基坑支护施工专项方案

1 基基 坑坑 支支 护护 施施 工工 专专 项项 方方 案案 2 一 适用范围及编制依据一 适用范围及编制依据 一 适用范围 一 适用范围 1 开挖深度超过 5m 含 5m 的基坑 槽 并采用支护结构施工的工程 2 基坑虽未超过 5m 但地质条件和周围环境复杂 地下水位在坑底以上等的工程 二 基坑支护工程施工专项方案编制内容二 基坑支护工程施工专项方案编制内容 基坑支护工程施工专项方案编制内容包括 工程概况 主要编制依据 基坑支护工程 危险源识别与监控 基坑支护工程安全技术设计 基坑支护工程施工要求 基坑支付工程 质量检测与验收 基坑支护工程安全管理 基坑支护工程预案 三 主要编制依据 三 主要编制依据 1 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 2 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 3 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 4 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 5 建筑桩基技术规范 JGJ94 2008 二 基坑支护工程安全技术设计二 基坑支护工程安全技术设计 一 一 一般规定一般规定 1 1 设计规定 设计规定 1 按 建筑地基基础设计规范 GB50007 2001 和 建筑基坑支护技术规程 JGJ120 99 基坑支护结构应采用分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计 基坑 支护结构的极限状态可分为两类 一类是承载能力极限状态 对应于支护结构达到最大承 载能力或土体失稳 过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏 二类是正常使用极限状 态 对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能 2 基坑支护结构设计应根据表 1 1 选用相应的侧壁安全等级及重要性系数 安全等级 破坏后果 一级支护结构破坏 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严 重 1 10 二级支护结构破坏 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般 1 00 三级支护结构破坏 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严 重 0 90 注 有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定 表表 1 11 1 基坑侧壁安全等级及重要性系数基坑侧壁安全等级及重要性系数 3 在进行支护结构设计之前 应收集工程地质和水文地质资料 场地周围环境及地 下管线状况 地下结构设计资料 3 方面的资料 为基坑支护结构的设计和施工服务 4 支护结构设计应考虑其结构水平变形 地下水的变化对周边环境的水平和竖向变 3 形的影响 对于安全等级为一级和周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁 应根据 周边环境的重要性 对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值 5 当场地内有地下水时 应根据场地及周边区域的工程地质条件 水文地质条件 周边环境情况 支护结构和基础形式等因素 确定地下水控制方法 当场地周围有地表水 汇流 排泄或地下水管渗透时 应对基坑采取保护措施 6 根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求 基坑支护应按下列规定 进行计算和验算 基坑支护结构应进行承载能力极限状态的计算 计算内容包括 根据基坑支护形式 及其受力特点进行土体稳定性计算 基坑支护结构的受压 受弯 受剪承载力计算 当有 锚杆或支撑时 应对其进行承载力计算和稳定性验算 对于安全等级为一级和对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁 应对基坑周边 环境及支护结构变形进行验算 地下水控制计算和验算包括 抗渗透稳定性验算 基坑底突涌稳定性验算 根据支 护结构设计要求进行地下水位控制计算 7 基坑支护设计内容包括对支护结构计算和验算 质量检测及施工监控的要求 2 2 支护结构类型 选型与支撑方法 支护结构类型 选型与支撑方法 1 支护结构类型 基坑支护结构 包括围护墙和支撑 按其工作机理和围护墙的形式分为 水泥土墙 主要包括深层搅拌水泥土桩墙 高压旋喷桩墙等 排桩或地下连续墙 主要包括钢板桩 钻孔灌注桩 人工挖孔桩 地下连续墙 加 筋水泥土桩法 SMW 工法 等 土钉墙 逆作拱墙 原状土放坡 2 支护结构选型 基坑支护设计与施工和基坑周边环境 开挖深度 工程地质 降 低地下水位的方法 基坑土方开挖方案等有极大关系 其选型一般按表 1 2 选用排桩 地 下连续墙 水泥土墙 土钉墙 逆作拱墙 原状土放坡或采用上述形式的组合 选型时应 考虑结构的空间效果和受力特点 采用有利于支护结构材料受力性状的形式 软土场地可 采用深层搅拌 注浆 间隔或全部加固等方法对局部会整个基坑底土进行加固 或采用降 水措施提高基坑内侧被动抗力 表表 1 21 2 支护结构选型表支护结构选型表 结构形式使用条件 排桩或地下连续墙 适用于基坑侧壁安全等级一 二 三级 悬臂式结构在软土场地中不宜大于 5 m 当地下水位高于基坑底面时 宜采用降水 排桩加截水帷幕或地下连续墙 水泥土墙 基坑侧壁安全等级二 三级 水泥土桩施工范围内地基承载力不宜大于 150 kPa 基坑深度不宜大于 6 m 基坑侧壁安全等级二 三级的非软土场地 4 土钉墙 基坑深度不宜大于 2 m 当地下水位高于基坑底面时 宜采用降水或截水措施 逆作拱墙 基坑侧壁安全等级二 三级 淤泥和淤泥质土场地不宜采用 拱墙轴线的矢跨比不宜小于 1 8 基坑深度不宜大于 12 m 地下水位高于基坑底面时 应采取降水或截水措施 放坡 基坑侧壁安全等级三级 施工场地应满足放坡条件 可独立或上述其他结构形式结合使用 当地下水位高于坡脚时 应采取降水或截水措施 深层搅拌水泥土桩墙 深层搅拌水泥土桩墙是用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强制搅拌 形成连续搭 接的水泥柱加固体的挡墙 其水泥土加固体的渗透系数不大于 10cm s 能止水防渗 因此 这种围护墙属重力式挡墙 是利用其本身重量和刚度进行档土和防渗 具有双重作用 深层搅拌水泥土桩墙的优点是坑内无支撑 便于机械化快速挖土 具有档土 挡水的 双重功能 一般比较经济且施工中无振动 无噪音 污染少 挤土轻微 其缺点首先是位 移相对较大 尤其在基坑长度大时 为此可采取中间加墩 起拱等措施以限制过大的位移 其次是厚度较大 只有在红线位置和周围环境允许时才能采用 不宜用于大于 6 m 的深基 坑 高压旋喷桩墙 高压旋喷桩墙是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥柱状 加固体的挡墙 用来档土和止水 高压旋喷桩墙的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩墙 但其施工设备结构紧凑 体积小 机动性强 施工机具也不会对周围带来振动 噪音等公 害 但施工中有大量泥浆排出 容易引起污染 对于地下水流速过大的地层 无填充物的 岩溶地段 永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质均不宜采用该法 钢板桩 钢板桩包括槽钢钢板桩 热轧锁口钢板桩和型钢横档板等 槽钢钢板桩未一种简易的钢板桩围护墙 由槽钢正反扣搭接或并排组成 槽钢长 6 8 m 型号由计算确定 热轧锁口钢板桩常见的形式有 U 形 L 形 一字形 H 形和组合型 常用的是 U 形钢板 桩 适用于对周围环境要求不高的深 5 8 m 的基坑 型钢横档板围护墙 也称桩板式支护结构 由工字钢 或 H 形钢 桩和横档板 亦称 衬板 组成 再加上围檩 支撑等形成一种支护体系 施工时先按一定间距打设工字钢或 H 形钢桩 然后在开挖土方时边挖土边加设横档板 施工结束拔出工字钢或 H 形钢桩 它 的特点是横档板直接承受土压力和水压力 型钢横档板适用于土质较地下水位较低的地区 钢板桩的优点是施工简便 可重复使用 灌注桩 人工挖孔桩 钻孔灌注桩一般为间隔排列 缝隙不大于 100 mm 因此 它 不具备挡水功能 需另做挡水帷幕 其优点是施工无噪音 无振动 无挤土 刚度大 抗 弯能力强 变形较小 它适用于基坑侧壁安全等级一 二 三级 坑深 7 15 m 的基坑工程 在软土地区多加设内支撑 或拉锚 人工挖孔桩 即人工挖土成孔 多为大直径桩 它适用于土质较好地区 如土质松软 地下水位高时 需边挖土边施工衬圈 衬圈多为混凝土结构 在地下水位较高地区施工挖 孔桩 还要注意挡水问题 5 地下连续墙 地下连续墙是基坑开挖之前 用特殊挖槽设备 在泥浆护壁之下开挖 深槽 然后下钢筋笼浇筑混凝土形成的地下土中的钢筋混凝土墙 常用的地下连续墙厚度 为 600 mm 800 mm 1000 mm 多用于 12 m 以下的深基坑 地下连续墙的优点是 施工时对周围环境影响小 能紧邻建 构 筑物等进行施工 刚度大 整体性好 变形小 能用于深基坑 处理好接头能较好地抗渗止水 如用逆作法 施工 可实现两墙合一 能降低成本 其缺点是 泥浆需妥善处理 否则影响环境 如单 纯用作围护墙 则工程成本较高 地下连续墙适用于基坑侧壁安全等级一 二 三级者 在软土中悬臂式结构不宜大于 5m 加筋水泥土桩法 加筋水泥土桩法 SMW 工法 是在水泥土搅拌桩内插入 H 形钢 使之成为同时具有受力和抗渗两种功能的支护结构围护墙 如图 1 1 所示 基坑较大时也 可加设支撑 加筋水泥土桩法施工机械应为三根搅拌轴的深层搅拌机 全断面搅拌 H 形 钢靠自重可顺利下插至设计标高 加筋水泥土桩法围护墙的水泥掺入比约 20 因此 水 泥土的强度较高 与 H 形钢黏结好 能共同作用 土钉墙 土钉墙 见图 1 2 是一种边坡稳定式的支护 由密集的土钉群 被加固 的原位土体 喷射的混凝土面层等组成 土钉墙的作用与被动起档土作用的上述围护墙不 同 它是起主动嵌固作用 增加边坡的稳定性 使基坑开挖后坡面保持稳定 施工时 每 挖深 1 5 m 左右 挂细钢筋网 喷射细石混凝土面层厚度 50 100 mm 然后钻孔插入钢筋 长 10 15 m 左右 纵 横间距 1 5 m 1 5 左右 加垫板并灌浆 依次进行直至坑底 土钉墙适用于基坑侧壁安全等级为二 三级的非软土场地 基坑深度不宜大于 12 m 当地下水位高于基坑底面时 应采取降水或截水措施 6 逆作拱墙 当基坑平面形状适合时 可采取拱墙作为围护墙 拱墙有圆形闭合拱墙 椭圆形闭合拱墙和组合拱墙 对于组合拱墙 可将局部拱墙视为两铰拱 拱墙截面宜为 Z 字形 拱璧的上 下端宜加肋梁 当基坑较深 一道 Z 字形拱墙不够 时可由数道拱墙叠合组成 或沿拱墙高度设置数道肋梁 肋梁竖向间距不宜小于 2 5 m 或不加设肋梁而加厚肋壁等 逆作拱墙的构造要求 拱墙轴线的矢跨比不宜小于 1 8 圆形拱墙壁厚不宜小于 400 mm 其他拱墙壁厚不宜小于 500 mm 混凝土强度不宜小于 C25 拱墙水平方向应通长双面 配筋 钢筋总配筋率不小于 0 7 7 拱墙在垂直方向应分道施工 每道施工高度视为土层直立高度而定 不宜超过 2 5 m 待上道拱墙合拢且混凝去强度达到设计强度的 70 后 才可进行下道拱墙施工 上下两 道拱墙的竖向施工缝应错开 错开距离不宜小于 2 m 拱墙宜连续施工 每道拱墙施工时 间不宜超过 36 h 逆作拱墙适用于基坑侧壁安全等级为三级者 不宜应用于淤泥和淤泥质土场地及基坑 深度大于 12 m 者 当地下水位高于基坑底面时 应采取降水或截水措施 3 3 深基坑支撑选型 深度超过 5 m 的基坑支撑 常用的有如下几种方法 见表 1 3 表表 1 31 3 深基坑支撑方法深基坑支撑方法 支撑名称 适应范围 支撑方法 钢构架支护 在软弱土层中开挖较大 较 深基坑 而不能用一般支护 方法时 在开挖的基坑周围打板桩 在柱位置上打入暂设的钢柱 在基坑中挖土 每下挖 3 4 m 装上一层幅度很宽的构架式 横撑 挖土在钢构架网格中进行 档土护坡桩 支撑 开挖较大较深 6 m 基坑 邻近有建筑 不允许支撑有 较大变形时 在开挖基坑的周围 用钻机钻孔 现场灌注钢筋混凝土桩 待到达强度 在中间用机械或人工挖土 下挖 1 m 左右 装 上横撑 在桩背面已挖沟槽内拉上锚杆 并将它固定在已预 先灌注的锚桩上拉紧 然后继续挖土至设计深度 在桩中间 土方挖成向外拱形 使其起土拱作用 如邻近有建筑物 不 能设置锚拉杆 则采取加密桩距加大桩径处理 档土护坡桩 支撑与锚杆 结合支撑 大型较深基坑开挖 邻近有 高层建筑物 不允许支撑有 较大变形时 在开挖基坑的周围钻孔 浇筑钢筋混凝土灌注桩 达到强度 在柱中间沿桩垂直挖土 挖到一定深度 安上横撑 每隔一 定距离向桩背面斜下方用锚杆钻机打孔 在孔内放钢机锚杆 用水泥压力灌浆 达到强度后 拉紧固定 在桩中间进行挖 土直至设计深度 如设两层锚杆 可挖一层土 装设一层锚 杆 地下连续墙 支护 开挖较大 较深 周围有建 筑物 公路的基坑 作为复 合结构的一部分 或用于高 层建筑的逆作法施工 作为 结构的地下外墙 在开挖的基槽周围 先建造地下连续墙 待混凝土到达强 度后 在连续墙中间用机械或人工挖土 直至要求深度 当 跨度 深度不大时 连续墙刚度能满足要求 可不设内部支 撑 用于高层建筑地下室逆作法施工 每下挖一层 把下一 层梁板 柱浇筑完成 以此作为连续墙的水平框架支撑 如 此循环作业 直到地下室的底层全部挖完土 浇筑完成 地下连续墙 锚杆支护 开挖较大 较深 10 m 基坑 周围有高层建筑物 不允许支护有较大变形 采 用机械挖土 不允许内部设 支撑时 在开挖的基槽周围 先建造地下连续墙 在墙中间用机械 开挖土方至锚杆部位 用锚杆钻机在要求位置锚孔 放入锚 杆 进行灌浆 待达到设计强度 装上锚杆 然后继续下挖 至设计深度 如设有 2 3 层锚杆 每挖一层装一层锚杆 采 用快凝砂浆灌浆 板桩中央横 面支撑 开挖较大 较深基坑 板桩 刚度不够 有不允许设置过 在基坑周围先打板桩灌注钢筋混凝土护坡桩 然后在内侧 放坡 挖中央部分土方到坑底 先施工中央部分框架至地面 然后再利用此结构作支承 向板桩支水平横顶梁 再挖土放 8 多支撑时坡的土方 每挖一层 支一层横顶梁 直至坑底 最后建造 靠近板桩部分的结构 板中央斜面 支撑 开挖较大 较深基坑 板桩 刚度不够 坑内又不允许设 置过多支撑时 在基坑周围先打板桩或灌注护坡桩 在内侧放坡开挖中央 部分土方至坑底 并先灌注好中央部分基础 再从这个基础 向板桩上方支斜顶梁 然后再把放坡的土方逐层挖除运出 每挖去一层支一道斜顶撑 直至设计深度 最后建靠近板桩 部分地下结构 分层板桩支 撑 开挖较大 较深基坑 当主 体与群房基础标高不等而又 无重型板桩时 在开挖裙房基础时 周围先打钢筋混凝土板桩或钢板支护 然后在内侧普遍挖土至裙房基础底标高 再中央主体结构基 础四周打二级钢筋混凝土板桩或钢板桩 挖主体结构基础土 方 施工主体结构至地面 最后施工裙房基础或边继续向上 施工主体结构边分段施工裙房基础 对于排桩 板墙式支护结构 当基坑深度较大时 为使围护墙受力合理和受力后变形 控制在一定范围内 需沿围护墙竖向增设支承点 以减小跨度 当在坑内对围护墙加设支 承称为内支撑 当在坑外对围护墙设拉支承 则称为拉锚 土锚 内支撑受力合理 安全可靠 易于控制围护墙的变形 但内支撑的设置给基坑内挖土 和地下室结构的支模和浇筑带来不便 需通过换撑加以解决 对于土锚拉结围护墙 坑内 施工无任何阻碍 但位于软土地区土锚的变形较难控制 且土锚有一定长度 在建筑物密 集地区受红线的限制 需专门申请 一般情况下 在土质好的地区 如具备锚杆施工设备 和技术 应发展土锚 在软土地区为便于控制围护墙的变形 应以内支撑为主 支护结构的内支撑体系包括腰梁或冠梁 围檩 支撑和立柱 腰梁固定在围护墙上 将围护承受的侧压力传给支撑 纵 横两个方向 支撑是受压构件 长度超过一定限度时 稳定性不好 因此 中间需加设立柱 立柱下端需稳固 一般插入工程桩内 无法对准工 程桩时 应另外专门设置桩 灌注桩 内支撑按材料分为钢支撑和混凝土 钢筋混凝土 支撑 钢支撑 常用的是钢管支撑和型钢支撑两种 钢管支撑多用 60 钢管 有多种壁厚 可供选择 壁厚大者承载力高 钢支撑的优点是安装和拆除方便 速度快 能尽快发挥支 撑的作用 其缺点是整体刚度相对较弱 混凝土 钢筋混凝土 支撑 随着挖土的加深 混凝土 钢筋混凝土 支撑按设计 规定的位置现场支模浇筑而成 混凝土 钢筋混凝土 支撑的混凝土强度等级多为 C30 截面尺寸经计算确定 其优点是 形状多样 可浇筑成直线 曲线构件 并可根据基坑平 面形状浇筑成型 整体刚度大 安全可靠 可使围护墙变形小 可方便地变化构件的截面 和配筋 以适应其内力的变化 其缺点是 支撑成型和发挥作用时间长 使围护墙内因时 间效应而产生的变形增大 属一次性的 不能重复使用 拆除相对困难 如用人工拆除 时间较长 劳动强度大 如用控制爆破拆除 有时受周围环境限制 3 3 质量检测质量检测 支护结构施工及使用的原材料及半成品应遵照有关施工验收标准进行检验 对基坑侧壁安全等级为一级或对构件质量有怀疑的安全等级为二级和三级的支护结 构应进行质量检测 质量检测工作结束后应提交包括下列内容的质量检测报告 检测点分布图 检测方法和仪器设备型号 资料整理及分析方法 9 结论及处理意见 2 2 构造要求构造要求 1 1 排排 桩桩 悬臂式排桩结构桩径不宜小于 600 mm 桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确 定 排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接 冠梁跨度 水平方向 不宜小于桩径 冠梁高 度 竖直方向 不宜小于 400 mm 排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于 C20 当冠梁作 为联系梁时可按构造配筋 基坑开挖后 排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面 砌砖等处理方法 当桩 间渗水时 应在护面设泄水孔 当基坑面子实际地下水位以上且土质较好 暴露时间较短 时可不对桩间土进行防护处理 2 地下连续墙地下连续墙 悬臂式现浇钢筋混凝土地下连续墙厚度不宜小于 600 mm 地下连续墙顶部应设置钢 筋混凝土冠梁 冠梁宽度不宜小于连续墙厚度 高度不宜小于 400 mm 水下灌注混凝土地下连续墙 混凝土强度等级应大于 C20 地下连续墙作为地下室 外墙时还应满足抗渗要求 地下连续墙的受力钢筋应采用 级或 级钢筋 直径不宜小于 20 mm 构造钢筋宜采 用 级钢筋 直径不宜小于 16 mm 净保护层不宜小于 70 mm 构造筋间距宜为 200 300 mm 地下连续墙墙段之间的连接接头形式 在墙段间对整体刚度或防渗有特殊要求时 应采用刚性 半刚性连接接头 地下连续墙与地下室结构的钢筋连接可采用在地下连续墙内预埋钢筋 接驳器 钢 板等 预埋钢筋宜采用 级高级 连接钢筋直径大于 20 mm 时 宜采用接驳器连接 3 3 水泥土墙水泥土墙 水泥土墙采用格栅布置时 水泥土的置换率对于淤泥不宜小于 0 8 淤泥质土不宜 小于 0 6 格栅长宽比不宜大于 2 水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定 应考虑截水作用时 桩 的有效搭接宽度不宜小于 150 mm 当不考虑截水作用时 搭接宽度不宜小于 100 mm 当变形不能满足要求时 宜采用基坑内侧土体加固或水泥土墙插筋加混凝土面板及 大嵌固深度等措施 4 4 土钉墙 土钉墙 土钉墙墙面坡度不宜大于 1 0 1 土钉必须和面层有效连接 应设置承压板或加强钢筋等构造措施 承压板或加强钢 筋应与土地螺栓连接或钢筋焊接连接 土钉的长度宜为开挖深度的 0 5 1 2 倍 间距宜为 1 2 m 与水平面夹角宜为 5 20 土钉钢筋宜采用 级钢筋 钢筋直径宜为 16 32 mm 钻孔直径宜为 70 120 mm 注浆材料宜采用水泥浆或水泥砂浆 其强度等级不宜低于 M10 喷射混凝土面层宜配置钢筋网 钢筋直径宜为 6 10 mm 间距宜为 150 330 mm 喷 射混凝土强度等级不宜低于 C20 面层厚度不宜小于 80 mm 坡面上下段钢筋网搭接长度应大于 300 mm 10 当地下水位高于基坑底面时 应采取降水或截水措施 土钉墙顶应采用砂浆或混凝 土护面 坡顶和坡脚应设排水设施 坡面上可根据具体情况设置泄水孔 5 5 逆作拱墙逆作拱墙 钢筋混凝土拱墙结构的混凝土强度等级不宜低于 C25 拱墙截面宜我 Z 字形 拱壁的上 下端加肋梁 当基坑较深且一道 Z 字形拱 墙的支护高度不够时 可有数道拱墙叠合组成 沿拱墙高度应设置数道肋梁 其竖向间距 不宜大于 2 5 m 当基坑边坡地较窄时 可不加肋梁但应加厚拱壁 拱墙结构水平方向应通长双向配筋 总配筋率不宜小于 0 7 圆形拱墙壁厚不宜小于 400 mm 其他拱墙壁厚不宜小于 500 mm 拱墙结构不应作为防水体系使用 3 3 设计计算设计计算 1 1 排桩和地下连续墙排桩和地下连续墙 应对嵌固深度 围护墙内力与变形 围护墙结构 包括截面承载力 锚杆 支撑体系 进行计算 并验算软弱下卧层的整体稳定性 编写设计计算书 计算方法参照 建筑基坑 支护技术规程 JGJ120 99 和 混凝土结构设计规范 GB50010 2002 2 2 水泥土墙水泥土墙 应对嵌固深度 墙体厚度进行计算 并对压应力 拉应力进行验算 以及进行有关安 全验收 编写设计计算书 计算方法可参照 建筑基坑支护技术规程 和 混凝土结构设 计规范 有关安全验算的内容见表 1 4 表表 1 41 4 安全验算的内容安全验算的内容 项 目 验 算 项 目 验 算 抗倾覆稳定必须验算桩体强度基坑开挖较大时验算 抗滑动稳定必须验算基坑地基承载力墙体下部为软弱土质时应验算 整体稳定墙体下部为软弱土质时验算格栅稳定格栅分格较大时应验算 抗隆起稳定墙体下部为软弱土质时验算位移对支护结构及墙背土体位移控制要求 抗管涌稳定坑底或墙体下部为砂石及砂土时验算 3 3 土钉墙土钉墙 应对土钉抗拉承载力 喷射面混凝土面层进行计算 有关安全验算 包括土钉墙支护 整体稳定性验算 土钉墙支护整个支护沿底面水平滑动验算 支护底面的地基承载力验算 整个支护连同外部土体沿深部圆弧破坏面失稳验算 编写设计计算书 计算方法可参照 建筑基坑支护技术规程 和 混凝土结构设计规范 4 4 逆作拱墙逆作拱墙 拱墙结构材料 断面尺寸应根据内力设计值按 混凝土结构设计规范 确定 拱墙结 构内力宜按平面闭合结构形式采用杆件有限元方法分道计算 当基坑底土层为黏性土时 基坑开挖深度应满足抗隆起验算 当基坑开挖深度范围或基坑底土层为砂土时 应按抗渗 透条件验算土层稳定性 计算方法可参照 建筑基坑支护技术规程 和 混凝土结构设计 规范 3 3 基坑支护工程施工要求与质量检测基坑支护工程施工要求与质量检测 1 1 施工准备施工准备 11 在进行基坑支护设计和施工之前 必须认真对施工现场情况和工程地质 水文地质情 况进行调查研究 同时制定施工方案 以确保施工的顺利进行 施工现场情况调查包括有 关机械进场条件调查 给水排水 供电条件的调查 现有建 构 筑物的调查以及地下障 碍物与施工对周围影响的调查 为使基坑支护工程设计 施工合理和完工后使用性能良好 必须事先对水文地质和工程地质作全面 正确的勘探 如地下水位及水位变化情况 地下 水流动速度 承压水层的分布和压力大小等 2 2 排排 桩桩 桩位偏差 轴线和垂直轴线方向均不宜超过 50 mm 垂直度偏差不宜大于 0 5 钻孔灌注桩桩底沉渣不宜超过 200 mm 当用作承重结构时 桩底沉渣按 建筑桩基 技术规范 JGJ94 2008 要求执行 排桩宜采取隔桩施工 并应在灌注混凝土 24 h 后进行邻桩成孔施工 非均匀配筋排桩的钢筋笼蒸绑扎和预埋时 应保证钢筋笼的安放方向和设计方向一 致 冠梁施工前 应将支护桩桩顶浮浆清理干净 桩顶出露的钢筋长度应符合设计要求 3 3 地下连续墙地下连续墙 地下连续墙单位槽段长度可根据槽壁稳定性及钢筋笼起吊能力划分 宜为 4 8 m 施工前宜进行墙槽成槽试验 确定施工工艺流程 选择操作技术参数 槽段的长度 厚度 深度 倾斜度应符合下列要求 槽段长度 沿轴线方面 允许偏差 50 mm 槽段厚度允许偏差 10 mm 槽段倾斜度 1 150 4 4 水泥土墙水泥土墙 水泥土墙应采取切割搭接接法施工 由于在前桩水泥土尚未固化时进行后序搭接桩 施工 所以施工开始和结束的头尾搭接处 应采取加强措施 消除搭接沟缝 深层搅拌水泥土墙施工前 应进行成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆的配合比试验 以确定相应的水泥掺入比或水泥浆水灰比 浆喷深层搅拌的水泥掺入量宜为被加固土重度 的 15 18 粉喷深层搅拌的水泥掺入量宜为被加固土重度的 13 16 高压喷射注浆施工前 应通过试喷试验 确定不同土层旋喷固结物的最小直径 高 压喷射施工技术参数等 高压喷射水泥水灰比宜为 1 0 1 5 深层搅拌桩和高压喷射桩的桩位偏差不应大于 50 mm 垂直度偏差不宜大于 0 5 当设置插筋时 桩身插筋应在桩顶搅拌完成后及时进行 插筋材料 插入长度和出 露长度等均应按计算和构造要求确定 高压喷射注浆应按试喷确定的技术参数施工 切割搭接宽度应符合下列规定 旋喷固结体不宜小于 150 mm 摆喷固结体不宜小于 150 mm 定喷固结体不宜小于 200 mm 5 5 土钉墙土钉墙 上层土钉注浆体及喷射混凝土面层达到设计强度的 70 后方可开挖下层土方及进行 下层土钉施工 12 基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行 在机械开挖后 应辅 以人工修整坡面 坡面平整度的允许偏差宜为 20 mm 在坡面喷射混凝土支护前 应清楚 坡面虚土 土钉墙施工可按下列顺序进行 应按设计要求开挖工作面 修整边坡 埋设喷射混凝土厚度控制标志 喷射第一层混凝土 钻孔安设土钉 注浆 安设连接件 绑扎钢筋网 喷射第二层混凝土 设置坡顶 坡面和坡脚的排水系统 土钉成孔施工宜符合下列规定 孔深允许偏差 50 mm 孔径允许偏差 5 mm 孔距允许偏差 100 mm 成孔倾角偏差 5 喷射混凝土作业应符合下列规定 喷射应分段进行 同一分段内喷射顺序应自上而下 一次喷射厚度不宜大于 40 mm 喷射混凝土时 喷头与受喷面应保持垂直 距离宜为 0 6 1 0 m 喷射混凝土终凝 2 h 后 应喷水养护 养护时间根据气温确定 宜为 3 7 d 喷射混凝土面层中的钢筋网铺设应符合下列规定 钢筋网应在喷射一层混凝土后铺设 钢筋保护层厚度不宜小于 20 mm 采用双层钢筋网时 第二层钢筋网应在第一层钢筋网被混凝土覆盖后铺设 钢筋网与土钉应连接牢固 土钉注浆材料应符合下列规定 注浆材料应选用水泥浆或水泥砂浆 水泥浆的水灰比宜为 0 5 水泥砂浆配合比宜 为 1 1 1 2 重量比 水灰比宜为 0 38 0 45 水泥浆 水泥砂浆应拌合均匀 随拌随用 一次拌合的水泥浆 水泥砂浆应在初凝 前用完 注浆作业应符合以下规定 注浆前应将孔内残留或松动的杂土清楚干净 注浆开始或中途停止超过 30 min 应 用水或稀水泥浆润滑注浆泵及其管路 注浆前 注浆管应插至距孔底 250 500 mm 处 孔口部位宜设置止浆塞及排气管 土钉钢筋应设定位支架 6 6 逆作拱墙逆作拱墙 拱曲线沿曲率半径方向的误差不得超过 40 mm 拱墙水平方向施工的分段长度不超过 12 m 通过软土层或砂层分段长度不宜超过 8 m 拱墙在垂直方向应分道施工 每道施工的高度视土层的直立高度而定 不宜超过 2 5m 上道拱墙合拢且混凝土强度达到设计强度的 70 后 才可进行下道拱墙施工 上下两道拱墙的竖向施工缝应错开 错开距离不宜小于 2 m 拱墙施工宜连续作业 每道拱墙施工时间不得超过 36 h 当采用外壁支模时 拆除模板后应将拱墙与坑壁之间的空隙填满夯实 基坑内积水坑的设置应远离坑壁 距离不应小于 3 m 13 7 7 基坑支护工程质量检测与验收基坑支护工程质量检测与验收 1 1 排桩与地下连续墙排桩与地下连续墙 混凝土灌注桩质量检测应按下列规定执行 采用低应变动测桩身完整性 检测数量不宜少于总桩数的 10 且不得少于 5 根 当根据低应变动测法判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时 应采用钻芯法补 充检测 检测数量不宜小于总桩数的 2 且不得少于 3 根 地下连续墙宜采用声波透射法检测墙身结构质量 检测槽段数应不小于总槽段数的 20 且不应少于 3 个槽段 当对钢筋混凝土支撑结构或对钢支撑焊缝施工质量有怀疑时 宜采用超声探伤等非 破损方法检测 检测数量根据现场情况确定 2 2 水泥土墙水泥土墙 水泥土墙应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量 若 不符合设计要求应及时调整施工工艺 水泥土墙应在设计开挖龄期采用钻芯检测墙身完整性 钻芯数量不应少于总桩数的 2 且不应少于 5 根 并根据设计要求取样进行单轴抗压强度试验 3 3 土钉墙土钉墙 土钉墙采用抗拉试验检测承载力 同一条件下 试验数量不宜少于土钉总数的 1 且不应少于 3 根 土钉墙面喷射混凝土厚度应采用钻孔检测 钻孔数量宜每 100 平方米墙面为一组 每组不应少于 3 点 4 4 逆作拱墙逆作拱墙 当对逆作拱墙施工质量有怀疑时 宜采用钻芯法进行检测 检测数量为 100 平方米墙 面为一组 每组不应小于 3 点 四 基坑支护监测及安全管理四 基坑支护监测及安全管理 基坑开挖监测是检验基坑工程设计正确与否的手段 又是指导安全施工的必要措施 因此 在基坑施工过程中 应该对可能出现的险情及时预报 当有异常情况立即采取必要 的补救措施将险情控制在萌芽状态 确保施工安全 基坑工程施工过程中的监测应包括对 支护结构的监测和对周边环境的监测 前者是指对支护结构桩 墙及其支撑系统的内力 变形的监测 后者指对影响区域内的建 构 筑物 地下管线的变形监测 1 1 基坑开挖监控规定基坑开挖监控规定 基坑开挖前应制订系统的开挖监控方案 监控方案应包括 监控目的 监控项目 监控报警值 监测方法及精度要求 监测点的布置 监测周期 工序管理和记录制度以及 信息反馈系统等 监测点的布置应满足监控要求 从基坑边缘以外 1 2 倍开挖深度范围内的需要保护 物体均应作为监控对象 基坑工程监测项目应结合基坑工程的具体情况按表 1 5 选择 位移观测基准点数量不应少于两点 且应设在影响范围以外 监测项目应在基坑开挖前测得初始值 且不应小于两次 基坑检测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计确定 各项监测的时间间隔可根据施工进程确定 当变形超过有关标准或监测结果变化速 14 率较大时 应加密观测次数 当有事故征兆时 应连续监测 基坑开挖监测过程中 应根据设计要求提交阶段性监测结果报告 工程结束时应提 交完整的监测报告 报告内容包括 工程概况 监测项目和测点的平面和立面布置图 采 用的仪器设备和监测方法 监测数据处理方法和监测结果过程曲线 监测结果评价 表表 2 52 5 基坑监测项目表基坑监测项目表 监测项目 基坑侧壁安全等级 一级 二级 三级 支护结构水平位移 应测 应测 应测 周围建筑物 地下管线变形 应测 应测 宜测 地下水位 应测 应测 宜测 桩 墙内力 应测 宜测 可测 锚杆拉力 应测 宜测 可测 支撑轴力 应测 宜测 可测 立柱变形 应测 宜测 可测 土体分层竖向位移 应测 宜测 可测 支护结构界面上测向压力 宜测 可测 可测 2 2 基坑变形监控值规定基坑变形监控值规定 建筑地基基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 对基坑分级和变形监控值 规定见表 1 6 表表 1 61 6 基坑变形的监控值基坑变形的监控值 基坑类别围护结构墙顶位移监控值围护结构墙体最大位移监控值地面最大沉降监控值 一级基坑 3 5 3 二级基坑 6 8 6 三级基坑 8 10 10 注 1 符合下列情况之一 为一级基坑 重要工程或支护结构做主体结构的一部分 开挖深度大于 10 m 与邻近建筑物 重要设施的距离在开挖深度以内的基坑 基坑范围内有历史文物 近代优秀建筑 重要关系等需要严加保护的基坑 2 三级基坑为开挖深度小于 7 m 周围环境无特别要求的基坑 3 除一级和三级外的基坑属二级基坑 4 当周围已有的设施有特殊要求时 尚应符合这些要求 3 3 监测结果分析与报警监测结果分析与报警 通过基坑支护工程监测获得准确数据之后 进行定量分析与评价 并及时进行险情预 报 提出建议和措施 进一步加固处理直到问题解决 1 1 检测结果分析检测结果分析 监测结果分析一般包括 对支护结构顶部水平位移分析 包括位移速率和累计位移计 算 对沉降和沉降速率进行分析计算 沉降要区分由支护结构水平位移引起还是由于地下 15 水位变化引起 根据各项监测结果 进行综合分析并相互验证和比较 判断原有设计和施 工方案的合理性 全面分析基坑开挖对周围环境影响和支护的效果 预测后序工程开挖中 可能出现的新问题 经过分析评测 险情报警之后 应及时提出处理措施 调整方案 排 除险情 并跟踪监测加固处理后的效果 2 2 检测报警检测报警 险情预报是一个极其严肃的技术问题 必须根据具体情况 认真综合考虑各种情况 及时作出决定 虽然报警标准目前尚未统一 但一般比规范规定的基坑变形监控值要小得 多且范围也大得多 在实际操作过程中有设计容许值和变化速率两个控制指标 例如 当 出现下列情形之一者 应考虑报警 支护结构水平位移速率连续几天急剧增大 如达到 5 mm d 或连续 3 天 3 mm d 支护结构水平位移累计值达到设计容许值 如最大位移与开挖深度的比值达到 0 35 0 7 其中周边环境复杂时取较小值 任一项实测应力达到设计容许值 邻近地面积建筑物的沉降达到设计容许值 如地面最大沉降与开挖深度的比值达到 0 5 0 7 且地面裂缝急剧扩展 建筑物的差异沉降达到有关规范中的沉降限值 煤气管 水管等设施的变位达到设计容许值 例如 某开挖基坑邻近的煤气管局部 沉降大于 30 mm 时 出现了漏气事故 肉眼巡视检查到的各种严重不良现象 如桩顶圈梁裂缝过大 邻近建筑物的裂缝不 断扩展 严重的基坑渗漏 管涌等 3 3 预报险情发生时刻的实现途径预报险情发生时刻的实现途径 首先进行场地工程地质 水文地质 基坑周围环境 基坑周边地形地貌及施工方案 的综合分析 从险情的形成条件入手 找出险情发生的必要条件 如岩土特性 支护结构 有效临空面 邻近建筑物及地下设施等 和某些相关的诱发条件 如地下水 气象条件 地震 开挖施工等 再结合支护结构稳定性分析计算 得出是否会发现险情的初步结论 现场监测是实现险情预报的必要条件 现场监测的目的是运用各种有效的监测手段 及时捕捉险情发生前所暴露出来的种种前兆信息 以及诱发险情的各种相关因素 监测成 果不仅要表示出险情发生动态要素的定量数据 更重要的是要体现出动态要素的演变趋势 因此要求及时绘出水平位移及其速率 沉降 应力及裂缝等随时间的变化曲线 并及时进 行综合分析评价 模拟试验有利于险情发生时刻的准确预报 险情发生时刻是现场监测数据达到了险 情发生模式中的临界极限指标的时刻 模拟试验可以准确地确定各种可能的险情发生模式 和确定临界状态时的相关极限指标和险情预报根据 要及时捕捉宏观的险情发生前兆信息 用肉眼巡视和一般手段及时捕捉宏观的险情 发生前兆信息 以往成功的险情预报实例表明 大多数险情是可以通过肉眼巡视在早期发 现的 4 4 基坑支护工程安全管理基坑支护工程安全管理 在施工前对施工人员进行安全技术交底 避免以下事故的发生 放坡开挖时坡度过陡 土坡丧失其稳定性 基坑周围过多堆放荷载 引起边坡失稳 挖土施工速度过快 改变了原土层的平衡状态 易造成滑坡 基坑周围停放重型机械 使支护荷载增大 引起边垛失稳破坏 附近基坑施工对基坑支护的影响 引起围护结构破坏 基坑暴露时间过长 坑底回弹增大从而影响支护结构稳定性 16 当基坑放坡高度较大 施工期和暴露时间过长 或岩土土质较差时 应根据