[分享]基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)

发表于2020-03-23    715人浏览    1人跟帖    总热度:720  

基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_1

干货请往后翻:基坑支护全解析
资料下载步骤:
1、点击下方蓝色标题进入资料页面。
2、点击下载附件进行资料下载。
3、资料要一个一个下载,不能一键全部下载哦~

基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_2
下载区



基坑支护全解

导读:基坑支护保证基坑四周的土体的稳定性,同时满足地下室施工有足够空间的要求,是土方开挖和地下室施工的必要条件。

一、基坑支护的目的与作用
1.保证基坑四周的土体的稳定性,同时满足地下室施工有足够空间的要求,这是土方开挖和地下室施工的必要条件。
2.保证基坑四周相邻建筑物和地下管线等设施在基坑支护和地下室施工期间不受损害。即坑壁土体的变形,包括地面和地下土体的垂直和水平位移要控制在允许范围内。
3.通过截水、降水、排水等措施,保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。
二、基坑安全等级划分及常见支护形式
(一)基坑工程安全等级划分根据支护结构及周边环境对变形的适应能力和基坑工程对周边环境可能造成的危害程度,基坑工程划分为三个安全等级。即一级、二级和三级深基坑工程,其对应的重要性系数分别取1.1、1.0、0.9。
一级
★周边环境条件很复杂
★破坏后果很严重
★基坑深度大于12m
★工程地质条件复杂
★地下水水位很高、条件复杂、对施工影响严重
二级
★周边环境条件较复杂
★破坏后果严重
★基坑深度小于等于12m,大于6m
★工程地质条件较复杂
★地下水水位较高、条件较复杂、对施工影响较严重
三级
★周边环境条件简单
★破坏后果不严重
★基坑深度小于等于6m
★工程地质条件简单
★地下水水位低、条件简单、对施工影响轻微不同基坑支护技术的适用范围
(二)常见支护形式
1.钢板桩这种建筑施工技术是一种相对比较简单的支护的设计方法,而且投资比较低。这种设计方法通常用于软地层。
2.地下连续墙这种墙体结构的设计能够有效地提高整个建筑的刚度,提高整个建筑的防渗性。此结构通常情况下,用于软粘土及沙土等各种地质结构比较复杂的施工环境中。
3.柱列式的灌注桩的排桩支护
这种支护技术的设计方式主要分为疏排设计和密排设计两种形式。这种支护的设计在桩顶的设计过程中一定要注意浇注相对比较大的截面的钢筋,并且一定要确保混凝土梁帽连接的可靠性。为了防止地下水及其杂质在空隙内流入深基坑内,在建筑过程中应该使用高压注浆的操作方法。
除此之外,在建筑的深基坑支护的设计中还有土钉墙支护、锚杆喷射支护、锚索支护、桩锚支护、锚板墙支护、水泥土桩的深层搅拌支护等各种不同的施工技术。
(三)常见基坑支护结构的类型及其适用条件
1.放坡开挖
优势:只要求稳定,价钱最便宜。
劣势:回填土方较大。
适用:场地开阔,周围无重要建筑物的工程。
2.围护墙深层搅拌水泥土
深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。
优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。
劣势:位移、厚度相对较大,对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。
适用:闹市区工程。
3.高压旋喷桩
高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。
优势:施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动的影响和产生噪声等公害。
劣势:施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
适用:可用于施工空间较小的工程。
4.槽钢钢板桩
这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m ,型号由计算确定。
优势:耐久性良好,二次利用率高;施工方便,工期短。
劣势:不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,支护刚度小,开挖后变形较大。
适用:多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。
5.钻孔灌注桩
优势:施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。
劣势:桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。
适用:排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7~15m 的基坑工程, 适用于软粘土质和砂土地区。
6.地下连续墙
优势:刚度大,止水效果好,是支护结构中最强的支护型式。
劣势:造价较高,施工要求专用设备。
适用:地质条件差和复杂,基坑深度大,周边环境要求较高的基坑。
7.土钉墙
土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。
优势:稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。
劣势:土质不好的地区难以运用。
适用:主要用于土质较好地区。
8.SMW工法
SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H 型钢等(多数为H 型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等) ,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。
施工时基本无噪声,对周围环境影响小;结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用;挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕;可以配合多道支撑应用于较深的基坑;此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H 型钢等受拉材料;则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

三、深基坑支护4大设计要求
1. 深基坑的设计应该满足建筑的稳定以及变形的建筑要求,即正常使用的极限状态和承载能力极限的状态两种。
2.深基坑的设计应该保证极限状态满足足够的安全系数,切实确保整个建筑工程的安全性。
3.深基坑的设计应该根据周围的实际情况,计算出支护结构的稳定性以及控制的变形范围。
4.深基坑的设计应该依据周围的环境做出适当的水平位移,确保建筑的观测性好,同时也确保周围环境的安全。
此外,在深基坑的设计过程中还应该注意其他细节方面的问题,确保建筑的安全、可靠性。
四、深基坑支护施工10大基本要求
1. 深基坑围护必须根据设计要求,深度及现场环境工程进度来确定施工方案,纺制后经单位总工程师审批,并报总监理工程师审批,符合规范及法律法规要求才能施工。
2.深基坑施工必须解决地下水位,一般采用轻型井点抽水,使地下水位降到基坑底1.0m以下,须有专人负责24h值班抽水,并应做好抽水记录,当采取明沟排水时,施工期间不得间断排水,当构筑物未具备抗浮条件时,严禁停止排水。
3.深基坑土方开挖时,多台挖土机之间间距应大于10m,挖土由上而下,逐层进行,不得深挖。
4.深基坑上下应挖好阶梯或支撑靠梯,禁止踩踏支撑上下作业,基坑四周应设置安全栏杆。
5.人工吊运土方时应检查起吊工具,工具是否牢靠,吊斗下面不得站人。
6. 在深基坑边上侧堆放材料及移动施工机械时,应与挖土边缘保持一定距离,当土质良好时,应离开0.8m以外,高度不得超过1.5m。
7.雨季施工,坑四周地面水必须设排水措施,防止雨水及地面水流入深基坑,雨季开挖土方应在基坑标高以上留15~30cm泥土,待天晴后再开挖。
8.深基坑回填土要四周对称回填,不能一边填满后延伸,并做好分层夯实。
9. 深基坑施工中,现场工程技术人员要坚持跟班作业,及时解决施工中出现的安全、质量问题,确保每道工序在安全保证的前提下才能抓质量、进度。
10.对深基坑施工中的关键部位,必须严格控制,前道工序未验收签证,后道工序绝不允许施工

十种基坑支护结构施工选用及特点分析


支护结构常用形式及其适用范围
支护结构常见结构型式、特点和适用范围见表1。表中开挖深度为目前深基坑的一般开挖深度,采取一定的结构措施和先进的施工技术,该深度往往被突破。
深基坑支护结构常用形式选择(表1)
支护结构型式
适用场地条件
适用土层条件
开挖深度
主 要 特 点
钢板桩
地下水位较高,水量较多,软弱地基,邻近基坑边无重要建筑物或地下管线
软土、淤泥
及淤泥质土
<15m
锁口连接,有一定的挡水能力,施工速度快,能重复使用。但刚度较小,砂、卵石层施工困难。
工字钢桩衬板支护结构
地下水位较低,邻近基边无重要建筑物或地下管线
粘性土、砂土
<25m
施工简单迅速,工字钢桩可重复使用,但整体性差,止水性差,卵石地基中较难施工
钢筋混凝土板桩
地下水位较高,软弱地基,邻近基坑边无重要建筑物或地下管线
软土,一般粘性土
<10m
槽榫连接时,有较好的挡水能力,施工简易,工期短
重力式挡墙
深层搅拌桩挡墙
基坑周围不具备放坡条件,但具备挡墙施工宽度,邻近基坑边无重要建筑物或地下管线
淤泥质土,地基承载力<120kPa粘性土
<8m
挡墙均匀,连续性好,既能挡土,又可挡水,施工简便工期短,造价低
土钉墙
基坑周围不具备放坡条件,邻近基坑边无重要建筑物、深基础或地下管线
一般粘性土,
中密以上砂土
<15m
复合土体提高边坡稳定性,设备简单,不单独占用施工场地、造价低,但坑顶位移较大
稀疏排桩
基坑周围不具备放坡或重力式挡墙的宽度
地下水位较低或降水效果好
砂土,一般粘性土
<7m(软土)
<10m(一般粘性土)
施工单一,经济性好,不需支撑或锚杆,工期短
连续排桩
软土、一般粘性土
框架式或双排桩
基坑周围不具备放坡或重力式挡墙的宽度
对桩顶位移控制严格
软土、砂土、
一般粘性土
<12m
刚度好,桩顶位移小,其余同上
悬臂式组合排桩
稀疏排桩加钢丝网水泥抹面
基坑周围不具备放坡或重力式挡墙的宽度,地下水位较低,桩间土不稳定
一般粘性土、砂土
<10m
土压力由稀疏排桩承受,钢丝水泥抹面仅维持桩间土稳定,防水性差
排桩加深层搅拦桩止水
基坑周围不具备放坡或重力式挡墙的宽度地下水位较高
软土
<8m
排桩承重,水泥土深层搅拌桩相互搭接(≥200mm)成平面或拱形,有较好防水,防渗效果
排桩加水泥旋喷桩止水
基坑周围不具备放坡或重力式挡墙的宽度,地下水位较高
软土、砂性土
<8m
排桩档土、旋喷桩(水泥土防渗墙)止水
排桩加薄壁混凝土防渗墙
<10m
排桩挡土,射水法施工的薄壁混凝土连续墙止水
排桩或组合排桩加内支撑支护
基坑平面尺寸不太大,或基坑边有深基础结构物,或基坑用地红线外不允许占用地下空间,邻近环境对位移,沉降限制严格
不限
<20m
受土层地件,开挖深度等的限制较少,排桩和内支撑承重,可采用各种止水措施防渗;但挖土工作面不开阔,工期较长,支撑为混凝土时拆除困难,支撑为钢结构时变形较大
排桩或组合排桩加土层锚杆支护
基坑周围场地狭小,或邻近基坑边无深基础结构物,或基坑用地红线外允许占用地下空间,邻近环境对位移,沉降限制严格
锚杆的锚固段要求有较好土层,基余不限
<30m
用锚杆代替内支撑,直接扩大作业空间,大面积或形状不规则基坑,或地下层高差复杂时较内支撑有利,但工期长,锚杆施工复杂,需占用坑外较大地下空间
地下连续墙(加内支撑或土层锚杆)
基坑周边场地狭小,周围环境需要保护(位移、沉降小)
不限
<40m
刚度大,整体性好,止水效果好,对周围环境影响小,可作为永久结构的一部分,但工期长,造价高,施工复杂
逆作拱圈支护结构
基坑周围场地狭小,临近基坑无重要结构,地下水位低于挖土面
硬塑粘性土、砂土
<10m
属自支护结构(环向受力),安全可靠、施工方便、造价低,但需分层开挖,分层支护,有地下水时需先降水
逆作法或半逆作法开挖与支护结构
基坑周边场地狭窄,临近基坑边有重要结构物
不限
<20m
以地下室梁板作支撑,自上而下施工,变形小,可与地上结构同时施工,但节点处理复杂,挖土施工困难

确定支护结构型式应考虑
  • 基坑开挖深度、
  • 基坑平面形状和尺寸、
  • 工程地质和水文地质条件、
  • 邻近建筑物的重要程度、
  • 地下管线的限制要求、
  • 工期、
  • 造价
  • 经多方案优选后确定。

1、板桩支护
连续板桩既能挡土又能止水,当开挖的基坑较深,地下水位较高且有可能发生流砂时,如果未采用井点降水方法,则宜采用连续板桩支护结构。

1)工字钢(H型钢)衬板支护结构
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_3


  • 适用于粘性土、砂土等土质较好且地下水位较低的基坑,水位高时要先降水。在软土地基中要慎用,卵石地基中较难施工。
  • 挖深<25m

2)钢板桩支护结构
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_4


  • 由带锁口或钳口的热轧型钢制成,既能挡土又能挡水。适用于较弱地基土及地下水位较高,水量较多的深基坑工程,在砂砾及密实砂土中施工困难。
  • 挖深<15m

3)钢筋混凝土板桩
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_5


  • 传统支护结构,企口榫接有较好防水作用。厚可达500mm,,总费用低。已向薄壁工字形方向发展,大截面如500×500mm以上,壁厚100~120mm,腹板预制后在现场浇成整体。在两工字形板桩间钻孔注浆堵漏。
  • 挖深<10m
  • 适用软土、一般粘性土

2、灌注桩支护结构
应用日趋广泛。可在平面上采取不同的排列方式形成桩墙式支护结构,以抵抗不同条件下侧向水、土压力。一般桩顶设置连续的钢筋混凝土压顶地圈梁(帽梁),使支护桩共同工作,提高整体性。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_6

  • 稀疏排桩:应采取可靠降水措施以防止管涌和流砂。适用:砂土(<7米)、一般粘性土(<10米)

  • 稀疏排桩加水泥砂浆抹面:稀疏排桩间距S较大时用。桩净距一般1m以内,以0.6~0.8m为宜。基坑挖土、钢丝网水泥砂浆抹面均分层施工。
  • 适用:砂土、一般粘性土(<10米)

悬臂式排桩支护应用
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_7

南京火车站综合楼地下室两层,采用稀疏排桩方案,挖深9m

  • 连续排桩:灌注桩连续排列。排列方式有多种,图中黑色桩为素混凝土桩,或砂桩注入砂浆、化学浆液等形成无筋桩。
  • 适用:砂土(<7米)、一般粘性土(<10米)
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_8

  • 双排式(或框架式)灌注桩支护:灌注桩双排布置,用盖板连接形成门式刚架结构。
  • 适用:软土、砂土、一般粘性土(<12米)
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_9
  • ⑤连拱式支护结构:新型的大直径与小直径桩的组合结构,拱的矢高f=(1/4~1/2)L。桩顶用钢筋混凝土圈梁(即盖板)相连接,基坑较深时可加1~2道横肋梁以增强拱截面的整体性,可省去内支撑或土层锚杆。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_10


  • ⑥挡土与阻水组合排桩支护结构
  • 适用:压密注浆、深层搅拌桩:软土(<8米)
    水泥旋喷桩:软土、砂性土(<8米)
    薄壁混凝土防渗墙:软土、砂性土(<10米)
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_11


3、地下连续墙
地下连续墙具有如下的优点:
  • ① 适用于各种土质;
  • ② 施工时的不良影响小;
  • ③ 可在各种复杂条件下施工;
  • ④ 刚度大、变形小、整体性好,防水抗渗性能好;
  • ⑤ 可用于逆作法施工。

从经济性考虑,应将地下连续墙支护结构直接作外墙或增设内衬形成复合结构,采取顺作或逆作法施工,以降低综合造价(墙墙合一)。地下连续墙常用厚度 600mm、800mm、1000mm、1200mm,国外最深达151m,垂直精度1/2000,国内已达到50m深。
  • 适用:各种土质(<40米)

地下连续墙在深基坑工程中的常用形式有:
① 壁板形:应用最多的结构型式,主要有直线形和圆弧形(实际是折线形);
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_12

② T形及∏形:适用于开挖深度较大的基坑,内支撑或土层锚杆的层数可减少,支点间的间距可以增大,增大了悬臂式地下连续墙支护的适用深度。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_13

③ 格栅形:这是一种将壁板形与T形地下连续墙组合而成的结构,靠自重及格栅内的土体重量维持墙体的稳定,已应用于大型的工业基坑。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_14


地下连续墙支护技术
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_15

上海淮海中路处的香港广场深基坑支护5800M²;南面距离地铁1号线7-10m;挖深13.85m;厚800mm地下连续墙;预应力钢内撑;采用“盆式”开挖,先撑后挖。

地下连续墙加钢内撑
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_16

香港广场的钢内撑的角撑布置

基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_17

香港广场钢内撑的预应力对撑布置;第一道撑施加100t,第二道250t,第三道300t;端部八字形琵琶撑

基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_18

浦东开发区世界广场(38层);16-18m深基坑;1m厚30m深地下连续墙,卢深堡产H型钢内撑,6×6m网格

4、重力式水泥土挡墙
可分为深层搅拌桩、粉喷水泥搅拌桩和高压旋喷桩等,既可挡土又可止水,其中深层搅拌水泥土挡墙广泛用于软土地区(淤泥质土,地基承载力<120kPa粘性土)的深基坑工程,挖深<8m。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_19


水泥土搅拌桩支护应用
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_20

上海新世纪商厦8~10.7m深基坑,采用水泥土搅拌桩支护技术15%;桩长19m,宽8.7m,插10m毛竹

基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_21

南京市级机关33层住宅楼,地下室一层,挖深6m,采用水泥土搅拌桩支护技术

格栅式水泥土挡墙构造要求:
①墙体纵向相邻拉结格构墙沿纵向的总厚度不应小于纵向长度的1/4;

基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_22

②挡墙转角处宜采用圆弧形实墙(实体式)。
③纵向墙体与拉结格构墙搭接应不小于150mm,作为止水结构的纵向搭接应不小于200mm。
④挡墙宽度一般取开挖深度的0.6~0.8倍,基坑底面下的嵌固深度取开挖深度的0.8~1倍。
⑤根据基坑条件可做成变阶宽度和深度,也可成拱。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_23
⑥为加强整体性,挡墙可插入毛竹(大头直径不小于100mm,长度4m左右),墙顶应设置钢筋混凝土压顶(地圈梁),厚度取200mm,配Φ12@200双层双向。
⑦在可能的情况下,宜将压顶与基坑周围的混凝土路面或地面连成一体。

5、SMW工法
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_24

  • SMW工法又称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土搅拌桩内插入H 型钢或其他受拉材料,形成承力和防水的复合结构。
  • 特点:止水性好,构造简单,施工速度快,型钢可回收,成本较低。
  • SMW工法以水泥土搅拌桩法为基础,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可以使用SMW 工法,特别适合于以粘土和粉细砂为主的松软地层。
  • 目前,国内一般只用于10m 以下基坑的围护结构。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_25
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_26
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_27

  • 南京地铁南北线一期工程西延线中胜站

    基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_28
  • 车站为浅埋隧道,三级站侧式站台。车站两端为二层四跨框架结构,横穿中胜路及规划河道段为单层两跨框架结构,车站总长201m,总宽17~27.2m。基坑深约12m,采用明挖顺作法施工。
  • 隧道及风道、风井围护结构采用SMW工法,φ850深搅桩内间隔插入HN700×300的H 型钢,深搅桩间距650mm,桩间咬合200mm,桩嵌入基底下9m。
  • 内支撑用φ609 钢管支撑,基坑竖向设两道支撑,支撑竖向间距5m,水平间距4.0m;基坑端部设角撑。两端端头厅基坑宽27.2m,中间设临时立柱,立柱采用4 根12.5 号等边角钢加缀板焊接成格构柱,柱下基础采用φ800钢筋砼桩基础,立柱伸入底板下4m。在立柱两侧焊接2 根Ⅰ20a 临时横梁,钢管支撑搭于临时横梁上。钢管支撑在安装时要施加预加力,预加力按设计轴力50%~70%施加,沿每道支撑端部设钢腰梁,腰梁采用2~3 根[40C 加缀板组合而成,腰梁固定于间隔布设的钢支架上,支架焊接于SMW桩H型钢上。

6、土钉墙支护结构
  • 由被加固土体、土钉群和喷射混凝土面板组成,形成以土挡土的类重力式的挡土墙。
  • 适用:一般粘性土、砂土(<10米)
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_29


土钉可分为两类
1)不注浆:打入型;射入型
2)钻孔注浆
  • 打入型——用气动土钉机将长度不超过6m的小型角钢打入土内,
  • 射入型——用气动射钉机将25~38mm的粗钢筋或钢管射入土内(长度6m以内)。
  • 不注浆土钉适用于土体面层维护或开挖较浅的边坡维护。
  • 全长注浆土钉适用于开挖较深的边坡维护。
基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_30


基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)_31


分享至

分享到微信朋友圈 ×

打开微信"扫一扫",扫描上方二维码
请点击右上角按钮 ,选择 

 发表于2020-03-23   |  只看该作者      

2

基坑支护全解析(附基坑施工组织设计下载)

 回帖后跳转到最后一页


分享