土方工程基坑工程PPT课件.ppt

基坑工程一 土方边坡 一 土方边坡二 土壁支护三 施工排水四 流砂的防治 第一章土方工程 第三节基坑工程 第4讲 一 土方边坡 1 踏勘现场 2 熟悉图纸 编制施工方案 3 清除现场障碍物 平整施工场地 进行地下墓探 设置排水降水设施 4 永久性控制坐标和水准点的引测 建立测量控制网 设置方格网 控制桩等 5 搭设临时设施 修筑施工道路 6 施工机具 用料准备 一 土方施工准备工作 第3节基坑工程 第4讲 2 边坡留设 合理地选择基坑 沟槽 路基 堤坝的开挖断面并留设边坡 是减少土方量的有效措施 边坡的表示方法为1 m 即 土方边坡坡度 h b 1 b h 1 m 式中m b h 称为坡度系数 其意义为 当边坡高度已知为h时 其边坡宽度则等于mh 第3节基坑工程 第4讲 自然放坡的坡率允许值 边坡坡度应根据不同的挖填高度 土的工程性质及工程特点而定 既要保证土体稳定和施工安全 又要节省土方 当地质条件良好 土质均匀且无地下水 其放坡的坡度系数应根据当地施工经验确定 无经验时可按下表确定 注 表中碎石土的填充物为坚硬或硬塑的黏性土 第3节基坑工程 第4讲 留设边坡需考虑的因素 挖填高度 高度大则坡度系数大 反之坡度系数小 甚至不放坡 土的工程性质 土的类别 含水量 有无地下水等 土的类别低 密度小 含水量大 则坡度系数大 反之坡度系数小 施工特点 坡顶是否有荷载 施工季节及施工期长短 人工作业还是机械作业 坡顶有荷载 尤其是动荷载 使用时间长 跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数 规范的边坡留设1规范的边坡留设2 第3节基坑工程 第4讲 三 基坑 槽 和管沟开挖 1 基坑开挖 上部应有排水措施 防止地表水流入坑内冲刷边坡 造成塌方和破坏基土 2 基坑开挖 应进行测量定位 抄平放线 定出开挖宽度 根据土质和水文情况确定在四侧或两侧 直立或放坡开挖 坑底宽度应注意预留施工操作面 3 应根据开挖深度 土体类别及工程性质等综合因素确定保持土壁稳定的方法和措施 基坑的切线开挖 第3节基坑工程 第4讲 4 基坑开挖的一般程序 测量放线 切线分层开挖 排降水 修坡 整平 留足预留土层等 相邻基坑开挖时应遵循先深后浅或同时进行的施工程序 挖土应自上而下水平分段分层进行 边挖边检查坑底宽度及坡度 每3m左右修一次坡 至设计标高再统一进行一次修坡清底 大型工程基坑施工全景图 第3节基坑工程 第4讲 开挖基坑 槽 时 如地质条件及周围环境许可 可采用放坡开挖 这种施工方法是比较经济的 第3节基坑工程 二 土壁支护 第4讲 在建筑物稠密地区开挖基坑 槽 或地下水比较丰富时 往往不可能按要求的坡度放坡开挖 这就要进行基坑 槽 支护 以保证施工的顺利和安全 并减少对相邻建筑 管线等的不利影响 第3节基坑工程 第4讲 进行基坑 槽 支护主要目的是防治土壁失稳 因为土壁的稳定主要是由土体内磨擦阻力和粘结力来保持平衡的 一旦土体失去平衡 土体就会塌方 这不仅会造成人身安全事故 影响工期 有时还会危及附近的建 构 筑物 1 边坡过陡 2 雨水 地下水渗入基坑 3 基坑上口边缘堆载过大 4 土方开挖顺序 方法未遵守 从上至下 分层开挖 开槽支撑 先撑后挖 的原则 一 造成土壁塌方的原因 第3节基坑工程 第4讲 边坡的留设应符合规范的要求 挖填高度 高度大则坡度系数大 高度小则坡度系数小 甚至不放坡 土的工程性质 土的类别 含水量 有无地下水等 土的类别低 密度小 含水量大 则坡度系数大 土的类别高 密度大 含水量小 则坡度系数小 施工的特点 坡顶是否有荷载 施工期长短 施工季节 人工作业还是机械作业 二 防治塌方的措施 1 放足边坡 对坡顶有荷载 尤其是有动荷载 使用时间长 且跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数 第3节基坑工程 第4讲 2 土壁支护 为缩小施工面 减少土方 或受场地的限制不能放坡时 则可设置土壁支撑 基槽支护 基 沟 槽开挖一般采用横撑式土壁支撑 根据挡土板的不同 分为水平挡土板及垂直挡土板两类 前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种 湿度小的粘性土挖土深度小于3m时 可用间断式水平挡土板支撑 间断式水平挡土板支撑 第3节基坑工程 第4讲 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 垂直挡土板式支撑 第3节基坑工程 第4讲 一般基坑的支护方法 一般基坑的支护方法有 斜柱支撑法 锚拉支撑法 短柱横隔板支撑法 临时挡土墙支撑法等 施工时按适用条件进行选择 简易支护 仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用 仅适用于部分地段下部放坡不够的宽度较大的基坑使用 第3节基坑工程 第4讲 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 斜柱支撑 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 适用于深度不大的大型基坑或机械挖土时使用 适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横 斜 撑时使用 第3节基坑工程 第4讲 3 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 上海环球金融中心基础施工 地铁车站的深基坑支护 第3节基坑工程 第4讲 常用的支护结构体系 排桩式 土钉墙 喷锚支护 钢管桩 挖孔灌注桩 钢板桩 板墙式 板桩式 组合式 粉体喷射注浆桩墙 钻孔灌注桩 高压喷射注浆桩墙 深层搅拌水泥土桩墙 逆作拱墙式 边坡稳定式 排桩与板墙式 水泥挡土墙式 现浇地下连续墙 灌注桩与水泥土桩结合 加筋水泥土围护墙 型钢横挡板 第3节基坑工程 第4讲 挡土灌注桩支护 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 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 深基坑的间隔式排桩支护 第3节基坑工程 第4讲 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 第3节基坑工程 第4讲 挡土灌注桩与土层锚杆结合支护 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 桩顶不设锚桩锚杆 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 深基坑的间隔式排桩支护 桩顶连系梁 悬臂支护桩 锚杆及横撑 第3节基坑工程 第4讲 天然土体通过钻孔 插筋 注浆来设置土钉 亦称砂浆锚杆 就地加固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 土钉墙支护 钻孔插筋 注浆铺设钢筋网喷射砼护面 土钉墙支护 第3节基坑工程 第4讲 钢板桩支撑 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 钢板桩 水平支撑 U型钢板桩插打入土U型板桩相互连接 第3节基坑工程 第4讲 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 第3节基坑工程 第4讲 制作深基坑砼构架 构架支护下挖桩间土方 构架支护下逆作法施工 第3节基坑工程 第4讲 深基坑边坡支护坍塌事故 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 第3节基坑工程 第4讲 第3节基坑工程 第4讲 事故附近的房屋已被全部推倒 陷落的车辆被吊起 清理塌陷现场 事故造成21人死亡 经济损失约1 5亿元 是中国地铁建设史上最惨痛的事故 第3节基坑工程 第4讲 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 第3节基坑工程 第4讲 第3节基坑工程 第4讲 第3节基坑工程 第4讲 两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力 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 第3节基坑工程 第4讲 3 做好施工排水防止流砂 施工排水的内容将在第4节专门讨论 对可能产生滑坡的地段 不宜在雨期挖方 并应遵循先整治后开挖和由上至下的开挖顺序 严禁先切除坡脚或在滑坡体上弃土 4 完善施工技术措施 应根据挖方深度 边坡高度和土的类别确定挖方上边缘至土堆坡脚的距离 当土质干燥密实时不小于3m 当土质松软时不小于5m 应在土堆坡脚设置排水沟 防止雨水流入挖方场地 坡顶堆土的最小距离 共60页第32页 2土壁支护 基坑边坡有危岩 孤石 崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理 对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡 开挖后应对坡脚 坡面采取喷浆 抹面 嵌补 砌石等保护措施 并作好坡顶 坡脚排水 高达530m的边坡锚固 共60页第33页 2土壁支护 边坡支护 支撑垛防治边坡崩塌 大石加固崩塌防治 共60张第34张 2土壁支护 边坡简易护理 边坡主动防护网 石笼网护坡石笼网护岸 漓江石笼护岸 共60张第35张 2土壁支护 宜万铁路岩崩滑坡事故 2007年11月20日 高阳寨隧道发生岩崩事故 滑坡体总方量约3000m3 施工人员1死1伤2失踪 一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下 31人无人生还 2土壁支护 岩崩滑坡事故现场全景 岩石崩塌处崩塌的巨石 客车被埋 车上有乘客31人 共60页第36页 杭州地铁基坑事故 北京地铁基坑事故 苏州某基坑事故 上海柳州路申德公寓基坑全貌 申德公寓基坑土钉及喷射混凝土面层 申德公寓基坑土钉及喷射混凝土面层02 申德公寓基坑土钉及喷射混凝土面层03 申德公寓基坑土钉墙喷射混凝土 上海柳州路申德公寓土钉 锚管 上海浦东金桥新村排水系统雨水泵站排水管道灌注桩基坑全貌 上海浦东金桥新村排水系统雨水泵站排水管道搅拌桩加支撑 上海浦东金桥新村排水系统雨水泵站排水管道水泥土搅拌桩外貌 上海浦东污水总管SMW工法01 上海浦东污水总管SMW工法02 SWM工法是一种地下基坑支护的通过水泥桩形成一种地下连续墙来进行基坑支护 然后在桩体内插入型钢 上海浦东污水总管SMW工法03 上海浦东污水总管SMW工法04 上海外滩金融中心基坑工程地下连续墙土方的开挖 立柱 钢筋砼支撑 上海外滩金融中心基坑土方开挖 上海印钞厂钢板桩的打入 上海印钞厂已打入的钢板桩 同济大学中德学院基坑工程土钉墙围护结构及井点降水 外环隧道浦东接线基坑 南京中山北路运通大厦基坑 南京中山北路运通大厦基坑 南京中山北路运通大厦基坑 南京中山北路运通大厦基坑 南京中山北路运通大厦基坑 悬臂式支护结构 悬臂式支护结构常采用钢筋混凝土桩排桩墙 木板桩 钢板桩 钢筋混凝土板桩 地下连续墙等型式 悬臂式围护结构依靠足够的人土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构的安全悬臂式结构对开挖深度很敏感 容易产生较大的变形 对相邻建 构 筑物产生不良影响 悬臂式围护结构适用于土质较好 开挖深度较浅的基坑工程 1 水泥土重力式支护结构 目前在工程中用得较多的水泥土重力式围护结构 常采用深层搅拌法形成 有时也采用高压喷射注浆法形成 为了节省投资 常采用格构体系 水泥土与其包围的天然土形成重力式挡墙支挡周围土体 保持基坑边坡稳定 重力式围护结构常用于软粘土地区开挖深度约在6 0m以内的基坑工程 水泥土抗拉强度低 水泥土重力式围护结构适用于较浅的基坑工程 其变形也比较大 水泥土搅拌桩的破坏模式 倾覆破坏 由于墙身入土太浅或宽度不足 当地面堆载过多或重载车辆在坑边频繁行驶 都可能导致倾覆破坏 整体破坏 当开挖深度较大 基底土又十分软弱时 特别当地面存在大量堆载 堆土 时 地基土连同支挡结构一起滑动 地基整体破坏造成的危害极大 往往伴随着地面大量下陷及坑底隆起 也可能推动坑内主体结构工程桩一起位移 滑移破坏 当挡土结构插入深度不够 坑底土太软或因管涌及流砂所削弱 可能发生墙趾外移所引起的破坏 1 重力式水泥土墙支护结构1 水泥土墙设计 A整体稳定性 B 抗倾覆稳定性验算 抗滑移稳定性验算 3 5水泥土搅拌桩的施工3 5 2施工工艺 2 水泥土搅拌桩的施工3 5 1 施工机械 主机 2 板式支护结构 内撑式围护结构由围护结构体系和内撑体系两部分组成 围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式 内撑体系可采用水平支撑和斜支撑 根据不同开挖深度又可采用单层水平支撑 二层水平支撑及多层水平支撑内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管 或型钢 支撑两种 钢筋混凝土支撑体系的优点是刚度好 变形小 而钢管文撑的优点是钢管可以回收 且加预压力方便 拉锚式支护结构 拉锚式围护结构由围护结构体系和锚固体系两部分组成 锚固体系可分为锚杆式和地面拉锚式两种 随基坑深度不同 锚杆式也可分为单层锚杆 二层锚杆和多层锚杆 地面拉锚式需要有足够的场地设置锚桩 锚杆式需要地基土能提锚杆较大的锚固力 锚杆式较适用于砂土地基 或粘土地基