地下铁道施工技术课件：基坑的围护结构-排桩

井点纵梁横撑支档结构地下水面地下工程

基坑的围护结构——概述广州地铁6号线长湴站施工现场排桩基坑支护

基坑的围护结构——概述简易支撑桩板支撑钢档板支撑预制砼支撑钢管档板支撑木板＋纵梁I、H钢＋挡板柱列式壁式灌注桩地下连续墙稳定液固化墙搅拌水泥土墙支挡结构预制方式现浇方式

基坑的围护结构——概述1、简易支挡一般用于局部开挖、短时期、小规模。

方法：一边自稳开挖，一边用木挡板和纵梁控制地层坍塌。

特点：刚性小、易变形、透水。

基坑的围护结构——概述

基坑的围护结构2、钢板桩以I、H型钢为主桩，间距1～2m。

方法：机械打入地层中、或钻孔修筑；随着开挖在主桩间插入挡板。用于良好地层的浅层开挖。

特点：刚性小、变形大、透水、插入基底部分是不连续的

钢板桩平面形状钢板桩基坑支护

基坑的围护结构3、钢管挡板支挡

方法：在钢管侧部设接头，一边与接头接合，一边连续打入地层中，形成连续地中壁的方法。一般要开挖定为沟，宽度为1.2m，深度为1.2～1.8m。特点：不透水、插入基底部分是连续的，刚性大于钢板，适合于软弱地层大规模开挖，为提高刚性，可向钢管内灌入混凝土或砂浆等。打入地层噪声大。

钢管挡板接头形式钢管桩基坑支护

基坑的围护结构4、灌注桩用于深大基坑，地铁基坑的主要支护方式之一。

方法：钻孔灌注桩、挖孔灌注桩。

特点：刚性大；施工对周边地层、环境影响小；需和止水措施配合使用，如搅拌桩、旋喷桩等。广州地铁3号线大石站灌注桩支护排桩基坑支护

基坑的围护结构5、SMW工法用于深大基坑。

方法：利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥系混合液搅拌形成均一的挡墙，最后按一定的形式在其中插入型钢（如H型钢），即形成一种劲性复合围护结构。

特点：刚性大、止水性好、内插的型钢可拔出反复使用，经济性好。SWM工法在天津地铁1号线洪湖里地铁SMW工法连续墙成墙示意图

基坑的围护结构——概述

基坑的围护结构——概述

基坑的围护结构——排桩围护结构基坑开挖时，对由于场地限制不能放坡开挖的基坑，可采用排桩围护结构。类型： 现浇 钻孔灌注桩 人工挖孔桩

预制 预制钢筋混凝土板桩 工字钢桩 钢板桩等。布置形式： 柱列式排桩支护 连续排桩支护 组合式排桩支护

基坑的围护结构——排桩围护结构◎柱列式排桩支护：当边坡土质较好、地下水位较低时，可利用土拱作用，以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩支挡土坡。◎连续排桩支护：在软土中支挡桩应该连续密排。密排桩可互相搭接，或在桩身混凝土强度尚未形成时，在相邻桩之间做一根素混凝土桩把排桩连起来。也可采用钢板桩、钢筋混凝土板桩。

基坑的围护结构——排桩围护结构bU形2b开挖侧树根桩或注浆

基坑的围护结构——排桩围护结构◎组合式排桩支护在地下水位较高的软土地区，可采用钻孔灌注桩排桩与水泥土桩防渗墙组合的。开挖侧板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构

截面形式：U形、Z形和直腹板式。

优点：板桩材料质量可靠，在软弱土层中施工速度快，施工也较简单，并且有较好的挡水性，临时性结构的钢板桩可拔出多次重复使用，降低成本。

常用的板桩类型有钢板桩和钢筋砼板桩。1.钢板桩板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构U形Z形板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构板桩施工视频板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构2.钢筋混凝土板桩结构形式：钢筋混凝土板桩常采用矩形截面槽榫结合形式，桩尖部分做成三面斜坡以利于打入并使桩能挤紧。

优点：施工简易，造价相对低廉，不再拔出，不致因拔桩对附近建筑物产生影响和危害。

基坑的围护结构——排桩围护结构钢筋混凝土板桩图板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构(1)钢板桩的施工机具冲击式打桩机

振动打桩机

静力压桩机目前大多采用钢板桩，以钢板桩为例介绍其施工工序。冲击式打桩机3.施工工序板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序振动打桩锤全液压静力压桩机板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序(2)钢板桩的打入打入方法：单桩法、屏风法、封闭法①单桩法将板桩一根根地打入至设计标高。优点：施工简单，打设速度快缺点：易倾斜，平直度不易控制板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序②屏风法(分段复打法、围檩插桩法)将10~20根板桩成排插入导架内，使之成屏风状，然后桩机来回施打，并使两端先打到要求深度，再将中间部分的板桩顺次打入。优点：可防止桩倾斜与转动缺点：施工较复杂，速度慢板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序③封闭法(围檩插桩法)将基坑范围内板桩全部插入导架内，使之成封闭状，然后桩机来回施打。优点：保证垂直、平面尺寸准确板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序(3)钢板桩的拔除拔桩阻力：土对桩的吸附力和桩表面摩擦阻力拔桩方法：静力拔桩、振动拔桩和冲击拔桩三种造成拔桩困难的情况：硬土或密实砂土地层中；打入桩变形拔桩起点：可根据沉桩时的情况确定拔桩起点，必要时也可以用间隔拔的方法。板桩施工1

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序(3)钢板桩的拔除拔桩顺序：拔桩的顺序最好与打桩时相反。拔桩困难时的措施：用振动锤或柴油锤再复打一次，来克服土的粘着力或将板桩上的铁锈等消除，以便顺利拔出。空隙处理：及时用中粗砂填实，或用膨润土浆液填充，当控制土层位移有较高要求时必须采取在拔桩时跟踪注浆等填充法。

基坑的围护结构——排桩围护结构工字钢桩2型号：50号、55号、60号大型工字钢桩间距：一般1.0~1.2m施工机械：冲击式打桩机、静力压桩机、振动打桩机适用条件：适用于粘性土、砂性土和粒径不大于10cm的砂卵石地层，当地下水位较高时，必须配合人工降水措施。缺点：噪声大，只适用于远离居民点处。

基坑的围护结构——排桩围护结构工字钢腰梁横撑结构形式工字钢桩2

基坑的围护结构——排桩围护结构桩槽钢橡木楔横撑支撑角钢楔衬木木条桩细部结构工字钢桩2

基坑的围护结构——排桩围护结构★成孔方式：非泥浆无循环钻进法★适用范围：地下水位以上的一般粘性土、砂土及人工填土

地基的钻孔灌注桩★施工机械：螺旋钻机、机动洛阳铲、钻斗钻机钻孔灌注桩围护结构31.钻孔灌注桩干作业成孔施工

基坑的围护结构——排桩围护结构钻孔灌注桩围护结构31.钻孔灌注桩干作业成孔施工

螺旋钻机由主机、滑轮、螺旋钻杆、钻头、出土装置等部分组成。主要利用螺旋钻头切削土体，被切出的土块随钻头旋转，并沿螺旋叶片上升而被推出孔外。该类钻机结构简单，使用可靠，成孔作业效率高、质量好，无震动、无噪声，最宜用于匀质粘性土，并能较快穿透砂层。

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构机动洛阳铲：以手动铲的原理，制造出的机动化或电动化的成孔设备。由提升机架、滑轮组及机动洛阳铲组成，以电动机或柴油机为动力，靠洛阳铲的冲击能量来开孔挖土。适用于地下水位以上的一般粘性土、黄土和人工填土地基。钻孔灌注桩围护结构31.钻孔灌注桩干作业成孔施工

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构钻斗钻机：钻斗既是土的切削破碎工具，又是暂时存土容器。钻进时不采用泥浆循环，但钻进时为了保护孔壁稳定，孔内要注满优质泥浆(又叫稳定液)。钻斗机对粘性土、粉土、部分砂性土及淤泥有很高的效率。

基坑的围护结构——排桩围护结构★干作业成孔

施工流程定桩位桩机定位，调整垂直度拌制混凝土吊挂串筒废土外运取土成孔浇注混凝土下钢筋笼成孔质量检查孔底达到设计标高清除孔底松土、渣检验校正桩位及孔的垂直度制作钢筋笼

基坑的围护结构——排桩围护结构钻孔灌注桩围护结构32.钻孔灌注桩湿作业成孔施工★成孔方式：泥浆循环钻进法★适用范围：一般粘性土、淤泥和淤泥质土、砂性土和碎石

类土，尤其适用于地下水位较高的土层中★施工机械：潜水钻机、套管护壁成孔桩机、回转钻机

基坑的围护结构——排桩围护结构钻孔灌注桩围护结构32.钻孔灌注桩湿作业成孔施工潜水钻机：将电机、变速机构加以密封，并同底部钻头连接在一起，组成一个专用钻具，可潜入孔内作业，多以正循环方式将水或泥浆送入孔中，钻削下的土块被循环的水或泥浆带出孔外。现也有以反循环方式排泥的潜水钻机。

基坑的围护结构——排桩围护结构钻孔灌注桩围护结构32.钻孔灌注桩湿作业成孔施工套管护壁成孔桩机：成孔时，将专用分节钢套管挟持后边往复扭转压入地层，再以专用冲抓斗将套管内土挖出。套管接高后继续往复扭转和压入挖土。该成孔机具能穿越各种复杂地层，且噪声、振动干扰小。

基坑的围护结构——排桩围护结构钻孔灌注桩围护结构32.钻孔灌注桩湿作业成孔施工回转钻机：由机械传动，通过转盘带动钻杆回转，钻杆下配置钻头，切削土体。该机种振动、噪声较小，钻进压力和速度可调。成孔既有正循环也有反循环，适用于松散土层，粘土层、淤泥质土层等多种地质条件。

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序放线、定桩位挖导槽埋设护筒钻机定位、调整垂直度成孔第一次清孔测孔深、沉淤下钢筋笼下导管第二次清孔清沉淤安放隔水栓灌注水下砼砼搅拌泥浆循环制作钢筋笼不合格不合格★湿作业成孔

施工流程

基坑的围护结构——排桩围护结构3.施工工序钻孔灌注桩围护结构3①成孔施工成孔直径必须达到设计桩径。成孔施工应一次不间断地完成，成孔完毕至灌注混凝土的间隔时间不应大于24小时。成孔过程中也内泥浆液面应保持稳定。护壁泥浆分为原土造浆和人工造浆。成孔方式分正循环成孔和反循环成孔。正循环成孔：从地面钻管内注入一定压力的护壁泥浆，泥浆送至孔底后，与钻孔产生的泥渣搅拌混合，然后经由钻管与孔间空腔上升并排出地面。

泥浆循环系统由泥浆池、沉淀池、循环槽及泥浆泵等设备组成，并应有排水、清洗及排废等设施。

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构反循环成孔：将钻孔时孔底混有大量泥渣的泥浆通过钻管的内孔抽吸到地面，新鲜泥浆则由地面直接注入桩孔。

泥浆循环系统由泥浆

池、沉淀池、循环槽、

砂石泵、除渣设备等组

成，并应有排水排废等

设施。地面循环系统分自流

回灌式和泵送回灌式。

基坑的围护结构——排桩围护结构护筒埋设钻进施工

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构②清孔

两次清孔：第一次清孔在成孔后立即进行；第二次在下钢筋笼和安装导管后进行。

清孔方法：正循环清孔、泵吸反循环清孔和气举反循环清孔，通常随成孔时采用的循环方式而定。

气举反循环清孔：主要机具包括空压机、出水管、送风管、气水混合器等，采用气举反循环只适用于第二次清孔。

泥浆指标：清孔后的泥浆密度应小于1.15。

孔底沉淤厚度：对支护桩，清孔结束时一般应小于30cm。

基坑的围护结构——排桩围护结构反循环二次清孔

基坑的围护结构——排桩围护结构③钢筋笼施工钢筋笼制作：分段制作； 设保护层垫块钢筋笼起吊、运输和安装：应采取保护措施防止变形。起吊点宜设在加强箍筋部位。钢筋笼用分段沉放法时，纵向主筋连接必须用焊接，同一截面上接头数量不得大于纵筋数量的50%，相邻接头间距不小于500mm。对于非均匀配筋的钢筋笼，在安装时应注意方向性。

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构④水下混凝土施工方法：导管法进行水下混凝土灌注 导管内径：一般200~250mm，壁厚不小于3mm

导管长度：底管不小于4m，标准管以3m为宜 隔水塞：采用砼浇筑

基坑的围护结构——排桩围护结构混凝土浇筑

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构4挖孔灌注桩围护结构与钻孔灌注桩相似，二者相比：★成孔方式：人工采用简单机具开挖★优点：不受设备和工作面限制，无振动、噪声、泥浆 污染小、对既有结构及设施影响小，造价低★适用范围：无水或少水的较密实的土质中，不适宜流动性

淤泥、流砂和地下水较丰富的地区

基坑的围护结构——排桩围护结构★工序：支架泵机、积水坑通风管电动葫芦混凝土护壁开挖提升出土排水支撑立模板吊装钢筋骨架灌注混凝土

基坑的围护结构——排桩围护结构（1）开挖桩孔☆施工安全及施工环境问题☆安全措施①要有足够的现场调查资料和有经验的现场管理，并严格

按操作规程施工。②要加强地面观察，检查其是否产生异常的沉陷现象。③在孔口应设置围栏和工作平台。④设置通风系统和瓦斯检测仪器。⑤井下挖土工人应戴安全帽、保险吊带、防毒口罩，挖孔

内还要设置救生吊梯。

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构（2）护壁及支撑地质差、挖孔深或出水量较大等条件下采用灌注砼护壁；土质较松散而渗水量不大时，可用木支撑。

基坑的围护结构——排桩围护结构4挖孔灌注桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构（3）排水☆孔内渗水量不大，可采用人工排水；☆渗水量较大，可用高扬程抽水机或将抽水机吊入孔内抽水。☆遇到混凝土护壁坍塌或漏水，用水泥干拌堵塞，效果良好。4挖孔灌注桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构（4）吊装钢筋骨架及灌注桩身混凝土浇灌桩身混凝土应一次浇灌完毕。

基坑的围护结构——排桩围护结构利用水泥、石灰等材料做固化剂，通过深层搅拌机械，将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理-化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体。5深层搅拌桩围护结构1.施工方法简介

基坑的围护结构——排桩围护结构施工中无排污，基本无振动、噪声，造价低，近年来采用较广泛。适用于各种饱和软粘土，包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等。

5深层搅拌桩围护结构1.施工方法简介

基坑的围护结构——排桩围护结构SJB-1型(喷浆)

GZB-600型(喷浆)

GPF-5型(喷粉)

2．施工机械5深层搅拌桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构(1)桩架定位及保证垂直度(2)预搅下沉(3)制备水泥浆 (4)提升、喷浆并搅拌(5)重复搅拌或重复喷浆(6)移位

3．施工方法分湿法(喷浆)及干法(喷粉)。施工过程大致可分为：5深层搅拌桩围护结构

基坑的围护结构——排桩围护结构第76

桩架定位预搅下沉12

基坑的围护结构——排桩围护结构第77

下沉至