基坑与边坡工程讲义

边坡工程文修秋2015年2月

基坑及边坡工程随着城市建设的发展,可以利用建筑土地越来越紧缺,特别是在繁华闹市区,土地的征用和拆迁费很高,

寸土如今，因而在建筑向高空发展的同时，地下空间的利用也成为一个重要方向，使得建筑投资商从利润角度考虑不得不尽可能充分利用地上和地下空间,即在有限的土地上增加建筑总高度和地下室层数,从而使基础埋身大大增加,使得水平荷载引起的倾覆力矩也相应增加；为减少建筑物的整体倾斜,防止倾覆和水平滑移,对基础的埋深也有较高的要求；当在较软弱的地基上修建高层建筑时,更是要求基础有较大的埋深；高层及多层建筑的地下室、地下商场、地下车库等工程施工，都面临深基坑工程。因而,深基坑的开挖和支护是近十多年来国内岩土工程领域不可回避的问题之一。据统计，深基础工程的造价一般为整幢高层建筑总造价的20%—30%，深基坑支护结构的费用约占工程总造价的10%左右。高层建筑的迅速兴起，促进了深基坑边坡支护技术的发展。其施工经验、新技术、新结构、新工艺不断涌现。一、边坡工程专业术语：建筑边坡：在建（构）筑物场地或其周边，由于建（构）筑物和市政工程开挖或填筑施工所形成的人工边坡和对建（构）筑物安全或稳定有影响的自然边坡。边坡支护：为保证边坡及其环境的安全，对边坡采取的支挡、加固与防护措施。永久边坡：为长期支护结构的边坡。临时边坡：为短期支护结构的边坡。《建筑基坑支护技术规程》

（JGJ120-2012）规定：临时边坡的使用年限不少于一年。二、深基坑边坡支护工程的特点.(1)建筑趋向高层化,基坑向大深度方向发展；基坑开挖深度在6—20m很普遍；基坑开挖面积大，这给支撑系统带来很大的难度。(2)基坑开挖面积大,长度与宽度有的达数百米,给支撑系统带来较大难度；(3)在软弱土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降、对周围建筑,市政设施和地下管线造成影响.；(4)深基坑施工工期长,场地狭窄,降雨,重物堆放对基坑稳定不利；(5)在相邻的场地的施工中、打桩、降水、挖土及浇注混凝土等与工序会相互制约和影响,增加协调工作的难度。（6）基坑工程大多是临时性的工程，设计与施工重视不足，风险较大。（7）设计与施工难度较大，基坑工程事故频发。一是设计质量不高，方案选择不合理；二是施工管理混乱，施工中随意更改或减少支护，常常造成工程事故；三是监理问题，监理人员思想上麻痹大意。（8）基坑工程是一项综合性很强的系统工程。如勘察工程、地下工程、结构工程和测控工程等学科与技术相互交叉，协调发展。因此,深基坑的支护工作对整个主体结构的施工提供安全的、无地下水的干扰的施工空间,并对临近的结构和设施提供可靠的保是非常重要的。边坡支护的目的：确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利。2、保证环境安全。即确保基坑临近隧道、管线、房屋建筑等正常使用。3、保证主体工程地基及桩基的安全，防止地面出现塌陷、坑底管涌等现象。四、边坡支护技术的设计原则：基坑的设计必须由具备相应资质、专业能力较强的设计单位承担，以保证设计方案的合理与安全。基坑支护结构与工程地质、水文地质及周边环境密切相关。应根据工程所在的当地经验、施工工期、季节等合理设计。同时，边坡支护技术是一门实践性、经验性强的学科，支护结构是临时性工程，希望能用最少的价格取得最合理的效果。只要能保证达到预期的效果，保证基坑安全，设计人员可以按当地或自己积累的经验进行设计，以达到安全与经济的最佳平衡。安全可靠性、经济合理性、施工便利性和工期保证性构成了边坡支护设计方案的基本技术要求。五、边坡支护设计依据：《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2013）；《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202-2002）；《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）；《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）；《土方与爆破工程施工及验收规范》（GBJ201-83）；六、边坡支护结构的类型1、按开挖深度分：基坑开挖深度H≥5m的称为深基坑；反之，H＜5m的浅基坑。2、按开挖方式分：分为放坡开挖和支护开挖两大类。3、按功能用途分:房屋建筑工程基坑、地铁站基坑、市政工程基坑、工业地下厂房基坑等。安全等级破坏后果重要性系数γ0一级支护结构破坏，土体失稳或过大对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.1二级支护结构破坏，土体失稳或过大对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.0三级支护结构破坏，土体失稳或过大对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.94、按安全等级分。基坑支护结构设计分为三个安全等级，如下表所示：5、按支护结构形式分①支护型——将支护墙（排桩）作为主要受力构件的支护形式，如板桩墙、排桩、地下连续墙等。②加固型——充分利用加固土体的强度进行支护的结构形式，如水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。八、深基坑支护的结构类型及适用范围。基坑支护最早的方法是放坡开挖，有悬臂支护，支撑支护，组合型支护等。最早用木桩，现在常用钢筋混凝土桩，地下连续墙，钢板桩以及通过处理方法采用水泥挡墙，土钉墙，钢筋混凝土桩施工方法有钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩和预制桩等。（一）基坑挡土、支撑，开挖组合分类：1、板桩式挡土结构（悬臂）+分层全开挖（只适用于浅基坑）2、板桩式挡土结构+内支撑/土锚/拉锚+分层全开挖3、板桩式挡土结构+内支撑+壕沟式开挖4、板桩式挡土结构+（连续墙）+逆作法开挖5、板桩式挡土结构+支撑（水平撑，换撑，斜撑）+岛区式开挖6、重力式挡土结构（自立）+分层开挖（二）、深基坑支护的结构类型及适用范围1、悬臂式支护结构（示意图1）：其适用范围是：常采用钢筋混凝土排桩墙。钢筋混凝土桩常采用钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、沉管灌柱桩及预制桩；悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和支护墙体的抗弯能力来维护整体稳定和结构的安全，它对开挖深度很敏感，容易产生奇较大的变形，而对周围环境产生不利影响，因而适用于土质较好，开挖深度较浅的基坑工程。英泰籍国际渐基坑带坍塌英泰愤国际象基坑屑南面害（临取迎丰隶路）呜采用再排桩减悬臂监式支租护，拼由于忧部分库桩入阴岩深塘度不帜够，厅导致蜜了排辆桩悬器臂式秤支护命倒塌刘。2、水桑泥搅醒拌桩酷重力湾式支域护结志构（娇示意糊图2）。水泥淹搅拌区桩在咬进行槐平面已布置善时常芬采用魂格构洁式（图2）。水无泥土扯与其翻包围热的天寇然土话形成务重力赏式挡斩墙支行护周颜围土娇体，拜保证钥基坑纯边坡诊稳定勒。水忆泥搅刷拌桩旱重力擦式支惩护结搜构应此用于督软粘拖土地腐区开扔挖深毅度约伯在6米左陶右的飞基坑幼工程丽。由册于水漠泥土嘴抗拉蛾强度井低，挤因此紧适用要于较撒浅的声基坑炮工程另，其阁变形圾也较仔大。赏优点层是挖提土方毅便成律本低匙。如旋岸喷桩现基坑职支护贵。3、内踢支撑兴式支汪护结间构由全支护请墙体知和内扮支撑尺体系今两部亡分组础成。支护踩墙体擦可采弓用钢稿筋混疼凝土典排桩鬼墙，讽地下加连续霞墙或年钢板率桩等怠形式五。内鸣支撑姻体系吊可采砌用水骑平支闻撑和存斜支析撑。巡寿根据查不同攻开挖绑深度概可采雹用单舌层支惭撑和阶多层拥支撑隶，如图4（a）、挠（b）、悄（c）所梢示。当基诵坑面草积较刃大，母而基皱坑开跨挖深叶度又献不时树，可恼采用扒单层汇斜支孟撑形恒式。浪内支乱撑采盈用钢香筋混策凝土板支撑荡和钢辅管支缺撑两县种。淡其优译点就徐是刚闹度大诊，变搬形小均，布恐置灵弱活，衬而钢感支撑萝的优唐点是粱可重还复使亏用，拨施工推速度峡快，抬且可融施加唇预压仿力。础内支什撑支面护结塞构适盆用广灿泛，宿可适碎用于屡各种寒基坑斯和基委坑深松度。怀化岸高铁浙南站枪泄洪饮箱涵棕施工耀，基糖槽宽7米，废开挖没深度19米--惊-基槽脾开挖鱼采用“排桩+内支骂撑体”支护松。4、喷诵锚网丈支护伙结构储（图7），常誓用于虑土坡询稳定励加固冠，也伙有人破将其绪归属舅于放悟坡开踏挖不绸适用培于含谣淤泥规土和箭流砂旅的土布层。5、加核固水旷泥土赏挡墙储支护亩结构绘（图8）为克赌服水千泥抗绘拉强毒度低驶，水症泥重顺力式捉挡墙友支护积深度牢小，塞往往掘在水炊泥土诱中插勾入型参钢，找形成功加筋筛水泥攻土挡索墙支归护结俱构。与旋寨喷桩冈基坑内支护塌相同颗，在色旋喷芦桩插徒入型凳钢。九、棍大型剂或危漂险性深较大嘱的边景坡工强程的滚建设猪程序条：首先杏须进误行方续案设绍计→摘组织拾专家严对支小护方娃案进壶行评速审→蜡进行妖施工腐图设狸计→化施工秧图送北审→闪编制腔专项愉施工盾方案母→组厦织专冲家对苗支护贯方案啄进行优论证当→按释专家稍论证心意见抛、结侮论进欲行施禽工。层数一层二层三层四层五层六层七层八层q221426384105126147168十、视重力网式挡维土墙赚的设白计、侧施工博：（一斗）、是重力芳式挡房诚土墙薄的设议计：后置施支护率结构--手-先开踢挖--梳-砌挡责土墙--除-土方例回填--碌-受力猛（挡奋土）1、依煎据：工程普地质古勘察挤报告托（土率力学团数据倚）、预规范2、平夺面布镇置：宜设补计弧骄形、今折线芦型3、确晃定截肯面：确定暴挡土莫墙高赔度、嘱基础窃宽度脑、基路底逆越坡坡桐度、补墙趾棕构造邪等4、确地定材贪料及强强度增等级盯要求堪：片石桐强度端等级旦、砌雹筑砂辈浆、案灌缝眯混凝耕土强丹度等究级5、强觉度复挥核：（1）、牵荷载者计算询：应版考虑浸坡度历施工吸荷载钉、超昏载施工默荷载惧：20巨KN猛/M2超载:多层录住宅毕地面赖超载镜标准相值KN絮/M2层数一层二层三层四层五层六层七层八层q223.647.270.894.4118141.6165.2188.8一、爹二层惠商业犁框架茄结构袄房屋代地面港超载调标准陡值KN须/M2（2）、幅基础宵承载属力验饮算：（3）、膏抗滑潮移验驱算：（4）、域抗倾尘覆验么算：6、构乎造要语求：（1）、感墙趾悲高宽梳比≥2（2）、瘦基底边逆坡匠坡度10辱%——15案%（3）、阔墙背少滤水幻玉层（凤滤水游包）瞧的设倚置（4）、蹦泄水湖孔的倒布置（5）、晒墙背闯土方德回填舰要求（二狡）、污重力短式挡珠土墙设的施易工：GB绸50服20初3-贷20巴11锁《砌体结构工程资施工溉质量俊验收淋规范》GB趣50驻20杯3-采20湿02否《砌体担工程肢施工顾质量基验收斜规范》7石砌病体工羊程7.窝1一般制规定7.丧1.揭2石砌册体采跌用的殿石材课应质辈地坚费实，矿无风靠化剥碍落和刷裂纹滥。用放于清蜻水墙勒、柱需表面伏的石仙材，忠尚应辛色泽喘均匀医。石材魂表面砖的泥亦垢、眨水绣此等杂尺等，答砌筑犁前应勿清除揭干净国。7.零1.湖4砌筑离毛石刑基础垂的第纷一皮字石块秩应座璃浆，桑并将拜大面僻朝下市。7.紧1.纽奉6毛石时砌筑盈时，洒对石出块间翻存在诱较大乳的缝幅隙，极应先盒向缝厦内填孤灌砂滚浆并页捣实亡，然裙后再蚁用小治石块尺崁填常，不槐得先爆填小迎石块竹后填局灌砂追浆，涌石块奴间不墨得出胃现无企砂浆祸相互地接触俊现象液。挡水夜墙的掘泄水泉孔当避设计舅无规偿定时削，施傲工应尊符合汇下列稳规定扩：1、泄乎水孔巩应均狡匀设培置，而在每生米高灵度上耳间隔2m左右瞒设置肿一个拔泄水隆孔；2、泄仪水孔舞与土敬体间这铺设在长宽嘉各为30颜0m恢m、厚20旷0m馆m的卵买石或冈碎石廊作疏批水层识。说明惕：7.轮1.但10为了耐防止浸地面荒水渗补入而籍造成呀挡土违墙基恼础沉汤陷或呢墙体炉受水品压作劫用倒羊塌，愧因此鞠要求谋挡土折墙设光置泄粥水孔亮。同唤时给猜出了绵泄水迹孔的仆疏水跳层尺孕寸要坑求。7.香1.烤11挡土咐墙内叫侧回做填土抗必须榴分层蛛夯填回，分窝层松够土厚夺度应编为30合0m纪m。墙额顶土怠面应化有适盏当坡骡度使界流水深向挡顺土墙揭外侧集面。说明删：挡竹土墙统内侧粮的回埋填土恼的质虏量是夫保证度挡土海墙可鹊靠性秧的重药要因贱素之迁一，念应控愈制其景质量才，并顷在顶墙面应煮有适通当坡已度使窑流水尽流向篇挡土惰墙外师侧面席，以赤保证黑挡土驶墙内喝含水沸量和粮墙的冰侧向钢土压锹力无吵明显许变化载，从姥而确资保挡掉土墙陶的安歌全性修。7.盏2主控赤项目石材祝及砂道浆强匙度等栗级必凡须符介合设再计要滚求。抽检妥数量康：同敌一产贸地的映石材瓜至少扒应抽尤检一以组。刑砂浆沫试块得的抽矮检数看量执洲行本想规范会第条葬的有蛾关规闻定。检验涛方法涛：料码石检瓶查产下品质庆量证朋明书励，石序材、沃砂浆烈检查前试导胁体试典验报肺告。说明鸽：石录砌体丝式是由折石材戒和砂卡浆砌程筑而织成，沉其力杏学性洁能能目否满五足设与计要隆求，伟石材徐和砂宇浆的叹强度痰等级贡将起钢到决慕定性乏作用贡。因节此，底石材读及砂文浆强旁度等洋级必圾须符夜合设迈计要宣求。砂浆化饱满蹦度不陆应小父于80陆%。抽检址数量旁：每解检验仰批抽后查不沸应少丈于5处。检验盏方法象：观艺察检卵查。说明绣：砂仍浆饱士满度许的大广小，增将直随接影颜响石黎砌体使的力瞎学性治能、案整体怜性能匆和耐坐久性传能的嫌好坏滴。因怖此，大对石杠砌体诱的砂油浆饱评满度拌进行音的规汁定。十一袜、边飞坡工筑程案供例（一烘）、缺英泰倍国际竭基坑青边坡（二斩）、碧怀化国新商融城基钱坑边率坡（三欺）、欺新晃虑汽车冠站河贿岸石贴砌挡短土墙浑边坡（四领）、态华中仰水泥哭厂原咏料堆融场石鬼砌挡住土墙检边坡（一拒）英搏泰国打际基填坑边具坡1、西面症边坡张：采鼠用自蛮然放锄坡+土钉窄边坡由于锈坡顶即城市毒给水待管道斩渗漏凶，发燃生边奋坡坍较塌。采取锋措施窜：堆幅砂包浴。西面些边坡浮坍塌拨加固崭后状杰况（一箩）英泰滥国际闹基坑真边坡2、南面姓边坡态：采赶用人工努挖孔卫桩支虚护（妄悬臂熄桩支街护）由于庸人工侍挖孔恭桩入哪岩深好度不嘴够，锻发生鸟边坡壶坍塌揭。（一遮）英脆泰国沙际基助坑边怖坡2、东概面边页坡：劳采用人工绸挖孔尤桩支步护（兆悬臂窃桩支挑护）由于雨人工疏挖孔隐桩入同岩深息度不荣够，胖边坡怠变形窝，坡祝顶出阳现的酬裂缝弱。边坡充出现咽变形元后，酷采取臂桩脚喜堆土蓬石方产临时卧加固斤，最缩慧后采植用钢疫桁架例斜撑中加固共。（二历）怀捆化新央商城最基坑暗边坡基坑葵设计饱开挖染深度8.昏5m，基缺坑支代护采姿用双富液高怕压结捉合土图钉喷沟锚支滚护方锣案，熔锚杆惑为φ14螺纹箱钢，扎长度7～12中m，间敢距1.炭5m×1.爷5m呈方毕格布辟置。西面渐基坑登出现续较大史变形女，引咐起怀霜化电傲业局凶入院董主道杨路下严两级萍石砌缎挡土躬墙侧担移、宅滑沉欢，造举成怀贯化