土方开挖工程施工-基坑支护施工

3.3.3.2排桩墙支护工程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。适于开挖面积大、深度＞6m、不允许放坡、邻近有建(构)筑物的基坑支护排桩支护悬臂桩的间隔式排桩支护挡土灌注桩排桩支护桩顶连系梁又称冠梁悬臂支护桩直径0.6～1.1m的钻孔灌注桩可用于深7～13m的基坑支护；直径0.5～0.8m的沉管灌注桩可用于深度在10m以内的基坑支护；单层地下室常用0.8～1.2m的人工挖孔灌注桩作支护结构。排桩支护钢筋砼灌注桩的排列方式3.3.3.3板桩施工当基坑较深、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。常用的钢板桩为U型钢板桩，又称拉森钢板桩。板桩支护U型钢板桩钢板桩水上围堰无锚板桩：从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。打法简便、快速，但单块打入易向一边倾斜，累计误差不易纠正，壁面平直度也较难控制。仅在桩长＜10m、工程要求不高时采用。又称单独打入法。板桩支护无锚板桩的单独打入法钢板桩入土U型板桩的相互连接有锚板桩的双层围檩插桩法：先沿板桩边线搭设双层围檩支架,然后将板桩依次在双层围檩中全部插好,形成一个高大的板桩墙。待四角封闭合拢后,再按阶梯形逐渐将板桩一块块打至设计标高。该打法可保证平面尺寸准确和板桩垂直度，但施工速度慢。板桩支护有锚板桩的双层围檩插桩法3.3.3.4地下连续墙先建造钢筋砼地下连续墙,达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高,可挡土、承重、截水、抗渗,可在狭窄场地施工,适于大面积、有地下水的深基坑施工。地下连续墙槽段的连接铣削钻成槽机连续墙抓斗——成槽机地下连续墙导墙施工成槽机抓土钢筋笼起吊钢筋笼入槽连续墙砼浇筑锁口管起拔进入第二槽段施工亦可用吊车起拔两边是锁口管3.3.3.6桩锚支护该项目为XX公馆，位于河北省唐山市路北区，基坑深约为17m，±0.00绝对标高32.680m，自然地面标高约为32.0m，坑底标高为-17.73m。基坑安全等级为一级。基坑支护采用护坡桩加锚索支护方式。护坡桩桩径800mm，间距1500mm，桩长为23.0m。设4道锚索，锚孔直径150mm。砼强度等级：护坡桩C25；冠梁C25。锚杆浆体：采用P.S.A32.5纯水泥浆注浆，水灰比0.5。案例1-1桩锚支护剖面图立面桩与土保护结构图目录010304定义组成工艺流程02适用范围土层锚杆是一种新型的受拉杆件，通过钻孔将它的一端与工程结构物、挡土墙或挡土桩联结，另一端锚固在地基的土层或岩层中，以承受结构物的上托力、拉拔力、倾侧力或挡土墙的土压力、水压力，利用土层的锚固力维持挡土支护结构物的稳定。锚杆支护体系由挡土结构物与土层锚杆系统两部分组成。1.挡土结构物包括地下连续墙、灌注桩、钢管桩、H型

钢桩加挡板及各种类型的板桩等。2.灌浆土层锚杆系统由锚杆（索）、自由段、锚固段及

锚头等组成。以挡土灌注桩与土层锚杆结合支护（即桩锚支护）为例。定义适用范围适于大型较深基坑，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。桩锚支护构造包括护坡桩、预应力锚杆和桩间支护（为了防止桩间土的变形和失稳，通常采取挂钢筋网再喷射混凝土形成网喷结构体）三部分，而预应力锚杆的构造和施工是桩锚施工体系的关键，我们重点介绍预应力锚杆。预应力锚杆由锚杆头部（锚头）、拉杆、锚固体组成，可统称为预应力锚固体系。组成锚杆头部承受来自支护结构的力并传递给拉杆，由台座、承压垫板和紧固器组成。其中台座有钢筋混凝土和钢板台座两种形式，如图1所示。承压垫板是为了使拉杆的集中力分散传递，并使紧固器与台座的接触面保持平整。锚杆必须与承压垫板正交，承压垫板一般采用20～40mm厚钢板。紧固器根据拉杆材料的不同而不同，如拉杆采用粗钢筋，则用螺母或专用的连接器、焊结螺钉端杆等；当拉杆采用钢丝或钢绞线时，锚杆端部由锚索夹固，其构造如图2所示。图1台座形式

a)钢筋混凝土台座b)钢板台座图2锚索夹固构造组成拉杆：作用是将来自锚杆头部的拉力传递给锚固体。拉杆通过紧固器的紧固作用将其与承压垫板、台座、构筑物贴紧并牢固连接。锚固体：锚固体将来自拉杆的力传递到稳定土层中。其结构有圆柱形、连续球体型、端部扩大头型三种。对于拉力不高，临时性挡土结构可采用圆柱形锚固体；锚固于砂质土、硬粘土层并要求较高承载力的锚杆，可采用端部扩大头形锚固体；锚固于淤泥质土层并要求较高承载力的锚杆，可采用连续球体形锚固体。锚固段的形式a）圆柱形b）扩大端部形c）连续球形1—锚具2—承压板3—台座4—围护结构5—钻孔6—注浆防腐处理7—预应力筋8—圆柱形锚固体9—端部扩大头10—连续球体Lf—自由段长度La—锚固段长度组成

预应力锚杆施工顺序为：钻孔→锚杆插入→灌浆→养护→安装锚头、预应力张拉→继续挖土工艺流程图预应力锚杆施工顺序示意图

a)钻孔b)锚杆插入c)灌浆d)养护e)安装锚头，预应力张拉f)挖土（1）钻孔：锚杆钻孔机械有许多类型，不同类型的钻机其施工工艺和适用条件也大不相同。在复杂的地质条件如涌水的松散层中钻孔时，由于容易坍孔或缩颈，可采用长螺旋一次成孔的施工法；当地层为砂砾石、卵石层及涌水地基，钻孔施工可采用旋转冲击钻机，此种钻机可根据地层情况分别使用旋转、冲击，旋转中前端打击向前走，并打入套管，钻孔速度快；在无地下水的粘土、粉质粘土及较密实的砂层中造孔可采用普通长螺旋螺杆钻机。工艺流程冲击式钻机造孔旋转式钻机造孔（1）钻孔钻孔前，找出孔位，做好标记。钻机就位后应保持平稳，钻机立轴与锚杆倾角一致，并在同一轴线上，采用罗盘校准倾角后钻进。钻孔直径大于130mm时，应事先备好膨润土，调好泥浆，以免塌孔。如遇坚硬岩层钻进困难时，应改用取芯钻进。施工时，应挖好泥浆池及泥浆沟，不得让泥浆随意乱流，保持施工环境整洁。钻进过程中，合理掌握钻进参数，主要钻进参数包括钻进压力、钻杆转速、冲洗液泵量。在钻进过程中，应精心操作，集中精力，并合理控制钻进速度，防止埋钻、卡钻等各种孔内事故。一旦发生孔内事故，应争取时间尽快处理，并备齐必要的事故打捞工具。钻进较松散地层时，应注意调节好泥浆比重及粘度，防止塌孔。当泥浆护壁难以奏效时，须用套管护壁。协助下锚，锚杆不能下到孔底时，应立即扫孔。工艺流程锚杆造孔近景（2）锚拉杆的制作与安放：作用于支护结构（钢板桩、地下连续墙等）上的荷载是通过拉杆传给锚固体，再传给锚固土层的。土层锚杆用的拉杆有粗钢筋、钢丝束和钢绞线。当土层锚杆承载能力较小时，一般采用粗钢筋；当承载能力较大时，一般选用钢丝束和钢绞线。预应力锚杆制作一般包括除锈、安装套管、安放隔离架、绑扎固定，然后放置在平坦、坚实的地面上。工艺流程（2）锚拉杆的制作与安放：插入锚孔前，应认真检查锚杆的质量，确保锚杆组装满足设计要求。安放锚杆时，应防止杆体扭曲变形，无对中支架的一面朝上，放好应检查排气管是否通气。若采用底部注浆，注浆管应随锚杆一同放入锚孔，注浆管头部距孔底应有一定距离，一般为5~10cm，锚杆体放入孔内深度不应小于锚杆长度的95%，孔口预留长度≥0.80m，杆体安放后不得随意敲击、悬挂重物。工艺流程（3）灌浆：基坑锚杆常采用埋管式灌浆的一次灌浆法，即由孔底向上有压一次性灌浆,压力≮0.6～0.8MPa，砂浆至孔口溢满为止，注浆管不拔出；当土体松散或岩石破碎易发生漏浆时采用二次灌浆法。工艺流程注浆泵（4）预应力张拉：锚固体强度大于15MPa并不小于75%的水泥砂浆设计强度时，可以进行预应力张拉。1）张拉时，为避免相邻锚杆张拉的应力损失，可采用“跳张法”即隔一拉一的方法。2）正式张拉前，应取设计拉力10%～20%，对锚杆预张1～2次，使各部位接触紧密，杆体与土层紧密，产生初剪。3）正式张拉应分级加载，每级加载后恒载3min记录伸长值。张拉到设计荷载（不超过轴力），恒载10min，再无变化可以锁定。4）锁定预应力以设计轴力的75%为宜。5）锚杆锁定后，若发现有明显的预应力损失时，应进行补偿张拉。工艺流程图锚杆张拉施工示意图

1—灰浆垫支承板2—缝隙3—螺栓

4—伸出部分5—液压泵6—压力表

7—穿心式液压千斤顶8—支座

9—连接器10—螺帽11—岩石螺栓归纳总结桩锚支护的工艺流程编写案例工程桩锚支护的施工方案：工程概况、施工准备与资源配置计划、工艺流程及施工方法、质量要求、各项保证措施等。3.3.3.7土钉墙支护该项目为曹妃甸综合保税区某项目，总占地面积97.83亩，总面积173762.4m²；该地块共6栋楼，为1#～6#楼，其中1#～4#楼为6层，5#、6#楼为15层；建筑结构形式：其中地下结构为混凝土结构，1#～4#楼地上结构为钢结构，5#、6#楼为混凝土结构。考虑到无地下结构图，经过与设计沟通，地下室外墙处基底比筏板标高低，基坑开挖深度暂按照7.2m考虑。案例目录010304定义构造要求工艺流程02适用范围土钉墙支护是在基坑开挖过程中将较密排列的土钉（细长杆件）置于原位土体中，并在坡面上喷射钢筋网混凝土面层。通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成复合土体。定义基坑侧壁安全等级为二、三级非软土场地。地下水位较低的粘土、砂土、粉土地基，土钉墙基坑深度不宜大于12m。当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。适用范围土钉墙构造示意图

1—土钉(钢筋)2—被加固土体3—喷射混凝土面板

4—水泥砂浆5—第一层喷射混凝土6—第二层喷射混凝土7—412增强筋8—钢筋(土钉)

9—200mm×200mm×200mm钢垫板10—150mm×150mm8钢筋网11—塞入填土(长约100m)土钉墙的墙面坡度不宜大于1：0.1，一般为70°-80°。构造要求土钉：最常用的土钉材料是变形钢筋、圆钢、钢管及角钢等。当采用钢筋时，一般选择直径为16～32mm，II级以上螺纹钢筋；当采用角钢时，一般选择L50×50×5角钢；当采用钢管时，一般选择直径50mm钢管。土钉长度宜为开挖深度的0.5-1.2倍，间距为1-2m，与水平面夹角一般为5°-20°。构造要求喷射混凝土面板。喷射混凝土面层不属于主要挡土部件，在土体自重作用下主要是稳定开挖面上的局部土体，防止其崩落和受到侵蚀。喷射混凝土面层中宜配置钢筋网，钢筋直径为6-10mm一级钢，间距为150-300mm；坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。喷射混凝土强度等级不低于C20，临时性土钉支护的面层通常用50～150mm厚的钢筋网喷射混凝土，常用100mm；永久性土钉墙支护面层厚度为150～250mm，设两层钢筋网，分二次喷成。构造要求注浆材料。用水泥砂浆或水泥素浆。水泥采用不低于42.5级的普通硅酸盐水泥，其强度等级不宜低于M10；水泥浆水灰比0.45～0.50，水泥砂浆灰砂比宜为1∶1～1∶2（质量比）、水灰比为0.38-0.45。土钉必须与面层有效连接成整体，通常设承压板（钢垫板）或加强筋等构造措施，一般在土钉和钢筋网交接面上加一块承压板，用螺母加以固定或是承压板与土钉钢筋焊接连接。当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施；土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，坡顶和坡脚应设排水措施，坡面上可根据具体情况设置泄水孔。构造要求土钉墙具体工艺流程为：边坡开挖→修整边坡→定位放线→钻孔→安设土钉、注浆→绑扎钢筋网片，土钉与加强钢筋或承压板连接→喷射混凝土→设置坡顶、坡面和坡底排水系统。工艺流程（1）开挖工作面、修整边坡土钉支护应自上而下分段分层进行，分层深度视土层情况而定，一般为1.0～2.0m，土质较差时应小于0.75m。正面宽度不宜过长，开挖后，用人工及时修整。边坡坡度不宜大于1∶0.1。工艺流程（2）喷射第一层砼：若土质不好时，在边坡修整后，为防止土体松弛和崩解，应立即喷射第一层混凝土，其厚度为50～80mm。工艺流程喷射第一层砼工艺流程（4）土钉成孔：成孔方法和工艺由承包商根据土层条件、设备和经验而定，成孔直径宜为80mm-120mm。成孔方法有洛阳铲成孔和机械成孔，其中机械成孔有冲击式钢管成孔和土层锚杆钻机成孔。钻孔后进行清孔检查，对孔中出现的局部渗水、塌孔或掉落松土立即进行压浆处理，并及时安设土钉并注浆。工艺流程土层锚杆钻机成孔冲击式钢管成孔人工洛阳铲成孔（3）定位放线：按设计图纸由测量人员短钢筋放出每一个土钉的位置。（5）安设土钉、注浆：土钉的置入可分为钻孔置入、打入或射入方式。最常用的是钻孔注浆型土钉。钻孔注浆土钉是先在土中成孔，置入变形钢筋或钢管，然后沿全长注浆填孔。打入土钉是用机械（如振动冲击钻、液压锤等，将角钢、钢筋或钢管打入土体。打入土钉