基坑支护工程介绍

板桩的工程事故
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4 土层锚杆支护
在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内放入钢筋， 灌入水泥砂浆或化学浆液，使之与土层结合成抗拉锚杆，将 立壁土体侧压力传至稳定土层。
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
基坑锚杆支护施工中
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• （1）锚杆的组成和特 点
•
水泥土墙宜用：于坑深≯6m；基坑侧壁安全等级
为一、二级；地基土承载力≯150kPa的情况。
• 水泥土墙的优缺点：
•
优点：由于坑内无支撑，便于机械化快速挖土；
挡土又防渗，比较经济。
•
缺点：不宜用于深基坑；位移相对较大；墙体厚
度大，有时受周围环境限制。
5
• ②高压喷射旋喷桩
• 是利用钻机将旋喷注浆管及喷头钻置于桩底设计高程， 将预先配制好的浆液通过高压发生装置从注浆管边的喷 嘴中高速喷射出来，直接破坏土体，喷射过程中，钻杆 边旋转边提升，使浆液与土体充分搅拌混合，在土中形 成一定直径的柱状固结体，从而使地基达到加固。
土钉墙特点：（1） 形成土钉复合体、显著提 高边坡整体稳定性和承受边坡超载的能力。 （2） 施工设备简单，由于钉长一般比锚杆的 长度小的多，不加预应力所以设备简单。 （3） 随基坑开挖逐层分段开挖作业，不占或 少占单独作业时间，施工效率高，占用周期短。 （4） 施工不需单独占用场地，对现场狭小， 放坡困难，有相邻建筑物时显示其优越性。 （5） 土钉墙成本费较其他支护结构显著降低。 （6） 施工噪音、振动小，不影响环境。 （7） 土钉墙本身变形很小，对相邻建筑物影 响不大。
试喷检查 观察高喷参数
回灌
孔内保持满浆
搬迁
14
• （4）水泥土墙施工检测（见教材P16）
水泥土搅拌桩质量检验标准
15
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。
• 锚杆有三部分组成： 头部连接（锚头）、拉 杆、锚固体。
•
锚杆承受拉力，
一般采用螺纹钢、钢绞
线等强度高、延伸率大、
疲劳强度高的材料。永
久性锚杆尚需进行防腐
处理。
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(a)
(b)
锚杆长度
3
自由段
锚固段长度
45
3 6
2
1
500
1
(c)
3 7 85
9
1000
a）多层锚杆剖面图 b）锚杆与地下墙连结构造图 c）二次灌浆管的布置 土层锚杆构造
• （1）排桩墙的平面布置形式
①柱列式排桩支护
②连续排桩支护
②连续排桩支护
②连续排桩支护
②连续排桩支护
③组合式排桩支护
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• （2）排桩墙结构形式
•
①无支撑支护结构
•
②单支撑支护结构
•
③多支撑支护结构
• （3）排桩墙设计计算（见教材P22）
• （4）排桩墙施工
• （5）排桩墙施工检测
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（6） 挡土灌注桩支护
• （2）锚杆的设计计算（见教材P27）
• （3）锚杆的施工
•
土锚杆的施工工艺：土方开挖—
定位—钻孔--安放拉杆--灌浆--养护--安
装锚头--张拉锚固和挖土。
•
1）设备和机具
•
2）施工方法（见教材P29）
• （4）施工监测
42
DML-120D1跟管钻进锚索施工设备
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螺旋钻机
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5 内撑式支护
由支护桩或墙和内支撑组成， 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。
北京地铁熊猫环岛 车站基坑钢管支护
大型深基坑的钢管对撑支护
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制作深基坑砼构架 构架支护下 构架支护下 挖桩间土方 逆作法施工
拉应力验算： W Mcsz0.06fcs 9
4）抗滑移稳定性验算（见书P13）
Kh
Wta0nc0BEp
Ea
5）抗倾覆稳定性验算（见书P13）
K0
MR M0
WbEphp Eaha
6）整体稳定性验算（见书P14）
n
n
cili qibi Wicosai tani
K i1
桩拔除才算结束。
•
钢板桩打桩方法有以下几种：单独打入法；双层围
檩插桩法；分段复打桩（屏风法）。
•
常见的拔桩方法有两种：一是用振动锤拔桩；二是
用重型起重机与振动锤共同拔桩。
•
钢板桩土孔处理：对拔桩后留下的桩孔，必须及时
回填。回填的处理方法有：振浮法、挤密法和填入法。
所用材料一般为砂子。
35
3
3
2 2
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。缺点：止水性差。为防止水土流失，也可在灌注桩之间加 粉喷桩。
适于开挖面积 大、深度大于 6m、不允许放 坡、邻近有建 （构）筑物的 基坑支护。
深基坑的间隔式排桩支护
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（7） 挡土灌注桩与土层锚杆结合支护
土钉施工
18
19
20
• （2）土钉墙的设计验算（见教材P18） • 1）抗拉承载力设计值的计算 • 2）土钉墙整体稳定性计算 • 3）土钉长度l的计算 • 4）喷射混凝土面层承受侧压力F的验算
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• （3）土钉墙支护 结构施工工艺
• 见右图
• （4）土钉墙施工 检测与监测
• 1）检测：对 土钉应采用抗拉试 验检测承载力。
• 2）监测
根据地质划分开挖高度 开挖土方并修整边坡
初喷底层混凝土 钻设钉孔 土钉安装 注浆
挂钢筋网并与土钉尾部焊牢 安装泄水管
复喷表层混凝土至设计厚度
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• 3、排桩墙支护
• 基坑开挖时，对不能放坡或由于场地限制而不能采用搅 拌桩支护，开挖深度在6~10米左右时，即可采用排桩支 护。排桩支护可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制钢筋 混凝土板桩或钢板桩。
11—输浆管；12—水管
11
塔架式
桅杆式
4
4
履带式
12
水泥土搅拌桩施工工艺
搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅 拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。水泥掺量较小，土质较 松时，可用前者，反之可用后者。当采用“二次喷浆、三次搅拌”工艺时 可在图示步骤e）作业时也进行注浆，以后再重复d）与e）的过程。
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)和有锚板桩两大类。
板式支护结构由两大系统组成：挡墙系统和支撑(或拉 锚)系统。
（1）板桩有钢板柱、木板桩与钢筋混凝土板桩数种。
• 钢板桩的种类很多，常见的有U板桩与Z板桩
插打
入土
U型板桩相互连接
29
30
挖孔桩-钢支撑 31
32
SMW工法（劲性水泥土搅拌桩）--板式支护-钢板桩
33
34
• （2）钢板桩施工
•
钢板桩施工要正确选择打桩方式、打桩机械和流水
段划分，以便使打设后的板桩墙，有足够的刚度和防水
作用。
•
钢板桩的打设虽然在基坑开挖前已完成，但整个板
桩支护结构需等地下结构施工后，在许可的条件下将板
• 1）嵌固深度
hd1.1h01.1n0h
2）水泥土墙厚度设计值b（见书P12）
b
1 0 1 .20 h a E a ih p E pj
5cs h h d 20w2 h 3 h d h w p2 h wa
3）正截面承载力验算（见书P13）
压应力验算： 1.250cszW Mfcs
1--墙结构；2—锚头垫座；3—锚头；4--钻孔；5—锚拉杆；6—锚固体； 7—一次灌浆管；8—二次灌浆管；9—定位器
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土层锚杆支护 为了均匀分配传到连
续墙或柱列式灌注桩上的 土压力，减少墙、柱的水 平位移和配筋，一端采用 锚杆与墙、柱连接，另一 端锚固在土层中，用以维 持坑壁的稳定。
重庆市高切坡，预应力锚索支41护
2
6
4
a）（土a) 钉剖面
3
2
4
b）土（b)钉面层喷锚 c（）c) 土钉节点
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• 土钉墙适用条件：地下水低于 土坡开挖段或经过降水措施后使地 下水位低于开挖层的情况。适用于 有粘性土、粉性土、含有30%上粘 土颗粒的砂土边坡。
• 常用于开挖深度不大、周围 相邻建筑或地下管线对沉降与位移 要求不高的基坑支护。
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。
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
桩顶连系梁
锚杆及横撑
悬臂支护桩 深基坑的间隔式排桩支护
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• （8）板桩支护
1
1
1
11
(a)
(b)
• a）平面布置 b）剖面
打桩围檩支架
1—围檩桩；2--围檩；3—钢板桩
围檩
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3）总结板桩的工程事故，其失败的原因主要有 六方面：
a)
b)
c)
d)
e)
f)
a) 板桩下部走动； b) 拉锚破坏； c) 支撑破坏；
d)拉锚长度不足；e)板桩失稳弯曲； f ) 板桩变形及土体沉降
• 特点：施工占地少、振动小、噪音较低，但容易污 染环境，成本较高，对于特殊的不能使喷出浆液凝固的 土质不宜采用。
•
适用：高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥
质土、粉土、粘性土、黄土、碎石土等地基。
6
水泥土搅拌桩
7
南京市级机关33层住宅楼，地下室一层，挖深6m，水泥土搅拌桩支护技术
8
• （2）水泥土墙的设计计算
现浇地下连续墙
组合式
加筋水泥土墙
边坡稳定式 逆作拱墙式
土钉墙 喷锚支护
加筋水泥土围护墙
灌注桩与 水泥土桩结合
4
• 1、水泥土墙支护（重力式支护结构）
• （1）组成和特点
• ①水泥土搅拌桩（或称深层搅拌桩）：是重力式围护墙， 利用水泥作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处 将软土和固化剂强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生 的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳 定性和一定强度的优质水泥加固土。
上 海 基环 础球 施金 工融 中 心
2
深地 基铁 坑车 支站 护的
深基坑边坡支护坍塌事故
3
支护结构主要由围护墙和支撑体系组成。 深层搅拌水泥土桩墙
水泥挡土墙式
高压喷射注浆桩墙
常 用 的 支 护 排桩与板墙式 结 构 体 系
粉体喷射注浆桩墙
钻孔灌注桩
排桩式
挖孔灌注桩
板桩式 板墙式
钢板桩
钢管桩
型钢横挡板
i1 n
qibi Wisinai
i1
10
• （3）水泥土墙施工
• 1）水泥土搅拌桩施工（见动画）
深层搅拌桩机的组成：
深层搅拌机（主机）、
2
机架及灰浆搅拌机、
1
灰浆泵等配套机械组成
深层搅拌桩机常用的机架有三种形式：
9
12
塔架式、桅杆式及履带式。
10
11
8
7
6
5
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深层搅拌桩机机组
1—主机；2—机架；3—灰浆拌制机；4—集料斗；5—灰浆泵； 6—贮水池；7—冷却水泵；8—道轨；9—导向管；10—电缆；
图 “一次喷浆、二次搅拌”施工流程
a)定位；b)预埋下沉；c)提升喷浆搅拌；d)重复下沉搅拌；
e)重复提升搅拌；f )成桩结束
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• （3）水泥土墙施工
• 2）高压喷射旋喷桩施工工艺
测放桩位
引孔钻机就位
开孔检查
钻进成孔
清孔
换浆清渣
启动空压机送风 启动高压泵送水
浆液配制泵送
移钻 插入高喷管 高喷作业
常用钢板桩截面形式 (a) Z型;(b) U型 ;( c )一字型;(d)组合型
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挡墙系统：常用的形式有槽钢、 钢板桩、钢筋混凝土板桩、灌注桩 及地下连续墙等。
支撑系统：大型钢管、H型钢或 格构式钢支撑，也可采用现浇钢筋 混凝土支撑。
拉锚系统：用钢筋、钢索、型 钢或土锚杆。
钢板桩＋水平支撑
U型钢板桩
a）U形板桩( a )相互连接
b）Z形板桩相( b )互连接
c）(Hc 形) 板桩
锁口——形成整体，具有较好的隔水能力。
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2
wk.baidu.com
3
1
1
8
2 4 7
5
2
2
6
1
1
a)水平支撑式
b)斜撑式
c)拉锚式
d)土锚式
板式支护结构 1—板桩墙；2—围檩；3—钢支撑；4—斜撑；5—拉锚；6—土锚杆；7—先
施工的基础；8—竖撑
深基坑的支护工程介绍
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深基坑的支护
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； ● 通过排水降水等措施，确保基础施工在地下水位以上进行。 ● 在支护结构设计中首先要考虑周边环境的保护，其次要满足本 工程地下结构施工的要求，再则应尽可能降低造价、便于施工。
土钉墙支护
钻孔
插筋、注浆 铺设钢筋网
喷射砼护面
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• （1）土钉墙的组成和特点
•
原理：土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密的
细长杆件钉置于原位土体中, 并在坡面上喷射钢筋网
混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共
同工作, 形成复合土体。利用复合土体的自稳达到支
护目的。
•
组成：螺纹钢筋+灌浆
1
3 5