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1、建筑基坑工程培训第一章:概述1.1 建筑基坑的概念:建筑基坑是指为进行建(构)筑物基础及地下室施工所开挖时地面如下空间。a、人工开挖时为建筑物的)基础和地下室的建设而采用的施工措施;b、基坑工程属于临时性工程,它的使用年限较短,一般不超过一年。根据有关日勺深基坑工程管理规定:深基坑是指开挖深度超过5米(含5米)或地下室三层以上(含三层),或深度虽未超过5米,但地质条件和周围环境及地下管线尤其复杂的工程。1.2 基坑周围环境:基坑开挖影响范围内包括既有建(构)筑物、道路、地下管线、地下设施、岩土体、地下水体等。基坑工程要保证两个安全即:as基坑边坡的安全;b、周围环境的)安全。环境保护是进坑工程
2、成败的关键,在调查基坑周围环境时,应查明基坑影响范围内既有建筑物和地下设施的现实状况、构造特点,以及对开挖变形的承受能力。1.3 基坑支护构造的极限状态分类1.3.1 承载能力极限状态承载能力极限状态强调日勺是强度和稳定问题。支护构造日勺承载能力应满足规定的材料强度和稳定性规定,应有足够日勺安全储备,不应超过承载能力极限状态。在支护构造对边坡发挥支挡、加固功能的过程中,若是锚固系统、支撑系统出现失效,挡土构造发生破坏,导致基坑边坡失稳、周围环境与安全受到严重危害,均可视为已超过了承载能力极限状态。1.3 .2正常使用极限状态它强调的是变形问题,应满足变形限制的)规定。基坑变形是客观存在的,不容
3、许变形也是不现实的),甚至也是不也许的。不过,变形是有程度规定的)。在正常使用状态下,支护构造对基坑变形的控制应满足规定的规定。基坑变形以不影响基础施工、周围建筑、地下管线、公路交通等的正常使用为原则;以不超过有关规定日勺控制值为原则。否则,若出现影响正常使用的变形和出现影响正常使用的局部破坏,均可视为已超过了正常使用极限状态。1.4 基坑侧壁安全等级的划分原则:根据基坑开挖深度、周围环境条件和支护构造破坏后果日勺严重程度,将支护构造的)安全等级划分为三级。对同一基坑的不一样部位,可采用不一样的安全等级。支护构造的安全等级划分表安全等级破坏后果一级支护构造失效、土体过大变形多基坑周围环境或主体
4、构造施工安全的影响很严重二级支护构造失效、土体过大变形多基坑周围环境或主体构造施工安全的影响严重三级支护构造失效、土体过大变形多基坑周围环境或主体构造施工安全的J影响不严重影响基坑稳定的重要原因包括:开挖岩土体和地下水特性、基坑深度及放坡坡度、基坑周围环境条件、施工原因、气象原因等。第二章:基坑支护体宗日勺分类、特点及其合用条件2.1 基坑支护体系的分类诸多,一般可按构造形式、建筑材料、施工措施以及所处的环境条件等进行划分。基坑支护体系按构造刚度划分,可分为刚性支护体系与柔性支护体系。如,刚性较大的)墙体支护构造和桩径较粗的排桩支护构造等称为刚性支护体系;而具有一定柔性的构造,如钢板桩、锚杆挡
5、墙等称为柔性支护体系。按受力状态划分,可分为积极支护和被动支护。如采用预应力锚杆支护体系在基坑开挖时给土体以积极约束,这样日勺支护体系称之为积极支护;而土钉支护体系只有在土体发生一定变形后才能使土钉受力,他对土体不具有积极约束机制。因此称之为被动支护体系。2.2 基坑支护设计规范推荐的支护构造类型、特点及其合用条件构造类型特点及合用条件安全等级基坑深度、环境条件、土类和地下水条件支挡式构造锚拉式构造一级二级三级合用于较深的基坑1排桩合用于可采用降水或截水帷幕的基坑2地下持续墙宜同步用作主体地下构造外墙,可同步用于截水3锚杆不适宜用在软土层和高水位的碎石土、砂土层中4当临近基坑有建筑物地下室、地
6、下构筑物等,锚杆的有效锚固长度局限性时,不用采用锚杆5当锚杆施工会导致基坑周围建筑物的损害或违反都市地下空间规划等规范时,不用采用锚杆支撑式构造合用于较深的基坑悬臂式构造合用于较深的基坑双排桩当锚拉式、支撑式和悬臂式结合不合用时,可考虑使用双排桩支护构造与主体构造结合的逆作法合用于基坑周围环境很复杂的1深基坑钉墙单一土钉墙二级三级合用于地下水位以上回土基坑,且基坑深度不12mi降水日勺非软适宜不小于当基坑潜在滑动面内有建筑物、重要地下管线时,不适宜预应力锚杆复合土钉墙合用于地下水位以上或降水R勺非软土基坑,且基坑深度不适宜不小于15m采用土钉墙水泥土桩复合土钉墙用于非软土基坑时,基坑深度不适宜
7、不小于12m;用于淤泥质土基坑时,基坑深度不适宜不小于6m;不适宜用在高水位的碎石土、砂土层中微型桩复合土钉墙合用于地下水位以上或降水的基坑,用于非软土基坑时,基坑深度不适宜不小于12m,用于淤泥质土基坑时,基坑深度不适宜不小于6m重力式水泥土墙二级三级合用于淤泥质土、淤泥基坑,且基坑深度不适宜不小于7m放坡三级1施工场地满足放坡条件2放坡与上述支护构造形式结合注:1当基坑不一样部位的周围环境条件、土层性状、基坑深度等不一样步,可在不一样部位分别采用不一样的支护形式;2支护构造可采用上、下部以不一样构造类型结合的形式第三章常用时基坑支护形式及技术控制要点3.1桩锚支护体系系指桩与预应力锚杆联合
8、支护的简称。该支护形式一般使用于地下13层基坑工程。桩日勺类型以。6001000钢筋碎钻孔灌注桩为主,另一方面为。8001200人工挖孔桩,500深层搅拌桩、Q1200高压旋喷桩。采用何种桩应根据工程条件决定。深层搅拌桩、高压旋喷桩又常在桩体内插入钢管或型钢,以增强整体抗变形的能力。个别工程也曾采用。127Q146钢管桩,预制桩使用的很少。桩体起到挡土的作用,桩端应嵌入持力层或基坑底板如下一定的深度。桩间土若是含水层或者过饱和软弱土夹含水砂土薄层时,多采用500深层搅拌桩或中1200高压旋喷桩形成止水帷幕,起到截(挡)水的作用。桩顶用钢筋碎冠梁连结,起到遏制桩顶变形日勺作用。桩体自上而下按照一
9、定日勺网度布设多道预应力锚杆(索),并通过横梁背拉桩体,共同约束基坑边坡变形,为保证边坡日勺整体稳定起到了积极支护的作用。对于锚杆(索)施加预应力,其目日勺即在锚杆周围日勺岩土体中产生压应力区,增长潜在滑动面上的正应力和抗剪阻力,减少了非稳定性土体的下滑力。锚杆在软土、软弱土或松土层中易发生蠕变是导致锚杆预应力损失5%10%外重要原因之一。对于变形敏感的建筑工程、基坑对变形有严格规定的工程以及永久性支护工程等,均应对蠕变进行控制,其措施:提高安全系数、高压注浆、扩大锚固端部的尺寸,选择压力型锚杆等。永久性锚杆不适于有机质土,液限阻50%、液性指数10.9和相对密度Dr0.3的软弱土。临时性支护
10、也应对上述土层进行处理后尚可使用,否则一般不适宜采用。锚杆的自由段长度不适宜不不小于4米、锚固段长度不适宜不不小于4米,第一排锚固体上覆土层厚度不适宜不不小于4米,否则无工程意义。锚杆布设的网度不适宜不不小于2.5X1.5米(排距X点距)、锚杆间距不小于6倍锚固体直径、无互相影响。锚杆可与桩体联合形成桩锚支护体系,也可与挡墙联合形成锚杆挡墙支护体系等。3.2土钉墙支护土钉墙支护作为一种基坑支护形式,起到对土体原位加固的作用。它是由被加固的原位土体,设置在土体中的土钉群和喷射钢筋碎面层所构成的一种复合的、自稳性能好的、类似重力式挡墙构造的支护体系,以抵御墙后土压力和其他作用力,从而使边坡维持稳定
11、。土钉墙支护是一种被动受力支护形式,只有土体发生变形时土钉才受力,因此土钉支护的基坑一般不超过2层地下室。当在有限放坡状况下,土钉墙支护与预应力锚杆联合应用时,基坑支护深度可增长些,造价也有所节省。土钉可分为成孔注浆土钉和打入式土钉两种。为了使土钉与面层有效地连接,故应设置承压板和加强筋等构造措施。土钉孔注浆宜用水泥净浆或水泥砂浆,其强度不适宜低于20MPa,土钉长度宜为基坑开挖深度的051.2倍,长度不适宜不不小于6米,当长度由6米增长到15米时安全系数剧增;当长度不小于15米时安全系数趋于常数。土钉间距宜为广2米,土钉与水平面的夹角为515。时安全系数增大,当不小于15时安全系数减少。土钉
12、墙适于地下水位以上或者通过降水后的人工填土、粘性土、弱胶结砂土。由于成孔日勺原因土钉墙不适于含水丰富的砂土层和卵石层。土钉墙也不合用于自稳能力差日勺淤泥、淤泥质土夹粉砂薄层、饱和软弱土层,更不适于对变形有严格规定的深基坑工程。不过当基坑变形有严格规定时,也可在土钉支护中配合使用预应力锚杆,通过土钉、锚杆、面层共同对基坑土体构成管箍作用,遏制基坑的变形。许多工程日勺经验阐明土钉墙支护时破坏几乎均与地下水日勺作用有直接日勺关系,它使土体软化,引起局部或整体破坏,因此,土钉墙支护必须做好降水,且不能作为挡水构造使用。土钉墙支护由于能合理运用土体的自承能力,将土体作为支护构造不可分割的构成部分,做到构
13、造轻、柔性大,有良好的抗震性能,设备简朴、轻便,施工工艺不复杂、速度快,造价比较低,而得到广泛应用。3.3重力式水泥土挡墙水泥土搅拌桩支护系运用水泥作固化剂,采用机械搅拌将固化剂和软土强制拌合,并互相产生一系列物化反应而逐渐硬化,形成具有整体性、水稳性和一定强度的壁状、格栅状等不一样形式的水泥土桩墙。水泥土搅拌桩在我国应用于加固软土构成复合地基,自20世纪90年代初期才将其用于基坑支护之中。其合用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土,素填土等,当具有机质土、泥炭质土、泥炭土,宜通过试验确定其合用性。从技术和经济两个原因决定了水泥土搅拌桩支护深度不适宜不小于6米。水泥土搅拌桩由具有一定刚度的脆性材料所
14、构成。它介于刚性桩(灌注桩、钢筋碎预制桩)和柔性桩(砂桩、碎石桩、灰土桩)之间日勺一种桩型。其抗拉强度比抗压强度小得多。按其重力式挡墙计算就是运用构造自身的自重和抗压不抗拉日勺特点,经工程验证是符合实际的。当基坑开挖深度增长时,其承受水平向荷载加大,必然要大幅度的增长桩长和墙体宽度,从而使深层搅拌桩显得不够经济、合理。此外,当土体工程性状差、被动区土压力较小时,也可在被动区进行水泥土搅拌桩形成水泥土、改善被动区日勺土性,提高c、值,从而提高被动土压力,往往比增长桩的嵌入深度更经济、更有效些。水泥土搅拌桩作为支护构造宜根据基坑开挖深度初步设定桩长和支护构造宽度,初定桩长宜为开挖深度的1620倍,
15、初步支护构造宽度宜为开挖深度日勺O40.8倍,根据大量工程实践表明一般可以满足工程规定,亦比较经济、合理。水泥土搅拌桩支护可根据土质性状、地下水、周围环境、施工条件原因,选择合适的支护形式,也可与其他支护形式联合使用。水泥土搅拌桩支护宜优先采用喷浆法施工,可使桩体均匀、强度高、抗渗性能好,但水泥用量较多些。当土的含水量不小于60%、基坑较浅,且无严格防渗规定时,亦可采用喷粉法施工,且水泥用量相比较少些。水泥土搅拌桩的一种重要功能是作为截水帷幕,规定比较严格,一是规定桩的设计长度应不小于防止管涌和工程所需要的止水深度,并进入不透水层的长度宜取12倍设计桩径为宜;二是桩的垂直度容许偏差不超过1.5%;三是桩日勺搭接宽度宜不小于150mm,其中有一项不符合规定时,就不能处理好截水问题。例如:某一工程地下一层截水帷幕桩长113米,设计搭接宽度仅有50mm,基坑开挖到-4米时发现水泥土搅拌桩的垂直度偏差过大,某些桩主线没有互相搭接,桩间形成缝隙、孔洞,致使相邻桩体不能完全弥合成一种完整的防水体,虽然基坑周围作了多排(35排)搅拌桩,也不能处理好止水问题。当坑内降水时,地下水在坑内外压差作用下穿透层层桩间孔隙进入基坑,导致基坑外围水土流失,地面塌