《土力学与地基基础工程 教学课件 ppt 作者 程建伟 项目十二 基 坑 工 程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学与地基基础工程 教学课件 ppt 作者 程建伟 项目十二 基 坑 工 程（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、土力学与地基基础工程,项目十二 基 坑 工 程,项目十二 基 坑 工 程,一、基坑支护设计要点 二、基坑支护结构施工 三、基坑降水设计,一、基坑支护设计要点,1.基坑支护结构的安全等级 2.基坑围护设计的内容及需考虑的荷载 ()设计内容,表12-1 基坑侧壁安全等级及重要性系数,表12-2 基坑变形的监控值(单位：cm),3.支护体系的方案比较和选型 (1)水泥土挡墙式 依靠其本身自重和刚度保护坑壁，一般不设支撑，特殊情况下经采取措施后亦可局部加设支撑。,一、基坑支护设计要点,(2)排桩与板墙式 通常由围护墙、支撑(或土层锚杆)及防渗帷幕等组成。 (3)土钉墙 由密集的土钉群、被加固的原位土体
2、、喷射的混凝土面层等组成。 4.不同开挖深度基坑支护方案的选择 (1)基坑开挖深度h3m(半地下室)见表12-3。,表12-3 开挖深度h3m时支护结构的选择,(2)基坑开挖深度h=36m(1层地下室) 见表12-4。,一、基坑支护设计要点,表12-4 开挖深度h=36m时支护结构的选择,(3)基坑开挖深度h=92m (23层地下室)见表12-5。,表12-5 开挖深度h=912m时支护结构的选择,一、基坑支护设计要点,(4)基坑开挖深度h12m(3层以上地下室)见表12-6 。,表12-6 开挖深度h12m时支护结构的选择,二、基坑支护结构施工,1.钢板桩(板桩式)施工 (1) 板桩支护作用
3、 1) 使地下水在土中的渗流路线延长，减小了动水压力，从而可预防流砂的产生。 2) 板桩支护既挡土又防水，特别适于开挖较深、地下水位较高的大型基坑。 3) 可以防止基坑附近建筑物基础下沉。 (2) 钢板桩又可分平板桩和波浪式板桩(“拉森”板桩)两类 1) 平板桩，如图12-1a所示，防水良好，易打入地下，但长轴方向抗弯强度较小。 2) 波浪式板桩，如图12-1b所示，其防水和抗弯性能都较好，施工中多采用。,二、基坑支护结构施工,图12-1 常用的钢板桩 a)平板桩 b)波浪式板桩(“拉森”板桩),二、基坑支护结构施工,3) 单独打入法适用于桩长小于10m，且工程要求不高的钢板桩支护施工。 4)
4、 双层围檩插桩法是在桩的轴线两侧先安装双层围檩(一定高度的钢制栅栏)支架后，将钢板桩依次锁口咬合全部插入双层围檩间。 5) 分段复打法是在板桩轴线一侧安装好单层围檩支架，将1020块钢板桩拼装组成施工段插入土中一定深度，形成一段钢板桩墙，即屏风墙。 (3)施工准备 1)主要材料 热轧普通槽钢。 拉森式(U形)钢板桩。 Z形钢板桩。,二、基坑支护结构施工,图12-2 双层围檩,二、基坑支护结构施工,图12-3 单层围檩分段复打,二、基坑支护结构施工, H形钢板桩。 直腹板型桩。 2)主要工机具 包括：油压式压桩机、冲击式打桩机、柴油锤、落锤、振动锤、蒸汽锤。 3)作业条件 工程勘察已完成，并有工
5、程勘察报告。 基坑支护设计完成。钢板桩专项施工方案已完成，并通过各项审查。 材料机具均已进场，测量放线工作已搞好，基坑边轴线标高桩已确定。 4)作业人员 机械操作人员具备相应资格证书，经过安全培训，并已接受技术交底。,二、基坑支护结构施工, 主要作业人员身体健康。 (4)施工工艺 1)确定支撑形式 对宽度不大、深5m以内的浅基坑(槽)、管沟，一般宜设置简单支撑，其形式根据开挖深度、地下水位、土质条件、施工时间、施工季节和当地气象条件、施工方法与相邻建(构)筑物情况进行确定，见表12-7。,表12-7 基坑(抽)、管沟支撑(护)的选用,二、基坑支护结构施工,表12-7 基坑(抽)、管沟支撑(护)
6、的选用,二、基坑支护结构施工,图12-4 板桩施工流程图,二、基坑支护结构施工,图12-5 基坑槽(管沟)支撑,二、基坑支护结构施工,2)打桩机械选择 钢板桩可采用锤击打入法、振动打入法、静力压入法及振动锤击打入法等施打方法，工程中常采用前两者。 3)导架(围檩支架)安装 为控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入能力，一般都需要设置一定刚度的、坚固的导架，亦称“施工围模”。,图12-6 导架 1导梁 2导桩,二、基坑支护结构施工,4)钢板桩的检验及矫正 新成品钢板桩可按出厂标准进行检验；重复使用的钢板桩使用前应对钢板桩进行材质检验和外观检验；焊接钢板桩还需进行焊接部位的检验。对用于
7、基坑临时支护结构的钢板桩，主要进行外观检验，并对不符合形状要求的钢板桩进行矫正，以减少打桩过程中的困难。 矫正钢板桩为多次周转使用的材料，在使用过程中会发生板桩的变形、损伤，偏差超过表12-8中数值者，使用前应进行矫正与修补。,二、基坑支护结构施工,表12-8 重复使用钢板桩检验标准, 钢板桩应设置在基础外边缘之外，留足支模、拆模的空间，以方便基础施工，也便于拔出钢板桩。 5)钢板桩焊接 由于钢板桩的长度是定长的，因此在施工中常需焊接。 6)钢板桩的打设方式,二、基坑支护结构施工, 钢板桩的打设方式可根据板桩与板桩之间的锁扣方式，或选择大锁扣扣打施工法及不锁扣扣打施工法。大锁扣扣打施工法是从板
8、桩墙的一角开始，逐块打设，每块之间的锁扣并没有扣死。“大锁扣扣打”施工法简便、迅速，但板桩有一定的倾斜度、不止水、整体性较差、钢板桩用量较大，仅适用于强度较好、透水性差、对围护系统要求精度低的工程；“小锁扣扣打”施工法也是从板桩墙的一角开始，逐块打设，且每块之间的锁扣要求锁好。能保证施工质量，止水较好，支护效果较佳，钢板桩用量亦较少。但打设速度较缓慢。 钢板桩的打设方法还可以分为单独打入法和屏风式打入法两种。 7)钢板桩的打设,二、基坑支护结构施工, 先用吊车将钢板桩吊至插桩点处进行插桩，插桩时锁口要对准，每插入一块即套上桩帽轻轻加以锤击。在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个
9、方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，阻止板桩位移。同时在围檩上预先算出每块板桩的位置，以便随时检查校正。当板桩打至预定深度后，立即用钢筋与围檩支架焊接固定。 钢板桩分几次打入，如第1次由20m高打至15m，第2次打至10m，第3次打至导梁高度，待导架拆除后第4次打至设计标高。打桩时，开始打设的第1、2块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，它可以起到样板导向作用，一般每打入1m应测量一次。,二、基坑支护结构施工,8)钢板桩的转角和封闭 钢板桩墙的设计长度有时不是钢板桩标准宽度的整倍数，或者板桩墙的轴线较复杂，钢板桩的制作和打设也有误差，这些都会给钢板桩墙的
10、最终封闭合拢带来困难。 采用异形板桩。异形板桩的加工质量较难保证，而且打入和拔出也较困难，特别是用于封闭合拢的异形板桩，一般是在封闭合拢前需要进行加工，往往影响施工进度，所以应尽量避免采用异形板桩。 连接件法。此法是用特制的和形连接件来调整钢板桩的根数和方向，实现板桩墙的封闭合拢。钢板桩打设时，预先测定实际的钢板墙的有效宽度，并根据钢板桩和连接件的有效宽度确定板桩墙的合拢位置。,二、基坑支护结构施工, 骑缝搭接法。利用选用的钢板桩或宽度较大的其他型号的钢板桩做闭合板桩，打设于板桩墙闭合处。闭合板桩应打设于挡土的一侧。此法用于板桩墙要求较低的工程。 轴线调整法。此法是通过钢板桩墙闭合轴线设计长度
11、和位置的调整实现封闭合拢。封闭合拢处最好选在短边的角部。 9)打桩时问题的处理 阻力过大不易贯入的原因主要有两方面，一是在坚实的砂砾层中沉桩，桩的阻力过大；二是钢板8块宽度合拢处桩连接锁口锈蚀、变形，入土阻力大。对第一种情况，可伴以高压冲水或改以振动法沉桩，不要用锤硬打；对第二种情况，宜加以除锈、矫正，在锁口内涂油脂，以减少阻力。,二、基坑支护结构施工, 钢板桩向打设前进方向倾斜。在软土中打桩，由于锁口处的阻力大于板桩与土体间的阻力，使板桩易向前进方向倾斜。纠正方法是用卷扬机和钢丝绳将板桩反向拉住后再锤击，或用特制的楔形板桩进行纠正。 打设时将相邻板桩带入在软土。打设钢板桩，如遇到不明障碍物或
12、板桩倾斜时，板桩阻力增大，会把相邻板桩带入。处理方法是：用屏风法打设，把相邻板桩焊在导梁上，在锁口处涂以黄油减少阻力。 10)钢板桩的拔桩方法 在进行基坑回填土时，要拔除钢板桩，以便修整后重复使用。,二、基坑支护结构施工, 静力拔桩一般可采用独脚把杆或大字把杆，并设置缆风绳以稳定把杆。把杆顶端固定滑轮组，下端设导向滑轮，钢丝绳通过导向滑轮引至卷扬机，也可采用倒链用人工进行拔出。把杆常采用钢管或格构式钢结构，对较小、较短的板桩也可采用大把杆。 振动拔桩是利用振动锤对板桩施加振动力，扰动土体，破坏其与板桩间的摩擦阻力和吸附力并施加吊升力将桩拔出。这种方法效率高、操作简便，是广泛采用的一种拔桩方法。
13、振动拔桩主要选择拔桩振动锤，一般拔桩振动锤均可作打、拔桩之用。 11)拔桩顺序 对于封闭式钢板桩墙，拔桩的开始点离开桩角5根以上，必要时还可间隔拔除。 12)拔桩要点,二、基坑支护结构施工, 拔桩时，可先用振动锤将板桩锁口振活以减少土的阻力，然后边振边拔。对较难拔出的板桩可先用柴油锤将桩振打下100300mm，再与振动锤交替振打、振拔。有时，为及时回填拔桩后的土孔，在把板桩拔至此基础底板略高时(如500mm)，暂停引拔，用振动锤振动几分钟，尽量让土孔填实部分。 起重机应随振动锤的起动而逐渐加荷，起吊力一般小于减振器弹簧的压缩极限。 供振动锤使用的电源应为振动锤本身电动机额定功率的1.22.0倍
14、。 对引拔阻力较大的钢板桩，采用间歇振动的方法，每次振动15min，振动锤连续工作不超过1.5h。,二、基坑支护结构施工,13)桩孔处理 钢板桩拔除后留下的土孔应及时回填处理，特别是周围有建筑物、构筑物或地下管线的场合，尤其应注意及时回填，否则往往会引起周围土体位移及沉降，并由此造成临近建筑物等的破坏。 (5)质量控制 1)钢板桩均为工厂成品，新桩可按出厂标准检验，重复使用的钢板桩应符合表12-8的要求。 2)特殊工艺、关键控制点等的控制方法见表12-9。,表12-9 钢板桩特殊工艺关键控制点的控制,二、基坑支护结构施工,(6)成品保护 1)钢板桩施工过程中应注意保护周围道路、建筑物和地下管线
15、的安全。 2)基坑开挖施工过程对排桩墙及周围土体的变形、周围道路、建筑物以及地下水位情况进行监测。 3)基坑、地下工程在施工过程中不得伤及排桩墙墙体。 (7)质量问题及处理方法 易出现的质量问题有钢板桩倾斜、基坑底土隆起、地面裂缝等，预防措施有：钢板桩嵌固深度必须由计算确定，挖土机、运土车不得在基坑边作业，如必须施工，则应将该项荷载增加计算到设计中，以增加桩的嵌固深度。,二、基坑支护结构施工,表12-10 钢板桩施工中常见的质量问题的原因及处理方法,(8)职业健康安全与环境管理 1)施工过程危害及控制措施见表12-11。 2)环境因素辨别及控制措施见表12-12。,二、基坑支护结构施工,表12
16、-11 施工过程危害及控制措施,表12-12 环境因素辨别及控制措施,(9)质量记录 1)型钢、钢板桩、水泥、钢材等出厂合格证和测试报告。 2)排桩墙施工质量记录。,二、基坑支护结构施工,3)分项工程质量评定表。 4)钢板桩排桩墙打桩施工记录。 5)工程变更签证。 6)技术核定单。 2.深层搅拌水泥土桩施工 (1)施工准备 1)材料要求 水泥品种应按设计要求选用，宜采用强度等级为32.5级及以上的普通硅酸盐水泥，水泥进场需按规范程序进行验收。 砂子用中砂或粗砂，含泥量小于5%。 水应用自来水或不含有害物质的洁净水。,二、基坑支护结构施工, 外加剂、塑化剂采用木质素磺酸钙，促凝剂采用硫酸钠、石膏，应有产品出厂合格证。外加剂和掺合料按设计要求通过试验确定。 配合比水泥掺入量一般为加固土重的7%15%，每加固1m土体掺入水泥约110160kg;当用水泥砂浆作为固化剂时，其配合比为11.2(水泥砂)。为增强流动性，可掺入水泥质量0.2%
