基坑支护讲义

概念与现状状•建筑基坑：：为进行建建筑物（包包括构筑物物）基础与与地下室的的施工所开开挖的地面以下下空间。•基坑支护：：为保证地地下结构施施工及基坑坑周边环境境的安全，，对基坑侧侧壁及周边环境境采用的支支挡、加固固与保护措措施。•基坑工程：：为建筑物物地下结构构施工由地地面向下开开挖形成的的地下空间间所需挡土结构构及地下水水控制、环环境保护等等措施的总总称。•近年来，随随着人们对对建筑的工工程质量、、环境和功功能需求的的不断增长长，以及我我国人口持持续增长，，可耕地面面积因人类类活动而逐逐渐减少，，用地紧张张、交通拥拥挤的矛盾盾在大城市市和特大城城市日趋突突出。科学学、合理和和持续利用用地下空间间，这是我我国城市化化发展的客客观要求。。充分利用用土地资源源，在建筑筑工程中节节能省地、、建设节约约型社会，，高层建筑筑越来越多多，高层建建筑的基础础向超大、、超深、大大跨、大底底盘方向发发展。基坑坑也向超大大、超深发发展。支护结构分分类与选型型结构型式适用条件排桩或地下连续墙1.适于基坑侧壁安全等级一、二、三级2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m3.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1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级2.水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa3.基坑深度不宜大于6m土钉墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地2.基坑深度不宜大于12m3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措放坡1.基坑侧壁安全等级宜为三级2.施工场地应满足放坡条件3.可独立或与上述其他结构结合使用4.当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施基坑支护常常用方法及及适用范围围•1、土钉墙支支护结构普通土钉墙墙、复合式式土钉墙(指加带预应应力锚杆+梁、柱或微微型桩)特点：工期期短、节省省造价，但但引起边坡坡水平位移移、周边变变形较大•2、排桩加预预应力锚杆杆支护结构构（简称护护坡桩支护护结构）特点：可有有效控制边边坡水平位位移及周边边变形，但但相应工期期长、造价价高•3、组合支护护结构（护护坡桩支支护结构+土钉墙支护护结构）特点：可一一定程度地地控制边坡坡水平位移移及周边变变形，比较较全护坡桩支支护工期短短、节省造造价。复合土钉墙墙•复合土钉支支护就是把把土钉与其其他支护形形式或施工工措施联合合应用,在保证支护护体系安全全稳定的的同时满足足某种特殊殊的工程需需要,如限制基坑坑上部的变变形、阻止边边坡士体内内水的渗出出、解决开开挖面的自自立性或阻止止基坑地面面隆起等。。•常用的复合合土钉支护护有三种基基本形式:土钉与预应应力锚杆、、土钉与微微型钢管桩桩、土钉与与搅拌桩(止水帷幕)联合应用。。土钉与预应应力锚杆联联合•当对基坑顶顶面的水平平位移和沉沉降有严格格要求时,可在土钉支支护中配合合使用预应应力锚杆。。•预应力锚杆杆一般施作作在基坑顶顶部的第一一、二排,对主动区土土体施加初初始拉力。。•适用于一般般的地层条条件,可满足不同同实际工程程的需要。。土钉与微型型钢管桩联联合•基坑开挖前前,在开挖线外外侧垂直打打入钢管,在钢管内高高压注入水水泥浆,形成沿基坑坑开挖线以以一定间距距分布的一一排微型桩桩。在基坑坑开挖过程程中,仍按照土钉钉支护的施施作方法,分层开挖,分步设置土土钉和喷射射混凝土面面层,并与微型桩桩连接成整整体。•一般钢管直直径为48-108,常用的为48,直径较小,施工时极易易打入土中中,施工较方便便、速度快快。这种形形式适用于于土质松散散、自立性性较差的地地层情况,对于限制基基坑的变形形、增加边边坡的稳定定性是十分分有利的,但不能起到到止水隔水水的作用。。土钉与搅拌拌桩(止水帷幕)联合•基坑开挖前前,沿基坑开挖挖线用水泥泥浆与土体体充分搅拌拌形成一定定强度的水水泥土桩,对于软土较较深的软弱弱地层,搅拌桩入土土深度为基基坑底面以以下3~5m或一倍开挖挖深度。在在基坑开挖挖过程中,同样采用分分层开挖、、分步设置置土钉和喷喷射混凝土土面层的施施工方法。。•搅拌桩作为为隔水帷幕幕和临时挡挡墙,阻止开挖后后土体渗水水,保证开挖面面土体局部部的自立性性,减少基坑底底部隆起。。这种形式式适用于软软弱地层,当搅拌桩有有足够的入入土深度时时,也适用于软软土层较深深的情况。。支护桩施工工质量控制制•支护桩的施施工工艺流流程（泥浆浆护壁成孔孔、水下灌灌注混凝土土成桩）•支护护桩桩的的质质量量控控制制支护护桩桩施施工工应应注注意意的的问问题题•当排排桩桩桩桩位位邻邻近近的的建建构构筑筑物物、、地地下下管管线线对对地地基基变变形形敏敏感感时，，应应根根据据其其位位置置、、类类型型、、材材料料特特性性、、使使用用状状况况等等采采取取下下列控控制制地地基基变变形形的的相相应应保保护护措措施施：：•1、采采取取间间隔隔成成桩桩的的施施工工顺顺序序；；对对混混凝凝土土灌灌注注桩桩，，应应在在混混凝土土终终凝凝后后，，再再进进行行相相邻邻桩桩的的成成孔孔施施工工；；•2、对对松松散散或或稍稍密密的的砂砂土土、、稍稍密密的的粉粉土土、、软软土土等等易易坍坍塌塌或或流动动的的软软弱弱土土层层，，对对钻钻孔孔灌灌注注桩桩宜宜采采取取改改善善泥泥浆浆性性能能等等措措施，，对对人人工工挖挖孔孔桩桩宜宜采采取取减减小小每每节节挖挖孔孔和和护护壁壁的的长长度度、、加加固孔孔壁壁等等措措施施；；出出现现流流砂砂、、流流土土、、涌涌泥泥等等塌塌孔孔情情况况时时，，应应暂停停成成孔孔施施工工并并及及时时采采取取有有针针对对性性的的措措施施进进行行处处理理，，防防止止继续续塌塌孔孔；；•3、采采用用挤挤土土桩桩时时，，采采取取预预先先引引孔孔等等防防止止对对邻邻近近既既有有建建构构筑物物基基础础或或地地下下管管线线造造成成挤挤压压的的措措施施。。对混混凝凝土土灌灌注注桩桩，，其其纵纵向向钢钢筋筋的的接接头头不不宜宜设设置置在在受受力力较较大大处处。。同同一一连连接接区区段段内内，，纵纵向向受受力力钢钢筋筋的的连连接接方方式式和和连连接接接接头头面面积积百百分分率率应应符符合合国国家家现现行行有有关关标标准准对对梁梁类类构构件件的的规规定定。。•混凝凝土土灌灌注注桩桩采采用用沿沿纵纵向向分分段段配配置置不不同同钢钢筋筋数数量量时时，，钢钢筋筋笼笼制制作作和和安安放放时时应应严严格格控控制制非非通通长长钢钢筋筋的的标标高高及及在在钢钢筋筋配配置置截截面面上上的的方方向向。。•混凝凝土土灌灌注注桩桩采采用用沿沿桩桩截截面面周周边边非非均均匀匀配配置置纵纵向向受受力力钢钢筋筋时时，，应应按按设设计计的的钢钢筋筋配配置置方方向向进进行行安安放放，，其其偏偏转转角角度度不不得得大大于于10度。。•混凝凝土土灌灌注注桩桩设设有有预预埋埋件件时时，，应应根根据据预预埋埋件件的的用用途途和和受受力力特特点点的的要要求求，，控控制制其其安安装装位位置置及及方方向向。。锚杆杆施施工工质质量量控控制制•锚杆杆的的施施工工工工艺艺流流程程•锚杆杆的的质质量量控控制制●工工艺艺流流程程土方方开开挖挖至至锚锚杆杆下下50cm测量量放放线线定定位位设备备就就位位、、钻钻进进成成孔孔锚杆杆杆杆体体安安放放二次次高高压压劈劈裂裂注注浆浆一次次注注浆浆锚杆杆养养护护后后张张拉拉锁锁定定锚杆杆杆杆体体制制作作水泥泥浆浆拌拌制制腰梁梁制制作作安安装装（1）放放线线定定位位•锚杆杆位位置置允允许许偏偏差差：：±100mm•（2）锚锚杆杆机机就就位位、、成成孔孔•根据据《建筑筑地地基基基基础础工工程程质质量量验验收收规规范范（（GB50202-2002）》规定定，，成成孔孔允允许许偏偏差差如如下下：：•锚杆杆成成孔孔允允许许偏偏差差序号项目允许偏差值11锚杆孔径±5mm2锚杆孔距±100mm33锚杆成孔倾角±3％（3）、、锚锚杆杆杆杆体体安安置置•锚杆杆杆杆体体制制作作时时应应比比设设计计长长出出1.0～1.5m，以以满满足足锁锁定定需需要。。定定位位骨骨架架间间距距1.5～2.0m，钢钢绞绞线线用用铁铁丝丝均均匀匀捆捆于于骨骨架周周围围，，二二次次注注浆浆管管固固定定于于定定位位骨骨架架中中心心。。在在锚锚杆杆自自由由段，，钢钢绞绞线线上上满满涂涂黄黄油油，，以以塑塑料料套套管管包包裹裹，，以以保保证证钢钢绞绞线线与水水泥泥浆浆体体无无粘粘结结。。将将制制作作好好的的杆杆体体及及二二次次注注浆浆管管缓缓慢慢放放入锚锚杆杆孔孔内内。。（4）、、一一次次注注浆浆•水泥泥采采用用P.O32.5，水水灰灰比比0.5，清清孔孔完完后后将将一一次次注注浆浆管管插插至至孔孔底底，，用用高高压压泵泵进进行行一一次次注注浆浆。。注注浆浆应应慢慢速速连连续续，，直直至至钻钻孔孔内内的的水水及及杂杂质质被被完完全全置置换换出出孔孔口口，，孔孔口口流流出出水水泥泥浓浓浆浆为为止止，，随随即即将将一一次次注注浆浆管管拔拔出出。。（5）、、二二次次高高压压注注浆浆•二次次高高压压注注浆浆压压力力宜宜控控制制在在2.5-5.0MPa之间，注浆时时可根据注浆浆工艺试验确确定或一次注注浆锚固体强强度达到5MPa后进行。•（6）、锚杆张拉拉锁定•当锚杆腰梁安安装完毕和锚锚固体强度达达15MPa并达到设计强强度等级的75%后，对锚杆进进行张拉、锁锁定。张拉设设备在锚杆张张拉前须经计计量部门进行行标定。锚杆杆张拉顺序应应考虑对临近近锚杆的影响响。锚杆宜张张拉至设计荷荷载的0.9～1.0倍后，再按设设计要求锁定定。锚杆张拉拉控制应力不不应超过锚杆杆杆体强度标标准值的0.75倍。钢绞线锚杆和和钢筋锚杆成成孔时应符合合下列规定：：•1采用的成孔钻钻机和工艺应应适合于土层层的性状、地地下水条件及及锚杆承载力力设计要求，，应能保证孔孔壁的稳定性性、减小对孔孔壁的扰动；；对易塌孔的的砂土、卵石石、粉土、填填土及地下水水丰富的地层层，宜采用套套管跟进成孔孔护壁工艺；；•2采用泥浆护壁壁工艺进行锚锚孔成孔时，，对不易塌孔孔的土层，钻钻孔用水宜采采用清水，并并在钻孔后及及时置换孔内内泥浆；但钻钻孔用水影响响孔壁的稳定定性及土的强强度时，不应应采用清水钻钻进工艺。对对孔壁易坍塌塌的土层，宜宜用水泥浆护护壁；•3对软弱土层，，应采用低钻钻压、低转速速、低给进量量的钻进参数数控制钻进速速度；•4对含有块石或或较坚硬的地地下水位以上上的土层，宜宜采用气动潜孔锤钻进进工艺。钢绞线锚杆和和钢筋锚杆杆杆体制作安装装时应符合下下列规定：•1钢绞线锚杆杆杆体绑扎时，，钢绞线应平平行、间距均均匀，不得交叉、相互互缠绕；杆体体插入孔内时时，应避免钢钢绞线在孔内内弯曲或扭转转；•2钢筋锚杆采用用HRB335、HRB400级钢筋时，其其连接可采用用双面搭接焊、、绑条焊；采用双面搭搭接焊时，焊焊缝长度不应应小于8d，此处，d为杆体钢筋直直径；精轧螺螺纹钢筋可采采用套筒连接接；杆体制作作和安放时应应除锈、除油油污、避免杆杆体弯曲；•3采用套管跟进进工艺成孔时时，应在拔出出套管前将杆杆体插入孔内内；采用非套套管护壁成孔孔时，杆体应应人工匀速推推送至孔内，，插入过程应应保证孔壁的的稳定；•4成孔后应及时时插入杆体及及注浆。钢绞线锚杆和和钢筋锚杆注注浆时应符合合下列规定：•1孔体注浆体采采用水泥浆时时，水灰比宜宜取0.50～0.55；采用水泥砂砂浆时，水灰灰比宜取0.40～0.45,同时，灰砂比比宜取0.5～1.0，拌和用砂宜宜选用中粗砂砂，按重量计计的含泥量不不得大于3%；•2水泥浆或水泥泥砂浆内可掺掺入提高注浆浆固结体早期期强度或微膨膨胀的外掺剂剂，其掺入量量宜按室内试试验确定；•3孔体注浆的注注浆管端部至至孔底的距离离宜不大于200mm；注浆及拔管管过程，注浆浆管口应始终终埋入注浆液液面内，应在在新鲜浆液从从孔口溢出后后停止注浆；；注浆后，当当浆液液面下下降时，应进进行补浆；•4采用二次压力力注浆工艺时时，二次压力力注浆宜采用用水灰比0.50～0.55的水泥浆；二二次注浆管应应牢固绑扎在在杆体上，注注浆管的端部部出浆口应进行密封，防防止注浆前浆浆液进入注浆浆管；二次压压力注浆时，，注浆压力不宜小于1.5MPa；•5采用沿锚固段段分段二次注注浆工艺时，，注浆宜在孔孔体注浆固结结体的强度达到5MPa后进行，劈裂裂注浆管的出出浆孔应沿锚锚杆锚固段全全长设置，注注浆顺序应从从锚杆端部开开始，由内向向外分段依次次进行；•6寒冷地区在冬冬期施工时，，应对注浆浆浆体采取保温温措施，浆体体温度应保持在5°C以上。土钉施工质量量控制•土钉的施工工工艺流程•土钉的质量控控制1、工艺流程图图（1）边坡修整•土方开挖至土土钉设计标高高下0.5m后，应人工及及时修整坡面面。坡面平整整度允许偏差差±20mm。•（2）成孔•土钉墙施工允允许偏差序号项目允许偏差值1土钉孔深±5mm2土钉孔径±50mm3土钉孔距±1004土钉成孔倾角±5％（3）土钉杆体制制作安放•按设计要求制制作土钉杆体体，钢筋焊接接满足双面焊焊5d，单面焊10d，并按设计要要求加焊定位位支架，钢筋筋保护层厚度度应大于25mm。•（4）注浆•按设计要求水水灰比搅拌水水泥浆，注浆浆时，注浆管管应插至孔底底，在一次注注浆完成2.0小时内进行二二次补浆，并并将孔口封堵堵。•（5）钢筋网片制制作与安装•钢筋网片按设设计要求制作作，网片规格格φ6@200×200，网节点采用用点焊或绑扎扎，网片搭接接长度不少于于300mm。网片外侧按按设计要求加加焊加强筋。。•（6）土钉头焊接接土钉钢筋按设设计要求焊接接在钢筋网片片的加强钢筋筋上，加强钢钢筋与土钉钢钢筋的焊接长长度不小于200mm。•（7）面层喷射砼砼喷射砼施工过过程中严格计计量配比，喷喷射作业应分分段进行，同一分段内喷喷射顺序应自自下而上，喷喷射时喷头与与受喷面应保保持垂直。喷喷射射距0.6～1.0m，喷射砼终凝凝2小时后应喷水水养护。每层层土钉喷射砼砼施工时，作作一组砼试块块，标养28天后进行检验验。喷射砼厚厚度允许偏差差±10mm。地下水控制方方法适用条件件隔水帷幕幕施工旋喷桩•1）旋喷桩的有有效直径、摆摆喷固结体的的有效长度应应通过试验确确定；缺少试试验时，可根根据土的类别别及其密实程程度、高压喷喷射注浆工艺艺，按工程经经验采用。帷帷幕的水泥土土固结体搭接接长度，当深深度l≤10m时，不应小于于150mm；当深度l>10m时，不应小于于200mm。对帷幕的抗抗渗性能要求求高时，宜采采用相互搭接接的双排形式式。摆喷桩的的摆喷角度宜宜取20～30°；•2）高压喷射注注浆水泥浆液液的水灰比宜宜取1.0～1.5；高压喷射注注浆的水泥掺掺量宜取土的的天然重度的的25%～40%。当土层中地地下水流速高高时，宜掺入入外加剂改善善水泥浆液的的稳定性与固固结性；•3）高压喷射注注浆施工时，，注浆孔垂直直度偏差不应应大于0.5%，孔位偏差不不应大于10mm；隔水帷幕幕施工•旋喷桩施工要要点：•1采用与排桩搭搭接的高压喷喷射注浆截水水帷幕时，应应先施作排桩桩，后施作高高压喷射注浆浆与其搭接；；•2高压喷射注浆浆的施工作业业顺序应采用用隔孔分序方方式。后序与与前序的间隔隔时间不宜小小于24h；•3喷射注浆时，，应由下而上上均匀提升喷喷射注浆管，，停