1、 目 錄一、基坑支護的幾種常用方式及其適用條件二、各種常用基坑支護的施工工藝三、根據不同的地質條件及現狀選擇基坑支護的方法四、土方開挖施工方法 五、土方回填施工方法六、基坑的維護及監測劃劃一、基坑支護的幾種常用方式及其適用條件 1、土釘墻:適用條件 基坑側壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地;基坑深度不宜大于12m;當地下水位高于基坑底面時,應采取降水或截水措施。2、水泥土墻:適用條件 基坑側壁安全等級宜為二、三級;水泥土樁施工范圍內地基土承載力不宜大于150kpa;水泥土墻較適用于軟土地區,如淤泥質土、含水量較高的黏土、粉質 黏土、粉質土等,深度不宜超過6m;對于非軟土基坑挖深可達10m,最深
2、可達18m。劃劃 3、排樁或地下連續墻:適用條件 適用于基坑側壁安全等級一、二、三級;懸臂式結構在軟土場地中不宜大于5m;當地下水位高于基坑底面時,宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續墻。4、逆作拱墻,適用條件:基坑側壁安全等級宜為二、三級;淤泥和淤泥質土場地不宜采用;拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/8;基坑深度不宜大于12m;地下水位高于基坑底面時,應采取降水或截水措施。劃劃 5、放坡:適用條件 基坑側壁安全等級宜為三級;施工場地應滿足放坡條件;可獨立或與上述其他方式結合使用;當地下水位高于坡腳時,應采取降水措施。注意:實際施工中,上述幾種方案有時混合使用。劃劃二、各種常用基坑支護的施工工藝(一
3、)、土釘墻施工工藝:1、土釘材料類型:鋼筋土釘、鋼管土釘、鋼絞線土釘 2、土釘墻施工工藝流程:土釘墻施工在基坑放線開挖后進行修坡、成孔、注漿、噴砼的配套循環施工工藝,工藝流程見下圖:工程定位土方測量放線土方開挖清理坡面定位成孔土釘鋼筋 制安灌漿掛鋼筋網焊接連接鋼筋干配混凝土料噴射砼面層坡面 養護開挖下一層 3、主要技術措施 3.1邊坡修整:采用人工清理,為確保噴射砼面層的平整,此工序必須掛線定位。對于土層含水量較大的邊坡,可在支護面層背部插入長度為400600mm,直徑不小于40mm的水平排水管包濾網,其外端伸出支護面層,間距為2m,以便將噴混凝土面層后的積水排走。劃劃 3.2土釘定位:孔徑7
4、0120mm,孔深不小于設計要求,入射角度520在坡頂部確定水平控制線及豎向控制線,按線測放釘孔位。3.3成孔:土質好的可采用洛陽鏟成孔;對易塌孔的松散或稍密的砂土、粉土、填土或以縮徑的軟土宜采用打入式鋼管土釘;對洛陽鏟成孔或鋼管打入困難的土層,宜采用機械成孔的鋼筋土釘。3.4土釘制安:3.4.1鋼筋土釘:鋼筋連接一般采用雙面搭接焊,焊縫長度為5d,焊縫飽滿,鋼筋同心。鋼筋下料長度100mm。鋼筋距頭尾1000mm及內間距1500mm應設置“U”形鋼筋保護層支架,鋼筋支架長8-9cm且鋼筋方向一致。鋼筋安裝:鋼筋推送至孔底后應及時注漿;在砂層中應連同注漿導管一同下至孔。3.4.2鋼管土釘:土釘
5、采用482.75焊接鋼管,打入法施工(若打入困難時,可預鉆孔后再安裝土釘錨桿),土釘鋼管四周開直徑為515mm的注漿孔,同一截面上布置2個注漿孔,注漿孔間距500mm,呈梅花狀布置,土釘靠坑內一側1/3劃劃土釘長度范圍內可不設注漿孔,制作成后,底部封口備用。土釘錨固采用212的螺紋鋼作為聯系筋,在鋼筋網編制完成后,將土釘錨桿聯系在一起,管頭用井字襯墊將聯系筋和錨管壓緊在鋼筋網上,焊緊固定。3.5注漿:土釘安裝后應立即進行注漿,注漿水泥采用P.S.a32.5水泥,水灰比0.4-0.5,殊情況宜摻入早強劑、減水劑等外加劑,攪拌時間不小于1分鐘,過濾后注入注漿池。注漿:土層采用自流注漿工藝,漿液自孔
6、頂靠重力注滿釘孔;砂層采用下導管注漿工藝。注漿間隔10-30分鐘補漿1-2次,保證釘孔注滿。注漿中檢查鋼筋位置,并做好固定。3.6掛鋼筋網:按設計要求綁扎雙向鋼筋網,配筋按照設計要求,相鄰鋼筋接頭錯開500mm,搭接不小于300mm。鋼筋網編制完成,鋼筋網片、聯系筋、土釘、井字架之間用電焊聯接。鋼筋網保護層不應小于3cm,并不得直接與土體接觸。劃劃 3.7噴射砼面層:噴射砼面層作業應按錨桿噴射混凝土支護技術規范(GBJ8685)要求執行。噴射砼順序可根據地層情況“先錨后噴”,土質條件不好時采取“先噴后錨”,噴射作業時,空壓機風量不宜小于9m3/min,氣壓0.20.5MPa,噴頭水壓不應小于0
7、.15Mpa,通過外加速凝劑控制砼初凝和終凝時間在510min,噴射厚度以設計為準,一般不小于50mm。3.8壓頂施工:基坑周邊頂部壓頂施工采用人工澆注砼或噴射砼施工,厚度80100mm,配筋采用6.0250雙向編排,水泥為32.5級普硅水泥。壓頂范圍內的場地在開挖時,應盡量清理平整。內配鋼筋網片必須有23cm的保護層,即網片應比地坪高出23cm,鋼筋的搭接長度不小于10cm。鋼筋網編制完成,開始混凝土施工。壓頂施工應在第一層土釘墻施工完成后進行,也可與土釘墻施工同步進行。劃劃 3.8特殊情況應急處理:3.8.1、邊坡局部涌水的處理:迅速用止水材料縮小范圍,埋管引流,注漿封堵。3.8.2、位移
8、、沉降過大的處理:在位移沉降過大區域根據產生的原因或加大加密土釘,或加大注漿量。3.8.3、坑底局部管涌、突涌的處理:如因特殊情況出現突涌,應立即用粘土或水泥封漿,在最短的時間內制止突涌的發展。3.8.4、遇有天雨,必須作好基坑內的明排水,避免明水對邊壁的浸泡。且每次開挖嚴禁不顧實際情況超挖。同時應做好基坑外的明排水,防止基坑外的水流進基坑內。地面的排水溝布置應盡量避免靠近基坑邊。3.8.5、基坑開挖到底后,開挖的排水溝應盡量避免緊貼基坑邊壁。3.8.6、如開挖過程中,基坑內突涌、流沙現象的產生,必須進行基坑二級井點降水。并加強監測,注意土體的變化。3.8.7、如因開超挖多挖出現局部坍塌,應迅
9、速回填,待穩定后再慢慢開挖并采用相應的處理措施,如位移較大,應在距離基坑邊相對較遠的地方(大于等于基坑深度)打入豎向的錨桿土釘,拉錨焊接、注漿錨固。3.8.8、坑壁滲水、流水的處理:坑壁滲水、流水是由于水壓力太大,可用導管引流集中流出,或事先設置導流管,遇大雨時將其打開,當導流管的水無壓力時再將導管封堵。劃劃(二)、水泥土墻施工工藝:1、水泥土墻的工藝原理及特點:水泥土墻是利用水泥材料為固化劑,采用特殊的拌合機械(如深層攪拌和高壓旋噴機)在地基深處就地將原狀土和固化劑強制拌合,經過一系列的物理化學反應,形成具有一定強度、整體性和水穩定性的加固土圓柱體,將其相互搭接,連續成樁形成具有一定強度和整
10、體結構的水泥土墻,用以保證基坑邊坡的穩定。機理:由于材料強度較低,主要靠墻體自重平衡墻后土壓力,屬于重力式擋土支護。2、水泥土墻的優缺點:2.1優點:施工時振動小,對周圍土無側向擠壓,對周邊影響小;水泥土墻采用自力式,無須支撐,開挖方便;水泥土加固體滲透系數小,有良好的隔水性能;劃劃 充分利用原狀土,節約材料;水泥土墻工程造價低,當基坑挖深不大時,其經濟效益更為顯著。2.2缺點:水泥土墻體的材料強度比較低,不適于支撐作用,位移量較大;墻體材料強度受施工因素影響,墻體質量離散性較大。劃劃 3、水泥土墻構造 根據土質情況,基坑開挖深度及已往的經驗,墻高L=(1.82.2)H,墻寬B=(0.70.9
11、5)H,H為基坑開挖深度。為了充分利用水泥土樁組成寬厚的重力式擋墻,常將水泥土墻布置成格柵式。為保證墻體的整體性,特規定了各種土類的置換率,即水泥土面積與水泥土墻擋土結構面積的比值。淤泥呈軟流塑狀,土的指標比較差,不宜小于0.8;淤泥質土次之,置換率不宜小于0.7;其他土質如黏土、砂土置換率不宜小于0.6。計算面積時以樁中心計算面積。同時,為了保證格柵的空腔不至于過于稀疏,規定格柵的格子長寬比不宜大于2。水泥土墻的平面類型見圖一圖一。為增強墻體的整體性,在墻頂澆筑厚度不小于150mm的混凝土壓頂。一般在壓頂內配8150mm的雙向鋼筋網。同時,在每根樁的樁頂預留一根直徑為10mm的插筋插入壓頂。
12、墻體的厚度及嵌入深度應根據工程地質條件由計算確定。當基坑開挖深度小于5m時,一般可按經驗選取墻厚等于(0.60.8)H,在開挖面以下嵌入深度為(0.81.2)H,H為基坑開挖深度。當墻體變形不能滿足要求時,宜采用基坑土體加固或水泥土墻頂插筋加混凝土面板等措施。圖一:圖一:水泥土墻的平面類型:劃劃根據使用要求和受力特性,攪拌樁的水泥土墻擋土結構的斷面型式如圖二圖二。圖二 水泥土擋墻支護結構斷面形式劃劃 4、水泥土墻施工 4.1深層攪拌法施工(1)定義:通過專用機械鉆頭切削攪拌土體,攪拌過程中通過壓漿泵噴射水泥漿與原狀土拌和,形成柔性樁體。劃劃(2)深層攪拌法施工機具 a、深層攪拌機 它是深層攪拌
13、水泥土樁施工的主要機械。目前應用的有中心管噴漿方式和葉片噴漿方式兩類。前者的輸漿方式中的水泥漿是從兩根攪拌軸之間的另一根管子輸出,不影響攪拌均勻度,可適用于多種固化劑;后者是使水泥漿從葉片上若干個小孔噴出,使水泥漿與土體混合較均勻,適用于大直徑葉片和連續攪拌,但因噴漿孔小易被堵塞,它只能使用純水泥漿而不能采用其他固化劑。b、配套機械 主要包括灰漿攪拌機、集料斗、灰漿泵。深層攪拌樁機常用的機架有三種形式:塔架式、桅桿式及履帶式,前兩種構造簡便、易于加工,在我國應用較多,但其搭設及行走較困難。履帶式的機械化程度高,塔架高度大,鉆進深度大,但機械費用較高。圖三圖三所示的為塔架式機架。劃劃圖三圖三 深
14、層攪拌樁機機組1主機;2機架;3灰漿拌制機;4集料斗;5灰漿泵;6貯水池;7冷卻水泵;8道軌;9導向管;10電纜;11輸漿管;12水管劃劃(3)工藝流程 鉆機就位鉆機下沉,邊攪拌邊噴射水泥漿提升,邊攪拌邊噴射水泥漿重復上下攪拌成樁(4)注意事項:下沉、提升速度;噴漿量;搭接寬度;樁端部位質量。a)定位;b)預埋下沉;c)提升噴漿攪拌;d)重復下沉攪拌;e)重復提升攪拌;f)成樁結束 “一次噴漿、二次攪拌”施工流程劃劃 劃劃 劃劃4.2高壓旋噴法施工(1)定義 高壓旋噴技術(也即高壓噴射注漿法)是利用專用旋噴設備將注入劑(通常是水泥漿)形成高壓噴射流,借助高壓噴射流的切削,使土體和硬化劑混合,形
15、成加固體。(2)工藝流程劃劃劃劃4.3 SMW工法施工劃劃劃劃劃劃劃劃 5、水泥土樁質量要求 水泥土攪拌樁施工中應注意水泥漿配合比及攪拌制度、水泥漿噴射速率與提升速度的關系及每根樁的水泥漿噴注量,以保證注漿的均勻性與樁身強度。施工中還應注意控制樁的垂直度以及樁的搭接等,以保證水泥土墻的整體性與抗滲性。6、提高水泥土樁擋墻支護能力的措施 深層攪拌水泥土樁擋墻屬重力式支護結構,主要由抗傾覆、抗滑移和抗剪強度控制截面和入土深度。目前這種支護的體積都較大,為此可采取下列措施,通過精心設計來提高其支護能力:(1)卸荷:如條件允許可將基坑頂部的土挖去一部分,以減小主動土壓力。(2)加筋:可在新攪拌的水泥土
16、樁內壓入竹筋等,有助于提高其穩定性。但加筋與水泥土的共同作用問題有待研究。(3)起拱:將水泥土樁擋墻做成拱形,在拱腳處設鉆孔灌注樁,可大大提高支護能力,減小擋墻的截面。對于邊長大的基坑,于邊長中部適當起拱以減少變形。目前這種形式的水泥土樁擋墻已在工程中應用。(4)擋墻變厚度:對于矩形基坑,由于邊角效應,在角部的土體變形會有所減小。為此于角部可將水泥土樁擋墻的厚度適當減薄,以節約投資。(三)、排樁或地下連續墻施工工藝:1、定義:1.1 排樁是以某種樁型按隊列式布置組成的基坑支護結構。最常用的樁型是鋼筋混凝土鉆孔灌注樁、挖孔樁、沉管灌注樁、預應力管樁、此外還有工字鋼樁或H型鋼樁等鋼板樁。1.2 地
17、下連續墻:利用各種挖槽機械,借助于泥漿的護壁作用,在地下挖出窄而深的溝槽,并在其內澆注適當的材料而形成一道具有防滲(水)、擋土和承重功能的連續的地下墻體。2、特點:2.1地下連續墻優點:施工時振動小、噪聲低;墻體剛度大;防滲性能好;可以貼近原有建筑物施工;可以逆作法施工;適用于多種地基條件;可用作剛性基礎;占地少。2.1地下連續墻缺點:在一些特殊的地質條件下,施工難度很大;如果施工方法不當或地質條件特殊,可能出現相鄰墻段不能對齊和漏水的問題;地下連續墻如果用作臨時的擋土結構,比其他所用的費用要高些;在城市施工時,廢泥漿的處理比較麻煩。2.3排樁優點:由于其對各種地質條件的適應性、施工簡單易操作
18、且設備投入一般不是很大,在我國排樁式支護是應用較多的一種。排樁通常多用于坑深715m的基坑工程,做成排樁擋墻,頂部澆筑砼圈梁,它具有剛度較大、抗彎能力強、變形相對較小,施工時無振動、噪音小,無擠土現象,對周圍環境影響小等特點。當工程樁也為灌注樁時,可以同步施工,從而有利于施工組織、工期短。當開挖影響深度內地下水位高且存在強透水層時,需采用隔水措施或降水措施。當開挖深度較大或對邊坡變形要求嚴格時,需結合錨拉系統或支撐系統使用。3、適用范圍:3.1排樁包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁及鉆孔灌注樁、人工挖孔樁等,其支護形式包括:柱列式排樁支護:當邊坡土質較好、地下水位較低時,可利用土拱作用,以稀疏的鉆孔灌
19、注樁或挖孔樁作為支護結構;連續排樁支護:在軟土中常不能形成土拱,支護樁應連續密排,并在樁間做樹根樁或注漿防水;也可以采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁密排。組合式排樁支護:在地下水位較高的軟土地區,可采用鉆孔灌注樁排樁與水泥攪拌樁防滲墻組合的形式。對于開挖深度小于6米的基坑,在無法采用重力式深層攪拌樁的情況下,可采用600mm密排鉆孔樁,樁后用樹根樁防護,也可采用打入預制混凝土板樁或鋼板樁,板樁后注漿或加攪拌樁防滲,頂部設圈梁和支撐;對于開挖深度為610米的基坑,常采用8001000mm的鉆孔樁,后面加深層攪拌樁或注漿防水,并設置23道支撐;對于開挖深度大于10米的基坑,可采用地下連續墻加支撐的方法,
20、也可采用8001000mm大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水,設置多道支撐。3.2地下連續墻對土壤的適應范圍很廣,在軟弱的沖積層、中硬地層、密實的砂礫層以及巖石的地基中都可施工。初期用于壩體防滲,水庫地下截流,后發展為擋土墻、地下結構的一部分或全部。房屋的深層地下室、地下停車場、地下街、地下鐵道、地下倉庫、礦井等均可應用。4、施工工藝:4.1地下連續墻施工工藝:4.1.1導墻施工:導墻通常為就地灌注的鋼筋混凝土結構。主要作用是:保證地下連續墻設計的幾何尺寸和形狀;容蓄部分泥漿,保證成槽施工時液面穩定;承受挖槽機械的荷載,保護槽口土壁不破壞,擋土并作為安裝鋼筋骨架的基準。兩導墻間距應比地下連續墻設計厚
21、度加寬30-50,其允許偏差+10。導墻深度一般為1.21.5米。墻頂高出地面1015厘米,以防地表水流入而影響泥漿質量。導墻底不能設在松散的土層或地下水位波動的部位。導墻的形狀:常用形狀有倒“L”形或“【”形,兩側墻凈距中心線與地下連續墻中心線重合。每個槽段內的導墻應設一個以上的溢漿孔。現澆鋼筋混凝土導墻拆模后,應立即在兩片導墻間加支撐,其水平間距為2-2.5米。導導 墻墻 開開 挖挖導導 墻墻 支支 模模導導 墻墻 澆澆 筑筑 成成 型型 4.1.2挖槽施工:目前國內使用成槽的專用機械有:旋轉切削多頭鉆、導板抓斗、沖擊鉆等。施工時應視地質條件和筑墻深度選用。一般土質較軟,深度在15米左右時
22、,可選用普通導板抓斗;對密實的砂層或含礫土層可選用多頭鉆或加重型液壓導板抓斗;在含有大顆粒卵礫石或巖基中成槽,以選用沖擊鉆為宜。同時要考慮設備能力、施工環境、水文地質、地連墻的結構尺寸及質量要求等。槽寬取決于設計,一般為600、800、1000等;槽段長度應根據設計要求、土層性質、地下水情況、鋼筋籠的輕重大小、設備起吊能力、混凝土供應能力等條件確定,一般槽段長度為3-7米。挖槽過程中,應始終保持充滿泥漿。泥漿的使用方式,應根據挖槽方式的不同而定。使用抓斗挖槽時,應采用泥漿靜止的方式。使用鉆頭或切削刀具挖槽時,應采用泥漿循環方式。槽內泥漿面必須高于地下水位1米以上,且不低于導墻頂面0.5米。成槽
23、后需靜置4小時,并使槽內泥漿比重小于1.3。抓抓 斗斗 挖挖 槽槽 設設 備備 多多 鉆鉆 頭頭 成成 槽槽 機機 導導桿桿液液壓壓抓抓斗斗挖挖槽槽機機 4.1.3泥漿護壁施工:泥漿對槽壁施加壓力以保護挖成的深槽形狀不變,在灌注混凝土時再把泥漿置換出來。泥漿材料通常由膨潤土、水、化學處理劑和一些惰性物質組成。泥漿的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮,從而使泥漿的靜水壓力有效地作用在槽壁上,防止地下水的滲水和槽壁的剝落,保持壁面的穩定,同時泥漿還有懸浮土渣和將土渣攜帶出地面的功能。另外泥漿還可以起到潤滑鉆頭的作用。在砂礫層中成槽必要時可采用木屑、蛭石等擠塞劑防止漏漿。泥漿使用方法分靜止式和循環式兩種
24、。泥漿在循環式使用時,應用振動篩、旋流器等凈化裝置。在指標惡化后要考慮采用化學方法處理或廢棄舊漿,換用新漿。場地要求:應設置足夠施工使用的泥漿配置、循環和凈化系統場地。泥漿池應加設防雨棚。現場應有足夠的泥漿儲備量,以滿足成槽、清槽需要以及失漿時應急需要。新泥漿配制需嚴格按照配合比,各項指標經檢驗合格后,靜置24小時以后放可投入使用。置換后的泥漿進行測試,不合格的廢漿外運丟棄,技術指標符合質量的循環使用。泥泥 漿漿 池池 泥漿配置、管理性能指標泥漿配置、管理性能指標序號 項目新拌泥漿循環泥漿試驗方法1比重1.04-1.11.15比重計2粘度20-24s25s500ml/700ml漏斗3失水量10
25、ml/30min30ml/30min失水量儀4泥皮厚度1mm2.5mm失水量儀5穩定性100%-500ml量筒6PH值8-98-14PH試紙 4.1.4清底換漿及接頭處理:清底換漿作業可以在挖槽結束后立即進行,也可在灌注混凝土之前進行。主要工作是清除槽底沉渣,測定槽內泥漿指標和沉渣厚度,只至符合設計規范要求。清底換漿應注意保持槽內始終充滿泥漿,以維持槽壁的穩定。地下連續墻的接頭施工質量直接關系到其受力性能和抗滲能力,應在結構設計和施工中高度重視。施工接頭應能承受混凝土的側壓力,傾斜度應不大于0.4%,并采取有效措施防止混凝土繞過接頭管外流。施工接頭可用鋼管、鋼板、型鋼、預制混凝土、化學纖維、氣
26、囊、橡膠等材料制成,其結構應便于施工。4.1.5鋼筋籠的制作與安裝 地下連續墻的鋼筋籠根據地下連續墻的配筋圖和單元槽段的劃分來制作,最好按單元槽段做成一個整體。如果地下連續墻很深或受起重設備能力限制,需分段制作在吊裝時再連接,鋼筋接頭連接可用電焊接頭或套筒接頭等。鋼筋籠應具有必要的剛度,在吊放鋼筋籠時,應對準槽段中心,并注意不要碰傷槽壁壁面,不能強行插入鋼筋籠,以免鋼筋籠變形或槽壁坍塌。為確保混凝土保護層厚度,可用鋼筋或鋼板定位墊塊或混凝土墊塊焊接在鋼筋籠上,在每個槽段前后兩個面應各設兩塊以上,其豎向間距約5米。鋼鋼筋筋籠籠保保護護墊墊塊塊 鋼鋼筋筋籠籠吊吊點點設設置置 鋼鋼筋筋籠籠吊吊裝裝
27、4.1.6水下澆筑砼 地下連續墻的混凝土是在護壁泥漿下灌注,須按水下混凝土的方法配置和灌注。因此采用導管法按水下混凝土灌注法進行,但在用導管開始灌注混凝土前為防止泥漿混入混凝土,可在導管內吊放一管塞,依靠灌入的混凝土壓力將管內泥漿擠出。混凝土要連續灌注并測量混凝土灌注量及上升高度。所溢出的泥漿送回泥漿沉淀池。混凝土初凝后即應上下活動接頭管,每10-15分鐘活動一次,混凝土澆筑3.5-4小時開始抽拔接頭管,在混凝土終凝時(7-8小時)全部拔出。水泥宜采用普通硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥,并根據需要摻加外加劑。導管使用前應水密性實驗,試壓壓力一般為0.6-1.0MPa。澆注過程中,導管下口始終埋在混
28、凝土內1.5米以上。宜盡量加快混凝土的澆筑速度,一般混凝土面上升速度不宜小于2m/h.接接頭頭管管(鎖鎖口口管管)砼砼 澆澆 筑筑 提提 接接 頭頭 管管 4.1.7地下連續墻的構造要求(1)墻體混凝土的強度等級不應低于C20。(2)受力鋼筋應采用級鋼筋,直徑不宜小于20mm。構造鋼筋可采用級或級鋼筋,直徑不宜小于14mm。豎向鋼筋的凈距不宜小于75mm。構造鋼筋的間距不應大于300mm。單元槽段的鋼筋籠宜裝配成一個整體;必須分段時,宜采用焊接或機械連接,應在結構內力較小處布置接頭位置,接頭應相互錯開。(3)鋼筋的保護層厚度,對臨時性支護結構不宜小于50mm,對永久性支護結構不宜小于70mm.
29、(4)豎向受力鋼筋應有一半以上通長配置。(5)當地下連續墻與主體結構連接時,預埋在墻內的受力鋼筋。連接螺栓或連接鋼板,均應滿足受力計算要求。錨固長度滿足現行CB50010要求。預埋鋼筋采用級鋼筋,直徑不宜大于20mm。(6)地下連續墻頂部應設置鋼筋混凝土圈梁,梁寬不宜小于墻厚尺寸;梁高不宜小于500mm,總配筋率不應小于0.4%,墻的豎向主筋應錨入梁內。(7)地下連續墻墻體混凝土的抗擊滲等級不得小于0.6MPa,二層以上地下室不宜小于0.8MPa,當墻段之間的接縫不設止水帶時,應選用鎖口圓弧型,槽型或V型等可靠的防滲止水接頭,接頭面應嚴格清刷,不得存有夾泥或沉渣。4.2排樁施工工藝:排樁種類繁
30、多,但相同類型樁體(現澆、預制)施工工藝大同小異,而現澆灌注樁與地下連續墻施工工藝也類同,因此下面只針對預制樁體中的鋼板樁施工工藝進行闡述。4.2.1鋼板樁施工工藝:平整場地 測量放線 導架安裝 鋼板樁打設 基礎施工 鋼板樁拔除 4.2.2 施工細節 (1)樁在打入前應將樁尖處的凹槽口封閉,避免泥土擠入,鎖口應涂以黃油或其它油脂。對于年久失修,鎖口變形,銹蝕嚴重的鋼板樁,應進行整修矯正,彎曲變形的樁,可用油壓千斤頂頂壓或火烘等方法進行矯正。(2)打樁流水段的劃分。(3)在打樁過程中為保證鋼板樁的垂直度可用兩臺經緯儀在兩個方向加以控制。(4)開始打設的一、二塊鋼板樁的位置和方向應確保精確,以便起
31、到導向樣板作用,故每打入1m應測量一次,打至預定深度后立即用鋼筋或鋼板與圍檁支架電焊作臨時固定。4.2.3檢驗與矯正檢驗與矯正 用于基坑支護的鋼板樁,進行外觀表面缺陷、長度、寬度、厚度、高度、端頭矩形比、平直度和鎖口形狀等檢驗、對樁上影響核打設的焊接件割除(有割孔、斷面缺損應補強)。有嚴重銹蝕,量測斷面實際厚度,予以折減。矯正方法有:(1)表面缺陷矯正 先清洗缺陷附近表面的銹蝕和油污,然后用焊接修補方法補平,再用砂輪磨平。(2)端部矩形比矯正 用氧乙炔切割樁端,使其與軸線保持垂直,然后再用砂輪對切割面進行磨平修復。當修整量不大時,直接用砂輪進行修理。(3)樁體撓曲矯正 腹向彎曲矯正,是將鋼板樁
32、彎曲段的兩端固定在支承點上,用設在龍門式頂梁架上的千斤頂在鋼板樁凸處進行冷彎矯正;側向彎曲矯正在專門的矯正平臺上,將鋼板樁彎曲段兩端固定在矯正平臺支座上,在鋼板樁彎曲段側面矯正平臺上間隔一定距離設置千斤頂,用千斤頂頂壓鋼板樁凸處進行冷彎矯正。(4)樁體扭曲矯正 視扭曲情況,可采用(3)中的方法矯正。(5)樁體截面局部變形矯正 局部變形處用千斤頂頂壓、大錘敲擊與氧乙炔焰熱烘結合方法進行矯正。(6)鎖口變形矯正 用標準鋼板樁作為鎖口整形胎具,采用慢速卷揚機牽拉調整處理或用氧乙炔焰熱烘和大錘敲擊胎具推進方法進行調直處理。4.2.4鋼板樁吊運及堆放 裝卸鋼板樁宜采用兩點吊。吊運時,每次起吊的鋼板樁根數
33、不宜過多,并應注意保護鎖口免受損傷。吊運方式有成捆起吊和單根起吊。成捆起吊通常采用鋼索捆扎,而單根吊運常用專用的吊具。鋼板樁應堆放在平坦而堅固的場地上,必要時對場地地基土進行壓實處理。在堆放時要注意:堆放的順序、位置、方向和平面布置等應考慮到以后的施工方便。鋼板樁要按型號、規格、長度、施工部位分別堆放,并在堆放處設置標牌說明。鋼板樁應分層堆放,每層堆放數量一般不超過5根,各層間要墊枕木,墊木間距一般為34m,且上、下層墊木應在同一垂直線上,堆放的總高度不宜超過2m。4.2.4導架安裝 為保證沉樁軸線位置的正確和樁的豎直,控制樁的打入精度,防止板樁的屈曲變形和提高樁的貫入能力,需設置一定剛度的堅
34、固導架。導架通常由導梁和圍檁樁等組成,在平面上有單面和雙面之分,在高度上有單層和雙層之分。一般常用的單層雙面導架,圍檁樁的間距一般為2.5m3.5m,雙面圍檁之間的間距一般比板樁墻厚度大8mm15mm。打樁時導架的位置不應與鋼板樁相碰,圍檁樁不應隨著鋼板樁的打設而下沉或變形,導架的高度要適宜,應有利于控制鋼板樁的施工高度和提高工效。需用經緯儀和水準儀控制導架的位置和標高。4.2.5沉樁機械的選擇 打設鋼板樁分為沖擊打入法和振動打入法。沖擊打入法采用落錘、汽錘和柴油錘。為使樁錘的沖擊能均勻分布在板樁斷面上,保護樁頂免受損壞,在樁錘和鋼板樁間應設樁帽。振動打入法采用振動錘,既可以用來打設鋼板樁,又
35、可用于拔樁。目前多采用振動打入法。4.2.6鋼板樁焊接 由于鋼板樁的長度是定長的,因此在施工中常需焊接。為了保證鋼板樁自身強度,接樁位置不可在同一平面上,必須采用相隔一根上下顛倒的接樁方法。4.2.7鋼板樁的打設 1)鋼板樁的打設方式可根據板樁與板樁之間的鎖扣方式,或選擇大鎖扣扣打施工法及小鎖扣扣打施工法。大鎖扣扣打施工法是從板樁墻的一角開始,逐塊打設,每塊之間的鎖扣并沒有扣死。大鎖扣扣打施工法打設簡便迅速,但板樁有一定的傾斜度、不止水、整體性較差、鋼板樁用量較大,僅適用于強度較好透水性差、對圍護系統要求精度低的工程;小鎖扣扣打施工法也是從板樁墻的一角開始,逐塊打設,且每塊之間的鎖扣要求鎖好。
36、能保證施工質量,止水較好、支護效果較佳,鋼板樁用量亦較少,但打設速度較緩慢。2)鋼板樁的打設方法還可分為單獨打入法和屏風式打人法兩種。單獨打入法是從板樁墻的一角開始,逐塊打設,直到工程結束。這種打人方法簡便迅速不需輔助支架,但易使板樁向一側傾斜。誤差積累后不易糾正。適用于要求不高,板樁長度較小的情況。屏風式打入法是將1020根鋼板樁成排插入導架內,呈屏風狀,然后再分批施打。這打入方法可減少誤差積累和傾斜,易于實現封閉合攏,保證施工質量。但插樁的自立高度較大,必須注意插樁的穩定和施工安全,較單獨打入法施工速度較慢。目前多采用這種打人方法。3)選用吊車將鋼板樁吊至插樁點處進行插樁,插樁時鎖口要對準
37、,每插一塊即套上樁帽,上端加硬水墊,并輕輕地加以錘擊。在打樁過程中,為保證鋼板樁的垂直度,用兩臺經緯儀在兩個方向加以控制。為防止鎖口中心線平面位移,可在打樁行進方向的鋼板樁鎖口處設卡板,不讓板樁位移。同時在圍檁上預先計算出每一塊板樁的位置,以便隨時檢查校正。鋼板樁應分幾次打入,如第一次由20m高打至15m,第二次則打至10m,第三次打至導梁高度,待導架拆除后再打至設計標高。開始打設的第一、第二塊鋼板樁的打入位置和方向要確保精度,并可以起樣板導向的作用,一般每打入1m就應測量一次。4.2.8鋼板樁的拔除 1)在進行基坑回填時,要拔除鋼板樁,以便修整后重復使用,拔除時要確定鋼板樁拔除順序、拔除時間
38、及坑孔處理方法等。2)鋼板樁多采用振動拔除方法,由于振動、拔樁時可能會發生帶土過多,從而引起土體位移及地面沉降,給施工中地下結構帶來危害,并影響鄰近建筑物、道路及地下管線的正常使用。在拔樁時應充分重視,注意防止。可采用隔一根拔一根的跳拔方法。3)對于封閉式鋼板樁墻,拔樁開始點宜離開角樁5m以上,拔樁的順序一般與打樁的順序相反。4)拔除鋼板樁宜采用振動錘或振動錘與起重機共同拔除的方法。后者只用于振動錘拔不出的鋼板樁,需在鋼板樁上設吊架,起重機在振動錘振拔的同時向上引拔。5)拔樁時,振動錘產生強迫振動,破壞板樁與周圍土體間的粘結力,依靠附加的起吊克服拔樁阻力搏樁拔出。可先用振動錘將鎖口振活以減少與
39、土的粘結,然后邊振邊拔,為及時回填樁孔,當將樁拔至比基礎底板略高時,暫停引拔。用振動錘振動幾分鐘讓土孔填實,對阻力大的鋼板樁,還可采用間歇振動的方法。對拔樁產生的樁孔,應及時回填以減少對鄰近建筑物等的影響,方法有振動擠實法和填人法,有時還需在振拔時回灌水,邊振邊拔并回填砂子。2)鋼板樁多采用振動拔除方法,由于振動、拔樁時可能會發生帶土過多,從而引起土體位移及地面沉降,給施工中地下結構帶來危害,并影響鄰近建筑物、道路及地下管線的正常使用。在拔樁時應充分重視,注意防止。可采用隔一根拔一根的跳拔方法。3)對于封閉式鋼板樁墻,拔樁開始點宜離開角樁5m以上,拔樁的順序一般與打樁的順序相反。4)拔除鋼板樁
40、宜采用振動錘或振動錘與起重機共同拔除的方法。后者只用于振動錘拔不出的鋼板樁,需在鋼板樁上設吊架,起重機在振動錘振拔的同時向上引拔。5)拔樁時,振動錘產生強迫振動,破壞板樁與周圍土體間的粘結力,依靠附加的起吊克服拔樁阻力搏樁拔出。可先用振動錘將鎖口振活以減少與土的粘結,然后邊振邊拔,為及時回填樁孔,當將樁拔至比基礎底板略高時,暫停引拔。用振動錘振動幾分鐘讓土孔填實,對阻力大的鋼板樁,還可采用間歇振動的方法。對拔樁產生的樁孔,應及時回填以減少對鄰近建筑物等的影響,方法有振動擠實法和填人法,有時還需在振拔時回灌水,邊振邊拔并回填砂子。拉森U型鋼板樁向導裝置示意圖拉森U型鋼板樁效果圖 4.2.9鋼板樁
41、施工中常遇到的問題 (1)當鋼板樁難以下插時,應停下來分析原因,檢查鎖口是否變形,樁身是否變形,鋼板樁有無障礙物等,不能一味蠻干,磨損了鋼板樁,應采用轉角樁或弧形樁繞過障礙物。(2)鋼板樁在淤泥質地段擠進過程中受到淤泥中塊石或其它不明障礙物等側向擠壓作用力大小不同容易發生偏斜,采取以下措施進行糾偏:在發生偏斜位置將鋼板樁往上拔l.0m2.0m,再往下錘進,如此上下往復振拔數次,可使大的塊石等障礙物被振碎或使其發生位移,讓鋼板樁的位置得到糾正,減少鋼板樁的傾斜度。(3)鋼板樁沿軸線傾斜度較大時,采用異型樁來糾正,異型樁一般為上寬下窄和寬度大于或小于標準寬度的板樁,異型樁可根據據實際傾斜度進行焊接
42、加工;傾斜度較小時也可以用卷揚機或葫蘆和鋼索將樁反向拉住再錘擊。(4)由于淤泥質基礎較軟,有時施工發生將鄰樁帶入現象,采用的措施是把相鄰的數根樁焊接在一起,并且在施打當樁的連接鎖口上涂以黃油等潤滑濟減少阻力。(5)內支撐系統各桿件的加工及安裝應該嚴格控制精度,安裝時應測定各構件的平面位置,控制好各部位的高程,盡可能使內支撐系統在同一水平面上,確保其均勻受力。內支撐構件必須焊接牢固,避免局部失穩;內支撐與鋼板樁間要盡量密貼,有空隙處必須用鋼板抄墊。(四)、逆作拱墻施工工藝:1、定義:逆作拱墻支護技術是自上而下分多道分段逆作施工的水平閉合拱圈及非閉合拱圈擋土結構;當基坑的一邊或多邊不能夠起拱時,可
43、采用能夠水平傳力的鋼筋砼直墻(水平向配置連通的主鋼筋)加型鋼內撐的混合支護體系。拱形結構主要以承受壓應力為主,拱內彎矩較小,該項技術是利用高層建筑地下室基坑平面形狀通常是閉合的多邊形的特點,而土壓力是隨深度而線性變化的分布荷載,沒有集中力,因而可以采用圓形、橢圓形、蛋形或由幾條二次外凸曲線圍成的閉合拱圈來支護基坑,當基坑周邊并非均有條件起拱的情況下,可在有條件起拱的坑邊采用拱圈支護,在沒有起拱的坑邊處采用鋼筋砼直墻加型鋼內支撐支護結構。2、特點:2.1受力結構合理,安全可靠度高拱結構以受壓為主,拱內彎矩很小,采用拱圈擋土結構支護深基坑時,拱圈具有自動調節和平衡作用于拱圈上的土壓力的能力,因而擋
44、土結構本身強度破壞或失穩的可能性很小,并且坑口的水平位移也很小,從而提高了基坑支護的安全和基坑周邊建筑物及道路管網的安全。2.2經濟合理,大幅度節省支護費用逆作拱墻支護技術采用水平環向拱支護深基坑,因而這種支護結構不需要嵌固至基坑底以下,而僅支護基坑開挖高度的一部分或全部,從而可大幅度節省建筑材料,支護造價較低,一般僅為擋土樁支護造價的3060%左右,經濟合理。2.3節省工期,施工方便快捷逆作拱墻支護結構是自上而下分多道與基坑挖土同步交叉進行,拱墻施工本身獨占的工期很少,逆作拱墻的施工是緊貼基坑壁作一條彎曲的鋼筋砼地梁,施工非常方便,與采用擋土樁支護方案相比,一般可以節省13個月基坑開挖期。2
45、.4改善勞動條件,避免環境污染逆作拱墻的施工如同施工一個超大口徑的人工挖孔樁,大開口露天作業,勞動條件較好,而采用擋土樁會帶來因打樁而產生的機械噪音或泥漿污染或人工挖孔樁的深井作業空氣流通很差等帶來的各種環境污染和惡劣的勞動條件。3、逆作拱墻截面形式 4、逆作拱墻構造 混凝土強度等級不宜低于C25;拱墻截面宜為Z字型,拱壁的上、下端宜加肋梁;當基坑較深且一道Z字型拱墻的支護高度不夠時,可由數道拱墻疊合組成;肋梁,其豎向間距不宜大于2.5m。圓形拱墻壁厚不應小于400mm,其他拱墻壁厚不應小于500mm。5、逆作法施工工藝 逆作法施工工藝是先沿建筑物外圍施工地下連續墻,作為地下室的邊墻或基坑的圍
46、護結構。在建筑物內部的澆筑中間支承柱,開挖土方至第一層地下室底面標高,澆注梁及部分的板,該層樓蓋即可作為地下連續墻剛度很大的支撐系統。然后在梁間沒有澆板的空檔內,向下逐層施工各層地下室結構。與此同時,在已完成底面梁板結構的基礎上,做上部結構。地下室封底前,地面上允許施工的層數要通過計算確定。(五)、放坡施工工藝:放坡施工是我們常見施工方法,這里不再贅述,只對幾個常用名詞進行解釋:1、放坡定義:為了防止土壁塌方,確保施工安全,當挖方超過一定深度或填方超過一定高度時,其邊沿應放出的足夠的邊坡。這就是放坡。2、放坡起點定義:“放坡起點”顧名思義就是在基坑開挖過程中,坡面開始放坡的起始點。在挖基坑土方
47、工程中,當挖到一定深度時,為了防止側壁坍塌,確保安全施工及必要的工作面,需要進行放坡,這個“一定深度”就是放坡起點。不同類別的土壤其放坡起點也不同,一、二類土的為1.2米,三類的為1.5米,四類的為2.0米。例如:“開挖深度為4.5米,自然地坪為-0.5米,那么放坡起點為1.5米”,表示當垂直開挖到-2.0米時,開始按照放坡系數向下放坡,直到挖至設計要求的深度。3、放坡系數:是指土壁邊坡坡度的底寬b與基高h之比。4、邊坡坡度:為放坡系數的倒數,即:基高h與底寬b之比。5、基坑放坡開挖應符合下列規定:5.1當場地條件允許,并經驗算能保證邊坡穩定性時,可采用放坡開挖。多級放坡時應同時驗算各級邊坡和
48、多級邊坡的整體穩定性。坡腳附近有局部坑內深坑時,應按深坑深度驗算邊坡穩定性;5.2應根據土層性質、開挖深度、荷載等通過計算確定坡體坡度、放坡平臺寬度。多級放坡開挖的基坑,坡間放坡平臺寬度不宜小于3.0m;5.3無隔水帷幕放坡開挖基坑采取降水措施的,降水系統宜設置在單級放坡基坑的坡頂,或多級放坡基坑的放坡平臺、坡頂;5.4坡體表面可根據基坑開挖深度、基坑暴露時間、土質條件等情況采取護坡措施,護坡可采取水泥砂漿、掛網砂漿、混凝土、鋼筋混凝土等方式,也可采用壓坡法;5.5邊坡位于浜填土區域,應采用土體加固等措施后方可進行放坡開挖;5.6放坡開挖基坑的坡頂及放坡平臺的施工荷載應符合設計要求。三、根據不
49、同的地質條件及現狀選擇基坑支護的方法 (一)、各種支護形式的比較 每種基坑支護方式都各有各自的適用條件和一定的局限性。基坑支護方案的選擇直接關系到工程造價、施工進度及基坑周邊環境安全。現代大都市的高層建筑一般較大且基坑較深,基坑臨近有許多建筑物、道路和地下管線,施工場地擁擠,在環境安全上又有很高要求。對于較淺的基坑可采取土釘支護,尤其是符合土釘支護或水泥土攪拌樁自立式支護結構;對于較深的基坑可采用灌注排樁擋墻或地下連續墻作為維護結構,輔以多道內支撐或者多道錨桿的圍護形式。(二)、基坑支護選擇的基本依據 1、基坑的幾何尺寸、基坑場地的形狀、深度和寬度等;2、基坑支護結構所受的荷載,包括側向荷載、
50、重力荷載、地震荷載、風荷載、地面超載等;3、工程地質及水文條件 3.1勘探資料內容及測試方法;3.2地下水情況與分布、地表水為、承壓水層、承壓氣體等;4、環境條件 4.1基坑周圍的地區性質;4.2基坑周圍建筑物狀況;4.3基坑周圍公用設施分布及地下構筑物、管線狀況;4.4基坑周圍交通狀況及道路狀況;4.5基坑周圍水域(河流)狀況;4.6基坑所處地區環境特殊狀況及對基坑施工的特殊要求等;5、建筑物的基礎結構及上部結構對支護結構的要求;6、基坑開挖及排水等方法;7、對基坑支護結構施工(噪音、振動、地面污染)的要求;8、基坑場地周圍已有基坑支護結構型式或類似基坑支護結構的型式,在施工中的成功或失敗原
51、因;9、現已應用的各種支護技術的特點與適用范圍;10、業主對基坑支護設計的要求;11、相應的基坑支護設計規程、規范等。(三)、基坑支護方案的優選原則 1、技術可靠性、先進性及施工可行性分析 任何一種基坑支護方案都必須建立在具體工程的可行性上,保證施工的方便與安全,在此基礎上,考慮施工方案技術上的可靠性和先進性。2、基坑支護對環境影響的評價 深基坑開挖對周圍建、構筑物的影響不可小視,因此,支護方案的選擇不僅要考慮基坑本身的穩定性,還要注意對周圍環境的保護。3、基坑支護結構施工工期的對比分析 深基坑支護的施工工期影響著主體結構的施工組織安排,影響著建筑的使用時間和社會價值。在支護方案的選擇上,應該
52、力求使所選方案的施工手段盡量簡捷、施工工期盡量短。4、基坑支護結構的工程經濟綜合對比 工程經濟性是深基坑支護一個非常重要的指標,是衡量一個支護方案成功與否的重要標準。基坑支護屬于臨時性建筑,但也關系到整個工程的安全性。其原則在滿足業主要求、保證工程質量和工期的基礎上,盡量減少基坑支護的造價,使所選方案能夠體現其經濟性優勢。(四)、不同地質條件下支護分析 深基坑支護的要點,通常來說,有三方面的要求:支護結構的變形計算、支護結構的強度設計、深基坑挖土施工的組織設計。根據不同地質條件進行分析,合理設計支護方案,并進行及時監測,是十分必要的。以下對不同地質條件下的支護,做一些對比。4.1淤泥,淤泥質土
53、條件:淤泥承載力低、靈敏度高,壓縮性高,含水率高,開挖不慎極易造成塌方等安全事故。因此,對于淤泥質土條件下的基坑支護,理想的辦法是,換填粘土或砂土,壓實后再進行基坑的施工及支護。如果條件不允許,不能進行換填,則應采用水泥土攪拌法,對淤泥質土進行加固處理,待達到一定強度后,再進行基坑開挖施工。如果是深基坑,在開挖過程中,可使用鋼板樁加支撐,或逆作拱墻等較經濟的支護方式。4.2軟土條件:基坑支護中,軟土是常見的一種地質情況。軟土基坑支護設計與施工是城市基本建設工程中的重要問題,也是巖土工程中比較復雜和困難的問題。據相關文獻介紹,近年來,國內對于軟土的深基坑支護設計,主要采取懸壁式、單支點及多支點式
54、、圓筒式等支護結構,各種支護結構都有其顯著的特點,并被廣泛應用于軟土地質條件的深基坑項目施工中。由于軟土的性質偏軟,因此在深基坑支護設計中一定要考慮到深基坑的整體硬度和強度,對于部分土層較軟的部分,還要進行必要的加固設計處理,確保深基坑施工中的安全性與穩定性。4.3填土條件:填土成分復雜,不均勻性較大,壓縮性高。因此,對于填土地區的基坑支護設計施工,應該在工程勘察報告的基礎上,首先對填土采取一定的人工加固措施:對于較淺的填土,可采取換填法或表層壓實等處理方法,如果填土厚度較大,可考慮強夯法或振動擠密樁法進行適當加固,而在基坑開挖的過程中,需時刻注意基坑周壁的安全,分層支護,以免發生安全事故。4
55、.4砂土條件:砂土地區的基坑支護設,應根據砂土的土質,區別對待:對于密實性較差的砂土,多含粉砂及細紗,處理方法多采用表層壓實法、砂樁及振沖擠密法對其進行初步加固處理,在基坑開挖時,可采用鋼板樁或混凝土護壁,并注意及時分層支護。對于密實性較好的砂土,可稍加壓密處理,即可進行基坑開挖,開挖過程中可使用錨桿加深層攪拌樁的方式進行基坑側壁的支護。另,據文獻介紹,砂土密實度的最佳含水量為10%,過大或過小,均會降低砂土的密實度和承載力。因此,砂土性基坑,不得長期暴露,應及時回填。4.5復合地質條件:工程實際中,大多數遇到的情況,都是復合地質條件,在基坑開挖深度的范圍內,會遇到各種地層情況,此時,應根據勘
56、察報告,具體分析,選擇既經濟,又合理的支護方式。在復合地質條件下,可以根據基坑開挖范圍內某一主要巖土層,進行相應的支護設置。例如,某地基坑開挖深度范圍內,主要是淤泥質土,夾帶少量粉質粘土和細砂,此時,就可以用水泥土攪拌樁的方式,首先對基坑開挖周壁范圍進行加固處理,待強度達到要求后再進行基坑開挖,并分層使用鋼支撐來進行支護。又如,某地基坑開挖范圍內,主要是砂土,夾帶少量軟粘土,地表處為雜填土,此時,可以先查明砂土的密實度。如果砂土較為密實,則可直接開挖,并及時進行支護,必要時可設置攪拌樁提高周壁的強度;如果砂土密實度較差,則需先用水泥土攪拌樁進行加固,待強度達到要求后,再進行開挖和支護。基坑支護
57、應根據不同的地質條件及周圍環境,采用不同的支護形式。有時單一的支護形式不能滿足要求,采用多種結構組合更為合理,降低造價。四、土方開挖施工方法 (一)土方開挖的前提條件:1、土方開挖前,應詳細查明施工區域內的地下、地上障礙物。對位于基坑、管溝內的管線和相距較近的地上、地下障礙物應拆、改或加固處理完畢。2、控制坐標和水準點已按設計要求引測到現場,并在工程施工區域設置測量控制網,包括控制基線、軸線和水平基準點。3、為了夜間施工,應設有足夠的照明設施;在危險地段應設置明顯標志,并設計合理的開挖順序,防止錯挖或超挖。4、施工機械進入現場所經過的道路、橋梁和卸車設施等,應事先經過檢查,必要時要做好加固和加
58、寬等準備工作。5、在機械無法作業的部位施工,修整邊坡坡度以及清理槽底等已配備人工進行。6、當開挖深度范圍內遇有地下水時,應根據當地工程地質資料采取措施降低地下水位。一般應降至開挖面以下0.5m,然后才能進行土方開挖。做好施工場地防洪排水工作,全面規劃場地,平整各部分的標高,保證施工場地排水通暢、不積水,場地周圍設置必要的截水溝、排水溝。(二)施工工藝:土方開挖施工工藝流程如下:測量放線確定開挖順序和坡度分段、分層均勻開挖排(降)水修坡和 清底坡道收尾。(三)施工要點:1、開挖坡度的確定:基坑開挖,應先測量定位,抄平放線,定出開挖寬度,按放線分塊(段)分層挖土。根據土質和水文情況,采取四側或兩側
59、直立開挖或放坡,以保證施工操作安全。2、在工程施工區域設置測量控制網,包括控制基線、軸線和水平基準點;做好軸線控制測量的校核。控制網應該避開建筑物、構筑物、土方機械操作及運輸線路,并有保護標志;場地整平應設l0mlOm或20m20m方格網,在各方格點上做控制樁,并測出各標樁處的自然地形、標高,作為計算挖土方量和施工控制的依據。基坑(槽)和管溝開挖,上部應有排水措施,防止地面水流入坑內沖刷邊坡,造成塌方和破壞基底土。3、開挖基坑(槽)或管溝時,應合理確定開挖順序、路線及開挖深度,分段分層均勻開挖。4、采用挖土機開挖大型基坑(槽)時,應從上而下分層分段,按照坡度線向下開挖,嚴禁在高度超過3m或在不
60、穩定土體之下作業,每層的中心地段應比兩邊稍高一些,以防積水。5、在挖方邊坡上如發現有軟弱土、流砂土層,或地表面出現裂縫時,應停止開挖,并及時采取相應補救措施,以防止土體崩塌與下滑。6、采用反鏟、拉鏟挖土機開挖基坑(槽)或管溝時,其施工方法有下列兩種:a、端頭挖土法:挖土機從基坑(槽)或管溝的端頭,以倒退行駛的方法進行開挖,自卸汽車配置在挖土機的兩側裝運土。b、側向挖土法:挖土機沿著基坑(槽)邊或管溝的一側移動,自卸汽車在另一側裝土。7、挖土機沿挖方邊緣移動時,機械距離邊坡上緣的寬度不得小于基坑(槽)和管溝深度的l/2,如挖土深度超過5m時應按專業施工方案來確定。8、機械開挖基坑(槽)和管溝,應
61、采取措施防止基底超挖,一般可在設計標高以上暫留300mm厚一層土不挖,以便經抄平后由人工清底挖出。9、機械挖不到的土方,應配以人工跟隨挖掘,并用手推車將土運到機械能挖到的地方,以便及時挖走。10、修幫和清底。在距槽底實際標高500mm槽幫處,抄出水平線,釘上小木橛,然后用人工將暫留土層挖走。同時由兩端軸線(中心線)引樁拉通線(用小線或鉛絲),檢查距槽邊尺寸,確定槽寬標準。以此修整槽邊,最后清理槽底土方。槽底修理鏟平后進行質量檢查驗收。11、開挖基坑(槽)的土方,在場地有條件堆放時,應留足回填的好土;多余土方應一次運走,避免二次搬運。12、雨期、冬期施工 a、土方開挖一般不宜在雨期施工,如必須在
62、雨期施工時,開挖工作面不宜過大,應逐段、逐片分期完成。雨期施工開挖的基坑(槽)或管溝,應注意邊坡穩定。必要時可適當放緩邊坡坡度或設置支撐并對坡面進行保護。同時應在坑(槽)外側圍以土堤或開挖水溝,防止地面水流入。經常對邊坡、支撐、土堤進行檢查,發現問題要及時、處理。b、土方開挖不宜在冬期施工。如必須在冬期施工時,其施工方法應按冬期施工方案進行。采用防止凍結法開挖土方時,可在凍結以前,用保溫材料覆蓋或將表層土翻耕耙松,其翻耕深度應根據當地氣候條件確定,一般不小于300mm。施工過程中每天均應對施工面采取防凍措施,施工接近基底標高時應預留適當厚度的松土或用保溫材料覆蓋,且應防止保溫材料受水浸濕。施工
63、時若引起臨近建筑物的地基和基礎暴露時,應采取防凍措施,以防產生凍結破壞。(四)、質量通病控制方法 1、挖方邊坡塌方:根據不同土層土質和開挖深度,確定適當的挖方坡度,或設支護;做好地面排水措施,基坑開挖范圍內有地下水時,應采用降排水措施,將水位降至基底以下0.5m;避免在靠近坡頂棄土、堆載和行駛挖土機械及車輛;土方開挖應自上而下分段、分層依次進行,避免先挖坡腳造成邊坡失穩。2、場地積水:場地內填土應認真分層回填壓(夯)實,使密實度不低于設計要求,避免松填;按要求做好場地排水坡和排水溝,做好測量復核,避免出現標高錯誤。3、邊坡超挖:采用機械開挖,預留0.20.3m厚土層,采用人工修坡;對松軟土層避
64、免各種外界機械車輛等的振動,采取適當保護措施;加強測量復測,進行嚴格定位。4、基坑(槽)泡水:在開挖的基坑(槽)周圍設排水溝或擋水堤;地下水位以下挖土,設排水溝和集水井,用水泵抽排,使水位降至開挖面以下0.51.0m。5、圍護墻滲水或漏水:滲水量較小時,在坑底設明溝排水;若滲水量較大,但沒有泥沙帶出,可用引流修補方法加以控制;對滲、漏量很大的情況,在圍護墻背面開挖至漏水位置下0.51.0m,并用密實混凝土進行封堵,或在墻后采用壓密注漿或高壓噴射注漿方法控制。6、圍護墻傾斜、位移:對重力式支護結構采取減小坑邊堆載,防止動荷載作用于圍護墻或坑邊區域;加快墊層與底板澆筑速度,以減少基坑敞開時間;對懸
65、臂式支護結構,一般采取加設支撐或拉錨,也可墻背卸土,并應及時澆筑墊層;對支撐式支護結構,采取注漿或高壓噴射注漿進行坑底加固,提高被動區抗力。7、流砂及管涌:坑內出現流砂現象時,應增加坑內排降水措施,將地下水位降低至基坑開挖底以下0.51.0m;基坑開挖后,可采取加速墊層澆筑或加厚墊層的辦法“壓住”流砂;管涌嚴重時可在支護墻的前面再打設一排鋼板樁,在鋼板樁與支護墻之間再進行注漿。8、鄰近建筑與管線位移:基坑開挖應加強觀測,當建筑物、管線位移、或沉降量到規范允許值后,立即采取跟蹤注漿加固。注漿孔可在圍護墻背及建筑物前各布置一排,但注漿壓力不宜太大;有條件的,可在開挖前對臨近建筑物的地基或支護墻背土
66、體先采用壓密注漿、攪拌樁、靜力錨桿壓樁等加固措施。對基坑周圍管線可采取在管線靠基坑的一側打設樹根樁封閉或挖隔離溝。當地下管線離基坑較近時,打設封閉樁、挖隔離溝困難,可采取將管線架空的辦法使管線與圍護墻后土體分離。五、土方回填施工方法 建筑工程的填土,主要有地基填土、基坑(槽)或管溝回填、室內地坪回填、室外場地回填平整等。(一)、回填方法 1、人工填土方法 2、機械填土方法一般有推土機填土、鏟運機填土、汽車填土三種。3、壓實方法一般有碾壓法、夯實法和振動壓實法以及利用運土工具壓實。對于大面積填土工程,多采用碾壓和利用運土工具壓實。較小面積的填土工程,則宜用夯實工具進行壓實。(二)、材料要求 1、
67、回填土的土質、粒徑、含水率等應符合設計要求,宜優先采用原位挖出的土,但不得含有機雜質,使用前應過篩,其粒徑不大于50mm,其最大粒徑不得超過每層鋪填厚度的2/3(使用振動碾時為3/4)。2、碎石類土、砂土和爆破石渣,可用作表層以下的填料;含水量符合壓實要求的粘性土,可用做各層填料;碎塊草皮和有機質含量大于8的土,僅用于無壓實要求的填方。(三)、作業條件 1、土方回填前應驗收基底標高,辦理隱蔽驗收手續,并應采取措施,防止地表水流入填方區浸泡地基,造成基土下陷。2、房心和管溝的回填,應在完成上下水管道的安裝或墻間加固后再進行。3、土方回填前,應做好水平標志,可在基坑(槽)或管溝邊坡上,每隔5m釘上
68、水平控制樁或在鄰近的建筑物上固定標高控制點。4、大面積場地上每隔10m左右應釘水平控制樁。5、按施工方案確定機械填土的施工順序和土方機械車輛的行走路線。(四)、施工工藝 1、基底清理檢驗土質分層鋪土分層碾壓檢驗密實度修正找平驗收 2、填土前應將基坑(槽)底或地坪上的垃圾等雜物清理干凈;肥槽回填前,必須清理到基礎底面標高,將回落的松散垃圾、砂漿、石子等雜物清除干凈。3、檢驗回填土的質量有無雜物,粒徑是否符合規定,以及回填土的含水量是否在控制的范圍內;如含水量偏高,可采用翻松、晾曬或均勻摻入干土等措施;如遇回填上的含水量偏低,可采用預先灑水潤濕等措施。4、回填土應分層鋪攤。每層鋪土厚度應根據土質、
69、密實度要求和機具性能確定。一般蛙式打夯機每層鋪土厚度為200250mm;人工打夯不大于200mm。每層鋪攤后,隨之耙平。5、回填上每層至少夯打三遍。打夯應一夯壓半夯,窮夯相接,行行相連,縱橫交叉。并且嚴禁采用水澆使土下沉的所謂“水夯”法。6、深淺兩基坑(槽)相連時,應先填夯深基礎;填至淺基坑相同的標高時,再與淺基礎一起填夯。如必須分段填夯時,交接處應填成階梯形,梯形的高寬比一般為12。上下層錯縫距離不小于1.0m。7、回填房心及管溝時,為防止管道中心線位移或損壞管道,應用人工先在管子兩側填土夯實;并應由管道兩側同時進行,直至管頂0.5m以上時,在不損壞管道的情況下,方可采用蛙式打夯機夯實。在抹
70、帶接口處,防腐絕緣層或電纜周圍,應回填細粒料。8、回填土每層填土夯實后,應按規范規定進行環刀取樣,測出干土的質量密度;達到要求后,再進行上一層的鋪土。9、修整找平:填土全部完成后,應進行表面拉線找平,凡超過標準高程的地方,及時依線鏟平;凡低于標準高程的地方,應補土夯實。(五)施工要點 1、回填土施工應分層鋪填壓實,最好采用同類土,如果用不同類土時,應把透水性較大的土層置于透水性較小的土層下面,若已將透水性較小的土填在下層,則在鋪填上層透水性較大的土料之前,將下層表面做成中間高四周低的形狀,以免填土內形成水囊,不得將各種土混雜一起回填。2、基坑回填應分層對稱回填,防止造成一側壓力,出現不平衡,破
71、壞基礎或構筑物。較長的管溝墻,應采用內部加支撐的措施,然后再在外側回填土方。當填方位于傾斜的地面時,應先將斜坡改成階梯狀,然后分層填土以防填土滑動。3、分層鋪土不得超厚,冬期施工時凍土塊粒徑應滿足規范規定。4、填土應夯壓密實,不得漏壓或減少壓實遍數。回填施工前,基坑(槽)底有機物、泥土等雜物要清理徹底,并應清除填方區的積水,如遇軟土、淤泥,必須進行換土回填。在夯壓前對干土適當灑水加以潤濕;對濕土造成的“橡皮土”要挖出換土重填。在地形、工程地質復雜地區的填土,且對填土密實度要求較高時,應采取措施(如排水暗溝、護坡等),以防填方土粒流失,造成不均勻下沉和坍塌等事故。5、填方應按設計要求預留沉降量,
72、如設計無要求時可根據工程性質、填方高度、填料種類、密實要求和地基情況等與建設單位共同確定。冬期填方一般應增加1.53.0的留下沉量。(六)、質量通病控制方法 1、填方邊坡塌方:永久性填方的邊坡坡度應根據填方高度、土的種類和工程重要性按設計規定放坡;按要求清理基底和做階梯形接槎;選用符合要求的土料,按填土壓實標準進行分層回填、碾壓或夯實;在邊坡上下部做好排水溝,避免積水。2、填土出現橡皮土:夯實填土時,適當控制填土的含水量,避免在含水量過大的原狀土上進行回填,填方區如有地表水時應設排水溝排走,如有地下水應降至基底下;3、基坑(槽)回填土沉陷:回填前,將坑(槽)中積水排凈,把淤泥、松土、雜物清理干
73、凈,并嚴格按要求分層回填、夯實,控制填土中不得含有直徑大于50mm的土塊及較多的干土塊,嚴禁用水沉法回填土。4、房心回填土沉陷:優選回填土料,控制含水量在最優范圍內,并嚴格按規定分層回填夯實,對原有房心自然軟弱土層進行處理,把有機雜質清理干凈;地坑、墳坑、積水坑等應進行局部處理。5、回填土密實度達不到要求:選擇符合要求的土料回填;按所選用的壓實機械性能,通過試驗確定含水量控制范圍、每層鋪土厚度、壓實遍數、機械行駛速度;嚴格按規定進行水平分層回填壓(夯)實;加強現場檢驗,使其達到要求的密實度。處理方法:如土料不合要求,可采取換土或摻入石灰、碎石等壓實加固措施;土料含水量過大,可采取翻松、晾曬、風
74、干或摻入干土重新壓夯實;含水量過小或碾壓機具能量過小,可采取增加壓實遍數或使用大功率壓實機械碾壓等措施。六、基坑的維護及監測 由于地下土體性質、荷載條件、施工環境的復雜性,單單根據地質勘察資料和室內土工試驗參數來確定設計和施工方案,往往含有許多不確定因素,尤其是對于復雜的大中型工程或環境要求嚴格的項目,對在施工過程中引發的土體性狀、環境、鄰近建筑物、地下設施變化的監測已成了工程建設必不可少的重要環節。當前,基坑設計、施工、監測同被列為深基坑工程質量保證的三大基本要素。(一)、基坑監測目的 首先,靠現場監測提供動態信息反饋來指導施工全過程,并可通過監測數據來了解基坑的設計強度,為今后降低工程成本
75、指標提供設計依據。第二,可及時了解施工環境地下土層、地下管線、地下設施、地面建筑在施工過程中所受的影響及影響程度。第三,可及時發現和預報險情的發生及險情的發展程度,為及時采取安全補救措施充當耳目。(二)、基坑監測項目 1、鄰近建筑物裂縫、沉降和傾斜監測;2、鄰近地下管線位移監測,周邊道路監測;3、圍護樁樁頂垂直、水平位移監測,基坑邊坡位移監測,樁身傾斜監測;4、支撐軸力及支撐兩端點差異沉降監測,立柱豎向位移監測;5、基坑外側的深層土體水平位移監測,與圍護樁樁側測斜點對應;6、錨索應力監測;7、坑底土體回彈監測;8、基坑外潛水水位監測;9、基坑外微承壓水、承壓水壓力監測。(三)、測點的布設原則及
76、埋設方法測點布設合理方能經濟有效。監測項目的選擇必須根據工程的需要和基地的實際情況而定。在確定測點的布設前,必須知道基地的地質情況和基坑的圍護設計方案,再根據以往的經驗和理論的預測來考慮測點的布設范圍和密度。原則上,能埋的測點應在工程開工前埋設完成,并應保證有一定的穩定期,在工程正式開工前,各項靜態初始值應測取完畢。沉降、位移的測點應直接安裝在被監測的物體上,只有道路地下管線若無條件開挖樣洞設點,則可在人行道上埋設水泥樁作為模擬監測點,此時的模擬樁的深度應稍大于管線深度,且地表應設井蓋保護,不止于影響行人安全;如果馬路上有管線設備(如管線井、閥門等)的話,則可在設備上直接設點觀測。測斜管(測地
77、下土體、圍護樁體的側向位移)的安裝:測斜管應根據地質情況,埋設在那些比較容易引起塌方的部位,一般按平行于基坑圍護結構以2030m的間距布設;圍護樁體測斜管應在圍護樁體澆灌混凝土時放入;地下土體測斜管的埋設須用鉆機鉆孔,放入管子后再用黃砂填實孔壁,用混凝土封固地表管口,并在管口加帽或設井框保護。測斜管的埋設要注意十字槽須與基坑邊垂直。基坑在開挖前必須要降低地下水位,但在降低地下水位后有可能引起坑外地下水位向坑內滲漏,地下水的流動是引起塌方的主要因素,所以地下水位的監測是保證基坑安全的重要內容;水位監測管的埋設應根據地下水文資料,在含水量大和滲水性強的地方,在緊靠基坑的外邊,以2030 m的間距平
78、行于基坑邊埋設,埋設方法與地下土體測斜管的埋設相同。分層沉降管的埋設也與測斜管的埋設方法相同。埋設時須注意波紋管外的銅環不要被破壞;一般情況下,銅環每1m放一個比較適宜。基坑內也可用分層沉降管來監測基坑底部的回彈,當然基坑的回彈也可用精密水準測量法解決。土壓力計和孔隙水壓力計,是監測地下土體應力和水壓力變化的手段。對環境要求比較高的工程,都須安裝。孔隙水壓力計的安裝,也須用到鉆機鉆孔,在孔中可根據需要按不同深度放入多個壓力計,再用干燥粘土球填實,待粘土球吸足水后,便將鉆孔封堵好了。土壓力計要隨基坑圍護結構施工時一起安裝,注意它的壓力面須向外;并根據力學原理,壓力計應安裝在基坑的隱患處的圍護樁的
79、側向受力點。這兩種壓力計的安裝,都須注意引出線的編號和保護。應力計是用于監測基坑圍護樁體和水平支撐受力變化的儀器。它的安裝也須在圍護結構施工時請施工單位配合安裝,一般選方便的部位,選幾個斷面,每個斷面裝二只壓力計,以取平均值;應力計必須用電纜線引出,并編好號。編號可購置現成的號碼圈,套在線頭上,也可用色環來表示,色環編號的傳統習慣是用黑、棕、紅、橙、黃、綠、藍、紫、灰、白分別代表數字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。測點布設好以后,必須繪制在地形示意圖上。各測點須有編號,為使點名一目了然,各種類型的測點要冠以點名,點名可取測點的漢語拼音的第一個字母再拖數字組成,如應力計可定名為:YL一1
80、,測斜管可定名為:CX一1,如此等等。(四)、基坑監測觀測及頻率 基坑監測的數據觀測一般由有資質的專業人員進行實施,這里不在贅述。基坑監測的頻率也應該根據基地具體情況安排,但遇到暴雨或特殊情況時應該加大監測密度。(五)、基坑巡視檢查內容1、基坑工程整個施工期內,每天均應有專人進行巡視檢查。2、基坑工程巡視檢查應包括以下主要內容:2.1支護結構 (1)支護結構成型質量;(2)冠梁、支撐、圍檁有無裂縫出現;(3)支撐、立柱有無較大變形;(4)止水帷幕有無開裂、滲漏;(5)墻后土體有無沉陷、裂縫及滑移;(6)基坑有無涌土、流砂、管涌。2.2 施工工況 (1)開挖后暴露的土質情況與巖土勘察報告有無差異
81、;(2)基坑開挖分段長度及分層厚度是否與設計要求一致,有無超長、超深開挖;(3)場地地表水、地下水排放狀況是否正常,基坑降水、回灌設施是否運轉正常;(4)基坑周圍地面堆載情況,有無超堆荷載。2.3基坑周邊環境(1)地下管道有無破損、泄露情況;(2)周邊建(構)筑物有無裂縫出現;(3)周邊道路(地面)有無裂縫、沉陷;(4)鄰近基坑及建(構)筑物的施工情況。2.4監測設施(1)基準點、測點完好狀況;(2)有無影響觀測工作的障礙物;(3)監測元件的完好及保護情況。2.5根據設計要求或當地經驗確定的其他巡視檢查內容。(六)、監測報警控制條件:因圍護墻施工、基坑開挖以及降水引起的基坑內外地層位移應按下列
82、條件控制:1、不得導致基坑的失穩;2、不得影響地下結構的尺寸、形狀和地下工程的正常施工;3、對周邊已有建(構)筑物引起的變形不得超過相關技術規范的要求;4、不得影響周邊道路、地下管線等正常使用;5、滿足特殊環境的技術要求。(六)、資料整理與監測報表及報告提交 監測數據應該當天填入規定的記錄表格,并提供及時報告業主、監理、施工單位。基坑開挖施工開始后,每周提供監測數據的總結報告,具體內容包括一周內所有監測項目的發展情況,變形最大值以及最大值位置。監測過程中如測量值大于界限報警值時,應及時通知建設、監理、設計及施工單位以便采取應急補救措施。基坑監測結束后應提交監測報告,監測內容包括工程概況、地質條件、監測項目內容、監測儀器及監測方法、資料整理、建議等。