基坑支护及排降水工程教学ppt课件.pptx

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1、1,第一节基坑工程,一、土方边坡二、基坑工程三、降水工程四、土方机械化施工,第三章基坑支护及排降水工程,上海中心大厦基坑,2,第一节基坑工程土方放坡,土方工程为什么要进行边坡的稳定处理？,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。一旦土体竖向荷载超过临界值，便失去平衡(俗称失稳),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。,3,造成边坡失稳的原因是什么？,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。,第一节基坑工程土方放坡,岩崩滑坡事故现场全景,4,留

2、设边坡需考虑的因素有哪些？,第一节基坑工程土方放坡,挖填高度：高度大则坡度系数大，反之坡度系数小，甚至不放坡；土的工程性质：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；,施工特点：坡顶是否有荷载？施工季节及施工期长短？人工作业还是机械作业？,5,第一节基坑工程土方放坡,身边常见的场地边坡的整治工程有哪些？,锚索抗滑桩,川藏公路102滑坡整治改建工程,岩质边坡采用锚喷支护,锚杆行列式布置,间距1.253m,倾角10200;岩石护面喷射砼,高达530m的边坡锚固,6,第一节基坑工程基坑支护,基坑的分类？,一级基坑：重要工程，支护结构与基础结构合一工

3、程，开挖深度10m，临近建筑物、重要设施在开挖深度以内；开挖影响范围内有历史或近代优秀建筑、重要管线需严加保护；三级基坑：开挖深度7m，且无特别要求的基坑；二级基坑：不属于一级或三级的其它基坑。,危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知中规定：一般深基坑是指开挖深度超过5米（含5米）或地下室三层以上（含三层），或深度虽未超过5米，但地质条件和周围环境及地下管线特别复杂的工程。,深基坑：,7,第一节基坑工程基坑支护,按照施工工艺区分：无支护开挖放坡开挖；（简单经济，但环境条件需满足）有支护开挖在支护系统保护下的开挖；,基坑支护（开挖）分类？,无支护开挖,有支护开挖,8,第一节基坑工程基坑支护,

4、放坡开挖的要求?,放坡开挖较经济，无支撑施工，施工主体工程作业空间宽余、工期短；适合于基坑四周空旷处有场地可供放坡，周围无邻近建筑设施；软弱地基不宜挖深过大，因需较大量地基加固。对深度大于5m的土质边坡，应分级放坡开挖，设置分级过渡平台，各级过渡平台的宽度为 1.01.5m，必要时台宽可选0.61.0m，小于5m的土质边坡可不设过渡平台。岩石边坡过渡平台的宽度不小于0.6m，施工时应按上陡下缓原则开挖，坡度不宜超过1:0.75。,保护处理的方法有水 泥抹面、铺塑料布或土工布、挂网喷水泥浆、喷射砼护面以及浆砌片石等,9,第一节基坑工程基坑支护,安全等级三级，深度不大的基坑应采用哪些支护方式？,深

5、度不大的三级基坑，当放坡开挖有困难时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等支护方法。,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,临时挡土墙支撑,短柱横隔板支撑,10,第一节基坑工程基坑支护,斜柱支撑,锚拉支撑,斜柱支撑：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。适用于深度不大的大型基坑使用。,锚拉支撑：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、不能安设横(斜)撑的大型基坑使用。,11,第一节基坑工程基坑支护,简易的基槽采用什么样

6、的支护结构？,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。,间断式水平挡土板支撑,垂直挡土板式支撑,12,第一节基坑工程基坑支护（工造3班）,安全等级一、二级的深基坑，常用的支护方式有哪些？,13,第一节基坑工程基坑支护,悬臂桩的间隔式排桩支护,桩顶连系梁又称冠梁,悬臂支护桩,排桩支护的适用范围与施工工艺？,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。施工方便、安全度好、费用低。,挡土灌注桩排桩支护,第一节基坑工程基坑支护,开挖前在基坑周围设置

7、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。,直径0.61.1m的钻孔灌注桩可用于深713m的基坑支护，直径0.50.8m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0.81.2m的人工挖孔灌注桩作支护结构。,钢筋砼灌注桩的排列方式,排桩支护的施工工艺：,第一节基坑工程基坑支护,土钉墙支护的适用范围与施工工艺？,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。,用于深12m的二、三级非软土基坑。地下水位较高时，应采取降水或截

8、水措施。,16,1、开挖工作面,2、修正坡面,3、喷射第一层混凝土,土钉支护施工工艺,第一节基坑工程基坑支护,17,4、钻孔,5、安设土钉,6、孔内注浆,土钉支护施工工艺,第一节基坑工程基坑支护,18,7、安设连接件,8、绑扎钢筋网,土钉支护施工工艺,第一节基坑工程基坑支护,19,9、喷射第二层混凝土,土钉支护施工工艺,第一节基坑工程基坑支护,第一节基坑工程基坑支护,锚杆支护的适用范围与施工工艺？（工造2班）,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。,是在未开挖的土层立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，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

9、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,第一节基坑工程基坑支护,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3050mm；成孔后高压风清洗孔壁，以保证砂浆与孔壁的粘结力。,开山牌MGY-60型风动冲击式锚杆钻机,第一节基坑工程基坑支护,制作完毕的锚索,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

10、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；自由段外 套塑料管，前端切实作好隔浆措施。,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,第一节基坑工程基坑支护,注 浆 锚杆逐层向下支护施工,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0.60.8MPa，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。,制 浆,第一节基坑工程基坑支护,挡土灌注桩与土层锚杆结合支护的施工工艺与适用范围？,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,

11、拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度,冠梁,悬臂支护桩,锚杆及横撑,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,第一节基坑工程基坑支护,在城市中心施工的超高层建筑应采用何种基坑支护方式？,上海环球金融中心基础施工,地下连续墙,多用于12m以下，安全等级为一、二、三级的深基坑；与钻孔灌注桩相比，更有整体性好、抗渗止水的特点。,26,利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。能够有效防止基坑开挖对邻近建筑物安全稳定的影响。,地下连续墙：,应用领域：目前地

12、下连续墙已广泛用于大坝坝基防渗、竖井开挖、工业厂房重型设备基础、城市地下铁道、高层建筑深基础、铁道和桥梁工程、船坞、船闸、码头、地下油罐、地下沉碴池等各类永久性工程。,第一节基坑工程基坑支护,30m深地下连续墙钢筋笼,27,第一节基坑工程基坑支护,地下连续墙的施工工艺？,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 进入第二槽段施工,28,第一节基坑工程基坑支护,采用了地下连续墙就一定能够保证基坑的稳定？,大型深基坑的钢管对撑支护 钢筋砼构架式内撑支护,29,第一节基坑工程基坑支护,30,第一节基坑工程基坑支护,钢管支撑一般采用609钢管,用不同壁厚适应不同的荷载.钢

13、管支撑的形式为对撑或角撑,对撑的间距较大时,可设置腹杆形成桁架式支撑,(1)钢管支撑,31,第一节基坑工程基坑支护,地铁车站的多道钢管对撑支护,大型深基坑的钢管角撑,共70页 第34页,钢管内支撑的地面拼装,大型深基坑的挡墙钢管内支撑支护,32,第一节基坑工程基坑支护,钢筋砼内支撑,钢筋砼内支撑刚度大、变形小,能有效控制挡墙和周围地面的变形。它可随挖土逐层就地现浇,形式可随基坑形状而变化,适用于周围环境要求较高的深基坑,33,第一节基坑工程基坑支护,就地制作钢筋砼内支撑,平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立柱,立柱宜为格构式柱,以免影响底板穿筋,立柱下端插入工程桩内2m,否则应设置专用的桩基础,

14、内支撑下挖桩间土方,34,第一节基坑工程基坑支护,35,多用于深715m，基坑侧壁安全等级为一、二、三级的基坑工程。在软土地区多加内撑（或拉锚），如用悬臂式结构，坑深5m。,钻孔灌注桩,土钉墙,用于深12m的二、三级非软土基坑。地下水位较高时，应采取降水或截水措施。,地下连续墙,地下连续墙多用于12m以下，安全等级为一、二、三级的深基坑；与钻孔灌注桩相比，更有整体性好、抗渗止水的特点。,挡土灌注桩与土层锚杆结合支护,适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,邻近建筑物不允许有下沉和水平位移时使用。,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。,支护方

15、式要点回顾,36,第二节基坑工程降水工程,2、降水工程,37,第二节基坑工程降水工程,为什么要进行基坑的降水?,基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。,38,第二节基坑工程降水工程,明排水法的施工工艺？,1.明沟与集水井排水,在基坑的一侧或四周设置排水明沟，在四角或每隔2030m设集水井,排水沟始终比开挖面低0.40.5m，集水井比排水沟低0.51 m，在集水井内设水泵将水抽排出基坑。适用于土质好、地下水量不大的基坑排水。,普通与集水井排水法,2.分层明沟排水,当基坑土层由多种土层

16、组成,中部夹有透水性强的砂类土时,为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡,宜在基坑边坡上分层设置明沟及集水井。,分层明沟排水法,39,第二节基坑工程降水工程,沙湾电站厂房深基坑排水施工全景,40,第二节基坑工程降水工程,人工降低地下水位的适用范围与施工工艺？,在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量的水土流失、边坡失稳、地面塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。,基坑底低于地下水位时基底会不停的渗水,人工降水方法主要有：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点，统称井点降水。,遇有此种情况时应

17、采用井点降水的人工降水方法施工,41,第二节基坑工程降水工程,轻型井点降水的施工工艺与适用范围？,轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。适用于渗透系数为0.150m/d的土层中。降水深度：单级井点36m，多级井点612m。,轻型井点法降低地下水位全貌图 基坑轻型井点降水,42,第二节基坑工程降水工程,轻型井点降水原理动画,43,第二节基坑工程降水工程,轻型井点降水井管埋设原理原理动画,44,第二节基坑工程降水工程,管井井点降水的施工工艺与适用范围？,管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、

18、深度及渗透系数确定，一般间距1050m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，适用于降水深度35m、渗透系数为20200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。,管井埋设 管井填充滤料 管井抽排水施工,45,第二节基坑工程降水工程,如需降水深度较大，可采用深井井点,适用于降水深度15m、渗透系数为10250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。,管井井点构造,标准管井 小井管井,深井井点 PVC简易管井,46,第二节基坑工程降水工程,喷射井点与电渗井点的降水原理（一般工程应用较少）,喷射井点：是在井点管内设特制的喷射器，用

19、高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，形成水气射流,将地下水抽出排走。其降水深度可达820m。,喷射井点平面布置,喷射井点竖向布置,电渗井点：以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。,电渗井点构造与布置,47,第二节基坑工程降水工程,流砂现象的概念与危害？,在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建

20、筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。,广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约1.5m图为砂包封堵抢险现场,48,第二节基坑工程降水工程,如何防治流砂现象？,防治方法,防治原则:“治流砂必先治水”。流砂防治的主要途径一是减小或平衡动水压力；二是截住地下水流；三是改变动水压力的方向。,枯水期施工法:枯水期地下水位低,基坑内外水位差小，动水压力也小，在流砂地区的深基坑运用枯水期施工法可避免或降低流砂的危害。,打板桩:将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度,可以截住水流或增加渗流长度、改变动水压力方向，从而达到减小动水压力的目的。,49,第二节基坑工程降水工程,水中挖土:即不排水施工。使坑内外的水压相平衡，不致形成动水压力。如沉井施工不排水下沉、进行水中挖土、水下浇筑砼。,如何防治流砂现象？,人工降低地下水位法:即采用井点降水法截住水流，不让地下水流入基坑,不仅可防治流砂和土壁塌方，还可改善施工条件。,抢挖并抛大石块法:分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。,