建筑深基坑防护介绍

建筑深基坑支护I.挡土功能

2.止水功能

<1）制定相应的技术规范规程£建筑基坑支护技术规程3（JGJ120-99）,（冶金部制3.作为地下结构外墙的运用功能

定了才建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）使设计有法可依：二、环境爱惜和处理相邻关系的要求

1、按极限状态理论进行设计：1.限制围护结构位移和坑底隆起时环境的影响

（1）承战力极限状态：2.限制限低地下水位对环境的影响

1）支护结构达最大承载力或土体失稳：3.映制土怖对相邻场地的影晌

2）过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏，按困护结构保持稔定方式划分

（2）止常运用极限状态：独立式围护结构：可以不依靠支撵或锚杆的传力作用而保持其平衡,依据保持稳定

1）过大变形阻网施工；的机制可以分为重力式和怂肉式两类。市力式用护结构依靠自身的重力所形成的稳

2）过大变形影晌周边环境止常运用.定力矩和摩阻力来抗拒上压力所引起的匐依和滑移：息普式则依就插入深度范围内

1、承载实力的计算：土的战固作用维持和定，

（1）土体稔定计算:支锚式围护结构：则须要依靠内支挣或I：镐才能保持围护结构的枪定.

（2）支护结构压、弯、剪计算；按围护结构施工工艺和材料划分

（3）锚杆（或内支撑）承载力及柳定计和：水泥稳定土为材料的水泥搅拌机：

2、变形就算（仅一级基坑或有变形要求的二镒茶坑先要验算）以钢为材料的钢板桩；

3、地下水限制估驿和验算：以钢筋混凝土为材料的钻孔灌注桩、地下连续墙或钢筋混卷土板桩。

（I）抗溶透稳定性验算围护结构的受力性能和材料密切有关。

（2）坑底突涌秘定性脸算用水泥搅拌桩做成的堀体是刚性独立式的，

（3）地下水位限制计党用纲材或斜筋混凝上制成的围护结构是柔性的，一般须要接受支锯体系来维持其稔

深基坑工程的技术要求：定。

一、深基九工程的功徙要求但纲筋混凝I：地下连续班也可以做成重力式围护结构.

水泥搅拌桩可以加劲性的型钢成为柔性的困护结构（SMWI：法），也可以用作柔性<1）特点：

的排桩式司护结构的止水帷幕.1）适用面广,I〜3级基坑均可运用：

四、常用支护结构2）协作锚杆运用，深度几乎不受限制；

用护结构的受力性能和材料密切有关.3）被水性能好：

用水泥搅拌桩做成的坝体是刚性独立式的，4）恐普长度不宜大于5m（软土）：

用例材或制筋混凝土制成的用护结构是柔性的.一般须要接受支锚体系来维持其包5）可用人工挖孔或机械钻孔；

定.6）造价梢高，

但刚筋混核土地下连续墙也可以做成重力式惕护结构，<2）构造：

水泥搅拌桩可以加劲性的型钢成为柔性的围护结构（SMW工法），也可以用作柔性1）桩体：直径不小于600mm（人工挖孔不小于800irm）：

的排桩式到护结构的止水帷幕，2）冠梁：।岛度不小于400mm；

1、放坡3）混凝土等级C20以上：

（1）特点:4）腰梁：可设多道；

I）施工简洁易行：5）桩间接受C20以上混凝上填充,或挂网喷射混凝匕井埋设排水管:

2）然度在在5m以内；6）锚杆。

3）占地面枳大：锚杆：

4）击价低廉，A、垂直距离不小于2m,水平距离不小于L5m：

（2）构造：B.锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于41m

I）侬据土层选择超定坡度：C金杆做角宜5-25',不得大于45'：

2）坡顶、坡脚设置排水沟:D、锚杆锚固体宜接受水泥浆或水泥砂浆，强度不宜低于MI0：

3）必要时接受喷射混凝土护面并埋设排水管：E、幡杆自由段长度不宜小于5m,并应超过潜在滑裂面1.5m：

4）据坑底部设置集水坑抽水。F、锚杆锚固体长度不宜小于4m：

2、排桩：G,•级和缺乏阅历的二级基坑恻壁必需按规定作锚杆试验：

H、锚杆种类.a、力学计算方法

锚杆种类i）极限平衡状

•般锚杆由钢筋制成，为被动式工作，位移较大。适用于悬臂桩或单支点桩的简沽结构，属群定问超，可手工计算，

a）临时硝易型，注入水泥浆或水泥砂浆.压力O.3-Q5MPa：ii）弹性支点法

b）压力注浆，压力2〜5MPa,可适当挤土形成犷大区，增加锚固力：计算模型精使较高，将桃百作一个监向弹性地味梁，将每个幡杆当作一个弹性

c>机械于孔,增大锚固力.支点.同时将和土恻面的接触面看作是一系列连续的弹性支撑.充分考虑了土的乐

预应力描杆：由网纹战制成，为主动式工作，可严格限制位移，腰梁及怫固体达75缩弹性，这种力学模型比较符合实际，但手工很难操作，必需运用计算机求解.国

%强度且大于15MPa时才能张拉.内商品化的软件有理正软件等，可以干脆牛.成施工图。

⑶结构计算：b、效应设计值:

I）嵌固深度计算：按上述方法q求出就面的弯矩、剪力、支点计算值Me、Vc和Td,再加上结构市

a、悬普桩（或连续墙）:hpSEprl.2y0haSEaj^0要性系数等平安条件，便可求出相应的截面设计值：

b、单支首桩（或连续地》：hpSEpj+Tcl（hTl+hd）-1.OhaSEaj^O弯矩设计值：M=l.25>..

c.多层支点桩（或连续堵〉接受例弧滑动简洁条分法：剪力设计值:V=1.25.«：

Secikli*S（qObi+wi）cos0itg4»ik-VkS（qObi*wi）sin8i30支点设计值：Tdj=1.25>»lcj

其中：依据求出的截面弯知、剪力设计值，可以最终确定截面的大小和配筋.

Cik、小ike、多层支点桩（或连续墙）接受园强滑动简洁条分法：3）椎杆计算

最瞒急滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水剪粘鬃力、内摩擦加标准值；锚杆的规格和大小：

li-------第i土条的瓢长：TdWNu”,

bi-------第i土条的宽度：其中：Td--.结构计算求出的锚杆水平拉力设计曲：

yk——整体稳定分项系数，取1.3：Nu一一锚杆轴向受拉承效力设计值：

0.........第i土条瓠线中点切线和水平线的夹角，«锚杆和水平面的倾角。

2）结构计兑3、连续墙：

（|）特点:1）锚杆分为自由段和锚固段,自由段全长受力和同；而土钉全长福固，受

1）通用面广•1~3级基坑均可运用：力中段大两端小：

2）球度不受限度；2）锚杆可施加预应力，可以主动约束土体；土钉不能施加预应力，只能在

3）或水性能好：土体变形时被动工作.不能主动约束土体.

4）刚度大，承载实力强；<4）结构计算：

5）造价高,多为大组工程所接受（逐年增多）；1）土钉抗拉承载力

6）况永久性设施，可成为主体结构的一部分：a）中根土灯受拉荷我标准值Tjk：

7）对相邻建筑物影响小；其中：eaik第j个土钉位置处的基坑水平荷栽标准值：

8）接受大型机械化连续作业.Sxj、Szj—第j根土钉和相邻土钉的平均水平、垂直间距：

（2）构造«j--------第j根土钉和水平面夹角；

1）须先筑1000—15fl0mm深混凝土导墙：<------荷载折减系数：

2）接受龙浆护壁；6---------土灯坡面和水平面夹角。

3）分段挖槽浇注,每段长4~8m（由钢筋笼吊装实力确定〉：b）单根上灯抗拉承载力设计值Tuj：

4）趋厚度500—1000mm,爱惜层厚度50〜100mm；i,二级及其以上基坑土钉抗拉承极力由试验确定；

5）地段接受接头管封堵（也可接受其他如接头犯封堵）；ii.三级基坑土钉抗拉承载力由下式计算:（58页）

6）浇筑高度应高于墙顶300-500mm,终凝后凿除：其中:

7）湿凝土等级不低FC20,仔料粒径最大40mm,宜用中砂，含砂地40〜45%.YS—土仃抗拉抗力分项系数，取1.3；

水灰比不大于0.6：dnj-第j根怖固体直径：

8）一股需在混凝土中掺入早强减水剂,削减水灰比，增大流淌性.qsik一土钉穿越第i层土土体和锚固体极限摩阳力标注值，由现场试脸确定.

⑶结构计算:如无资料，可按（JGJI2899）表6.1.4确定：

和排板相同，也有商品化软件运用。Ii第j根土订在直线裂开面外穿越第i稔定土体内长度，裂开面和水平面的

⑶铺行和土钉的区分:夹

角为B+a-Tu尸吟a）

2Ini-第j根上打在圆弧滑裂面外穿避第i层稳定土体内的长度.

0单根土钉土钉抗拉承载力应符合下式要求：5、逆作拱墙

1.25“耶〈口原理：使基切支护形成水平方向拱圈，抗拒土压力.

其中：Y0-结构更要性系数：<1）特点：

2）土钉墙整体稳定脸算1）宜用于二、三级基坑：

可按（JGJ12099）621式计算：2）利用抵受力原理挡土：

其中：3）从上向下腌工（逆作）：

Y0-结构重要性系数：4）基坑产挖深度不宜大于12m：

n-野动体分条数：5）淤泥及淤泥质土场地不宜接受；

m一滑动体内上钉数：6）造价低于排桩.

Yk—整体滑动分顶系数，可取1.3；<2）构造：

wi—第i分条上里,滑裂面位于枯上或椅上中时,岸上覆上的饱和上空度计算:I）拱^轴线欠涔比不宜小于1/8：

滑裂面位于砂土或碎石类土中时，按上凝土的浮重度计算：2）钢筋混凝二拱混凝土等级不宜低于C25；

bi—第i分条宽度：3）拱墙结构公平方向应通长双面配筋，总配筋率不得小于0.7%：

cik—第i分条滑裂面处土体固结不排水剪粘聚力标准值：4）拱曜咫度：圆形拱不小于400mm,其他拱不小于500mn；

6ik—第i分条滑裂面处土体固结不择水剪内摩擦角标准值；5）拱壁上下端宜加肋梁,中部可以加数道肋梁,肋梁竖向间距不宜大于2.5m：

0i—第i分条滑裂面处中点切我和水平面夹角：6）拱墙需另行设置防水体系.

叮-土钉和水平面夹角：3）支撑竖向布置要求

I.i-第i分条滑裂面处瓠长：a、基坑深度小于8m时可设1道经向支撑,10~16m时可设2〜4道经向支撑：

S计算滑动体单元厚度：b、多道（层）支掾各层应上下对齐，处于同一竖向平面，各竖向平面间的水平距离

Tnj-第j根土灯在圆弧滑裂面外锚固体和土体的极限抗拉力,其值为：不能小于3m（机械转上不小于4m）：

C、支撵顶面不能太耐，以避开和地下室顶施支模发生冲突；<3）止水帽齐做法。

d.第一层支撑低于墙顶圈梁时.应另设腰梁：止水帷幕做法：

e、最下•层支撵宜笈可能降低，以改善支操体系的受力性能。I）旋喷

4）竖向解撑体系由连续电段的多个旋喷桩构成止水挡墙：

a、由腰梁、斜撑和斜撑基础组成:a、单管法：将高压水泥浆（ISMPa以上）通过2mm直径桢向喷嘴向土中喷射，边

b、斜律一般接受型钢或组合型钢：喷射边360.旋转边提升,在不断切削土体的同时进行不断搅拌,以形成不透水柱状

c、斜投和水平夹角应和边坡稳定角度一样，一般不宜人于35°,软土地区不宜大水混土加固体.

于26"：b、二重管法：浆液、气体喷射法。将高压水泥浆和空气同时横向喷射，使水泥浆在

d、料挣水手投影长度不得小于开挖面以下深度的1.5倍：四周形成空气膜的条件下，扩大加固范围.加固直径1000mm.

e、斜撑长度超过15m时，应在中部加设立柱,同时设建立柱顶部间系杆；c、三重管法：水、气喷射，浆液灌注搅拴混合法。用三层喷射管使高压水和空气同

f、料拄应沿腰梁长度方向匀整布置，间距不宜大于6m.时横向喷射，切割地基土体，借空气上升力将裂开土从地去排出，同时通过另一个

五、地下水限制喷嘴将水泥浆以较低的压力注入被切割搅拌的土体中。加固直径800〜2000mm,

1、抽排水2）摆喷

2、止水怵幕阻隔水工作原理和旋喷相同，不同的地方是不是施，专360、而是用两侧喷啼旋转13〜40、

3、人工井点降水形成薄片式的唯幕.

地下水处理的三种方法：3、人工井点降水

1、抽排水接受人工井点降水方法将基坑旁边地下水水位降低到坑底以下：

（1）地表水：在坑四周设截水沟和排水沟，防止流向基坑：<1）水歌不天，不阻水干脆用井点降水.

（2）基坑港水：在坑内侧四周设排水沟和集水坑,将坑内积水抽排。（2）止水帽年阳戴不完全成功时用井点降水。

2、止水唯葬阻隔水<3）井点降乂的检测和限制.

（I）阻隔基坑外侧上层渗水;六、基坑位移限制

⑵阻隔地下承压水:I、施工前周边建筑现状测量和处理

2、施工塞坑位移监控d、紧急降水；

3、应急抢险方案c,临时遮盖坡面和裂防止雨水灌入和冲刷,条件许可时用水泥浆或水泥

I,施工前周边建筑现状测量和处理砂浆灌缝。

（1）由具有资质的第三方、周边建筑业主、施工胞位共同测批并作出记录，遍开<3）抢险物资准备：

事后纠纷，a、临时支掠用木桩、型钢桩:

（2）地下管线的调查和爱惜。b、土包砂袋：

2、施工基坑位移监控c、羽花管：

（1）箔工单位自行测量监控；d、编织布；

（2）具有资质第三方的;则被监控：c,水泵、发电机：

（3）诘息化监控管理。f、卫生药品。

3、应急抢险方案七、深基坑事故实例

（I）确定紧急源及隐精技术指标：I、勘察

a,坑原过大水平位移：限制值3~5%阳2、设计

<>1为实际开挖深度）；3、施工

b、坑底管涌透水：f.物体打击:4、管理

C、坑底隆起：g、高处哈落:5、业主干预

d、坑壁倒塌；h.触电；6、综合因素

C、地表开裂：i,机械损害.1、勘察

（2）制定险情应急方案及措施：<!）勘察失设

a,临时支推（木桩、铜板故、顶撑）:<2）勘察费月过低,勘察成果作假

b、压砂包；<3）根本不做勘察

c、坡顶和段：许多工程根本没有地勘报告,或不做支护补充勘察,百目决策,导致事故发生.

2,设计建筑基坑支护技术规程（JGJ129-99）

（1）不能正确时特勘察结果

<2）设计考虑不周结构形式适用条件

（3）脩谈过于轻率排桩或地1）适用于1、2、3线基坑;2）悬臂式结枸在软土中不宜

3、施工下连续增大尸5m：3级基坑为主：3）地下水位高于坑底时，应接

（1）护里桩未按设计达到指定深度受降水、被水、或地下连续地：

（2）施工松坏污水管未刚好补救水泥土墙1）基坑等级为2、3级：2）水滉土桩施工范围内软土地

（3）止龙修希施工方案不当暴承载力不宜大于l50kPa：3）茶坑深度不宜大于6m,

、管理

4土钉墙1）基坑等级为2、3级的非软土场地<否则用复合土钉支

I）协调不到位护）；2）基坑深度不应大于12m1实践中已突破此范圉）,

2）不留意限制基坑边的堆栽否则应接受复合土钉支护（结合放坡、微型桩、搅拌桩、

）相邻」:程相互干扰

3预应力锚杆等）。3）地下水位高于坑底时，应接受降水、

5、业主干预截水措施.

<1）取消支护

逆作拱墙1）基坑等级为2、3级：2）淞混和淤泥质土场地不宜；

（2）随电中止施工

3）拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8：4>基坑深衣不宜大

6、&合BI素

f12m：（实践中已突破此范围〉

1）设计及施工失误

5）地卜冰位充于坑底时，应接受降水、截水措苑。

2）设计施工管理不当

放坡1）基坑等级为宜为3缀；2）施」：场地应满足放坡条件；

3）设计报忧全、施工质量低劣.管理不当

3）可独立.或和其他支护方法联合运用：4）地卜水位诙于

1.4基坑严挖和支护分类

坑底时，直按受降水措施。

一、常见支护方法适用范围和条件：

可迎合运用.

敬理各地规范和成熟阅历.例如：

二、常见支护方法适用范围3.水泥土墙：

广州地区建筑基坑致南技术规定（GJB02-98）：适用条件：

1放坡：1）基坑开挖深度不宜大于7m,基坑周边土体允许有较大位移

适用条件2）埴土、可驾~流塑粘性土、粉上、粉细眇、松散的中粗曲：

I）味坑周边开阔，满足放坡条件;3）坡顶超载人大于20kpa,

2）基坑周边土体允许有较大位移；不宜运用条件：

3）开挖而以上确定范围内无地下水或已经降水处理：I）周边无足场施工场地；

4）可独立或联合运用，2）基坑周边有严格限制位移的建筑物、构筑物和地下管线等：

不宜运用条件：3）墙深度范国内存在富含有机质的淤泥：

I）淤泥和流塑土层：4.排桩：

2）地下水高于开挖面或未降水处理：适用条件

2.土钉墙：悬臂：基坑深度不宜大于8m。

适用条件桩镐：1）场地狭小且须要深开挖：

I）岩土条件较好；•2）周力有冲格限制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；

2）基坑周边上体允许有较大位移；•3）基沆边壁有锚杆设置地卜空间：

3）已经萨水处理或止水处理的岩土：内探：I）场地狭小且须要深开挖；

4）开挖深度不宜大于12m.2）周也有更严格限制位移的建筑物、构筑物和地下管线等;

5）地下水位以上为粘土、粉质拈土、粉土和砂土：3）基坑周边不允许施工锚杆.

不宜运用条件：不宜运用条件：

I）土层为亩含地下水的岩土层、含水砂土层、且未降水处理悬臂：周边有严格限制位移的建筑物、构筑物和地下管线答.

2）膨胀土等特殊土层；桩锚：I）携旗周边不允许施工锚杆：

3）基坑周边有严格限制位移的建筑物、构筑物和地卜管线等:2）椎同段只能锚固在淤泥或土质较差的软上层中.

（实践中也可以运用）5接受逆作法时有牢靠施工通风、照

内撑:明等条件。

5、地下连续墙：

适用条件1地下连续墙加锚杆1坑底以上有地下水时.

适用于严格止水要求以及各类困难土层的支护工程：适用于任何周边困难环境的掂2地下连续墙加内支撑土灯支护宜进行坑外降

坑支护工程。3地下连续墙加逆作法水；

不宜运用条件：4排桩加描杆排桩支护应接受帷幕，旦

悬仔式地F连续增：周边有严格限制位移的建筑物、构筑物和地下管线等,不宜运二级5排桩加内支撑坑内降水。

用.基坑6密排桩加逆作法2对于上钉支护，发合土钉或超前支

地下连续湍和锚杆联合运用时：下列状况不宜运用。7组合式支护护）

|＞基坑周边不允许施工锚杆：8总普式桩、墙结构可接受预制桩、板族、微型

2）锚固段只能锚尚在淤泥或土质较差的软土层中.9土灯墙，或者土灯墙加预灌注桩加预应力描杆来限制位移；

应力锚杆局部土体放坡段应喷射混

三、支护方案选绛参考凝土护面或堆压砂包.

等级支护方案说明1放坡1高压喷射注浆、搅拌机等水泥上挡

1地下连续墙加锚杆1排桩施工工艺有多种，挖空桩、冲、三级2土钉墙土地可接受格珊或壁式：

2地下连续墙加内支撑咕孔桩、预制桩（单/双排）、板袖；基坑3深层搅井水泥土墙2坑底以上有地下水时，g进行坑

3地下连续墙加逆作法2排桩应当有冠梁和腰梁；4能普式排桩，或者单层锚内、外降水

一级J排底加福杆I地下连续墙可兼作永久结构和承杆钢板植3深度较大，分级放坡，分汲之间留

基坑S排施加内支撑贸结构；平台.

6密聿桩加逆作法4坑底以上有地下水时，底止水才可

7组合式支护用挖空排桩。口坑内由水。

H/m地下室层土质较差土质较好

教I利用据坑空间效应，拐角1/37/5班坑边长内，适当削战柱长和配筋：

1土灯加喷锚网1土钉加啖锚网2（，尤其是拐角）设置斜撑、角撑:

於822钢板班加支撑2喷锚网3双排桩和单垄桩混合布置,基坑恻壁中间双排，拐角单排；

3灌注桩加1层顶部锚杆4圈梁、腰梁令二为一.

3土坑分2层开挖；5增大四梁尺寸，

1喷锚网1喷锚网设计方法优化：

9-153~42灌注柱加2层锚杆2逆作法或局部逆作法锚、推点位置、桩直径和桩间距、描杆帧角等优化，

3逆作法施工施工1.5基坑设计答本要求

）土坑分3层开挖；二基坑设计原则和极跟状态：

（一）总配则:

I逆作法施工1逆作法施工

16-224*52台阶形支护用喷锚网2台阶形5：护，底部排I平安牢靠：满足支护结构本身强度、稳定性、变形要求.

经济合理：庄平安牢靠的前提下，从工期、造价、材料、设备、人工、环境爱

3接受喷锚网，局部加支桩，上部可接受喷锚网2

撑3灌注班上3锚杆惜综合分析确定具有明显技术经济效益的方案.

旅工便利并果证工期：在平安牢靠、经济合理的前提下，最大限度的满足便利施

1基坑边局部预留土方3

工（例如：合理的支撑布置、便于挖土施工等）.缩短工期.

四、支护方案优化流程4信息化i殳计和施工。

（二》一般原则：

优化步骡

I盛视基本理企的指导作用：

1场地工程地质、水文地侦、环境条件分析、工期、设备等:

2设计要全面，避开漏项,考虑最不利的工况；

2支护方案选型,确定合理支护形式；

做好基坑工程总体方案的选择：

3方法优选.方案且体微小坏书优化，3

4做好地下水和地表水的限制；

4最终优化方案.

软：地区重现,,时空效应“，细心支配挖上和施.方案：

其他优化如历：5IT

6细致做好监测、预料，刚好反馈和实行合理措够：3支护结构强度和变形计算；

7细致探讨地方规范和阅历.重人工程专家论证.4基坑稳定性.1算：

（三）极限状态分类：5抗渗计算:

1承载实力极限状态：支护结构达到最大承载实力或土体失稳、过大变形导致支护6降水或止水方案：

结构和周边环境破坏。7挖土方案：

2正常运用极限状态：支护结构的变形阻碍地下结构碓工，或者影响周边环境的正8监测方案、环境爱惜要求，

常运用功能，1.6基坑施工

支护结构均应进行承载实力极限状态的设计计算，1.6.1基坑组织设计

一级基坑和对变形有限定的二级基坑，还要进行支护结构和周边环境的变形计算.•一施工组织设计：

三设计内容:•指分拟建工程进行施工准备和组织实施施工的基本技术经济文件，

（-＞基充设计前应收集的资料：•兀任务是对具体拟建工程的储工准备工作和完全的施工工程，在人力和

I基坑勘察报告（包括水文气象条件等）