《土木工程智能施工》课件 第3章 土方作业辅助工程-土壁支护2

第3章土方工程第4节土方作业辅助工程——土壁支护22008年11月15日15时15分左右，杭州地铁湘湖站北2基坑发生坍塌，震惊全国。此次事故造成了21人死亡、1人重伤、3人轻伤，直接经济损失达4962万余元。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，没有采取有效补救措施。2008年杭州"1115"地铁工地重大塌陷事故二、基坑支护-支撑结构形式及工艺坑内钢支撑失效河水倒灌二、基坑支护坑内水平支撑锚杆式1）坑内支撑：2）坑外拉锚2.挡墙的支撑结构（1）形式：抛撑式H≤12m45o+φ/245o-φ/2拉锚式二、基坑支护上海世博中心（99m×414m）C区北侧、东侧采用H型钢水泥土墙＋钢管抛撑支护结构（2）实例

1）抛撑二、基坑支护

基坑C区北侧支护结构典型剖面详图

二、基坑支护-0.600C区基坑典型工况流程图工况一：施工型钢水泥土搅拌墙和止水帷幕。-1.900-2.900-2.300工况二：开挖基坑北侧和东侧第一皮土方，施工压顶圈梁，

南侧向下卸土放坡并施工土坡面层及压顶圈梁;-3.600-3.6001:2-7.150工况三：基坑周边开挖至－3.600标高，坑内自围护桩边留设5m宽平台，基坑中部

以1：2放坡开挖至普遍区域筏板基底标高，施工普遍区域地下结构；工况四：待中间底板达到一定强度后，开槽架设斜抛撑并施加预应力；-6.400-7.150工况五：分区开挖基坑周边土方，及时浇筑垫层及地下室边部底板;±0.000工况六：施工地下室主体结构墙、柱和顶板等构件。工况七：外防水及回填土；工况八：拆除斜抛撑并回收内插型钢。基坑施工工况及流程二、基坑支护冠梁双槽钢腰梁护坡桩锚杆拉筋桩间挂网喷砂浆2）锚杆实例二、基坑支护工字钢腰梁与锚杆锚头二、基坑支护锚杆的成孔方法套管压水钻进成孔地质钻成孔液压钻成孔螺旋钻成孔二、基坑支护锚杆拉筋及注浆管锚杆孔内注浆拉筋非锚固段的防腐、隔离处理——涂油、套管锚杆张拉（注浆体强度达到75%,且大于15MPa）二、基坑支护由挡土构件的冠梁或周边围檩（横档）、内部水平支撑及支承柱等组成的内支撑体系。常采用H型钢、钢管或钢筋混凝土制作。

坑内水平支撑的布置形式（b）桁架及框架角撑（c）对撑（d）桁架角撑与对撑（f）框架式（e）边桁架式（g）环梁与边桁架（a）角撑3.坑内水平支撑二、基坑支护a.型钢支撑内撑式实例二、基坑支护b.钢管支撑——型钢水泥土桩挡墙+钢管横撑、角撑。先撑后挖二、基坑支护b.钢管支撑二、基坑支护护坡桩与坑内混凝土支撑c.钢筋混凝土支撑——二、基坑支护第一道支撑c.钢筋混凝土支撑——地下连续墙与坑内钢筋混凝土支撑的布置支撑：环梁+桁架上海世博文化中心二、基坑支护混凝土排桩+钢筋混凝土支撑挖土及第二道支撑施工上海世博文化中心二、基坑支护d.围檩（环梁）支撑上海中心大厦：直径约130m的环状地下连续墙，墙厚1.2m，深50m。图为开挖中的围檩（环梁）施工二、基坑支护案例——深圳工商银行大厦深圳工商银行大厦基坑位于深圳市后海中心区，平面位置如图所示。其北邻地铁11号线后海站，西邻市政道路，地下有给水管、雨水管、燃气管、电缆沟等多种管线，东侧和南侧为待开发空地。建筑总高度190.5m，设4层地下室。基坑开挖深度约20m，基坑周长289m。基坑工程安全等级为一级。1.项目概况基坑平面位置（单位：m）(1)周边环境复杂该基坑周边环境复杂，北侧地铁后海站结构外墙与基坑围护结构最短距离为4.0m，西侧地下管线与基坑围护结构最短距离不足1.0m，且车站、管线与基坑相对位置不断变化，采用传统平、立面图完整、准确地展示该基坑周边环境难度大。(2)支护方案难以二维表达该基坑支撑采用3道椭圆撑，在第3道支撑标高处增设1道桁架对撑，出土口外侧增加支护桩及钢筋混凝土传力板。基坑支护结构空间位置关系复杂，采用二维图纸清晰地表达该基坑支护方案难度大。2.基坑支护的设计难点案例——深圳工商银行大厦3.基坑支护总体方案基坑支护方案采用桩撑方案。围护结构采用咬合桩形式，由桩径1.2m钢筋混凝土桩与同直径素混凝土桩相互咬合0.2m排列形成;支撑采用3道钢筋混凝土环形支撑。基坑地铁侧支护剖面（单位：m）案例——深圳工商银行大厦4.基坑及支护形式的三维模型展示本项目采用ArchiCAD17建立三维基坑模型。ArchiCAD建模流程基坑三维模型案例——深圳工商银行大厦周边环境与基坑位置关系见下图。模型完整、准确地展示了周边环境与基坑的位置关系，较容易地确定出基坑北侧和西侧最不利支护剖面位置。同时，还可进一步利用软件3D剪切功能剖分模型查看剖面。5.周边环境的展示基坑地铁侧一剖面模型案例——深圳工商银行大厦模型清楚地表达了基坑整体支撑布置情况及出土坡道与支护结构的空间位置关系。6.支护方案的展示支护方案模型为更清晰地展示基坑出土口处的支护设计，利用软件漫游功能，以第一人视角的形式逐步观察该处设计结果。漫游观察见图。漫游观察二、基坑支护案例——深圳工商银行大厦7.施工模拟本基坑施工内容主要包括土方开挖及支护结构施工。在基坑模型建成后，以IFC的格式文件导入到Navisworks中生成施工模型。案例——深圳工商银行大厦(1)编制施工进度表。施工进度须细化到每一块土方都要建立与之相对应的任务，且任务时序须满足土方开挖技术要求。(2)任务链接。按照施工进度表将施工任务与对应模型单元依次链接，并定义土方任务类型为“拆除”，其它单元任务