深基坑支护技术(二)施工

深基坑支护技术(二)施工第一页，共96页。第四节支护结构施工一、地下连续墙施工（一）地下连续墙施工工艺原理（二）构造处理1、混凝土强度及保护层《规程》：砼强度宜大于C20；钢筋直径≮φ20；净保护层厚≮70mm。2、接头设计两大类：施工接头、结构接头

基坑开挖前，分段开挖沟槽，放入钢筋笼，浇注混凝土，形成即挡土又防水的地下连续的混凝土墙。第二页，共96页。第四节支护结构施工一、地下连续墙施工（1）施工接头

指浇筑地下连续墙的相邻施工单元墙段的连接部位。常见接头：1）接头管接头（一）地下连续墙施工工艺原理（二）构造处理

基坑开挖前，分段开挖沟槽，放入钢筋笼，浇注混凝土，形成即挡土又防水的地下连续的混凝土墙。第三页，共96页。第四节支护结构施工（二）构造处理2）接头箱接头属于整体接头（2）结构接头

指地下连续墙与内部结构的楼板、梁、柱、底板的连接部位。有各种预埋件焊接连接，或预埋螺栓套筒（多用）连接。一、地下连续墙施工第四页，共96页。第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工1、施工前的准备工作

包括：现场情况和地质水文情况调查、制定施工方案一、地下连续墙施工第五页，共96页。第四节支护结构施工（三）地下连续墙施工2、地下连续墙施工工艺过程主要工序：修筑导墙、泥浆制备与处理、挖深槽、钢筋笼制作与吊装、混凝土浇筑。主要施工过程→一、地下连续墙施工第六页，共96页。第四节支护结构施工3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。2）导墙的形式：

一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：形式（a）和（b）截面最简单，适用于表面土层良好、荷载小的情况；第七页，共96页。第四节支护结构施工2）导墙的形式：

一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：形式（c）和（d）为应用较多的两种；3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。第八页，共96页。第四节支护结构施工形式（e）适用于荷载较大的情况；2）导墙的形式：

一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。第九页，共96页。第四节支护结构施工形式（f）针对有邻近建（构）筑物，阻止其变形；2）导墙的形式：

一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。第十页，共96页。第四节支护结构施工形式（g）针对地下水位较高的情况；2）导墙的形式：

一般为现浇混凝土结构，根据土质、地下水位、承重和邻近建筑物等条件选用。其中：3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙1）导墙的作用：护槽、定位、承重、蓄浆。第十一页，共96页。第四节支护结构施工3）导墙施工：导墙厚度0.15～0.20m，深度1～2m。施工顺序：场地平整→测量定位→挖槽及处理弃土→绑扎钢筋→支模板→浇筑混凝土→拆模并设置横撑→导墙外侧回填土（有外模板时）3、地下连续墙施工技术（1）修筑导墙第十二页，共96页。第四节支护结构施工（2）挖深槽1）单元槽段划分：确定槽段长度（宜为4～8m）：

槽段长，接头少；但过长，受限制。受限制的因素：

A、地质条件；

B、地面荷载；

C、起重机的起重能力；

D、单位时间内混凝土的供应能力；（混凝土宜在4h内浇筑完毕）

E、工地上具备的泥浆池容量等。（应不小于单元槽挖土容量的2倍）3、地下连续墙施工技术第十三页，共96页。第四节支护结构施工有挖斗式、冲击式、回转式三大类型2）挖槽机械：挖斗式挖槽机——适合较软土层冲击式挖槽机——适合硬土层回转式挖槽机——多头钻切削土体（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第十四页，共96页。第四节支护结构施工有挖斗式、冲击式、回转式三大类型2）挖槽机械：挖斗式挖槽机——适合较软土层冲击式挖槽机——适合硬土层回转式挖槽机——多头钻切削土体（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第十五页，共96页。第四节支护结构施工有挖斗式、冲击式、回转式三大类型2）挖槽机械：挖斗式挖槽机——适合较软土层冲击式挖槽机——适合硬土层回转式挖槽机——多头钻切削土体（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第十六页，共96页。第四节支护结构施工有挖斗式、冲击式、回转式三大类型2）挖槽机械：挖斗式挖槽机——适合较软土层冲击式挖槽机——适合硬土层回转式挖槽机——多头钻切削土体（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第十七页，共96页。第四节支护结构施工2）挖槽机械：（挖斗式成槽机挖槽施工）

（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第十八页，共96页。第四节支护结构施工3）防止槽壁坍方的措施①与槽壁稳定有关的因素：（可归纳为地质水文条件、护壁泥浆、施工方法三个方面）

地下水位的相对高度及变化；

泥浆质量及泥浆液面的高低；（宜高出地下水位0.5～1.0m；液面愈高愈好）

地基土质条件；（土的φ、c值；φ值愈小，所需的泥浆相对密度愈大）

施工单元槽段的划分；（槽段的深长比H/l，影响土拱作用的发挥）（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第十九页，共96页。第四节支护结构施工②防止措施：

缩小单元槽段长度；改善泥浆质量，根据土质选择泥浆配合比，保证泥浆在安全液面以上；注意地下水位的变化；减少地面荷载，防止附近车辆和机械对地层的振动影响。

3）防止槽壁坍方的措施（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第二十页，共96页。第四节支护结构施工4）施工质量要求

槽段长度允许偏差：±50mm；槽段厚度允许偏差：±10mm；槽段倾斜度：临时结构≤1／150；永久结构≤1／300。

（2）挖深槽3、地下连续墙施工技术第二十一页，共96页。第四节支护结构施工（3）清底（泥浆护壁）方法：沉淀法——先沉淀在清底；置换法——沉淀前泥浆置换，使泥浆相对密度在1.15以下。槽底沉渣厚度要求：临时结构≤200mm；永久结构≤100mm两种方法都需从槽底清除沉渣，方法见上图；槽段接头部位的泥渣清除：刷子刷除；水枪冲洗。3、地下连续墙施工技术第二十二页，共96页。3、地下连续墙施工技术第四节支护结构施工（4）钢筋笼加工与吊放1）钢筋笼加工

按单元槽段整体制作或分段制作；控制保护层厚度；（主筋7～8cm）插管处的钢筋加固；内设纵向桁架。第二十三页，共96页。3、地下连续墙施工技术第四节支护结构施工（4）钢筋笼加工与吊放2）钢筋笼吊放第二十四页，共96页。第四节支护结构施工（5）混凝土浇筑导管法浇筑：（简单插导管浇筑）

导管插入深度一般在1.5m以上；最大≯9m；浇至墙顶时减为1.0m

导管间距R＝6.25SVS——砼坍落度（m）

V——砼浇注（上升）速度（m／h）3、地下连续墙施工技术第二十五页，共96页。结构接头：

预埋螺栓套筒连接。第二十六页，共96页。结构接头：

预埋螺栓套筒连接。第二十七页，共96页。第四节支护结构施工二、土钉墙施工1、技术准备：编制土钉墙基坑支护施工组织设计，确定支护施工（锚喷）与土方开挖的施工方案（明确二者配合关系）；2、设备准备：土钉及有关的材料、施工机械（钻孔、拌浆和灌浆设备）；3、现场准备：现场定点和放线（确定基坑开挖线、轴线定位点、水准基点、变形观测点）。准备工作：第二十八页，共96页。第四节支护结构施工（一）土钉墙施工技术1、基坑开挖（1）基本要求：

每层开挖的最大深度。取决于土壁自稳的能力，通常取土钉竖向设计间距；

每层开挖的水平分段宽度。取决于土壁自稳能力，一般多为10～20m长；

基坑开挖要按设计，分层分段进行开挖。上一层作业面的土钉与喷射混凝土面层达到设计强度的70％后，方可进行下一层土层的开挖；

坡面平整度。允许偏差±20mm，人工修整坡面。二、土钉墙施工第二十九页，共96页。第四节支护结构施工（2）防止边坡土壁塌陷的措施：1）严禁边壁超挖或挖土时造成土体松动；

修整边坡后，立即喷上一层砂浆层或混凝土层保护，凝结后在钻孔；先构筑钢筋网喷射混凝土面层，而后钻孔和设置土钉；在水平方向上分小段间隔开挖；边壁底部先放斜坡，作完土钉后再清坡；开挖前，沿开挖面先垂直打入钢管注浆加固土体等。2）对于易坍塌的土体可采取的措施：二、土钉墙施工（一）土钉墙施工技术1、基坑开挖第三十页，共96页。第四节支护结构施工2、喷射第一道面层钢筋钉、钢管钉

指对修整后的边壁立即喷上一层薄混凝土或砂浆。（土质好可省去）3、设置土钉钢筋钉

——先钻孔，后置入钢筋并沿全长注浆；钢管钉

——钢管可直接击入土体，再由钢管内注浆。二、土钉墙施工（一）土钉墙施工技术第三十一页，共96页。第四节支护结构施工

土钉墙面坡度不宜大于1∶0.1；

土钉的长度宜为开挖深度的0.5～1.2倍，间距宜为1～2m，水平夹角宜为5°～20°；土钉钢筋宜为Ⅱ、Ⅲ级钢筋，钢筋直径宜为16～32mm，钻孔直径宜为70～120mm；

注浆水泥浆（或水泥砂浆）强度不宜低于M10；土钉构造要求（JGJ120－99）：二、土钉墙施工（一）土钉墙施工技术第三十二页，共96页。第四节支护结构施工（1）钻孔成孔方式：①一般成孔方式为取土成孔。即：钻孔。包括：锚杆钻机、洛阳铲。②在易塌孔的土体中成孔。有：套管成孔、挤压成孔。成孔的允许偏差要求：（JGJ120－99）孔距：±100mm；孔经：±5mm；孔深：±50mm；倾角：±5％3、设置土钉二、土钉墙施工（一）土钉墙施工技术第三十三页，共96页。第四节支护结构施工（2）插入土钉钢筋

插入土钉钢筋前，检查成孔质量并做好清孔；在钢筋上安装金属或塑料定位支架（沿钢筋间距约2～3m）二、土钉墙施工3、设置土钉（一）土钉墙施工技术第三十四页，共96页。第四节支护结构施工（3）注浆1）多用移动式注浆泵。2）注浆方式：压力注浆（设置止浆塞，低压0.4～0.6MPa，高压1～2MPa）

重力注浆（以满孔为准，初凝前补浆1～2次）二、土钉墙施工3、设置土钉（一）土钉墙施工技术第三十五页，共96页。第四节支护结构施工（3）注浆3）注浆方法：①注浆前清除孔内土渣；②注浆管应插至距孔底25～50cm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管；③水泥浆、水泥砂浆应拌合均匀、随拌随用。二、土钉墙施工3、设置土钉（一）土钉墙施工技术第三十六页，共96页。第四节支护结构施工二、土钉墙施工4）注浆量。（充盈系数必须大于1）5）注浆材料及配比。水泥浆——水灰比宜为0.5；水泥砂浆——水灰比宜为0.38～0.45；配合比1∶1～1∶2。（3）注浆3、设置土钉（一）土钉墙施工技术第三十七页，共96页。第四节支护结构施工4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（1）绑扎、固定钢筋网。Φ6～10mm@150～300（可用插入土中的钢筋固定）坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm；二、土钉墙施工（一）土钉墙施工技术（2）土钉与面层钢筋网的连接。（可通过承压钢垫板或加强钢筋与土钉螺栓连接或焊接连接）第三十八页，共96页。第四节支护结构施工（3）喷射混凝土二、土钉墙施工4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（一）土钉墙施工技术第三十九页，共96页。第四节支护结构施工1）喷射混凝土的强度不宜低于C20；2）面层厚度不宜小于80mm；一次喷射厚度≮40mm；4）混凝土终凝后2h应进行养护，养护时间宜3～7d。3）喷头与受喷面应保持垂直，距离宜为0.6～1.0m；

喷射混凝土自壁面开挖层底部（与下层钢筋网连接的接头部分留出）逐渐向上进行；相关要求：二、土钉墙施工（3）喷射混凝土4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（一）土钉墙施工技术第四十页，共96页。第四节支护结构施工做锚头二、土钉墙施工（3）喷射混凝土4、绑扎钢筋网，喷射第二道混凝土面层（一）土钉墙施工技术第四十一页，共96页。第四节支护结构施工（二）土钉现场测试

通过现场设置测试钉，进行抗拔试验，估计土钉的界面极限粘结强度。1、测试钉的数量。（每一典型土层中至少应设3个测试钉）测试要求：3、测试土钉抗拔与位移，以确定极限荷载下的界面粘结强度实测值。其平均值应大于设计计算所用标准值的1.25倍，否则应修改设计。2、测试钉的工况。（除总长度和粘结长度外，与工作钉相同；粘结长度不小于工作钉的二分之一且不短于5m）二、土钉墙施工第四十二页，共96页。第四节支护结构施工（三）质量监测1、质量检测（1）材料；钢筋、水泥、砂、石子等（2）土钉抗拔试验：即验收试验（确定最终工程质量）。同一条件下，试验数量不应少于土钉总量的1%，且不少于3根；（3）砼面层的质量检验。外观、厚度、砼强度；砼面层厚度采用钻孔检测，数宜每100m2墙面一组，每组不应少于3点。二、土钉墙施工第四十三页，共96页。第四节支护结构施工2、施工监测（1）土钉墙位移的量测；（2）地表开裂状况（位置、裂宽）的观察；（3）周围设施的变形测量；（4）基坑渗、漏水及基坑内外地下水位变化。二、土钉墙施工（三）质量监测第四十四页，共96页。第四节支护结构施工三、土锚施工（一）施工准备工作土锚的主要施工过程：钻孔、安放拉杆、灌浆、张拉锚固1、掌握土层的物理力学特性和分布情况；（明确锚固区土层特性）2、查明施工现场地下的管线、构筑物的位置和情况；（弄清障碍物）3、研究土锚施工对邻近建筑物的影响，同时研究附近施工（如打桩、基坑降水、岩石爆破）对土锚施工带来的影响；（相互影响）4、编制土锚施工组织设计。第四十五页，共96页。第四节支护结构施工（二）钻孔钻孔工艺——影响锚杆的承载能力、施工效率和成本。（占总费用的30％，甚至50％）钻孔要求——不扰动土体。（减少原土应力场变化，尽量不使自重应力释放）三、土锚施工第四十六页，共96页。第四节支护结构施工（二）钻孔1、钻孔机械①国产钻机三、土锚施工第四十七页，共96页。第四节支护结构施工②国外钻机三、土锚施工（二）钻孔1、钻孔机械第四十八页，共96页。第四节支护结构施工三、土锚施工②国外钻机（二）钻孔1、钻孔机械第四十九页，共96页。第四节支护结构施工三、土锚施工②国外钻机（二）钻孔1、钻孔机械第五十页，共96页。第四节支护结构施工2、钻孔方法钻孔方法的选择取决于土质和钻孔机械（1）螺旋钻干作业成孔法1）两种施工方法：①螺杆独自钻进

——钻孔和安放钢拉杆分两道工序进行；（设备简单、简便易行）②带拉杆钻进

——钻孔和安放钢拉杆合为一道工序（钢拉杆套在空心钻杆内一同钻进，然后边灌浆边退出钻杆）2）施工注意事项：①含水量大的软粘土，土屑排除较困难；②孔洞较长时，钻杆易向上弯曲。适合：无地下水浸泡的粘土、粉土和较密实稳定的砂土。三、土锚施工（二）钻孔第五十一页，共96页。第四节支护结构施工2、钻孔方法（2）压水钻进成孔法1）工艺特点：钻进时，用冲洗液（压力水）从钻杆中心流向孔底，水流挟带土屑从钻杆与孔壁间的空隙排出。该法钻进、出渣、固壁、清孔一次完成，软硬土层都适用，施工应用较多。2）施工注意事项：①始终保持孔口水位；②护壁套管的配合应用（软弱土层中）；③控制钻进速度和冲孔水压（如流砂层应加快钻进速度，降低冲孔水压）。三、土锚施工（二）钻孔第五十二页，共96页。第四节支护结构施工3、土锚钻孔的特点和应达到的要求：（1）孔壁要求平直。（方便安放拉杆和注浆）（2）孔壁不得坍塌和松动。（以免影响拉杆安放和土锚承载力）（3）钻孔时不得使用膨润土配泥浆。（以免孔壁形成泥皮，降低锚固体与土壁间的摩阻力）（4）土锚的钻孔多有一定倾角，因此孔壁的稳定性较差。（5）土锚长细比很大，孔洞细长，钻孔方向难控制，易偏斜和弯曲。三、土锚施工（二）钻孔第五十三页，共96页。第四节支护结构施工（三）安放拉杆拉杆种类：粗钢筋、钢绞线、钢丝束、钢管（钻杆用作拉杆）选用情况：承载力较小时，多用粗钢筋；承载力较大时，多用钢绞线。三、土锚施工第五十四页，共96页。第四节支护结构施工（三）安放拉杆1、钢筋拉杆拉杆加工：（构造：单根或多根钢筋焊接组合而成，锚头由锚座、螺母组成）

加工长度（设计长度＋张拉长度）； 设计长度＝锚固段长度＋自由段长度＋锚头长度自由段的防腐（如除锈后，涂防腐底漆和环氧玻璃钢固化防腐层）、隔离处理（如缠绕两层聚乙烯塑料薄膜）；设置拉杆定位器（如焊细钢筋定位撑）。三、土锚施工第五十五页，共96页。第四节支护结构施工2、钢丝束拉杆拉杆加工：（构造：图1－109，锚头用预应力钢丝锚具，如镦头锚）

自由段的防腐隔离处理（玻璃纤维布缠绕两层，外用粘胶带缠绕）；锚固段定位器（用撑筋环，如图）。三、土锚施工（三）安放拉杆第五十六页，共96页。第四节支护结构施工3、钢绞线拉杆：（构造：锚头多用预应力夹片式锚具，钢绞线束用铁丝绑扎）

自由段的防腐隔离处理（用聚丙烯防护套）；锚固段清初表面油脂；定位器（特制定位架）。三、土锚施工（三）安放拉杆第五十七页，共96页。第四节支护结构施工（四）压力灌浆1、灌浆的作用：①形成锚固体；②防止拉杆腐蚀；③充填土层中的孔隙和裂缝。2、灌浆的浆液：水泥浆或水泥砂浆（水泥和拌合水要控制氯化物含量；水灰比0.4～0.45）。三、土锚施工第五十八页，共96页。第四节支护结构施工（四）压力灌浆3、灌浆方法：（1）一次灌浆法；用一根灌浆管，下端距孔底宜为10～20cm；经灌浆、封堵孔口、2～4MPa压力补灌稳压数分钟完成。（2）二次灌浆法；用两根镀锌铁管作灌浆管（如图）；二次灌浆管（花管）的出浆孔眼应进行可灌密封处理三、土锚施工第五十九页，共96页。第四节支护结构施工第二次灌浆：（待第一次灌浆凝结后进行。选用水灰比0.45～0.55的水泥浆，压力宜控制在2.5～5.0MPa之间，稳压2分钟）第一次灌浆：（选用灰砂比1∶1～1∶2、水灰比0.38～0.45的水泥砂浆，压力0.3～0.4MPa，灌满锚固段后拔出灌浆管）三、土锚施工（四）压力灌浆3、灌浆方法：第六十页，共96页。第四节支护结构施工

在第二次灌浆的压力作用下，使浆液冲破一次灌浆体，浆液向周围扩散；锚固体直径扩大（起到扩孔目的）、周围土体受到压缩，孔隙比减小，含水量减少，内摩擦角增大。（如图）

二次灌浆法可显著提高土锚的承载能力。三、土锚施工（四）压力灌浆3、灌浆方法：第六十一页，共96页。第四节支护结构施工（五）张拉与锚固1、张拉（1）锚固体强度大于15Mpa并达到设计强度等级的75％后方可进行张拉；张拉对锚杆施加预应力的要求（JGJ120-99）：（2）锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；施工图片三、土锚施工第六十二页，共96页。第四节支护结构施工（五）张拉与锚固1、张拉张拉对锚杆施加预应力的要求（JGJ120-99）：施工图片三、土锚施工（3）锚杆张拉力宜张拉至设计荷载的0.9～1.0倍后，再按设计要求锁定；（4）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。第六十三页，共96页。第四节支护结构施工2、锚杆的锚固（1）锚固型式。（取决于拉杆种类，如：螺丝端杆锚、镦头锚、夹片式锚具等）（2）预应力锚杆，要正确估算预应力损失。三、土锚施工（五）张拉与锚固第六十四页，共96页。第四节支护结构施工2、锚杆的锚固导致预应力损失的主要因素：1）张拉时由于摩擦导致的预应力损失；2）锚固时由于锚具滑移导致的预应力损失；3）钢材松弛导致的预应力损失；4）相邻锚杆施工导致的预应力损失；5）支护结构变形导致的预应力损失；6）土体蠕变导致的预应力损失；7）温度变化导致的预应力损失；三、土锚施工（五）张拉与锚固第六十五页，共96页。第四节支护结构施工深基坑锚杆支护三、土锚施工第六十六页，共96页。第四节支护结构施工三、土锚施工深基坑锚杆支护第六十七页，共96页。第四节支护结构施工三、土锚施工深基坑锚杆支护吊出挖掘机第六十八页，共96页。第四节支护结构施工（六）土锚试验1、土锚承载能力的影响因素：土质、土锚材料特性、施工工艺与质量

——目前的土力学理论尚不能对土锚的承载能力做出圆满解释。而土锚的发展应归功于先进的施工技术，至今理论研究仍落后于工程实践。因此，在土锚施工中，试验是必不可少的。2、土锚试验的主要内容：即确定锚固体的承载能力土锚的承载能力由锚头传递荷载的能力、拉杆的抗拉能力、锚固体的锚固能力决定。三、土锚施工第六十九页，共96页。第四节支护结构施工（六）土锚试验3、土锚的验收试验：

试验锚杆的数量：一般取锚杆总数的5％，且不少于3根；

最大试验荷载：宜为设计荷载的1.2倍（临时锚杆）和1.5倍（永久锚杆）。

试验是检查土锚质量的重要手段，也是验证和改善土锚设计和施工工艺的重要依据。三、土锚施工第七十页，共96页。第四节支护结构施工四、内支撑体系施工施工应符合下列要求：1、支撑结构的安装与拆除顺序，符合各种计算工况，严格遵守先支后挖的原则。2、立柱穿过主体结构底板、支撑结构穿过主体结构地下室外墙的部位，应采取止水构造措施。第七十一页，共96页。第四节支护结构施工四、内支撑体系施工（一）钢支撑施工（图片）上海冶金大厦钢管内撑第七十二页，共96页。第四节支护结构施工（一）钢支撑施工南京火车站广场地下通道支护工程（图片）四、内支撑体系施工第七十三页，共96页。第四节支护结构施工（一）钢支撑施工（图片）四、