基坑支护讲义ppt课件.pptx

概念与现状 建筑基坑 为进行建筑物 包括构筑物 基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间 基坑支护 为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全 对基坑侧壁及周边环境采用的支挡 加固与保护措施 基坑工程 为建筑物地下结构施工由地面向下开挖形成的地下空间所需挡土结构及地下水控制 环境保护等措施的总称 1 近年来 随着人们对建筑的工程质量 环境和功能需求的不断增长 以及我国人口持续增长 可耕地面积因人类活动而逐渐减少 用地紧张 交通拥挤的矛盾在大城市和特大城市日趋突出 科学 合理和持续利用地下空间 这是我国城市化发展的客观要求 充分利用土地资源 在建筑工程中节能省地 建设节约型社会 高层建筑越来越多 高层建筑的基础向超大 超深 大跨 大底盘方向发展 基坑也向超大 超深发展 2 支护结构分类与选型 3 基坑支护常用方法及适用范围 1 土钉墙支护结构普通土钉墙 复合式土钉墙 指加带预应力锚杆 梁 柱或微型桩 特点 工期短 节省造价 但引起边坡水平位移 周边变形较大 2 排桩加预应力锚杆支护结构 简称护坡桩支护结构 特点 可有效控制边坡水平位移及周边变形 但相应工期长 造价高 3 组合支护结构 护坡桩支护结构 土钉墙支护结构 特点 可一定程度地控制边坡水平位移及周边变形 比较全护坡桩支护工期短 节省造价 4 复合土钉墙 复合土钉支护就是把土钉与其他支护形式或施工措施联合应用 在保证支护体系安全稳定的同时满足某种特殊的工程需要 如限制基坑上部的变形 阻止边坡士体内水的渗出 解决开挖面的自立性或阻止基坑地面隆起等 常用的复合土钉支护有三种基本形式 土钉与预应力锚杆 土钉与微型钢管桩 土钉与搅拌桩 止水帷幕 联合应用 5 土钉与预应力锚杆联合 当对基坑顶面的水平位移和沉降有严格要求时 可在土钉支护中配合使用预应力锚杆 预应力锚杆一般施作在基坑顶部的第一 二排 对主动区土体施加初始拉力 适用于一般的地层条件 可满足不同实际工程的需要 6 土钉与微型钢管桩联合 基坑开挖前 在开挖线外侧垂直打入钢管 在钢管内高压注入水泥浆 形成沿基坑开挖线以一定间距分布的一排微型桩 在基坑开挖过程中 仍按照土钉支护的施作方法 分层开挖 分步设置土钉和喷射混凝土面层 并与微型桩连接成整体 一般钢管直径为48 108 常用的为48 直径较小 施工时极易打入土中 施工较方便 速度快 这种形式适用于土质松散 自立性较差的地层情况 对于限制基坑的变形 增加边坡的稳定性是十分有利的 但不能起到止水隔水的作用 7 土钉与搅拌桩 止水帷幕 联合 基坑开挖前 沿基坑开挖线用水泥浆与土体充分搅拌形成一定强度的水泥土桩 对于软土较深的软弱地层 搅拌桩入土深度为基坑底面以下3 5m或一倍开挖深度 在基坑开挖过程中 同样采用分层开挖 分步设置土钉和喷射混凝土面层的施工方法 搅拌桩作为隔水帷幕和临时挡墙 阻止开挖后土体渗水 保证开挖面土体局部的自立性 减少基坑底部隆起 这种形式适用于软弱地层 当搅拌桩有足够的入土深度时 也适用于软土层较深的情况 8 支护桩施工质量控制 支护桩的施工工艺流程 泥浆护壁成孔 水下灌注混凝土成桩 支护桩的质量控制 9 支护桩施工应注意的问题 当排桩桩位邻近的建构筑物 地下管线对地基变形敏感时 应根据其位置 类型 材料特性 使用状况等采取下列控制地基变形的相应保护措施 1 采取间隔成桩的施工顺序 对混凝土灌注桩 应在混凝土终凝后 再进行相邻桩的成孔施工 2 对松散或稍密的砂土 稍密的粉土 软土等易坍塌或流动的软弱土层 对钻孔灌注桩宜采取改善泥浆性能等措施 对人工挖孔桩宜采取减小每节挖孔和护壁的长度 加固孔壁等措施 出现流砂 流土 涌泥等塌孔情况时 应暂停成孔施工并及时采取有针对性的措施进行处理 防止继续塌孔 3 采用挤土桩时 采取预先引孔等防止对邻近既有建构筑物基础或地下管线造成挤压的措施 10 对混凝土灌注桩 其纵向钢筋的接头不宜设置在受力较大处 同一连接区段内 纵向受力钢筋的连接方式和连接接头面积百分率应符合国家现行有关标准对梁类构件的规定 混凝土灌注桩采用沿纵向分段配置不同钢筋数量时 钢筋笼制作和安放时应严格控制非通长钢筋的标高及在钢筋配置截面上的方向 混凝土灌注桩采用沿桩截面周边非均匀配置纵向受力钢筋时 应按设计的钢筋配置方向进行安放 其偏转角度不得大于10度 混凝土灌注桩设有预埋件时 应根据预埋件的用途和受力特点的要求 控制其安装位置及方向 11 锚杆施工质量控制 锚杆的施工工艺流程 锚杆的质量控制 12 工艺流程 土方开挖至锚杆下50cm 测量放线定位 设备就位 钻进成孔 锚杆杆体安放 二次高压劈裂注浆 一次注浆 锚杆养护后张拉锁定 锚杆杆体制作 水泥浆拌制 腰梁制作安装 13 1 放线定位 锚杆位置允许偏差 100mm 2 锚杆机就位 成孔 根据 建筑地基基础工程质量验收规范 GB50202 2002 规定 成孔允许偏差如下 锚杆成孔允许偏差 14 3 锚杆杆体安置 锚杆杆体制作时应比设计长出1 0 1 5m 以满足锁定需要 定位骨架间距1 5 2 0m 钢绞线用铁丝均匀捆于骨架周围 二次注浆管固定于定位骨架中心 在锚杆自由段 钢绞线上满涂黄油 以塑料套管包裹 以保证钢绞线与水泥浆体无粘结 将制作好的杆体及二次注浆管缓慢放入锚杆孔内 4 一次注浆 水泥采用P O32 5 水灰比0 5 清孔完后将一次注浆管插至孔底 用高压泵进行一次注浆 注浆应慢速连续 直至钻孔内的水及杂质被完全置换出孔口 孔口流出水泥浓浆为止 随即将一次注浆管拔出 15 5 二次高压注浆 二次高压注浆压力宜控制在2 5 5 0MPa之间 注浆时可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行 6 锚杆张拉锁定 当锚杆腰梁安装完毕和锚固体强度达15MPa并达到设计强度等级的75 后 对锚杆进行张拉 锁定 张拉设备在锚杆张拉前须经计量部门进行标定 锚杆张拉顺序应考虑对临近锚杆的影响 锚杆宜张拉至设计荷载的0 9 1 0倍后 再按设计要求锁定 锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准值的0 75倍 16 钢绞线锚杆和钢筋锚杆成孔时应符合下列规定 1采用的成孔钻机和工艺应适合于土层的性状 地下水条件及锚杆承载力设计要求 应能保证孔壁的稳定性 减小对孔壁的扰动 对易塌孔的砂土 卵石 粉土 填土及地下水丰富的地层 宜采用套管跟进成孔护壁工艺 2采用泥浆护壁工艺进行锚孔成孔时 对不易塌孔的土层 钻孔用水宜采用清水 并在钻孔后及时置换孔内泥浆 但钻孔用水影响孔壁的稳定性及土的强度时 不应采用清水钻进工艺 对孔壁易坍塌的土层 宜用水泥浆护壁 3对软弱土层 应采用低钻压 低转速 低给进量的钻进参数控制钻进速度 4对含有块石或较坚硬的地下水位以上的土层 宜采用气动潜孔锤钻进工艺 17 钢绞线锚杆和钢筋锚杆杆体制作安装时应符合下列规定 1钢绞线锚杆杆体绑扎时 钢绞线应平行 间距均匀 不得交叉 相互缠绕 杆体插入孔内时 应避免钢绞线在孔内弯曲或扭转 2钢筋锚杆采用HRB335 HRB400级钢筋时 其连接可采用双面搭接焊 绑条焊 采用双面搭接焊时 焊缝长度不应小于8d 此处 d为杆体钢筋直径 精轧螺纹钢筋可采用套筒连接 杆体制作和安放时应除锈 除油污 避免杆体弯曲 3采用套管跟进工艺成孔时 应在拔出套管前将杆体插入孔内 采用非套管护壁成孔时 杆体应人工匀速推送至孔内 插入过程应保证孔壁的稳定 4成孔后应及时插入杆体及注浆 18 钢绞线锚杆和钢筋锚杆注浆时应符合下列规定 1孔体注浆体采用水泥浆时 水灰比宜取0 50 0 55 采用水泥砂浆时 水灰比宜取0 40 0 45 同时 灰砂比宜取0 5 1 0 拌和用砂宜选用中粗砂 按重量计的含泥量不得大于3 2水泥浆或水泥砂浆内可掺入提高注浆固结体早期强度或微膨胀的外掺剂 其掺入量宜按室内试验确定 3孔体注浆的注浆管端部至孔底的距离宜不大于200mm 注浆及拔管过程 注浆管口应始终埋入注浆液面内 应在新鲜浆液从孔口溢出后停止注浆 注浆后 当浆液液面下降时 应进行补浆 4采用二次压力注浆工艺时 二次压力注浆宜采用水灰比0 50 0 55的水泥浆 二次注浆管应牢固绑扎在杆体上 注浆管的端部出浆口应进行密封 防止注浆前浆液进入注浆管 二次压力注浆时 注浆压力不宜小于1 5MPa 5采用沿锚固段分段二次注浆工艺时 注浆宜在孔体注浆固结体的强度达到5MPa后进行 劈裂注浆管的出浆孔应沿锚杆锚固段全长设置 注浆顺序应从锚杆端部开始 由内向外分段依次进行 6寒冷地区在冬期施工时 应对注浆浆体采取保温措施 浆体温度应保持在5 C以上 19 土钉施工质量控制 土钉的施工工艺流程 土钉的质量控制 20 1 工艺流程图 21 1 边坡修整 土方开挖至土钉设计标高下0 5m后 应人工及时修整坡面 坡面平整度允许偏差 20mm 2 成孔 土钉墙施工允许偏差 22 3 土钉杆体制作安放 按设计要求制作土钉杆体 钢筋焊接满足双面焊5d 单面焊10d 并按设计要求加焊定位支架 钢筋保护层厚度应大于25mm 4 注浆 按设计要求水灰比搅拌水泥浆 注浆时 注浆管应插至孔底 在一次注浆完成2 0小时内进行二次补浆 并将孔口封堵 5 钢筋网片制作与安装 钢筋网片按设计要求制作 网片规格 6 200 200 网节点采用点焊或绑扎 网片搭接长度不少于300mm 网片外侧按设计要求加焊加强筋 23 6 土钉头焊接土钉钢筋按设计要求焊接在钢筋网片的加强钢筋上 加强钢筋与土钉钢筋的焊接长度不小于200mm 7 面层喷射砼喷射砼施工过程中严格计量配比 喷射作业应分段进行 同一分段内喷射顺序应自下而上 喷射时喷头与受喷面应保持垂直 喷射射距0 6 1 0m 喷射砼终凝2小时后应喷水养护 每层土钉喷射砼施工时 作一组砼试块 标养28天后进行检验 喷射砼厚度允许偏差 10mm 24 地下水控制方法适用条件 25 隔水帷幕施工 旋喷桩 1 旋喷桩的有效直径 摆喷固结体的有效长度应通过试验确定 缺少试验时 可根据土的类别及其密实程度 高压喷射注浆工艺 按工程经验采用 帷幕的水泥土固结体搭接长度 当深度l 10m时 不应小于150mm 当深度l 10m时 不应小于200mm 对帷幕的抗渗性能要求高时 宜采用相互搭接的双排形式 摆喷桩的摆喷角度宜取20 30 2 高压喷射注浆水泥浆液的水灰比宜取1 0 1 5 高压喷射注浆的水泥掺量宜取土的天然重度的25 40 当土层中地下水流速高时 宜掺入外加剂改善水泥浆液的稳定性与固结性 3 高压喷射注浆施工时 注浆孔垂直度偏差不应大于0 5 孔位偏差不应大于10mm 26 隔水帷幕施工 旋喷桩施工要点 1采用与排桩搭接的高压喷射注浆截水帷幕时 应先施作排桩 后施作高压喷射注浆与其搭接 2高压喷射注浆的施工作业顺序应采用隔孔分序方式 后序与前序的间隔时间不宜小于24h 3喷射注浆时 应由下而上均匀提升喷射注浆管 停止提升及喷射的位置宜高于设计顶端1m 4可采用二次复喷工艺增大固结体半径 提高固结体强度 5喷射注浆时 当孔口的返浆量大于注浆量的20 时 可采用提高喷射压力 减小喷嘴孔径 增加提升速度等减小返浆量的措施 6喷射注浆过程 当因浆液渗漏而出现孔口不返浆的情况时 应对漏浆部位进行处理和二次复喷 直至消除漏浆 7喷射注浆后 当浆液析水 液面下降时 应进行补浆 8当喷射注浆中途停喷时 继续喷射注浆应与停喷前的注浆体搭接 其搭接长度应不小于100mm 9当注浆孔邻近存在既有建筑物时 应防止对其造成扰动 且宜采用速凝浆液进行喷射注浆 10对淤泥 淤泥质土 松散填土等软弱土层 可通过适当加大注浆喷嘴的孔径提高喷射注浆的浆液流量 27 隔水帷幕施工 搅拌桩 1 采用搅拌桩帷幕时 其桩径宜取450 1000mm 搅拌桩