高层建筑施工基坑工程课件

1基坑工程1.1基坑工程的内容、设计原则与安全等级1.1.1基坑工程的内容基坑工程勘察；基坑支护结构(或放坡)的设计与施工；控制基坑地下水位；基坑土方工程的开挖与运输；基坑土方开挖过程中的工程监测；基坑周围的环境保护。11.1.2基坑支护结构的设计原则安全可靠——满足强度、稳定和变形的要求，确保基坑施工及周围环境的安全；经济合理——在安全可靠的前提下，从造价、工期及环境保护等方面经过技术经济比较，确定最优方案；施工方便——在安全可靠经济合理的原则下，要考虑施工的可能性和方便施工。21.1.3基坑支护结构的设计方法方法：采用分项系数表示的极限状态设计法。极限状态：

1）承载能力极限状态——对应于这种极限状态的是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。

2）正常使用极限状态——对应于这种极限状态的是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。所以，支护结构应进行承载力极限状态的计算和变形验算（对于一级基坑和变形有限制的二级基坑侧壁）。31.1.4安全等级《建筑基坑支护技术规程》分为三级：一级——γ＝1.1

二级——γ＝1.0

三级——γ＝0.9《建筑地基基础工程施工质量验收规范》分为三级：一级H>10.0m

二级7.0≤H≤10.0m

三级H<7.0m41.2基坑工程勘察1.2.1岩土勘察勘察时间：与建筑地基详勘阶段同步进行。勘察范围：取决于开挖深度及场地的岩土工程条件（取开挖边界外1～2倍开挖深度，软土勘察范围尚宜扩大）。勘探点间距：15～30m。地层变化较大时，应增加勘探点查明分布规律。勘探点深度：不宜小于1倍开挖深度。软土地区应穿越软土层。5勘察资料：

1）场地土层的类型、特点、土质性质；

2）基坑及围护墙边界附近，场地填土、暗浜、古河道及地下障碍物等不良地质现象的分布范围与深度，表明其对基坑工程的影响；

3）场地浅层潜水和坑底深部承压水的埋藏情况，土层渗流特性及产生流砂、管涌的可能性；

4）支护结构设计和施工所需土、水指标（物理指标、抗剪强度指标、土的渗透系数、土的基床系数指标等）。61.2.2水文地质勘察应提供下列情况和数据：

1）地下各含水层的视见水位和静止水位；

2）地下各含水层中水的补给情况和动态变化情况，与附近水体的连通情况；

3）基坑底以下承压水的水头高度和含水层的界面；

4）分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响，提出应采取的措施。71.2.3基坑周边环境勘察应包括以下内容：

1）查明影响范围内建（构）筑物类型、层数、基础类型和埋深、基础荷载大小及上部结构现状；

2）查明基坑周边各类地下设施，包括给水、排水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线的分布与现状；

3）查明基坑四周道路的距离及车辆载重情况；

4）查明场地四周和邻近地区地表水汇流和排泻情况，地下水管渗漏情况及对基坑开挖的影响。此外，尚应对地下结构设计资料进行收集和了解。8

1.3支护结构设计

1.3.1支护结构选型（1）支护结构按其工作机理和围护墙的形式分类：水泥土墙式：深层搅拌水泥土桩墙、高压旋喷桩墙排桩与板墙式：板桩式——钢板桩、混凝土板桩、型钢横挡板排桩式——预制混凝土桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩板墙式——现浇地下连续墙、预制装配式地下连续墙组合式——加筋水泥土墙（SMW工法）、高应力区加筋水泥土边坡稳定式：土钉墙、喷锚支护逆作拱墙式：9

（2）围护墙选型

1）水泥土墙：工艺——深层搅拌法、高压喷射法（造价高）。截面形式——格栅形，长宽比≤2；优点：坑内无支撑，便于机械化快速挖土；具有防水、防渗功能（渗透系数≤10－7cm/s），比较经济。缺点：坑深≤6.0m；位移相对较大；墙厚相对较大（与红线及周围环境有关）。适用范围：坑深≤6.0m；基坑侧壁安全等级为二、三级；地基承载力不宜大于150Kpa。置换率——淤泥≥0.8、淤泥质土≥0.7、一般粘土、砂土≥0.6相邻桩搭接：≥200mm水泥掺入比（水泥重量/加固土体重量的比值）：12％～14％水泥土强度：28d无侧限抗压强度qu≥0.8Mpa1011截面型式（格栅式）1213142）钢板桩（槽钢、热轧锁口钢板桩）槽钢

优点：材料来源广；施工简便；可重复使用。

缺点：截面抗弯刚度弱；搭接不严密，不能完全止水。

适用范围：深坑≤4.0m；槽钢长6～8m，可设拉锚或支撑。15161718

热轧锁口钢板桩

截面形式：U形、L形、一字形、H形和组合形

优点：材料质量稳定；软土地区打设方便；施工速度快而且简便；有一定的挡水能力；可重复使用；一般费用较低。

缺点：截面抗弯刚度不够大；用于较深的基坑时支撑（拉锚）工作量大，否则变形较大；在透水性较强的土层中不能完全挡水；拔出时易带土，如处理不当会引起土层位移，可能危害周围环境。

适用范围：深坑≤5.0～8.0m；与拉锚或支撑道数有关。1920212223243)型钢横挡板(桩板式支护结构)构成:工字钢(或H型钢)+横挡板(衬板)+围檩

+支撑适用范围：土质较好、地下水位较低的地区。工艺：先打设工字钢（或H型钢），后边挖土边加设横挡板。施工结束后可拔出

H型钢和回收横挡板。横挡板多用厚度60mm的木板或预制混凝土薄板。25262728294）钻孔灌注桩优点：无噪声、无振动、刚度大，抗弯能力强，变形较小。缺点：工期长，造价高。适用范围：用于一、二、三级基坑；坑深

7～15m（悬壁式≤5m）；一般加设内支撑或（拉锚）；桩径600～

1000mm。灌注桩复合支护形式：灌注桩＋搅拌桩止水帷幕、灌注桩＋高压旋喷桩止水帷幕、双排灌注桩、灌注桩＋土钉支护等。

30313233343536375）挖孔桩（矩形、异形截面）优点：便于检验土层；可多桩同时施工；桩身直径大。缺点：施工条件差；劳动强度大。适用范围：宜用于土质较好地区。注意：地下水位较高时应注意挡水；抽水时应注意对邻近地面建筑的影响；注意流砂流泥的影响。38396）地下连续墙优点：施工时对周围环境影响小；能紧邻建筑物施工（200mm）；刚度大、整体性好；变形小；能实现两墙合一；可采用逆作法施工。缺点：费用相对较高；接头构造复杂；泥浆多。适用范围：多用于12m以上的基坑；用于一、二、三级基坑；墙厚一般600～1200mm。40414243被动区加固4445467）加筋水泥土墙（SMW工法）优点：具有受力和抗渗两种功能；H型钢用后可拔出重复使用，构造简单，施工速度快，成本低。适用范围：多用于8～10基坑；用于一、二、三级基坑；水泥掺入比达20％。我省目前做法是浆H型钢插到搅拌桩外47488）土钉墙优点：经济；施工方便；缺点：需分层挖土；对周围环境影响大；变形大。适用范围：基坑深度小于12m（我省规定软土基坑深度小于4m）；适用于二、三级非软土场地。4950复合土钉墙的种类a土钉墙+止水帷幕+预应力锚杆

b土钉墙+止水帷幕51c土钉墙+预应力锚杆

d土钉墙+微型桩复合土钉墙的种类种类续152e土钉墙+止水帷幕+微型桩+

预应力锚杆

f土钉墙+止水帷幕插筋+预应力锚杆

复合土钉墙的种类种类续2539）逆作拱墙平面形式：圆形闭合拱圈、椭圆形闭合拱圈和组合拱圈。拱墙截面形式：Z字型拱墙、Z字型拱墙叠合、Z字型拱墙＋肋梁、加厚肋壁。适用范围：三级基坑；拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；基坑深度不宜大于12m；淤泥和淤泥质土场地不宜应用；地下水位高于基坑地面时，应采用降水或截水措施。技术要求：圆形拱墙壁厚不宜小于400mm，其它拱墙壁厚不宜小于500mm，混凝土强度等级不宜低于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%。拱墙在水平方向分段施工，垂直方向分层施工，施工应错开。54555610)、土钉＋PHC管桩复合支护57585911）LXK工法

悬臂式水泥土加筋支护结构60水泥土加筋地下连续墙+水泥土地锚三角形支护结构61门架式加筋水泥土桩支护结构62加筋水泥土桩墙+多排水泥土地锚支护结构63加筋水泥土与锚杆、土钉支护64钢花管式水泥土地锚65注浆搅拌式水泥土地锚66旋喷法形成水泥土地锚67土体锚杆的施工方法及其所采用的锚杆组合件68后仰锚拉钢桩支护方案----后仰钢桩与伞形扩孔地锚结合69（3）支撑体系选型支撑分类：内支撑——受力合理、安全可靠、变形小，但挖土和地下室结构施工不便，一般需要换撑。外支撑（拉锚、土锚、锚杆）——挖土方便，但用于软土场地变形较大，易超出红线。7071727374

1）内支撑

内支撑体系：冠梁或腰梁（围檩）、支撑（对撑、角撑）和立柱。内支撑按照材料分为：钢支撑和混凝土支撑，多道支撑时钢与混凝土混合使用。75767778798081

钢支撑钢管支撑：用Φ609钢管，壁厚：10、12、14mm，型钢支撑：用H型钢。纵横交叉部位采用上下叠交固定或专门“十”定型接头。优点：安拆方便、速度快，能尽快发挥支撑作用，减少时间效应，围护变形小，可重复使用，多为租赁方式，便于专业化施工；可以施加预紧力。缺点：整体刚度相对较弱，支撑间距相对较小，由于两个方向施加预紧力，使纵、横向支撑的连接处处于铰接状态。8283

混凝土支撑优点：形状多样性（直线、曲线等）；可进行优化布置；整体刚度大；围护变形小；截面和配筋可根据需要设计。缺点：支撑成形和发挥作用时间长；一次性，不能重复利用；拆撑相对困难。8485

立柱对平面尺寸大的基坑，在支撑交叉点处需设立柱。立柱构造：四个角钢组成的格构式钢柱、圆钢管或型钢。86

2）内支撑布置

综合考虑下列因素：基坑平面形状、尺寸和开挖深度；基坑周围环境保护要求和邻近地下工程的施工情况；主体工程地