建筑施工技术(武汉理工)教学课件15基坑支护

单元1土方与基坑工程1.1土的基本性质和分类单元1土方与基坑工程目录1.2场地平整1.3施工降排水1.4土方开挖1.5基坑支护目录1.6土方回填单元1土方与基坑工程单元1土方与基坑工程土方与基坑工程包括的内容较多，如场地平整、基坑基槽的开挖回填、场地降排水和土壁支护等。本单元从土的基本性质入手，使学生了解土方施工的基本特点，掌握基坑开挖、支护、回填的施工要点和安全要求，掌握基坑开挖土方量的计算方法。土方与基坑工程施工主要依据《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2001）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）以及相关的国家标准、规范和规程等。www.techbook.com.cn土方工程包括的内容较多，主要有两类：一类是场地平整，完成“三通一平”，包括设计标高的确定，土方调配以及挖、运、填的机械化施工；另一类是建筑物和其他地下工程的开挖与回填，包括支护结构的设计与施工，开挖前的降水或开挖后的排水，土方开挖以及回填土的压实等。土方工程具有工程量大、工期长、投资大、劳动强度大且多为露天作业等特点，因此，土方工程施工必须了解土层的性质，进行现场勘测，充分做好准备工作，合理安排施工计划，以确保土方工程的施工质量。单元1土方与基坑工程1.5基坑支护1.5.1.1浅基坑（槽）、沟管支撑对宽度不大、深5m以内的浅基坑(槽)、管沟，一般宜设置简单支撑，其形式根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工时间长短、施工季节和当地气象条件、施工方法与相邻建(构)筑物情况进行选择。横撑式支撑根据挡土板的不同分为水平挡土板和垂直挡土板两类，水平挡土板的布置又分间断式、断续式和连续式三种；垂直挡土板的布置分断续式和连续式两种，支护方法如表1.10所示。1.5.1支撑方式1.5基坑支护表1.10基坑（槽）、管沟的支撑方法续下表1.5基坑支护续上表1.5基坑支护续上表1.5基坑支护对宽度较大、深度不大的浅基坑，其支撑(护)形式常用的有斜柱支撑、锚拉支撑、短桩横隔板支撑和临时挡土墙支撑等。各种支撑的支撑方法和使用条件如表1.11所示。1.5基坑支护表1.11一般浅基坑的支撑方法1.5基坑支护1.5.1.2深基坑支护结构对宽度较大、深5m以上的深基坑且地质条件较复杂时，必须选择有效的支护形式，一般应由施工单位会同设计单位、建设单位共同制订可靠的支护方案，表1.12为几种常用深基坑支护形式，仅供参考。（祥见课本31页）1.5基坑支护1.5.2.1施工要点（1）应严格遵循先撑后挖的原则，即挖至每层支撑标高，待支撑加设并起作用后再继续挖下层。不得在基坑(槽)、管沟全部挖好后，再设置支护，以免使基坑(槽)壁失稳。土方开挖宜由上而下分层、分段、对称进行，使支护结构受力均匀。要控制相邻段的土方开挖高差不大于1.0m，防止因土方高差过大而产生推力，使工程桩移位或变形。1.5.2基坑（糟）、沟管支撑施工1.5基坑支护（2）基坑(槽)沟壁开挖宽度应比基础、管道每边增加工作面宽度和100～150mm支护(撑)结构需要的尺寸。挖土时，土壁要平直，挡土板要紧贴土面，并用木楔或横撑木顶紧挡板。在支护角部要增设加强支撑。（3）土方开挖前应先进行基坑降水，降水深度宜控制在坑底以下500～1000mm，防止降水影响到支护结构外面，造成基坑周围地面产生沉降。1.5基坑支护（4）采用钢(木)板桩、挡土灌注桩、地下连续墙支护时，应事先进行打设或施工，然后再分层进行基坑土方开挖，分层设横撑、土层锚杆，其施工操作工艺分别参见单元2中有关内容。（5）拆除支护(撑)时，应按照基坑(槽)、管沟土方回填顺序，从下而上逐步进行。施工中更换支撑时，必须先安装新的再拆除旧的。1.5基坑支护（6）挖土机的进出口通道应铺设路基箱以扩散压力，必要时局部注浆或作水泥土搅拌桩加固地基。（7）挖土期间基坑边严禁大量堆载，地面载荷值绝对不允许超过设计支护结构时采用的地面超载值。1.5基坑支护1.5.2.2质量要求（1）在基坑(槽)或管沟工程等开挖施工中，现场不宜进行放坡开挖，当可能对邻近建(构)筑物、地下管线、永久性道路产生危害时，应对基坑(槽)、管沟进行支护后再开挖。1.5基坑支护（2）基坑(槽)、管沟开挖前应做好下述工作：①基坑(槽)、管沟开挖前，应根据支护结构形式、挖深、地质条件、施工方法、周围环境、工期、气候和地面载荷等资料制订施工方案、环境保护措施、监测方案，经审批后方可施工。②土方工程施工前，应对降水、排水措施进行设计，系统应经检查和试运转，一切正常时方可开始施工。1.5基坑支护（3）土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。（4）基坑(槽)、管沟的挖土应分层进行。在施工过程中基坑(槽)、管沟边堆置土方不应超过设计荷载，挖方时不应碰撞或损伤支护结构、降水设施。（5）基坑(槽)、管沟土方施工中应对支护结构、周围环境进行观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常后方可继续施工。1.5基坑支护（6）基坑(槽)、管沟开挖至设计标高后，应对坑底进行保护，经验槽合格后，方可进行垫层施工。对特大型基坑，宜分区分块挖至设计标高，分区分块及时浇筑垫层。必要时，可加强垫层。（7）基坑(槽)、管沟土方工程验收必须以确保支护结构安全和周围环境安全为前提。当设计有指标时，以设计要求为依据，如无设计指标时应按表1.13的规定执行。1.5基坑支护支护(撑)材质必须符合设计要求和施工规范的规定。支护(撑)的设置位置、垂直度、标高必须符合设计要求，位置偏差不大于100mm,垂直度偏差不大于H/100(H为支护高度)，标高偏差不大于±30mm，且挡土板必须紧贴土壁。1.5基坑支护基坑类别围护结构墙顶位移监控值围护结构墙体最大位移监控值地面最大沉降监控值一级基坑353二级基坑686三级基坑8101O注：①符合下列情况之一，为一级基坑：a重要工程或支护结构作为主体结构的一部分；b开挖深度大于10m；c与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；d基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。②三级基坑为开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时的基坑。③除一级和三级外的基坑属二级基坑。④当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些特殊要求。表1.13基坑变形的监控值（cm）1.5基坑支护1.5.2.3安全措施（1）深基坑支护上部应设安全护栏和危险标志，夜间应设红灯标志。（2）在设置支撑的基坑(槽)挖土时不得碰动支撑，支撑上不得放置物件；严禁将支撑当脚手架使用。严禁操作人员攀登支护或支撑上下基坑(槽)。（3）在设置支护的基坑中使用机械挖土时，应防止碰坏支护，或直接压过支护结构的支撑杆件；在基坑(槽)上边行驶，应复核支护强度，必要时应进行加固。1.5基坑支护（4）支护(撑)的设置应遵循由上而下的程序，支护(撑)拆除应遵循由下而上的程序，以防止基坑(槽)失稳塌方。（5）安装支撑时应戴安全帽，安装支护(撑)横梁、锚杆等应在脚手架上进行，高空作业应挂安全带。1.5基坑支护1.5.2.4注意事项（1）支护(撑)的设置必须结构合理，构造简单，装拆方便，能回收利用，节省费用，使用可靠，保证施工期间的安全，不给邻近地基和已有建(构)筑物带来有害影响；拆除支护(撑)前要研究好拆除时间、顺序和方法，以免给施工安全和地下工程造成危害。1.5基坑支护（2）支护(撑)安装和使用期间要加强检查、观察和监测，发现支撑折断、支护变形、坑壁裂缝、掉渣、上部地面裂缝、邻近建筑物下沉裂缝、变形倾斜等，应及时进行分析和处理，或进行加固。（3）当基坑地下水较大，而土质为粉细砂层，易产生流砂时，需用围幕截水与人工降低地下水位相结合，可在挡土灌注桩之间加设旋喷桩(深层搅拌桩或喷粉桩)阻水。1.5基坑支护土层锚杆简称土锚杆，它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔)，达到一定设计深度后，再扩大孔的端部，形成柱状或其他形状，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。1.5.3土层锚杆施工1.5基坑支护其特点是：能与土体结合在一起承受很大的拉力，以保持结构的稳定；可用高强钢材，并可施加预应力，可有效地控制建筑物的变形量；施工所需钻孔孔径小，不用大型机械；代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省钢材；为地下工程施工提供开阔的工作面；经济效益显著，可节省大量劳力，加快工程进度。1.5基坑支护1.5.3.1施工准备（1）材料要求①锚杆②水泥浆锚杆体1.5基坑支护（2）主要机具设备①成孔机具设备：可采用螺旋式钻孔机、旋转冲击式钻孔机或YQ-100型潜水钻机，亦可采用普通地质钻孔改装的HGY100型或ZT100型钻机，并带套管和钻头等。②灌浆机具设备：灰浆泵、灰浆搅拌机等。③张拉设备：YC-60型穿心式千斤顶，配SY-60型油泵油压表等。1.5基坑支护（3）作业条件①根据地质勘察报告，摸清工程区域地质水文情况，同时查明锚杆设计位置的地下障碍物情况，以及钻孔、排水对邻近建(构)筑物的影响。②编制施工组织设计，根据工程结构、地质、水文情况及施工机具、场地、技术条件，制订施工方案，进行施工布置及平面布置，划分区域；选定并准备钻孔机具和材料加工设备；委托安排锚杆及零件制作。1.5基坑支护③进行场地平整，拆迁施工区域内的报废建(构)筑物、水、电、通信线路，挖除工程部位地面以下3m内的地下障碍物。④开挖边坡，按锚杆尺寸取2根进行钻孔、穿筋、灌浆、张拉、锚定等工艺试验，并作抗拔试验，检验锚杆质量，以检验施工工艺和施工设备的适应性。⑤在施工区域内设置临时设施，修建施工便道及排水沟，安装临时水电线路，搭设钻机平台，将施工机具设备运进现场，安装后试运转，检查机械、钻具、工具等是否完好齐全。1.5基坑支护⑥进行技术交底，搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件形式。清点锚杆及锚固件数量。⑦进行施工放线，定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。⑧做好钻杆用钢筋、水泥、砂子等的备料工作，并将使用的水泥、砂子按设计规定配合比做砂浆强度试验；锚杆对焊或帮条焊应做焊接强度试验，验证能否满足设计要求。1.5基坑支护1.5.3.2施工程序及要点土层锚杆施工程序为(水作业钻进法)：土方开挖—测量、放线定位—钻机就位—接钻杆—校正孔位—调整角度—打开水源—钻孔—提出内钻杆—冲洗—钻至设计深度—反复提内钻杆—插钢筋(或钢绞线)—压力灌浆—养护—裸露主筋防锈—上横梁(或预应力锚件)—焊锚具—张拉(仅用于预应力锚杆)—锚头(锚具)锁定。1.5基坑支护土层锚杆施工的要点如下：（1）土层锚杆干作业施工程序与水作业钻进法基本相同，只是钻孔中不用水冲洗泥渣成孔，而是干法使土体顺螺杆出孔外成孔。（2）钻孔时要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)，防止高低参差不齐和相互交错。（3）钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆；遇有粗砂、砂卵石土层，在钻杆钻至最后一节时，应比要求深度多10～20cm，以防粗砂、碎卵石堵塞管子。1.5基坑支护（4）钢筋、钢绞线使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况，如有不合格的，应进行更换或处理。断好的钢绞线长度要基本一致，偏差不得大于5cm。端部要用铁丝绑扎牢，不得参差不齐或散架。干作业要另焊一个锥形导向帽；钢绞线束外留量应从挡土、结构物连线算起，外留1.5～2.5m。钢绞线与导向架要绑扎牢固，导向架间距要均匀，一般为2m左右。（5）注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆1.5基坑支护（6）拉杆应由专人制作，要求顺直。钻孔完毕应尽快安设拉杆，以防塌孔。拉杆使用前要除锈，钢绞线要清除油脂。拉杆接长应采用对焊或帮条焊。孔附近拉杆钢筋应涂防腐漆。为将拉杆安置于钻孔

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