基坑工程施工要點

1、研究生課程基坑工程總論 深基坑工程2001年12月25日第十一課1基坑工程施工要點2目標有效控制變形，防險情于萌芽狀態(tài)，不允許出現(xiàn)急救搶險的情況 3地質(zhì)條件45圍護結構施工-地下連續(xù)墻6槽壁坍塌不利的地質(zhì)條件：砂質(zhì)地層，不穩(wěn)定地層等超載施工中的泥漿配比等等78910防止措施減小槽幅長度加固槽壁土體抬高泥漿液面或降水以加大墻槽內(nèi)外的液面高差提高泥漿比重盡量縮短成槽到砼澆灌的時間在保護對象和墻槽之間設置隔離樁 11拱形槽壁12地下墻的施工質(zhì)量開挖過程中應嚴防由于流砂沖破地下墻中存在的缺陷，而引起大量地面沉陷和地下墻支護結構失穩(wěn)等災害性事故。 13工程實例淮海路某深基坑地下連續(xù)墻施工出現(xiàn)嚴重質(zhì)量問題

2、，大面積露筋、嚴重開叉等，引起周圍環(huán)境保護難度的增加。1415工程實例某基坑深10m，支護結構為深20m的地下連線墻?；娱_挖后，發(fā)現(xiàn)33幅地下連續(xù)墻中有28幅發(fā)生槽壁倒塌，11幅深度不到位，最淺的僅11m，23幅有嚴重蜂窩，露筋等，造成6處漏水，致使相鄰建筑發(fā)生不均勻沉降。 16工程實例某基坑深11.5m，采用21m深的地下連續(xù)墻支護，在9m深處墻體有250400mm的空洞，伴有大量泥水涌出；另有墻體嚴重突出，最大達2m，到處漏筋和出現(xiàn)孔洞，使墻體到處滲漏，相鄰建筑發(fā)生傾斜。17基坑擋墻的封堵-工程實例 上海地鐵二號線某車站4出入口基坑。深約10m，坑周圍保護建筑與基坑擋墻凈距僅2m。因存在

3、地下障礙物而無法施工地下連續(xù)墻，因此在該局部采用樹根樁作為圍護結構，并在樁間注漿以防水土流失。但是注漿不能保證完全密封，仍有水土流失的危險，所以決定在該局部土體按1m一層開挖，每層挖至樹根樁暴露后就立即用鋼板密封，并用細石混凝土填實鋼板和樹根樁之間的空隙。挖至7m以下后，雖兩次出現(xiàn)漏水漏泥現(xiàn)象，均用混凝土或化學漿液在密封鋼板后堵住，使鄰近保護建筑未因水土流失受到更大的有害影響。 18基坑擋墻的封堵-工程實例19地下連續(xù)墻的滲漏點封堵20基坑內(nèi)地基加固21加固的實質(zhì)先破壞，后加固22 擠密擴展階段23一次劈裂流動階段24粉砂夾層中滲透擴散階段的凝固漿液25注意事項由于水泥土或注漿加固需養(yǎng)護一段時

4、間后才能達到設計強度，因此該類加固施工應盡早安排。在工期緊迫時，可摻加適量早強劑以縮短齡期 由基坑轉(zhuǎn)角處的斜撐產(chǎn)生的平行墻面的分力可能會引起擋墻轉(zhuǎn)角處外側土體產(chǎn)生較大抗力，為防止轉(zhuǎn)角結構轉(zhuǎn)動，應在轉(zhuǎn)角處抗力較大的被動區(qū)進行可靠加固 26基坑轉(zhuǎn)角處的加固27注意事項土體加固是一項隱蔽工程，應在基坑開挖前檢測加固效果。檢測方法可根據(jù)加固土體強度的大小，選用取芯試驗、靜力觸探試驗、輕便觸探試驗、標準觸探試驗等，檢測數(shù)量宜保證每百平方米測兩孔 通常在水泥攪拌樁、旋噴樁、注漿等施工時會由于擠土效應而出現(xiàn)鄰近管線、建筑物先隆起后下沉的現(xiàn)象，因此在靠近保護對象施工時應特別注意監(jiān)護工作。對于保護等級達到一級或

5、二級的基坑，加固施工期間的地層移動是不可忽略的。28解決加固擠土的方法選擇對周圍環(huán)境影響較小的加固施工工藝，如SMW工藝的水泥土加固在施工中要通過地面變形的跟蹤監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)整和優(yōu)化以下施工參數(shù)：單位深度漿液量注漿管提升速度摻入適量速凝劑注漿壓力等29地基加固的主要形式（剖面圖）30開挖深度H=17m，流塑粘土加少量薄砂層，無加固，擋墻最大位移220mm，達13H開挖深度H=17m，流塑粘土加少量薄砂層，降水加固，擋墻最大位移140mm，達8H開挖深度H=14.7m，降水加固，流塑粘土砂性土互層，擋墻最大位移50mm，達3H開挖深度H=15m，雙液分層注漿抽條加固，擋墻最大位移35mm，達2H開

6、挖深度H=12m，局部旋噴加固，擋墻最大位移22mm，達2H開挖深度H=10m，局部SMW工法水泥土加固，擋墻最大位移9mm，達1H不同加固條件下的基坑擋墻水平位移 基坑擋墻水平位移的大小取決于支護結構條件、施工參數(shù)、被動區(qū)抗力、主動區(qū)土壓力（包括地面超載）等等。其中，不同的被動區(qū)加固條件對控制擋墻位移的效果是不同的。31加固體的位置32幾個需注意的問題各種地基加固形式的適用范圍各種加固形式的效果各種加固形式的定量評價方法基坑內(nèi)攪拌樁加固與圍護結構的銜接33降水1、流塑及軟塑粘土，夾薄層粉砂，其滲透系數(shù)kv=10-5cm/sec10-7cm/sec，kh10-5cm/sec2、砂性土34攪拌樁

7、 在攪拌樁和擋墻之間有注漿或者旋噴加固適用土層為流塑或軟塑性粘性土 工程樁總斷面積占基坑總面積的5%-10%35注漿加固 對于單液和雙液注漿都適用流塑或軟塑性粘性土砂性土（優(yōu)先考慮降水） 36分層注漿抽條加固 對于單液和雙液注漿都適用流塑或軟塑性粘性土砂性土（優(yōu)先考慮降水）37旋噴法加固 38雙液分層注漿的加固效果雙液分層注漿的加固效果與注漿點的間距、擴散半徑、注漿體積比、拔管速度、注漿流量和養(yǎng)護時間等因素有關。 1、振動插管雙液注漿一般當：d=1.2m，r=0.7m，Ps=1.5MPa ；當d減至0.8m時， Ps= 2.0MPa2、雙液袖閥管注漿一般注漿一周以后， Ps= 1.2MPa3、

8、單漿袖閥管注漿一般注漿約2個月后， Ps= 0.7MPa39降水、排水40基坑內(nèi)井點降水夾薄層粉砂（Kh10-5cm/sec）的粘性土層，在降水3周后，土體抗剪強度增加3050%，含水量減少30%。 41降水必然會形成降水漏斗，從而造成對周圍環(huán)境的影響，因此要結合地下水位和周圍環(huán)境監(jiān)測，合理使用井點降水。在鄰近保護對象附近一定要形成封閉的隔水帷幕后才能開始降水。 42坑內(nèi)預先降水并出現(xiàn)坑內(nèi)外水頭差后，基坑內(nèi)的擋墻土壓力會小于外側壓力，由此引發(fā)坑內(nèi)土體的側向固結，表現(xiàn)為擋墻向基坑內(nèi)移動和坑外沉降，這在降水持續(xù)時間長、坑外建筑物超載大時尤為明顯。 預先降水引起地下墻及周圍地層位移實例:地鐵二號線世

9、紀公園車站地鐵二號線河南路車站在降水期間，隨時注意抽出的地下水是否渾濁，防止抽水帶走土層中的細顆粒。 43地鐵二號線世紀公園車站44地鐵二號線世紀公園車站4546河南路車站降水引起的位移 地鐵二號線河南路車站4#出入口（157#地塊），緊靠該基坑的東海商都的地面超載為7t/m2，基坑開挖前降水近5個月，東海商都沉降約78mm 47157#地塊基坑施工期間東海商都沉降48降水期間應按設計要求布置水位觀測孔，對基坑內(nèi)外的地下水位變化及鄰近的建（構）筑物、地下管線的沉降進行監(jiān)控，當建（構）筑物、地下管線的變形速率或變形量超過警戒值時，可用回灌水法或隔水法來控制降水對周圍環(huán)境的有害影響。對一級基坑，應

10、在降水期間監(jiān)測由于土體固結所引起的基坑擋墻向坑內(nèi)的位移及相應的坑外地面沉降，必要時可根據(jù)監(jiān)測反饋資料沿擋墻內(nèi)側進行適量的雙液注漿，以控制擋墻向基坑內(nèi)的移動。 49回灌延安東路隧道工程盾構進2#工作井時，在鄰近工廠建筑物邊線外10m設噴射井點，而在建筑邊線外2m處設一排1.5m間距的回灌水管，用水泵加壓灌水，并在距建筑邊線外4m處打設水泥攪拌樁止水帷幕，最終達到了預期的保護效果 50回灌在采用回灌措施保護周圍環(huán)境時要注意：回灌井點的濾管長度應大于抽水井點的長度（通常大22.5m）；回灌必須使用清潔水；回灌設備應經(jīng)常檢查，防止堵塞；在回灌井點的保護范圍內(nèi)應設置水位觀測孔，根據(jù)水位變化來調(diào)節(jié)回灌水量

11、。 51承壓水如果在基坑底以下的不透水層較薄，而且在不透水層下面具有較大水壓的滯水層或承壓水層，上覆土重不足以抵擋下部的水壓時，基底就會隆起破壞，墻體就會失穩(wěn)。在地下墻施工前必須查明地層情況，以及滯水層或承壓水層的水頭情況，驗算抵抗坑底隆起的穩(wěn)定性并采用相應的治理措施。驗算公式如下： 式中：承壓水上覆土重；承壓水頭壓力。 52承壓水535455降水、排水的幾個相關問題開挖期間坑內(nèi)降水與坑外地下水位的關系降水效果不佳的處理，舉例：東方路車站基坑排水、防地面水、雨水、基坑內(nèi)外舊的儲水體，舉例56坑內(nèi)長期積水不但影響開挖和場地清潔，更會引起坑內(nèi)被動區(qū)土體的軟化、降低被動抗力，從而導致基坑擋墻位移和坑

12、外地表沉降增大甚至引發(fā)基坑坍塌事故。因此，排水設施要能滿足雨天排除坑內(nèi)積水的需要，并嚴防坑外地面雨水徑流涌入基坑。若開挖前未查明并排除坑內(nèi)儲水體，開挖時會導致土坡被暗藏積水沖坍，乃至沖斷基坑橫向支撐，從而造成地下墻大幅度變形和地面大量沉陷的嚴重后果。57(a)原設計開挖支撐方案(b)優(yōu)化后的開挖支撐方案地鐵二號線東方路車站(通過調(diào)整開挖空間和時限來減少變形)58降水通常在地下結構及槽內(nèi)回填土方完成后停止，也可在地下結構施工過程中，槽內(nèi)回填土高度超過降水前地下水位標高后停止。在采用倒濾層作為抗浮措施的車站中，應在倒濾層發(fā)揮作用后停止降水。 59研究生課程基坑工程總論 深基坑工程2002年01月0

13、8日第十二課60開挖61施工步序和參數(shù)是對開挖順序每步開挖的空間尺寸、開挖時限、支撐時限、支撐預應力等各工序的定量施工管理指標，是控制基坑及其周圍環(huán)境變形的重要技術參數(shù) 實踐證明：合理選定和嚴格執(zhí)行施工參數(shù)，才能滿足設計所提出的變形控制要求，使得各工況下的變形預測值和實測值基本符合，確保整個基坑及其周圍環(huán)境的安全始終處于可控狀態(tài)62容易出現(xiàn)的問題超挖基坑邊開槽，挖墻腳63基坑縱向放坡在車站基坑開挖中保證縱向土坡穩(wěn)定是至關重要的，一旦土坡坍塌，就可能沖斷橫向支撐并導致基坑擋墻失穩(wěn)，釀成災害性事故。上海軟土地區(qū)曾多次發(fā)生放坡開挖的工程事故，分析原因大都是由于坡度過陡、雨季施工、排水不暢、坡腳擾動等

14、引起。因此開挖前一定要慎重確定放坡坡度，并在施工期間（特別是雨天）嚴密監(jiān)護，做好坡面的保護工作，必要時可事先在放坡處加固土體，嚴防土坡失穩(wěn)。 64放坡縱坡坡度：臨時放坡，長期放坡坡面處理放坡臺階應較均勻，不能局部太陡，如魯班路車站邊坡位移監(jiān)測65工程實例66原因分析：降雨，土體含水量增加，地下水位升高，土體強度降低，安全系數(shù)降低坡度太陡縱向土體滑坡沖跨支撐后基坑產(chǎn)生大塌方，形成重大工程事故，嚴重影響周圍環(huán)境67抗滑動安全系數(shù)的計算F1、F2、F3為浸潤線以下滑動土體上的總動水壓：Fi=wipA式中w為水容重，為作用在滑動土體上的平均滲流水力坡降，A為浸潤面下滑動土體面積。 68抗滑動安全系數(shù)與

15、內(nèi)摩擦角的關系考慮雨天期間的動水壓力和土體強度降低后，土坡的安全系數(shù)降低4050 69工程實例70降雨，河水滿溢裂縫滲透圍護結構沒有封閉71雨天的動水壓力和土體的強度降低后，安全系數(shù)可能降低4050%以上 在基坑開挖中還應注意在每一小段的土方開挖中，嚴禁挖成34m高的垂直土壁或陡坡，以免坍方傷人，并嚴防坍方而導致的橫向支撐失穩(wěn)。 72挖土邊坡處理73縱向放坡對坑外沉降的影響車站基坑縱向放坡較大處，往往是坑外地表縱向差異沉降較大處，土坡越緩，沉降曲線就越平緩。因此若在土坡附近有需保護的建筑或管線，應減緩該處坡度以減小管線彎曲和建筑物的差異沉降。 i為較陡的土坡坡度，R為土坡坡度為i時，鄰近建筑或

16、管道地基沉降曲線曲率半徑i1為較緩的土坡坡度，R1為土坡坡度為i1時，鄰近建筑或管道地基沉降曲線曲率半徑74支撐75鋼支撐螺栓的斷裂搶險時復加預應力（新、舊支撐的不同）溫差引起的支撐軸力損失，低溫時段復加7677787980鋼管對撐 81H型鋼井字撐 82支撐偏心受力8384858687第一道支撐的安裝888990坑底開挖、墊層、底板施工91坑底開挖接近坑底時一定要用人工挖土。挖土機不但無法平整坑底，還容易局部超挖應設集水坑以及時排除坑底積水。集水坑距基坑擋墻內(nèi)側應大于1/4基坑寬度。 集水坑的局部挖深對基坑穩(wěn)定和變形的影響施工中應注意將其不利影響降到最低程度坑底隆起測量。通常量測最下一道支撐

17、中部底面到基坑底面的高度，并且仔細繪出此高度隨時間變化的歷史曲線。用于確定為保證澆筑底板達到設計標高所需額外開挖的土方量以及基坑穩(wěn)定判斷。 92回彈量測示意圖 93基坑工程的受力特點是大面積卸荷。基坑暴露后及時鋪筑砼墊層對保護坑底土不受施工擾動、延緩應力松弛具有重要的作用，雨季施工時這種作用則更加明顯。若所用砼墊層的硬化時間無法滿足設計要求，可用提高砼標號或摻加早強劑的方法予以解決?；釉跐仓|層后變形仍會發(fā)展。因此應按設計規(guī)定時限完成底板澆筑。若基坑變形或變形速率過大，超過設計允許值，則可考慮用分塊澆筑的辦法來控制沉降。 94墊層的支撐作用墊層的施工要求：分塊、快速、速凝，形成支撐體系有倒梁

18、時，墊層起不到支撐的作用墊層澆搗的均勻、平直95環(huán)境保護技術后期專題介紹96基坑的整體穩(wěn)定979899100信息化施工101工程實例地鐵二號線某車站。挖至最下一層（-15.5m）時，從當天的監(jiān)測資料中發(fā)現(xiàn)一側地下墻一天中位移了2mm，最大位移達35mm。而此處擋墻外的建筑物基礎下的錨桿靜壓樁，其接頭為承插式接頭，可能因基坑擋墻位移引起樁身撓曲，導致接頭在偏心受壓的集中應力作用下破壞。在這種情況下將坑內(nèi)支撐下移1m，結果有效地控制了墻體位移，保證了建筑物樁基的安全。 102103工程實例上海地鐵二號線某車站東端頭井。挖深24m，鄰近正在運行的地鐵一號線隧道。為實時量測列車經(jīng)過時隧道振陷的情況，預

19、先在該段隧道內(nèi)埋設了電子遙測器。當遙測器顯示出列車經(jīng)過時的震陷速率為0.07mm/hr時，為控制隧道振陷保證列車正常運行，實施了水平注漿來控制長約30m的隧道的縱向變形，達到了預期目的。基坑封底后，在隧道內(nèi)進行垂直向雙液注漿，加固隧道軟弱下臥層，使隧道得以長期穩(wěn)定。 104振陷曲線 105隧道變形控制注漿 106地下管線的監(jiān)護通常應沿管線每6m布置一量測點，地下管線變形測量有間接法和直接法兩種：直接法就是將測點直接布置在管線上，而間接法則是將測點設在靠近管線底面的土體中。土體沉降常先于管線沉降而造成管線底面和土體脫空，這時應立即采用速凝的雙液注漿來填充空隙，以防止管線沉降。因此，為分析管道縱向

20、彎曲受力狀況和及時采用跟蹤注漿調(diào)整管線差異沉降，通常兩種測點都要布設。 107測點的埋設108跟蹤注漿跟蹤注漿應保證受沉降影響的管道每相鄰的三個節(jié)點均滿足以下要求,即可保證管線安全: A、B、C相鄰管節(jié)節(jié)點標高；管接口允許張開值；D管道直徑；L管節(jié)長度。109縱向沉降110工程實例上海地鐵一號線某車站基坑。長232.2m，寬22m，底板埋深15m，平行于車站縱向兩側有眾多管線，緊靠基坑的有：東側有500、700鑄鐵煤氣管各一根，距離端頭井地下墻邊線分別為1.7m和1.3m，西側有30孔國際通信電纜，距離基坑僅1.1m（如圖4.2.4）?；娱_挖采用分段明挖。在歷時一年多的基坑施工中，為保護地下管線的安全，采用了跟蹤監(jiān)測和跟蹤注漿方法，最后測得開挖階段的最大累計沉降和沉降曲線斜率分別為：西側700上水管：52.3mm、0.79；西側30孔通信電纜：51.3mm、1.53；東側500煤氣管：26.4mm、0.141；東側700煤氣管：27.0mm、0.031。 111地鐵一號線上體館車站基坑周圍管線 112施工控制與管理遠程網(wǎng)絡監(jiān)控管理系統(tǒng)智能網(wǎng)絡決策咨詢系統(tǒng)113 監(jiān)測設計流程 114遠程監(jiān)控