深基坑设计和桩基础设计

施工技术交流2018年12月

深基坑地基基础-桩基础一、深基坑开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。（1）开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。适用条件1、适用条件一、深基坑开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。（2）开挖深度虽未超过5m，但地质条件、周围环境和地下管线复杂，或影响毗邻建(构)筑物安全的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。开挖深度超过5m(含5m)的基坑(槽)的土方开挖、支护、降水工程。适用条件1、适用条件一、深基坑2、常用的支护结构形式锚拉式支挡结构

以挡土构件和锚杆为主的支挡式结构。

悬臂式支挡结构老虎滩基坑支护图.dwg以顶端自由的挡土构件为主要构件的支挡式结构。支撑式支挡结构以挡土构件和支撑为主要构件的支挡式结构。重力式水泥土墙

青浦项目基坑断面(1).dwg

水泥土桩相互搭接成格栅或实体的重力式支护结构。2.1结构类型一、深基坑2、常用的支护结构形式双排桩桃江县污水厂基坑支护图1-4.dwg(原中铁四局设计）沿基坑侧壁排列设置的由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁所组成的支挡式结构。土钉墙由随基坑开挖分层设置的、纵横向密布的土钉群、喷射混凝土面层及原位土体所组成的支护结构。复合土钉墙漯河生物反应池基坑支护方案设计文件.dwg

土钉墙与预应力锚杆、微型桩、旋喷桩、搅拌桩中的一种或多种组成的复合型支护结构。2.1结构类型一、深基坑2、常用的支护结构形式2.2适用条件一、深基坑2、常用的支护结构形式2.2适用条件一、深基坑2、常用的支护结构形式

2.3.1土钉墙支护（1）土钉的构造应符合下列要求：①土钉水平间距和竖向间距宜为1m～2m，成孔直径宜取70mm～120mm，钢筋直径宜取16mm～32mm；②土钉沿全长设置对中定位支架，其间距宜取1.5m～2.5m，土钉钢筋保护层厚度不宜小于20mm；③土钉孔注浆材料可采用水泥浆或水泥砂浆，其强度不宜低于20MPa。2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式（2）喷射混凝土面层的构造要求:①面层厚度宜取80mm～100mm，设计强度等级不宜低于C20；②面层中钢筋网宜采用HPB235级钢筋，钢筋直径宜取6mm～10mm，钢筋网间距宜取150mm～250mm；钢筋网间的搭接长度应大于300mm；加强钢筋的直径宜取14mm～20mm。2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式2.3.2锚杆支护（1）锚杆的布置应符合下列规定:①锚杆的水平间距不宜小于1.5m；多层锚杆，其竖向间距不宜小于2.0m；②锚杆锚固段的上覆土层厚度不宜小于4.0m；③锚杆倾角宜取15°～25°，且不应大于45°，不应小于10°；锚杆的锚固段宜设置在土的粘结强度高的土层内；

2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式（2）锚杆的构造应符合下列规定：①锚杆成孔直径宜取100mm～150mm；②锚杆自由段的长度不应小于5m，且穿过潜在滑动面进入稳定土层的长度不应小于1.5m；钢绞线、钢筋杆体在自由段应设置隔离套管；③锚杆锚固段长度不宜小于6m；④定位支架的间距对自由段宜取1.5m～2.0m，对锚固段宜取1.0m～1.5m，定位支架应能使各根钢绞线相互分离。

2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式

2.3.3重力式水泥土围护墙（1）水泥土墙的嵌固深度，对淤泥质土，不宜小于1.2h，对淤泥，不宜小于1.3h；重力式水泥土墙的宽度（B），对淤泥质土，不宜小于0.7h，对淤泥，不宜小于0.8h；此处，h为基坑深度。（2）水泥土格栅的面积置换率，对淤泥质土，不宜小于0.7；对淤泥，不宜小于0.8；对一般粘性土、砂土，不宜小于0.6。格栅内侧的长宽比不宜大于2。

2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式（3）水泥土搅拌桩的搭接宽度不宜小于150mm。（4）水泥土墙体28d无侧限抗压强度不宜小于0.8MPa。当需要增强墙身的抗拉性能时,可在水泥土桩内插入杆筋。杆筋的插入深度宜大于基坑深度。杆筋应锚入面板内。（5）水泥土墙顶面宜设置混凝土连接面板，面板厚度不宜小于150mm,混凝土强度等级不宜低于C15。

2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式

2.3.4灌注桩排桩围护墙（1）采用混凝土灌注桩时，对悬臂式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于600mm；对锚拉式排桩或支撑式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于400mm；排桩的中心距不宜大于桩直径的2.0倍。（2）支护桩顶部应设置混凝土冠梁。冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的0.6倍。2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式（3）排桩的桩间土宜采用内置钢筋网的喷射混凝土面层。面层的厚度不宜小于50mm，混凝土强度等级不宜低于C20，钢筋网的纵横向间距不宜大于200mm。钢筋网宜采用横向拉筋与两侧桩体连接，拉筋直径不宜小于12mm，拉筋锚固在桩内的长度不宜小于100mm。钢筋网宜采用桩间土内打入直径不小于12mm的钢筋钉固定，钢筋钉打入桩间土中的长度不宜小于排桩净间距的1.5倍且不应小于500mm。

2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式

2.3.5板桩围护墙（1）平面布置应符合下列规定：①相邻支撑的水平间距应满足土方开挖的施工要求；采用机械挖土时，应满足挖土机械作业的空间要求，且不宜小于4m；

②水平支撑应设置与挡土构件连接的腰梁；在腰梁上支撑点的间距，对钢腰梁不宜大于4m,对混凝土腰梁不宜大于9m；2.3构造要求一、深基坑2、常用的支护结构形式（2）竖向布置应符合下列规定：①支撑下方的主体结构楼板在支撑拆除前施工时，支撑底面与下方主体结构楼板间的净距不宜小于700mm；

②支撑至基底的净高不宜小于3m；③采用多层水平支撑时，各层水平支撑宜布置在同一竖向平面内，层间净高不宜小于3m。2.3构造要求3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（1）事故概况2008年11月15日下午3时15分，正在施工的杭州地铁湘湖站北2基坑现场发生大面积坍塌事故，造成21人死亡，24人受伤(截止2009年9月已先后出院)，直接经济损失4961万元。杭州地铁塌陷事故最新情况_标清.kux

经调查，事故直接原因是施工单位违规施工、冒险作业、基坑严重超挖；支撑体系存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时；垫层未及时浇筑。监测单位施工监测失效，施工单位没有采取有效补救措施。

3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（2）工程简介杭州地铁事故基坑，长107.8m，宽21m，开挖深度15.7～16.3m。设计采用800mm厚地下连续墙结合四道（端头井范围局部五道）Φ609钢管支撑的围护方案。地下连续墙深度分别为31.5m～34.5m。基坑西侧紧临大道，交通繁忙，重载车辆多，道路下有较多市政管线(包括上下水、污水、雨水、煤气、电力、电信等)穿过，东侧有一河道。

基坑平面图3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（2）工程简介首先西侧中部地下连续墙横向断裂并倒塌，倒塌长度约75m，墙体横向断裂处最大位移约7.5m，东侧地下连续墙也产生严重位移，最大位移约3.5m。大量淤泥涌入坑内，风情大道随后出现塌陷，最大深度约6.5m。地面塌陷导致地下污水等管道破裂、河水倒灌造成基坑和地面塌陷处进水，基坑内最大水深约9m。3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（2）工程简介3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（3）原因分析1、勘察方的主要问题：提供的土体力学参数互相矛盾，不符合土力学基本理论及规范要求。2、设计方主要的问题：

①设计中考虑地面超载20kPa较小。基坑西侧为一大道，对汽车动荷载考虑不足。根据实际情况，重载土方车及混凝土泵车对地面超载宜取30kPa。②设计图纸中未提供钢管支撑与地下连续墙的连接节点详图及钢管节点连接大样，也没有提出相应的施工安装技术要求。③同意取消施工图中的基坑坑底以下3m深土体抽条加固措施，降低了基坑围护结构体系的安全储备。3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（3）原因分析3、施工方的主要问题：

①土方开挖未按照设计工况进行，存在严重超挖现象。土方超挖导致地下连续墙侧向变形、墙身弯矩和支撑轴力增大。②钢支撑体系未按照设计图纸施工（如钢立柱之间未按设计要求设置剪刀撑等）。4、监测方的主要问题：

①提供的监测报表中数据存在伪造现象，隐瞒报警数值，丧失了最佳抢险时机。②监测方案中的监测内容和监测点数量均不满足规范要求。3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（3）原因分析经调查结果显示：由于在该工程基坑土方开挖过程中，基坑超挖，钢管支撑架设不及时，垫层未及时浇筑，钢支撑体系存在薄弱环节等因素，引起局部范围地下连续墙产生过大侧向位移，造成支撑轴力过大及严重偏心。同时基坑监测失效，隐瞒报警数值，未采取有效补救措施。以上直接因素致使部分钢管支撑失稳，钢管支撑体系整体破坏，基坑两侧地下连续墙向坑内产生严重位移，其中西侧中部墙体横向断裂并倒塌，风情大道塌陷。：3、深基坑工程事故案例分析一、深基坑（4）启示（1）施工应严格按经审查的施工组织设计进行。应及时安装支撑(钢支撑)，及时分段分块浇筑垫层和底板，严禁超挖。

（2）基坑工程不确定因素多，应实施信息化施工。监测点设置应符合规范和设计要求。监测单位应认识科学测试，及时如实报告各项监测数据。

（3）有多道内支撑的基坑围护体系应加强支撑体系的整体稳定性。对钢支撑体系应改进钢支撑节点连接型式，加强节点构造措施，确保连接节点满足强度及刚度要求。

（4）施工中应加强基坑工程风险管理，建立基坑工程风险管理制度，落实风险管理责任。1、基桩的选型与布置二、地基基础-桩基础按成桩方法分类：1）非挤土桩：干作业法钻（挖）孔灌注桩、泥浆护壁法钻（挖）孔灌注桩、套管护壁法钻（挖）孔灌注桩；2）部分挤土桩：长螺旋压灌灌注桩、冲孔灌注桩、钻孔挤扩灌注桩、搅拌劲芯桩、预钻孔打入（静压）预制桩、打入（静压）式敞口钢管桩、敞口预应力混凝土空心桩和H型钢桩；3）挤土桩：沉管灌注桩、沉管夯（挤）扩灌注桩、打入（静压）预制桩、闭口预应力混凝土空心桩和闭口钢管桩。（1）基桩的分类1、基桩的选型与布置二、地基基础-桩基础（1）基桩的分类静压预制桩钻孔灌注桩长螺旋压灌灌注桩锤击预制桩1、基桩的选型与布置二、地基基础-桩基础1）基桩的最小中心距应符合下表的规定：（2）基桩的布置1、基桩的选型与布置二、地基基础-桩基础2）应选择较硬土层作为桩端持力层。桩端全断面进入持力层的深度，对于黏性土、粉土不宜小于2d，砂土不宜小于1.5d，碎石类土，不宜小于1d。当存在软弱下卧层时，桩端以下硬持力层厚度不宜小于3d。3）

对于嵌岩桩，嵌入倾斜的完整和较完整岩的全断面深度不宜小于0.4d且不小于0.5m，对于嵌入平整、完整的坚硬岩和较硬岩的深度不宜小于0.2d，且不应小于0.2m。（2）基桩的布置2、基桩构造二、地基基础-桩基础

①配筋率：当桩身直径为300～2000mm时，正截面配筋率可取0.65％～0.2％（小直径桩取高值）；对受荷载特别大的桩、抗拔桩和嵌岩端承桩应根据计算确定配筋率，并不应小于上述规定值；②配筋长度：1)端承型桩应沿桩身等截面或变截面通长配筋；2）桩径大于600mm的摩擦型桩配筋长度不应小于2/3桩长；3）受负摩阻力的桩，其配筋长度应穿过软弱土层并进入稳定土层，进入的深度不应小于2～3倍桩身直径；4)专用抗拔桩及因地震作用、冻胀或膨胀力作用而受拔力的桩，应等截面或变截面通长配筋。（1）灌注桩2、基桩构造二、地基基础-桩基础①预制桩纵向钢筋的混凝土保护层厚度不宜小于30mm，每根桩的接头数量不宜超过3个。②预制桩的桩身配筋应按吊运、打桩及桩在使用中的受力等条件计算确定。采用锤击法沉桩时，预制桩的最小配筋率不宜小于0.8％。静压法沉桩时，最小配筋率不宜小于0.6％，主筋直径不宜小于φ14，打入桩桩顶以下4～5倍桩身直径长度范围内箍筋应加密，并设置钢筋网片。③桩端嵌入遇水易软化的强风化岩、全风化岩和非饱和土的预应力混凝土空心桩，沉桩后，应对桩端以上2m左右范围内采取有效的防渗措施，可采用微膨胀混凝土填芯或在内壁预涂柔性防水材料。（2）预制桩3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（1）灌注桩①泥浆比重超标，导致：护壁过厚，孔壁摩擦系数小，不能满足承载力要求。造成返工！3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（1）灌注桩②某φ2.4m桩，h=70m，旋转钻机钻头掉入孔底，潜水工下潜打捞，因控制管线与钻杆扭结，窒息死亡！3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（1）灌注桩③某钻孔桩成桩后，施工单位采用超声波法检测认为地表以下2m处有局部露筋，开挖后，果然有局部缺欠，经修补后验收。3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（1）灌注桩④某钻孔桩桩头下没有粗骨料。原因：由于商品混凝土塌落度超过24cm，运距远，造成混凝土内粗骨料下沉，而桩顶预留超灌高度不足以将浮浆浮至桩头部位，导致这种现状。处理办法：继续向下凿，直至正常为止。3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（1）灌注桩⑤某φ1.6m钻孔桩成桩后，检测发现桩底有1m沉砂！原因：清孔不彻底；泥浆池内有沉渣；清孔完成至封混凝土的时间过长，封底前，没有再检测沉渣厚度。处理方法：冲击造孔，重新成桩。

3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（1）灌注桩⑥某φ2.4m钻孔桩断桩原因：护筒没有打入不良地质层，导致封底灌注混凝土过程中局部塌孔，造成断桩。处理方法：特制包径钢护筒，打入原桩外围，重新成桩。

3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（2）预制桩①桩顶、桩身打坏。原因：1）打桩时，桩的顶部由于直接受到冲击而产生很高的局部应力；2）桩身的混凝土保护层太厚；3）桩垫材料选用不合适或打坏；4）桩的顶面与桩的轴线不垂直。5）过打现象。6）桩身的混凝土强度不高，或未达到养护期，影响了桩的强度。3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（2）预制桩①桩顶、桩身打坏。处理方法：1）顶部的配筋应做特别的处理；2）主筋需摆正；3）采用材质均匀、强度高、弹性好的桩垫；4）保证垂直度，及时纠正；5）分析土质，改善操作方法；6）加钢夹箍用螺栓拉紧焊牢。

3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（2）预制桩②桩倾斜或偏移过大。原因：1）桩顶不平整等桩的质量问题；2）与操作有关，如：初入土时，桩身就歪斜，未及时纠正就施打。

3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（2）预制桩②桩倾斜或偏移过大。处理方法：1）保证打桩机的导架的垂直度；2）桩尖要对准桩位，桩顶和桩帽要正确结合；3）刚打时，要采用小落距，边打边检查，稳定后再按要求的落距打；4）桩顶不平，产生桩尖偏心----保证桩的质量。

倾斜度检测3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（2）预制桩③沉桩困难。原因：1）桩顶或桩身已打坏，无法有效地传递荷载；2）土层中夹有较厚的砂层或其它硬土层，或者遇上钢渣、孤石等障碍物，仍进行盲目施打；3）由于土的固结作用，使桩身周围的土与桩牢固结合，钢筋混凝土桩变成了直径很大的土桩而承受荷载，很难继续将桩打下去；4）一桩打下，邻桩上升。

砂或硬土层3、常见的桩基工程质量事故案例二、地基基础-桩基础（2）预制桩③沉桩困难。处理方法：1）拔出桩，与设计部门协商，再做处理；2）同勘察设计部门共同研究解决；3）应在准备条件完善的前提下，保证连续施打；4）改变打桩的顺序，由中间向两边对称施打或中间向四周施打。

4、长螺旋压灌灌注桩二、地基基础-桩基础（1）成桩工艺

采用长螺旋钻机钻孔至设计标高，利用混凝土泵将混凝土从钻头底压出，边压灌混凝土边提升钻头直至成桩，然后利用振动装置将钢筋笼一次插入混凝土桩体，形成钢筋混凝土灌注桩的成桩工艺。

长螺旋钻孔压灌桩1-_高清.kux