《建筑施工技术》课件-基坑支护

智能建造施工技术1.5基坑支护1.5基坑支护任务导入基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。广州塔的基坑设计采用了类似圆形的结构，通过合理的设计和构造实现基坑的稳定。在基坑施工过程中，广州塔采用了多种基坑支护方案，如桩墙支护、预制板支撑等，以保证基坑的稳定性和安全性。德技并修正所谓千里之堤，毁于蚁穴，施工过程中出现的任何小问题都可能酿成大的工程事故，同学们作为大国工匠的传承人，必须具备严谨、细致、专注、负责的职业精神。边坡稳定1.5.1基槽支护1.5.2学习单元1.5基坑（槽）支护一般基坑支护1.5.3深基坑支护1.5.4边坡稳定1.5.1（1）边坡失稳原因（2）边坡留设（1）边坡失稳原因土方开挖过程中,土壁是由土体内磨擦阻力和粘结力保持平衡而稳定。一旦土体失去平衡(失稳),土体就会塌方,这不仅会造成人身安全事故、影响工期,有时还会危及附近的建(构)筑物。造成边坡失稳的原因边坡过陡；雨水、地下水渗入基坑;基坑上口边缘堆载过大;土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。（2）留设边坡合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的开挖断面并留设边坡,是减少土方量的有效措施。

施工特点：开挖方法？（人工作业还是机械作业？）坡顶是否有荷载？边坡留置时间的长短？开挖深度：深度大则坡度系数大，反之坡度系数小，甚至不放坡；土质：土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低(密度小)、含水量大，则坡度系数大；反之坡度系数小；确定边坡坡度边坡直立不加支撑：地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑（槽）地面标高，但深度不宜超过下表。边坡直立不加支撑土的类别基坑（槽）深度密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）1.0m硬塑、可塑的粉土和粉质黏土1.25m硬塑、可塑的黏土和碎石类土（充填物为黏性土）1.5m坚硬的黏土2m边坡直立不加支撑：地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑（槽）地面标高，但深度不宜超过下表。边坡直立不加支撑土的类别基坑（槽）深度密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土）1.0m硬塑、可塑的粉土和粉质黏土1.25m硬塑、可塑的黏土和碎石类土（充填物为黏性土）1.5m坚硬的黏土2m当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)底面标高时，挖方深度在5m以内，不加支撑的边坡可按下表确定：边坡直立加支撑深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）土的种类边坡坡度（高：宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类土(充填物为砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉质粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黄土1:0.101:0.251:0.33软土(经井点降水后)1:1.00临时性边坡可按下表确定：临时性边坡临时性挖方的边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1:1.25～1:1.5一般粘性土硬1:0.75～1:1硬、塑1:1～1:1.25软1:1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1:0.5～1:1充填砂土1:1～1:1.5边坡治理边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定迹象时，要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施，并作好坡顶、坡脚排水。护脚矮墙立缘石拱缘石填心土浆砌片石拱护坡悬臂挡土桩边坡治理岩质边坡采用锚喷支护锚杆行列式布置,间距1.25～3m,倾角10～20°；岩石护面喷射砼锚索框架基槽支护1.5.21.5.2基槽支护基(沟)槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。可分为水平挡土板及垂直挡土板两大类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度＜3m时，可用间断式水平挡土板支撑。对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。间断式水平挡土板支撑垂直挡土板式支撑连续式水平挡土板支撑一般基坑支护1.5.3（1）简易支护（2）斜柱支撑（3）锚拉支护一般基坑支护埋置深度小于5m的基坑,放坡开挖有困难时,采用的支护方法简易支护(短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑)锚拉支撑斜柱支撑（1）简易支护放坡开挖的基坑，当部份地段放坡宽度不够时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑等简易支护方法进行基础施工.

仅适用于部分地段放坡不够、宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不够、宽度较大的基坑使用（2）斜柱支撑适用于深度不大的大型基坑或机械挖土时使用先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。（3）锚拉支护先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横（斜）撑时使用基坑打设柱桩深基坑支护1.5.4（1）简易支护（2）斜柱支撑（3）锚拉支护深基坑支护的基本要求确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定；确保相邻的建(构)筑物、道路、地下管线的安全,不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；通过排降水,确保基础施工在地下水位以上进行。常见的深基坑的支护体系排桩式土钉墙锚杆支护钢管桩挖孔灌注桩钢板桩板墙式板桩式组合式粉体喷射注浆桩墙钻孔灌注桩高压喷射注浆桩墙深层搅拌水泥土桩墙逆作拱墙式边坡稳定式排桩与板墙式水泥挡土墙式现浇地下连续墙灌注桩与水泥土桩结合加筋水泥土围护墙型钢横挡板（1）排桩支护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。挡土灌注桩排桩支护桩顶连系梁又称冠梁悬臂支护桩适于开挖面积大、深度＞6m、不允许放坡、邻近有建(构)筑物的基坑支护（1）排桩支护钢筋砼灌注桩的排列方式直径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。（2）土钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。开挖工作面→喷射第一层砼→土钉成孔→土钉支护施工工艺土层锚杆钻机成孔喷射第一层砼安设土钉、注浆→挂钢筋网、喷射砼面层挂钢筋网喷射第一层砼面板喷射第一层砼面板进入下一层土钉支护安设土钉、注浆土钉支护施工工艺

开挖工作面：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，工作面宽度不宜＜6m，纵向长度不宜＜l0m。喷射第一层砼：为防止土体松弛和崩解，须尽快做第一层喷射砼，厚度不宜＜40～50mm。喷射砼水泥用量≮400kg/m3。土钉成孔：土钉成孔直径70～120mm、向下倾角15～200，成孔方法和工艺由承包商根据土层条件、设备和经验而定。土钉支护施工工艺

安设土钉、注浆：土钉有单杆和多杆之分，单杆多为Φ22～32mm的粗螺纹钢筋，多杆一般为2～4根Φ16mm钢筋。采用灰浆泵注浆，土钉注浆可不加压。

挂钢筋网、喷射砼面层：钢筋网通常直径Φ6～10、间距200～300mm，与土钉连接牢固。钢筋与第一层喷射砼的间隙≮20mm。设置双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被覆盖后铺设。砼面板厚度50～100mm。挂钢筋网喷射第一层砼面板喷射第一层砼面板进入下一层土钉支护安设土钉、注浆（3）

锚杆支护适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用在未开挖的土层立壁上钻孔至设计深度，孔内入拉杆，灌入水泥砂浆与土层结合成抗拉力强的锚杆，锚杆一端固定在坑壁结构上，另一端锚固在土层中，将立壁土体侧压力传至深部的稳定土层。锚杆支护施工工艺冲击式钻机造孔旋转式钻机造孔锚杆造孔近景

造孔：包括钻机就位、施钻成孔、清孔三个作业步骤。造孔用冲击式钻机、旋转式钻机或旋转式冲击钻机，偏心钻机跟进护壁套管方式钻进，造孔须干钻，严禁水钻；考虑沉渣厚度，孔底应超钻30～50mm；成孔后高压风清洗孔壁，以保证砂浆与孔壁的粘结力。锚杆钻机制作完毕的锚索锚索入孔导向锥起入孔导向作用紧箍环自由段外套塑料管锚索预留长度2.4.3锚杆支护锚杆的制作与安装：包括下料、除锈防腐、焊接导向锥、绑扎、入孔六个步骤。拉杆常用钢管、粗钢筋或钢丝束、钢绞线制成的锚索。锚索预留长度为1-1.5m，锚固段间隔1-2m设置隔离架和紧箍环，中心布置灌浆管；自由套塑料管，前端切实作好隔浆措施。锚杆支护施工工艺注浆拉杆的预应力张拉锚杆逐层向下支护施工制浆锚杆支护施工工艺灌浆：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。（4）挡土灌注桩与土层锚杆结合支护桩顶不设锚桩、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度适于大型较深基坑,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深基坑的间隔式排桩支护桩顶连系梁悬臂支护桩锚杆及横撑（5）

钢板桩支护

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。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。钢板桩入土U型板桩的相互连接无锚板桩的单独打入法是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。有锚板桩的双层围檩插桩法（6）

地下连续墙支护铣削钻成槽机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。连续墙抓斗—成槽机槽段的连接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