基坑(槽)开挖.ppt

1、项目一 土方工程,基坑(槽)的施工：,一、建筑物的定位与放线,建筑物的定位就是在地面上确定建筑物的位置。即根据设计条件，将建筑物外廓的各轴线交点测设到地面上，钉角桩，作为基础和细部放样的依据。,根据与原有建筑物的关系定位,一、建筑物的定位与放线,27,29,28,26,14.00,教学楼,已建,未建,18.00,根据与原有建筑物的关系定位,一、建筑物的定位与放线,l,l,a,b,宿舍楼,14.240m,c,25.800m,d,M,15.000m,N,Q,15.000m,P,检查NP的距离是否等于25.800m，N和P是否等于90，其误差应在允许范围内。,一、建筑物的定位与放线,7.8m,3.7

2、m,M,Q,P,N,1,2,16.8m,3,19.8m,4,2.5m,5,6.2m,6,8.8m,7,量距精度应达到设计精度要求。,量出各轴线之间距离时，钢尺零点要始终对在同一点上。,一、建筑物的定位与放线,M,Q,N,1,2,3,4,5,6,7,P,一、建筑物的定位与放线,基槽放线 放线是指根据定位的主轴线桩，详细测设其它各轴线交点的位置，并用木桩（桩上钉小钉）标定出来，称为中心桩。并据此按基础宽和放坡宽用白灰线撒出基槽边界线。 具体步骤：,一、建筑物的定位与放线,建筑物定位后，由于定位桩、中心桩在开挖基础时将被挖掉，一般在基础开挖前把建筑物轴线延长到安全地点，并作好标志，作为开槽后各阶段施

3、工中恢复轴线的依据。延长轴线的方法有两种：,一是在轴线延长线上打木桩，称为轴线控制桩（又称引桩） 二是在建筑物外侧设置龙门桩和龙门板,引桩一般钉设在基础开挖范围以外24m、不受施工干扰、便于引测和保存桩位的地方。如图所示。也可以将轴线投测到周围建筑物上，作好标志，代替引桩。,龙门板也是在基础开挖范围以外钉设龙门桩，桩上钉板即龙门板。要求钉设牢固、龙门板的方向与轴线平行或垂直、龙门板的上表面平整且其标高为0.000m。其优点是使用方便，可以控制0.000m以下各层标高和基槽宽、基础宽、墙身宽等具体位置。但它占用施工场地、影响交通、对施工干扰很大，一经碰动，必须及时校核纠正，且需要木材较多、钉设也

4、比较麻烦，现已少用。,龙门板法和轴线控制桩示意图,13,14,根据基础宽和放坡宽（依据挖深与土质现场确定），用石灰撒出基础开挖边界线。控制开挖深度；不得超挖，当基槽挖到离槽底0.30.5m时，用高程放样的方法在槽壁上钉水平控制桩。,柱基放线 在基坑开挖前，从设计图上查对基础的纵横轴线编号和基础施工详图，根据柱子的纵横轴线，用经纬仪在矩形控制网上测定基础中心线的端点，同时在每个柱基中心线上，测定基础定位桩，每个基础的中心线上设置4 个定位木桩，其桩位离基础开挖线的距离为0.51.0m。若基础之间的距离不大，可每隔12 个或几个基础打一个定位桩，但两个定位桩的间距以不超过20m 为宜，以便拉线恢复

5、中间柱基的中线。桩顶上钉一个钉子，标明中心线的位置。然后按施工图上柱基的尺寸和按边坡系数确定的挖土边线的尺寸，放出基坑上口挖土灰线，标出挖土范围。,一、建筑物的定位与放线,1直立壁开挖 当地质条件良好，土质均匀且地下水低于基坑(槽)底面标高时，挖方边坡看做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：,二、确定开挖方式,2放坡开挖 放坡开挖适合于基坑四周空旷、有足够的放坡场地，周围没有建筑设施或地下管线的情况，在软弱地基条件下，不宜挖深过大，一般控制在67m，在坚硬土中，则不受此限制。 施工中，土方放坡坡度的留设应考虑土质、开挖深度、施工工期、地下水水位、坡顶荷载及气候条件因素。当地下水水位低于基

6、底，在湿度正常的土层中开挖基坑或管沟，如敞露时间不长，在一定限度内可挖成直壁不加支撑。 土方开挖临时性挖方边坡值可参考表1-5。,二、确定开挖方式,二、确定开挖方式,表1-5土方开挖临时性挖方边坡参考值,2放坡开挖 土方边坡坡度以其高度H 与其底宽度B之比表示。,二、确定开挖方式,式中:m坡度系数， m=B/H,3基坑(槽)支护 使用条件： 在建筑稠密的地区施工，或有地下水渗入基坑(槽)时，往往不可能按要求的坡度放坡开挖，就需要进行基坑(槽)支护，以保证施工的顺利和安全，并减少对相邻建筑、管线等的不利影响。 （1）横撑式支护结构 开挖较窄的沟槽，多用横撑式土壁支护结构。横撑式土壁支护结构根据挡

7、土板的不同，分为水平挡土板式和垂直挡土板式两类，前者挡土板的布置又分间断式和连续式两种，如图1-14 所示。,二、确定开挖方式,（1）横撑式支护结构,二、确定开挖方式,（1）横撑式支护结构,二、确定开挖方式,（1）横撑式支护结构,二、确定开挖方式,湿度小的黏性土挖土深度小于3m 时，可用间断式水平挡土板支护结构；对松散、湿度大的土壤可用连续式水平挡土板支护结构，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护结构，挖土深度不限。,采用横撑式支撑时，应随挖随撑，支撑牢固。施工中应经常检查，如有松动、变形等现象时，应及时加固或更换。支撑的拆除应按回填顺序依次进行，多层支撑应自下而上逐层拆

8、除，随拆随填。,（2）板桩式支护结构 板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流砂现象产生。 板桩支撑作用： 使地下水在土中的渗流路线延长，减小了动水压力，从而可预防流砂的产生； 板桩支撑既挡土又防水，特别适于开挖较深、地下水位较高的大型基坑； 可以防止基坑附近建筑物基础下沉。,二、确定开挖方式,（2）板桩式支护结构,二、确定开挖方式,（2）板桩式支护结构 挡墙系统常用的材料有型钢、钢板桩、钢筋混凝土板桩、钢筋混凝土灌注桩和地下连续墙，少量采用木材。 钢板桩有平板形和波浪形两种(如图1-16 所示)。 平板桩防水和承受轴向压力性能良好，易打入地下，但长轴方向抗弯

9、强度较小； 波浪式板桩的防水和抗弯性能都较好，施工中多采用。,二、确定开挖方式,（2）板桩式支护结构,二、确定开挖方式,二、确定开挖方式,（2）板桩式支护结构 支撑系统一般采用大型钢管、H 型钢或格构式钢支撑，也可采用现浇钢筋混凝土支撑。 拉锚系统材料一般用钢筋、钢索、型钢作拉锚(如图1-15 所示)或采用土锚杆。根据基坑开挖的深度及挡墙系统的截面性能，可设置一道或多道支撑(或拉锚)。 基坑较浅，挡墙具有一定刚度时，可采用悬臂式挡墙而不设支撑或拉锚。,（2）板桩式支护结构,二、确定开挖方式,二、确定开挖方式,1钢板桩施工 （1）单独打入法 单独打入法是从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束

10、中途不停顿。因此，桩机行走路线短，施工简便，打设速度快。但是， 由于单块打入，易向一边倾斜，累计误差不易纠正，壁面平直度难以控制。一般在钢板桩长度不大(小于10m) 、工程要求不高时宜采用此法。,二、确定开挖方式,1钢板桩施工 (2)围檩插桩法 采用围檩支架作板桩打设的导向装置，如图1-17 所示。围檩支架由围檩和围檩桩组成，在平面上分单面围檩和双面围檩，高度方向有单层和双层之分。在打设板桩时起导向作用。 双面围檩之间的距离，比两块板桩组合宽度大815mm 。 此法优点是可以保证平面尺寸准确和钢板桩垂直度，但施工速度慢，不经济。,二、确定开挖方式,1钢板桩施工,二、确定开挖方式,1钢板桩施工

11、(3)分段复打桩 此法又称屏风法，是将1020块钢板桩组成的施工段沿单层围檩插入土中一定深度形成较短的屏风墙，先将其两端的两块打入，严格控制其垂直度，打好后用电焊固定在围檩上，然后将其他的板桩按顺序以1/2或1/3板桩高度打入。此法可以防止板桩过大的倾斜和扭转，防止误差积累，有利实现封闭合拢，且分段打设，不会影响邻近板桩施工。 地下工程施工结束后，钢板桩一般都要拔出，以便重复使用。,二、确定开挖方式,1钢板桩施工 (3)分段复打桩,图1-18 分段复打法1围檩；2钢板桩；3围檩支架,二、确定开挖方式,2拉锚系统施工 1) 拉锚 拉锚(如图1-15 中“5”所示)是通过钢筋或钢丝绳一端固定在支护

12、板上的腰梁上，另一端固定在锚碇上，中间设置花蓝螺丝以调整拉杆长度。 锚碇的做法：当土质较好时，可埋设混凝土梁或横木做锚碇；当土质不好时，则在锚碇前打打短桩。拉锚的间距及拉杆直径要经过计算确定。 拉锚式支撑在坑壁上只能设置一层，锚碇应设置在坑壁上的主动滑移面之外。当需要设多层拉杆时，可采用土层锚杆。,二、确定开挖方式,2拉锚系统施工 1) 拉锚,二、确定开挖方式,2拉锚系统施工 2) 土层锚杆,二、确定开挖方式,2拉锚系统施工 2) 土层锚杆 土层锚杆的构造如图1-19 所示。土层锚杆的类型有： 一般灌浆锚杆。钻孔后放入受拉杆件，然后用砂浆泵将水泥浆或水泥砂浆注入孔内，经养护后，即可承受拉力。

13、高压灌浆锚杆(又称预压锚杆)。高压灌浆锚杆与一般灌浆锚杆的不同点是在灌浆阶段对水泥砂浆施加一定的压力，使水泥砂浆在压力下压入孔壁四周的裂缝并在压力下固结，从而使锚杆具有较大的抗拔力。,二、确定开挖方式,2拉锚系统施工 2) 土层锚杆 预应力锚杆。先对锚固段进行一次压力灌浆，然后对锚杆施加预应力后锚固并在非锚固段进行不加压二次灌浆也可一次灌浆(加压或不加压)后施加预应力。这种锚杆可穿过松软地层而锚固在稳定土层中，并使结构物减小变形。我国目前大都采用预应力锚杆。 扩孔锚杆。用特制的扩孔钻头扩大锚固段的钻孔直径，或用爆扩法扩大钻孔端头，从而形成扩大的锚固段或端头，可有效提高锚杆的抗拔力。扩孔锚杆主要

14、用在松软地层中。,二、确定开挖方式,3重力式支护结构 水泥土桩墙支护结构是近年来发展起来的一种重力式支护结构。 它是通过搅拌桩机将水泥与土进行搅拌，形成柱状的水泥加固土(搅拌桩)。用于支护结构的水泥土其水泥掺量通常为12%15%(单位土体的水泥掺量与土的重量之比)，水泥土的强度可达0.81.2MPa，其渗透系数很小，一般不大于10-6cm/s 。由水泥土搅拌桩搭接而形成水泥土墙，它既具有挡土作用，又兼有隔水作用，适用于46m 深的基坑，最大可达8m。,二、确定开挖方式,3重力式支护结构 水泥土桩墙通常由水泥土搅拌桩组成格栅式，格栅的置换率(加固土的面积水泥土墙的总面积)为0.60.8 。墙体的

15、宽度b，插入深度hd 根据基坑开挖深度h 确定，一般b=(0.6 0.8)h，hd=(0.81.2)h。,二、确定开挖方式,46,二、确定开挖方式,(1) 水泥土搅拌桩施工机械。 深层搅拌桩机的组成由深层搅拌机(主机)、机架及灰浆搅拌机、灰浆泵等配套机械组成(如图1-21 所示)。,48,二、确定开挖方式,(2)水泥土搅拌桩施工工艺 搅拌桩成桩工艺可采用“一次喷浆、二次搅拌”或“二次喷浆、三次搅拌”工艺，主要依据水泥掺入比及土质情况而定。水泥掺量较小，土质较松时，可用前者，反之可用后者。 “一次喷浆、二次搅拌”的施工工艺流程如图 1-22 所示。,50,二、确定开挖方式,4 土钉墙支护,二、确

16、定开挖方式,土钉墙支护 土钉墙是近几年发展起来的一种新型挡土结构。它是在土体内设置一定长度的钢筋，并与坡面的钢筋网喷射混凝土面板相结合，与边坡土体形成复合体共同工作，从而有效提高边坡的稳定的能力，增强土体破坏的延性。 土钉墙与被动起挡土作用支护结构不同，对土体起到嵌固作用，对边坡进行加固，增加边坡支护锚固力，使边坡稳定。,二、确定开挖方式,土钉墙施工工序为： 1）定位 2）成孔 成孔方法通常采用螺旋钻、冲击钻等钻机钻孔，其孔径为 100mm120mm；人工成孔时，孔径为70mm100mm； 3）插筋 成孔完毕后应尽快插入钢筋并注浆，以防塌孔； 4）注浆 注浆是采用注浆泵将水泥浆或水泥砂浆注入孔

17、内，使之形成与周围土体粘结密实的土钉，注浆时，注浆管应插至孔底250mm500mm处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管，以保证注浆密实； 5）挂钢筋网 钢筋网应在喷射第一层混凝土后铺设，钢筋网与第一层混凝土的间距不小于20mm； 6）喷射混凝土 喷射混凝土作业应分段进行，同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度不小于40mm，施工时，喷头与受喷面应保持垂直，距离为0.6m1m，混凝土终凝2小时后，应喷水养护。,二、确定开挖方式,基坑基（槽）土方量计算,1基坑土方工程量计算,基坑基（槽）土方量计算,1基坑土方工程量计算,施工排水与降低地下水位,基坑工程中的降低地下水亦称地下水控制，即在基坑工程施工

18、过程中，地下水要满足支护结构和挖土的施工要求，并且不因地下水位的变化，对基坑周围的的环境和设施带来危害。 降水目的： 1、防止涌水、流沙，保证在较干燥的状态下施工； 2、防止滑坡、塌方、坑底隆起； 3、减少坑壁支护结构的水平荷载。,施工排水与降低地下水位,1.明排水法（集水井降水法）,1.明排水法（集水井降水法） 构造：四周的排水沟及集水井一般应设置在基础范围以外，地下水流的上游。根据地下水量、基坑平面形状及水泵能力，集水井每隔20-40m设置一个。 集水坑的直径或宽度一般为0.70.8m，其深度随着挖土的加深而加深，并保持低于挖土面0.81.0m。坑壁可用竹、木材料等简易加固。当基坑挖至设计

19、标高后，集水坑底应低于基坑底面1.02.0m，并铺设碎石滤水层（0.3m厚）或下部砾石（ 0.1m厚）上部粗砂（0.1m）的双层滤水层，以免由于抽水时间过长而将泥砂抽出，并防止坑底土被扰动。,施工排水与降低地下水位,1.明排水法（集水井降水法） 特点：明排水法构造简单（其由集水井、排水沟和水泵组成），施工成本低，应尽可能采用。 优点：方法简单、经济，对周围影响小，应用较广。 缺点：当涌水量较大、水位差较大或土质为细砂或粉砂，有产生流砂、边坡塌方及管涌等可能。,施工排水与降低地下水位,1.明排水法（集水井降水法） （1）流沙现象的原因 动水压力是流砂发生的重要条件。当动水压力大于或等于土的浸水重

20、度时，即发生流沙现象。主要发生在细砂、粉砂、轻亚粘土、淤泥中。 （2）防治流沙的方法 减小动水压力或平衡动水压力(抛石块、水下开挖、泥浆护壁)； 改变动水压力的方向(井点降水)。,施工排水与降低地下水位,施工排水与降低地下水位,2.井点降水法 原理：井点降水法就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管(井)，利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落到坑底标高以下，并保持至回填完成或地下结构有足够的抗浮能力为止。 方法有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井泵等，适用范围见表1-6。,施工排水与降低地下水位,（1）轻型井点,施工排水与降低地下水位,（1）轻型井点,施工排水与降低地下

21、水位,（1）轻型井点,施工排水与降低地下水位,（1）轻型井点 1) 轻型井点设备 轻型井点设备主要包括：井点管(下端为滤管)、集水总管、弯联管及抽水设备。 抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（集水箱）组成，抽水原理为真空原理。,施工排水与降低地下水位,（1）轻型井点,施工排水与降低地下水位,抽水设备是由真空泵、离心泵和水气分离器（集水箱）组成，抽水原理为真空原理,（1）轻型井点 2）轻型井点布置 轻型井点布置依据及内容：,施工排水与降低地下水位,水文地质资料：承压或非承压、H、土质、K等。 工程性质：基坑（槽）形状、大小及深度。 设备条件：井管长度、泵的抽吸能力。,平面布置：确定井点布置的

22、形式、总管长度、井点管数量、水泵数量及位置。 高程布置：确定井点管的埋置深度。,依据,内容,（1）轻型井点 2）轻型井点布置,施工排水与降低地下水位,（1）轻型井点 2）轻型井点布置 单排布置：适用于基坑、槽B6，且H5的情况，井点管应布置在地下水的上游一侧，两端延伸长度不宜小于坑、槽的宽度B。 双排布置：适用于基坑B 6或土质不良情况。 环形布置：适用于大面积基坑。,施工排水与降低地下水位,（1）轻型井点 2）轻型井点布置,施工排水与降低地下水位,HH1十h十iL (m) 式中： H1总管平台面至基坑底面的距离(m)； h基坑中心线底面至降低后的地下水位线的距离，一般取0.51.0m； i水

23、力坡度，根据实测：环形井点为110，单排线状井点为14,施工排水与降低地下水位,当一级井点系统达不到降水深度时，可采用二级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在基坑底部装设第二级井点，使降水深度增加。,1第一层井点管； 2第二层井点管,3) 轻型井点的计算。 轻型井点计算的目的是求出在规定的水位降低深度时，每昼夜抽取的地下水流量，即涌水量；确定井管数量和间距，并选择设备。 涌水量计算：目前一般是运用以达西定律为基础的裘布依水井理论求其近似值，其中水井的类别不同，反映在计算公式中的参数有所差别。,施工排水与降低地下水位,施工排水与降低地下水位,确定井点管数量与井距,施工排水与降低地下水位,单

24、井的最大出水量q，主要取决于土的渗透系数、滤管的构造与尺寸，按下式确定：,式中 d滤管直径(m)； l滤管长度(m)； K渗透系数(md)。,施工排水与降低地下水位,（4）轻型井点的施工 埋设井点的程序是：放线定位打井孔埋设井点管安装总管用弯联管将井点管与总管接通安装抽水设备。,(2) 喷射井点 当基坑开挖较深，降水深度要求较大时，可采用喷射井点降水。其降水深度可达820 m，可用于渗透系数为0.150 md的砂土、淤泥质土层。 喷射井点施工顺序是：安装水泵设备及泵的进出水管路；铺设进水总管和回水总管；沉设井点管(包括灌填砂滤料)，接通进水总管后及时进行单根试抽、检验；全部井点管沉设完毕后，接

25、通回水总管，全面试抽，检查整个降水系统的运转状况及降水效果。,施工排水与降低地下水位,图1-35 喷射井点设备及平面布置简图 (a)喷射井点设备简图；(b)喷射扬水器原理图；(c)喷射井点平面布置 1喷射井管；2滤管；3进水总管；4排水总管；5一高压水泵；6集水池；7水泵；8内管；9外管；10喷嘴；11混合室；12扩散管；13压力表,（c）,（b）,（a）,喷射井点工作原理：喷射井点系统主要是由喷射井点、高压水泵（或空气压缩机）和管路系统组成。喷射井管由内管和外管组成，在内管的下端装有喷射扬水器与滤管相连。当喷射井点工作时，由地面高压离心水泵供应的高压工作水经过内外管之间的环行空间直达底端，在

26、此处工作流体由特制内管的两侧进水孔至喷嘴喷出，在喷嘴处由于断面突然收缩变小，使工作流体具有极高的流速，（3060m/s）在喷口附近造成负压（形成真空），将地下水经过滤管吸入，吸入的地下水在混合室与工作水混合，然后进入扩散室，水流在强大压力的作用下把地下水同工作水一同扬升出地面，经排水管道系统排至集水池或水箱，一部分用低压泵排走，另一部分供高压水泵压入井管外管内作为工作水流。,（3）电渗井点 在深基坑施工中，有时会遇到渗透系数小于0.1m/d的土质，这类土含水量大，压缩生高，稳定性差。由于土粒间微小孔隙的毛细管作用，将水保持在孔隙内，单靠用真空吸力的降水方法效果已不大，此时，常用采电渗井点降水。 适用：土壤渗透系数小于 0.1m/d，用一般井点不可能降低地下水位的含水层中，尤其适用于淤泥排水。,施工排水与降低地下水位,（3）电渗井点,施工排水与降低地下水位,（3）电渗井点原理 一般与轻型井点或喷射井点结合使用，是利用轻型井点或喷射井点管本身作为阴极，一金属棒（钢筋、钢管、铝棒等）作为阳极。通入直流电