深基坑施工技术课件PPT

安 设 土 钉 、 注 浆
挂钢筋网 钉支护
喷射第一层砼面板
喷射第一层砼面板
进入下一层土
1.4.3 锚杆支护
是在未开挖的 土层立壁上钻孔至 设计深度，孔内放 入拉杆，灌入水泥 砂浆与土层结合成 抗拉力强的锚杆， 锚杆一端固定在坑 壁结构上，另一端 锚固在土层中，将 立壁土体侧压力传 至深部的稳定土层 适于较硬土层或破碎岩 石中开挖较大较深基坑，邻 近有建筑物须保证边坡稳定 时采用
⑴ 钢管内支撑
钢管支撑一般采用Φ609钢管,用不同壁厚适应不同的荷载.钢 管支撑的形式为对撑或角撑,对撑的间距较大时,可设置腹杆形 成桁架式支撑
地铁车站的多道钢管对撑支护 大型深基坑的钢管角撑
挡墙的腰梁
钢管内支撑的地面拼装
大型深基坑的挡墙＋钢管内支撑支护
⑵ 钢筋砼内支撑
钢筋砼内支撑刚度大、变形小,能有效控制挡墙和周 围地面的变形。它可随挖土逐层就地现浇,形式可随基坑 形状而变化,适用于周围环境要求较高的深基坑
连续墙砼浇筑
锁口管起拔
进入第二槽段施工
1.4.7 挡墙＋内撑支护
当基坑深度较大，悬臂式挡墙的强度和变形无法满足要求、坑外 锚拉可靠性低时，则可在坑内采用内撑支护。它适用于各种地基土层， 缺点是内支撑会占用一定的施工空间。常用有钢管内撑支护和钢筋砼构 架内撑支护。
大型深基坑的钢管对撑支护
钢筋砼构架式内撑支护
1 基坑(槽)支护
1.1 基坑的分级
一级基坑：重要工程，支护结构与基础结构合一工程， 开挖深度＞10m，临近建筑物、重要设施在开挖深度以内； 开挖影响范围内有历史或近代优秀建筑、重要管线需严加保 护； 三级基坑：开挖深度＜7m，且无特别要求的基坑； 二级基坑：不属于一级或三级的其它基坑。
基坑变形的监控值 mm
制浆
注浆 施工
拉杆的预应力张拉
锚杆逐层向下支护
1.4.4 挡土灌注桩与土层锚杆结合支护
桩顶不设锚桩、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距 离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定, 在桩中间挖土,直至设计深度
锚杆及横撑 冠梁
悬臂支护桩
适于大型较深基坑,施工期较长,邻 近有建筑物,不允许支护、邻近地基 不允许有下沉位移时使用
1.3.2 斜柱支撑
先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶， 挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑使用。
1.3.3 锚拉支撑
先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支 设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧 填土夯实。适用于深度不大、不能安设横(斜) 撑的大型基坑使用。
斜 柱 支 撑
就地制作钢筋砼内支撑
内支撑下挖桩间土方
格构式立 柱 内支撑下的基础工程施工 平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立 柱,立柱宜为格构式柱,以免影响底板穿筋, 立柱下端插入工程桩内≮2m,否则应设置 专用的桩基础
杭州地铁塌陷事故
2008年11月15日下午，杭州萧山湘 湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情 大道长达75m的路面坍塌并下陷15m。行 驶中的11辆车陷入深坑，数十名地铁施 工人员被埋。
2.2 轻型井点降水
轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用 抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至 基坑底以下。适用于渗透系数为0.1～50m/d的土层中。 降水深度：单级井点3～6m，多级井点6～12m。
轻型井点法降低地下水位全貌图
基坑轻型井点降水
⑴ 轻型井点的设备
由管路系统（滤管、井点管、 弯联管及总管）和抽水设备（真空泵、 离心泵和水气分离器）组成。轻型井 点工作原理及滤管构造见图：
自由段外套塑料 管 紧箍 环 锚 索 预 留 长 度
制 作 完 毕 的 锚 索
导向锥起入孔导向作 用
⑶ 灌浆
基坑锚杆常采用埋管式灌浆的一次灌浆 法，即由孔底向上有压一次性灌浆,压力 ≮0.6～0.8MPa，砂浆至孔口溢满为止，注 浆管不拔出；当土体松散或岩石破碎易发生 漏浆时采用二次灌浆法。 ⑷预应力张拉及封锚：与结构施工预应 力张拉及封锚工艺相同
锚杆支护施工工艺
⑴造孔：包括钻机就位、施钻成孔、清孔三 个作业步骤。造孔用冲击式钻机、旋转式钻机或旋 转式冲击钻机，偏心钻机跟进护壁套管方式钻进， 造孔须干钻，严禁水钻；考虑沉渣厚度，孔底应超 钻30～50mm；成孔后高压风清洗孔壁，以保证砂 浆与孔壁的粘结力。
开山牌MGY-60型 风动冲击式锚杆钻机
1.4.5 钢板桩支护
当基坑较深、地下水位 较高且未施工降水时，采用板 桩作为支护结构，既可挡土、 防水，还可防止流砂的发生。 板桩支撑可分为无锚板桩(悬 臂式板桩)和有锚板桩。常用 的钢板桩为U型钢板桩，又称 拉森钢板桩。
U型钢板桩
钢板桩水上围堰
无锚板桩的 单独打入法
无锚板桩
从一角开始逐块插打，每块钢 板桩自起打到结束中途不停顿。打法 简便、快速，但单块打入易向一边倾 斜，累计误差不易纠正,壁面平直度 也较难控制。仅在桩长＜10m、工程 要求不高时采用。又称单独打入法。
陷落的车辆 被吊起
清理塌陷现场
事故附近的房屋 已被全部推倒
事故造成21人死亡、24 人受伤、直接经济损失4961万 元，是中国地铁建设史上最惨 痛的事故。21名责任人被究责， 其中10人被追究刑事责任。
上海“莲花河畔景苑”在建楼房整体倒塌
6 月 27 日 6 时 左 右 ， 上 海 闵 行 区 “莲花河畔小区”一栋在建13层住宅楼 整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人 恐怖的倒楼事件。
连续式水平挡土板支撑
垂直挡土板式支 撑
1.3 一般基坑的支护
深度不大的三级基坑，当放坡开挖有困难时，可采用短柱横隔板 支撑、临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等支护方法。
1.3.1 简易支护
放坡开挖的基坑，当部份地段放坡宽度不够时，可采用短柱横隔
板支撑、临时挡土墙支撑等简易支护方法进行基础施工 仅适用于 部分地段放 坡不够、宽 度较大的基 坑使用 短柱横隔板支撑 临时挡土墙支撑 仅适用于 部分地段下 部放坡不够 、宽度较大 的基坑使用
锚 拉 支 撑
基坑打设柱桩
1.4 深基坑支护
深基坑支护的基本要求
确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定； 确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全, 不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害； 通过排降水,确保基础施工在地下水位以上进行
苏州市土地交易中心基坑支护工程
深层搅拌水泥土桩墙
井点管
滤 管 构 造
轻型井点设备工作原理
⑵ 轻型井点的平面布置
①单排布置：当基坑(槽)宽度＜6m、
降水深度≯5m时可采用单排布置。井点管应 布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不 宜小于坑槽的宽度B。 单排布置
②双排布置：当基坑(槽)宽度＞6m
时采用。
③环型或U 型布置：当基坑
面积较大时，应采用环 型布置（考虑施工 机械进出基坑时宜 采用U 型布置）。
基坑类别 一级基坑 二级基坑 三级基坑
支护结构 墙顶位移 30 60 80
支护结构墙体 最大位移 50 80 100
地面最大沉降 30 60 100
1.2 基槽支护
基(沟) 槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。 可分为水平挡土板及垂直挡土板两大类。前 者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。 间断式 湿度小的粘性土挖土深度＜3m时，可用间断 水平挡土板支 式水平挡土板支撑。 撑 对松散、湿度 大的土可用连续式 水平挡土板支撑， 挖土深度可达5m。 对松散和湿度很高 的土可用垂直挡土 板式支撑，其挖土 深度不限。
桩顶连系梁又称冠梁
悬臂支护桩
挡土灌注桩 排桩支护
悬臂桩的间隔式排桩支护
适于开挖面积大、深度 ＞6m、不允许放坡、邻 近有建(构)筑物的基坑 支护
钢筋砼灌注桩的排列方式 直 径 0.6 ～ 1.1m 的 钻 孔灌注桩可用于深 7～13m的基坑支护， 直 径 0.5 ～ 0.8m 的 沉 管灌注桩可用于深度 在 10m 以内的基坑支 护 , 单层地下室常用 0.8 ～ 1.2m 的 人 工 挖 孔灌注桩作支护结构。
2.1 井点降水的作用
防止地 下水涌 入基坑 防止地下水 的渗流引起 边坡塌方
消除地下水 的水位差, 防止坑底的 管涌
防止涌水 降水后,使 板桩减少 了横向荷 载
稳定边坡 防止塌方 消除地下 水的渗流, 也就防止 流砂现象
防止管涌
减小横向荷载
防止流砂
降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载 能力!
常 用 的 支 护 结 构 体 系
水泥挡土墙式
高压喷射注浆桩墙
粉体喷射注浆桩墙
钻孔灌注桩
排桩式 板桩式 排桩与板墙式 板墙式 组合式 边坡稳定式 逆作拱墙式 土钉墙 锚杆支护
钢板桩 型钢横挡板
挖孔灌注桩 钢管桩
现浇地下连续墙
加筋水泥土围护墙 灌注桩与 水泥土桩结合
1.4.1 排桩支护
开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、 双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方 便、安全度好、费用低。
骇人听闻的上 海倒楼事件令 土木人蒙羞， 开发商、承包 商、监理工程 师和负有监管 职责的政府官 员将被钉在土 木建设史的耻 辱柱上！
两侧压力差产 生的水平力超 过了桩基的抗 侧能力
2. 施工降水
在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大 量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现 象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量的水土流失、边坡失稳、地面 塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。 人工降水 遇有此种情况时应 方法主要有： 采用井点降水的人 基 轻型井点、 工降水方法施工 基坑 喷射井点、 底底 电渗井点、 会低 不于 管井井点， 停地 统称井点降 的下 水。 渗水 水位 时
双排布置
环型布置
U型布置
●采用双排、环型或U型布置时，位 于地下水上游一排的井点间距应小些，下 游井点的间距可大些。
●如采用U形布置，则井点管不封闭 的一段应在地下水的下游方向。
地下室电梯井局部二次降 水
井点降水不到位的基坑
基础施工至地下水位以上 施工降水方可停止
钢板桩入土
U型板桩的相互连接
有锚板桩的 双层围檩插桩法
是先沿板桩边线搭设双层围檩支架,然 后将板桩依次在双层围檩中全部插好,形 成一个高大的板桩墙。待四角封闭合拢 后,再按阶梯形逐渐将板桩一块块打至设 计标高。该打法可保证平面尺寸准确和 板桩垂直度,但施工速度慢
有锚板桩的 双层围檩插桩法
1.4.6 地下连续墙支护
北京神华大厦基坑的 交错相间排桩支护
1.4.2 土钉墙支护
天然土体通过钻孔、 插筋、注浆来设置土钉( 亦称砂浆锚杆)并与喷射 砼面板相结合，形成类似 重力挡墙的土钉墙,以抵抗 墙后的土压力，保持开挖 面的稳定。也称为喷锚网 加固边坡或喷锚网挡墙。
喷射第一层砼
土钉支护施工工艺
⑴开挖工作面：土钉支护应自上而下分段 分层进行，分层深度视土层情况而定，工作面宽 度不宜＜6m，纵向长度不宜＜l0m。 ⑵喷射第一层砼：为防止土体松弛和崩解，须尽快做第一层喷射砼， 厚度不宜＜40～50mm。喷射砼水泥用量≮400kg/m3。 ⑶土钉成孔：土钉成孔直径70～120mm、向下倾角15～200，成孔 方法和工艺由承包商根据土层条件、设备和经验而定。
先建造钢筋砼地下连续墙,达到强度后在墙间用 机械挖土。该支护法刚度大、强度高,可挡土、承重、 截水、抗渗,可在狭窄场地施工,适于大面积、有地下水 的深基坑施工。 铣 削 钻 成 槽 机
连 续 墙 抓 斗 成 槽 机
ห้องสมุดไป่ตู้
— 槽段的连接
两边是 锁口管
导墙施工
成槽机抓土
亦可用 吊车起 拔
钢筋笼起吊
钢筋笼入槽
人工洛阳铲成孔
冲击式钢管成孔
土层锚杆钻机成孔
⑷安设土钉、注浆：土钉有单杆和 多杆之分，单杆多为Φ22～32mm的粗螺 纹钢筋，多杆一般为2～4根Φ16mm钢筋。 采用灰浆泵注浆，土钉注浆可不加压。
⑸挂钢筋网、喷射砼面层：钢筋网通常 直径Φ6～10、间距200～300mm，与土钉连接牢固。钢筋 与第一层喷射砼的间隙≮20mm。设置双层钢筋网时，第二 层钢筋网应在第一层钢筋网被覆盖后铺设。砼面板厚度50～ 100mm。
冲击式钻机造孔
旋转式钻机造孔
锚杆造孔近景
⑵ 锚杆的制作与安装
包括 下料、除锈防腐、焊接导向锥、绑扎、入孔六个步骤 。拉杆 常用钢管、粗钢筋或钢丝束、钢 绞线制成的锚索。锚索预留长度为1锚 1.5m，锚固段间隔1-2m设置隔离架和 索 紧箍环，中心布置灌浆管；自由段外 入 套塑料管，前端切实作好隔浆措施。 孔