一级市政——基坑施工

一级市政——基坑施工

1 1.1 明沟排水 集水井降水法又称明沟排水法，是在基坑开挖过程中，沿坑底周围或中央开挖排水沟，设置集水井，使水通过排水沟流入集水井，然后用水泵抽走，如图所示。 集水井降水 1—排水沟；2—集水井；3—水泵 1 基坑降水与排水施工 1 2 3.2 分层明沟排水法 1—底层吸水管；2—基坑底排水明沟；3—上层吸水管； 4—上层排水明沟；5—抽水机；6—降水曲线 分层明沟排水 2 3 图3.3 井点降水的作用 （a）防止涌水；（b）使边坡稳定；(c)防止土的上冒； (d)减少横向荷载；（e）防止流砂 基坑降水的作用 3 4 图3.4 轻型井点降低地下水位全貌图 1—井点管；2—滤管；3—总管；4—弯联管；5—水泵房； 6—原有地下水位线；7—降低后地下水位线 轻型井点降水 4 5 井点类型 土层渗透系数 (m · d） 降低水位深度 (m) 单层轻型井点 双层轻型井点 喷射井点 电渗井点 管井井点 深井井点 0.1～50 0.1～50 0.1～5 <0.1 20～200 10～250 3～6 6～12 8～20 根据选用的井点确定 3～5 >15 表3.1 各种井点的适用范围 适用范围 5 6 (2) 井点布置 轻型井点降水系统的布置，应根据基坑的平面形状与大小、土质、地下水位高低与流向、降水深度等要求而定。 ① 平面布置 当基坑或沟槽 宽度小于 6m ，降水 深度小于 6m 时，可用 单排 线状布置井点，井点管布置在地下水流 上游 一侧；当基坑或基槽的 宽度大于 6m ，或土质 不良、渗透系数较大 时，则宜采用 双排 线状布置井点，布置在基坑或基槽的两侧；当基坑或基槽的 面积较大 时，宜采用 环状井点 布置。 井点布置 6 7 图3.5 单排线状井点布置 (a)平面布置；(b)高程布置 1—总管；2—井点管；3—抽水设备 单排 7 8 图3.6 环状井点布置 (a)平面布置；(b)高程布置 1—总管；2—井点管；3—抽水设备 环形布置 8 支护结构的类型及适用条件 （ 1 ）无围护放坡开挖； 9 排桩围护的形式 2 基坑支护施工 钢筋混凝土排桩支护结构常采用 灌注桩 ，具有施工无噪声、无振动、无挤土、刚度大、抗弯能力强、变形较小等特点，应用范围较广 10 11 12 2. 板桩墙 板桩墙支护结构中，常采用的类型有预制钢筋混凝土 板桩和钢板桩。 预制钢筋混凝土板桩常用矩形槽榫结合形式，如图 3.8 所示。 图3.8 钢筋混凝土板桩 12 13 常用钢板桩的类型有型钢桩加挡板、槽钢钢板桩和热轧锁口钢板桩。 型钢桩加挡板的围护结构由工字钢（或 H 型钢）桩和横挡板组成，再加上围檩、支撑等形成支护体系，如图 3.9 所示。 图3.9 型钢加横挡板支护结构平、侧面图 钢板桩 13 带锁口的钢板桩由热轧型钢制成，用柴油机或震动打桩机（液压千斤顶）打（压）入地基，使其相互连接成钢板桩墙，用来挡土和挡水。常用的钢板桩截面形式有 U 形、 Z 形、 一字形（直腹式），如图 3.11 所示。 图3.11 锁口钢板桩截面形式 (a)U形；(b)Z形；(c)一字形 14 水泥土桩墙的概念、适用范围及分类 水泥土桩墙 支护结构是利用水泥系材料为固化剂，通过特殊的拌和机械（深层搅拌机或高压旋喷机等）在地基土中就地将 原状土和固化剂 （粉体、浆液）强制拌和（包括机械搅拌和高压力切削拌和），经过土与固化剂或掺合料产生一系列物理化学反应，形成具有一定强度、整体性和水稳定性的桩体（包括加筋水泥土搅拌桩）。 3 水泥土桩墙施工 15 搅拌桩支护结构几种竖向断面 （a）矩形断面；（b）L形断面；（c）马鞍形断面； （d）倒L形断面；（e）F形断面 15 水泥土深层搅拌桩施工工艺（图 3.20 ）为： 深层搅拌机 就位 →搅拌 下沉 →配制水泥浆（或水泥砂浆）→喷浆搅拌、 提升 →重复搅拌 下沉 →重复搅拌提 升 直至孔口→ 关闭 搅拌机、清 洗 → 移 位。 图3.20 水泥土深层搅拌桩成桩工艺流程 （a）搅拌机就位；（b）搅拌下沉；（c）喷浆搅拌、提升；（c）重复搅拌下沉；（e）重复搅拌提升；（f）成桩 搅拌桩流程 16 图3.24 钢板桩支护结构 (a) 内支撑 方式；(b) 拉锚 方式 1—钢板桩；2—围檩；3—角撑；4—立柱与支撑； 5—支撑；6—锚拉杆 4 基坑支护施工 17 18 SMW 工法（劲性水泥土搅拌桩） -- 板式支护 - 钢板桩 18 19 导墙施工 导墙施工完 泥浆系统 -- 泥浆池 成槽施工 钢筋笼吊装 锁口管起拔 砼浇筑 地连墙施工 19 20 （ 1 ）钢结构支撑 钢结构支撑自重小、装拆方便、施工速度快，能尽快发挥支撑作用，减小围护结构因时间效应而增加的变形。由于钢支撑能够重复使用， 多为租赁方式 ，便于专业化施工。 （ 2 ）现浇钢筋混凝土支撑 现浇钢筋混凝土支撑是随着挖土的加深，根据设计规定的位置现场支模浇筑而成。 其优点是可根据基坑平面形状浇筑成直线、曲线等最优布置形式；支撑结构整体刚度大，安全可靠，可使围护墙变形小，有利于保护周围环境；能够方便地变化构件的截面和配筋，以适应其内力的变化。 其缺点是自重大，属于 一次支护 ，不可重复使用； 支撑材料 20 挖孔桩 - 钢支撑 21 22 水平支撑体系由 围檩 （即布置在围护墙内侧，并沿水平方向四周连接的腰梁）、 水平支撑 和 立柱 组成，如图 3.26 所示。 图3.26 对撑式的内支撑 1—腰梁；2—支撑；3—立柱； 4—桩（工程桩或专设桩）；5—围护墙 布置的基本形式 23 24 土钉墙的特点及适用范围 土钉墙支护技术是一种原位土体加固技术。由被加固的原位土体、放置在土中的土钉体和喷射的钢筋网混凝土面层组成。天然土体通过土钉加固并与喷射混凝土面板相结合，形成一个类似重力式墙的土挡土墙，如图 3.33 所示。 土钉墙支护简图 （a）平钉墙剖面；（b）斜钉墙剖面；（c）土钉墙立面 土钉墙施工 24 工艺流程 ： 按线开挖 工作面 →按设计要求开挖、修整 边坡 →埋设喷射混凝土厚度控制 标志 →安设 土钉 （包括定位、钻孔、安设土钉、注浆、垫板等）→绑扎 钢筋网 → 喷射 面层混凝土→下一层施工→设置坡顶和坡脚 排水 措施。 主要特点 （ 1 ）土钉墙本身变形很小，对邻近建筑影响不大。施工不需单独占用场地，对于施工场地狭小、放坡困难、有相邻低层建筑或基坑边堆放材料的工程，尤其对于大型护坡施工机械不能进场时，该技术尤为重要。 （ 2 ）与原位土体形成土钉墙复合体，显著提高了边坡整体稳定性和承受坡顶超载的能力；施工成本费用比护坡桩、锚拉密排桩、喷锚网支护等明显降低。 （ 3 ）施工设备简单，施工噪音和振动小。 （ 4 ）随基坑开挖逐次分段实施作业，不占和少占单独作业时间，施工效率高，一旦开挖完成，土钉墙也就建好了，这一点对膨胀土的边坡尤其重要。 25 二、深基坑的概念及特点 《 危险性较大的分部分项工程安全管理办法的通知 》 规定：一 般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特别复杂的工程 本规定所称深基坑工程，包括工程勘察、围护结构设计、围护结构施工、地下水控制、基坑监测、土方挖填等内容 1、 深基坑的概念 26 深基坑工程除通常具有区域性、个性、综合性、风险性等特点外，当前我国各大城市深基坑工程更突出了以下几个特点。 近 即深基坑离周边的环境保护对象近。 由于城市的改造与开发，基坑四周往往紧贴各种重要的 建（构）筑物 ，如轨道交通设施、地下管线（煤气、水、电、通讯管道等）、 隧道、防汛墙、天然地基民宅 、 古建筑、大型建筑物 等，环境保护已成为突出问题，设计或施工不当，均会对环境造成不利影响。 27 三、深基坑工程事故类型 基坑工程事故类型很多。在水土压力作用下，支护结构可能发生破坏，支护结构型式不同，破坏形式也有差异。渗流可能引起流土、流砂、突涌，造成破坏。围护结构变形过大及地下水流失，引起周围建筑物及地下管线破坏也属基坑工程事故。粗略地划分，基坑工程事故形式可分为： (1) 周边环境破坏： 围护结构变形过大或地下水位降低造成周围路面、建筑物及地下管线破坏事故。 (2) 支护体系破坏： 主要包括：①墙体折断；②整体失稳; ③ 基坑踢脚隆起破坏； ④锚撑失稳。 (3) 渗透破坏： 土体渗透破坏（流土、管涌、突涌）。 28 2010 年 1 月南宁市中兴街路面开裂 2010 年 4 月广州市中山三路路面开裂 工程实例 29 2010 年 5 月深圳地铁 5 号线太安站基坑施工引起居民楼裂缝 工程实例 30 2010 年 8 月上海逸虹景苑小区楼房开裂 工程实例 31 基坑开挖后，土体沿围护墙体下形成的圆弧滑面或软弱夹层发生整体滑动失稳的破坏。 2.2 围护体整体失稳模式 32 33 2.3 围护体踢脚破坏模式 由于基坑围护墙体插入基坑底部深度较小，同时由于底部土体强度较低，从而发生围护墙底向基坑内发生较大的“踢脚”变形，同时引起坑内土体隆起。 34 某基坑发生“踢脚”破坏 踢脚变形 35 在地铁车站那样的长条形基坑内区放坡挖土，由于放坡较陡、降雨或其他原因引致滑坡、冲毁基坑内先期施工的支撑及立柱，导致基坑破坏。 2.4坑内土滑坡，使内支撑失稳 36 2009 年杭州地铁 1 号线凤起路站基坑内土体滑坡及支撑体系破坏 滑坡 37 1 、 工区管理 案例：某基坑施工总体布署 工区管理组织机构图 38 设备配备遵循的基本原则：根据单项施工技术要求和施工作业条件确定设备选型；按照施工进度计划指标和施工部署配备设备台数，生产能力留有余地；同时考虑突发性事件所需的工程抢险应急设备。 （ 1 ）、 主要机械设备 围护结构施工及起重设备 2 、 资源配置 6 39 设备配备遵循的基本原则：根据单项施工技术要求和施工作业条件确定设备选型；按照施工进度计划指标和施工部署配备设备台数，生产能力留有余地；同时考虑突发性事件所需的工程抢险应急设备。 土石方施工专用设备 （ 1 ）、 主要机械设备 40 钢筋、砼施工设备 41 监控量测 42 3 建地管； 2 力围土水； B 类：水平、水位、裂缝 基坑监测项目 43 1 、施工顺序 围护结构施工 接地网施工 基坑底验收 垫层施工 防水板铺设 负二层底板施工 钢筋绑扎、支架、模板安装、砼浇注 负二层侧墙施工 钢筋绑扎、支架、模板安装、砼浇注 中板施工 钢筋绑扎、支架、模板安装、砼浇注 负一层侧墙施工 钢筋绑扎、支架、模板安装、砼浇注 顶板施工 钢筋绑扎、支架、模板安装、砼浇注 基坑土方开挖 主体结构施工 土方开挖 第一层土方开挖 基坑降水 支撑架设 桩间喷砼 土方开挖 第二层土方开挖 基坑降水 支撑架设 桩间喷砼 土方开挖 第三层土方开挖 基坑降水 支撑架设 桩间喷砼 土方开挖 第四层土方开挖 基坑降水 支撑架设 桩间喷砼 基坑底降水井封闭 第三部分 总体施工方案 44 CK7+701.26~CK7+801.26 斜坡段采用反铲接力开挖时，也分四层进行，即第一台反铲挖机置于底部台阶，挖掘最底层土石方，挖土甩放在底层台阶后部，由上层台阶反铲接力，直至顶层台阶，然后由最上层反铲负责装车（运输车辆停于基坑边安全位置）。每层均开挖至下一道支撑以下 0.5m （钢支撑中轴线距开挖底 0.8m ）。 基坑开挖 ⑵ CK7+701.26~CK7+801.26 斜坡段采用反铲接力开挖 第四层开挖至基坑底 基底 0.20m 人工开挖 45 地面 第一层开挖：深 2.2m 至第一道钢支撑下 0.5m ； 第三层开挖：深 5.69m ，至第三道钢支撑下 0.5m 第二层开挖：至第二道钢支撑下 0.5m 第四层开挖：深 2.6m, 开挖至坑底上 0.2m ，采用人工开挖找平基底； 基坑循环支撑、开挖，每次开挖到支撑下 0.5 米；最后要留 20-30cm 人工开挖。 46 2 、 基坑降排水方案 降水井在基坑内沿纵向每 10m 设置直径 φ700mm ，深约 18 ～ 21m 的管井进行降水。 降水井成孔孔径为 φ800mm ，滤管采用 φ700mm 钢筋笼外裹细眼钢丝网，滤管四周回填砾砂。 提前 15 天降水，施工中 , 做好基坑面四周的排水沟，开挖至设计标高立即做基坑底面两侧排水沟，每隔 30m 设置集水井，并在基坑四角设置集水井。施工过程中保证排水顺畅，并随时将积水井中的水抽排出坑外。 降水井示意图 地面 降水井成孔 φ800 Φ700 滤管 回填砾砂 潜水泵排水 粘土封口 47 3 、 主体结构施工方案 主体结构施工，钢筋在现场人工绑扎，为保证钢筋混凝土质量，本工程采用组合钢模板。其中预埋件部位采用钢木模板相结合，以利预埋件的固定和穿出；变形缝处的端头模板，为便于设置和固定止水带和填缝板，采用木模板。模板支架采用碗扣式钢管支架，车站主体结构混凝土工程采用商品混凝土，混凝土运输车运输，混凝土输送泵泵送浇筑砼。 钢筋 —— 模板 —— 支架 —— 混凝土运输、泵送 48 主体结构施工工艺流程示意图 3 、 主体结构施工方案 施工中板 拆除第二道支撑 车站结构型式为双层双跨钢筋砼框架结构，由侧墙、梁、板、柱等组成，沿车站纵向设中间立柱，车站主体采用纵梁体系。主体结构采取 “ 竖向分层，纵向分段，从下至上 ” 施工。 49 （ 3 ）模板工程 梁、板模板设计 平面模板的变形控制在 5mm 以内。与相应部位梁模一块安装 50 4 、管线调查 同乐站里程范围内主要有给水、雨水、污水、电力、通信、燃气等 6 种管线，部分处于基坑内，部分距基坑较近，施工时须进行 改迁 ，横跨基坑的管线须进行 悬吊保护 。具体管线情况如下图所示： 51 1 ．进场后应依据建设方所提供的的程地质勘查报告、基坑开挖范围内及影响范围内的各种管线、地面建筑物等有关资料，查阅有关专业技术资料，掌握管线的施工年限、使用状况、位置、埋深等数据信息。 2 ．对于资料反映不详、与实际不符或在资料中未反映管线真实情况的，应向规划部门、管线管理单位查询，必要时在管理单位人员在场情况下进行坑探查明现状。 3 ．对于基坑影响范围内的地面、地下建（构）筑物，必须查阅相关资料并经现场调查，掌握结构的基础、结构形式等情况。 4 ．将调查的管线、地下建（构）筑物的位置埋深等实际情况按照比例标注在施平面图上，并在现场做出醒目标志。 5 ．分析调查、坑探等资料，作为编制施组织设计、施方案和采取安全保护措施的依据。 4 、管线调查小结 52 5 、安全保障体系 成立工地职业健康安全领导小组，由工区长、技术主管、专业工程师、安全工程师、专职安全员和兼职安全员组成。 职业健康安全保证体系 工区长 53 基坑整体总结： 基坑的内容较多，大致包含： 1 、基坑防护； 2 、基坑降水； 3 、基坑安全、问题处理； 4 、管线调查、保护； 5 、施工顺序，支撑 —— 开挖 —— 结构浇筑； 6 、基坑监测等 希望大家仔细回顾下相关重要知识点，这里不再细细述说了。 54