基坑工程土方工程土木工程施工

§1.3基坑工程1.3.1土方边坡1.3.2基坑支护1.3.3降水1.3.4基坑开挖1整理课件基坑工程的内容支护结构的选型地下水控制基坑及其周围地层的土体加固基坑内土方开挖工程监测及信息化施工对邻近建筑物及地下设施的保护2整理课件〔1〕无支护开挖方法〔2〕有支护开挖方式挡土墙止水帷幕支撑连系梁〔圈梁〕围檩3整理课件1.3.1无支护土方边坡土方边坡的形式直线边坡〔直立边坡和斜线边坡〕折线边坡分级放坡〔直立台阶和斜台阶〕HB边坡坡度(坡比)

=tgα=H/B=1:(B/H)=1:m

1：m

m――坡度系数；

α――边坡坡度。4整理课件(一)边坡稳定条件与因素

1、边坡稳定的条件1：m下滑力增大土体抗剪强度降低

土体的下滑使土体中产生剪应力。5整理课件(一)边坡稳定条件与因素

1、边坡稳定的条件〔1〕引起下滑力增加的因素主要有：坡顶上堆物、行车等荷载；雨水或地面水渗入土中使土的含水量提高而使土的自重增加；地下水渗流产生一定的动水压力；土体竖向裂缝中的积水产生侧向静水压力等。〔2〕引起土体抗剪强度降低的因素主要是：气候的影响使土质松软；土体内含水量增加而产生润滑作用；饱和的细砂、粉砂受振动而液化等。6整理课件2、造成土壁塌方的主要原因有：

(1)边坡过陡，使土体本身稳定性不够，尤其是在土质差、开挖深度大的坑槽中，常引起塌方。(2)雨水、地下水渗入基坑，使土体重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。(3)基坑(槽)边缘附近大量堆土，或停放机具、材料，或由于动荷载的作用，使土体产生的剪应力超过土体的抗剪强度。7整理课件直壁(不加支撑)的允许深度：密实、中密的砂土和砂填碎石土：1.00m；硬塑、可塑的轻亚粘土及亚粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和粘填碎石土：1.50m；坚硬的粘土：2m。8整理课件深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度土的类别边坡坡度（高:宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类粘土1:0.501:0.671:0.75缓陡9整理课件边坡护面措施：覆盖法挂网法挂网抹面法土袋、砌砖压坡法喷混凝土法10整理课件

边坡护面措施：

覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法

11整理课件支护结构当地质条件和周围环境不允许放坡而基坑又必须进行支护时，使用如下特殊支护结构：

1.横撑式支撑

2.板桩式支护结构3.重力式支护结构

4.地下连续墙支护结构

5.土钉墙支护结构12整理课件1.横撑式支撑〔基槽、管沟〕水平式支撑〔图a〕：断续或连续的挡土板水平放置。断续式水平挡土板支撑，适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土，深度在3m以内。连续式水平挡土板支撑，适于较潮湿的或散粒的土，深度在5m以内。垂直式支撑〔图b〕：断续或连续的挡土板垂直放置。适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少，深度不限。13整理课件自由支承单支点板桩：板桩入土深度较浅，整个板桩都向坑内变形，板桩底部发生转动并有微小位移，或者板桩底部在原处发生转动而无位移，该两种板桩底端的支承相当于简支。

嵌固支承单支点板桩：板桩入土达一定深度时，板桩底部有一段无位移也无转角，板桩在土中处于嵌固状态。2.板桩式支护结构〔基坑支护〕14整理课件2.板桩式支护结构〔基坑支护〕15整理课件2.板桩式支护结构〔基坑支护〕16整理课件2.板桩式支护结构〔基坑支护〕17整理课件18整理课件水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，锚桩必须设在土的破坏范围以外，在挡土板内侧回填土。适用于开挖面积较大、深度不大的基坑或使用机械挖土。

拉锚式板桩支撑结构1—桩2—挡板3—锚桩或锚锭4—锚杆或锚索5—回填土6—围檩H—基坑深度Φ—土的内摩擦角2.板桩式支护结构〔基坑支护〕19整理课件斜撑板桩支撑结构1—挡土板2—柱桩3—锚撑桩4—斜撑5—回填土20整理课件钢板桩21整理课件22整理课件23整理课件24整理课件钢板桩施工25整理课件〔1〕重力式水泥土〔搅拌桩〕挡墙

挡土墙止水帷幕软弱土层加固不设置支撑或拉锚用途：3.重力式支护结构〔基坑支护〕26整理课件深层搅拌桩机的组成由深层搅拌机〔主机〕、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等配套机械组成。图深层搅拌桩机机组

1—主机；2—机架；3—灰浆拌制机；4—集料斗；5—灰浆泵；6—贮水池；

7—冷却水泵；8—道轨；9—导向管；10—电缆；11—输浆管；12—水管27整理课件28整理课件1、搅拌下沉〔定位〕；

2、喷浆、搅拌提升；

3、搅拌下沉〔第一次搅拌〕；

4、搅拌提升〔第二次搅拌〕。

注意：喷浆总是在提升时进行。29整理课件搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌〞或“二次喷浆、三次搅拌〞工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。水泥掺量较小，土质较松时，可用前者，反之可用后者。当采用“二次喷浆、三次搅拌〞工艺时可在图示步骤e〕作业时也进行注浆，以后再重复d〕与e)的过程。a)

定位；b)预埋下沉；c)提升喷浆搅拌；d)重复下沉搅拌；e)重复提升搅拌；f)成桩结束图“一次喷浆、二次搅拌〞施工流程30整理课件31整理课件水泥土挡墙的一般构造图

1—搅拌桩；2—插筋；3—面板；4—H型钢

〔a〕水泥土挡墙剖面；〔b〕连续式劲性水泥土挡墙面板；〔c〕格栅式平面布置32整理课件靠自重与刚度挡土，适用4~6m的基坑，最大可达7~8m；截面布置多采用连续式和格栅式；采用格栅形式时，水泥土置换率〔水泥土面积与格栅总面积之比〕为0.6~0.8;水泥土桩搭接宽度，考虑截水作用时不宜小于150mm；为提高水泥挡土墙的刚度和抗弯能力，可在顶部插入钢筋，也可插入H型钢；软土区，基坑开挖深度h≤5m，墙体宽度可经验取值〔0.6~0.8〕h，嵌入基底深度〔0.8~1.2〕h。适用情况33整理课件〔2〕灌注桩挡墙造价高一般无挡水功能挡土能力强，适用广特点：34整理课件35整理课件36整理课件挡土灌注桩支护形式

1—挡土灌注桩；2—连系梁〔圈梁〕；3—前排桩；4—后排桩

〔a〕间隔式；〔b〕双排式；〔c〕连续式37整理课件38整理课件工艺过程：作导槽钻槽孔放钢筋笼灌注水下砼基坑开挖与支撑4.地下连续墙支护结构〔基坑支护〕39整理课件40整理课件5.土钉墙和喷锚支护结构〔基坑支护〕阻水施工方便、快捷节省材料，本钱低可分层施工位移小，对临近建筑影响小特点：41整理课件修整坡面→喷射砼厚度标志安装→喷射第一层砼→钻孔→插土钉钢筋→注浆→安设连接件→绑扎钢筋网→喷射第二层砼→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。土质较好时，修整坡面→绑扎钢筋网→钻孔→插土钉钢筋→注浆→安设连接件及喷射砼厚度标志→喷射砼→设置坡顶、坡面和坡脚的排水系统。土钉墙施工顺序：地下水位以上的淤泥、淤泥质土、杂填土、黏土、粉质粘土、粉土、非松散砂土等土质；基坑开挖深度在15m以内。适用情况：42整理课件43整理课件44整理课件45整理课件46整理课件喷锚支护的施工顺序及方法与土钉墙根本相同。区别：各开挖层喷射砼须经养护，对锚杆进行预应力张拉，锚定后再开挖下层。一般自由端应深入土体破裂面1m以上，拉杆自由端应套塑料管，以防注浆材料对其产生约束。47整理课件喷锚网支护

1—喷射砼面层；2—钢筋网层；3—锚杆头；4—锚杆〔土钉〕；5—加强筋；6—锁定筋〔两根〕与锚杆双面焊接

〔a〕喷锚支护结构；〔b〕土钉墙与喷锚网复合支护结构；〔c〕锚杆头与钢筋网和加强筋的链接48整理课件土质不均匀、稳定土层，稳定土层，地下水位较低，埋置较好；基坑开挖深度在18m以内；对硬塑土层可适当放宽；对风化泥岩、页岩开挖深度可不受限制；不适于流砂土层和淤泥质土层。适用情况：49整理课件〔1〕内支撑内支撑钢结构支撑：钢管〔ф609〕、型钢〔H型钢〕钢筋混凝土支撑内支撑围檩1.3.2.2支撑挡墙连系梁〔圈梁〕50整理课件51整理课件52整理课件外拉锚围檩外拉锚挡墙顶部拉锚

土锚杆拉锚〔2〕外拉锚53整理课件支架台座垫板锚具拉杆横梁套管拉杆锚固体挡墙54整理课件55整理课件大连远洋大厦挡土支护结构构造56整理课件北京泛利大厦挡土支护结构构造57整理课件基坑土方开挖1.掌握基坑土方开挖的根本原那么；

2.熟悉不同基坑开挖方法；

3.掌握各种开挖方法的施工流程。58整理课件基坑开挖方法基坑工程开挖常用的方法：直接分层开挖、有内支撑分层开挖、盆式开挖、岛式开挖及逆作法开挖等，工程中可根据具体条件选用。土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致。基坑(槽)土方开挖时应对支护结构、周围环境进行观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常前方可继续施工。59整理课件开挖根本原那么在无内支撑的基坑中，土方开挖中应遵循“土方分层开挖、垫层随挖随浇〞的原那么；在有支撑的基坑中，应遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖〞的原那么，垫层也应随挖随浇。60整理课件包括：放坡开挖无内支撑的基坑开挖直接分层开挖61整理课件放坡开挖场地允许邻近无重要建筑物和管线基坑边土体位移限制不大土质为一般粘性土或粉土以及碎石土、风化岩石等良好土质开挖深度超过4~5米时，宜采用分级放坡地下水位降至坑底1：m62整理课件放坡开挖挖土机械工作没有障碍，成效高；开挖后主体结构施工作业空间大，施工工期短；无需支护，造价低。优点：挖土方量大，假设无堆土区还需外运处理；放坡范围必须回填并压实，否那么引起沉降；占用施工场地大，城市工程难以实现。缺点：63整理课件悬臂式〔a〕拉锚式〔图b、c〕重力式〔图d〕土钉墙〔图e〕无内支撑的基坑开挖64整理课件可垂直向下开挖，不需在基坑边留出很大的场地，便于在基坑边较狭小、土质又较差的条件下施工。同时，在地下结构完成后，其坑边回填土方工作量小。无内支撑的基坑开挖优点：65整理课件在基坑较深、土质较差的情况下，一般支护结构需在基坑内设置支撑。有内支撑支护的基坑土方开挖比较困难，其土方分层开挖主要考虑与支撑施工相协调。a)

浅层挖土、设置第一层支撑；b)第二层挖土；c)设置第二层支撑；d)开挖第三层土有内支撑的基坑开挖66整理课件基坑面积大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。

盆式开挖适用：中心开挖。中心地下结构施工。边缘土方开挖及支撑设置〔遵循“随挖随撑，先撑后挖〞的原那么〕。边缘地下结构施工开挖过程：67整理课件盆式开挖68整理课件1、支撑用量小、费用低；2、盆式部位土方开挖方便〔基坑面积大时尤显优越性〕。在大面积基坑施工中非常适用。优点：对地下结构需设置后浇带，或在施工中留设施工缝，将地下结构分两阶段施工，对结构整体性及防水性亦有一定的影响。缺点：盆式开挖69整理课件当基坑面积较大，而且地下室底板设计有后浇带或可以留设施工缝时，可采用岛式开挖的方法，类似于盆式开挖。先挖边缘土方，将基坑中央的土方暂时留置，该土方具有反压作用，可有效地防止坑底土的隆起，有利支护结构的稳定。岛式开挖70整理课件岛式开挖71整理课件将多层地下结构由上至下逐层进行施工的一种方法，通常将作为基坑支护结构的地下连续墙