建筑工程基坑工程基本知识及深基坑施工技术-PPT

目录

一、基坑工程简介
二、各种支护设计做法适用性比选
三、深基坑工程施工方案的编制
四、深基坑工程施工工艺与质量要求
五、典型工程案例及分析

与基坑工程有关的一些基本概念

1、基坑：为进行建筑物（构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下的空间。（地下室、私下车库、地铁车站等）
2、基坑工程：为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周边环境不受损害而采取的支护结构、降水止水、土方开挖和回填等工程的简称。包括勘察、设计、施工、监测等。
3、基坑侧壁：构成基坑周边土体主动变形的一侧。
4、基坑周边环境：基坑开挖影响范围内的建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体、地下水体等的简称。包括：
1)影响范围内的建筑物结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小、上部结构现状。
2)基坑周边各类地下设施，如上下水、电缆煤气、污水、雨水、热力管线或管道等分布和性状。

3)基坑周边和邻近地区地表水和地下水汇流排泻情况、地下水管渗漏情况、对基坑开挖和支护的影响程度。
4)四周道路距离、车辆载重等。
5)相邻基础施工。
6)周边的边坡、河渠及其与基坑关系。
7)其他基坑堆载（包括临时材料、车辆、土体、住房等堆载）
5、基坑支护：为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周边环境安全，对基坑侧壁和周边环境采样的支挡、加固和保护措施。
6、排桩：以某种桩型按照队列式排列布置形成的基坑支护结构。
7、桩锚支护：排桩、圈梁、锚杆、腰梁、桩间护壁结构等组成的基坑支护结构。
8、水泥土墙：有水泥土桩相互搭接形成格珊、壁状等的重力式挡土结构。
9、地下连续墙：机械施工成槽，浇灌钢筋混凝土形成的地下墙体。

10、土钉支护：采用土钉加固的基坑侧壁土体与面层等一起组成的加固结构。（包括：土钉、土钉范围内被加固土体、面层等三部分）
11、土层锚杆：由设置于钻孔内、端部深入稳定土层中的钢筋、钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆体。
12、支撑体系：由围檩、支撑（或锚杆）、立柱等结构组成的用于支撑基坑侧壁的结构体系。
13、冠梁（圈梁）：设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁。
14、腰梁：设置在支护结构顶部以下，传递支护结构、锚杆或内支撑支点力的钢筋混凝土梁或钢梁。
15、支点：锚杆或内支撑对支护结构的水平约束点。
16、支点刚度系数：锚杆或内支撑对支护结构的水平反作用力与其位移的比值。

17、组合式支护结构：由排桩、地下连续墙、土钉墙、重力式挡土墙、放坡等多种支护结构组合在一起形成的支护结构。
18、嵌固深度：排桩结构在基坑坑底以下的埋置深度。
19、嵌固深度设计值：根据基坑侧壁安全等级和支护结构验算条件确定的支护结构嵌入深度的设计值。
20、地下水控制：为保证支护结构施工、挖土、地下室施工和基坑周边环境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。
21、截水帷幕：用于阻截或减少基坑侧壁基坑地地下水流入基坑而采用的连续止水体（包括悬挂式、落底式、全封闭式）
22、人工降水：人为降低基坑及周边一定范围内的地下水位。
23、逆作法：自上而下分阶开挖于支护的一种施工方法。

基坑工程的特点

1、建筑趋向高层化，基坑深度越大；
2、基坑开挖面积大，给支撑系统带来较大难度；
3、软土基坑位移、沉降大，影响周边环境；工程地质条件越来越差，尤其是沿海地区，填海、填湖、淤泥、泥潭、沼泽等，地质条件十分复杂。
4、深基坑施工周期长、场地狭窄、降雨、重物堆放对基坑稳定不利；
5、施工方法越来越多，各显神通。周边环境条件越来越复杂，四周建筑物、市政设施越来越密，不仅要保证自身稳定，也不能殃及池鱼。
6、相邻场地施工，如打桩、降水、挖土、基础浇筑混凝土等工序会相互影响制约，增加协调工作难度。
7、工程事故时有出现，成功率低。条件好，条件差地区都出现问题。

三、深基坑工程施工方案的编制

施工方案的优劣是决定深基坑工程成败的关键，因此深基坑施工方案的编制十分重要。
1、施工方案的编制依据：
1)深基坑工程设计方案；
2)工程地质、水文地质勘察报告；
3)工程设计图纸；
4)建设方招（投）标文件、工程合同及有关要求；
5)场区周边建（构）筑物、道路、地下管线等分布情况及结构特征；
6)国家、地方现行有关标准、规范及有关的管理规定等。
2、编制施工方案之前，必须对基坑周边环境进行详细调查，主要应包括以下内容：
1)查明影响范围内建(构)筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状，并应注意留下相应的证据，必要时尚应请权威部门进行相应的鉴定；

2)查明基坑周边的各类地下设施，包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力管线或管道的分布和性状；
3)查明场地周围和邻近地区地表水汇流、排污情况，地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响程度；
4)查明基坑四周道路的距离及车辆荷重情况；
5)了解施工期间的本地历年的雨水等气候情况并进行适当分析。
3、 施工方案的主要内容：
1)工程概况。主要是描述清楚深基坑工程的基本情况以及地下结构部分的设计情况。
2)周边环境情况及工程地质、水文地质情况。
3)深基坑工程设计方案应已通过专家论证审查，此处应概括性地加以介绍，以明确基坑支护设计涵括的主要内容。

4)工程实施目标管理和施工部署，包括工程实施目标、项目组织机构、施工部署。
5)施工准备：包括施工机械、主要材料设备、劳动力组织。
6)主要施工方法及质量保障措施，含支护结构、止水帷幕、降排水、土方开挖与回填、支撑安装与拆除等。
7)施工进度计划及工期保证措施。
8)施工监测及应急抢险措施。
9)其他的技术与管理组织措施，如安全生产、文明施工、环境保护等。
10)其他所应附的详细专项方案。

四、深基坑工程施工工艺与质量要求

1、一般应掌握的施工要点：
1)深基坑工程施工前应了解基坑周边的地表水以及场地的地下水情况，做好坑周及坑内的明水排放，以及坑周边地面防水保护措施。对有可能排入或渗入基坑的地面雨水、生活用水、上下水管渗漏应设法堵、截、排，并在土方开挖前结合路面硬化作好排水工作，尤其在老粘土分布区严防各种地表水渗入边坡土体和基坑内。
2)基坑工程施工前应了解基坑周边建（构）筑物的基础型式与埋置深度，上部结构情况，基坑周围地下市政管网的位置与走向，市政道路等周边环境，明确需要保护的坑内基础工程，确保基坑施工对建筑物场地及周边环境的使用安全。
3)基坑工程施工前必须编制详尽的、切实可行的施工组织设计，对可能发生的问题要有充分的预见和周密的对策。
4)在降水施工过程中，必须先施工具有代表性的1～2口井进行抽水试验，校核水文地质设计参数后，方可进行其它降水井施工。管井施工应按CJJ10《供水管井设计施工质量验收规范》等规定进行施工与质量验收，实管、滤水管的长度及井管外侧回填料的高度应根据降水井的深度、地层结构及降水要求而定。管井抽水开泵后30min取水样测试，其含砂量应小于1/50000，如抽水时间在3个月以上含砂量应小于1/100000。在降水维持运行阶段，应配合土方开挖和地下室施工时对抽排水量、地下水位、环境条件变化进行控制。
5)基坑土方开挖应分段进行，严禁超深度开挖，符合基坑工程设计工况的要求。充分考虑时空效应，合理确定土方分层开挖层数、时间限制，尽可能减少基坑临空边的长度和高度。分层开挖深度在软土中一般不宜超过2m，较好土质也不宜超过5m。对设有支护结构和隔渗、降水系统的基坑，必须在支护结构和隔渗结构的强度达到设计要求，降水系统运用正常，满足施工要求后，方可进行土方开挖。
6)基坑工程施工过程中应搞好各分项工程的协调管理，注意工序衔接，合理安排工期，使得支护结构能够按设计要求运行。

7)采用内支撑的基坑必须按“由上而下，先撑后挖”的原则施工。设置好的内支撑受力状况必须和设计计算的工况一致。拆除支撑应有安全换撑措施，由下而上逐层进行。注意拆除下层支撑时严禁损坏支护结构主体、立柱和上层支撑，吊运拆除的支撑构件时不得碰撞支撑系统和结构工程。
8)对设计有锚杆的基坑工程，应正确选择锚杆成孔机械和成孔工艺，严格执行CECS22：90《土层锚杆设计与施工规范》的有关规定。必要时，应按设计要求事先进行成锚工艺及极限抗拨力试验，并根据试验结果对设计进行必要的调整。
9)基坑工程实施阶段必须采用信息化施工，实时跟踪监测基坑支护结构和地下水治理系统的工作性状以及周围环境的动态变化，并及时采取有效应变应急措施，确保环境安全。
10)基坑工程施工过程中必须进行监测，制定切实可行的详细的监测方案，并通过监测数据指导基坑工程的施工全过程。

11)基坑工程应按有关技术标准规范进行，做好施工过程中各工序质量控制及施工记录。基坑工程验收按分项工程进行。验收时应提供以下资料：施工测量放线定位图；基坑工程竣工图；各种主要材料的合格证、复验报告；隐蔽工程验收记录；设计变更通知；事故处理记录；有关试验及质量检测报告；基坑工程施工的管理资料以及其它有关资料。
2、支护结构的施工
支护结构的施工按不同的基坑支护结构形式大体上常用的有护坡类、喷锚支护与土钉墙、灌注桩（墙）类、预制桩类、深层搅拌桩类、高压喷射注浆和基坑土体加固等。无论设计选用那种支护结构形式，其施工工艺均类同于其一般的正常工序施工。只是当其用于作为基坑支护结构后，由于其承受的主要是水平力为主，其施工技术要求与质量要求还是略有差别，这点是施工中应加以特别重视的。
1)护坡类支护施工
对采取放坡开挖的基坑工程，首先是要确定开挖放坡坡度及坡高，以确保基坑的稳定性与安全；其次要注意开挖时要注意对边坡不要扰动原状土，要预留150～300㎜厚的坑壁层采用人工修理边坡；再者是要对坡面进行保护处理，以防止渗水或风化碎石土的剥落。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、喷射混凝土护面以及浆砌片石等；然后是要注意对坡脚处的加固处理，常用的有在坡脚处堆砌草袋或土工织物砂土袋、砌筑砌石墙体以及土锚杆等加固方法。
2)喷锚支护与土钉墙支护施工
此类支护结构的施工除满足放坡开挖的要求之外，尚应注意的事项主要有：一是基坑开挖一定要按设计要求分段分层进行，严禁超深超长度开挖。二是上下层面板及锚杆（或土钉）的施工间隔应满足养护期要求。三是锚杆施工除应注意根据边坡土质条件、含水情况选用适当的成孔设备之外，成孔深度应超过设计长度的0.3～0.5m，对孔隙较大的杂填土、砂性土等不适宜预成孔的边坡，可选用打入式花管，形成注浆式锚杆。四是对面板设置有钢筋的喷射混凝土，应分二次进行喷射混凝土施工，并应确保喷射混凝土的强度及厚度满足设计和规范的要求。
3)灌注（桩）墙支护结构施工
无论是人工挖孔灌注（桩）墙，还是机械成孔灌注（桩墙的施工，均要注意采取间隔施工；桩位偏差、轴线和垂直轴线方面均不宜超过50㎜，垂直度偏差不宜大于0.5%；非均匀配筋的（桩）墙的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时，应保证钢筋笼的安放方面与设计方向一致；施工完成后在进行下层土方开挖之前，应采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不宜少于总桩数的10%，且不得少于5根。此外，还应注意对土方开挖后出露的桩间土的保护和排水的处理。
4)预制桩类支护结构施工
此类支护结构有预制混凝土桩和钢板桩。首先是要对运到现场的成品桩进行外观检验和材质检验，保证其符合相应的质量标准的要求。其次是要确定合理的沉桩施工顺序与施工工艺。钢板桩接长可采用剖口对焊或加鱼尾板焊接，相邻桩的焊缝宜间隔设置，错开1m以上；对混凝土预制桩则应是单节桩，不宜接长。
5)深层搅拌桩施工
深层搅拌桩施工可采用浆喷或粉喷，施工中应根据设计要求和地质条件选用合适的施工方法和施工机械、施工工艺，正式施工之前应先试施工以确定施工的各项技术参数。深层搅拌施工应满足设计的搭接要求，每一施工段应连续施工，相邻桩体的施工间隔时间不宜超过24hrs。施工开始和结束处的搭接应采取加强措施，设计要求插入型钢等材料时应在搅拌完成后及时插入。为了保证桩体的完整性和均匀性，应合理划分施工段，宜尽量减少段数，缩短施工段之间的间隔时间，若间隔时间过长，应采取补桩或其他加强措施。施工期间应对桩位、桩长、提升速度、水泥浆（粉）用量等作出如实记录。
6)高压喷射注浆施工
高压喷射注浆形式有旋喷、摆喷、定喷，可采用单管法、二重管法和三重管法。应根据不同的地质条件和技术要求选择机具设备、喷射参数和浆液配方，并应通过现场试喷确认后方可正式施工。高压喷射注浆孔应间隔施工，且应在注浆施工24hrs并初具强度后，再施工相邻的注浆孔，同时还要特别注意对标高的控制，施工过程中的安全防范措施也应给予充分的重视。
7)基坑土体的加固施工
基坑土体加固有坑内被动区土体加固和坑外主动区土体加固，常用的方法有注浆法、高压喷射注浆法以及深层搅拌法等。应严格按照现行《地基处理技术规范》（JGJ79）的要求进行施工。除进行应急抢险加固的项目外，基坑土体加固施工宜在围护结构施工完成后，基坑开挖前进行。在确定施工方案时，应充分评估其施工对地基土扰动及对相邻结构的不良影响并加强对环境影响的监测。

投稿会员：芳华