土方基坑支護與降水工課件

術(shù)語

建筑基坑：為進行建筑物(包括構(gòu)筑物)基礎(chǔ)與地下室的施工所開挖的地面以下空間。

基坑側(cè)壁：構(gòu)成建筑基坑圍體的某一側(cè)面。

基坑周邊環(huán)境：基坑開挖影響范圍內(nèi)包括既有建(構(gòu))筑物、道路、地下設(shè)施、地下管線、巖土體及地下水體等的統(tǒng)稱。

基坑支護：為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護措施。

排樁：以某種樁型按隊列式布置組成的基坑支護結(jié)構(gòu)。地下連續(xù)墻：用機械施工方法成槽澆灌鋼筋混凝土形成的地下墻體。

水泥土墻：由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的重力式結(jié)構(gòu)。土釘墻：采用土釘加固的基坑側(cè)壁土體與護面等組成的支護結(jié)構(gòu)。土釘墻是通過鉆孔、插筋、注漿來設(shè)置的，一般稱砂漿錨桿，也可以直接打入角鋼、粗鋼筋形成土釘。土釘墻的做法與礦山加固坑道用的噴錨網(wǎng)加固巖體的做法類似，故也稱為噴錨網(wǎng)加固邊坡或

噴錨網(wǎng)擋墻土層錨桿：由設(shè)置于鉆孔內(nèi)、端部伸入穩(wěn)定土層中的鋼筋或鋼絞線與孔內(nèi)注漿體組成的受拉桿體。術(shù)語建筑基坑：為進行建筑物(包括構(gòu)筑物)基礎(chǔ)與1支撐體系：由鋼或鋼筋混凝土構(gòu)件組成的用以支撐基坑側(cè)壁的結(jié)構(gòu)體系。

冠梁：設(shè)置在支護結(jié)構(gòu)頂部的鋼筋混凝土連梁。腰梁：設(shè)置在支護結(jié)構(gòu)頂部以下傳遞支護結(jié)構(gòu)與錨桿或內(nèi)支撐支點力的鋼筋混凝土梁或鋼梁。

支點：錨桿或支撐體系對支護結(jié)構(gòu)的水平約束點。支點剛度系數(shù)：錨桿或支撐體系對支護結(jié)構(gòu)的水平向反作用力與其位移的比值。嵌固深度：樁墻結(jié)構(gòu)在基坑開挖底面以下的埋置深度。

嵌固深度設(shè)計值：根據(jù)基坑側(cè)壁安全等級及支護結(jié)構(gòu)驗算條件確定的支護結(jié)構(gòu)嵌固深度的設(shè)計值。

地下水控制：為保證支護結(jié)構(gòu)施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周邊環(huán)境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。

截水帷幕用于阻截或減少基坑側(cè)壁及基坑底地下水流入基坑而采用的連續(xù)止水體。支撐體系：由鋼或鋼筋混凝土構(gòu)件組成的用以支撐基坑側(cè)壁的結(jié)構(gòu)2

土方工程土方工程31.1

概述1.1.1土的工程分類八大類（16個級別）：松軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅石。1.1.2土的工程性質(zhì)1.土的可松性：自然狀態(tài)下的土，經(jīng)開挖，其體積因松散而增加，雖經(jīng)回填壓實，仍不能恢復(fù)成原來的體積?！罱K可松性系數(shù)——最初可松性系數(shù)1.1概述1.1.1土的工程分類八大類（16個級別）42．土的密度：⑴天然密度：指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量（kg/m3）。⑵土的干密度：指單位體積土中固體顆粒的質(zhì)量，即土體孔隙中無水時的單位土重（kg/m3）

。指土中水的質(zhì)量與土的固體顆粒質(zhì)量之比。3．土的含水量：2．土的密度：⑴天然密度：指土在天然狀態(tài)下單位體積的質(zhì)量（k51.2土方工程機械化施工1.5.1推土機：作業(yè)方法：下坡推土法；并列推土；槽形推土；多鏟集運；鏟刀上附加側(cè)板。適用范圍：場地清理、場地平整、開挖深度不大的基坑、回填土等。1.5.2單斗挖土機：正鏟、反鏟、抓鏟、拉鏟。1．正鏟挖土機：工作特點：前進向上，強制切土。適用范圍：基坑內(nèi)作業(yè)、3m以上無地下水的干燥基坑。停機面以上、含水量30％以下、一～四類土的大型基坑開挖。作業(yè)方式：正向挖土、側(cè)向卸土；正向挖土、后方卸土。1.2土方工程機械化施工1.5.1推土機：作業(yè)方法：下坡推62．反鏟挖土機：

工作特點：后退向下、強制切土。適用范圍：開挖停機面以下、一至三類的砂土或粘土，最大挖土深度4~6m?；?、基槽、管溝等。作業(yè)方式：溝端開挖；溝側(cè)開挖。3．抓鏟挖土機：工作特點：直上直下、自重切土。適用范圍：停機面以下、開挖較松軟的土（一～二類土），窄而深的基坑、沉井，特別是水下挖土。作業(yè)方式：立于作業(yè)面一側(cè)。4．拉鏟挖土機：工作特點：后退向下、自重切土。適用范圍：停機面以下、一至三類土，較大基坑、溝渠，挖取水下泥土。填筑路基、堤壩、河道清淤。作業(yè)方式：溝端開挖；溝側(cè)開挖。2．反鏟挖土機：工作特點：后退向下、強制切土。3．抓鏟挖土7正鏟挖掘機反鏟挖掘機抓鏟挖掘機拉鏟挖掘機正鏟挖掘機反鏟挖掘機抓鏟挖掘機拉鏟挖掘機81.2基坑工程1.3.1土方邊坡及其穩(wěn)定：m=B/H，m——坡度系數(shù)m的物理意義：當(dāng)基坑深為1米時，邊坡寬度的大小。邊坡可以做成：直線形、折線形、踏步形。1.邊坡坡度圖BH1.2基坑工程1.3.1土方邊坡及其穩(wěn)定：m=B/H，9影響邊坡系數(shù)m大小的因素：2.⑴土質(zhì)；⑵挖土深度；⑶施工期間邊坡上的荷載；⑷土的含水率及排水情況；⑸邊坡的留置時間。*土含水量增加，對邊坡穩(wěn)定的影響：土含水量增加，將增大土的自重，從而使剪應(yīng)力增加；土含水量增加，土顆粒間粘結(jié)力減小，土的抗剪強度降低。影響邊坡系數(shù)m大小的因素：2.⑴土質(zhì)；*土含水量增加，對邊10坡度大小可通過計算求得對于地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標(biāo)高時，挖方深度在5m以內(nèi)，不加支撐的邊坡的最陡坡度應(yīng)按下表的規(guī)定。

坡度大小可通過計算求得對于地下水位低于基坑(槽)或111.3.2土壁支護：三種類型：加固型支護、支擋型支護、混合型支護。1.加固型支護：是對基坑邊坡滑動棱體范圍及其附近土體進行加固，改善其物理力學(xué)性能，使其成為具有一定強度和穩(wěn)定性的土體結(jié)構(gòu)，從而保證土體結(jié)構(gòu)，并兼有抗?jié)B作用。按施工方法分：◆

深層攪拌水泥土樁墻支護；

◆

高壓噴射旋噴樁支護。2.支擋型支護：是利用設(shè)置在基坑土壁上的支擋構(gòu)件承受土壁的側(cè)壓力及其他荷載，保持土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。按施工方法分：土釘支護（土釘墻）；土層錨桿支護；排樁式支護；板樁支護；鋼木支撐。1.3.2土壁支護：三種類型：加固型支護、支擋型支護、混合12土方基坑支護與降水工課件13土方基坑支護與降水工課件14土方基坑支護與降水工課件15土方基坑支護與降水工課件16土方基坑支護與降水工課件17土方基坑支護與降水工課件18土方基坑支護與降水工課件19*若按受力狀態(tài)分：橫撐式支撐、板樁式支護結(jié)構(gòu)（懸臂式、支撐式）、重力式支護結(jié)構(gòu)（如：地下砼連續(xù)墻）。⑴重力式水泥土墻：水泥土墻是通過攪拌樁機將水泥與土進行攪拌，形成柱狀的水泥加固土（攪拌樁），而構(gòu)成重力式支護結(jié)構(gòu)。重力式水泥土墻支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計包括：①整體穩(wěn)定；②抗傾覆穩(wěn)定；③抗滑移穩(wěn)定；④位移；⑤其他：驗算抗?jié)B、墻體應(yīng)力、地基強度。*若按受力狀態(tài)分：⑴重力式水泥土墻：重力式水泥土墻支護結(jié)構(gòu)的20⑵板樁：1．板樁設(shè)計的五要素：板樁工程事故失敗的主要原因：●

入土深度不夠，在土壓力的作用下，板樁的入土部分走動而出現(xiàn)坑壁滑坡；●

板樁本身剛度不夠，在土壓力作用下失穩(wěn)彎曲；●

支撐或拉錨的強度不夠；●

拉錨長度不足，錨碇失去作用而使土體滑動；

●

板樁位移過大，造成周邊環(huán)境的破壞。★

入土深度；★截面彎矩；★支點反力；★拉錨長度；★板樁位移。⑵板樁：1．板樁設(shè)計的五要素：板樁工程事故失敗的主要原因：●21基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型

設(shè)計原則:《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》規(guī)定，在基坑開挖支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，為滿足擋土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及保證對臨近建筑物和設(shè)施不造成損害，應(yīng)防止承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的發(fā)生。。所謂承載能力極限狀態(tài)，是指對應(yīng)于支護結(jié)構(gòu)達到最大承載能力或土體失穩(wěn)、過大變形導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞。以錨桿式支護結(jié)構(gòu)為例，破壞極限狀態(tài)可分為以下兩類，其他類型擋土結(jié)構(gòu)可以以此類推。第一類承載能力極限狀態(tài)為支擋結(jié)構(gòu)本身和被支護土體的破壞，包括：

1)支擋結(jié)構(gòu)彎曲破壞；

2)支擋結(jié)構(gòu)嵌入深度不足，墻前被動土壓力小于墻后主動土壓力造成的破壞或由整體滑動引起的破壞；

3)錨桿錨固深度不足，抗拔承載力不夠，錨桿被拔出，以及邊坡的整體失穩(wěn)；

4)地下水沖刷或管涌造成的破壞等。第二類承載能力極限狀態(tài)即由于支擋結(jié)構(gòu)位移過大，造成臨近建筑物和設(shè)施的結(jié)構(gòu)性破壞或周圍環(huán)境的破壞。

《建筑基抗支護技術(shù)規(guī)程》規(guī)定的正常使用極限狀態(tài)是指對應(yīng)于支護結(jié)構(gòu)的位移和變形影響了其本身或周圍建筑物與設(shè)施的正常使用功能，或在支護結(jié)構(gòu)發(fā)生超過允許的地下水的滲漏或流砂等現(xiàn)象，這類極限狀態(tài)同樣應(yīng)引起重視。基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計與選型設(shè)計原則:《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》規(guī)22基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)下表選用相應(yīng)的側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)。安全等級破壞后果γ0一級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周變環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.10二級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周變環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周變環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.90基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)根據(jù)下表選用相應(yīng)的側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)23基坑支護結(jié)構(gòu)選型

支護結(jié)構(gòu)可根據(jù)基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)等條件，選用排樁、地下連續(xù)墻、水泥土墻、逆作拱墻、土釘墻、錨桿或采用上述型式的組合。

結(jié)構(gòu)型式適用條件排樁或地下連續(xù)墻1．適于基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級2．懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場地中不宜大于5m3．當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻1．基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2．水泥土樁施工范圍內(nèi)地基土承載力不宜大于150kPa3．基坑深度不宜大于6m土釘墻1．基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地2．基坑深度不宜大于12m3．當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應(yīng)采取降水或截水措施逆作拱墻1．基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2．淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用3．拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/84．基坑深度不宜大于12m5．地下水位高于基坑底面時，應(yīng)采取降水或截水措施基坑支護結(jié)構(gòu)選型

支護結(jié)構(gòu)可根據(jù)基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程24基坑開挖與支護監(jiān)控

基坑開挖前應(yīng)作出系統(tǒng)的開挖監(jiān)控方案，監(jiān)控方案應(yīng)包括監(jiān)控目的、監(jiān)測項目、監(jiān)控報警值、監(jiān)測方法及精度要求、監(jiān)測點的布置、監(jiān)測周期、工序管理和記錄制度以及信息反饋系統(tǒng)等。監(jiān)測點的布置應(yīng)滿足監(jiān)控要求，從基坑邊緣以外1—2倍開挖深度范圍內(nèi)的需要保護物體均應(yīng)作為監(jiān)控對象。基坑開挖與支護監(jiān)控基坑開挖前應(yīng)作出系統(tǒng)的開挖監(jiān)控方案，監(jiān)控251.3.4降水降水方法：集水坑降水法、井點降水法。1．集水坑降水法：是在基坑開挖過程中，沿坑底周圍或中央開挖有一定坡度的排水溝，在坑底每隔一定距離設(shè)一個集水坑，地下水通過排水溝流入集水坑中，然后用水泵抽走。適用范圍：面積較小、土質(zhì)較好、粗顆粒土層或粘性土層、降水深度不大的基坑（槽）開挖工程。⑴集水坑的設(shè)置：⑵抽水設(shè)備：離心泵、潛水泵、軟軸水泵。1.3.4降水降水方法：集水坑降水法、井點降水法。1．26⑶流砂的產(chǎn)生與防治：①產(chǎn)生的原因：②防治方法：◆

改變動水壓力方向；◆

減小動水壓力，增大滲流路徑。

Q

F

GDρh1Fρh2Fh1Lh2TLF⑶流砂的產(chǎn)生與防治：①產(chǎn)生的原因：②防治方法：◆改變272．井點降水法：3．輕型井點：⑴輕型井點設(shè)備：管路系統(tǒng)：濾管、井點管、彎聯(lián)管、總管。抽水設(shè)備：真空泵、射流泵、隔膜泵。井點類型K(m/d)H(m)輕型井點0.1~503~6（6~12）噴射井點0.1~28~20電滲井點＜0.1管井井點20~2003~5深井井點10~250＞152．井點降水法：3．輕型井點：⑴輕型井點設(shè)備：管路系統(tǒng)：濾28⑵輕型井點布置：①平面布置：單排線狀布置：B＜6m雙排線狀布置；環(huán)狀布置。②高程布置：L⑵輕型井點布置：①平面布置：單排線狀布置：B＜6m②高程29基坑防護臨邊防護：1、深度超過2米的基坑施工，其臨邊應(yīng)設(shè)置防止人及物體滾落基坑的安全防護措施。2、基坑