第4 基坑工程ppt
2025-10-19 18:44
第四章 基坑工程 基坑：指为了修筑建筑物的基础或地下室、埋设市政工程的管道以及开发地下空间（如地铁车站、地下商场）等所开挖的地面以下的坑。 基坑工程：指建（构）筑物基础工程或其他地下工程（如地下变电站、地铁车站等）施工中所进行的基坑开挖、降水、支护和土体加固以及监测等综合性工程。 基坑工程的特点 (1)、多为临时结构，安全储备相对较小 (2)、具有很强的区域性和个案性 (3)、是一项综合性很强的系统工程 (4)、具有较强的时空效应 (5)、对周边环境会产生较大影响 基坑工程的目的是构建安全可靠的支护系统，对支护系统应有以下要求： （1）保证基坑四周边坡土体的稳定性，同时满足地下施工有足够的空间。（必要条件） （2）保证地面和地下土体的垂直和水平位移控制在允许范围内。 （3）通过截水、降水、排水等措施，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。 一、基坑支护结构 支护结构：基坑围护工程中采用的围护墙体（包括防渗帷幕）以及内支撑系统（或土层锚杆）等的总称。 基坑支护的基本类型有以下几种： 1、放坡开挖及简易支护；2、悬臂式支护结构； 3、水泥土桩墙支护结构；4、内撑式支护结构； 5、拉锚式支护结构； 6、土钉墙支护结构； 7、其他支护结构 1、放坡开挖及简易支护 放坡开挖是指选择合理的坡比进行开挖。用于地基土质较好，开挖深度不大及有足够放坡场所的工程。施工简便、费用低，但挖土及回填土方量大。 为增加边坡稳定性和减少土方量，常采用简易支护。 3、水泥土桩墙支护结构 水泥土桩墙支护结构属于重力式围护墙。是指利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌和，形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土桩。 原理是利用墙体的自重来平衡内外土压力差。适合软土地区的基坑支护。 水泥土桩墙 4、M6平台内撑式支护结构 内撑式支护结构由支护桩（墙）和内支撑组成。 支护桩常采用钢筋混凝土桩或钢板桩，M6平台支护墙通常采用地下连续墙。 内支撑常采用木方、钢筋混凝土梁或钢管（或型钢）。适合各种地基土层，但内支撑会占用一定的施工空间。 钢管支撑 型钢支撑 钢-混凝土组合支撑 钢-混凝土组合支撑 5、拉锚式支护结构 拉锚式支护结构由支护桩（墙）和锚杆组成。 支护桩和墙同样采用钢筋混凝土桩和地下连续墙。 锚杆通常有地面拉锚和土层锚杆两种。 地面拉锚需要有足够的场地设置锚桩或其他锚固装置； 土层锚杆需要土层提供较大的锚固力，不宜用于软粘土地层中。 锚索 锚头 6、土钉墙支护结构 土钉墙支护结构由被加固土体、土钉和喷射混凝土面板组成。 土钉：用来加固或同时锚固现场原位土体的细长杆件。通常采取土中钻孔、置入变形钢筋（即带肋钢筋）并沿孔全长注浆的方法做成。土钉依靠与土体之间的界面粘结力或摩擦力，在土体发生变形的条件下被动受力，并主要承受拉力作用。土钉也可用钢管、角钢等作为钉体采用直接击入的方法置入土中。 土钉墙支护结构适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等地层，不适合于淤泥或淤泥质土层，支护深度不超过18m。 钢管制作的土钉 土钉钻孔 土钉打入 喷射混凝土 喷射混凝土 土钉墙 7、其他支护结构 其他支护结构形式有双排桩支护结构、连拱式支护结构、逆作拱墙、加筋水泥土拱墙支护结构以及各种组合支护结构。 二、基坑降水 基坑排水方法有集水明排法、井点降水法。 1、集水明排法 又称表面排水法，它是在基坑开挖过程中以及基础施工和养护期间，在基坑四周开挖集水沟汇集坑壁及坑底渗水，并引向集水井。 集水明排法可单独采用，亦可与其他方法结合使用。适用于一般土质条件，当抽水易发生流砂现象时不适用。 表面排水法（集水明排法）在基坑每次下挖以前，必须先挖沟和坑，集水坑的深度应大于抽水机吸水龙头的高度，在吸水龙头上套竹筐围护，以防土石堵塞龙头。 表面排水方法设备简单、费用低，一般土质条件下均可采用。但当地基土为饱和粉细砂土等粘聚力较小的细粒土层时，由于抽水会引起流砂现象，造成基坑的破坏和坍塌。 2、井点降水法 主要是将带有滤管的降水工具沉设到基坑四周的土中，利用各种抽水工具，在不扰动土的结构条件下，将地下水抽出，以利基坑开挖。一般有轻型井点、喷射井点、管井井点、深井泵井点等方法。 适用于粉质土、粉砂类土等采用表面排水法易引起流砂现象的土质。 轻型井点 轻型井点降水是在基坑开挖前预先在基坑四周打入（或沉入）若干根井管，井管下端1.5m左右为滤管，上面钻有若干直径约2mm的滤孔，外面用过滤层包扎起来。各个井管用集水管连接并抽水。由于使井管两侧一定范围内的水位逐渐下降，各井管相互影响形成了一个连续的疏干区。 在整个施工过程中保持不断抽水，以保证在基坑开挖和基础砌筑的整个过程中基坑始终保持着无水状态。该法可以避免发生流砂和边坡坍塌现象，且由于流水压力对土层还有一定的压密作用。 深井泵井点 三、土方开挖 对于面积较大的一级基坑，宜分块、分区对称开挖。遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。 应尽量缩短基坑无支撑暴露的时间。 同一基坑有深浅时，应“先浅后深”；相邻两基坑，应“先深后浅”。 开挖顺序通常有：中心岛盆式开挖和留中心土墩开挖。 四、基坑监测 在基坑施工过程中，应做好：围护结构、周围土层、附近建筑物、地下管线等的受力与变形量测。 五、水中施工 围堰：水下基础施工时，为了排水挖坑，在基坑周围修建的临时性挡水设施。 常用：土围堰、木板桩或钢板桩围堰。 水深较浅(2m以内），流速缓慢，河床渗水较小的河流中修筑基础可采用土围堰或草袋围堰。 水较深，可采用钢板桩围堰。一般适用于河床为砂土、碎石土和半干硬性粘土，并可嵌入风化岩层。围堰内抽水深度最大可达20m左右。 对围堰的要求： 1．围堰顶面标高应高出施工期间中可能出现的最高水位0.5m以上，有风浪时应适当加高。 2．修筑围堰将压缩河道断面，使流速增大引起冲刷，或堵塞河道影响通航，因此要求河道断面压缩一般不超过流水断面积的30%。对两边河岸河堤或下游建筑物有可能造成危害时，必须征得有关单位同意并采取有效防护措施。 3．围堰内尺寸应满足基础施工要求，留有适当工作面积，由基坑边缘至堰脚距离一般不少于1m。 4．围堰结构应能承受施工期间产生的土压力、水压力以及其他可能发生的荷载，满足强度和稳定要求。围堰应具有良好的防渗性能。 六、基坑工程设计原则和内容 1、设计基本原则： （1）在满足支护结构本身强度、稳定性和变形要求的同时，确保周围环境安全。 （2）在保证安全可靠的前提下，设计方案应具有较好的技术经济和环境效应。 （3）为基坑支护工程施工和基础施工提供最大限度的施工方便，并保证施工安全。 2、设计内容 （1）基坑内建筑场地勘察和基坑周边环境勘察。 ①基坑周边地面建筑物（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。 ②基坑周边地下建筑物（构筑物）及各种管线等设施的分布和状况。 ③场地周围和邻近地区地表积地下水分布状况及对基坑开挖的影响。 （2）支护体系方案技术经济比较和选型。 （3）支护结构的强度、稳定性和变形以及基坑内外土体稳定性验算。 （4）基坑降水和止水帷幕设计以及支护墙的抗渗设计。 （5）基坑开挖施工方案和施工检测设计。 * * 2、悬臂式支护结构 指不带内撑和拉锚的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构。 悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持坑壁稳定。 对开挖深度很敏感，易产生较大变形，只适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。 灌注桩排桩墙 地下连续墙 水泥土桩墙 混凝土支撑
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