（3）、通过监测及时时调整支护系统的的受力均衡问题，，使得整个基坑开开挖过程能始终处处于安全、可控的的范畴内；（4）、通过监测及早早发现基坑周边地地下水位变化问题题，并进行及时、、有效的降排准备备工