基坑工程设计、施工与监测讲座.ppt

1、“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/222城市地下工程城市地下工程蓬勃发展蓬勃发展深基坑工程深基坑工程越来越多越来越多第一部分第一部分 基坑工程的现状与发展基坑工程的现状与发展 城市土地资源的稀缺性决定了地下空间的开发；城市土地资源的稀缺性决定了地下空间的开发；加大了基础的埋置深度，对抗震有利；加大了基础的埋置深度，对抗震有利；基础与土体协同作用加强，增加了建筑物的整体稳定性；基础与土体协同作用加强，增加了建筑物的整体稳定性；补偿式基础，减少了地基附

2、加沉降。补偿式基础，减少了地基附加沉降。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/223 深基坑是指开挖深度超过深基坑是指开挖深度超过 5m的基坑、或深度未达到的基坑、或深度未达到5m但地质但地质情况和情况和周围环境较复杂周围环境较复杂的基坑。的基坑。-建设部建设部建筑工程预防坍塌事故若干规定建筑工程预防坍塌事故若干规定深基坑工程？深基坑工程？环境较复杂？环境较复杂？1 1）与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；）与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；2 2）基坑影响范围内（不小于）基坑影响范围内（不小于2 2倍的基坑开挖深度）有历史文物

3、、近代倍的基坑开挖深度）有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。-山东省工程建设标准山东省工程建设标准建筑基坑工程监测技术规范建筑基坑工程监测技术规范“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/224现场地质情况较复杂？现场地质情况较复杂？1 1）基坑周边存在面积较大的厚层有机质填土；）基坑周边存在面积较大的厚层有机质填土；2 2）基坑周边存在特软弱的淤泥质粘土；）基坑周边存在特软弱的淤泥质粘土；3 3）基坑周边存在暗浜、暗塘、暗井、古河道；）基坑周边存在暗浜、暗塘、暗井、古河道；4 4）临近江、海、河边并有水力

4、联系；）临近江、海、河边并有水力联系；5 5）存在渗透性较大的含水层并有承压水；）存在渗透性较大的含水层并有承压水；6 6）基坑潜在滑塌范围内存在岩土界面且岩体结构）基坑潜在滑塌范围内存在岩土界面且岩体结构面向坑内倾斜等情况。面向坑内倾斜等情况。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/225“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/226新奥法（地下工程设计施工方法）：新奥法（地下工程设计施工方法）：以尽可能不恶化地层中的应力分布为前提，在施以尽可能不恶化地层中的应力分布为前提，在施工过程中密切监测地层及结构的变形和应力，及时优

5、工过程中密切监测地层及结构的变形和应力，及时优化支护参数，以便最大限度地发挥地层的自稳能力。化支护参数，以便最大限度地发挥地层的自稳能力。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/227基坑工程分析的三个重要方面：基坑工程分析的三个重要方面：理论分析理论分析室内外测试室内外测试工程实践工程实践1、本构模型研究、本构模型研究2、计算机数值模拟、计算机数值模拟1、室内试验、室内试验2、原位试验、原位试验3、现场监测、现场监测“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/228当前基坑工程设计与施工的当前基坑工程设计与施工的发展方向发展方向

6、动态设计动态设计信息化施工信息化施工现场监测现场监测“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/229第二部分第二部分 基坑工程设计和施工基坑工程设计和施工1)1)支护体系的方案技术经济比较和选型支护体系的方案技术经济比较和选型支护体系的方案技术经济比较和选型支护体系的方案技术经济比较和选型2)2)支护结构的强度、稳定和变形计算；基支护结构的强度、稳定和变形计算；基支护结构的强度、稳定和变形计算；基支护结构的强度、稳定和变形计算；基坑内外土体的稳定性验算坑内外土体的稳定性验算坑内外土体的稳定性验算坑内外土体的稳定性验算3)3)地下水及地表水控制地下水及地表水控制地

7、下水及地表水控制地下水及地表水控制4)4)基坑及其周围地层的土体加固方案基坑及其周围地层的土体加固方案基坑及其周围地层的土体加固方案基坑及其周围地层的土体加固方案5)5)土方开挖方案土方开挖方案土方开挖方案土方开挖方案6)6)工程监测及信息化施工工程监测及信息化施工工程监测及信息化施工工程监测及信息化施工7)7)对邻近建筑物及地下设施的保护对邻近建筑物及地下设施的保护对邻近建筑物及地下设施的保护对邻近建筑物及地下设施的保护8)8)应急预案应急预案应急预案应急预案“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22101.1.支护体系的方案技术经济比较和选型支护体系的方

8、案技术经济比较和选型支护体系的方案技术经济比较和选型支护体系的方案技术经济比较和选型水泥水泥土桩土桩无无支支护护开开挖挖方方法法有有支支护护开开挖挖方方式式“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2211支护结构选型支护结构选型1)排桩与板墙式挡墙：排桩与板墙式挡墙：板桩式板桩式挡墙：钢板桩、挡墙：钢板桩、H型钢加横挡板型钢加横挡板柱列式柱列式挡墙：钻孔灌注桩、人工挖孔桩、钢管挡墙：钻孔灌注桩、人工挖孔桩、钢管桩、预制钢筋混凝土桩桩、预制钢筋混凝土桩板墙式板墙式挡墙：地下连续墙挡墙：地下连续墙2)水泥土挡墙：水泥土挡墙：深层水泥土搅拌桩墙、高压旋喷深层水泥土搅

9、拌桩墙、高压旋喷桩墙桩墙3)边坡稳定式挡墙：边坡稳定式挡墙：土钉墙、锚喷支护、复合土土钉墙、锚喷支护、复合土钉墙钉墙4)组合式挡墙：组合式挡墙：灌注桩与搅拌桩结合、灌注桩与搅拌桩结合、SMW工法工法5)逆作拱挡墙逆作拱挡墙“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2212支护结构选型支护结构选型基坑周边环境基坑周边环境基坑开挖深度基坑开挖深度工程地质与水文地质工程地质与水文地质施工作业设备施工作业设备施工季节施工季节工程类比工程类比“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22131.1 排桩与板墙式挡墙排桩与板墙式挡墙“基坑工程

10、设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2214“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2215“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2216“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2217排桩或地下连续墙适用条件排桩或地下连续墙适用条件:1.适于基坑侧壁安全等级一、二、三级适于基坑侧壁安全等级一、二、三级;2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m;3.当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩

11、加截水帷幕或地下连续墙水帷幕或地下连续墙.“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22181.2 水泥土墙水泥土墙“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22191)搅拌下沉搅拌下沉2)搅拌、喷浆、提升搅拌、喷浆、提升3)可重复以上步骤可重复以上步骤“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2220水泥土墙适用条件水泥土墙适用条件1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级基坑侧壁安全等级宜为二、三级2.水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kPa3.基坑深度不宜

12、大于基坑深度不宜大于6m“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22211.3 土钉墙、锚喷支护、复合土钉墙土钉墙、锚喷支护、复合土钉墙济南地区最广泛采用的基坑支护形式济南地区最广泛采用的基坑支护形式“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2222土钉墙、锚喷支护、复合土钉墙的型式比较土钉墙、锚喷支护、复合土钉墙的型式比较土钉墙土钉墙土钉土钉钢筋网钢筋网砼面砼面层层土层土层锚杆锚杆锚喷支护锚喷支护水泥土墙水泥土墙复合土钉墙复合土钉墙土钉土钉“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2223“基坑

13、工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2224土钉墙适用条件土钉墙适用条件1.基坑侧壁安全等级宜为一、二、三级的基坑侧壁安全等级宜为一、二、三级的非软土非软土场地（素填土、粘土、场地（素填土、粘土、粉质粘土、粉土、砂土等）。不宜用于饱和的粉细砂层、淤泥质土、砂粉质粘土、粉土、砂土等）。不宜用于饱和的粉细砂层、淤泥质土、砂砾卵石层。不应用于厚杂填土、松散砂土、淤泥。砾卵石层。不应用于厚杂填土、松散砂土、淤泥。2.基坑深度不宜大于基坑深度不宜大于12m。3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。“基坑工程设计、

14、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2225锚喷支护锚喷支护土层土层锚杆锚杆适用范围适用范围1.无流砂及淤泥土层；无流砂及淤泥土层；2.基坑周围地下空间允许锚杆占用；基坑周围地下空间允许锚杆占用；3.基坑开挖深度一般不超过基坑开挖深度一般不超过18m；4.对硬塑土层可适当放宽，对风化岩层对硬塑土层可适当放宽，对风化岩层可不受此限。可不受此限。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2226复合土钉墙复合土钉墙(b)(b)土钉墙土钉墙+截水帷幕截水帷幕+预应力锚杆预应力锚杆 (c)(c)土钉墙微型桩预应力锚杆土钉墙微型桩预应力锚杆(d)(d

15、)土钉墙土钉墙 搅拌桩截水帷幕微型桩搅拌桩截水帷幕微型桩+预应力锚杆预应力锚杆(a)(a)土钉墙土钉墙+预应力锚杆预应力锚杆 “基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2228超前支护的作用超前支护的作用1.控制变形；控制变形；2.提高自稳能力；提高自稳能力；3.隔水。隔水。预应力锚杆预应力锚杆控制变形。控制变形。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2229复合土钉墙复合土钉墙适用范围：非软土，坑深适用范围：非软土，坑深121215m15m。(a)(a)土钉墙土钉墙+预应力锚杆预应力锚杆 适用于地下水位以上或经降水的适用于地

16、下水位以上或经降水的非软土基坑。非软土基坑。当土钉墙坡度大于当土钉墙坡度大于1：0.5时，基时，基坑深度不宜大于坑深度不宜大于15m。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2230坑深超过坑深超过15m或受周边环境限制满足不了条件，怎么办？或受周边环境限制满足不了条件，怎么办？疏排桩复合土钉墙支护体系疏排桩复合土钉墙支护体系“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2231(b)(b)土钉墙土钉墙+截水帷幕截水帷幕+预应力锚杆预应力锚杆 适用于需设置截水帷幕适用于需设置截水帷幕和对变形控制有一定要和对变形控制有一定要求的工程求

17、的工程。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2232(c)(c)土钉墙微型桩预应力锚杆土钉墙微型桩预应力锚杆 适用于场地有薄层软弱适用于场地有薄层软弱夹层和对变形控制有较夹层和对变形控制有较严格要求的工程。严格要求的工程。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2233适用于以上两种情况且相适用于以上两种情况且相对较深的基坑工程对较深的基坑工程。(d)(d)土钉墙土钉墙 搅拌桩截水帷幕微型桩搅拌桩截水帷幕微型桩+预应力锚杆预应力锚杆 下列情况不宜用土钉墙和复合土钉墙：下列情况不宜用土钉墙和复合土钉墙：在基坑开挖深度范围内，

18、存在不良土层（软土、流塑和在基坑开挖深度范围内，存在不良土层（软土、流塑和软塑粘性土、松散砂土和填土）总厚度大于软塑粘性土、松散砂土和填土）总厚度大于6m。在基坑开挖深度范围内，软土或松散填土厚度大于在基坑开挖深度范围内，软土或松散填土厚度大于3m。基坑垂直开挖深度超过基坑垂直开挖深度超过12m（无坡率）。（无坡率）。基坑开挖深度范围内有承压水的地层。基坑开挖深度范围内有承压水的地层。坑底以上存在压力水头大于坑底以上存在压力水头大于5m的砂土、粉土含水层。的砂土、粉土含水层。常遇到的问题：常遇到的问题：1 1、淤泥？一般不应采用复合土钉、淤泥？一般不应采用复合土钉墙。特殊情况下，淤泥厚度应不大

19、墙。特殊情况下，淤泥厚度应不大于于 3m3m，基坑深度不宜大于，基坑深度不宜大于6m6m。2 2、淤泥质土？周边环境条件许可、淤泥质土？周边环境条件许可时，可以采用复合土钉墙。但基坑时，可以采用复合土钉墙。但基坑深度不宜大于深度不宜大于6m6m。（上海规定）。（上海规定）遇到较厚（大于遇到较厚（大于3m3m）的松散填土？）的松散填土？1 1、挖除一部分。、挖除一部分。2 2、局部范围的，采用地基加固的方法处理（夯实、注浆、竖向、局部范围的，采用地基加固的方法处理（夯实、注浆、竖向花管等）后，可采用复合土钉墙。花管等）后，可采用复合土钉墙。3 3、选择更可靠的支护形式。、选择更可靠的支护形式。遇

20、到软土？遇到软土？“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2236遇到物权问题？遇到物权问题？1 1、不应超越用地红线（上海规定）。、不应超越用地红线（上海规定）。2 2、不宜伸入临近建筑物基础之下。、不宜伸入临近建筑物基础之下。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2237“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22381.4 组合式挡墙组合式挡墙SMW工法的工作机理工法的工作机理 SMW工法的工作机理就是通过特殊的工法的工作机理就是通过特殊的多轴深层搅拌机将土体切散，同时从其钻头多轴深层

21、搅拌机将土体切散，同时从其钻头前端将水泥浆注入土体，通过搅拌头将水泥前端将水泥浆注入土体，通过搅拌头将水泥浆与原位土反复混合搅拌，采取重迭搭接，浆与原位土反复混合搅拌，采取重迭搭接，在水泥土混合体未结硬前，按设计间距插入在水泥土混合体未结硬前，按设计间距插入H型钢或钢板桩作为应力加强材料，直至水型钢或钢板桩作为应力加强材料，直至水泥土结硬后形成型钢水泥土复合挡土墙，当泥土结硬后形成型钢水泥土复合挡土墙，当围护结构的挡土功能完成以后，回收型钢重围护结构的挡土功能完成以后，回收型钢重复使用。复使用。（1 1）SMWSMW工法工法“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/

22、4/2239SMW工法适用范围工法适用范围 凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用劲性凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用劲性水泥土搅拌桩法，尤其适合于粘土和粉细砂为主的水泥土搅拌桩法，尤其适合于粘土和粉细砂为主的松软地层。基坑深度国内松软地层。基坑深度国内 6 610m10m，日本，日本 20m 20m以以上上 施工噪音低施工噪音低 止水好，强度可靠，适合于各种土层止水好，强度可靠，适合于各种土层 一定条件下可取代地下连续墙一定条件下可取代地下连续墙“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2241“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座

23、2024/4/2242（2 2）灌注桩与水泥土桩结合）灌注桩与水泥土桩结合灌注桩灌注桩水泥土水泥土桩桩冠梁冠梁适用范围：适用范围：1.1.适于基坑侧壁安全等级一、二、适于基坑侧壁安全等级一、二、三级。三级。2.2.软弱地层，挖深软弱地层，挖深12m12m。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2243“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22441.5 逆作拱墙逆作拱墙拱墙拱墙肋梁肋梁1)基坑侧壁安全等级基坑侧壁安全等级宜为二、三级，淤宜为二、三级，淤泥和淤泥质土场地泥和淤泥质土场地不宜采用不宜采用;2)拱墙轴线的矢跨比拱

24、墙轴线的矢跨比不宜小于不宜小于1/8;3)基坑深度不宜大于基坑深度不宜大于12m;4)地下水位高于基坑地下水位高于基坑底面时，应采取降底面时，应采取降水或截水措施水或截水措施.适用范围适用范围:“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2245支撑选型支撑选型内支撑内支撑钢结构支撑：钢管（钢结构支撑：钢管（609）、型钢（）、型钢（H型钢）型钢）钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑外拉锚外拉锚挡墙顶部拉锚挡墙顶部拉锚土锚杆拉锚土锚杆拉锚内支撑内支撑围檩围檩斜撑斜撑济南恒隆广场深基坑济南恒隆广场深基坑节省成本，速度快。节省成本，速度快。但地下结构留洞多。但地下结构留洞多。

25、“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2247钢管支撑端部的活络头子和琵琶斜撑的具体构造钢管支撑端部的活络头子和琵琶斜撑的具体构造“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2249外拉锚外拉锚围檩围檩外拉锚外拉锚挡墙顶部拉锚挡墙顶部拉锚土锚杆拉锚土锚杆拉锚顶部拉锚顶部拉锚短桩短桩“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2250外拉锚外拉锚“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2251内支撑的布置方式内支撑的布置方式“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工

26、与监测”讲座讲座2024/4/2253支护结构的设计计算支护结构的设计计算支护结构的设计计算支护结构的设计计算2.1 荷载与抗力计算荷载与抗力计算2.1.1 支护结构水平荷载标准值支护结构水平荷载标准值(1)对于碎石土和砂土对于碎石土和砂土（水土分算）（水土分算）当计算点位于地下水位以上时当计算点位于地下水位以上时:当计算点位于地下水位以下时当计算点位于地下水位以下时:“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2254(2)对于粉土和粘土（水土合算）对于粉土和粘土（水土合算）“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22552.1

27、.2 基坑外侧竖向应力标准值基坑外侧竖向应力标准值ajk=rk+ok+1k（）计算点深度自重竖向应力（）计算点深度自重竖向应力rk rk 加权平均天然重度！加权平均天然重度！（2 2）地面满布附加荷载）地面满布附加荷载ok 设计无要求时，按设计无要求时，按20KPa！（3 3）地表条形附加荷载）地表条形附加荷载1k 基础的埋深、作用宽度基础的埋深、作用宽度“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22562.1.3 基坑内侧水平抗力标准值基坑内侧水平抗力标准值（1）碎石土和砂土碎石土和砂土（2）粉土和粘土粉土和粘土 被动土压力系数！被动土压力系数！2.1.4 基

28、坑底面以下竖向应力标准值基坑底面以下竖向应力标准值加权平均天然重度！加权平均天然重度！“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22572.2 支护结构的破坏形式支护结构的破坏形式2.2.1 非重力式支护结构的破坏形式非重力式支护结构的破坏形式 强度破坏强度破坏1)拉锚破坏或支撑压曲拉锚破坏或支撑压曲2)支护墙底部走动支护墙底部走动3)支护墙的平面变形过大或弯曲破坏支护墙的平面变形过大或弯曲破坏 稳定性破坏稳定性破坏1)墙后土体整体滑动失稳墙后土体整体滑动失稳2)坑底隆起坑底隆起3)管涌管涌“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4

29、/22592.2.2 重力式支护结构的破坏形式重力式支护结构的破坏形式3.3.2.1 强度破坏强度破坏水泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏。水泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏。3.3.2.2 稳定性破坏稳定性破坏1)倾覆倾覆2)滑移滑移3)土体整体滑移失稳土体整体滑移失稳4)坑底隆起坑底隆起5)管涌管涌“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22602.2.3 复合土钉墙的破坏形式复合土钉墙的破坏形式稳定性破坏稳定性破坏1)内部稳定性内部稳定性2)外部稳定性：整体滑移、整体倾覆外部稳定性：整体滑移、整体倾覆3)整体稳定性整体稳定性4)底部稳定性：坑底隆起、墙底承载力

30、、底部稳定性：坑底隆起、墙底承载力、坑底附近水泥土桩的破坏、管涌坑底附近水泥土桩的破坏、管涌“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2261“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2262“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2263“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2264“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2265复合土钉墙的设计与施工复合土钉墙的设计与施工“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲

31、座讲座2024/4/22661.复合土钉墙的设计计算复合土钉墙的设计计算国标编写：国标编写：将将考考虑虑帷帷幕幕、微微型型桩桩和和预预应应力锚杆的贡献。力锚杆的贡献。2、复合土钉墙的施工与检测、复合土钉墙的施工与检测挖挖土土分分层层厚厚度度应应与与土土钉钉竖竖向向间间距距一一致致，逐逐层层开开挖挖并并施施工工土土钉钉，禁止超挖；禁止超挖；开开挖挖后后应应及及时时封封闭闭临临空空面面，应应在在 24 小小时时内内完完成成土土钉钉安安设设和和喷喷射射混混凝凝土土面面层层；在在淤淤泥泥质质地地层层中中开开挖挖时时，应应在在12 小小时时内内完完成成土钉安设和喷射混凝土面层；土钉安设和喷射混凝土面层；

32、上上一一层层土土钉钉完完成成注注浆浆后后，应应至至少少间间隔隔 48 小小时时方方可可允允许许开开挖挖下下一层土方；一层土方；水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩，相相互互搭搭接接长长度度应应大大于于 200mm，定定位位误误差差应应小小于于50mm，垂垂直直度度误误差差应应小小于于1.0%，水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩中中水水泥泥掺掺量和施工等应符合设计要求；量和施工等应符合设计要求；土土钉钉成成孔孔孔孔径径和和倾倾角角应应符符合合设设计计要要求求；孔孔位位误误差差应应小小于于50mm，孔孔径径误误差差应应小小于于15mm，倾倾角角误误差差小小于于2，孔孔深深可可为为土土钉钉长度长度+300mm；钢筋土钉应

33、沿周边焊接居中支架；钢筋土钉应沿周边焊接居中支架；2、复合土钉墙的施工与检测、复合土钉墙的施工与检测钢筋土钉孔内二次注浆；钢管土钉留倒刺，压力注浆；钢筋土钉孔内二次注浆；钢管土钉留倒刺，压力注浆；喷射砼厚度符合设计要求，厚度均匀；喷射砼厚度符合设计要求，厚度均匀；土钉和锚杆的基本实验和验收试验。土钉和锚杆的基本实验和验收试验。1%，不少于，不少于3根。根。喷射砼的抗压强度试验；喷射砼的喷层厚度检查。喷射砼的抗压强度试验；喷射砼的喷层厚度检查。500m2一组。一组。开挖前微型桩宜进行低应变检测。开挖前微型桩宜进行低应变检测。1%抗拔力问题？抗拔力问题？“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工

34、与监测”讲座讲座2024/4/22693 3 地下水和地表水控制地下水和地表水控制“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22703.1 地下水流的基本性质地下水流的基本性质 地下水分潜水和层间水地下水分潜水和层间水两种。两种。潜水即从地表算起第一潜水即从地表算起第一层不透水层以上含水层中所层不透水层以上含水层中所含的水，这种水无压力，属含的水，这种水无压力，属于重力水。于重力水。层间水即夹于两不透水层间水即夹于两不透水层之间含水层中所含的水。层之间含水层中所含的水。如果水末充满此含水层，水如果水末充满此含水层，水没有压力，称无压层间水；没有压力，称无压层间水

35、；如果水充满此含水层，水则如果水充满此含水层，水则带有压力，称承压层间水带有压力，称承压层间水(因因l1)。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2271动水压力动水压力 GDh1z1H1h2z2H2L推论推论:水的单位阻力水的单位阻力T:T=w(H1 H2)/LT=w I动水压力动水压力 GDGD=T=w I“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2272动水压力动水压力 GDGD=-w I I=(H1 H2)/L流砂现象流砂现象:GD w (土的浸水重度土的浸水重度)GDwH1 H2L多发生在颗粒级配均匀而细的粉、多发生

36、在颗粒级配均匀而细的粉、细砂等砂性土中。细砂等砂性土中。防治措施：防治措施：1）降水；）降水；2）防水帷幕）防水帷幕临界坡度临界坡度IcrGD=w w Icr=w Icr=w/w =(sat w)/w 防止管涌防止管涌:Icr k I“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2273渗透系数渗透系数 k 水的流动轨迹包括水的流动轨迹包括层流层流和和紊流紊流，水在土中运动的速度不大，水在土中运动的速度不大，属于层流。属于层流。水在土中渗流的基本规律：水在土中渗流的基本规律：达西定律：渗流速度达西定律：渗流速度 v=k I渗透系数渗透系数 k的物理意义：水力坡度等于

37、的物理意义：水力坡度等于1时的渗流速度时的渗流速度 影响土的渗透系数的主要因素有：土的粒度、密实度、饱影响土的渗透系数的主要因素有：土的粒度、密实度、饱和度、土的结构和构造等。和度、土的结构和构造等。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/22741 集水明排集水明排3.2 地下水控制方法地下水控制方法“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2275当基坑侧壁出现分层渗水时，可按不同高程设置导水管、导水当基坑侧壁出现分层渗水时，可按不同高程设置导水管、导水沟等构成明排系统；当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时，沟等构成明排系统

38、；当基坑侧壁渗水量较大或不能分层明排时，宜采用导水降水方法。基坑明排尚应重视宜采用导水降水方法。基坑明排尚应重视环境排水环境排水，当地表水，当地表水会对基坑侧壁产生冲刷时，宜在基坑外采取截水、封堵、导流会对基坑侧壁产生冲刷时，宜在基坑外采取截水、封堵、导流等措施。等措施。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2276井点降水的作用井点降水的作用2.井点降水井点降水“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2277 降水方法降水方法适用范围适用范围降水深度降水深度（m m）渗透系数渗透系数（cm/scm/s）适用地层适用地层集水

39、明排集水明排551 11010-7-72 21010-4-4含薄层粉砂的粉质黏土，含薄层粉砂的粉质黏土，黏质粉土，砂质粉土，黏质粉土，砂质粉土，粉细砂粉细砂轻型井点轻型井点多级轻型井点多级轻型井点666 61010喷射井点喷射井点8 82020砂（砾）渗井砂（砾）渗井按下卧导水层按下卧导水层性质确定性质确定5 51010-7-7电渗井点电渗井点根据选定的根据选定的井点确定井点确定1 11010-7-7黏土，淤泥质黏土，黏土，淤泥质黏土，粉质黏土粉质黏土管井（深井）管井（深井）6 61 11010-6-6含薄层粉砂的粉质黏土，含薄层粉砂的粉质黏土，砂质粉土，各类砂土，砾砂质粉土，各类砂土，砾砂，

40、卵石砂，卵石“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2278轻型井点轻型井点设备设备“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2279轻型井点设备工作原理轻型井点设备工作原理滤管构造滤管构造“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2281水井种类水井种类“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2282轻型井点系统的计算步骤轻型井点系统的计算步骤1)确定井点系统的布置方式；确定井点系统的布置方式；2)计算涌水量；计算涌水量；3)计算井点数量和井距；计算井点数量和井

41、距；4)校核水位降低数值；校核水位降低数值；5)选择水泵规格等。选择水泵规格等。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2283高程布置高程布置 hh1十十 h十十 iL(m)“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2284“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2285井点管的埋设与使用井点管的埋设与使用 1）埋设方法：）埋设方法：水冲法：冲孔、埋管水冲法：冲孔、埋管钻孔法：正循环钻钻孔法：正循环钻、反循环钻、冲击钻、反循环钻、冲击钻振动水冲法：振动水冲法：井点系统的安装顺序是：井点系统的安

42、装顺序是：挖井点沟槽、铺设集水总管；挖井点沟槽、铺设集水总管；冲孔，沉设井点管，灌填砂滤料；冲孔，沉设井点管，灌填砂滤料；弯联管将井点管与集水总管连接；安装抽水设备；试抽。弯联管将井点管与集水总管连接；安装抽水设备；试抽。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2286 3)使用要求：使用要求：开挖前开挖前25天开泵降水；软土中提前天开泵降水；软土中提前2周降水。周降水。连续抽水不间断（水量先大后小，先混后清），防止堵塞。连续抽水不间断（水量先大后小，先混后清），防止堵塞。轻型井点系统安装完毕后，应轻型井点系统安装完毕后，应立即进行立即进行抽水试验抽水试验，如

43、发现漏气、，如发现漏气、漏水现象，应及时处理。若发现滤漏水现象，应及时处理。若发现滤管被泥砂堵塞，则属于管被泥砂堵塞，则属于“死井死井”，应逐根用应逐根用高压水反向冲洗高压水反向冲洗或拔出重或拔出重新沉设。经抽水试验合格后，井点新沉设。经抽水试验合格后，井点孔到地面以下孔到地面以下0.51.0m的深度范围的深度范围内，应用粘土填塞孔，以防止漏气内，应用粘土填塞孔，以防止漏气和地表水下渗。和地表水下渗。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2287喷射井点喷射井点“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2289电渗井点电渗井点

44、 井渗井点是在降水井点井渗井点是在降水井点管的内侧打入金属棒管的内侧打入金属棒(钢钢筋、钢管等筋、钢管等)，连以导线。，连以导线。以井点管为阴极，金属以井点管为阴极，金属棒为阳极，通入直流电棒为阳极，通入直流电后，土颗料自阴极向阳后，土颗料自阴极向阳极移动，称电泳现象，极移动，称电泳现象，使土体固结；地下水自使土体固结；地下水自阳极向阴极移动，称电阳极向阴极移动，称电渗现象，使软土地基易渗现象，使软土地基易于排水，如图于排水，如图111所示。所示。它用于渗透系数小于它用于渗透系数小于o1md的土层。的土层。60V的直流的直流电电源源钢管深井井点钢管深井井点井孔井孔粘土封口粘土封口50出水管出水

45、管电缆电缆砾石滤水层砾石滤水层375钢井管钢井管潜水电泵潜水电泵滤水管滤水管滤网滤网导向段导向段开孔底板开孔底板中粗砂中粗砂75总管总管钢板井盖钢板井盖50出水管出水管无砂混凝土管深管井井点无砂混凝土管深管井井点井孔井孔潜水电泵潜水电泵砾石滤水层砾石滤水层沉砂管沉砂管无砂混凝土滤水管无砂混凝土滤水管沉砂管沉砂管粘土封口粘土封口深井降水深井降水“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2291 带真空的深井泵是近年来在上海等地区应带真空的深井泵是近年来在上海等地区应用较多的一种深层降水设备。每一个深井用较多的一种深层降水设备。每一个深井泵由井管和滤管组成，单独配备

46、一台电动泵由井管和滤管组成，单独配备一台电动机和一台真空泵，开动后达到一定的真空机和一台真空泵，开动后达到一定的真空度，则可达到深层降水的目的，在渗透系度，则可达到深层降水的目的，在渗透系数较小的淤泥质粘土中亦能降水。数较小的淤泥质粘土中亦能降水。真空深井降水真空深井降水“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2292基坑工程中降水方案的选择与设计应满足下列要求基坑工程中降水方案的选择与设计应满足下列要求:(1)(1)保证降水期间临近建筑物及地下管线的正常使用保证降水期间临近建筑物及地下管线的正常使用;(2)(2)基坑开挖及地下结构施工期间，地下水位保持在基底

47、以下基坑开挖及地下结构施工期间，地下水位保持在基底以下0.5-1.0m;0.5-1.0m;(3)(3)深部承压水不引起坑底隆起深部承压水不引起坑底隆起:(4)(4)保证基坑边坡的稳定。保证基坑边坡的稳定。疏干井降水疏干井降水(a)封闭型疏干降水封闭型疏干降水 (b)敞开型疏干降水敞开型疏干降水(c)半封闭型疏干降水降低水位；提高稳定性；降低水位；提高稳定性；方便机械作业。方便机械作业。“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2294疏干降水效果可从两个方面检验：疏干降水效果可从两个方面检验：1、观测坑内地下水位是否已达到设计或施工要求的埋深；、观测坑内地下水位

48、是否已达到设计或施工要求的埋深；2、通过观测疏干降水的总排水量或其它测试手段，判别被开、通过观测疏干降水的总排水量或其它测试手段，判别被开挖土体含水量是否已下降到有效范围内。挖土体含水量是否已下降到有效范围内。疏干降水，短期内不可能将被开挖土体疏干降水，短期内不可能将被开挖土体完全完全“疏干疏干”！(1)在正式开始降水之前，进行降水在正式开始降水之前，进行降水试运行试运行。(2)基坑开挖前应提前进行基坑开挖前应提前进行预降水预降水，一般在开挖前须保证有，一般在开挖前须保证有2周左周左右的预降水时间。右的预降水时间。(3)在基坑开挖阶段，坑内因降雨或其他因素形成的在基坑开挖阶段，坑内因降雨或其他

49、因素形成的积水积水应及时应及时排出坑外，尽量减少大气降水和坑内积水的入渗。排出坑外，尽量减少大气降水和坑内积水的入渗。(4)应避免抽出的地下水就地应避免抽出的地下水就地回渗回渗，影响降水效果。，影响降水效果。(5)坑内疏干含水层与坑外地下水水力联系较强的基坑工程，应坑内疏干含水层与坑外地下水水力联系较强的基坑工程，应严格执行严格执行“按需疏干按需疏干”的降水运行原则，避免过量降低地下水位。的降水运行原则，避免过量降低地下水位。(6)在基坑内、外，均应进行地下在基坑内、外，均应进行地下水位监控水位监控。条件许可时，宜采。条件许可时，宜采用地下水位自动监控手段，对地下水位实行全程跟踪监测。用地下水

50、位自动监控手段，对地下水位实行全程跟踪监测。(7)疏干井管可随基坑开挖进程逐步割除。当基坑开挖至设计深疏干井管可随基坑开挖进程逐步割除。当基坑开挖至设计深度后，应根据坑位地下水的补给条件或水位恢复特征，采取合适度后，应根据坑位地下水的补给条件或水位恢复特征，采取合适的的封井封井措施对疏干井进行有效封闭。措施对疏干井进行有效封闭。疏干降水运行可从以下几个方面进行控制：疏干降水运行可从以下几个方面进行控制：“基坑工程设计、施工与监测基坑工程设计、施工与监测”讲座讲座2024/4/2296承压水降水承压水降水 承压水承压水基坑突涌（突水、涌砂或涌土）基坑突涌（突水、涌砂或涌土）基坑突涌引起的工程事故