基坑支护系统施工过程ppt课件.ppt

任务二：基坑支护系统施工,一、土壁支护,开挖基坑（槽）时，如地质条件及周围条件允许，可放坡开挖，但在建筑密集地区施工，有时不允许按要求放坡开挖，或者有防止地下水渗入基坑要求时，就需要用支护结构支撑土壁，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻已有建筑物的不利影响。,土壁支撑的形式,土壁支撑根据槽（槽）及其深度和平面宽度大小可采用不同的形式。在开挖较窄的沟槽时，多用木挡板横撑式土壁支撑。横撑式土壁支撑根据挡土板设置的不同，分为水平挡土板式(图115a)和垂直挡土板式(图1 15b),二、基坑支护结构,支护结构的作用是在基坑挖土期间既挡土又挡水，以保证基坑开挖和基础施工能安全、顺利地进行，避免对周围的建筑物、道路和地下管线等产生危害。,1. 支护结构的种类划分,支护结构包括挡墙与支撑（拉锚）两部分，（1）按受力不同可分： 重力式支护结构 悬臂式支护结构 非重力式支护结构 内撑式支护结构 (按支护结构支撑系统分) 坑外锚拉式支护结构 边坡稳定式支护,（2）按挡墙所选用的材料不同，支护结构分为：,钢板桩 钢筋混凝土桩 地下连续墙 深层搅拌水泥土桩、旋喷桩等排桩挡墙 （重力式） 土钉墙挡土墙（边坡稳定式支护法）,2. 重力式支护墙类型,（1）深层搅拌水泥土桩挡墙（2）旋喷桩挡墙,深层搅拌水泥土桩挡墙（见图1-4）属重力式挡墙，深度大时可在水泥土中插入加筋杆件（SMW工法），形成加筋水泥土挡墙，必要时还可辅以内支撑等。此种支护结构特别适用于软土地区。,图1-4水泥搅拌桩挡墙,返回,3. 非重力式支护墙类型,（1）H型钢支柱挡板支护挡墙（2）钢板桩 常用的钢板桩有简易的槽钢钢板桩 和热轧锁口钢板桩。（3）钢筋混凝土桩排桩挡墙（4）地下连续墙,前进,钢板桩挡墙,返回,钢板桩（槽钢）挡墙,返回,钢筋混凝土桩排桩挡墙,目前支护结构中常用到钢筋混凝土钻孔灌注桩(图117)、沉管灌注桩。由于在桩顶部设钢筋混凝土圈梁以增强整体性，所以这种桩型刚度较大，抗弯能力强，变形相对较小，有利于保护周围环境，而且价格较低，经济效益较好。但其施工工艺问题尚未完全解决，因此这种桩难以做到桩间相切，桩之间留有100150 mm的间隙，挡水能力较差，需另做防水帷幕。目前常在桩背面相隔100 mm左右处施工两排深层搅拌水泥土桩，或桩间施工树根桩、注浆止水。,钢筋混凝土挡墙,钢筋混凝土挡墙桩,钢筋混凝土挡墙桩,地下连续墙,地下连续墙已成为深基坑的主要支护结构挡墙之一。国内大城市深基坑工程利用此支护结构较多，常用厚度为6001000 mm，目前也可施工厚450 mm的地下连续墙。尤其是地下水位高的软土地区，当基坑深度大且邻近的建（构）筑物、道路和地下管线相距很近时，它往往是首先考虑的支护方案。,挖地下连续墙机械,地下连续墙钢筋笼,地下连续墙内基坑土方开挖,地下连续墙内基坑土方开挖,地下连续墙内支撑体系围檩,地下连续墙内支撑体系水平支撑,地下连续墙内支撑体系全貌,基坑内做水平支撑,地下连续墙与“逆筑法”结合应用，可省去挖土后地下连续墙的内部支撑，还能使上部结构及早投入施工或使道路等及早恢复使用，对深度大、地下结构层数多的深基础的施工十分有利。我国己有不少“逆筑法”施工成功的先例。地下连续墙如单纯用作支护结构，费用较高，若施工后成为地下结构的组成部分（即两墙合一）则较为理想。,返回,4. 支撑系统类型,支撑系统类型,基坑外拉锚,基坑内支撑,钢结构支撑,钢筋混凝土结构支撑,圆钢管,H型钢,顶部拉锚（常用于不太深的基坑）,土层锚杆拉锚（常用于不太深的基坑）,前进,钢结构支撑,基坑内支撑钢管支撑,钢管支撑,钢结构支撑,琵琶撑,增强稳定的竖向支撑,钢结构支撑,水平支撑交接处处理,钢结构支撑,钢管焊缝处的加强处理,钢结构支撑,返回,基坑内支撑混凝土结构支撑,钢筋混凝土结构支撑,钢筋混凝土支撑,直角支撑加强,钢筋混凝土结构支撑,第二道支撑,第一道支撑,正在施工中的第三道支撑,钢立柱,钢筋混凝土结构支撑,钢筋混凝土结构支撑,返回,钢立柱与钢筋砼支撑连接处理,基坑外拉锚,顶部拉锚,土层锚杆拉锚,顶部拉锚图,土层拉锚图,返回,5. 支护结构破坏形式,支护结构破坏包括强度破坏和稳定性破坏，不同类型的支护结构，其破坏形式也不同。,浙江省建发房地产公司翔金苑钢板桩钢管内支撑坑中坑支护设计施工图（钢板桩支护+钢管支撑）,第一道内支撑平面布置图,局部放大图,第二道内支撑平面布置图,设计说明,一、设计依据1. 浙江嘉华建筑设计研究院有限公司设计的浙江省建发房地产公司翔金苑总平面图及地下室结构图：2. 浙江大地岩土勘察公司勘测的乐清市柳市镇翔金苑场址岩土工程勘察报告；（工程编号：2000-103）3. 中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99），基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数ro=1.00；,4. 中华人民共和国国家标准建筑地基基础设计规范（GB50007-2000）；5. 中华人民共和国国家标准建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）；6. 中华人民共和国国家标准建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）；7. 浙江省标准建筑地基基础设计规范（DB33/1001-2003）；8. 浙江省标准建筑基坑工程技术规范（DB33/T1008-2000）；,9. 计算软件采用北京理正软件设计研究所“理正深基坑支护结构设计软件（F-SPW5.30）”，局部作了修正、补充；10. 场址现周边环境由乐清市柳市镇翔金洋村委会、浙江省建发房地产公司提供；11. 坑边荷载按基坑边沿地面6m范围内允许堆载15KN/，严禁超载。12. 现行建筑施工规范、规程及市有关部门文件。,二、工程概况 本工程位于乐清市柳市镇金洋村，翔来路东侧，翔金路、大兴路，柳翁路两侧。主楼一般为56层，砖混结构，仅场区南东角一幢为11层，框架结构；地下室1层。总建筑面积为 ，其中地下室面积为 。 建筑物室内设计相对标高0.000相当于黄海高程系绝对标高4.800m，自然地坪标高为-4.500m，相差0.30m。底板结构面标高为-4.150，底板厚为0.450m，采用地梁带承台片伐底板基础,底板、承台、地梁底为100厚C20素砼找平，其下150片石灌砂夯实垫层。桩基工程采用桩径为机械钻孔灌注桩。,基坑挖土深度表,三、场地工程地质条件 场地地形相对平坦，勘察时为荒地，部分地段已回填，为淤泥冲积平原地貌。根据本次勘察揭露情况，勘察深度范围内地基土划分为：-a.人工填土；.粘土；.淤泥；-a.粘土；.粉质粘土（软）；.粘土；.软粘土；.粘土；.软粘土；.混粘性土圆砾；。粘土。现按电梯井支护设计需要自上而下分述如下： -a.人工填土,各土层物理力学指标如下：,（二）水文地质条件 本场区地下水类型主要为孔隙性潜水，淤泥质土及粘性土为弱透水层，含水饱和，渗透系数小，水径流条件较差。混粘性土圆砾为中强透水层，水径流条件较好。勘察时地下水为地表之下0.20.9m，受大气降水、季节及人工排水等因素影响而有所变化。 据区域水文地质资料，地下水对混凝土不具侵蚀性。,四、电梯井（坑中坑）支护方案确定 本方案电梯井（坑中坑）采用扣打槽钢桩，并加钢管与双拼槽钢作内支撑的基坑支护，施工时必须做到“先支撑后挖土”的原则。拟定支护交界面采用钢板桩插入土层（淤泥层）滑动面，阻止了基坑土的隆起，主动侧压力部分的土主要采用钢管与槽钢作内支撑，以此保证基坑界面土体强度及基坑整体稳定性。,五、主要材料的选用1. 钢材：钢管与槽钢均采用HPB235钢，螺纹钢采用HRB335钢。弯扭曲槽钢要调直。2. 焊条：HPB235钢的焊接采用E4300E4313，HPB235钢与HRB335钢焊接用E5001E5014。,六、钢管与槽钢内支撑1. 按图设置钢管（3258）与双拼槽钢（225#）内支撑，水平支撑杆两端焊在围楞上；2. 内撑杆件要平直，同心度偏位50mm；3. 每杆件相互联结与围楞顶头要加劲并要满焊，焊条采用E4300E4313；4. 杆件对接除满焊外，还要4块16#，L=300加劲板电焊；,七、应急措施1. 在施工现场准备300只麻袋（平时装100只砂袋）与钢管(3258)各30m等应急抢险物资；2. 基坑边若有超载，及时卸载；3. 根据现场监测的变形数据坑中坑支护结构位移过大时，立即停止土方开挖，坑底用砂袋堆叠反压或用挖土机将原土回填进行反压，或用钢管加强内支撑。,八、基坑的排水与防水工作1. 电梯井坑底边沿不设排水沟，设600600的集水坑进行坑底抽水；2. 为了防止渗漏水，部分涌水量较大处在槽钢外侧堆填粘土麻包；,九、基坑监测工作1. 支护上部结构面（槽钢桩顶）位移值1.0H%（H为挖土深度）。2. 变形达到5mm/d并且连续三天不收敛或支护上部结构面（槽钢桩顶）累计变形量达到或超过1.0H/100（H为开挖深度）时报警，以便分析原因，及时采取加固措施。3. 对钢板桩外的工程桩进行监测。,十、挖土注意事项1. 槽钢桩需先挖至第一道围楞底，待围楞及内支撑达到设计要求后，方可向下开挖，严格坚持“先支撑后挖土原则”。2. 挖土标高：土方机挖标高定在第二道围楞底，第二道支撑以下土方采用人工开挖；3. 相关单位应根据后浇带位置及现场实际情况编制挖土方案，结合基坑支护方案统一施工；,凯鸿大厦基坑支护工程施工图（钻孔灌注桩挡墙+钢筋混凝土支撑）,基坑支护周边环境图,基坑支护平面图,基坑支护平面图局部放大图,立柱桩平面布置图,立柱桩平面布置图局部放大图,内支撑平面布置图,内支撑平面布置图局部放大图,基坑支护剖面图(一),冠梁配筋图,S1S4内支撑配筋图,支撑节点详图,基坑支护换撑图,基坑支护监测图,三、土钉支护（土层锚杆拉锚）（一）土钉墙,土钉墙是采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的结构。它是将拉筋插入土体内部全长度与土粘结，并在坡面上喷射混凝土，从而形成加筋土体加固区带，用以提高整个原位土体的强度并限制其位移，同时增强基坑边坡坡体的自身稳定性。,开挖支护天然边坡加固（是一项实用的原位岩石加筋技术）,土钉墙适用范围：,土钉墙的类型,按施工方法不同可分为:钻孔注浆型土钉墙打入型土钉墙射入型土钉墙,钻孔注浆型土钉墙,锚杆,打入型土钉墙,1. 土钉支护的构造,土钉支护的构造如图127所示 。,土钉支护构造要求如下：,土钉墙的墙面坡度不宜大于10.1；土钉必须与面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造，承压板或加强钢筋应与土钉钢筋焊接连接；土钉的长度宜为开挖深度的0.51.2倍，间距宜为12m，与水平面夹角宜为 520；,土钉钢筋材料宜采用、级钢筋或钢管 ，钢管直径易为48、53mm；钢筋直径宜为1632 mm，钻孔直径宜为70120mm； 注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强 度不宜低于M10；,土钉钢管土钉构造, 喷射混凝土面层中宜配置钢筋网，钢筋直径宜为610 mm，间距宜为150300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度不宜小于80 mm； 坡度上下段钢筋网搭接长度应大于300 mm； 土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，在坡顶和坡脚应设排水措施，在坡面上可根据具体情况设置泄水孔。,2. 土钉的特点,（1）土钉墙的优点 安全可靠； 可缩短基坑施工工期； 施工机具简单、易于推广； 经济效益较好。,（2）土钉墙在应用上的局限性：, 坡壁土体需有一定的内聚力 土钉施工时一般要先挖土层12m深，在喷射混凝土和安装土钉前需要在无支护情况下稳定至少几个小时，因此土层必须有一定的天然“凝聚力”，否则需先进行地基加固处理来维持坡面稳定，从而使施工复杂化、造价加大； 施工时要求坡面无水渗出，否则开挖后坡面会出现局部坍滑，这样就不可能形成一层喷射混凝土面层；,软土开挖不宜采用土钉墙支护。因为土钉锚固体与软土的界面摩阻力小，造成土钉的承载能力小，同时在软土中成孔也较困难。（目前已有一定的适用范围）,3. 基坑支护中土钉墙的适用范围,土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后有一定粘结性的杂填土、粘性土、粉土及微胶结砂土的基坑开挖支护，不宜用于含水丰富的粉细砂层、砂卵石层和淤泥质土，不应用于没有临时自稳能力的淤泥、饱和软弱土层。土钉墙基坑支护开挖深度适宜于512m与护坡桩或预应力锚杆联合支护时，深度还可适当增加。,（二）土钉支护的施工,1. 作业面开挖 土钉墙施工是随着工作面开挖分层施工的，每层开挖的最大高度取决于该土体可以直立而不破坏的能力，在砂性土中每层开挖高度为0.52.0m，在粘性土中每层开挖高度可按下式估算：,（132）式中： h 每层开挖深度，m； c 土的粘聚力（直剪快剪），kPa； 土的重度，kN/m3； 土的内摩擦角（直剪快剪），()。,（2. 成孔）,当采用钢筋等作为土钉时成孔工艺和方法与土层条件、机具装备及施工单位的手段和经验有关。当前国内大多数采用螺旋钻、洛阳铲等干法成孔设备，也可使用如YTN87型土锚专用钻机成孔。对边坡加固土钉，要求使用质量轻、易操作及搬运的钻机。,土钉成孔,3. 置筋,在置筋前，最好采用压缩空气将孔内残留及扰动的废土清除干净。放置的钢筋一般采用级螺纹钢筋，为保证钢筋在孔中的位置，在钢筋上每隔23m焊置一个定位架。 当在软土区域施工时，由于无法成孔，可改为用钢管代替成孔和置筋的双重作用。,置筋,置筋加限位器,置筋钢管对接,4. 喷射混凝土面层,一般情况下，为了防止土体松弛和崩解，必须尽快做第一层喷射混凝土。根据地层的性质，有的在设置土钉之前做，也有的在放置土钉之后做。对于临时性支护来说，面层可以做一层，厚度50150 mm；对永久性支护则多用两层或三层，厚度为100300 mm。喷射混凝土强度等级不应低于C15，混凝土中水泥含量不宜低于400 kg/m3。喷射混凝土最大骨料尺寸不宜大于15 mm，通常为10 mm。,喷射混凝土面层抹平基坑壁,喷射混凝土面层绑扎钢筋,喷射混凝土面层喷射混凝土,喷射混凝土面层喷射混凝土,喷射混凝土面层喷射混凝土,喷射混凝土面层拌制喷射混凝土,喷射混凝土面层高压气泵,两次喷射面的搭接 两次喷射作业应留一定的时间间隔。每层下部300 mm暂不喷射，并做45的斜面形式。 土钉同面层连接处理 一般在面层与土钉交接中间加一块 150 mm150mm10 mm或200 mm200 mm12mm的承压板，承压板后一般放置48根加强钢筋。,喷射混凝土中的钢筋网片 在喷射混凝土中应配置一定数量的钢筋网，钢筋网能对面层起加强作用，并对调整面层应力有重要的意义。钢筋网间距通常双向均为200300mm，钢筋直径为610 mm，在喷射混凝土面层中配置12层。也可用粗钢筋将各土钉相互连接起来，进一步加强面层的整体作用。,5. 注浆,土钉注浆可采用注浆泵或砂浆泵灌注，浆液采用纯水泥浆或水泥砂浆。纯水泥浆可用425号普通硅酸盐水泥，用搅拌装置按水灰比0.45左右搅拌，水泥砂浆采用1：2至1：3的配合比，用砂浆搅拌机搅拌，再采用注浆泵或灰浆泵进行常压或高压注浆。,注浆注浆搅拌桶,注浆注浆气泵,注浆注浆泵,注浆插注浆管,注浆注浆,注浆固定注浆管头,阶梯型土钉墙,土钉墙,土钉墙防滑木桩,土钉墙防滑木桩松木,返回,浙江工贸科研教学综合楼地下室 基坑支护施工图 （土钉支护）,1,2,3,1,2,3,1. 浙江省建筑设计研究院设计的浙江工贸职业技术学院科研教学综合楼总平面图及地下室结构图；（设计号：3447）2. 温州市勘察测绘研究院勘测的浙江工贸职业技术学院教学科技综合楼岩土工程勘察报告（详勘）；（工程编号：2006-016）3. 中华人民共和国行业标准建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99），基坑侧壁安全等级为二级，重要性系数ro=1.00；,一、设计依据,4. 中华人民共和国国家标准建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）；5. 浙江省标准建筑基坑工程技术规范（DB33/T1008-2000）；6. 土层锚杆设计与施工规范（CECS22-90）7. 锚杆喷射砼支护技术规范（GBJ50086-2001）8. 计算软件采用北京理正软件设计研究所“理正深基坑支护结构设计软件（F-SPW5.30）”，局部作了修正、补充；9. 工程场址现周边环境由浙江工贸职业技术学院提供；10. 坑边荷载按基坑边沿地面6m范围内允许堆载15KN/，严禁超载。,二、工程概况 本工程位于温州市鹿城区蒲鞋市街道，学院中路浙江工贸职业技术学院内，北邻人才大厦，府前路的西侧。拟建筑物由2幢9层的中高层建筑物和2层的裙房组成，总建筑面积32000m2。主体采用框架结构。,建筑物室内地坪设计相对标高0.000相当于黄海高程系绝对标高7.400m，自然地面标高4.100m，相差3.300m。底板厚为0.35m，其底板顶面结构标高为-5.530m，地下室底板采用片伐底板基础，垫层为150mm厚块石灌砂夯实，上浇100厚C15素砼垫层。桩基工程采用700、800钻孔灌注桩基础。基坑围护总延长米约为66m，基坑挖土深度见表一。,表一 基坑挖土深度表,三、场地工程地质条件（一）场地地基土地层结构 拟建场地在勘探深度范围内,地层右杂填土、粘土、淤泥及淤泥质粘土、深部粉质粘土、砾砂、圆砾、粘土、风化基岩等8个工程地质层和8个亚层组成，根据本次勘察成果资料现按基坑围护设计需要自上而下分述如下：（1）杂填土,注：括号内数值为经验取值,表二 地基土物理力学指标一览表,（二）水文地质条件 根据勘察资料有潜水和承压水两种类型地下水。 表层地下水属潜水型，赋存与杂填土、粘性土及淤泥中，地下水迳流条件较复杂，水平向渗透性稍大于竖向，水量较小，杂填土具强透水性；主要由邻近地表水体、大气降水补给；勘察期间测得钻孔中稳定地下水位埋深0.51.1m，高程2.773.71m，地下水位年变化幅度约23m，常水位可取（1985国家基准高程）4.0m，根据温州市区水文资料，内河水位50年一遇的最高水位约3.9m。,四、喷锚网支护结构设计要求1. 钢材：钢管采用D=48mm，t=2.5mm的焊接钢管，骨架钢筋采用12（HRB335），挂网钢筋采用6.5 250250（HPB235）。,2. 水泥：注浆和喷射砼均采用32.5号普通硅酸盐水泥，注浆配合比为水泥：砂=1：0.2（重量比），水灰比为0.45；喷射砼配合比为水泥：石子：砂=1：2：1.5（重量比），石子粒径为510mm，强度相当于C20，水泥浆及水泥砂浆应拌合均匀，随捣随用，一次拌合的水泥浆及水泥砂浆在初凝前用完。3. 土钉墙面层喷射砼:强度相当于C20，面层厚度为100mm，其中初喷为3040mm。,4. 锚管上的注浆孔开口直径为8mm，螺旋型布置，单面孔间距300mm；注浆压力0.40.6MPa。5. D=48mm，t=2.5mm锚管注浆量大于30kg/m（水泥用量指标）。6. 锚管的锚固体水泥浆或水泥砂浆，其强度等级M10；7. 北侧与东侧进管需避免与工程桩碰撞而损坏桩身；8. 焊条HPB235钢筋采用E4300E4313, HRB335钢筋与HPB235钢筋焊接采用E5001E5014；其余钢材电焊均采用E5001E5014。,五、基坑的排水1. 基坑坑底边沿不设排水沟，在大承台之间用管道连通的小积水坑及转弯处设长宽高各600的集水坑进行坑底抽水。,六、基坑监测工作1. 变形达到5mm/d并且连续三天不收敛或支护上部结构面（压顶板）累计变形量达到或超过1.0H/100（H为开挖深度）时报警，以便分析原因，及时采取加固措施。2. 对南侧道路应作监控对象。,3. 土钉墙喷射C20细石砼其面层100厚，作3组抗压试块,每组3块，墙面喷射混凝土厚度采用钻孔检测，共作1组（一组3点）；4. 每排随机抽取2组（每组3根）锚管进行抗拔试验，建议在注浆15后进行，试验结果及时反馈给设计人员，以便修改调整参数，确保支护安全。 抗拔承载力设计值：第一排 27.8 kN（9m长锚管）、第二排 40.3 kN（12m长锚管）、第三排 51.2 kN（12m长锚管）。,四、基坑支护结构验收,1. 排桩墙支护工程检验批质量验收记录（重复使用的钢板桩） 2. 排桩墙支护工程检验批质量验收记录（混凝土板桩制作）3. 地下连续墙检验批质量验收记录（地基基础工程） 4. 锚杆及土钉墙支护工程检验批质量验收记录5. 水泥土桩墙支护工程检验批质量验收记录6. 钢及混凝土支撑系统检验批质量验收记录,五、小结：1. 土壁支护2. 基坑支护结构3. 土钉支护,