基坑工程施工授课讲义SMW工法

主编：单元3基坑工程施工地基与基础工程施工DiJiYuJiChuGongChengShiGong13.1基坑降水与施工13.2基坑支护施工23.3钎探33.4验槽43.5基坑支护实例5单元3基坑工程施工目录2单元3基坑工程施工教学目标1.掌握基坑降水与排水的方法、构造要点，理解其工艺要点；2.理解基坑支护的原理及方法；3.理解钢筋混凝土排桩墙、板桩墙的概念、类型、布置形式，掌握钢板桩的施工要点、质量检验方法；4.理解水泥土深层搅拌桩挡墙、土钉墙围护结构的特点、适用范围，掌握其构造要点、施工工艺及工艺措施、质量检验方法；5.掌握基坑支撑体系的分类、布置形式及施工要点、质量检验方法；6.掌握扦探和验槽的方法；7.了解SMW工法原理及施工要点。33.1基坑降水与排水施工3.1基坑降水与排水施工4集水井降水法又称明沟排水法，是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖排水沟，设置集水井，使水通过排水沟流入集水井，然后用水泵抽走，如图3.1所示。3.1.1集水井降水法施工图3.1集水井降水1—排水沟；2—集水井；3—水泵3.1基坑降水与排水施工53.2分层明沟排水法1—底层吸水管；2—基坑底排水明沟；3—上层吸水管；4—上层排水明沟；5—抽水机；6—降水曲线3.1基坑降水与排水施工6当基坑深度较大、地下水位较高以及多层土壤中上部有透水性比较强的土壤，或上、下层虽为相同的均匀土壤，但上部地下水较旺时，可采用如图3.2所示分层明沟排水法，即在基坑边坡上设置2～3层明沟，分层排除上部土壤中的地下水，以避免土层地下水冲刷土壤边坡造成塌方，同时可减少边坡高度和水泵的扬程。但分层明沟排水法的缺点是挖土面积增大，土方量增加。3.1基坑降水与排水施工71.排水沟和集水井的设置排水沟和集水井应设置在地下水流的上游，且应在基础范围以外，距基础边线不得小于0.4m。根据地下水量、基坑平面形状及水泵抽水能力，每隔20～40m设置一个集水井。集水井的直径或宽度一般为0.7～0.8m，其深度随着挖土的加深而加深，要始终低于挖土面0.8～1.0m。排水沟深度一般为0.4～0.6m，底宽不小于0.3m，纵向排水坡度不小于3‰。3.1基坑降水与排水施工82.排水沟和集水井的施工施工时，排水沟底应始终保持比挖土面低0.3～0.5m，集水井底应比排水沟底低0.5m以上，随着基坑开挖逐步加深，沟底和井底均应保持这一高度差。当基坑挖至设计标高后，井底应低于坑底1～2m，并铺设0.3m碎石滤水层，水泵抽水龙头应包以滤网，以免在抽水时将泥砂抽出，并防止井底的土被搅动。坑壁可用竹、木或砌筑等简易方法加固。抽水工作应连续进行，保证地下水位始终低于基坑底0.5m，直至基础施工完毕。3.1基坑降水与排水施工91.井点降水法的作用井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用真空原理，通过抽水泵不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，从根本上解决地下水涌入坑内的问题[图3.3(a)]。同时，井点降水尚可防止边坡由于受地下水流的冲刷而引起的塌方[图3.3(b)]，使坑底的土层消除地下水位差引起的压力，防止坑底土的上冒[图3.3(c)]。由于没有了水压，可使支护结构减少水平荷载[图3.3(d)]。由于没有地下水的渗流，也可消除流砂现象[图3.3(e)]，降低地下水位后，由于土体固结，还能使土层密实，增加地基土的承载能力。3.1.2井点降水法施工3.1基坑降水与排水施工10图3.3井井点降水水的作用（a）防止止涌水；（（b）使边边坡稳定；；(c)防防止土的上上冒；(d)减少少横向荷载载；（e））防止流砂砂3.1基基坑降水与与排水施工工112.井点点降水的方方法井点降水法法常用的有有轻型井点点、喷射井井点、电渗渗井点、管管井井点、、深井井点点等。轻型井点降降水是沿基基坑四周每每隔一定间间距布设井井点管，井井点管底部部设置滤水水管插入透透水层，上上端通过连连接弯管与与集水总管管连接，然然后通过真真空泵等抽抽水设备将将地下水从从管内抽出出，以降低低地下水位位，如图3.4所示。3.1基坑坑降水与排水水施工12喷射井点降水水是在井点管内内部装设特制制的喷射器，，用高压水泵泵或空气压缩缩机通过井点点管中的内管管向喷射器输输入高压水(喷水井点)或压缩空气气(喷气井点点)，形成水水气射流，将将地下水经井井点外管与内内管之间的间间隙抽出排走走。3.1基坑坑降水与排水水施工13电渗井点降水水是在渗透系数数很小的饱和和黏性土或淤淤泥、淤泥质质土层中，利利用黏性土中中的电渗现象象和电泳特性性，以轻型井井点或喷射井井点作为阴极极，以钢管或或钢筋作为阳阳极，埋设在在井点管环圈圈内侧，当通通电后使黏性性土空隙中的的水流动加快快，起到一定定的疏干作用用，从而使软软土地基排水水效率提高的的一种降水方方法。3.1基坑坑降水与排水水施工14管井井点降水水是沿基坑每隔隔一定距离设设置一个管井井，每个管井井单独用一台台水泵不断抽抽水来降低地地下水位。深井井点降水水是在深基坑的的周围埋置深深于基底的井井管，使地下下水通过设置置在井管内的的潜水电泵将将地下水抽出出，使地下水水位低于基坑坑底。3.1基坑坑降水与排水水施工15图3.4轻轻型井点降低低地下水位全全貌图1—井点管；；2—滤管；；3—总管；；4—弯联管管；5—水泵泵房；6—原有地下下水位线；7—降低后地地下水位线3.1基坑坑降水与排水水施工16井点类型土层渗透系数(m·d）降低水位深度(m)单层轻型井点双层轻型井点喷射井点电渗井点管井井点深井井点0.1～500.1～500.1～5<0.120～20010～2503～66～128～20根据选用的井点确定3～5>15表3.1各各种井点的适适用范围3.1基坑坑降水与排水水施工173.轻型井井点的组成(1)轻型井井点的组成轻型井点设备备由管路系统统和抽水设备备组成。管路系统包括括滤管、井点点管、弯联管管及总管等。。抽水设备主要要由真空泵、、离心泵和集集水箱等组成成，一般都有有固定型号，，可根据需要要选用。3.1基坑坑降水与排水水施工18(2)井点布布置轻型井点降水水系统的布置置，应根据基基坑的平面形形状与大小、、土质、地下下水位高低与与流向、降水水深度等要求求而定。①平面布置置当基坑或沟槽槽宽度小于6m，降水深深度小于5m时，可用单单排线状布置置井点，如图3.5所示，井点管管布置在地下下水流上游一一侧；当基坑坑或基槽的宽宽度大于6m，或土质不不良、渗透系系数较大时，，则宜采用双双排线状布置置井点，布置置在基坑或基基槽的两侧；；当基坑或基基槽的面积较较大时，宜采采用环状井点点布置，如图3.6所示。3.1基坑坑降水与排水水施工19图3.5单单排线状井点点布置(a)平面布布置；(b)高程布置1—总管；2—井点管；；3—抽水设设备3.1基坑坑降水与排水水施工20图3.6环环状井点布布置(a)平面布布置；(b)高程布置1—总管；2—井点管；；3—抽水设设备3.1基坑坑降水与排水水施工21②高程布置置井点管的埋置置深度，主要要考虑降水效效果能够使基基础施工的整整个过程中，，地下水位始始终保持在基基坑底以下不不小于0.5m的位置，，并且必须将将滤水管埋入入含水层内，，同时还要考考虑井点管要要露出地面0.2m，如如图3.6（b）所示。井点管的埋置置深度可按下下式计算：H≥H1+h+iL式中H--井点管管埋深(m)；H1--总管管埋设面至基基坑底的距离离(m)；h--基坑底底至降低后的的地下水位线线的距离(m)；i--水力坡坡度，环状井井点为1/10，单排井井点为1/4～1/5，，双排井点为为1/7；L--井点管管至基坑中心心的水平距离离，如图3.6（b）所示。3.1基坑坑降水与排水水施工22（3）轻型井井点的施工工工艺①井点管埋埋设程序放线定位→铺铺设总管→冲冲孔→安装井井点管、填砂砂砾滤料、上上部填黏土密密封→用弯联联管将井点管管与总管接通通→安装集水水箱和排水管管→开动真空空泵排气，再再开动离心水水泵抽水→测测量观测井中中地下水位变变化。②井点管埋埋设井点管埋设一一般采用水冲冲法，包括冲冲孔和埋管两两个过程。③连接集水水总管3.1基坑降水水与排水施工23（4）井点管系统统运行井点管系统运行，，应保证连续抽水水，并准备双电源源，一旦停电，立立即进行发电，否否则可能造成基坑坑大面积坍塌。在在降水过程中，要要派专人观测水的的流量，对井点系系统进行维护观察察。正常出水规律律为“先大后小，，先浑后清”。如如不出水，或水一一直较浑，或出水水先清后又浑浊等等情况，应立即检检查纠正。真空度度是判断井点系统统良好与否的尺度度，一般真空度应应不低于553～667kPa；如真空度不不够，通常是因为为管路漏气，应及及时修好。井点管管淤塞，可通过听听管内水流声、手手扶管壁感到振动动、手摸管子时较较热等简便方法进进行检查；如井点点管淤塞太多，严严重影响降水效果果时，应逐个用高高压水反冲洗井点点管或拔除后重新新埋设。一般抽水3～5d后水位降落漏斗斗基本趋于稳定。。3.1基坑降水水与排水施工24（5）井点管拆除除地下建（构）筑物物竣工并进行回填填土后，方可拆除除井点系统。井点点管拆除一般多借借助于倒链、起重重机等，所留孔洞洞用土或砂填塞；；对地基有防渗要要求时，地面以下下2m应用黏土填填实。（6）沉降观测井点降水时，应对对水位降低区域内内的建筑物进行沉沉降观测。发现沉沉陷或水平位移过过大时，应及时采采取防护技术措施施。3.1基坑降水水与排水施工253.2基坑支护施工3.2基坑支护护施工26深基坑支护结构包包括承受水、土压压力的围护墙（桩桩）结构体系和支支撑（或土层锚杆杆）体系。封闭的的支撑体系（或土土层锚杆）和围护护体系组成一个整整体，共同承受土土体的约束及荷载载的作用。其中围围护墙（桩）主要要有排桩墙、水泥泥土桩墙、土钉墙墙、地下连续墙等等；支撑体系类型型，按材料分有钢钢管支撑、型钢支支撑、钢筋混凝土土支撑等，按布置置形式分为水平支支撑体系和竖向、、斜向支撑体系。。3.2基坑支护护施工27排桩墙支护结构是是指钢筋混凝土预预制桩和灌注桩、、板桩（可采用钢钢板桩、预制钢筋筋混凝土板桩）等等类型桩，以一定定的排列方式组成成的基坑支护结构构。按受力特点又又可分为悬臂式、、拉锚式和内撑式式。3.2.1排桩墙施工3.2基坑支护护施工281.钢筋混凝土排排桩墙钢筋混凝土排桩支支护结构常采用灌灌注桩，具有施工工无噪声、无振动动、无挤土、刚度度大、抗弯能力强强、变形较小等特特点，应用范围较较广。多用于基坑坑侧面安全等级为为一级、二级、三三级，基坑深7～～15m的工程。。在土质较好地区区已有8～9m的的悬臂桩，软土地地区多加设内支撑撑（或锚杆）。常用的布置排列形形式有：(1)柱列式排桩桩支护（如图3.7（a）））。(2)连续排桩支支护(如图3.7(b、c))。(3)组合式排桩桩支护(如图3.7(d))。3.2基坑支护护施工29图3.7排桩桩围护的形式3.2基坑支护护施工302.板桩墙板桩墙支护结构中中，常采用的类型型有预制钢筋混凝凝土板桩和钢板桩桩。预制钢筋混凝土板板桩常用矩形槽榫榫结合形式，如图图3.8所示。图3.8钢筋混混凝土板桩3.2基坑支护护施工31常用钢板桩的类型型有型钢桩加挡板板、槽钢钢板桩和和热轧锁口钢板桩桩。型钢桩加挡板的围围护结构由工字钢钢（或H型钢）桩桩和横挡板组成，，再加上围檩、支支撑等形成支护体体系，如图3.9所示。图3.9型钢加加横挡板支护结构构平、侧面图3.2基坑支护护施工32槽钢钢板桩是一种种简易的钢板桩围围护墙，不能防渗渗，由槽钢并排或或正反扣搭接组成成，如图3.10所示。槽钢长6～8m，多用于于深度不超过4m的基坑。图3.10槽钢钢钢板桩3.2基坑支护护施工33带锁口的钢板桩由由热轧型钢制成，，用柴油机或震动动打桩机（液压千千斤顶）打（压））入地基，使其相相互连接成钢板桩桩墙，用来挡土和和挡水。常用的钢钢板桩截面形式有有U形、Z形、一一字形（直腹式）），如图3.11所示。图3.11锁口口钢板桩截面形式式(a)U形；(b)Z形；(c)一字形3.2基坑支护护施工34钢板桩的施工程序序为：建筑物定位→板桩桩定位放线→挖沟沟槽→安装导向架架→沉打钢板桩→→拆除导向架支架架→第一层支撑位位置处开沟槽→安安装第一层支架及及围檩→挖第一层层土→安装第二层层支撑及围檩→挖挖第二层土→重复复上述过程→安装装最后一层支撑及及围檩→挖最后一一层土（至设计标标高）→基础及地地下室施工→逐层层拆除支撑→回填填土→拆除钢板桩桩。3.2基坑支护护施工35（1）施工准备①钢板桩的平面设设置应便于基础施施工，即在基础结结构边缘之外留有有支、拆模板的余余地。②钢板桩的平面布布置，应尽量平直直整齐，避免不规规则的转角，以便便充分利用标准钢钢板桩和便于设置置支撑。③钢板桩施工前，，应将桩尖处的凹凹槽底口封闭，锁锁口应涂油脂，用用于永久性工程时时应涂红丹防锈漆漆。④施工前应对钢板板桩进行检验。⑤围檩支架安装。。3.2基坑支护护施工36（2）打桩机械的的选择钢板桩的打桩机械械与其他桩施工类类似，可用落锤、、蒸汽锤、柴油锤锤或振动锤等，但但以选用三支点导导杆式履带打桩机机较为适宜。锤重重一般以钢板桩重重量的2倍为宜。。为保护桩顶免遭遭损坏，在桩锤和和钢板桩之间应设设桩帽。3.2基坑支护护施工37（3）打桩方式的的选择①单桩打入法。。②屏风式打入法法（图3.12））。③双层围檩法（（图3.13）。。图3.12屏风风式打入法1—围檩桩；2——围檩；3—两端端先打入的定位钢钢板桩图3.13双双层围檩法1—围檩桩；2——围檩3.2基坑支护护施工38（4）打桩流水段段的划分打桩流水段的划分分与桩的封闭合拢拢有关。流水段长长度大，合拢点就就少，相对累积误误差大，轴线位移移相应也大，如图图3.14（a））、(b)所示；；流水段长度小，，则合拢点多，累累积误差小，但封封闭合拢点增加，，如图3.14(c)所示。图3.14打桩桩流水段划分（a）一流水段；；（b）二流水段段；（c）四流水水段3.2基坑支护护施工39(5)钢板桩打打设将钢板桩吊至插点点处进行插桩，插插桩时锁口要对准准，每插入一块即即套上桩帽，轻轻轻加锤击。在打桩桩过程中，为保证证钢板桩的垂直度度，用两台经纬仪仪在两个方向加以以控制。为防止锁锁口中心线平面位位移，可在打桩方方向的钢板桩锁口口处设卡板，阻止止板桩位移。同时时在围檩上预先算算出每块板桩的位位置，以便随时检检查校正。开始打打设的一、二块钢钢板桩的位置和方方向应确保精确，，以便起到样板导导向作用，故每打打入1m应测量一一次，打至预定深深度后应立即用钢钢筋或钢板与围檩檩支架焊接固定。。3.2基坑支护护施工40(6)钢板桩的的封闭合拢①异型板桩法。。在板桩墙转角角处为实现封闭闭合拢，往往要要采用特殊形式式的转角桩异型型板桩，如图3.15所示。。它是将钢板桩桩从背面中心线线处切开，再根根据选定的断面面进行组合而成成。图3.15异异型板桩（a）闭口形；；（b）开口形形；（c）转向向形；（d）90°转角形3.2基坑支支护施工41②轴线修正法法。通过对板桩墙墙闭合轴线设计计长度和位置的的调整，实现封封闭合拢的方法法，如图3.16所示。图3.16轴轴线修正3.2基坑支支护施工42(7)钢板桩桩的拔除①拔桩顺序对于于封闭式钢板桩桩墙，拔桩的开开始点离开桩角角5根以上，必必要时还可间隔隔拔除。拔桩顺顺序一般与打设设顺序相反。②拔桩方法拔除除钢板桩宜用振振动锤或起重机机与振动锤共同同拔除。当钢板板桩拔不出时，，可用振动锤或或柴油锤再复打打一次，可克服服土的黏着力或或将板桩上的铁铁锈等消除，以以便顺利拔出。。③桩孔处理对拔拔桩产生的桩孔孔，需及时回填填以减少对邻近近建筑物的影响响。处理方法有有振动法、挤密密法和填入法。。也可采用在振振拔时回灌水，，边振边拔并回回填砂子的方法法。3.2基坑支支护施工433.质量检验（1）灌注桩、、预制桩的检验验详见单元6。。（2）新新的钢板板桩可按按出厂标标准检验验。（3）重重复使用用的钢板板桩应符符合表3.2的规定。。（4）混混凝土板板桩应符符合表3.3的规定。。3.2基基坑支支护施工工44表3.2重复使用的钢板桩检验标准序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值1桩垂直度%＜1用钢尺量2桩身弯曲度＜%2L用钢尺量，L为桩长3齿槽平直光滑度无电焊渣或毛刺用1m长的桩段做通过试验4桩长度不小于设计长度用钢尺量3.2基基坑支支护施工工45表3.3混凝土板桩制作标准项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1桩长度mm+100用钢尺量2桩身弯曲度＜%0.1L用钢尺量，L为桩长一般项目1保护层厚度mm±5用钢尺量2模截面相对两面之差mm5用钢尺量3桩尖对桩轴线的位移mm10用钢尺量4桩厚度mm+100用钢尺量5凹凸槽尺寸mm±3用钢尺量3.2基基坑支支护施工工463.2.2.1水泥泥土桩墙墙的概念念、适用用范围及及分类水泥土桩桩墙支护护结构是是利用水水泥系材材料为固固化剂，，通过特特殊的拌拌和机械械（深层层搅拌机机或高压压旋喷机机等）在在地基土土中就地地将原状状土和固固化剂（（粉体、、浆液））强制拌拌和（包包括机械械搅拌和和高压力力切削拌拌和），，经过土土与固化化剂或掺掺合料产产生一系系列物理理化学反反应，形形成具有有一定强强度、整整体性和和水稳定定性的桩桩体（包包括加筋筋水泥土土搅拌桩桩）。3.2.2水泥土桩墙施工3.2基基坑支支护施工工47水泥土桩桩墙支护护结构适适用于加加固淤泥泥、淤泥泥质土和和含水量量高的黏黏土、粉粉质黏土土、粉土土等土层层。直接接作为基基坑开挖挖重力式式围护结结构，用用于较软软土的基基坑支护护时支护护深度不不宜大于于6m；；对于非非软土的的基坑支支护，支支护深度度不宜大大于10m。按施工工工艺可分分为水泥土深深层搅拌拌桩、水水泥粉喷喷桩和高高压喷射射注浆桩桩三种。3.2基基坑支支护施工工483.2.2.2水泥泥土深层层搅拌桩桩的结构构形式水泥土深深层搅拌拌桩是使使用水泥泥浆作为为固化剂剂，用单单轴或多多轴深层层搅拌机机在土层层中将原原状土与与水泥浆浆强制拌拌和形成成的水泥泥土搅拌拌桩。深层搅拌拌桩支护护结构是是将水泥泥土搅拌拌桩相互互搭接而而成，平平面布置置可采用用壁状体体，如图图3.17所示示。图3.17壁壁状支护护结构3.2基基坑支支护施工工49若壁状的的挡墙宽宽度不够够时，可可加大宽宽度，做做成格栅栅状支护护结构，，即在支支护宽度度内不需需整个土土体都进进行搅拌拌加固，，可按一一定间距距将土体体加固成成相互平平行的纵纵向壁，，再沿纵纵向按一一定间距距加固肋肋体，用用肋体将将纵向壁壁连接起起来。这这种挡土土结构目目前常采采用双头头搅拌机机进行施施工，两两个搅拌拌轴的距距离为500mm，搅搅拌桩之之间的搭搭接距离离为200mm，如图3.18所示。3.2基基坑支支护施工工50图3.18格格栅状水水泥土围围护墙支支护结构构3.2基基坑支支护施工工51墙体宽度度B和插插入基坑坑深度D应根据据基坑深深度、土土质情况况及物理理力学性性能、周周围环境境、地面面荷载等等计算确确定。在在软土地地区，当当基坑开开挖深度度h≤5m时，，可按经经验B=（0.6～～0.8）h，，尺寸以以500mm进进位，D=(0.8～～1.2)h。。基坑深深度一般般控制在在7m以以内，过过深则不不经济。。根据使使用要求求和受力力特性，，搅拌桩桩挡土结结构的竖竖向断面面形式如如图3.19所所示。图3.19搅搅拌桩支支护结构构几种竖竖向断面面（a）矩矩形断面面；（b）L形形断面；；（c））马鞍形形断面；；（d）倒倒L形断断面；（（e）F形断面面3.2基基坑支支护施工工52水泥土深深层搅拌拌桩施工工工艺（（图3.20））为：深层搅拌拌机就位位→搅拌拌下沉→→配制水水泥浆（（或水泥泥砂浆））→喷浆浆搅拌、、提升→→重复搅搅拌下沉沉→重复复搅拌提提升直至至孔口→→关闭搅搅拌机、、清洗→→移位。。图3.20水水泥土深深层搅拌拌桩成桩桩工艺流流程（a）搅搅拌机就就位；（（b）搅搅拌下沉沉；（c）喷浆浆搅拌、、提升；；（c））重复搅搅拌下沉沉；（e）重复复搅拌提提升；（（f）成成桩3.2基基坑支支护施工工533.2.2.3减少少水泥土土桩墙位位移的措措施（1）基基坑降水水图3.21坑坑内降水水3.2基基坑支支护施工工54（2）墙墙顶插筋筋图3.22水水泥土墙墙体插筋筋1—钢筋筋；2——毛竹或或钢管3.2基基坑支支护施工工55（3）坑坑底加固固（4）水水泥土墙墙加设支支撑图3.23坑坑底加固固剖面图图1—水泥泥土墙；；2—坑坑底加固固区3.2基基坑支支护施工工563.2.2.4质量量检验项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1水泥及外掺剂质量设计要求查产品合格证书或抽样送检2水泥用量参数指标查看流量计3桩体强度设计要求按规定办法4地基承载力设计要求按规定办法一般项目1机头提升速度m/min≤0.5量机头上升距离及时间2桩底标高mm±200测机头深度3桩顶标高mm+10050水准仪(最上部500mm不计入)4桩位偏差mm＜50用钢尺量5桩径＜0.04D用钢尺量，D为桩径6垂直度%≤1.5经纬仪7搭接mm＞200用钢尺量表3.4水泥泥土搅拌拌桩施工工质量检检验标准准3.2基基坑支支护施工工57当基坑开开挖深度度较大，，悬臂挡挡墙的强强度和变变形不能能满足要要求时，，还要沿沿围护挡挡墙竖向向增设支支撑点，，以减小小跨度。。如在基基坑内对对围护结结构加设设支撑称称为内支支撑，如如图3.24（a）所示。而而在基坑坑外对围围护结构构设拉支支承则称称为拉锚锚（土锚锚），如如图3.24（b）所示。3.2.3支撑工程施工3.2基基坑支支护施工工58图3.24钢钢板桩支支护结构构(a)内内支撑方方式；(b)拉拉锚方式式1—钢板板桩；2—围檩檩；3——角撑；；4—立立柱与支支撑；5—支撑撑；6——锚拉杆杆3.2基基坑支支护施工工593.2.3.1支撑撑材料（1）钢钢结构支支撑钢结构支支撑自重重小、装装拆方便便、施工工速度快快，能尽尽快发挥挥支撑作作用，减减小围护护结构因因时间效效应而增增加的变变形。由由于钢支支撑能够够重复使使用，多多为租赁赁方式，，便于专专业化施施工。同同时，在在开挖中中可以做做到随挖挖随撑，，并可施施加预紧紧力，还还能根据据围护结结构变形形情况及及时调整整预紧力力值，以以限制围围护结构构变形的的发展。。其缺点点是整体体刚度相相对较弱弱，支撑撑的间距距相对较较小，安安装节点点相对较较多，当当节点构构造不合合理或施施工方法法不当时时，往往往容易造造成因节节点变形形与钢支支撑变形形，进而而造成基基坑边坡坡过大的的水平位位移。3.2基基坑支支护施工工60钢结构支支撑常用用钢管支支撑（多多用600钢钢管）和和型钢支支撑（多多用H型型钢）两两种类型型，截面面形式如如图3.25所所示。φ图3.25钢钢支撑截截面形式式3.2基基坑支支护施工工61（2）现现浇钢筋筋混凝土土支撑现浇钢筋筋混凝土土支撑是是随着挖挖土的加加深，根根据设计计规定的的位置现现场支模模浇筑而而成。其优点是可根据据基坑平平面形状状浇筑成成直线、、曲线等等最优布布置形式式；支撑撑结构整整体刚度度大，安安全可靠靠，可使使围护墙墙变形小小，有利利于保护护周围环环境；能能够方便便地变化化构件的的截面和和配筋，，以适应应其内力力的变化化。其缺点是自重大大，属于于一次支支护，不不可重复复使用；；支撑成成形和发发挥作用用的时间间较长，，因而使使围护结结构因时时间效应应而产生生的变形形增大；；拆除相相对困难难，如用用控制爆爆破拆除除，有时时周围环环境不允允许，如如用人工工拆除则则时间较较长、劳劳动强度度大。3.2基基坑支支护施工工623.2.3.2支撑撑体系布布置的基基本形式式1.水平平支撑体体系水平支撑撑体系由由围檩（（即布置置在围护护墙内侧侧，并沿沿水平方方向四周周连接的的腰梁））、水平平支撑和和立柱组组成，如如图3.26所所示。图3.26对对撑式的的内支撑撑1—腰梁梁；2——支撑；；3—立立柱；4—桩（（工程桩桩或专设设桩）；；5—围围护墙3.2基基坑支支护施工工63水平支撑撑体系的的布置形形式如图图3.27所示示.图3.27水水平支撑撑的平面面布置形形式(a)角角撑；(b)对对撑；(c)边边桁架式式；(d)边框框架式；；(e)环环梁与边边框架；；(f)角撑加加对撑3.2基基坑支支护施工工64支撑多数数布置在在楼盖之之下和底底板之上上，其净净距B不不小于600mm。支支撑竖向向间距还还与挖土土方式有有关，如如人工挖挖土时竖竖向间距距A不宜宜小于3m，使使用挖掘掘机挖土土时A不不宜小于于4m，，特殊情情况例外外，如图图3.28所示示。图3.28支支撑的竖竖向布置置3.2基基坑支支护施工工652.竖向支支撑体系竖向支撑体系系的布置形式式如图3.29所示，由由围檩、竖向向斜撑、斜撑撑基础、水平平连系杆和立立柱等组成。。图3.29竖竖向支撑体体系1—围护墙；；2—檩条；；3—斜撑；；4—斜撑基基础；5—基础压杆杆；6—立柱柱；7—土坡坡；8—连系系杆3.2基坑坑支护施工663.2.3.3支撑体体系施工1.钢结构支支撑施工钢结构支撑施施工工艺为：：根据支撑布置置图在围护墙墙上定出围檩檩位置→在围围护墙上设置置围檩托架或或吊杆→安装装围檩→在基基坑立柱上焊焊支撑托架→→安装横向水水平支撑→安安装纵向水平平支撑→对支支撑预加压力力→用夹具或或电焊固定纵纵横支撑交叉叉处及支撑与与立柱相交处处→用细石混混凝土填充围围檩和支护墙墙的空隙。3.2基坑坑支护施工67钢结构支撑施施工要点：围围檩的作用一一是将墙上承承受的土压力力、水压力等等外荷载传递递到支撑上，，二是加强围围护墙体的整整体性。钢支支撑用H型钢钢或双拼槽钢钢等做成，通通过锚固于墙墙内的吊筋或或设于围护墙墙上的钢牛腿腿加以固定，，如图3.30所示。图3.30钢钢腰梁固定定(a)用吊筋筋固定；(b)用牛腿支支承1—腰梁；2—支护墙体体；3—填塞塞细石混凝土土；4—钢牛腿；；5—吊筋3.2基坑坑支护施工68立柱设置时应应先焊好立柱柱支撑托架，，再依次安装装角撑、横向向水平支撑（（短方向）、、纵向水平支支撑。支撑端端头应设置厚厚度不小于10mm的钢钢板做封头端端板，端板与与支撑杆件满满焊，必要时时增设加劲肋肋板，如图3.31（a）所示。图3.31钢钢支撑端部部构造（a）固定端端头；（b））活络端头1—钢管支撑撑；2—活络络头；3—端端头封板；4—肋板；5—钢楔3.2基坑坑支护施工69对钢支撑预加加压力是钢支支撑施工中很很重要的措施施之一，它可可大大减少支支护墙体的侧侧向位移，并并可使支撑受受力均匀。施加预压力的的方法有两种种：一种是用千斤斤顶在围檩与与支撑交接处处加压，在缝缝隙处塞进钢钢楔锚固，然然后撤去千斤斤顶；另一种是用特特制的千斤顶顶作为支撑的的一个部件，，安装在支撑撑上，预加压压力后留在支支撑上，待挖挖土结束支撑撑拆除前卸荷荷。3.2基坑坑支护施工702.现浇钢钢筋混凝土支支撑结构施工工混凝土支撑也也多采用钢立立柱。腰梁与与支撑整体浇浇筑，在同一一平面内形成成整体。位于于围护墙顶部部的冠梁，多多与围护墙体体整浇，位于于桩身处的腰腰梁也通过桩桩身预埋筋和和吊筋加以固固定，如图3.32所示示。图3.32钢钢筋混凝土土腰梁的固定定1—吊筋；2—钢筋混凝凝土腰梁；3—支护墙体体；4—与预预埋筋连接3.2基坑坑支护施工713.质量检检验项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1支撑标高位置：平面mmmm30100水准仪钢尺量2预加顶力KN±50油泵读数或传感器一般项目1围檩标高mm3050水准仪2立柱桩位置：标高平面mmmm±200水准仪钢尺量3开挖超深（开槽放支撑不在此范围）mm＜200水准仪5支撑安装时间设计要求用钟表估算表3.5钢钢及钢筋筋混凝土支支撑系统质质量检验标标准3.2基基坑支护施施工723.2.4.1土土钉墙的特特点及适用用范围土钉墙支护护技术是一一种原位土土体加固技技术。由被被加固的原原位土体、、放置在土土中的土钉钉体和喷射射的钢筋网网混凝土面面层组成。。天然土体体通过土钉钉加固并与与喷射混凝凝土面板相相结合，形形成一个类类似重力式式墙的土挡挡土墙，如如图3.33所示。。3.2.4土钉墙施工图3.33土钉墙墙支护简图图（a）平钉钉墙剖面；；（b）斜斜钉墙剖面面；（c））土钉墙立立面3.2基基坑支护施施工731.土钉钉墙的特点点（1）土钉钉墙本身变变形很小，，对邻近建建筑影响不不大。施工工不需单独独占用场地地，对于施施工场地狭狭小、放坡坡困难、有有相邻低层层建筑或基基坑边堆放放材料的工工程，尤其其对于大型型护坡施工工机械不能能进场时，，该技术尤尤为重要。。（2）与原原位土体形形成土钉墙墙复合体，，显著提高高了边坡整整体稳定性性和承受坡坡顶超载的的能力；施施工成本费费用比护坡坡桩、锚拉拉密排桩、、喷锚网支支护等明显显降低。（3）施工设备备简单，施工噪噪音和振动小。。（4）随基坑开开挖逐次分段实实施作业，不占占和少占单独作作业时间，施工工效率高，一旦旦开挖完成，土土钉墙也就建好好了，这一点对对膨胀土的边坡坡尤其重要。3.2基坑支支护施工742.土钉墙的的适用范围土钉墙适用于地地下水位以上或或经排降水措施施后的杂填土、、普通黏性土和和弱胶结砂土的的基坑支护或边边坡加固。一般般认为，土钉墙墙适用于开挖深深度不超过12m的基坑支护护或边坡加固。。当土钉墙与有有限放坡、预应应力锚杆联合作作用时，深度可可增加。土钉墙墙不宜用于含水水丰富的粉细砂砂层、砂砾卵石石层和淤泥质土土，也不得用于于没有自稳能力力的淤泥及饱和和软弱土层。土钉墙不仅用于于临时构筑物，，而且也用于永永久性构筑物。。3.2基坑支支护施工753.2.4.2土钉墙的构构造要点（1）土钉墙坡坡度宜为1∶0.3～1∶0.7；土钉必必须和面层有效效地连接在一起起，通常在节点点处设承压板和和加强钢筋；土土钉的长度宜为为开挖深度的0.5～1.2倍，土钉间距距宜为1.2～～2m，土钉与与水平面夹角宜宜为10°～20°；土钉钢钢筋宜用HRB335以上螺螺纹钢筋，钢筋筋直径为16～32mm，钻孔直径宜宜为70～120mm。（2）土钉孔的的注浆材料可用用素水泥浆或水水泥砂浆。水泥泥采用不低于32.5级的普普通硅酸盐水泥泥，水泥砂浆的的强度等级不宜宜低于M10。。3.2基坑支支护施工76（3）喷射混凝凝土面层厚度宜宜为80～200mm，以100mm厚居居多；喷射混凝凝土强度等级不不宜小于C20；喷射混凝土土面层中配置的的钢筋网宜采用用HPB300钢筋，其直径径一般为6～10mm，钢筋筋网间距为150～300mm。（4）土钉墙顶顶地面应做混凝凝土护面，坡顶顶与坡脚采取排排水措施，严禁禁雨水等地表水水渗入坡体。（5）基坑开挖挖后暴露时间应应尽可能缩短，，尽快支护，地地下室施工应及及时分层回填墙墙外土方。3.2基坑支支护施工773.2.4.3土钉墙的施施工工艺工艺流程：按线线开挖工作面→→按设计要求开开挖、修整边坡坡→埋设喷射混混凝土厚度控制制标志→安设土土钉（包括定位位、钻孔、安设设土钉、注浆、、垫板等）→绑绑扎钢筋网→喷喷射面层混凝土土→下一层施工工→设置坡顶和和坡脚排水措施施。3.2基坑支支护施工781.开挖、修修整边坡2.安设土钉钉土钉施工包括定定位、成孔、插插置钢筋、注浆浆等工序。3.绑扎钢筋筋网4.喷射混凝凝土面层5.排降水措措施6.土钉墙支支护监测3.2基坑支支护施工793.2.4.4土钉墙的质质量检验项序检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1锚杆土钉长度mm±30钢尺检查2锚杆锁定力设计要求现场实测一般项目1钻孔倾斜度度1测钻机倾角2土钉位置mm±100钢尺检查3浆体强度设计要求试样送检4注浆量mm＜50用钢尺量5桩径大于理论计算注浆量检查计算数据6土钉墙厚度Mm±10用钢尺量7墙体强度设计要求试样送检表3.6土钉钉墙支护工程质质量检验标准3.2基坑支支护施工803.3钎探3.3钎探探81基坑（槽）土方方开挖后要对基基底地质进行钎钎探。钎探是将将钢钎打入土层层，根据钢钎进进入土层规定深深度所需的锤击击数探测土层情情况或粗略估计计土层的容许承承载力的一种简简易的探测方法法。这项操作的的主要目的是确确定建筑物基础础下一定深度内内的土质是否均均匀，基础是否否坐落在软弱下下卧层上，是否否存在局部过硬硬或过软的地质质情况，地下是是否有较大洞穴穴、孔道、墓穴穴等，以便进行行相应的地基处处理。钎探前应根据基基坑平面图绘制制钎探孔位平面面布置图，并根根据钎探孔位平平面布置图在基基坑（槽）中确确定钎探孔位，，孔位钉上小木木桩、盖砖块或或洒上白灰点。。如设计无特殊殊规定时，应遵遵循表3.7的的要求执行。3.3钎探探82表3.7钎探探孔排列方式3.3钎探探83钎探时应注意的的质量问题：（1）如打钎打打不下去，应请请示有关技术人人员移位打钎，，不可不打钎而而任意填锤击数数。（2）记录和平平面布置图的整整理。打钎完成成后，应及时整整理有关数据。。（3）地基钎探探记录作为一项项重要的技术资资料，一定要保保存完整，不得得遗失。3.3钎探探843.4验槽验槽是建筑物施施工第一阶段基基槽开挖后的重重要工序，也是是一般岩土工程程勘察工作最后后一个环节。无无数的工程实践践也充分证明，，认真验槽对保保证建筑工程质质量、防止事故故发生起着十分分重要的作用。。3.4验槽槽851.验槽的目目的(1)检验勘察察成果是否符合合实际。(2)检验基础础深度是否达到到设计深度，持持力层是否到位位或超挖，基坑坑尺寸是否正确确，轴线位置及及偏差、基础尺尺寸是否符合设设计要求，基坑坑是否积水，基基底土层是否被被扰动。(3)解决遗留留和新发现的问问题。(4)检验有无无其他影响基础础施工质量的因因素，如基坑放放坡是否合适，，有无塌方等不不良现象。3.4验槽槽862.验槽时必必须具备的资料料和条件(1)勘察、设设计、质监、监监理、施工及建建设方有关负责责人员及技术人人员到场；(2)附有基础础平面和结构总总说明的施工图图阶段的结构图图；(3)详勘阶段段的岩土工程勘勘察报告；(4)挖槽的相相关技术资料；；(5)开挖完毕毕，槽底无浮土土、松土（若分分段开挖，则每每段条件相同）），基槽条件良良好。3.4验槽槽873.验槽流程图3.34验验槽流程示意图图3.4验槽槽884.验槽内容容（1）一般情况况下，检验基槽槽应从以下几方方面进行：①校核基槽开开挖的平面位置置、基坑尺寸、、轴线位置与槽槽底标高是否符符合勘察、设计计要求。②检验槽底持持力层土质与勘勘察报告是否相相同。③检验基槽平平面土质是否均均匀。④检验基槽有有无其他影响基基础施工质量的的因素，如基坑坑放坡是否合适适、有无塌方等等。⑤与设计、勘勘察、施工、监监理、建设单位位共同研究对不不良基土的处理理措施，并形成成文件，作为施施工企业继续施施工的依据。3.4验槽槽89（2）对桩基的的验槽，主要有有以下两种情况况：①机械成孔的的桩基，应在施施工中进行。干干施工时，应判判明桩端是否进进入预定的桩端端持力层；泥浆浆钻进时，应从从井口返浆中获获取新带上的岩岩屑，仔细判断断，认真判明是是否已达到预定定的桩端持力层层。人工成孔桩桩，应在桩孔清清理完毕后进行行。②对摩擦桩，，应主要检验桩桩长；对端承桩桩，应主要查明明桩端进入持力力层长度、桩端端直径。在混凝凝土浇灌之前，，应清除桩底松松散岩土和桩壁壁松动岩土，检检验桩身的垂直直度。对大直径径桩，特别是以以端承桩为主的的大直径桩，必必须做到每桩必必验。检验的重重点是桩端进入入持力层的深度度、桩端直径等等。3.4验槽槽90（3）复合地基基（人工地基））的验槽，应在在地基处理之前前或之间、之后后进行，主要有有以下几种情况况：①对换土垫垫层，应在进进行垫层施工工之前进行，，根据基坑深深度的不同分分别按深、浅浅基础的验槽槽进行。经检检验符合有关关要求后，才才能进行下一一步施工。②对各种复合桩桩基，应在施工之之中进行，主要是是查明桩端是否达达到预定的地层。。③对各种采用预预压法、压密、挤挤密、振密的复合合地基，主要是用用试验方法（室内内土工试验、现场场原位测试）来确确定是否达到设计计要求。3.4验槽槽915.验槽注意事事项验槽时间要抓紧，，基槽挖好钎探后后应立即组织验槽槽。尤其夏季要避避免下雨泡槽，冬冬季要防冰冻，不不可拖延时间而形形成隐患。验槽前合格钎探应应全部完成，提供供验槽的定量数据据。验槽时应查看看新鲜土面，清除除超挖回填的虚土土。槽底设计标高高若位于地下水位位以下较深时，必必须做好基槽排水水，保证槽底不泡泡水。验槽结果应填入验验槽记录中，并由由参加验槽的4方方负责人签字，作作为施工处理的依依据，验槽记录存存档长期保存。3.4验槽槽923.5基坑支护实例3.5基坑支护护实例931.工程概况该工程为某水厂送送水泵房吸水井和和水泵室基坑工程程，其外边缘尺寸寸分别为49.63m×5.80m和56.45m×12.50m；开挖深度自自室外自然地面标标高至坑底分别为为6.30m和4.20m；吸水水井与水泵室距离离为4.00m，，吸水井东面有DN1820和DN2220两条条管道通过，西、、北面为道路和临临时建筑，水泵室室东、南、西面为为空旷地。3.5基坑支护护实例942.地质条件根据地质勘察报告告，从室外自然地地面自上而下可分分为：（1）回填土层厚厚1.1～1.3m，松散状；（2）粉质黏土层层厚0.9～1.1m，呈可塑～～硬塑状态；（3）淤泥层厚1.2～1.8m，呈流塑状态，，属高压缩性土层层；（4）中粗砂层厚厚2.5～3.2m，主要成分为为石英质中砂、粗粗砂，含少许砾石石，间或夹淤泥或或黏土薄层，局部部地区相变为中砂砂，均匀性较差；；（5）淤泥层厚2.5～6.6m，呈流塑状态，，含有机质及大量量贝壳碎屑，为超超高压缩性土层。。场内地下水位标高高为室外自然地面面标高下－2.400m。3.5基坑支护护实例953.基坑支护方