结构19-01-基坑支护及土方工程.ppt

1、基坑支护及土方工程 李永彬 目 录一、基坑支护的几种常用方式及其适用条件二、各种常用基坑支护的施工工艺三、根据不同的地质条件及现状选择基坑支护的方法四、土方开挖施工方法五、土方回填施工方法六、基坑的维护及监测划划一、基坑支护的几种常用方式及其适用条件 1、土钉墙：适用条件 基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m；当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。2、水泥土墙：适用条件 基坑侧壁安全等级宜为二、三级；水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kpa；水泥土墙较适用于软土地区，如淤泥质土、含水量较高的黏土、粉质 黏土、粉质土等，深度不宜超过6m；对于非软土

2、基坑挖深可达10m，最深可达18m。划划 3、排桩或地下连续墙：适用条件 适用于基坑侧壁安全等级一、二、三级；悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m；当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙。4、逆作拱墙，适用条件：基坑侧壁安全等级宜为二、三级；淤泥和淤泥质土场地不宜采用；拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；基坑深度不宜大于12m；地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。划划 5、放坡：适用条件 基坑侧壁安全等级宜为三级；施工场地应满足放坡条件；可独立或与上述其他方式结合使用；当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施。注意：实际施工中，上述几种方案有时混合使用。划划二、各种常

3、用基坑支护的施工工艺(一）、土钉墙施工工艺：1、土钉材料类型：钢筋土钉、钢管土钉、钢绞线土钉 2、土钉墙施工工艺流程：土钉墙施工在基坑放线开挖后进行修坡、成孔、注浆、喷砼的配套循环施工工艺，工艺流程见下图：工程定位土方测量放线土方开挖清理坡面定位成孔土钉钢筋 制安灌浆挂钢筋网焊接连接钢筋干配混凝土料喷射砼面层坡面 养护开挖下一层 3、主要技术措施 3.1边坡修整：采用人工清理，为确保喷射砼面层的平整，此工序必须挂线定位。对于土层含水量较大的边坡，可在支护面层背部插入长度为400600mm，直径不小于40mm的水平排水管包滤网，其外端伸出支护面层，间距为2m，以便将喷混凝土面层后的积水排走。划划

4、 3.2土钉定位：孔径70120mm，孔深不小于设计要求，入射角度520在坡顶部确定水平控制线及竖向控制线，按线测放钉孔位。3.3成孔：土质好的可采用洛阳铲成孔；对易塌孔的松散或稍密的砂土、粉土、填土或以缩径的软土宜采用打入式钢管土钉；对洛阳铲成孔或钢管打入困难的土层，宜采用机械成孔的钢筋土钉。3.4土钉制安：3.4.1钢筋土钉：钢筋连接一般采用双面搭接焊，焊缝长度为5d，焊缝饱满，钢筋同心。钢筋下料长度100mm。钢筋距头尾1000mm及内间距1500mm应设置“U”形钢筋保护层支架，钢筋支架长8-9cm且钢筋方向一致。钢筋安装：钢筋推送至孔底后应及时注浆；在砂层中应连同注浆导管一同下至孔。

5、3.4.2钢管土钉：土钉采用482.75焊接钢管，打入法施工（若打入困难时，可预钻孔后再安装土钉锚杆），土钉钢管四周开直径为515mm的注浆孔，同一截面上布置2个注浆孔，注浆孔间距500mm，呈梅花状布置，土钉靠坑内一侧1/3划划土钉长度范围内可不设注浆孔，制作成后，底部封口备用。土钉锚固采用212的螺纹钢作为联系筋，在钢筋网编制完成后，将土钉锚杆联系在一起，管头用井字衬垫将联系筋和锚管压紧在钢筋网上，焊紧固定。3.5注浆：土钉安装后应立即进行注浆，注浆水泥采用P.S.a32.5水泥，水灰比0.4-0.5，殊情况宜掺入早强剂、减水剂等外加剂，搅拌时间不小于1分钟，过滤后注入注浆池。注浆：土层采

6、用自流注浆工艺，浆液自孔顶靠重力注满钉孔；砂层采用下导管注浆工艺。注浆间隔10-30分钟补浆1-2次，保证钉孔注满。注浆中检查钢筋位置，并做好固定。3.6挂钢筋网：按设计要求绑扎双向钢筋网，配筋按照设计要求，相邻钢筋接头错开500mm，搭接不小于300mm。钢筋网编制完成，钢筋网片、联系筋、土钉、井字架之间用电焊联接。钢筋网保护层不应小于3cm，并不得直接与土体接触。划划 3.7喷射砼面层：喷射砼面层作业应按锚杆喷射混凝土支护技术规范（GBJ8685）要求执行。喷射砼顺序可根据地层情况“先锚后喷”，土质条件不好时采取“先喷后锚”，喷射作业时，空压机风量不宜小于9m3/min，气压0.20.5M

7、Pa，喷头水压不应小于0.15Mpa，通过外加速凝剂控制砼初凝和终凝时间在510min，喷射厚度以设计为准，一般不小于50mm。3.8压顶施工:基坑周边顶部压顶施工采用人工浇注砼或喷射砼施工，厚度80100mm，配筋采用6.0250双向编排，水泥为32.5级普硅水泥。压顶范围内的场地在开挖时，应尽量清理平整。内配钢筋网片必须有23cm的保护层,即网片应比地坪高出23cm，钢筋的搭接长度不小于10cm。钢筋网编制完成，开始混凝土施工。压顶施工应在第一层土钉墙施工完成后进行，也可与土钉墙施工同步进行。划划 3.8特殊情况应急处理：3.8.1、边坡局部涌水的处理：迅速用止水材料缩小范围，埋管引流，注

8、浆封堵。3.8.2、位移、沉降过大的处理：在位移沉降过大区域根据产生的原因或加大加密土钉，或加大注浆量。3.8.3、坑底局部管涌、突涌的处理：如因特殊情况出现突涌，应立即用粘土或水泥封浆，在最短的时间内制止突涌的发展。3.8.4、遇有天雨，必须作好基坑内的明排水，避免明水对边壁的浸泡。且每次开挖严禁不顾实际情况超挖。同时应做好基坑外的明排水，防止基坑外的水流进基坑内。地面的排水沟布置应尽量避免靠近基坑边。3.8.5、基坑开挖到底后，开挖的排水沟应尽量避免紧贴基坑边壁。3.8.6、如开挖过程中，基坑内突涌、流沙现象的产生，必须进行基坑二级井点降水。并加强监测，注意土体的变化。3.8.7、如因开超

9、挖多挖出现局部坍塌，应迅速回填，待稳定后再慢慢开挖并采用相应的处理措施，如位移较大，应在距离基坑边相对较远的地方（大于等于基坑深度）打入竖向的锚杆土钉，拉锚焊接、注浆锚固。3.8.8、坑壁渗水、流水的处理：坑壁渗水、流水是由于水压力太大，可用导管引流集中流出，或事先设置导流管，遇大雨时将其打开，当导流管的水无压力时再将导管封堵。划划(二）、水泥土墙施工工艺：1、水泥土墙的工艺原理及特点：水泥土墙是利用水泥材料为固化剂，采用特殊的拌合机械（如深层搅拌和高压旋喷机）在地基深处就地将原状土和固化剂强制拌合，经过一系列的物理化学反应，形成具有一定强度、整体性和水稳定性的加固土圆柱体，将其相互搭接，连续

10、成桩形成具有一定强度和整体结构的水泥土墙，用以保证基坑边坡的稳定。机理：由于材料强度较低，主要靠墙体自重平衡墙后土压力，属于重力式挡土支护。2、水泥土墙的优缺点：2.1优点：施工时振动小，对周围土无侧向挤压，对周边影响小；水泥土墙采用自力式，无须支撑，开挖方便；水泥土加固体渗透系数小，有良好的隔水性能；划划 充分利用原状土，节约材料；水泥土墙工程造价低，当基坑挖深不大时，其经济效益更为显著。2.2缺点：水泥土墙体的材料强度比较低，不适于支撑作用，位移量较大；墙体材料强度受施工因素影响，墙体质量离散性较大。划划 3、水泥土墙构造 根据土质情况，基坑开挖深度及已往的经验，墙高L=（1.82.2）H

11、，墙宽B=（0.70.95）H，H为基坑开挖深度。为了充分利用水泥土桩组成宽厚的重力式挡墙，常将水泥土墙布置成格栅式。为保证墙体的整体性，特规定了各种土类的置换率，即水泥土面积与水泥土墙挡土结构面积的比值。淤泥呈软流塑状，土的指标比较差，不宜小于0.8；淤泥质土次之，置换率不宜小于0.7；其他土质如黏土、砂土置换率不宜小于0.6。计算面积时以桩中心计算面积。同时，为了保证格栅的空腔不至于过于稀疏，规定格栅的格子长宽比不宜大于2。水泥土墙的平面类型见图一图一。为增强墙体的整体性，在墙顶浇筑厚度不小于150mm的混凝土压顶。一般在压顶内配8150mm的双向钢筋网。同时，在每根桩的桩顶预留一根直径为

12、10mm的插筋插入压顶。墙体的厚度及嵌入深度应根据工程地质条件由计算确定。当基坑开挖深度小于5m时，一般可按经验选取墙厚等于（0.60.8）H，在开挖面以下嵌入深度为（0.81.2）H，H为基坑开挖深度。当墙体变形不能满足要求时，宜采用基坑土体加固或水泥土墙顶插筋加混凝土面板等措施。图一：图一：水泥土墙的平面类型：划划根据使用要求和受力特性，搅拌桩的水泥土墙挡土结构的断面型式如图二图二。图二 水泥土挡墙支护结构断面形式划划 4、水泥土墙施工 4.1深层搅拌法施工（1）定义：通过专用机械钻头切削搅拌土体，搅拌过程中通过压浆泵喷射水泥浆与原状土拌和，形成柔性桩体。划划（2）深层搅拌法施工机具 a、

13、深层搅拌机 它是深层搅拌水泥土桩施工的主要机械。目前应用的有中心管喷浆方式和叶片喷浆方式两类。前者的输浆方式中的水泥浆是从两根搅拌轴之间的另一根管子输出，不影响搅拌均匀度，可适用于多种固化剂；后者是使水泥浆从叶片上若干个小孔喷出，使水泥浆与土体混合较均匀，适用于大直径叶片和连续搅拌，但因喷浆孔小易被堵塞，它只能使用纯水泥浆而不能采用其他固化剂。b、配套机械 主要包括灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵。深层搅拌桩机常用的机架有三种形式：塔架式、桅杆式及履带式，前两种构造简便、易于加工，在我国应用较多，但其搭设及行走较困难。履带式的机械化程度高，塔架高度大，钻进深度大，但机械费用较高。图三图三所示的为塔架

14、式机架。划划图三图三 深层搅拌桩机机组1主机；2机架；3灰浆拌制机；4集料斗；5灰浆泵；6贮水池；7冷却水泵；8道轨；9导向管；10电缆；11输浆管；12水管划划（3）工艺流程 钻机就位钻机下沉，边搅拌边喷射水泥浆提升，边搅拌边喷射水泥浆重复上下搅拌成桩（4）注意事项：下沉、提升速度；喷浆量；搭接宽度；桩端部位质量。a)定位；b)预埋下沉；c)提升喷浆搅拌；d)重复下沉搅拌；e)重复提升搅拌；f)成桩结束 “一次喷浆、二次搅拌”施工流程划划 划划 划划4.2高压旋喷法施工（1）定义 高压旋喷技术（也即高压喷射注浆法）是利用专用旋喷设备将注入剂（通常是水泥浆）形成高压喷射流，借助高压喷射流的切削

15、，使土体和硬化剂混合，形成加固体。（2）工艺流程划划划划4.3 SMW工法施工划划划划划划划划 5、水泥土桩质量要求 水泥土搅拌桩施工中应注意水泥浆配合比及搅拌制度、水泥浆喷射速率与提升速度的关系及每根桩的水泥浆喷注量，以保证注浆的均匀性与桩身强度。施工中还应注意控制桩的垂直度以及桩的搭接等，以保证水泥土墙的整体性与抗渗性。6、提高水泥土桩挡墙支护能力的措施 深层搅拌水泥土桩挡墙属重力式支护结构，主要由抗倾覆、抗滑移和抗剪强度控制截面和入土深度。目前这种支护的体积都较大，为此可采取下列措施，通过精心设计来提高其支护能力：（1）卸荷：如条件允许可将基坑顶部的土挖去一部分，以减小主动土压力。（2）

16、加筋：可在新搅拌的水泥土桩内压入竹筋等，有助于提高其稳定性。但加筋与水泥土的共同作用问题有待研究。（3）起拱：将水泥土桩挡墙做成拱形，在拱脚处设钻孔灌注桩，可大大提高支护能力，减小挡墙的截面。对于边长大的基坑，于边长中部适当起拱以减少变形。目前这种形式的水泥土桩挡墙已在工程中应用。（4）挡墙变厚度：对于矩形基坑，由于边角效应，在角部的土体变形会有所减小。为此于角部可将水泥土桩挡墙的厚度适当减薄，以节约投资。（三）、排桩或地下连续墙施工工艺：1、定义：1.1 排桩是以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构。最常用的桩型是钢筋混凝土钻孔灌注桩、挖孔桩、沉管灌注桩、预应力管桩、此外还有工字钢桩或H型

17、钢桩等钢板桩。1.2 地下连续墙：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。2、特点：2.1地下连续墙优点：施工时振动小、噪声低；墙体刚度大；防渗性能好；可以贴近原有建筑物施工；可以逆作法施工；适用于多种地基条件；可用作刚性基础；占地少。2.1地下连续墙缺点：在一些特殊的地质条件下，施工难度很大；如果施工方法不当或地质条件特殊，可能出现相邻墙段不能对齐和漏水的问题；地下连续墙如果用作临时的挡土结构，比其他所用的费用要高些；在城市施工时，废泥浆的处理比较麻烦。2.3排桩优点：由于其对各种地质条件

18、的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大，在我国排桩式支护是应用较多的一种。排桩通常多用于坑深715m的基坑工程，做成排桩挡墙，顶部浇筑砼圈梁，它具有刚度较大、抗弯能力强、变形相对较小，施工时无振动、噪音小,无挤土现象，对周围环境影响小等特点。当工程桩也为灌注桩时，可以同步施工，从而有利于施工组织、工期短。当开挖影响深度内地下水位高且存在强透水层时，需采用隔水措施或降水措施。当开挖深度较大或对边坡变形要求严格时，需结合锚拉系统或支撑系统使用。3、适用范围：3.1排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等,其支护形式包括:柱列式排桩支护:当边坡土质较好、地下水位较低时,可利用

19、土拱作用,以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构;连续排桩支护:在软土中常不能形成土拱,支护桩应连续密排,并在桩间做树根桩或注浆防水;也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。组合式排桩支护:在地下水位较高的软土地区,可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。对于开挖深度小于6米的基坑,在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下,可采用600mm密排钻孔桩,桩后用树根桩防护,也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩,板桩后注浆或加搅拌桩防渗,顶部设圈梁和支撑;对于开挖深度为610米的基坑,常采用8001000mm的钻孔桩,后面加深层搅拌桩或注浆防水,并设置23道支撑;对于开挖深度大于10米的基坑,可采用

20、地下连续墙加支撑的方法,也可采用8001000mm大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水,设置多道支撑。3.2地下连续墙对土壤的适应范围很广，在软弱的冲积层、中硬地层、密实的砂砾层以及岩石的地基中都可施工。初期用于坝体防渗，水库地下截流，后发展为挡土墙、地下结构的一部分或全部。房屋的深层地下室、地下停车场、地下街、地下铁道、地下仓库、矿井等均可应用。4、施工工艺：4.1地下连续墙施工工艺：4.1.1导墙施工：导墙通常为就地灌注的钢筋混凝土结构。主要作用是：保证地下连续墙设计的几何尺寸和形状；容蓄部分泥浆，保证成槽施工时液面稳定；承受挖槽机械的荷载，保护槽口土壁不破坏，挡土并作为安装钢筋骨架的基准。两导墙

21、间距应比地下连续墙设计厚度加宽30-50，其允许偏差+10。导墙深度一般为1.21.5米。墙顶高出地面1015厘米,以防地表水流入而影响泥浆质量。导墙底不能设在松散的土层或地下水位波动的部位。导墙的形状：常用形状有倒“L”形或“【”形，两侧墙净距中心线与地下连续墙中心线重合。每个槽段内的导墙应设一个以上的溢浆孔。现浇钢筋混凝土导墙拆模后，应立即在两片导墙间加支撑，其水平间距为2-2.5米。导导 墙墙 开开 挖挖导导 墙墙 支支 模模导导 墙墙 浇浇 筑筑 成成 型型 4.1.2挖槽施工：目前国内使用成槽的专用机械有：旋转切削多头钻、导板抓斗、冲击钻等。施工时应视地质条件和筑墙深度选用。一般土质

22、较软，深度在15米左右时，可选用普通导板抓斗；对密实的砂层或含砾土层可选用多头钻或加重型液压导板抓斗；在含有大颗粒卵砾石或岩基中成槽，以选用冲击钻为宜。同时要考虑设备能力、施工环境、水文地质、地连墙的结构尺寸及质量要求等。槽宽取决于设计，一般为600、800、1000等；槽段长度应根据设计要求、土层性质、地下水情况、钢筋笼的轻重大小、设备起吊能力、混凝土供应能力等条件确定，一般槽段长度为3-7米。挖槽过程中，应始终保持充满泥浆。泥浆的使用方式，应根据挖槽方式的不同而定。使用抓斗挖槽时，应采用泥浆静止的方式。使用钻头或切削刀具挖槽时，应采用泥浆循环方式。槽内泥浆面必须高于地下水位1米以上，且不低

23、于导墙顶面0.5米。成槽后需静置4小时,并使槽内泥浆比重小于1.3。抓抓 斗斗 挖挖 槽槽 设设 备备 多多 钻钻 头头 成成 槽槽 机机 导导杆杆液液压压抓抓斗斗挖挖槽槽机机 4.1.3泥浆护壁施工：泥浆对槽壁施加压力以保护挖成的深槽形状不变，在灌注混凝土时再把泥浆置换出来。泥浆材料通常由膨润土、水、化学处理剂和一些惰性物质组成。泥浆的作用是在槽壁上形成不透水的泥皮，从而使泥浆的静水压力有效地作用在槽壁上，防止地下水的渗水和槽壁的剥落，保持壁面的稳定，同时泥浆还有悬浮土渣和将土渣携带出地面的功能。另外泥浆还可以起到润滑钻头的作用。在砂砾层中成槽必要时可采用木屑、蛭石等挤塞剂防止漏浆。泥浆使用

24、方法分静止式和循环式两种。泥浆在循环式使用时，应用振动筛、旋流器等净化装置。在指标恶化后要考虑采用化学方法处理或废弃旧浆，换用新浆。场地要求：应设置足够施工使用的泥浆配置、循环和净化系统场地。泥浆池应加设防雨棚。现场应有足够的泥浆储备量，以满足成槽、清槽需要以及失浆时应急需要。新泥浆配制需严格按照配合比，各项指标经检验合格后，静置24小时以后放可投入使用。置换后的泥浆进行测试，不合格的废浆外运丢弃，技术指标符合质量的循环使用。泥泥 浆浆 池池 泥浆配置、管理性能指标泥浆配置、管理性能指标序号 项目新拌泥浆循环泥浆试验方法1比重1.04-1.11.15比重计2粘度20-24s25s500ml/7

25、00ml漏斗3失水量10ml/30min30ml/30min失水量仪4泥皮厚度1mm2.5mm失水量仪5稳定性100%-500ml量筒6PH值8-98-14PH试纸 4.1.4清底换浆及接头处理：清底换浆作业可以在挖槽结束后立即进行，也可在灌注混凝土之前进行。主要工作是清除槽底沉渣，测定槽内泥浆指标和沉渣厚度，只至符合设计规范要求。清底换浆应注意保持槽内始终充满泥浆，以维持槽壁的稳定。地下连续墙的接头施工质量直接关系到其受力性能和抗渗能力，应在结构设计和施工中高度重视。施工接头应能承受混凝土的侧压力，倾斜度应不大于0.4%，并采取有效措施防止混凝土绕过接头管外流。施工接头可用钢管、钢板、型钢、

26、预制混凝土、化学纤维、气囊、橡胶等材料制成，其结构应便于施工。4.1.5钢筋笼的制作与安装 地下连续墙的钢筋笼根据地下连续墙的配筋图和单元槽段的划分来制作，最好按单元槽段做成一个整体。如果地下连续墙很深或受起重设备能力限制，需分段制作在吊装时再连接，钢筋接头连接可用电焊接头或套筒接头等。钢筋笼应具有必要的刚度，在吊放钢筋笼时，应对准槽段中心，并注意不要碰伤槽壁壁面，不能强行插入钢筋笼，以免钢筋笼变形或槽壁坍塌。为确保混凝土保护层厚度，可用钢筋或钢板定位垫块或混凝土垫块焊接在钢筋笼上，在每个槽段前后两个面应各设两块以上，其竖向间距约5米。钢钢筋筋笼笼保保护护垫垫块块 钢钢筋筋笼笼吊吊点点设设置置

27、 钢钢筋筋笼笼吊吊装装 4.1.6水下浇筑砼 地下连续墙的混凝土是在护壁泥浆下灌注，须按水下混凝土的方法配置和灌注。因此采用导管法按水下混凝土灌注法进行，但在用导管开始灌注混凝土前为防止泥浆混入混凝土，可在导管内吊放一管塞，依靠灌入的混凝土压力将管内泥浆挤出。混凝土要连续灌注并测量混凝土灌注量及上升高度。所溢出的泥浆送回泥浆沉淀池。混凝土初凝后即应上下活动接头管，每10-15分钟活动一次，混凝土浇筑3.5-4小时开始抽拔接头管，在混凝土终凝时（7-8小时）全部拔出。水泥宜采用普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，并根据需要掺加外加剂。导管使用前应水密性实验，试压压力一般为0.6-1.0MPa。浇注过

28、程中，导管下口始终埋在混凝土内1.5米以上。宜尽量加快混凝土的浇筑速度，一般混凝土面上升速度不宜小于2m/h.接接头头管管（锁锁口口管管）砼砼 浇浇 筑筑 提提 接接 头头 管管 4.1.7地下连续墙的构造要求（1）墙体混凝土的强度等级不应低于C20。（2）受力钢筋应采用级钢筋，直径不宜小于20mm。构造钢筋可采用级或级钢筋，直径不宜小于14mm。竖向钢筋的净距不宜小于75mm。构造钢筋的间距不应大于300mm。单元槽段的钢筋笼宜装配成一个整体；必须分段时，宜采用焊接或机械连接，应在结构内力较小处布置接头位置，接头应相互错开。（3）钢筋的保护层厚度，对临时性支护结构不宜小于50mm，对永久性支

29、护结构不宜小于70mm.（4）竖向受力钢筋应有一半以上通长配置。（5）当地下连续墙与主体结构连接时，预埋在墙内的受力钢筋。连接螺栓或连接钢板，均应满足受力计算要求。锚固长度满足现行CB50010要求。预埋钢筋采用级钢筋，直径不宜大于20mm。（6）地下连续墙顶部应设置钢筋混凝土圈梁，梁宽不宜小于墙厚尺寸；梁高不宜小于500mm，总配筋率不应小于0.4%，墙的竖向主筋应锚入梁内。（7）地下连续墙墙体混凝土的抗击渗等级不得小于0.6MPa，二层以上地下室不宜小于0.8MPa，当墙段之间的接缝不设止水带时，应选用锁口圆弧型,槽型或V型等可靠的防渗止水接头，接头面应严格清刷，不得存有夹泥或沉渣。4.2

30、排桩施工工艺：排桩种类繁多，但相同类型桩体（现浇、预制）施工工艺大同小异，而现浇灌注桩与地下连续墙施工工艺也类同，因此下面只针对预制桩体中的钢板桩施工工艺进行阐述。4.2.1钢板桩施工工艺：平整场地 测量放线 导架安装 钢板桩打设 基础施工 钢板桩拔除 4.2.2 施工细节 （1）桩在打入前应将桩尖处的凹槽口封闭，避免泥土挤入，锁口应涂以黄油或其它油脂。对于年久失修，锁口变形，锈蚀严重的钢板桩，应进行整修矫正，弯曲变形的桩，可用油压千斤顶顶压或火烘等方法进行矫正。（2）打桩流水段的划分。（3）在打桩过程中为保证钢板桩的垂直度可用两台经纬仪在两个方向加以控制。（4）开始打设的一、二块钢板桩的位置

31、和方向应确保精确，以便起到导向样板作用，故每打入1m应测量一次，打至预定深度后立即用钢筋或钢板与围檩支架电焊作临时固定。4.2.3检验与矫正检验与矫正 用于基坑支护的钢板桩，进行外观表面缺陷、长度、宽度、厚度、高度、端头矩形比、平直度和锁口形状等检验、对桩上影响核打设的焊接件割除（有割孔、断面缺损应补强）。有严重锈蚀，量测断面实际厚度，予以折减。矫正方法有：（1）表面缺陷矫正 先清洗缺陷附近表面的锈蚀和油污，然后用焊接修补方法补平，再用砂轮磨平。（2）端部矩形比矫正 用氧乙炔切割桩端，使其与轴线保持垂直，然后再用砂轮对切割面进行磨平修复。当修整量不大时，直接用砂轮进行修理。（3）桩体挠曲矫正

32、腹向弯曲矫正，是将钢板桩弯曲段的两端固定在支承点上，用设在龙门式顶梁架上的千斤顶在钢板桩凸处进行冷弯矫正；侧向弯曲矫正在专门的矫正平台上，将钢板桩弯曲段两端固定在矫正平台支座上，在钢板桩弯曲段侧面矫正平台上间隔一定距离设置千斤顶，用千斤顶顶压钢板桩凸处进行冷弯矫正。（4）桩体扭曲矫正 视扭曲情况，可采用（3）中的方法矫正。（5）桩体截面局部变形矫正 局部变形处用千斤顶顶压、大锤敲击与氧乙炔焰热烘结合方法进行矫正。（6）锁口变形矫正 用标准钢板桩作为锁口整形胎具，采用慢速卷扬机牵拉调整处理或用氧乙炔焰热烘和大锤敲击胎具推进方法进行调直处理。4.2.4钢板桩吊运及堆放 装卸钢板桩宜采用两点吊。吊运

33、时，每次起吊的钢板桩根数不宜过多，并应注意保护锁口免受损伤。吊运方式有成捆起吊和单根起吊。成捆起吊通常采用钢索捆扎，而单根吊运常用专用的吊具。钢板桩应堆放在平坦而坚固的场地上，必要时对场地地基土进行压实处理。在堆放时要注意：堆放的顺序、位置、方向和平面布置等应考虑到以后的施工方便。钢板桩要按型号、规格、长度、施工部位分别堆放，并在堆放处设置标牌说明。钢板桩应分层堆放，每层堆放数量一般不超过5根，各层间要垫枕木，垫木间距一般为34m，且上、下层垫木应在同一垂直线上，堆放的总高度不宜超过2m。4.2.4导架安装 为保证沉桩轴线位置的正确和桩的竖直，控制桩的打入精度，防止板桩的屈曲变形和提高桩的贯入

34、能力，需设置一定刚度的坚固导架。导架通常由导梁和围檩桩等组成，在平面上有单面和双面之分，在高度上有单层和双层之分。一般常用的单层双面导架，围檩桩的间距一般为2.5m3.5m，双面围檩之间的间距一般比板桩墙厚度大8mm15mm。打桩时导架的位置不应与钢板桩相碰，围檩桩不应随着钢板桩的打设而下沉或变形，导架的高度要适宜，应有利于控制钢板桩的施工高度和提高工效。需用经纬仪和水准仪控制导架的位置和标高。4.2.5沉桩机械的选择 打设钢板桩分为冲击打入法和振动打入法。冲击打入法采用落锤、汽锤和柴油锤。为使桩锤的冲击能均匀分布在板桩断面上，保护桩顶免受损坏，在桩锤和钢板桩间应设桩帽。振动打入法采用振动锤，

35、既可以用来打设钢板桩，又可用于拔桩。目前多采用振动打入法。4.2.6钢板桩焊接 由于钢板桩的长度是定长的，因此在施工中常需焊接。为了保证钢板桩自身强度，接桩位置不可在同一平面上，必须采用相隔一根上下颠倒的接桩方法。4.2.7钢板桩的打设 1)钢板桩的打设方式可根据板桩与板桩之间的锁扣方式，或选择大锁扣扣打施工法及小锁扣扣打施工法。大锁扣扣打施工法是从板桩墙的一角开始，逐块打设，每块之间的锁扣并没有扣死。大锁扣扣打施工法打设简便迅速，但板桩有一定的倾斜度、不止水、整体性较差、钢板桩用量较大，仅适用于强度较好透水性差、对围护系统要求精度低的工程；小锁扣扣打施工法也是从板桩墙的一角开始，逐块打设，且

36、每块之间的锁扣要求锁好。能保证施工质量，止水较好、支护效果较佳，钢板桩用量亦较少，但打设速度较缓慢。2)钢板桩的打设方法还可分为单独打入法和屏风式打人法两种。单独打入法是从板桩墙的一角开始，逐块打设，直到工程结束。这种打人方法简便迅速不需辅助支架，但易使板桩向一侧倾斜。误差积累后不易纠正。适用于要求不高，板桩长度较小的情况。屏风式打入法是将1020根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打。这打入方法可减少误差积累和倾斜，易于实现封闭合拢，保证施工质量。但插桩的自立高度较大，必须注意插桩的稳定和施工安全，较单独打入法施工速度较慢。目前多采用这种打人方法。3)选用吊车将钢板桩吊至插桩点处进

37、行插桩，插桩时锁口要对准，每插一块即套上桩帽，上端加硬水垫，并轻轻地加以锤击。在打桩过程中，为保证钢板桩的垂直度，用两台经纬仪在两个方向加以控制。为防止锁口中心线平面位移，可在打桩行进方向的钢板桩锁口处设卡板，不让板桩位移。同时在围檩上预先计算出每一块板桩的位置，以便随时检查校正。钢板桩应分几次打入，如第一次由20m高打至15m，第二次则打至10m，第三次打至导梁高度，待导架拆除后再打至设计标高。开始打设的第一、第二块钢板桩的打入位置和方向要确保精度，并可以起样板导向的作用，一般每打入1m就应测量一次。4.2.8钢板桩的拔除 1)在进行基坑回填时，要拔除钢板桩，以便修整后重复使用，拔除时要确定

38、钢板桩拔除顺序、拔除时间及坑孔处理方法等。2)钢板桩多采用振动拔除方法，由于振动、拔桩时可能会发生带土过多，从而引起土体位移及地面沉降，给施工中地下结构带来危害，并影响邻近建筑物、道路及地下管线的正常使用。在拔桩时应充分重视，注意防止。可采用隔一根拔一根的跳拔方法。3)对于封闭式钢板桩墙，拔桩开始点宜离开角桩5m以上，拔桩的顺序一般与打桩的顺序相反。4)拔除钢板桩宜采用振动锤或振动锤与起重机共同拔除的方法。后者只用于振动锤拔不出的钢板桩，需在钢板桩上设吊架，起重机在振动锤振拔的同时向上引拔。5)拔桩时，振动锤产生强迫振动，破坏板桩与周围土体间的粘结力，依靠附加的起吊克服拔桩阻力搏桩拔出。可先用

39、振动锤将锁口振活以减少与土的粘结，然后边振边拔，为及时回填桩孔，当将桩拔至比基础底板略高时，暂停引拔。用振动锤振动几分钟让土孔填实，对阻力大的钢板桩，还可采用间歇振动的方法。对拔桩产生的桩孔，应及时回填以减少对邻近建筑物等的影响，方法有振动挤实法和填人法，有时还需在振拔时回灌水，边振边拔并回填砂子。2)钢板桩多采用振动拔除方法，由于振动、拔桩时可能会发生带土过多，从而引起土体位移及地面沉降，给施工中地下结构带来危害，并影响邻近建筑物、道路及地下管线的正常使用。在拔桩时应充分重视，注意防止。可采用隔一根拔一根的跳拔方法。3)对于封闭式钢板桩墙，拔桩开始点宜离开角桩5m以上，拔桩的顺序一般与打桩的

40、顺序相反。4)拔除钢板桩宜采用振动锤或振动锤与起重机共同拔除的方法。后者只用于振动锤拔不出的钢板桩，需在钢板桩上设吊架，起重机在振动锤振拔的同时向上引拔。5)拔桩时，振动锤产生强迫振动，破坏板桩与周围土体间的粘结力，依靠附加的起吊克服拔桩阻力搏桩拔出。可先用振动锤将锁口振活以减少与土的粘结，然后边振边拔，为及时回填桩孔，当将桩拔至比基础底板略高时，暂停引拔。用振动锤振动几分钟让土孔填实，对阻力大的钢板桩，还可采用间歇振动的方法。对拔桩产生的桩孔，应及时回填以减少对邻近建筑物等的影响，方法有振动挤实法和填人法，有时还需在振拔时回灌水，边振边拔并回填砂子。拉森U型钢板桩向导装置示意图拉森U型钢板桩

41、效果图 4.2.9钢板桩施工中常遇到的问题 （1）当钢板桩难以下插时，应停下来分析原因，检查锁口是否变形，桩身是否变形，钢板桩有无障碍物等，不能一味蛮干，磨损了钢板桩，应采用转角桩或弧形桩绕过障碍物。（2）钢板桩在淤泥质地段挤进过程中受到淤泥中块石或其它不明障碍物等侧向挤压作用力大小不同容易发生偏斜，采取以下措施进行纠偏：在发生偏斜位置将钢板桩往上拔l.0m2.0m，再往下锤进，如此上下往复振拔数次，可使大的块石等障碍物被振碎或使其发生位移，让钢板桩的位置得到纠正，减少钢板桩的倾斜度。（3）钢板桩沿轴线倾斜度较大时，采用异型桩来纠正，异型桩一般为上宽下窄和宽度大于或小于标准宽度的板桩，异型桩可

42、根据据实际倾斜度进行焊接加工；倾斜度较小时也可以用卷扬机或葫芦和钢索将桩反向拉住再锤击。（4）由于淤泥质基础较软，有时施工发生将邻桩带入现象，采用的措施是把相邻的数根桩焊接在一起，并且在施打当桩的连接锁口上涂以黄油等润滑济减少阻力。（5）内支撑系统各杆件的加工及安装应该严格控制精度，安装时应测定各构件的平面位置，控制好各部位的高程，尽可能使内支撑系统在同一水平面上，确保其均匀受力。内支撑构件必须焊接牢固，避免局部失稳；内支撑与钢板桩间要尽量密贴，有空隙处必须用钢板抄垫。（四）、逆作拱墙施工工艺：1、定义：逆作拱墙支护技术是自上而下分多道分段逆作施工的水平闭合拱圈及非闭合拱圈挡土结构；当基坑的一

43、边或多边不能够起拱时，可采用能够水平传力的钢筋砼直墙(水平向配置连通的主钢筋)加型钢内撑的混合支护体系。拱形结构主要以承受压应力为主,拱内弯矩较小,该项技术是利用高层建筑地下室基坑平面形状通常是闭合的多边形的特点,而土压力是随深度而线性变化的分布荷载,没有集中力,因而可以采用圆形、椭圆形、蛋形或由几条二次外凸曲线围成的闭合拱圈来支护基坑,当基坑周边并非均有条件起拱的情况下,可在有条件起拱的坑边采用拱圈支护,在没有起拱的坑边处采用钢筋砼直墙加型钢内支撑支护结构。2、特点：2.1受力结构合理,安全可靠度高拱结构以受压为主,拱内弯矩很小,采用拱圈挡土结构支护深基坑时,拱圈具有自动调节和平衡作用于拱圈

44、上的土压力的能力,因而挡土结构本身强度破坏或失稳的可能性很小,并且坑口的水平位移也很小,从而提高了基坑支护的安全和基坑周边建筑物及道路管网的安全。2.2经济合理,大幅度节省支护费用逆作拱墙支护技术采用水平环向拱支护深基坑,因而这种支护结构不需要嵌固至基坑底以下,而仅支护基坑开挖高度的一部分或全部,从而可大幅度节省建筑材料,支护造价较低,一般仅为挡土桩支护造价的3060%左右,经济合理。2.3节省工期,施工方便快捷逆作拱墙支护结构是自上而下分多道与基坑挖土同步交叉进行,拱墙施工本身独占的工期很少,逆作拱墙的施工是紧贴基坑壁作一条弯曲的钢筋砼地梁,施工非常方便,与采用挡土桩支护方案相比,一般可以节

45、省13个月基坑开挖期。2.4改善劳动条件,避免环境污染逆作拱墙的施工如同施工一个超大口径的人工挖孔桩,大开口露天作业,劳动条件较好,而采用挡土桩会带来因打桩而产生的机械噪音或泥浆污染或人工挖孔桩的深井作业空气流通很差等带来的各种环境污染和恶劣的劳动条件。3、逆作拱墙截面形式 4、逆作拱墙构造 混凝土强度等级不宜低于C25；拱墙截面宜为Z字型，拱壁的上、下端宜加肋梁；当基坑较深且一道Z字型拱墙的支护高度不够时，可由数道拱墙叠合组成；肋梁，其竖向间距不宜大于2.5m。圆形拱墙壁厚不应小于400mm，其他拱墙壁厚不应小于500mm。5、逆作法施工工艺 逆作法施工工艺是先沿建筑物外围施工地下连续墙，作

46、为地下室的边墙或基坑的围护结构。在建筑物内部的浇筑中间支承柱，开挖土方至第一层地下室底面标高，浇注梁及部分的板，该层楼盖即可作为地下连续墙刚度很大的支撑系统。然后在梁间没有浇板的空档内，向下逐层施工各层地下室结构。与此同时，在已完成底面梁板结构的基础上，做上部结构。地下室封底前，地面上允许施工的层数要通过计算确定。（五）、放坡施工工艺：放坡施工是我们常见施工方法，这里不再赘述，只对几个常用名词进行解释：1、放坡定义：为了防止土壁塌方，确保施工安全，当挖方超过一定深度或填方超过一定高度时，其边沿应放出的足够的边坡。这就是放坡。2、放坡起点定义：“放坡起点”顾名思义就是在基坑开挖过程中，坡面开始放

47、坡的起始点。在挖基坑土方工程中，当挖到一定深度时，为了防止侧壁坍塌，确保安全施工及必要的工作面，需要进行放坡，这个“一定深度”就是放坡起点。不同类别的土壤其放坡起点也不同，一、二类土的为1.2米，三类的为1.5米，四类的为2.0米。例如：“开挖深度为4.5米，自然地坪为-0.5米，那么放坡起点为1.5米”，表示当垂直开挖到-2.0米时，开始按照放坡系数向下放坡，直到挖至设计要求的深度。3、放坡系数：是指土壁边坡坡度的底宽b与基高h之比。4、边坡坡度：为放坡系数的倒数，即:基高h与底宽b之比。5、基坑放坡开挖应符合下列规定：5.1当场地条件允许，并经验算能保证边坡稳定性时，可采用放坡开挖。多级放

48、坡时应同时验算各级边坡和多级边坡的整体稳定性。坡脚附近有局部坑内深坑时，应按深坑深度验算边坡稳定性；5.2应根据土层性质、开挖深度、荷载等通过计算确定坡体坡度、放坡平台宽度。多级放坡开挖的基坑，坡间放坡平台宽度不宜小于3.0m；5.3无隔水帷幕放坡开挖基坑采取降水措施的，降水系统宜设置在单级放坡基坑的坡顶，或多级放坡基坑的放坡平台、坡顶；5.4坡体表面可根据基坑开挖深度、基坑暴露时间、土质条件等情况采取护坡措施，护坡可采取水泥砂浆、挂网砂浆、混凝土、钢筋混凝土等方式，也可采用压坡法；5.5边坡位于浜填土区域，应采用土体加固等措施后方可进行放坡开挖；5.6放坡开挖基坑的坡顶及放坡平台的施工荷载应

49、符合设计要求。三、根据不同的地质条件及现状选择基坑支护的方法 （一）、各种支护形式的比较 每种基坑支护方式都各有各自的适用条件和一定的局限性。基坑支护方案的选择直接关系到工程造价、施工进度及基坑周边环境安全。现代大都市的高层建筑一般较大且基坑较深，基坑临近有许多建筑物、道路和地下管线，施工场地拥挤，在环境安全上又有很高要求。对于较浅的基坑可采取土钉支护，尤其是符合土钉支护或水泥土搅拌桩自立式支护结构；对于较深的基坑可采用灌注排桩挡墙或地下连续墙作为维护结构，辅以多道内支撑或者多道锚杆的围护形式。（二）、基坑支护选择的基本依据 1、基坑的几何尺寸、基坑场地的形状、深度和宽度等；2、基坑支护结构所

50、受的荷载，包括侧向荷载、重力荷载、地震荷载、风荷载、地面超载等；3、工程地质及水文条件 3.1勘探资料内容及测试方法；3.2地下水情况与分布、地表水为、承压水层、承压气体等；4、环境条件 4.1基坑周围的地区性质；4.2基坑周围建筑物状况；4.3基坑周围公用设施分布及地下构筑物、管线状况；4.4基坑周围交通状况及道路状况；4.5基坑周围水域（河流）状况；4.6基坑所处地区环境特殊状况及对基坑施工的特殊要求等；5、建筑物的基础结构及上部结构对支护结构的要求；6、基坑开挖及排水等方法；7、对基坑支护结构施工（噪音、振动、地面污染）的要求；8、基坑场地周围已有基坑支护结构型式或类似基坑支护结构的型式