1、第一章 土方工程1.3 基坑工程1.3.1 土方邊坡及其穩(wěn)定土方邊坡及其穩(wěn)定1.3.2 土壁支護土壁支護1.3.3 降水降水1.3.4 基坑土方施工基坑土方施工 為保證基坑開挖的順利，在施工前需要進行基坑土壁為保證基坑開挖的順利，在施工前需要進行基坑土壁穩(wěn)定驗算或支護結構的設計與施工。穩(wěn)定驗算或支護結構的設計與施工。 1.3.1 土方邊坡及其穩(wěn)定土方邊坡及其穩(wěn)定 大型基坑放坡大型基坑放坡開挖，坡面噴混凝開挖，坡面噴混凝土保護土保護 管井井點降水管井井點降水 基坑放坡大開挖是一種最簡單的基坑施工方法，優(yōu)點是施基坑放坡大開挖是一種最簡單的基坑施工方法，優(yōu)點是施工速度快，相對措施費用不高；工速度快，

2、相對措施費用不高；放坡坡度的大小與地區(qū)土質有關。放坡坡度的大小與地區(qū)土質有關。缺點是缺點是周邊場周邊場地要空地要空曠曠，開，開挖和回挖和回填土方填土方量大。量大。（一）邊坡穩(wěn)定的條件T CT土體下滑力。土體下滑力。下滑土體的分力，下滑土體的分力，受坡上荷載、雨水、靜水壓力影響。受坡上荷載、雨水、靜水壓力影響。C土體抗剪力土體抗剪力。由土質決定，受。由土質決定，受氣候、含水量及動水壓力影響。氣候、含水量及動水壓力影響。 土體的穩(wěn)定條件是：土體的穩(wěn)定條件是：在土體的重力及外部荷載作用下所在土體的重力及外部荷載作用下所產(chǎn)生的產(chǎn)生的剪應力小于土體的抗剪強度。剪應力小于土體的抗剪強度。1.3.1 土方邊

3、坡及其穩(wěn)定土方邊坡及其穩(wěn)定臨時性挖方邊坡值臨時性挖方邊坡值注：如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但應計算復核。 開挖深度，對軟土不應超過4m，對硬土不應超過8m。 基坑邊坡護面方法示意圖基坑邊坡護面方法示意圖（d）土袋或砌石壓坡護面）土袋或砌石壓坡護面（c）鋼絲網(wǎng)混凝土或鋼筋混凝土護面）鋼絲網(wǎng)混凝土或鋼筋混凝土護面（a）薄膜或砂漿覆）薄膜或砂漿覆蓋蓋（b）掛網(wǎng)或掛網(wǎng)抹砂漿護面）掛網(wǎng)或掛網(wǎng)抹砂漿護面 輕型井點降水輕型井點降水 噴射混凝土坡面保護噴射混凝土坡面保護 坡面掛網(wǎng)噴射混凝土坡面掛網(wǎng)噴射混凝土 噴射混凝土攪拌噴射混凝土攪拌 空壓機空壓機1.3.2 土壁支護土壁支護當?shù)刭|條件和周圍環(huán)

4、境不允許放坡時使用當?shù)刭|條件和周圍環(huán)境不允許放坡時使用 基坑（槽）支護結構的基坑（槽）支護結構的主要作用主要作用：支撐土壁支撐土壁，此外，鋼，此外，鋼板樁、混凝土板樁及水泥土攪拌樁等圍擴結構還板樁、混凝土板樁及水泥土攪拌樁等圍擴結構還兼有兼有不同程不同程度的度的隔水作用隔水作用?；樱ú郏┲ёo結構基坑（槽）支護結構 根據(jù)受力狀態(tài)可分為：根據(jù)受力狀態(tài)可分為：橫撐式支撐橫撐式支撐板樁式支護結構板樁式支護結構重力式支護結構重力式支護結構懸臂式懸臂式支撐式支撐式（一）橫撐式（基槽支護）（ 2）垂直襯板式）垂直襯板式：深度不限：深度不限適用于：較窄且施工操作簡單適用于：較窄且施工操作簡單 的管溝、基槽的

5、管溝、基槽 承載力、變形及穩(wěn)定計算（略）。承載力、變形及穩(wěn)定計算（略）。 對較寬的溝槽對較寬的溝槽，采用橫撐式支撐，采用橫撐式支撐便不適應，此時的土壁支護可采用類便不適應，此時的土壁支護可采用類似于基坑的支護方法。似于基坑的支護方法。 （二）重力式支護結構基坑支護結構基坑支護結構一般根據(jù)地質條件，基坑開挖深度以及對周邊環(huán)境保一般根據(jù)地質條件，基坑開挖深度以及對周邊環(huán)境保護要求采取重力式水泥土墻、板式支護結構、土釘墻等形式。護要求采取重力式水泥土墻、板式支護結構、土釘墻等形式。 在支護結構設計中；在支護結構設計中；首先首先要考慮周邊環(huán)境的保護，要考慮周邊環(huán)境的保護，其次其次要滿足本工程要滿足本工

6、程地下結構施工的要求。地下結構施工的要求。再則再則應盡可能降低造價、便于施工。應盡可能降低造價、便于施工。 水泥土墻是通過攪拌樁機將水泥與土進行攪拌，形成柱狀的水泥加固土（攪拌樁），而構成重力式支護結構。 由水泥土攪拌樁搭接而形成水泥土墻。由水泥土攪拌樁搭接而形成水泥土墻。它既具有擋土作用，它既具有擋土作用，又兼有隔水作用。又兼有隔水作用。在軟土地區(qū)適用于在軟土地區(qū)適用于46m深的基坑，深的基坑，最大可達最大可達78m。 水泥土的強度可達0.81.2MPa，其滲透系數(shù)很小，一般不大于 cms。 重力式擋墻(水泥土攪拌樁)n深層攪拌樁深層攪拌樁 適用淤泥質土、地基承載力適用淤泥質土、地基承載力1

7、20KPa粘性土粘性土 挖深挖深8m海新世紀海新世紀水泥土攪拌樁支護應用n上海新世紀商廈8m深基坑采用水泥土攪拌樁支護技術n樁長19m，壩寬8.7m，插10m毛竹水泥土攪拌樁支護應用n南京市級機南京市級機關關33層住宅層住宅樓，地下室樓，地下室一層，一層，挖深挖深6m，采用水，采用水泥土攪拌樁泥土攪拌樁支護技術支護技術1、水泥土墻的設計（詳見教材）、水泥土墻的設計（詳見教材） 主要包括整體穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定、抗滑移穩(wěn)定、位移等，主要包括整體穩(wěn)定、抗傾覆穩(wěn)定、抗滑移穩(wěn)定、位移等，有時還應驗算抗?jié)B、墻體應力、地基強度等。有時還應驗算抗?jié)B、墻體應力、地基強度等。2、水泥土攪拌樁的施工、水泥土攪拌樁的施

8、工 A施工機械施工機械 深層攪拌樁機深層攪拌樁機的組成的組成 由深層攪拌機（主機）、機架及灰由深層攪拌機（主機）、機架及灰漿攪拌機、灰漿泵等配套機械組成如圖漿攪拌機、灰漿泵等配套機械組成如圖B施工工藝施工工藝 成樁工藝可采用成樁工藝可采用“一次噴漿、二次攪拌一次噴漿、二次攪拌”或或“二次噴漿、二次噴漿、三次攪拌三次攪拌”工藝工藝（三）板式支護結構 板式支護結構由兩大系統(tǒng)組成：板式支護結構由兩大系統(tǒng)組成： 擋墻系統(tǒng)和支撐（或擋墻系統(tǒng)和支撐（或拉錨）系統(tǒng)，拉錨）系統(tǒng)，懸臂式板樁支護結構則不設支撐（或拉錨）。懸臂式板樁支護結構則不設支撐（或拉錨）。 1、擋墻類型、擋墻類型（隔水能力不同）（隔水能力不

9、同）n（1 ） 鋼板樁（2）H型鋼樁（3）鉆孔灌注樁（4）人工挖孔樁（5）深層攪拌水泥土樁（6）旋噴樁適用軟土、淤泥土 2、支撐（或拉錨）類型（如圖）、支撐（或拉錨）類型（如圖）q1)懸臂式懸臂式基坑深度基坑深度55m；q2)斜撐式斜撐式基坑內有支設位置；基坑內有支設位置；q3)錨拉式錨拉式在滑坡面外設置錨樁；在滑坡面外設置錨樁；q4)錨桿式錨桿式地面上有障礙或基坑深度大地面上有障礙或基坑深度大;q5)水平支撐式水平支撐式土質較差或坑周圍地上、地下有障土質較差或坑周圍地上、地下有障礙，角部，礙，角部，（對撐、角撐、桁架支撐、圓形支撐、（對撐、角撐、桁架支撐、圓形支撐、拱形支撐）。拱形支撐）。H

10、5m(0.330.5)HH12mH30mH20m45o+/245o/2 （1） 鋼板樁鋼板樁(懸臂式）懸臂式）支護既擋土又止水，懸臂鋼板樁支支護既擋土又止水，懸臂鋼板樁支護結構的剛度小。鋼板樁拔樁時，易帶土造成鄰近房屋不均護結構的剛度小。鋼板樁拔樁時，易帶土造成鄰近房屋不均勻沉降。勻沉降。 鋼板樁支護鋼板樁支護 鋼板樁支護鋼板樁支護（2）水泥土內插）水泥土內插H型鋼型鋼 （+水平支撐式）水平支撐式） 基坑開挖深度在基坑開挖深度在6m左右，采用水泥土攪拌樁作為支護結構兼止水，插左右，采用水泥土攪拌樁作為支護結構兼止水，插入的入的H型鋼能增加樁的抗彎承載力，插入水泥土的型鋼能增加樁的抗彎承載力，插

11、入水泥土的H型鋼周邊涂減摩劑，可型鋼周邊涂減摩劑，可抽拔出重復使用。抽拔出重復使用。 插入水泥土的插入水泥土的H型鋼型鋼水泥土攪拌樁用于地下水豐富的江蘇、上海和浙江等地的水泥土攪拌樁用于地下水豐富的江蘇、上海和浙江等地的基坑工程施工中的基坑工程施工中的止水帷幕。止水帷幕。 鋼筋混凝土梁內支撐鋼筋混凝土梁內支撐的優(yōu)點是剛度大，經(jīng)濟性好，能有效控制基的優(yōu)點是剛度大，經(jīng)濟性好，能有效控制基坑變形；缺點是施工時間長（混凝土達到設計強度需時間），拆除不坑變形；缺點是施工時間長（混凝土達到設計強度需時間），拆除不便（鑿除或爆破）。便（鑿除或爆破）。 水泥土內插型鋼水泥土內插型鋼（ SMW工法）工法）支護結

12、構支護結構（2）水泥土內插）水泥土內插H型鋼型鋼 （+水平支撐式）水平支撐式）鉆孔灌注樁：n在基坑開挖施工前，沿基坑外圍成排施工鉆孔灌注樁，以形成排樁擋墻并在樁頂澆注鋼筋混凝土冠梁。冠梁人工挖孔樁 高層建筑基礎施工，土方開挖的深基坑支護采高層建筑基礎施工，土方開挖的深基坑支護采用用鉆孔灌注樁混凝土梁內撐鉆孔灌注樁混凝土梁內撐支護方案。支護方案。 鉆孔灌注樁支護鉆孔灌注樁支護 基坑第一道鋼筋基坑第一道鋼筋混凝土梁內撐混凝土梁內撐 第二道鋼內撐第二道鋼內撐 鋼管內支撐鋼管內支撐的優(yōu)點是施工速度快，裝拆方便；缺點是支撐的剛的優(yōu)點是施工速度快，裝拆方便；缺點是支撐的剛度略差，基坑支護結構易變形。多道鋼

13、內撐有助于控制支護結構變形。度略差，基坑支護結構易變形。多道鋼內撐有助于控制支護結構變形。 （3）鉆孔灌注樁）鉆孔灌注樁地鐵站施工，土方開挖的深基坑支地鐵站施工，土方開挖的深基坑支護采用鉆孔灌注樁鋼管內撐支護方案。護采用鉆孔灌注樁鋼管內撐支護方案。 鋼筋混凝土壓頂梁鋼筋混凝土壓頂梁 第一道鋼管內撐第一道鋼管內撐 鉆孔灌注樁排樁鉆孔灌注樁排樁 粉沙土粉沙土 型鋼腰梁型鋼腰梁n由于鉆孔灌注樁施工時，難以做到兩相鄰樁相切，鄰樁間隙為100200mm，故樁擋墻的擋水效果差。目前，常在灌注樁外圍施工深層攪拌水泥土樁或旋噴及擺噴樁，以形成防水帷幕防水帷幕。灌注樁承受邊坡側壓力，防水帷幕起止水作用，防水帷幕

14、（3）鉆孔灌注樁）鉆孔灌注樁+錨桿錨桿n土層錨桿土層錨桿是設置于鉆孔內、端部深入穩(wěn)定土層中的受是設置于鉆孔內、端部深入穩(wěn)定土層中的受拉桿體，錨桿桿體（鋼筋或鋼絞線）錨固于孔內注漿體中拉桿體，錨桿桿體（鋼筋或鋼絞線）錨固于孔內注漿體中并形成錨固段，通過桿體及錨固段將支護結構傳來的拉力并形成錨固段，通過桿體及錨固段將支護結構傳來的拉力傳遞到穩(wěn)定巖土層中。傳遞到穩(wěn)定巖土層中。泛利大廈擋土支泛利大廈擋土支護結構構造護結構構造冠梁冠梁槽鋼腰梁槽鋼腰梁護坡樁護坡樁錨桿拉筋錨桿拉筋錨桿護坡樁構造錨桿護坡樁構造槽鋼腰梁與錨桿錨頭構造槽鋼腰梁與錨桿錨頭構造現(xiàn)場灌注現(xiàn)場灌注護坡樁護坡樁造價低造價低遠洋大廈擋土支護

15、結構構造遠洋大廈擋土支護結構構造土釘墻土釘墻是由天然土體通過土釘墻就地是由天然土體通過土釘墻就地加固并與噴射砼面板相結合，形成一個加固并與噴射砼面板相結合，形成一個類似重力擋墻以此來抵抗墻后的土壓力；類似重力擋墻以此來抵抗墻后的土壓力；從而保持開挖面的穩(wěn)定，這個土擋墻稱從而保持開挖面的穩(wěn)定，這個土擋墻稱為土釘墻。為土釘墻。 組合型支護組合型支護 兩種以上的支護方法組合起來使用，兩種以上的支護方法組合起來使用，既能保證支護結構的安全又降低成本。既能保證支護結構的安全又降低成本。 如上部放坡，下部樁墻錨桿支護；如上部放坡，下部樁墻錨桿支護；錨桿與土釘組合錨桿與土釘組合；深攪樁與灌注樁排組；深攪樁與

16、灌注樁排組合；深攪樁中打入合；深攪樁中打入H鋼樁組合支護等。鋼樁組合支護等。 n土釘墻支護土釘墻支護n作用：作用：土釘與土體形成復合體，提高邊坡穩(wěn)定性和超載能力，增強土體破壞延性；n特點：特點：土體穩(wěn)定性好，位移小，施工簡便，費用低，對鄰近建筑物影響小。分層分段施工，階段不穩(wěn)定性。n適用于：適用于：地下水位以上的雜填土、粘性土、非松散砂土。邊坡坡度7090 。n工藝過程：工藝過程：挖土噴射混凝土打孔插筋、注漿鋪放、壓固鋼筋網(wǎng)噴射混凝土挖下層土n 土釘墻與工作面開挖土釘墻與工作面開挖n 用洛陽鏟人工開挖土釘孔用洛陽鏟人工開挖土釘孔n 土釘與鋼筋網(wǎng)連接土釘與鋼筋網(wǎng)連接n 噴射土釘墻混凝土噴射土釘墻

17、混凝土n地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻n作用：作用：防滲、擋土，地下室外墻的一部分；n適用于：適用于：坑深大，土質差，地下水位高；鄰近有建（構）筑物，采用逆作法施工。n工藝過程：工藝過程：作導槽鉆槽孔放鋼筋籠水下灌注混凝土基坑開挖與支撐。地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻 diaphragm地下連續(xù)墻支護技術n上?；春Ｖ新诽幍南愀蹚V場深基坑支護n基坑挖深13.85m圍護墻采用厚800mm的地下連續(xù)墻，預應力鋼內撐n采用“盆式”開挖，先撐后挖地下連續(xù)墻加鋼內撐n浦東開發(fā)區(qū)世界廣場16m深基坑支護n1m厚地下連續(xù)墻支護，盧深堡產(chǎn)H型鋼內撐，66m網(wǎng)格3、板樁計算、板樁計算3、板樁計算（、板樁計算（詳見教材以及詳見教材以及

18、高層建筑施工高層建筑施工）4、樁板墻的施工、樁板墻的施工依據(jù)擋墻的形式選擇相應的施工方法依據(jù)擋墻的形式選擇相應的施工方法 以鋼板以鋼板樁為例，樁為例，通常有三通常有三種打樁方種打樁方法：法： n 地下工程施工結束后，鋼板樁一般都要拔出，以便重復使用。鋼板樁的拔除要正確選擇拔除方法與拔除順序，由于板樁拔出時帶土，往往會引起土體變形，對周圍環(huán)境造成危害。必要時還應采取注漿填充等方法。4、樁板墻的施工、樁板墻的施工 基坑支護工程具有以下特點。 基坑支護結構大多為臨時性結構(個別情況下支護結構也可同時兼作地下室結構的組成部分，成為永久性結構)，其作用僅是在基坑開挖和地下結構施工期間，保證基坑周邊既有建

19、筑物、道路、地下管線等環(huán)境的安全和本土程地下結構施工的順利進行，有效使用期一般在一年左右。作為臨時性結構，它的重要性容易被忽視，安全隱患較大，應引起重視。 基坑支護技術是巖土力學問題與結構力學問題的結合，且受水文、地質、施工技術和方法等因素的影響很大，因此，對從事基坑支護工程人員的綜合業(yè)務知識水平要求較高。 基坑支護工程受場區(qū)地質情況、周邊建筑和地下設施的影響很大，而往往這些情況在支護結構設計施工和基坑開挖前無法準確查明，給基坑支護結構方案制定和設計施工帶來了很大難度。 引起基坑事故的原因主要有以下幾個方面： (1)采用懸臂樁忽視變形控制，或設計有內支撐但施工未加上，導致變形過大，引起周圍建筑物開裂。 (2)側壁未封閉或雖已封閉但帷幕失效，或錨桿深入承壓含水層而未采取妥善措施，導致坑壁或沿錨孔漏水淅土引起建筑物開裂破壞，道路變形。 (3)坑底封閉不嚴，管涌承壓水上涌造成的破壞。 (4)深厚淤泥中土方開挖失控，致使工程樁嚴重傾斜偏位，護坡樁基失效。 (5)支護設計忽略整體穩(wěn)定分析，導致邊坡滑移，工程樁受擠壓偏位。 (6)受水浸潤，土體強度大幅下降，土壓力增大，支護樁承載力不足時效。 據(jù)不完全統(tǒng)計，在已發(fā)生的基坑工程事故中，因設計不