(32)精讲班1K413020 明挖基坑施工2 3 4讲义
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四、边坡保护(一)基坑边坡稳定措施(1)根据土层的物理力学性质确定基坑边坡坡度,并于不同土层处做成折线形边坡或留置台阶。
(2)必须做好基坑降排水和防洪工作,保持基底和边坡的干燥。
(3)基坑边坡坡度受到一定限制而采用围护结构又不太经济时,可采用坡面土钉、挂金属网喷混凝土或抹水泥砂浆护面等措施。
(4)严格禁止在基坑边坡坡顶较近范围堆放材料、土方和其他重物以及停放或行驶较大的施工机具。
(5)基坑开挖过程中,边坡随挖随刷,不得挖反坡。
(6)暴露时间较长的基坑,应采取护坡措施。
(二)护坡措施(1)基坑土方开挖时,应按设计要求开挖土方,不得超挖,不得在坡顶随意堆放土方、材料和设备。
在整个基坑开挖和地下工程施工期间,应严密监测坡顶位移,随时分析观测数据。
当边坡有失稳迹象时,应及时采取削坡、坡顶卸荷、坡脚压载或其他有效措施。
(2)放坡开挖时应及时作好坡脚、坡面的保护措施。
常用的保护措施有:1)叠放砂包或土袋:2)水泥抹面:3)挂网喷浆或混凝土:4)其他措施:包括锚杆喷射混凝土护面、塑料膜或土工织物覆盖坡面等。
【案例1K413022】1.背景某市政工程基础采用明挖基坑施工,基坑挖深为5.5m,地下水在地面以下1.5m 。
坑壁采用网喷混凝土加固。
基坑附近有高层建筑物及大量地下管线。
设计要求每层开挖1.5m,即进行挂网喷射混凝土加固。
由于在市区的现场场地狭小,项目负责人(经理)决定把钢材堆放在基坑坑顶附近;为便于出土,把开挖的弃土先堆放在基坑北侧坑顶,夜间装入自卸汽车运出。
由于工期紧张,施工中每层开挖深度增大为2.0m,以加快基坑挖土加固施工的进度。
在开挖第二层土时,基坑变形量显著增大,变形发展速率越来越快。
随着开挖深度的增加,坑顶地表面出现许多平行基坑裂缝。
但施工单位对此没有在意,继续按原方案开挖。
当基坑施工至5m深时,基坑出现了明显的坍塌征兆。
项目负责人(经理)决定对基坑进行加固处理,组织人员在坑内抢险,但已经为时过晚,最终出现基坑坍塌多人死亡的重大事故,并造成了巨大的经济损失。
1K413020掌握盾构法施工的基本技术要点1K413020掌握盾构法施工的基本技术要点1K413020掌握盾构法施工的基本技术要点1k413020掌握盾构法施工的基本技术要点1k413021各类盾构机掘进控制的要点盾构的种类按其结构特点和开挖方式可分为:①手掘式盾构:有敞开式、正面支撑式和棚式,此类盾构辅以气压法或降水法等疏干地层的措施并使用必要的正面支撑后,可适用于各种地层中,特别是地下障碍较多的地层;在精心施工的条件下,亦可将地表变形控制到中等或较小的程度。
②挤压式盾构:有全挤压、局部挤压、网格等形式。
仅适用于软弱黏性土层,适用范围较狭窄,在挤压推进时,对地层土体扰动较大,地面产生较大的隆起变化,所以在地面有建筑物的地区不宜使用,只能用在空旷的地区或江河底下、海滩处等区域。
③半机械式盾构:包括正、反铲、螺旋切削、软岩掘进机等,适用范围基本和手掘式一样,可减轻劳动强度。
④机械式盾构:有开胸的大刀盘切削、闭胸式的局部气压、泥水加压、土压平衡等形式,当土质好,能自立,或采用辅助措施后自立时,则可用开胸式机械盾构,如地层土质差,应采用闭胸机械式盾构。
土压平衡盾构推进过程中依靠开挖面切削面板的临时挡土效果、充满于密封仓内的切削土土压,以及螺旋输送机排土机构的综合作用,保证削土土压,以及螺旋输送机排土机构的综合作用,保持开挖面的稳定状态。
泥水加压盾构在开挖面和泥水室内充满加压的泥水,通过加压作用和压力保持机构,保证开挖面土体的稳定。
土压平衡系列盾构推进施工时,采用控制螺旋排土机转速和其出土量大小的方法来控制土仓内的平衡压力值。
泥水盾构通过调节泥水压力、泥水流量、泥水浓度来达到开挖面的稳定。
土压平衡盾构切口平衡压力值大小与盾构的埋深、土层中土的重度、土层中的内摩擦角有关。
盾构正面稳定的效果将直接影响地层变形,平衡压力过大、过小,进土量过多、过少,平衡压力大小波动过多等情况将导致正面稳定不佳的现象产生。
正面土体稳定控制包含着推力、推进速度和出土量的三者的相互关系,对盾构施工轴线和地层变形量的控制起主导作用,应在盾构施工中根据不同土质和覆土厚度、地面建筑物,配合监测信息的分析,及时调整平衡点,同时控制每次纠偏的量,减少对土体的扰动,及时调整注浆量,有效地控制轴线和地层变形。
1K413020 明挖基坑施工1K413021掌握深基坑支护结构与变形控制1. 深基坑四周一般设置垂直的挡土围护结构,围护结构一般是在开挖面基底下有一定插入深度的板(桩)墙结构;板(桩)墙有悬臂式、单撑式、多撑式。
支撑结构是为了减小围护结构的变形,控制墙体的弯矩。
一、围护结构(一)基坑围护结构体系1.基坑围护结构体系包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。
板(桩)墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。
(二)深基坑围护结构类型1.基坑围护结构类型有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等7种。
2.不同类型围护结构的特点(1)工字钢桩围护结构:工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于lOOmm的砂卵石地层;当地下水位较高时,必须配合人工降水措施。
施工噪声大大超过环境保护法规定的限值,宜用于郊区距居民点较远的基坑施工中。
(2)钢板桩围护结构:钢板桩强度高,桩与桩之间的连接紧密,隔水效果好,可重复使用。
(3)钻孔灌注桩围护结构:适于城区施工。
(4)深层搅拌桩挡土结构:作为挡土结构的搅拌桩一般布置成格栅形,深层搅拌桩也可连续搭接布置形成止水帷幕。
(5)SMW桩:优点是止水性好,构造简单,型钢插入深度一般小于搅拌桩深度,施工速度快,型钢可以部分回收、重复利用。
(6)地下连续墙:地下连续墙优点,施工时振动小、噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小;可适用于多种土层;各种地层均能高效成槽。
地下连续墙挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式类型。
在开挖过程中,为保证槽壁的稳定,采用特制的泥浆护壁。
泥浆应根据地质和地面沉降控制要求经试配确定,并在泥浆配制和挖槽施工中对泥浆的相对密度(比重)、黏度、含砂率和pH等主要技术性能指标进行检验和控制。
二、支撑结构类型(一)支撑结构体系:由内支撑和外拉锚组成。
1.内支撑一般由各种型钢撑、钢管撑、钢筋混凝土撑等构成支撑系统;外拉锚有拉锚和土锚两种形式。
二、常见降水方法(一)明沟、集水井排水(1)当基坑开挖不很深,基坑涌水量不大时,集水明排法是应用最广泛,亦是最简单、经济的方法。
明沟、集水井排水多是在基坑的两侧或四周设置排水明沟,在基坑四角或每隔30~50m设置集水井。
(2)排水明沟宜布置在拟建建筑基础边0. 4m以外,沟边缘离开边坡坡脚应不小于O.3m。
排水明沟的底面应比挖土面低0.3~0.4 m。
集水井底面应比沟底面低0.5m以上,并随基坑的挖深而加深,以保持水流畅通。
明沟的坡度不宜小于0.3%,沟底应采取防渗措施。
(3)集水井的净截面尺寸应根据排水流量确定。
集水井应采取防渗措施。
(4)明沟、集水井排水,视水量多少连续或间断抽水,直至基础施工完毕、回填土为止。
(5)明沟排水设施与市政管网连接口之间应设置沉淀池。
明沟、集水井、沉淀池使用时应排水畅通并应随时清理淤积物。
(二)井点降水(1)当基坑开挖较深,基坑涌水量大,且有围护结构时,应选择井点降水方法。
即用真空(轻型)井点、喷射井点或管井深入含水层内,用不断抽水方式使地下水位下降至坑底以下,同时使土体产生固结以方便土方开挖。
(2)轻型井点布置应根据基坑平面形状与大小、地质和水文情况、工程性质、降水深度等而定。
总管、弯联管、井点管、滤管当基坑(槽)宽度小于6m且降水深度不超过6m时,可采用单排井点,布置在地下水上游一侧;两侧,当基坑面积较大时,宜采用环形井点。
挖土运输设备出入道可不封闭,间距可达4m,一般留在地下水下游方向。
(3)轻型井点宜采用金属管,井管距坑壁不应小于1.O~1.5m(距离太小易漏气)。
井点间距一般为0. 8~1.6m。
集水总管标高宜尽量接近地下水位线并沿抽水水流方向有0.2 5%~0.5%的上仰坡度,水泵轴心与总管齐平。
井点管的入土深度应根据降水深度及储水层所有位置决定,但必须将滤水管埋入含水层内,并且比挖基坑(沟、槽)底深0.9~1.2m,井点管的埋置深度应经计算确定。
(4)真空井点和喷射井点可选用清水或泥浆钻进、高压水套管冲击工艺(钻孔法、冲孔法或射水法),对不易塌孔、缩颈地层也可选用长螺旋钻机成孔;成孔深度宜大于降水井设计深度0. 5~1. Om。
5)SMW工法桩(型钢水泥土搅拌墙)型钢水泥土搅拌墙中型钢的间距和平面布置形式应根据计算确定,常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三种。
拟拔出回收的型钢,插入前应先在干燥条件下除锈,再在其表面涂刷减摩材料。
6)重力式水泥土挡墙深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合,形成相互搭接的格栅状结构形式,也可相互搭接成实体结构形式。
由于采用重力式结构,开挖深度不宜大于7m。
7)地下连续墙地下连续墙主要有预制钢筋混凝土连续墙和现浇钢筋混凝土连续墙两类,通常地下连续墙一般指后者。
地下连续墙有如下优点:施工时振动小、噪声低,墙体刚度大,对周边地层扰动小;可适用于多种土层,除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外,对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。
地下连续墙施工采用专用的挖槽设备,沿着基坑的周边,按照事先划分好的幅段,开挖狭长的沟槽。
挖槽方式可分为抓斗式、冲击式和回转式等类型。
地下连续墙的一字形槽段长度宜取4~6m。
当成槽施工可能对周边环境产生不利影响或槽壁稳定性较差时,应取较小的槽段长度。
必要时,宜采用搅拌桩对槽壁进行加固;地下连续墙的转角处或有特殊要求时,单元槽段的平面形状可采用L形、T 形等。
地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用:①地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字钢接头或混凝土预制接头等柔性接头;②当地下连续墙作为主体地下结构外墙,且需要形成整体墙体时,宜采用刚性接头;刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等;在采取地下连续墙顶设置通长的冠梁、墙壁内侧槽段接缝位置设置结构壁柱、基础底板与地下连续墙刚性连接等措施时,也可采用柔性接头。
导墙是控制挖槽精度的主要构筑物,导墙结构应建于坚实的地基之上,并能承受水土压力和施工机具设备等附加荷载,不得移位和变形。
在开挖过程中,为保证槽壁的稳定,采用特制的泥浆护壁。
1K413022 深基坑支护结构与边坡防护一、围护结构(一)基坑围护结构体系(1)基坑围护结构体系包括板(桩)墙、围檩(冠梁)及其他附属构件。
板(桩)墙主要承受基坑开挖卸荷所产生的土压力和水压力,并将此压力传递到支撑,是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。
(2)地铁基坑所采用的围护结构形式很多,其施工方法、工艺和所用的施工机具也各异;因此,应根据基坑深度、工程地质和水文地质条件、地面环境条件等(特别要考虑到城市施工特点),经技术经济综合比较后确定。
(二)深基坑围护结构类型(1)在我国应用较多的有排桩、地下连续墙、重力式挡墙、土钉墙,以及这些结构的组合形式等。
(2)不同类型围护结构的特点见表1K413022-1。
不同类型围护结构的特点表1K413022-1续表1)型钢桩基坑开挖时,随挖土方随在桩间插入50mm厚的水平木板,以挡住桩间土体。
工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于100mm的砂卵石地层;当地下水位较高时,必须配合人工降水措施。
打桩时,施工噪声一般都在100dB以上,大大超过环境保护法规定的限值,因此,这种围护结构一般用于郊区距居民点较远的基坑施工中。
当基坑范围不大时,例如地铁车站的出入口,临时施工竖井可以考虑采用工字钢做围护结构。
2)预制混凝土板桩常用钢筋混凝土板桩截面的形式有四种:矩形、T形、工字形及口字形。
矩形截面板桩制作较方便,桩间采用槽榫接合方式,接缝效果较好,是使用最多的一种形式3)钢板桩与钢管桩钢板桩强度高,桩与桩之间的连接紧密,隔水效果好。
具有施工灵活,板桩可重复使用等优点,是基坑常用的一种挡土结构。
板桩的形式有多种,拉森型是最常用的,在基坑较浅时也可采用大规格的槽钢(采用槽钢且有地下水时要辅以必要的降水措施)。
钢板桩断面形式较多,常用的形式多为U形或Z形。
我国地下铁道施工中多用U形钢板桩,4)钻孔灌注桩围护结构钻孔灌注桩一般采用机械成孔。
地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机等。