4 深基坑的开挖与支护【ppt课件】

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1、4 深基坑的开挖与支护深基坑的开挖，大面积挖土卸载，使基坑深基坑的开挖，大面积挖土卸载，使基坑深基坑的开挖，大面积挖土卸载，使基坑深基坑的开挖，大面积挖土卸载，使基坑坑底和四周的土体应力状态发生变化，极坑底和四周的土体应力状态发生变化，极坑底和四周的土体应力状态发生变化，极坑底和四周的土体应力状态发生变化，极易使坑内外土体发生位移。易使坑内外土体发生位移。易使坑内外土体发生位移。易使坑内外土体发生位移。用支护系统来控制这一过程的发生，保证用支护系统来控制这一过程的发生，保证用支护系统来控制这一过程的发生，保证用支护系统来控制这一过程的发生，保证坑壁和坑底的稳定。坑壁和坑底的稳定。坑壁和坑底的稳

2、定。坑壁和坑底的稳定。1 1无支护放坡开挖基坑无支护放坡开挖基坑：是一种开挖面积大于实际基础面积、具是一种开挖面积大于实际基础面积、具是一种开挖面积大于实际基础面积、具是一种开挖面积大于实际基础面积、具有合理边坡的基坑（有合理边坡的基坑（有合理边坡的基坑（有合理边坡的基坑（多用于浅基础多用于浅基础）有支护开挖基坑：有支护开挖基坑：有支护开挖基坑：有支护开挖基坑：先在基坑周围设置挡土结构，然后进行开挖，先在基坑周围设置挡土结构，然后进行开挖，先在基坑周围设置挡土结构，然后进行开挖，先在基坑周围设置挡土结构，然后进行开挖，必要时挡土结构之间采用支撑或锚拉以减小档土结构的内力和必要时挡土结构之间采用

3、支撑或锚拉以减小档土结构的内力和必要时挡土结构之间采用支撑或锚拉以减小档土结构的内力和必要时挡土结构之间采用支撑或锚拉以减小档土结构的内力和位移位移位移位移（常用于建筑物和构筑物密集、施工场地受到限制的区常用于建筑物和构筑物密集、施工场地受到限制的区域，深基坑的开挖等域，深基坑的开挖等）无支护放坡开挖基坑无支护放坡开挖基坑无支护放坡开挖基坑无支护放坡开挖基坑有支护开挖基坑有支护开挖基坑有支护开挖基坑有支护开挖基坑基坑的开挖基坑的开挖基坑的开挖基坑的开挖1深基坑的开挖与支护深基坑的开挖与支护2 2n n基坑支护的主要功能：基坑支护的主要功能：基坑支护的主要功能：基坑支护的主要功能：一是挡土，二是

4、止水一是挡土，二是止水一是挡土，二是止水一是挡土，二是止水。n n从从从从挡土挡土挡土挡土的角度，基坑支护分两类：的角度，基坑支护分两类：的角度，基坑支护分两类：的角度，基坑支护分两类：支护型支护型支护型支护型，将支护墙（排桩），将支护墙（排桩），将支护墙（排桩），将支护墙（排桩）作为主要受力构件；作为主要受力构件；作为主要受力构件；作为主要受力构件；加固型加固型加固型加固型，充分利用加固土体的强度。，充分利用加固土体的强度。，充分利用加固土体的强度。，充分利用加固土体的强度。n n支护型支护型支护型支护型基坑支护包括基坑支护包括基坑支护包括基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙板桩墙、排桩、地

5、下连续墙板桩墙、排桩、地下连续墙板桩墙、排桩、地下连续墙等；等；等；等；加固型加固型加固型加固型包括包括包括包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。实际工程等。实际工程等。实际工程等。实际工程中往往将两者结合，形成混合型。中往往将两者结合，形成混合型。中往往将两者结合，形成混合型。中往往将两者结合，形成混合型。n n对支护型基坑支护结构，在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂对支护型基坑支护结构，在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂对支护型基坑支护结构，在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂对支护型基坑支

6、护结构，在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水平或斜向支撑，或锚定系统，形成空间力系。平或斜向支撑，或锚定系统，形成空间力系。平或斜向支撑，或锚定系统，形成空间力系。平或斜向支撑，或锚定系统，形成空间力系。n n止水止水止水止水可用可用可用可用止水帷幕或降低地下水位止水帷幕或降低地下水位止水帷幕或降低地下水位止水帷幕或降低地下水位等方法。等方法。等方法。等方法。 3 322支护结构类型及适用范围支

7、护结构类型及适用范围支护结构类型及适用范围支护结构类型及适用范围结构形式构形式适用范适用范围排排桩结构构稀疏排稀疏排桩土土质较好，地下水位低或降水效果好好，地下水位低或降水效果好连续排排桩土土质差，地下水位高或降水效果差差，地下水位高或降水效果差框架式排框架式排桩（双排（双排桩）单排排桩刚度不能度不能满足足变形要求形要求组合排合排桩结构构排排桩加加挡板板排排桩桩距距较大，利用大，利用挡板板传递土土压并有一定防渗作用并有一定防渗作用排排桩加水泥加水泥搅拌拌桩以水泥以水泥搅拌拌桩互搭互搭组成平面拱代替成平面拱代替挡板板传递土土压力，具力，具有有较好防涌效果好防涌效果排排桩加水泥防加水泥防渗渗墙地下

8、水位地下水位较高的高的软土地区土地区排排桩或或组合排合排桩加加锚杆杆结构构开挖深度开挖深度较大，排大，排桩结构构强强度无法度无法满足要求足要求地下地下连续墙结构构与地下室与地下室墙体合一，防渗性体合一，防渗性强强，施工，施工场地地较小，开挖深小，开挖深度大度大沉井沉井结构构软土地区土地区重力式重力式挡土土墙结构构具有一定施工空具有一定施工空间，软土地区土地区4 433支撑体系支撑体系支撑体系支撑体系深基坑工程的支撑体系是用来支挡围护墙体，承受墙背侧土深基坑工程的支撑体系是用来支挡围护墙体，承受墙背侧土层及地面超载在围护墙上的侧压力。支撑体系是由支撑、层及地面超载在围护墙上的侧压力。支撑体系是由

9、支撑、围檩、立柱三部分组成，围檩和立柱是根据基坑具体规模、围檩、立柱三部分组成，围檩和立柱是根据基坑具体规模、变形要求的不同而不同的。变形要求的不同而不同的。（a）支撑 （b b）斜支撑）斜支撑 （c c）桁架）桁架 （d d）圆撑）圆撑 （e e）斜撑）斜撑 （f f）锚固）锚固 5 5n n基坑工程实例基坑工程实例6 6朝阳无限朝阳无限期甘露园基坑工程期甘露园基坑工程排桩锚索支护排桩锚索支护7 7朝阳无限期甘露园基坑边坡工程8 8朝阳无限期甘露园基坑工程印刷厂印刷厂9 9深圳黄贝岭开发区基坑工程（土钉墙）1010深圳黄贝岭开发区基坑工程（土钉墙）1111121213131414151516

10、1617171818191920202121222223232424252526262727上海正大广场基坑支护工程上海正大广场基坑支护工程2828国家大剧院国家大剧院采用排桩锚索加地下连采用排桩锚索加地下连续墙相结合的支护方式。续墙相结合的支护方式。基坑深度最深处基坑深度最深处23m；承压水头承压水头25m2929国家大国家大国家大国家大剧剧院院院院基坑工程概况基坑工程概况n n总占地面积总占地面积：8 8万余万余mm2 2；n n总建筑面积总建筑面积：1919万万mm2 2；n n基坑总面积基坑总面积：6.56.5万万mm2 2；n n202202区基坑面积区基坑面积：2.552.55万万

11、mm2 2；n n基坑深度基坑深度：27.3m(26m), 33.8m(32.5m,27.3m(26m), 33.8m(32.5m,歌剧院台仓歌剧院台仓) )n n场地土层场地土层：以粘性土、粉土与砂卵石交互层为主并存在多个沉积旋回：以粘性土、粉土与砂卵石交互层为主并存在多个沉积旋回n n地地 下下 水水：上上层层滞滞水水、层层间间潜潜水水、三三层层承承压压水水（分分别别赋赋存存于于层层砂砂卵石层中，水位卵石层中，水位17m17m）n n基基 坑坑 底底：位于第一承压含水层（：位于第一承压含水层（层）中层）中n n基基 坑坑 支支 护护 ： 16.5m16.5m以以 下下 采采 用用 地地 连

12、连 墙墙 锚锚 杆杆 支支 护护 ， 墙墙 厚厚 800800， 墙墙 底底 41.1439.0m41.1439.0m，锚锚位位16.75m16.75m，12.5m12.5m以以上上采采用用桩桩锚锚杆杆支支护护，桩桩顶顶3m3m砖砖挡挡墙墙，护护坡坡桩桩60012006001200， 桩桩长长16.3m16.3m，桩桩墙墙之之间间1825m1825m放放坡。坡。3030n n4.1支护结构上的作用力支护结构上的作用力n n4.1.1土压力土压力n n支护结构承受的土压力，与土的性质、支护结构的刚度以及施工方法有关。主动土压力与被动土压力的产生，前提是支护结构存在位移。当支护结构没有位移时，则土

13、对支护结构的压力为静止土压力。土压力的分布与支点的设置及其数量都有关系。31311深基深基坑开挖坑开挖土压力土压力发展图发展图32322土压力的计算土压力的计算3333对粘性土计算太复杂，计算中常采用近似计算，略去对粘性土计算太复杂，计算中常采用近似计算，略去粘聚力，增大内摩擦角。粘聚力，增大内摩擦角。3土压力的简化计算土压力的简化计算34343535n n4地面均布荷载地面均布荷载q的计算的计算 （地面附加荷载（地面附加荷载, ,以及邻近建筑物基础底面附加荷载以及邻近建筑物基础底面附加荷载 ）（1）与挡土结构平行的宽度为b的地面条形荷载q0 0，离开挡土结构距离为a时n n q=0 3636

14、n n(2)(2)作用在面积为作用在面积为b b1 1b b2 2(b(b2 2与挡土结构平行与挡土结构平行) )的地面荷的地面荷载载q0q0，离开挡土结构距离，离开挡土结构距离a a时时3737n n4.1.24.1.2水压力水压力水压力水压力 作用在支护结构上的荷载，除了土压力之外，还作用在支护结构上的荷载，除了土压力之外，还有地下水位以下部分所受的水压力。有地下水位以下部分所受的水压力。 水压力就是土颗粒之间的水压力就是土颗粒之间的孔隙水压力孔隙水压力。它与支护。它与支护结构的刚度及支撑力大小无关，但与地下水的补结构的刚度及支撑力大小无关，但与地下水的补给量、土质类别、支护结构入土深度、

15、排水处理给量、土质类别、支护结构入土深度、排水处理方法等许多因素有关，在实际工程中最好采用现方法等许多因素有关，在实际工程中最好采用现场实测。通常情况下，主要根据土质情况确定如场实测。通常情况下，主要根据土质情况确定如何考虑水压力的问题。何考虑水压力的问题。 水压力的计算方法有：水压力的计算方法有：水压力的计算方法有：水压力的计算方法有： 按按静水压力计算的方法静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力、按渗流计算确定水压力分布的方法等。分布的方法等。3838 4.1.3 4.1.3 支护结构的主要荷载支护结构的主要荷载支护结构的主要荷载支护结构的主要荷载支护结构的主要荷载支护结构的主要荷载支护

16、结构的主要荷载支护结构的主要荷载是地层中是地层中水土的水平压水土的水平压力力，水土压力是由定值的竖向水土压力按照，水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上。一定规律转化为水平压力作用于支护结构上。 支护结构荷载与上部结构荷载的根本区支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关，还与土的别在于它不是仅与土的重量有关，还与土的强度、变形特性和渗透性有关，具有很大的强度、变形特性和渗透性有关，具有很大的不确定性。不确定性。 3939 根据土层类型，水平荷载计算分为水土分算和水土合算。 (1)水土分算 水土分算是分别计算土压力和水压力，以两者之和为总的

17、侧压力。水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况，一般适用于碎石土和砂土碎石土和砂土，地下水在土颗粒间容易流动，重力水在土颗粒中产生孔隙水压力。 水位以下的土的重度应采用浮重度土的重度应采用浮重度，土的抗剪土的抗剪强度指标宜取有效抗剪强度指标强度指标宜取有效抗剪强度指标。 4040(2)水土合算 是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象，适用于不透水和弱透水的粘土、粉质粘土和粉土粘土、粉质粘土和粉土。通过现场测试资料的分析，粘性土中实测的水压力往往达不到静水压力值，可认为土孔隙中的水主要是结合水，不是自由的重力水，因此它不易自由流动而不单独考虑静水压力。 计算时采用土的饱

18、和重度和总应力抗剪强度土的饱和重度和总应力抗剪强度指标指标计算水平压力。41414.2深基坑支护设计计算n n深基坑支护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的深基坑支护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力，并将此压力传到支撑或土锚，土压力和水压力，并将此压力传到支撑或土锚，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。n n4.2.14.2.1板桩墙的设计计算板桩墙的设计计算 板桩挡墙系由钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土板桩、板桩挡墙系由钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土板桩、主桩横挡板等组成竖直墙体，支挡基坑四周的土主桩横挡板等组成竖直墙体，支挡基坑四周的土水等荷载，并起到一定的

19、防渗作用，是维持基坑水等荷载，并起到一定的防渗作用，是维持基坑稳定的临时结构物。稳定的临时结构物。4242n n4.2.1.14.2.1.1无支撑板桩计算无支撑板桩计算4343对左图由：对左图由：可得：可得：4444n n通过试算求出，通过试算求出，t t值无支撑值无支撑( (锚拉锚拉) )板桩实际插入板桩实际插入深度为深度为(1.10(1.101.20)t1.20)t，即桩长应为，即桩长应为L=h+(1.101.20)tL=h+(1.101.20)t。n n根据已确定的外荷载，求出危险断面的最大弯矩根据已确定的外荷载，求出危险断面的最大弯矩MmaxMmax，并算出板桩断面模量，并算出板桩断面

20、模量WW，确定横截面积。，确定横截面积。n n较浅的基坑，板桩可以不加支撑，而仅依靠人土较浅的基坑，板桩可以不加支撑，而仅依靠人土部分的土压力来维持板桩的稳定。但基坑开挖较部分的土压力来维持板桩的稳定。但基坑开挖较探时，则需根据开挖深度、板桩的材料和施工要探时，则需根据开挖深度、板桩的材料和施工要求，设置一道或几道支撑，当基坑特别宽大或者求，设置一道或几道支撑，当基坑特别宽大或者基坑内不允许被水平横撑阻拦时，可采用拉锚代基坑内不允许被水平横撑阻拦时，可采用拉锚代替支撑。替支撑。45454.2.1.2单支撑板桩计算46464747n n根据求得的入土深度根据求得的入土深度t t和支撑反力只和支撑

21、反力只RaRa，可计算并，可计算并绘出板桩内力图，依此求得剪力为零的点，该点绘出板桩内力图，依此求得剪力为零的点，该点截面处的弯矩即为板桩最大弯矩截面处的弯矩即为板桩最大弯矩MMmaxmax，据此最大，据此最大弯矩选择板桩截面。弯矩选择板桩截面。n n由于由于EaEa，EpEp均为均为t t的函数，所以先要假定的函数，所以先要假定t t值，然值，然后按式后按式(4(414)14)进行试算。板桩入土深度主要取进行试算。板桩入土深度主要取决于桩前被动土压力，而被动土压力只有当土体决于桩前被动土压力，而被动土压力只有当土体出现较大变形时才会产生，因此计算时，被动土出现较大变形时才会产生，因此计算时，

22、被动土压力只取其一部分，安全系数多取为压力只取其一部分，安全系数多取为2 24848(2)(2)单支撑单支撑( (锚拉锚拉) )深埋板桩计算深埋板桩计算( (等值梁法等值梁法) )单支撑(锚拉)深埋板桩，将其视为上端简支、下端固定支承，变形曲线有一反弯点，认为该点弯矩值为零，于是可把挡土结构划分为两段假想梁，上部为简支梁，下部为一次超静定结构，其考矩图保持不变(见图4.8)，ac粱即为ab粱上ac段的等值梁。为简化计算，常用土压力等于零点的位置代替反弯点位置其计算步骤如下； 反弯点反弯点（土压力（土压力0 0）4949计算作用于板桩上的土压力强度，并绘出土压力分计算作用于板桩上的土压力强度，并

23、绘出土压力分布图计算土压力强度时，应考虑板桩墙与土间的布图计算土压力强度时，应考虑板桩墙与土间的摩擦作用，将板桩墙前和墙后的被动土压力分别乘摩擦作用，将板桩墙前和墙后的被动土压力分别乘以修正系数以修正系数( (为安全起见，对主动土压力用不折减）为安全起见，对主动土压力用不折减）见表见表4.24.2。5050计算板桩墙上土压力强度等于零的点离挖土面的距离计算板桩墙上土压力强度等于零的点离挖土面的距离y y，在，在y y处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力，即处板桩墙前的被动土压力等于板桩墙后的主动土压力，即被动土压力修正系数被动土压力修正系数被动土压力修正系数被动土压力修正系数 反弯点

24、反弯点（土压力（土压力0 0）51515252n n 用等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际计算时用等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际计算时常将最大弯矩予以折减，折减系数据经验为常将最大弯矩予以折减，折减系数据经验为0.60.8 0.60.8 之间，一般取为之间，一般取为0.740.74。5353地面均载引起土压力强度地面均载引起土压力强度基底土压力强度基底土压力强度5454ODOD段段ADAD段段5555三角分布三角分布均布均布x56564.2.1.3 4.2.1.3 多支撑多支撑( (锚拉锚拉) )板桩计算板桩计算 支撑支撑( (锚杆锚杆) )层数和间距的布置，影响板桩、横撑、围檩层数和间距

25、的布置，影响板桩、横撑、围檩的截面尺寸和支护结构的材料用量，可采用以下布置：的截面尺寸和支护结构的材料用量，可采用以下布置：(1)(1)等弯矩布置等弯矩布置将支撑布置成使板桩各跨的最大弯矩相等，充分发挥板桩将支撑布置成使板桩各跨的最大弯矩相等，充分发挥板桩的抗弯强度，可使板桩材料用量最省。其计算步骤为：的抗弯强度，可使板桩材料用量最省。其计算步骤为：根据工程的实际情况，估选一种型号的板桩，计算其截根据工程的实际情况，估选一种型号的板桩，计算其截面模量面模量WW，根据其允许抵抗弯矩，计算板桩悬臂部分的最大允许跨根据其允许抵抗弯矩，计算板桩悬臂部分的最大允许跨度度h h：即：即5757计算板桩下部

26、各层支撑的计算板桩下部各层支撑的跨度跨度( (即支撑的间距即支撑的间距) )，把，把板桩视作一个承受三角形板桩视作一个承受三角形荷载的连续梁，各支点近荷载的连续梁，各支点近似地假定为不转动，即把似地假定为不转动，即把每跨看作两端固定，可按每跨看作两端固定，可按一般力学原理计算各支点一般力学原理计算各支点最大弯矩都等于最大弯矩都等于MmaxMmax时时各跨的跨度，如图各跨的跨度，如图4.104.10如果算出的支撑层数过多如果算出的支撑层数过多或过少，可重新选择板桩或过少，可重新选择板桩型号，按以上步骤进行。型号，按以上步骤进行。5858(2)(2)等反力布置等反力布置 这种布置是使各层围檩和这种

27、布置是使各层围檩和横撑所受的力都相等，使横撑所受的力都相等，使支撑系统筒化计算支撑支撑系统筒化计算支撑的间距时，把板桩视作承的间距时，把板桩视作承受三角形荷载的连续梁，受三角形荷载的连续梁，解之即得到各跨的跨度，解之即得到各跨的跨度，如图如图4 41111这样，除顶这样，除顶部支撑压力为部支撑压力为0.15p0.15p外，外，其他支撑承受的压力均为其他支撑承受的压力均为p p。59596060(1)(1)绘出土压力分布图；绘出土压力分布图；(2)(2)计算板桩墙上土压力强度等于计算板桩墙上土压力强度等于零点离挖土面的距离零点离挖土面的距离y y值；值； (3)(3)按多跨连续梁按多跨连续梁AF

28、AF，用力矩分配，用力矩分配法计算各支点和跨中的弯矩，从法计算各支点和跨中的弯矩，从中求出最大弯矩中求出最大弯矩MmaxMmax，以验算，以验算板桩截面，并可求各支点反力板桩截面，并可求各支点反力R RB B、R RC C、R RDD、R RF F，即作用在支撑上，即作用在支撑上的荷载的荷载(4)(4)根据根据R RF F和墙前被动土压力对板和墙前被动土压力对板桩底端桩底端OO的力矩相等原理，可求的力矩相等原理，可求得得X X值，而值，而t to o=y+xy+x，人土深度，人土深度为为t=(1.1t=(1.11.2)t1.2)to o。61614.2.2 地下连续墙的设计计算地下连续墙在欧美

29、国家称为”混凝土地下墙“或”泥浆墙“，日本称”地下连续壁“或”连续地中壁“。我国最早应用是1980年广州白天鹅宾馆，现已较普遍。在我国施工深度已超过80m，厚1.4m。地下连续墙是通过专用的挖（冲）槽设备，沿着地下建筑物地下连续墙是通过专用的挖（冲）槽设备，沿着地下建筑物或构筑物的周边。按预定位置开挖出或冲钻出具有一定宽度或构筑物的周边。按预定位置开挖出或冲钻出具有一定宽度和深度的沟槽，用泥浆护壁，并在槽内设置具有一定刚度的和深度的沟槽，用泥浆护壁，并在槽内设置具有一定刚度的钢筋笼结构，然后用导管浇筑水下混凝土，分段施工，用特钢筋笼结构，然后用导管浇筑水下混凝土，分段施工，用特殊方法接头，使之

30、联成地下连续的钢筋混凝土墙体。殊方法接头，使之联成地下连续的钢筋混凝土墙体。6262n n地下连续墙的施工工艺 6363n n1.筑导墙n n导墙的作用是挖槽导向、防止槽段上口塌方、存蓄泥浆和作为测量的基准。深度一般12m，顶面高出施工地面，防止地面水流入槽段。 6464n n2.挖槽 n n目前我国常用的挖槽设备为导杆抓斗（图224）和多头钻成槽机（图225）。 6565n n3清槽n n清槽的方法有沉淀法和置换法两种。n n 6666n n4钢筋笼吊放n n钢筋笼的起吊应用横吊梁或吊架。吊点布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋笼变形。 n n5.接头施工 n n地下连续墙混凝土浇筑时，连接两

31、相邻单元槽段之间地下连续墙的施工接头，最常用是接头管方式。 67676868地下连续墙施工动画地下连续墙施工动画69694.2.3支护结构稳定计算（1 1）基底的隆起验算）基底的隆起验算地基稳定验算法地基稳定验算法7070地基强度验算法地基强度验算法7171（2 2）基底抗管涌验算）基底抗管涌验算动水压力动水压力动水压力动水压力有效重度有效重度有效重度有效重度72724.3深基坑开挖n n基坑开挖工程施工组织设计内容包括：基坑开挖工程施工组织设计内容包括： 开挖机械的选定，开挖程序，机械和运输车辆行开挖机械的选定，开挖程序，机械和运输车辆行驶路线，地面和坑内排水措施，冬季、雨季、汛驶路线，地面

32、和坑内排水措施，冬季、雨季、汛期施工措施等期施工措施等无支护放坡开挖基坑无支护放坡开挖基坑无支护放坡开挖基坑无支护放坡开挖基坑有支护开挖基坑有支护开挖基坑有支护开挖基坑有支护开挖基坑基坑的开挖基坑的开挖基坑的开挖基坑的开挖7373n n中心岛法中心岛法 对于开挖面积较大，基坑支撑作业较复杂、困难，施工场对于开挖面积较大，基坑支撑作业较复杂、困难，施工场地紧张的基坑，可将基坑中间先开挖，基坑支护结构内侧地紧张的基坑，可将基坑中间先开挖，基坑支护结构内侧先留土堤，待部分主体工程施工后，将斜撑支在主体工程先留土堤，待部分主体工程施工后，将斜撑支在主体工程结构上，开挖靠近支护结构内侧土体这就是结构上，

33、开挖靠近支护结构内侧土体这就是“ “中心岛中心岛” ”开挖法开挖法n n逆作法逆作法 对于深度很大的多层地下室基坑开挖，可先施工地下连续对于深度很大的多层地下室基坑开挖，可先施工地下连续墙作为地下室的边墙或基坑的支护结构，同时在建筑物内墙作为地下室的边墙或基坑的支护结构，同时在建筑物内部的有关位置浇筑或打下中间支承柱，然后向下开挖至第部的有关位置浇筑或打下中间支承柱，然后向下开挖至第一层地下室底面标高，并浇筑该层粱板楼面工程和该层内一层地下室底面标高，并浇筑该层粱板楼面工程和该层内的柱子或墙板结构，则成为地下连续墙的支撑。然后逐层的柱子或墙板结构，则成为地下连续墙的支撑。然后逐层向下开挖并浇筑

34、地下室；与此同时向上逐层进行地面以上向下开挖并浇筑地下室；与此同时向上逐层进行地面以上各层结构的施工，直到工程结束这种开挖施工方式称之各层结构的施工，直到工程结束这种开挖施工方式称之为为“ “逆作法逆作法” ”747475757676主要作用：主要作用：主要作用：主要作用： 降低地下水位、减少渗透力的作用，避免流沙、管涌等渗透变形；降低地下水位、减少渗透力的作用，避免流沙、管涌等渗透变形；降低地下水位、减少渗透力的作用，避免流沙、管涌等渗透变形；降低地下水位、减少渗透力的作用，避免流沙、管涌等渗透变形； 减少侧压力，增强挖掘边坡的稳定性；减少侧压力，增强挖掘边坡的稳定性；减少侧压力，增强挖掘边

35、坡的稳定性；减少侧压力，增强挖掘边坡的稳定性； 有利于边坡的支护和施工；有利于边坡的支护和施工；有利于边坡的支护和施工；有利于边坡的支护和施工； 防止基坑底隆起与破坏，加速地基土的固结；防止基坑底隆起与破坏，加速地基土的固结；防止基坑底隆起与破坏，加速地基土的固结；防止基坑底隆起与破坏，加速地基土的固结； 有利于提高工程质量和施工安全。有利于提高工程质量和施工安全。有利于提高工程质量和施工安全。有利于提高工程质量和施工安全。降水方法：降水方法：降水方法：降水方法： 轻型井点降水轻型井点降水轻型井点降水轻型井点降水喷射井点降水喷射井点降水喷射井点降水喷射井点降水 电渗井点降水电渗井点降水电渗井点

36、降水电渗井点降水 管井降水管井降水管井降水管井降水 深井泵深井泵4.4深基坑排水深基坑排水77771) 1) 轻型井点降水轻型井点降水 这种降水方法的布置参见图。该法广泛用于降水深度较小这种降水方法的布置参见图。该法广泛用于降水深度较小的基坑开挖。井点管中的水通过真空泵吸至集水箱，再用的基坑开挖。井点管中的水通过真空泵吸至集水箱，再用水泵排出，故降水深度一般在水泵排出，故降水深度一般在36m36m范围。范围。 78782) 2) 喷射井点降水喷射井点降水 该法用于弱透水层中降该法用于弱透水层中降水深度较大的降水工程，水深度较大的降水工程，其井点管分内外两管。其井点管分内外两管。工作原理为，高压

37、水泵工作原理为，高压水泵将压力工作水经过水总将压力工作水经过水总管压入内外管间形形真管压入内外管间形形真空，再自下向上经喷嘴空，再自下向上经喷嘴使水流速度加快，一般使水流速度加快，一般可达可达30m/s30m/s，从而产，从而产生负压，卷吸地下水一生负压，卷吸地下水一起沿内管上升，这样达起沿内管上升，这样达到深层降水的目的。到深层降水的目的。 79793) 3) 电渗井点降水电渗井点降水 对于渗透系数小于对于渗透系数小于0.1m/d0.1m/d的饱和粘土，的饱和粘土，尤其是在淤泥质粘土尤其是在淤泥质粘土中，采用其他方法降中，采用其他方法降水往往效果很差，这水往往效果很差，这时应该施加直流电压时

38、应该施加直流电压于地基土，利用电渗于地基土，利用电渗原理和电泳特性，配原理和电泳特性，配合轻型井点或喷射井合轻型井点或喷射井点，促使地下水流动、点，促使地下水流动、排出。排出。 80804) 4) 管井深井降水管井深井降水 管井法是围绕基坑每隔管井法是围绕基坑每隔1030m1030m设置一个管设置一个管井，可采用直径大于井，可采用直径大于200mm200mm的钢管、铸铁的钢管、铸铁管、水泥管（包括水泥管、水泥管（包括水泥砾石滤水管）或塑料管砾石滤水管）或塑料管制作，其下部为过滤段，制作，其下部为过滤段，见图（见图（2929）。每个管）。每个管井采用一台水泵（离心井采用一台水泵（离心泵或潜水泵）

39、抽水。降泵或潜水泵）抽水。降水深度从小于水深度从小于10m10m（安装于顶管的离心泵）（安装于顶管的离心泵）到大于到大于100m100m。当降水。当降水深度大时，可采用深井深度大时，可采用深井泵，单井抽水量从泵，单井抽水量从10m3/d10m3/d到大于到大于1000 1000 m3/dm3/d。8181基坑工程实例基坑工程实例1甘露园三期工程基坑排桩锚索支护甘露园三期工程基坑排桩锚索支护8282一、一、工程概述工程概述8383 北京甘露园小区位于北京市朝阳区，南侧为朝阳北京甘露园小区位于北京市朝阳区，南侧为朝阳路，东侧为十里堡中路，甘露园三期工程位于小区中路，东侧为十里堡中路，甘露园三期工程

40、位于小区中部西侧，地上为部西侧，地上为3 3层幼儿园、附属用房和其它层幼儿园、附属用房和其它1 1、2 2层层建筑，地下为建筑，地下为2 2层车库。由北京华森房地产开发有限层车库。由北京华森房地产开发有限公司开发，三期工程由北京博宇弘城建筑设计有限公公司开发，三期工程由北京博宇弘城建筑设计有限公司设计。司设计。 本工程北侧紧邻小区主要道路，且坑壁距离电本工程北侧紧邻小区主要道路，且坑壁距离电缆沟仅为缆沟仅为0.70m1.00m0.70m1.00m，南侧距坑边南侧距坑边4.0m4.0m有一平有一平房，东侧和南侧东段未要求处理。施工图房，东侧和南侧东段未要求处理。施工图0.000.00相相当于绝对

41、标高当于绝对标高34.50m34.50m。地下车库基底埋深标高按地下车库基底埋深标高按 8.25m8.25m考虑。考虑。 8484设计要求和技术文件 设计要求对三期工程北侧不考虑降水进行基坑支护，而西侧和南侧西段可以考虑降水支护。技术文件如下：甘露园二期住宅小区岩土工程勘察报告(中兵勘察设计研究院，2002年4月)。甘露园住宅小区二期工程区施工图(北京博宇弘城建筑设计有限公司，2003年6月)85851 1 1 1、地形地貌、地形地貌、地形地貌、地形地貌场地地貌位置属永定河冲洪积扇的中下部，拟建场区场地地貌位置属永定河冲洪积扇的中下部，拟建场区地形基本平坦，地面绝对标高在地形基本平坦，地面绝对

42、标高在32.86m32.86m34.43m34.43m之间。表之间。表层为人工填土，其下为一般第四纪沉积层。层为人工填土，其下为一般第四纪沉积层。 2 2 2 2、地层分布、地层分布、地层分布、地层分布根据根据甘露园二期住宅小区岩土工程勘察报告甘露园二期住宅小区岩土工程勘察报告土层土层自上而下分别为：填土、粉质粘土、粘质粉土自上而下分别为：填土、粉质粘土、粘质粉土 砂质粉土、砂质粉土、粉质粘土、粉细砂、砂质粉土粉质粘土、粉细砂、砂质粉土 粘质粉土、粘土、细中砂粘质粉土、粘土、细中砂等。等。二、二、工程地质条件工程地质条件8686878788883 3 3 3、地下水状况、地下水状况、地下水状况

43、、地下水状况 本场地勘察实测地下水情况为：本场地勘察实测地下水情况为： 第第 一一 层层 为为 上上 层层 滞滞 水水 ， 水水 位位 标标 高高 26.7332.50m(26.7332.50m(埋埋 深深0.76.5m)0.76.5m)。 第第 二二 层层 为为 潜潜 水水 ， 水水 位位 标标 高高 23.1523.49m(23.1523.49m(埋埋 深深9.9510.60m)9.9510.60m)。89891 1、基坑降水、基坑降水、基坑降水、基坑降水本工程基坑降水方案为采用大口径井管降水，仅在西本工程基坑降水方案为采用大口径井管降水，仅在西侧、南侧坑边和坑内设置降水井，口径为侧、南侧

44、坑边和坑内设置降水井，口径为600mm600mm，间间距为距为8.0m8.0m左右，孔深左右，孔深14.0 m ;14.0 m ;降水井离基坑顶边为降水井离基坑顶边为1.2m(1.2m(局部可以调整局部可以调整),),降水井设计为降水井设计为2121口。详见甘露园三口。详见甘露园三期工程基坑降水支护平面布置图。期工程基坑降水支护平面布置图。 三、技术方案三、技术方案平面图9090 本工程基坑支护分为北侧、西侧和南侧两种不同结构形式。基坑周边堆载北侧考虑15kPa，西侧和南侧均考虑10kPa，离基坑边缘距离1.0m。北侧北侧基坑采用排桩+锚索+旋喷止水体支护；西侧西侧采用土钉墙结构，土钉墙按1:

45、0.2放坡；南侧南侧采用排桩+锚索 91912 2、北侧基坑支护、北侧基坑支护、北侧基坑支护、北侧基坑支护采用排桩采用排桩采用排桩采用排桩+ + + +锚索锚索锚索锚索+ + + +旋喷止水体复合支护结构形式。旋喷止水体复合支护结构形式。旋喷止水体复合支护结构形式。旋喷止水体复合支护结构形式。排排桩桩：桩桩径径采采用用600mm600mm，桩桩长长采采用用8.0m8.0m，水水平平间间距距为为1200mm1200mm，桩桩身身混混凝凝土土强强度度等等级级为为C25C25。桩桩身身主主筋筋采采用用12221222，箍筋采用箍筋采用82008200，加劲箍筋采用加劲箍筋采用162000162000

46、。冠冠梁梁：采采用用梯梯形形断断面面( (上上下下底底分分别别为为380 380 和和500 500 mmmm高高为为400mm)400mm)，主主筋筋采采用用818818，在在护护坡坡桩桩之之间间加加设设82008200的的箍筋，凝土强度等级为箍筋，凝土强度等级为C25C25。护坡桩以上采用网喷护面。护坡桩以上采用网喷护面。锚锚索索：孔孔径径采采用用180mm180mm，长长度度均均为为11.5m11.5m，水水平平间间距距为为2400mm2400mm，采采用用压压力力灌灌浆浆。主主筋筋采采用用3s12(1860MPa)3s12(1860MPa)钢钢绞绞线，单根预应力锚索设计值为线，单根预应

47、力锚索设计值为250kN250kN，锁定荷载为锁定荷载为125kN125kN。 旋喷止水体：深度为进入基底以下粉质粘土层旋喷止水体：深度为进入基底以下粉质粘土层0.8m0.8m，水平水平间距为间距为1200mm1200mm，重叠补插于排桩之间，与排桩形成完整的防重叠补插于排桩之间，与排桩形成完整的防水帷幕体系。水帷幕体系。 平面图9292939394949595969697973 3、西侧土钉墙支护、西侧土钉墙支护、西侧土钉墙支护、西侧土钉墙支护 西西侧侧土土钉钉墙墙支支护护结结构构布布设设土土钉钉为为5 5层层，水水平平间间距距均均为为1.5m1.5m，垂垂直直间间距距均均为为1.4m1.4

48、m，设设计计参参数数如如表表3 3。混混凝凝土土面面层层厚厚 度度 为为 80100mm80100mm， 强强 度度 等等 级级 为为 C20 C20 , ,钢钢 筋筋 网网 片片 为为62002006200200。平面图989899991001001011014 4、南侧基坑支护、南侧基坑支护、南侧基坑支护、南侧基坑支护采用排桩采用排桩采用排桩采用排桩+ + + +锚索复合支护结构形式。锚索复合支护结构形式。锚索复合支护结构形式。锚索复合支护结构形式。 排排桩桩：桩桩径径采采用用600mm600mm，桩桩长长采采用用10.75m10.75m，水水平平间间距距为为1200mm1200mm，桩桩

49、身身混混凝凝土土强强度度等等级级为为C25C25。桩桩身身主主筋筋采采用用12221222，箍筋采用箍筋采用82008200，加劲箍筋采用加劲箍筋采用162000162000。 冠冠梁梁：采采用用矩矩形形断断面面( (宽宽600 600 mmmm高高为为400mm)400mm)，主主筋筋采采用用818818，在在护护坡坡桩桩之之间间加加设设82508250的的箍箍筋筋，凝凝土土强强度度等等级级为为C25C25。 锚索：孔径采用锚索：孔径采用180mm180mm，长度为长度为13.5m13.5m，水平间距为水平间距为2400mm2400mm，采用压力灌浆。主筋采用采用压力灌浆。主筋采用4s12(

50、1860MPa)4s12(1860MPa)钢绞钢绞线，单根预应力锚索设计值为线，单根预应力锚索设计值为350kN350kN，锁定荷载为锁定荷载为180kN180kN。腰梁采用两根腰梁采用两根1818号工字钢。号工字钢。 平面图1021021031031041041051051061061071071081081091091101101111111121121131131 1、流程、流程、流程、流程四、四、施工要点施工要点1141141151152、各分项工程的施工工艺、各分项工程的施工工艺略116116监测技术方案如下：监测技术方案如下：1 1、观观测测点点的的布布置置：在在基基坑坑坡坡顶顶上

51、上每每隔隔20m20m布布置置一一个个点点观测坡顶变形。观测坡顶变形。2 2、观测精度要求：、观测精度要求： 满足国家三级水准测量精度要求：满足国家三级水准测量精度要求： 水平误差控制水平误差控制6.00mm6.00mm； 垂直误差控制垂直误差控制0.5mm0.5mm。3 3、观测时间的确定：、观测时间的确定： 基坑开挖每一步都应作基坑作变形观测；基坑开挖每一步都应作基坑作变形观测； 观观测测时时间间间间隔隔每每两两天天一一次次, , 必必要要时时连连续续观观测测, , 基基坑坑开开挖挖完完7 7天天后后, , 可可由由每每两两天天一一次次到到4 4天天一一次次, , 1515天天后后每每周周

52、观观测测一次。一次。五、五、监测技术监测技术1171174 4、场地查勘与记录：、场地查勘与记录： 施工前对原场地进行全面调施工前对原场地进行全面调查查, , 查清有无原始裂缝和异常并作记录查清有无原始裂缝和异常并作记录, , 照相存档；照相存档；每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲每次观测结果详细记入汇总表并绘制沉降与位移曲线。线。 对于深大基坑或安全等级较高的基坑，需对于深大基坑或安全等级较高的基坑，需要对地层深部位移（变形）进行监测，如垂要对地层深部位移（变形）进行监测，如垂直测斜仪和水平测斜仪。直测斜仪和水平测斜仪。118118六、整体稳定性验算六、整体稳定性验算119119120120121121122122123123124124