基坑工程概论.ppt

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1、基坑工程概论基坑工程概论定义定义基坑工程常用施工工艺基坑工程常用施工工艺基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用开挖方式及适用范围基坑工程常用开挖方式及适用范围基坑工程专项施工方案编制要求基坑工程专项施工方案编制要求基坑工程施工现场管理基坑工程施工现场管理提提 纲纲1.1基坑基坑 为进行工程基础的施工，在地面以下开挖的坑。1.2深基坑深基坑 是指开挖深度超过5米的基坑或深度虽未超过5米，但地质情况和周围环境较复杂的基坑。1.3基坑工程基坑工程 为保证基坑及周边环境安全而采取的围护、支撑、降水、挖土等工程措施的总称。1.

2、4时空效应时空效应 基坑工程施工中，基坑开挖的空间尺度、无支撑围护墙体的暴露面积大小和时间长短对基坑变形的影响。1.1.定义定义 2.2.基坑工程常用施工工艺基坑工程常用施工工艺 2.1顺作法顺作法 顺作法施工工艺是指地下室结构在基坑开挖完成后自下而上逐层施工的工艺。一般施工顺序为先逐层开挖土方并施工支撑，待开挖完成后施工基础底板，再逐层拆除支撑并施工地下室结构。2.2逆作法逆作法逆作法施工工艺是指利用地下室水平结构作为支撑，随基坑开挖，地下室结构自上而下逐层施工的工艺。一般逆作法施工工艺中，支撑立柱与结构柱位置重合，地下室结构依靠立柱与其下桩基承重，称为一柱一桩。2.2.1全逆作法全逆作法全

3、逆作法施工工艺是指在进行基坑开挖和地下室结构施工时同步进行地上结构施工的工艺。2.2.基坑工程常用施工工艺基坑工程常用施工工艺2.2.2半逆作法半逆作法半逆作法施工工艺是指在进行基坑开挖和地下室结构施工时，地上结构不施工，在地下室结构全部完成后再施工上部结构的工艺。2.2.3框架逆作法框架逆作法框架逆作法施工工艺是指利用地下室结构梁作为支撑系统，在基坑开挖完成后施工底板，再逐层施工地下室柱墙和楼板的工艺。2.3盖挖法盖挖法盖挖法施工工艺是指利用地下室顶板作为第一道支撑和施工栈桥，在其上留设取土口，在顶板下按照顺作法施工工艺，逐层开挖并施工支撑，在开挖完成后自下而上逐层施工地下室结构并拆除支撑的

4、工艺。3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.13.1围护墙的形式和适用范围围护墙的形式和适用范围 3.1.13.1.1地下连续墙地下连续墙适用于开挖深度较深（15m以上），环境保护要求较高的基坑工程 3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.1.23.1.2钻孔灌注桩排桩钻孔灌注桩排桩 一般适用于中等开挖深度（6m15m）的基坑，在上海排桩与止水帷幕配合使用，称为复合围护墙。3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.1.33.1.3型钢水泥土搅拌墙（型钢水泥土搅拌墙（SMWSMW工法桩）工法桩）适用于开挖深度不是很深（6m10m），环境

5、保护要求不是很高的基坑。3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.1.43.1.4深层搅拌桩重力坝深层搅拌桩重力坝 适用于开挖深度较浅（6m以下），环境保护要求不高的基坑。采用悬臂形式，不设支撑。3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.1.53.1.5钢板桩钢板桩 适用于开挖深度较浅（6m以下），环境保护要求不高的基坑，可采用悬臂形式，也可采用内支撑或拉锚形式。3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.23.2支撑结构的形式和适用范围支撑结构的形式和适用范围3.2.13.2.1混凝土支撑混凝土支撑一般适用于基坑面积较大，形状较不规则的基坑

6、，采用混凝土支撑，可将支撑间距拉大留出大空间利于挖土。混凝土支撑布置可采用对撑、角撑、边桁架、环形支撑单独或组合布置。3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.2.23.2.2钢支撑钢支撑 一般适用于狭长形基坑，或形状较为规则的面积不是很大，单根支撑长度50m以内的基坑。钢支撑一般采用对撑及角撑布置形式。3.2.33.2.3支撑轴力伺服系统支撑轴力伺服系统 3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围适用于环境保护要求很高的狭长形基坑，与钢支撑配合使用，可对钢支撑自动复加轴力，弥补钢支撑由于应力松弛造成的轴力损失，进而控制围护墙变形。3.2.43.2.4土钉墙土钉

7、墙 与水泥土搅拌桩配合使用，属于拉锚性质的围护墙体，土钉可采用48钢管、钢筋，采用钻孔注浆或打入注浆法施工。一般适用于开挖深度小于5m的基坑。3.33.3土体加固的型式和适用范围土体加固的型式和适用范围 3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3.3.13.3.1按照加固形式分类按照加固形式分类 1）三轴和双轴水泥土搅拌桩加固双轴水泥土搅拌桩加固一般适用于加固深度15m以内的坑内土体加固。三轴水泥土搅拌桩加固一般适用于加固深度30m以内的坑内土体加固。在坑底以下三轴搅拌桩加固采用20%水泥掺量，坑底以上至第二道支撑采用10%水泥掺量。双轴搅拌桩加固采用13%水泥掺量，坑底以上至

8、第二道支撑采用8%水泥掺量。搅拌桩加固的土体均匀性较好，加固效果也较好。2）高压旋喷桩加固适用于所有深度的坑内土体加固，其水泥掺量较高，但加固土体的均匀性较差。3.3.23.3.2按照加固范围分类按照加固范围分类 3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围3）注浆加固适用于所有深度的坑内土体加固，一般只作为局部深坑土体加固和坑内围护墙与坑底搅拌桩加固体之间的填充加固。1）坑底满堂加固2）坑底墩式加固或裙边加固3）坑底抽条加固4）坑底格栅式加固5）深坑满堂加固 3.3.基坑支护的形式和适用范围基坑支护的形式和适用范围 各种土体加固方法的适用范围各种土体加固方法的适用范围 地基土性地

9、基土性加固方法加固方法对各类地基土的适用情况对各类地基土的适用情况淤泥质土淤泥质土粘性土粘性土粉性土粉性土砂土砂土双轴水泥土搅拌桩双轴水泥土搅拌桩三轴水泥土搅拌桩三轴水泥土搅拌桩高压喷射注浆高压喷射注浆注浆注浆降水降水注：注：表示慎用，表示慎用，表示可用。加固区域一般为表示可用。加固区域一般为坑内被动土区、坑内被动土区、局部深坑区、放坡边坡区、有特殊要求区域局部深坑区、放坡边坡区、有特殊要求区域 4.14.1轻型井点轻型井点 4.4.基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用降水井及适用范围1）适用于开挖深度小于5m的基坑。轻型井点降水的水力坡度在布置多排井点或呈环状布置时可按1：10计算，若布

10、置单排井点时按1：4计算。2）轻型井点每套的总管长度一般不超过60m。3）设置在坑内的轻型井点预抽水时间为2周，在基坑开挖前拔除。轻型井点详图排水沟抽水泵总管井点管粘土封口滤管填砂 4.4.基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用降水井及适用范围4.2深井深井(疏干井疏干井)1）以降低潜水水位为目的设置的降水井称为疏干井，疏干井一般采用直径为273mm的深井；2）深井分为带真空和不带真空两种，带真空的深井适用于渗透系数较小（小于110-6cm/s）的土层，不带真空的深井适用于渗透系数较大（大于110-4cm/s）的土层；3）深井构造上由井点管和滤管组成，滤管可分节设置，一般设置在透水性高的土层

11、中，深井井底深度一般为坑底以下5m，成井的孔径要求不小于650mm，孔深要求比井深大1m。4）深井布置一般按照200250m2一口进行，对于坑内有大量土体加固的基坑，布置时可酌情扣除加固土体的面积。5）深井预抽水时间为20天，以后可随挖土分节拆除井管，在井管拆除后，须注意用粘性土封闭井口，以保持真空度。4.4.基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用降水井及适用范围4.3深井深井(减压井减压井)4.3.1上海承压水层的分布上海承压水层的分布 上海地区承压水层一般分布于2、层中，其中2层承压水称为微承压水，层为第一承压含水层，层为第二承压含水层，承压水的水头高度最高为地下3m，一般须根据抽水试验

12、确定。4.3.2坑底土抗承压水突涌的安全性计算坑底土抗承压水突涌的安全性计算 规范将坑底土在承压含水层最浅标高处的压力与该标高处承压水的水头高度的比值作为坑底土抗承压水突涌的安全性计算数值，要求这一比值不小于1.05。计算公式为（H0-h）s/（H0-D）w1.05，其中，H0为承压含水层顶板埋深最小值，h为基坑开挖面深度，s为开挖面至承压含水层顶板间土体的天然重度的层厚加权平均值，D为坑内安全承压水位埋深值，w为地下水重度。4.4.基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用降水井及适用范围4.3.3减压井的布置减压井的布置 1）以降低承压水水头压力为目的设置的降水井称为减压井；2）减压井一般采

13、用直径为273mm的深井，由井点管和滤管组成，滤管长度可根据承压水层厚度和减压井降水高度确定。3）减压井的布置方法为坑内布置，坑外布置和坑内外结合布置。对于环境保护要求高的工程，一般将减压井布置在坑内。4）减压井在基坑开挖过程一般不拆除，在基坑开挖完成后，采用坑内布置的，须等底板完成后再封闭减压井，并拆除井管；采用坑内外结合布置的，可先封闭坑内减压井，依靠坑外井抽水减压；采用坑外布置的，则等底板完成后再封闭减压井。4.4.基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用降水井及适用范围自然地坪4.00(-0.70)井点结构图1.80M9.80M18.50M24.70M28.50M34.50M60.00

14、M土 层杂填土淤泥质粘土粉质粘土粉质粘土 砂质粉土 粉细砂 粘质粉土2f01-38.00地下连续墙-19.75-21.75-23.55分期墙止水粘土滤水管井管4#砾砂井管止水粘土粘土球4#砾砂滤水管沉淀管-60.70-25.70-38.00疏干井降压井 4.4.基坑工程常用降水井及适用范围基坑工程常用降水井及适用范围基础底板浇筑后实施封井节点图 5.5.基坑工程常用开挖方式及适用范围基坑工程常用开挖方式及适用范围5.1放坡开挖放坡开挖 1）放坡开挖一般适用于施工场地宽敞，基坑开挖深度较小（5米以内）周围环境保护要求不高的基坑工程；2）一般分为一级放坡开挖和多级放坡开挖，一级放坡开挖适用于开挖深

15、度4m以内的基坑，超过4m深度必须采用二级或多级放坡型式；3）放坡开挖的坡面应采取护坡措施。在放坡开挖的坡顶应设置止水帷幕，一般采用双轴搅拌桩。5.5.基坑工程常用开挖方式及适用范围基坑工程常用开挖方式及适用范围一级放坡基坑边界开挖方法一级放坡基坑边界开挖方法 基坑底标高坡面地面标高坡面地面标高基坑底标高（a）一级放坡竖向一次性开挖；（b）一级放坡竖向分层开挖 多级放坡基坑边界开挖方法多级放坡基坑边界开挖方法放坡平台基坑底标高地面标高坡面坡面地面标高基坑底标高放坡平台坡面（a）各级边坡竖向一次性开挖；（b）各级边坡竖向分层开挖5.2盆式开挖盆式开挖 5.5.基坑工程常用开挖方式及适用范围基坑工

16、程常用开挖方式及适用范围1）先开挖基坑中部的土方，挖土过程中在基坑中部形成类似盆状的土体，然后再开挖基坑周边的土方，这种挖土方式通常称为盆式土方开挖；2）盆式开挖适用于开挖深度较深（有2道及以上支撑），面积较大（边长大于50m），采用对撑布置的基坑；3）采用盆式开挖的基坑，盆顶宽度一般不小于10m，边坡为1：1.5；4）盆底形状与尺寸应与支撑布置相协调，保证盆底开挖后能完成盆底范围的支撑；5）盆式开挖的一般施工流程为先开挖盆中土方，在盆中范围施工支撑的同时分块对称开挖盆边土方，再及时将盆边支撑与盆中已形成的支撑对接，完成整根支撑施工。5.5.基坑工程常用开挖方式及适用范围基坑工程常用开挖方式及适用范围abbccccbb675453321-0.40m7-2.45m-8.00m-13.25m-16.80m基坑支撑平面及土方分块开挖平面布置 第二、三、四层土方分层分块开挖剖面图 5.5.基坑工程常用开挖方式及适用范围基坑工程常用开挖方式及适用范围5.3岛式开挖岛式开挖1）先开挖基坑周边的土方，挖土过程中在基坑中部形成类似岛状的土体，然后再开挖基坑中部的土方，这种挖土方式通常称为岛式土方开挖；