定义/深基坑
基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖，是一项综合性很强的系统工程。它要求 岩土工程和结构工程技术人员密切配合。基坑支护体系是临时结构，在地下工程施工完成后就不再需要。深基坑的定义：建设部建质200987号文关于印发《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。另外，基坑和基槽都是用来建筑建筑物的基础的,只是平面形状不同而已.基坑是方形或者比较接近方形;,基槽是长条形状的,而且有时候比较长.你要掌握的是它们的形状的区别.基坑是指底面积在 27平方米以内（不是20）,且底长边小于三倍短边的为基坑.基槽是指槽底宽度在3米以内,且槽长大于3倍槽宽的为基槽.也就是说，一般定义深基坑为：底面积在27平方米以内（不是20），且底长边小于三倍短边，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。（反之则为浅基坑）
安全要求/深基坑
超过一定规模的危险性较大的分部分项工程（深基坑）专项方案应当由施工单位组织召开专家论证会。实行施工总承包的，由施工总承包单位组织召开专家论证会。下列人员应当参加专家论证会：深基坑（一）专家组成员；（二）建设单位项目负责人或技术负责人；（三）监理单位项目总监理工程师及相关人员；（四）施工单位分管安全的负责人、技术负责人、项目负责人、项目技术负责人、专项方案编制人员、项目专职安全生产管理人员；（五）勘察、设计单位项目技术负责人及相关人员。
特点/深基坑
1）基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢救。 在开挖深基坑时候注意加强排水防灌措施，风险较大应该提前做好应急预案。2）基坑工程具有很强的区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和 水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。3）基坑工程具有很强的个性。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建（构）筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建（构）筑物和 市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。这就决定了基坑工程具有很强的个性。因此，对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。4）基坑工程综合性强。基坑工程不仅需要岩土工程知识，也需要结构工程知识，需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。5）基坑工程具有较强的时空效应。基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。土体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性，作用在支护结构上的土压力随时间变化。蠕变将使土体强度降低，土坡稳定性变小。所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。6）基坑工程是系统工程。基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形，甚至引起支护体系失稳而导致破坏。同时在施工过程中，应加强监测，力求实行信息化施工。7）基坑工程具有环境效应。基坑开挖势必引起周围地基地下水位的变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对周围建（构）筑物和地下管线产生影响，严重的将危及其正常使用或安全。大量土方外运也将对交通和弃土点环境产生影响。
支护结构/深基坑
基坑工程是由地面向下开挖一个地下空间，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；分为内撑和外锚两种。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械也各异；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在我国应用较多的有板柱式、柱列式、重力式挡墙、组合式以及土层锚杆、逆筑法、沉井等。(1)工字钢桩围护结构深基坑作为基坑围护结构主体的工字钢，一般采用i50号、i55号和I 60号大型工字钢。基坑开挖前，在地面用冲击式打桩机沿基坑设计边线打入地下，桩间距一般为1.0～1.2m。若地层为饱和淤泥等松软地层也可采用静力压桩机和振动打桩机进行沉桩。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。基坑开挖至一定深度后，若悬臂工字钢的刚度和强度都够大，就需要设置腰梁和横撑或锚杆（索），腰梁多采用大型槽钢、工字钢制成，横撑则可采用钢管或组合钢梁。工字钢桩围护结构适用于黏性土、砂性土和粒径不大于l00mm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l00dB以上，大大超过环境保护法规定的限值。因此，这种围护结构一般宜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)钢板桩围护结构深基坑钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好，可重复使用。因此，沿海城市如上海、天津等地区修建地下铁道时，在地下水位较高的基坑中采用较多；北京地铁一期工程在木樨地过河段也曾采用过。钢板桩常用断面形式，多为U形或Z形。我国地下铁道施工中多用U形钢板桩，其沉放和拔除方法、使用的机械均与工字钢桩相同，但其构成方法则可分为单层钢板桩围堰、双层钢板桩围堰及屏幕等。由于地铁施工时基坑较深，为保证其垂直度且方便施工，并使其能封闭合龙，多采用帷幕式构造。(3)钻孔灌注桩围护结构钻孔灌注桩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。对正反循环钻机，由于其采用泥浆护壁成孔，故成孔时噪声低，适于城区施工，在地铁基坑和高层建筑深基坑施工中得到广泛应用。(4)深层搅拌桩挡土结构深层搅拌桩是用搅拌机械将水泥、石灰等和地基土相拌合，从而达到加固地基的目的。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SMW桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的挡墙，最后，在墙中插入型钢，即形成一种劲性复合围护结构。这种围护结构的特点主要表现在止水性好，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。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、黏度、含砂率和pH等主要技术性能指标进行检验和控制。每个幅段的沟槽开挖结束后，在槽段内放置钢筋笼，并浇筑水下混凝土。然后将若干个幅段连成一个整体，形成—个连续的地下墙体，即现浇钢筋混凝土壁式连续墙。
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土木工程施工邵阳学院土木专业第2讲基坑支护与降水第1章土方工程邵阳学院杨宗耀（教授级高工）1边坡稳定2基坑支护3施工降水4流砂的防治土木工程施工邵阳学院土木专业1边坡稳定第2讲基坑支护与降水共70页第1页土方开挖过程中,土壁是由土体内磨擦阻力和粘结力保持平衡而稳定。一旦土体失去平衡俗称失稳,土体就会塌方,这不仅会造成人身安全事故、影响工期,有时还会危及附近的建构筑物。⑴边坡过陡⑵雨水、地下水渗入基坑;⑶基坑上口边缘堆载过大;⑷土方开挖顺序、方法未遵守从上至下、分层开挖开槽支撑、先撑后挖的原则。成边坡失稳的原因基坑塌方抢险救人土木工程施工邵阳学院坡留设合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的开挖断面并留设边坡,是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1m，即1边坡稳定土方边坡坡度＝h／b＝1／b／h＝1mb/h，称为坡度系数。其意义为当边坡高度已知为h时，其边坡宽度则等于70页第2页土木工程施工邵阳学院土木专业自然放坡的坡率允许值边坡土类别状态坡率允许值（高宽比）坡高小于5m坡高5～111填高度、土的工程性质及工程特点而定，既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。当地质条件良好、土质均匀且无地下水，其放坡的坡度系数应根据当地施工经验确定,无经验时可按下表确定坡留设注表中碎石土的填充物为坚硬或硬塑的黏性土。共70页第3页土木工程施工邵阳学院土木专业留设边坡需考虑的因素挖填高度高度大则坡度系数大，反之坡度系数小，甚至不放坡土的工程性质土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低密度小、含水量大，则坡度系数大反之坡度系数小施工特点坡顶是否有荷载施工季节及施工期长短人工作业还是机械作业坡顶有荷载尤其是动荷载、使用时间长、跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数规范的边坡留设1规范的边坡留设坡留设共70页第4页土木工程施工邵阳学院土木专业边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定迹象时，要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施，并作好坡顶、坡脚排水。浆砌片石拱护坡地边坡的整治1边坡稳定护脚矮墙立缘石拱缘石填心土共70页第5页土木工程施工邵阳学院土木专业锚索抗滑桩锚索地梁川藏公路102滑坡群是世界级滑坡群，其规模是世界第三、亚洲第一。在冰碛物滑坡地段填筑高路堤，采用大吨位锚索整治。川藏公路地边坡的整治共70页第6页土木工程施工邵阳学院土木专业高达530间距3m,倾角10～200;地边坡的整治共70页第7页土木工程施工邵阳学院地边坡的整治主动防护网采用优质不锈钢丝合股后编织而成撑撑顶共70页第8页土木工程施工邵阳学院土木专业边坡简易护理边坡主动防护网边坡被动防护网石笼网护坡漓江石笼护岸石笼网是由热镀锌钢丝或包覆泛用于渠道河床或护岸、护坡。地边坡的整治共70页第9页土木工程施工邵阳学院土木专业宜万铁路岩崩滑坡事故日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约3000工人员1死1伤2失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，31人无人生还。岩崩滑坡事故现场全景岩石崩塌处崩塌的巨石客车被埋,车上有乘客地边坡的整治共70页第10页土木工程施工邵阳学院土木专业2基坑槽支护一级基坑重要工程，支护结构与基础结构合一工程，开挖深度＞10m，临近建筑物、重要设施在开挖深度以内开挖影响范围内有历史或近代优秀建筑、重要管线需严加保护三级基坑开挖深度＜7m，且无特别要求的基坑二级基坑不属于一级或三级的其它基坑。基坑类别支护结构墙顶位移支护结构墙体最大位移地面最大沉降一级基坑305030二级基坑608060三级基坑基坑变形的监控值坑的分级第2讲基坑支护与降水共70页第11页土木工程施工邵阳学院槽支护2基坑槽支护基沟槽开挖一般采用横撑式土壁支撑。可分为水平挡土板及垂直挡土板两大类。前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。湿度小的粘性土挖土深度＜3用间断式水平挡土板支撑。间断式水平挡土板支撑垂直挡土板式支撑对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。连续式水平挡土板支撑共70页第12页土木工程施工邵阳学院般基坑的支护深度不大的三级基坑，当放坡开挖有困难时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑、斜柱支撑、锚拉支撑等支护方法。易支护2基坑槽支护放坡开挖的基坑，当部份地段放坡宽度不够时，可采用短柱横隔板支撑、临时挡土墙支撑等简易支护方法进行基础施工仅适用于部分地段放坡不够、宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不够、宽度较大的基坑使用临时挡土墙支撑短柱横隔板支撑共70页第13页土木工程施工邵阳学院土木专业先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑使用。拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大、不能安设横斜撑的大型基坑使用。斜柱支撑锚拉支撑坑的一般支护共70页第14页土木工程施工邵阳学院基坑支护深基坑支护的基本要求●确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定●确保相邻的建构筑物、道路、地下管线的安全,不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害●通过排降水,确保基础施工在地下水位以上进行苏州市土地交易中心基坑支护工程共70页第15页土木工程施工邵阳学院基坑支护共70页第16页土木工程施工邵阳学院桩支护适于开挖面积大、深度＞6m、不允许放坡、邻近有建构筑物的基坑支护开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。基坑支护挡土灌注桩排桩支护桩顶连系梁又称冠梁悬臂支护桩共70页第17页土木工程施工邵阳学院土木专业直径～13径0单层地下室常用桩支护共70页第18页土木工程施工邵阳学院钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉亦称砂浆锚杆并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙,以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。基坑支护共70页第19页土木工程施工邵阳学院土木专业⑴开挖工作面土钉支护应自上而下分段分层进行，分层深度视土层情况而定，工作面宽度不宜＜6m，纵向长度不宜＜钉支护施工工艺人工洛阳铲成孔冲击式钢管成孔土层锚杆钻机成孔⑵喷射第一层砼为防止土体松弛和崩解，须尽快做第一层喷射砼，厚度不宜＜40～50射砼水泥用量≮400kg/土钉成孔土钉成孔直径70～120下倾角15～200，成孔方法和工艺由承包商根据土层条件、设备和经验而定。钉墙支护共70页第20页土木工程施工邵阳学院土木专业⑷安设土钉、注浆土钉有单杆和多杆之分，单杆多为Φ22～32杆一般为2～4根Φ16用灰浆泵注浆，土钉注浆可不加压。⑸挂钢筋网、喷射砼面层钢筋网通常直径Φ6～10、间距200～300土钉连接牢固。钢筋与第一层喷射砼的间隙≮20置双层钢筋网时，第二层钢筋网应在第一层钢筋网被覆盖后铺设。砼面板厚度50～100钢筋网喷射第一层砼面板喷射第一层砼面板进入下一层土钉支护安设土钉、钉墙支护共70页第21页土木工程施工邵阳学院杆支护适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用是在未开挖的土层立壁上钻孔至设计深度，孔内放入拉杆，灌入水泥砂浆与土层结合成抗拉力强的锚杆，锚杆一端固定在坑壁结构上，另一端锚固在土层中，基坑支护共70页第22页土木工程施工邵阳学院土木专业锚杆支护施工工艺冲击式钻机造孔旋转式钻机造孔锚杆造孔近景共70页第23页⑴造孔包括钻机就位、施钻成孔、清孔三个作业步骤。造孔用冲击式钻机、旋转式钻机或旋转式冲击钻机，偏心钻机跟进护壁套管方式钻进，造孔须干钻，严禁水钻考虑沉渣厚度，孔底应超钻30～50孔后高压风清洗孔壁，以保证砂浆与孔壁的粘结力。开山牌杆支护土木工程施工邵阳学院土木专业制作完毕的锚索共70页第24页⑵锚杆的制作与安装包括下料、除锈防腐、焊接导向锥、绑扎、入孔六个步骤。拉杆常用钢管、粗钢筋或钢丝束、钢绞线制成的锚索。锚索预留长度为固段间隔1离架和紧箍环，中心布置灌浆管自由段外套塑料管，前端切实作好隔浆措施。杆支护土木工程施工邵阳学院土木专业注浆拉杆的预应力张拉锚杆逐层向下支护施工共70页第25页⑶灌浆基坑锚杆常采用埋管式灌浆的一次灌浆法，即由孔底向上有压一次性灌浆,压力≮浆至孔口溢满为止，注浆管不拔出当土体松散或岩石破碎易发生漏浆时采用二次灌浆法。制浆⑷预应力张拉及封锚在第14讲中介绍。杆支护土木工程施工邵阳学院土灌注桩与土层锚杆结合支护桩顶不设锚桩、拉杆,而是挖至一定深度,每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆,达到强度后,安上横撑,拉紧固定,在桩中间挖土,直至设计深度冠梁悬臂支护桩锚杆及横撑适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护、邻近地基不允许基坑支护共70页第26页土木工程施工邵阳学院板桩支护当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩悬臂式板桩和有锚板桩。常用的钢板桩为又称拉森钢板桩。基坑支护共70页第27页土木工程施工邵阳学院土木专业无锚板桩从一角开始逐块插打，每块钢板桩自起打到结束中途不停顿。打法简便、快速，但单块打入易向一边倾斜，累计误差不易纠正,壁面平直度也较难控制。仅在桩长＜10m、工程要求不高时采用。又称单独打入法。钢板桩入土板桩支护共70页第28页土木工程施工邵阳学院土木专业有锚板桩的双层围檩插桩法是先沿板桩边线搭设双层围檩支架,然后将板桩依次在双层围檩中全部插好,形成一个高大的板桩墙。待四角封闭合拢后,再按阶梯形逐渐将板桩一块块打至设计标高。该打法可保证平面尺寸准确和板桩垂直度,板桩支护共70页第29页土木工程施工邵阳学院下连续墙支护铣削钻成槽机先建造钢筋砼地下连续墙,达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高,可挡土、承重、截水、抗渗,可在狭窄场地施工,适于大面积、有地下水的深基坑施工。连续墙抓斗基坑支护共70页第30页土木工程施工邵阳学院土木专业导墙施工成槽机抓土钢筋笼起吊钢筋笼入槽连续墙砼浇筑锁口管起拔下连续墙支护共70页第31页土木工程施工邵阳学院墙＋内撑支护当基坑深度较大，悬臂式挡墙的强度和变形无法满足要求、坑外锚拉可靠性低时，则可在坑内采用内撑支护。它适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。常用有钢管内撑支护和钢筋砼构架内撑支护。大型深基坑的钢管对撑支护基坑支护共70页第32页土木工程施工邵阳学院土木专业⑴钢管内支撑钢管支撑一般采用Φ609钢管,用不同壁厚适应不同的荷载撑或角撑,对撑的间距较大时,可设置腹杆形成墙＋内撑支护共70页第33页土木工程施工邵阳学院土木专业钢管内支撑的地面拼装大型深基坑的挡墙＋墙＋内撑支护共70页第34页土木工程施工邵阳学院土木专业⑵钢筋砼内支撑钢筋砼内支撑刚度大、变形小,能有效控制挡墙和周围地面的变形。它可随挖土逐层就地现浇,形式可随基坑形状而变化,墙＋内撑支护共70页第35页土木工程施工邵阳学院土木专业内支撑下的基础工程施工就地制作钢筋砼内支撑内支撑下挖桩间土方格构式立柱平面尺寸大的内支撑应在交点处设置立柱,立柱宜为格构式柱,以免影响底板穿筋,立柱下端插入工程桩内≮2m,墙＋内撑支护共70页第36页土木工程施工邵阳学院墙＋内撑支护共70页第37页土木工程施工邵阳学院土木专业深基坑边坡支护坍塌事故土木工程施工邵阳学院土木专业杭州地铁塌陷事故日下午，杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达75驶中的11辆车陷入深坑，数十名地铁施工人员被埋。2基坑槽支护共70页第39页土木工程施工邵阳学院土木专业2基坑槽支护共70页第40页土木工程施工邵阳学院土木专业事故附近的房屋已被全部推倒陷落的车辆被吊起清理塌陷现场事故造成21人死亡、24人受伤、直接经济损失4961万元，是中国地铁建设史上最惨痛的事故。21名责任人被究责，其中10人被追究刑事责任。2基坑槽支护共70页第41页土木工程施工邵阳学院土木专业上海莲花河畔景苑在建楼房整体倒塌6月27日6时左右，上海闵行区莲花河畔小区一栋在建13层住宅楼整体倒塌。这是建国以来建筑业最令人恐怖的倒楼事件。2基坑槽支护共70页第42页土木工程施工邵阳学院土木专业2基坑槽支护共70页第43页土木工程施工邵阳学院土木专业2基坑槽支护共70页第44页土木工程施工邵阳学院土木专业两侧压力差产生的水平力超过了桩基的抗侧能力骇人听闻的上海倒楼事件令土木人蒙羞，开发商、承包商、监理工程师和负有监管职责的政府官员将被钉在土木建设史的耻辱柱上2基坑槽支护共70页第45页土木工程施工邵阳学院土木专业3施工排水基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。第2讲基坑支护与降水共70页第46页土木工程施工邵阳学院排水法一般采用截、疏、抽的方法。截在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工区域3施工排水抽在低洼地段设置集水、排水设施,然后用抽水机抽走。疏在基坑内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积水水淹基坑损失惨重工期延误共70页第47页土木工程施工邵阳学院沟与集水井排水在基坑的一侧或四周设置排水明沟，在四角或每隔20～30水井,排水沟始终比开挖面低水井比排水沟低1m，在集水井内设水泵将水抽排出基坑。适用于土质好、地下水量不大的基坑排水。层明沟排水当基坑土层由多种土层组成,中部夹有透水性强的砂类土时,为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡,宜在基坑边坡上分层设置明沟及集水井。分层明沟排水法点击动画明沟与集水井排水共70页第48页土木工程施工邵阳学院层明沟排水当地下基坑相连、土层渗水量和排水面积大，为减少大量设置排水沟的复杂性，可在基坑内的深基础或合适部位设置一条纵、长、深的主沟，其余部位设置边沟或支沟与主沟连通，通过基础部位用碎石或砂子作盲沟。适用于深度大的大面积地下室、箱基的基坑施工排水。排水法深层明沟排水法不考虑基坑排水的恶果共70页第49页土木工程施工邵阳学院排水法共70页第50页土木工程施工邵阳学院工降水在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量的水土流失、边坡失稳、地面塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。基坑底低于地下水位时基底会不停的渗水人工降水方法主要有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点，统称井点降水。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工3施工排水共70页第51页土木工程施工邵阳学院工降水减小横向荷载防止流砂防止涌水稳定边坡防止塌方防止管涌防止地下水涌入基坑防止地下水的渗流引起边坡塌方消除地下水的水位差,防止坑底的管涌降水后,使板桩减少了横向荷载消除地下水的渗流,也就防止流砂现象降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力共70页第52页土木工程施工邵阳学院型井点降水轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。适用于渗透系数为50m/水深度单级井点3～6m，多级井点6～12m。轻型井点法降低地下水位全貌图工降水共70页第53页土木工程施工邵阳学院土木专业⑴轻型井点的设备由管路系统（滤管、井点管、弯联管及总管）和抽水设备（真空泵、离心泵和水气分离器）组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图型井点降水轻型井点设备工作原理点击井点降水动画滤管构造井点管共70页第54页土木工程施工邵阳学院土木专业⑵轻型井点的平面布置①单排布置当基坑槽宽度＜6m、降水深度≯5点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。②双排布置当基坑槽宽度＞6排布置③环型或U型布置当基坑面积较大时，应采用环型布置（考虑施工机械进出基坑时宜采用U型布置）。双排布置环型布置型井点降水共70页第55页土木工程施工邵阳学院土木专业●采用双排、环型或置时，位于地下水上游一排的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。●如采用置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。型井点降水共70页第56页土木工程施工邵阳学院土木专业⑶轻型井点的高程布置轻型井点降水深度一般≯6m。井点管埋置深度H不包括滤管，可按下式计算??1●如H值小于降水深度6可用一级井点●当H值稍大于6降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时，仍可用一级井点降水型井点降水共70页第57页土木工程施工邵阳学院土木专业●在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面管必须埋在透水层内。●当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点。基坑二级轻型井点降水型井点降水共70页第58页土木工程施工邵阳学院土木专业⑷轻型井点的设计及计算井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外,尚应进行涌水量的计算，确定井管数量及井距，选择抽水设备等工作。⑸轻型井点的埋设程序排放总管→埋设井点管→用弯联管将井点与总管接通→安装抽水设备。排放总管埋设井点管型井点降水共70页第59页土木工程施工邵阳学院土木专业⑹防范井点降水不利影响的措施井点降水必然会形成降水漏斗，从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷，为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可在井点线外4～5灌井点，将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中，形成一道水墙。设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响。型井点降水共70页第60页土木工程施工邵阳学院井井点管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距10～50m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离≮击钻成孔或3m钻孔法成孔，适用于降水深度3～5m、渗透系数为20～200m/管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。管井埋设管井填充滤料工降水共70页第61页土木工程施工邵阳学院土木专业如需降水深度较大，可采用深井井点,适用于降水深度＞15m、渗透系数为10～250m/称为深井泵法。井降水点击动画管井井点降水管井井点构造标准管井小井管井深井井点0页第62页土木工程施工邵阳学院射井点是在井点管内设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，形成水气射流,将地下水抽出排走。其降水深度可达8～20m。渗井点电渗井点构造与布置电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。喷射井点与电渗井点在一般工程中的应用较少工降水共70页第63页土木工程施工邵阳学院土木专业4流砂的防治在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。砂现象广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约讲基坑支护与降水共70页第64页土木工程施工邵阳学院土木专业产生流砂现象的原因有内因和外因。生流砂的原因4流砂的防治流砂发生基坑满目狼籍流砂支挡强行施工取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。因共70页第65页土木工程施工邵阳学院因?21???生流砂的原因式中I水力坡度（I（）水位差γW水的重度。是地下水在土中渗流所产生的动水压力为共70页第66页当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时,动水压力也愈大,当γ土的浮重时就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。上海地铁4号线流砂事故日造价过亿的泵站已倾斜、下沉,泡在水里武警在沉陷和开裂的黄浦江防汛墙段抢险土木工程施工邵阳学院治方法⑴枯水期施工法4流砂的防治治流砂必先治水。流砂防治的主要途径一是减小或平衡动水压力二是截住地下水流三是改变动水压力的方向。枯水期地下水位低,基坑内外水位差小，动水压力也小，在流砂地区的深基坑运用枯水期施工法可避免或降低流砂的危害。流砂地区深基坑在枯水期抢挖施工共70页第67页土木工程施工邵阳学院土木专业⑵砂的防治⑶水中挖土将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度,可以截住水流或增加渗流长度、改变动水压力方向，从而达到减小动水压力的目的。即不排水施工。使坑内外的水压相平衡，不致形成动水压力。如沉井施工不排水下沉、进行水中挖土、水下浇筑砼。深基坑打板桩防止流砂产生共70页第68页水中挖土土木工程施工邵阳学院土木专业即采用井点降水法截住水流，不让地下水流入基坑,不仅可防治流砂和土壁塌方，还可改善施工条件。分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。⑷人工降低地下水位法⑸抢挖并抛大石块法此外，采用地下连续墙法、止水帷幕法、压密注浆法、土壤冻结法等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂发生。砂的防治共70页第69页土木工程施工邵阳学院土木专业思考题1、试分析土壁塌方的原因和预防塌方的措施。2、留设自然边坡应考虑哪些因素3、试述深基坑支护的基本要求。4、排桩支护时钢筋砼灌注有哪些排列方式5、土钉支护与锚杆支护有何区别6、进行明排水和人工降水时应注意什么问题7、试述管井井点、轻型井点的构造和适用范围。8、试述轻型井点的布置方案和设计步骤。9、试分析产生流砂的外因和内因。10、试述防治流砂的途径和方法。第2讲基坑支护与降水共70页第70页
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