基坑土方开挖工程.ppt

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1、项目1 基坑工程施工,基坑工程,1.1 基坑土方开挖工程1.2 基坑支护工程1.3 基坑降水工程1.4 基坑地基工程1.5 基坑工程监测1.6 基坑工程质量通病与防治,1.1 基坑土方开挖工程,1.1基坑土方开挖工程,施工准备 在高层建筑基坑工程施工之前，应根据基坑工程设计和场地条件，综合考虑支护结构形式、水文和地质条件、气候条件、环境要求以及机械配置情况等，编写出土方开挖施工组织设计，用于指导土方开挖施工。土方开挖之前，要做好施工准备工作。对设计图纸要进行认真学习和审查；对施工区域的地质、水文及周边环境进行仔细勘察，彻底了解情况；要完成场地清理、排除地面水、修建临时设施及道路、设置测量控制网

2、等工作，并且要做好机具、物资和人员的准备工作。,1.1基坑土方开挖工程,挖土方法的选择 基坑开挖程序一般为：测量放线一基坑中、边桩施工一排降水一场地清理。基坑开挖分为两种情况：一是无支护结构基坑的放坡开挖，二是有支护结构基坑的开挖。基坑开挖方法主要有放坡分层开挖、支护基坑开挖、盆式开挖、中心岛式开挖等几种，应根据基坑面积大小、开挖深度、支护结构形式、环境条件等因素选用。,1.1基坑土方开挖工程,1放坡分层开挖 分层挖土是将基坑按深度分为多层进行逐层开挖，这种开挖方式适合于四周空旷、有足够放坡场地、周围没有建筑设施或地下管线的情况。分层厚度，软土地基应控制在2m以内，硬质土宜控制在5m以内。开挖

3、顺序可从基坑的某一边向另一边平行开挖，可从基坑两头对称开挖，或从基坑中间向两边平行对称开挖，也可交替分层开挖，这些均可根据工作面和土质情况决定，如图1.1所示。,1.1基坑土方开挖工程,2有支护基坑开挖 有支护的基坑开挖包括无内支撑支护和有内支撑支护的基坑开挖。无内支撑支护有悬臂式、拉锚式、重力式、土钉墙等，该种支护的土壁可垂直向下开挖，不需要在基坑边四周有很大的场地，可用于场地狭小、土质又较差的情况。同时，在地下结构完成后，其基坑土方回填工作量也小。有内支撑支护基坑土方开挖比较困难，其土方分层开挖必须与支撑结构施工相协调。在有内支撑支护的基坑中进行土方开挖，受内支撑影响比较大，施工中开挖、运

4、土均较困难。,1.1基坑土方开挖工程,3盆式开挖 盆式开挖适合于基坑面积较大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。盆式开挖时先分层开挖基坑中间部分的土方，基坑周边一定范围内的土暂不开挖（图1.2）。对于盆式开挖，开挖时可视土质情况放坡，此时留下的土坡可对四周围护结构形成被动土反压力区，以增强围护结构的稳定性，待中间部分的混凝土垫层、基础或地下室结构施工完成之后，再用水平支撑或斜撑对四周围护结构进行支撑，并突击开挖周边支护结构内部分被动土区的土，每挖一层支一层水平横顶撑（图1.3），直至坑底，最后浇筑该部分结构混凝土。,1.1基坑土方开挖工程,4中心岛式开挖 当基坑面积不大，周围环境和土质可以进

5、行拉锚或采用支撑时，可采用中心岛式开挖。与盆式开挖相反，中心岛式挖土是先开挖基坑周边土方，基坑周围的土方暂时留置，中间留土方可作为支点搭设栈桥，挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车也可利用栈桥进入基坑运土，可有效加快挖土和运土的速度（图1.4）。挖土也分层开挖，一般先全面挖去一层，然后中间部分留置土墩，周围部分分层开挖。挖土多用反铲挖土机，如基坑深度很大，可采用向上逐级传递方式进行土方装车外运。,1.1基坑土方开挖工程,土方机械化开挖应根据基础形式、工程规模、开挖深度、地质、地下水情况、土方量、运距、现场和机具设备条件、工期要求以及土方机械的特点等合理选择挖土机械，以充分发挥机械效率，节省

6、机械费用，加速工程进度。土方机械化施工常用机械有：推土机、铲运机、挖掘机（包括正铲、反铲、拉铲、抓铲等）、装载机等。,土方开挖机械,1.1基坑土方开挖工程,土方开挖应绘制土方开挖图，确定参数，减少机械超挖和人工挖方。大面积基础群基坑底标高不一，机械开挖次序一般采取先整片挖至平均标高，然后再挖个别较深部位。基坑边角部位，机械开挖不到之处，应采取少量人工配合清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械掏取运走。,机械开挖土方的注意事项,1.1基坑土方开挖工程,挖掘机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础一侧或两侧相邻的基础（以后需开挖的）部位，使它互相贯通作为车道，或利用提前挖除土方后的地下

7、设施部位作为相邻的几个基坑开挖地下运输通道，以减少挖土量。机械开挖应由深而浅，基底及边坡应预留一层150300 mm厚土层采取人工清底、修坡、找平，以保证基底标高和边坡坡度正确，避免超挖和土层遭受扰动。做好机械的表面清洁和运输道路的清理工作，以提高挖土和运输效率。基坑土方开挖可能影响邻近建筑物、管线安全使用时，必须采取可靠的保护措施。,1.1基坑土方开挖工程,机械开挖施工时，应保护井点、支撑等不受碰撞或损坏，同时应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等定期进行复测检查。雨期开挖土方，工作面不宜过大，应逐段分期完成。当基坑开挖局部遇露头岩石，应先采用控制爆破方法，将基岩松动、爆

8、破成碎块。,1.1基坑土方开挖工程,放坡开挖 基坑开挖方式主要有放坡开挖和支护开挖两种。放坡开挖具有施工方便、造价较低等特点，但放坡开挖要求施工现场具有足够的放坡场地，且基坑开挖不会对周围环境、邻近建筑物产生影响，单级放坡开挖时，坡高通常不超过36 m，否则应分级放坡开挖；当开挖深度大于5m时，应进行放坡稳定性验算并做有效处理。1土方边坡坡度与边坡系数 工程中土方边坡常常用边坡坡度来表示。边坡坡度是以土方挖方深度h与底宽b之比表示(图1.22)，即土方边坡坡度=1：m=1：b/h=h/b,1.1基坑土方开挖工程,临时性挖方的边坡值应符合表1.2的规定。对于永久性场地，挖方边坡坡度应按设计要求放

9、坡，如设计无规定，可参考表1.3。,1.1基坑土方开挖工程,基坑进行放坡开挖时要注意以下事项。相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序。挖土应自上而下水平分段进行，每层0.3 m左右，边挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整，每3m左右修一次坡，至设计高度，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽度和标高，要求坑底凹凸不超过2.0 m。基坑边缘堆置的土方和建筑物材料，或沿挖方边缘移动的运输工具和机械，一般应距基坑上部边缘0.8 m以外，堆置高度不应超过1.5 m。在垂直的坑壁边，此安全距离还应该增大。软土地区不宜在坑边堆置弃土。,1.1基坑土方开挖工程,基坑周围地面应进行防水、排水处理，严

10、防雨水等地面水浸入基坑周边土体。基坑开挖时，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查。在地下水位以下挖土，应在基坑（槽）四侧或两侧挖好临时排水沟和集水井，或采取井点降水，将地下水降至坑槽底以下500 mm，降水工作应该持续到基础工程施工完毕。,1.1基坑土方开挖工程,基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。若采取人工开挖，基坑开挖好后不能立即进行下道工序，应预留1530 cm土层不挖，待下道工序开始时再挖至设计标高；若采取机械开挖，为避免破坏基地土，应在基底标高以上预留一层人工挖掘修整。使用铲运机、推土机时，保留土层厚度1520 cm;使用正铲、反铲或拉铲挖土机时，保留

11、土层厚度2030 cm。,1.1基坑土方开挖工程,基坑开挖完毕后，应及时清底、验槽，减少暴露时间，防止暴晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。基坑开挖完毕后，应进行验槽并做好记录，如发现与勘察报告、设计不相符时，应与有关人员研究处理。,1.1基坑土方开挖工程,支护开挖是在建筑物密集的场地、基坑深度较深时常采用的方法。支护开挖的特点是先在基坑周围设置各种挡土的支护结构，然后开挖土方，必要时加支撑系统或拉锚结构；占地面积小，但造价高、工期长，且存在时间与空间效应问题。支护开挖的挖土形式可以分为直壁无支撑开挖、直壁加内支撑开挖、直壁加拉锚开挖等几种方法。直壁无支撑开挖时，一般地下水位较高，基坑深度在56

12、 m，可采用反铲挖土机配合运土卡车；直壁加内支撑开挖时，一般使用反铲和抓铲挖土机，采用周边桁架支撑形式时可拟定岛式开挖，采用十字对撑式时可拟定盆式开挖；直壁加拉锚开挖时，一般按锚杆的设置位置进行分层开挖。,支护开挖,1.1基坑土方开挖工程,支护结构的主要形式如图1.23所示。,1.1基坑土方开挖工程,高层建筑基坑开挖工程的工期长、造价较高，施工技术方面要求比较严格，为了保证基坑开挖的工期要求和节约造价，就必须对井坑开挖进行严格的质量控制，确保土方开挖施工安全。1土方开挖的注意事项(1)充分考虑基坑开挖的时空效应应该做到以下几点 减少开挖过程中的土体扰动范围，采用分层分块开挖且空间几何尺寸能最大

13、限度地限制围护墙体的变形和坑周土体的位移与沉降。,土方开挖的质量控制,1.1基坑土方开挖工程,尽量缩短基坑开挖卸荷后无支撑暴露时间。上海地区要求：对于一、二级基坑，每一工况下挖至设计标高后，钢支撑的安装周期不宜超过一昼夜，钢筋混凝土支撑的完成时间不宜超过两昼夜。满足对称开挖、均衡开挖的原则，使基坑受力均衡。可靠而合理地利用土体自身在开挖过程中控制位移的潜力，安全、经济地解决基坑工程中稳定与变形的问题。,1.1基坑土方开挖工程,(2)先撑后挖，严禁超挖基坑开挖实施的工况与方案设计的工况必须一致，当基坑开挖至支撑设计标高处时，应开槽及时安装或制作支撑，待支撑满足设计要求后才能继续挖土。因为围护结构

14、的变形大小与无支撑暴露面积的大小和暴露时间的长短有关，因此严格按照基坑工程方案设计的工况进行开挖，先撑后挖，及时加撑，是控制基坑墙体变形和相应地面位移与沉降的保证。,1.1基坑土方开挖工程,(3)妥善处理回弹问题 深基坑开挖过程中，随着土的挖除，下层土因逐渐卸载而有可能回弹，尤其在基坑挖至设计标高后，搁置时间过久，回弹更为显著。弹性隆起在基坑开挖和基础工程初期发展很快，它将加大建筑物的后期沉降。因此，对深基坑开挖后的土体回弹应有适当的估计。,1.1基坑土方开挖工程,(4)防止边坡失稳 为了防止边坡失稳，土方开挖应在降水达到要求后采用分层开挖的方式施工，分层厚度不宜超过2.5 m，开挖深度超过4

15、m时，宜设置多级平台开挖，平台宽度不宜小于1.5 m，在坡顶和坑边不宜进行堆载，不可避免时，应在设计时予以考虑；对于工期较长的基坑，宜对边坡进行护面。,1.1基坑土方开挖工程,对于先打桩后挖土的工程，要考虑由于打桩造成的应力积聚和基坑开挖时应力的快速释放对桩所产生的不利影响。打桩使原处于静平衡状态的地基土遭到破坏，会产生挤土、孔隙水压力升高等现象，造成土中的应力积聚，如果在打桩后紧接着开挖基坑，应力的陡然释放和土体的一侧卸荷易使土体产生一定的水平位移，造成桩位移或倾斜。在软土地区施工，此现象已屡见不鲜。为此，在群桩打设后，宜停留一段时间，并用降水设备预降水，待打桩积聚的应力有所释放、孔隙水压力

16、有所降低、被扰动的土体重新固结后，再开挖基坑土方。桩的打设也要注意打桩顺序和打桩速率，控制每天打桩根数，减少应力积聚。挖土要分层、均衡，尽量减少开挖时的土压力差，以保证桩位正确。,(5)防止桩位移和倾斜,1.1基坑土方开挖工程,(6)对邻近建（构）筑物及地下设施的保护 在基坑开挖施工前，应分析计算开挖引起的周围地层的变形大小及影响范围，详细调查邻近被保护对象的工作状况，确定其允许的地基变形参数，采取积极有效的措施，保护地层变形影响范围内的建（构）筑物和设施。对周围环境的保护，应采取安全可靠、经济合理的技术方案。,1.1基坑土方开挖工程,开挖深度应根据设计基础埋深、确定的室内地坪标高及地基持力层

17、位置进行综合分析确定，一般对软土不应超过4m，硬土不应超过8m。使用大型土方机械在坑下作业，如为软土地基或在雨期施工，机械进入基坑行走时需铺垫钢板或铺筑道路。土方开挖应制订方案、绘出开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置以及挖出的土方堆放地点。,2质量检查,1.1基坑土方开挖工程,由于大面积基础群基坑底标高不一，机械开挖次序一般采取先整片挖至一平均标高，然后再挖个别较深部位。当一次开挖深度超过挖土机最大挖掘高度（5 m以上）时，宜分2或3层开挖，并修筑10%15%坡道，以便挖土及运输车辆进出。由于机械施工不能准确地将地基抄平，容易出现超挖现象，所以要求施工中机械开挖到基底以上2030 cm后，采用人工方法挖至坑底标高。基坑边角部位，即机械开挖不到之处，应采取少量人工配合清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械掏取运走。,