中海地产集团 工程管理 基坑支护工程技术要点.docx

=Vr0sivbic*9gS11UJW£r,uSacrc2c9cBi三aJ311NftUHs一1Jsff.MS范楼僭4三m三=三.W鲁三,i割层Ri1.iIBHnnH3=。嘿12UnMMMW!一;3一一三Vr«E&HUIH;"UQr一口r>t-u1.5Rr.f1.-MA-Ry!-廨围塔图5.10-2某项目基坑支护平面图图5.10-3例剖面图地宽余程度的不同，采取不同的方法。在场坨比较宽敞的部位尽可能采用.放坡的办法，场地能容纳重力式的地方尽量采用重力式挡墙，在实在放不下重力式挡墙的部位才采用排柱式。这样做的目的是为了节省造价，但在技术上带来了一定的困难，主要是在不同型式的结构连接处需要做好构造处理，这些部位往往是最薄弱的环节，也是蚊容易产生事故的地方。图5.10-6典型基坑剖面图5.11选择支护结构的类型确定了开挖方案以后，根据开挖方案的要求选择围护结构，从总体来说，国护结构按材料和施工方法大体分为三种类型，即水泥土搅拌桩.排桩式圉护结构和地下连续墙。选择围护绪构时应考虑开挖深度、地质条件、地下水条件、施工条件和工程要求等因素综合确定。表5IT各种围护结构的适宜性评价r图条、水泥土N#技特松式(4tiiK>临下注埃培开挖浑度小于6-7m可以采用不姓济不考虑开检潭发712In不能军用造宜于采用不经济开挖深度大于10m不能采用不合理送二十架用延下水位忐港XT架用加止水e号电直于采用孔1#比及我性拈4均小于I的粘性土不MR于采用H宣于采用分HK夕H近底于果以n±适宜于果用"宣于臬用注续式MB:干果Ri当护毛府健作水夕、性沟归的一部分1.;<：j不通区予采用UTIUV场地杓别挟、且坏境要求。掂离不M宜干柔用不一定适宜于果用班宜于柔用表5.11-2围护结构的造价比较开拒濯堂m4.55101418国妒港构即口才区搏用连京建城墙Mffr元延米)7300I1.1.OO2320050100S(XMM)如按单方造价，连续堵每一立方米的费用明显地高于排桩，这是因为连续培施工设备的费用比较高的缘故，1.般地下连修墙诙工时成漕机设备的费用相当于灌注桩施工钻机费用的2倍。可见在适宜于用排桩的场合采用地下连续墙是不经济的，只有在开挖深度很大，环境要求特别高，呆用排桩式围护结构非常不合理时才采用地下连续墙作围护结构：为了充分发挥地下连续墙的作用，提高经济效&,将地下连续墙围护结构兼作永久性结构的1.部分是比较合理的方案。(1) SMW工法在水泥搅拌粒体内加劲性型钢，形成组合结构的围护结构堵体，这种在日本已成熟应用的方法称为SMN工法，它组合了里钢受:力水泥土止水的各自优点，能面比较小，适应性强。在我国推广使用的主要障碍是型钢迨价高，一些单位致力于研究将型钢在工后拔出的技术，已取得进展。豆使用的在琴宓曳的由耍开挖时可C：成工具却IN便用,但在建筑基小中因尺寸各具牵以实境爱里使蚂的要求无法复任用文樟的小用或界碇拆除方便.但无法在未久性结府中使用在圉护片构，隼永久性贫构的一%分时期舫混凝土支博OT以作为永久性结构的检件：但如不作为永入性构件.川行除工fVtitttt支撑体最的IN度与变形刚度小,整住变下大朋度大.空体变形小支撑体系的怆定性性定性取决于过场挤我的爱S.包括节点输St的对中，I5.杆件受力的儡力程度以及节戊连找的可靠*4.个副方点的失稳会引也整淳破坏现冷的第E混凝土体系节点率H.文漳体系的哙定性可靠（3）支撑的平面布置支撑的平面布置时应考虑支撑材料的性质、基坑的开挖深度、基坑面积大小与平面形状、挖土与出土方案以及环境对变形控制的要求等因素，通梏应考虑几种不同的布置方案进行比较、论证，选择最佳方案枭用。钢支撑和钢的混凝土支撑的材料刚度和节点构造有较大的差异，平面布置时考虑问能的侧重面也不相同.1）钢支撑的平面布置可采取下列形式：a.一般情况宜优先采用相互正交、均匀布置的平面对排体系；b.对于长条形的基坑可采用简单的对撑体系，加适当的横律,并在基坑四角设置水平角撑：c钢支撑与围护结构连接处应设置围棵（又称腰梁）;d.当相邻支撑之间水平距离较大时，应在支撑端部设置八字撑（又称琵琶捧）以减小国境的计算跨距，八字排宜左右对称，长度不宜大于9m,与围榛之间的夹角宜为60*2）铜斯混凝土支撑可以采用下列不同的组合，灵活布置：a.在比较长的基坑边可布置边桁架以增强水平向的刚度；b.在不正交的基坑角上可布置桁架式斜排以适应不同角点的部位；c.对于第要匿出较大的作业空间时，可呆用对摔和斜撑桁架组成的平面体系，也可以采用平面拱形支撵和桁架式边撵组成的体系，支撑体系的稳定,应具有一定的刚度和强度，并和支撑在节点处固定连接以形成支撑体系的整体刚度。立柱的设置应符合下列要求：1）立柱应布置在纵横向支撑的交点处或桁架式支撵的节点位置上，并应避开主体结构梁、柱及剪力堵的位置。立柱的间距一般不宜超过15in；2）为了不影响底板绑扎钢筋和浇筑混凝土，立柱宜采用型钢格构式载面，使钢筋从中逋过并能灌入晶凝土：3）为了防止在底板与立柱连接处渗水,应设置止水铜板；4）立柱下端应支承在较好的土层上，开挖面以下的插入深度应满足支探结构对立柱承战力和变形的要求：在软土地区，立柱应支承在桩上，可以利用工程桩支承立柱：5）要处理好支掾与立柱的节点，尤其是纲支撑与立柱的节点构迨客要专门设计。k/J-1.AdVta*!山rasC“4«»m"'AJA9一«：Wi*M10>1.A->4Sb.MMTB"c*，t>M.aMa-I4.，”亶1-ITam'.-«J*图512T支探立柱大样图（6）斜撑的布置当悬臂式挡墙的水平位移过大时，可以设置竖向斜探，斜撑的优点是坑内的施工空间比较大，而且节省支撑材料。斜排特别适用于平面尺寸比较大而开挖深度相对比校浅的基坑，由于基坑的平面尺寸大，如设置对撑则支撑的长度很长；如基坑的深度过大，斜撑就不一定经济。瓣撑在基坑底部需要用基础平衡反力，通常可以利用已经浇筑的底板承受反方，但这只有在中心岛法施工开挖留土叶才有可能利用底板；在封围护结构进行补强加固时，斜撑是经常采用的一种措旃，因此制捧通常果用型钢或组合型钢俄面的支撑。布置斜摔时应符合下列规定：1）竖向斜撑体系通常由斜撑.膜梁和斜撑基础等构件组成,当斜撑长度大于15m时，宜在斜推中都设置立柱；21竖向斜撑宜均匀、对称布置，水平间距不大于6m；3）斜撑与基坑底面之间的夹角一般不大于35°.在地下水位较高的地区不宜大于26°,并与基坑内留土的边坡相一致；4）斜撑基础与围护结构墙体之问的水平距离不应小于围护结构播入深度的1.5倍；5）斜撑与腰梁、斜撑与基础、腰梁与围护结构之间的连接应满足於撑水平分力和垂直分力的传递要求。图5.12-2斜撑示意图5.13降水方案降水是在地下水位比较高的地区进行基坑工程设计时面梏的一个重要问题。采取何种方案主要取决于水文地质条件及周边环境的要求。从施工来说则要求提供一个比较干燥的坑内施工环境，为此应使地下水位低于基坑底面0.5-1.Om左右。如地下水位高于这个位置，需要采取降水的措施，降水的方法很多，都可以达到这个目的。(1)选择降水方案卅应考虑以下几个问题：1)基炕降水深度的要求：2)场地地质条件，土层的渗透特性，地下水的类型、流向和补给条件；3)环境条件，场地周围的建筑物和市玫管线的位置、类型、对沉降的要求：4)象条件，雨季,特别是暴雨季节和暴雨Ih5)施工单位所拥有的降水设备和数量；6)电源条件，器保证有稳定的电源或备用电源，以免断电时基坑枳水而坍塌。(2)降水方法的选择：表5.13T降水方案比较方t肥创IJtft点统亘适用I件筑根水止水境外水位不下H用或内境内水头受环境要求高，塞玳不品就外R水无±水城外水位下胃有上水/事at?围护於费外力境外水位下牙环康要求不舄表5.13-2降水方法的适用范围b水方法适用地层博透系IimdIPf水注f?mI明建水填土.tttt±.<：00<5今*轻至井点填土.tttt±.陟土01-500甲级36多级6123喷时井点8704电*拌点贴性土<015自浴井填土.«tt±.陟土O1.-MO6管件件点»±.辟石类土20-20003-57潭井井点站性土、»±.律石我土10-250.0<50S%射井粘性土，砂土、砾石(HyOOO4-20(3)降水对坑底土的加固作用：降水的主要目的是为施工提供干燥的工作条件，一般要求地下水位降低至坑底以下O.5m-1.0m,在井点附近水位降落得更多。降水同时还有对土体的蔬干作用，可以改卷土的性质，对坑底有一定的加固作用。一些室内试验和原位测试的结果说明这种加固作用还是比较明显的，但目前的设计方法一般不采用加固以后的指标计算。这是因为人们对于土工指标在降水前后的变化规律的认识还不够，还不能作为设计的依剪，为安全计.降水对土工指标的改善只能作为一种安全储备。5.14深基坑工程的监测与控制根据地质资料和结构设计资料，针对所估计的最可能情况下的地层特征和工作性状，提出实用的简化软设，并进行计算和设计：选择在施工过程（甚至运行过程中必须要进行观测的那些量（例如沉降、孔隙水压力等）,并按设计简化假设，预先估计这些量的数值可能是多少：根据已经掌握的关于地层情况的数据，估计在可能的最不利情况下，选择需要观测的那些物理量的数值范围；要加先估计到施工时所观测到的数据可能偏离于预先估计的数值。因此要考虑在最不利情况下，如果出现了这种偏褥，应如何选择补救措施，或改变设计：在现场观测所选择的物理量，并对现场的实测数据作及时的分析与评价以指导施工：必要时修改设计以适应于现场所发生的实际情况。深基坑工程的监测与控制是岩土工程观察法的具体应用，是比较复杂的信息反馈与控制，深基坑工程监测是指在深基炕开挖施工过程中，借助仪器设备和其它一些手段对围护结构、基坑周围的环境（包括土体、建筑物、构筑物、道路、地下管境等）的应力、位移、倾斜、沉降、开裂及时地下水位的动态变化、土层孔隙水压力变化等进行综合监测。根据前段开挖期间监测到围护结构、邻近赛筑物和市政设诙的变形及内力，从中提取大量的岩土信息，与勘察、设计阶段预测的性状逸行比较，对设计方案送行评价，并判断施工方案的合理性。通过反分析方法或经验方法计算与修正岩士的力学参数,加测下阶段施工过程中可能出现问题，为优化和合理组织施工提供依据，并对进一步开挖与施工的方案提出建议，对施工过程中可能出现的险情进行及时的快报。当有异常情况时，立即采取必要的工程措施,将问题消灭于萌芽状态,以确保工程安全。监测方案是整个监测工作的指导性文件，包括监测的目的要求、监测项目与测点的布置、监测设备与方法的选择、监测与控制的警戒值、密测的报表与成果报告等内容。监测方案必须根据基坑工程设计文件、邻近地区的环境要求和基坑施工方法想制.监测对象包括自然环境、基坑底部及周围土体、围护绪构、地下水位、周围建（构）筑物、周围重要设施（皑铁、供水管.排水管、电缆、煤气管等）以及与墓炕相邻的周围城市道路路面等。（1）监测内容：1）围护结构监测a.围护结构完整性及强度监测；b,围护结构顶部水平位移监测；c.围护结构倾斜监测；d围护结构沉降监测：e围护结构应力监测；f支撑轴力监测；g.立柱沉降监测。2）周围环境监测a.邻近速筑物沉降、倏斜和裂绫发生时间及发展过程的监测：b.邻近构筑物、道路、地下管网等设施变形监测：c.表层土体沉降、水平位移以及深层土体分层沉降和水平位移监测；d围护结构侧面土压力测试；e.坑底隆起监测；f,土层孔隙水压力测试；g.地下水位监测.（2）安全控制标准基坑工程的安全控制包括两个方面，围护结构本身必须满足材料强度和稳定性的要求；同时基坑变形必须满足坑内和坑外周边环境两方面的控制要求。对围护结构和支、锚结构材料强度的控制一般是通过监测结构的内力进行的，包括支撑的轴力、浦杆的内力、墙体的钢筋应力等的监控。结构的内力也和构件的变形密切相关，随着墙体的相对变形的增长，结构内力增大，控制堵体的相对变形（即场体的水平位移与基坑开挖深度之比）可以有效地控制墙体内力。如果不监测堵体结构内力，可以通过监测与控制墙体变形以达到相同的目的。基坑周围土体的稔定性虽然可以通过孔隙水压力的监测进行分析，但并不是直接控制的指标.通常通过土体变形监测迸行控制，因为土体的破坏总是变形大量发展和积累的结果，变形量的大小和变形速率的快慢标志着土体中塑性区的发展状况，用变形限量控制也可以满足基坑稳定性的要求。（3）安全性判别标准表5.14T安全性判别标准量更”5e±*t知叁内自*f*ft¾母患Sx第E力出:压）我计”攵月筑士巨力1.计WR玷式为他在力<0.8ifiUf>1.2'*五位体灵位与开桓33正：t4拽海叉卬二FA0，04ni1.Gjsc%Fro4%i<0i/%内力力=.7.rkAYQ8OwS1.。/>>1.0实利耳冠JQ868N19<>1.0Mik力台许力SOfJf1.O>1.Oj三e芸匕1*5尹挖.15iE±二工:Itdt有左K支Ft>!0SFC0，%&02%Q4ggORaa5、O2区S2Sf<04H用CFf<004M三ac抗a量一科控冬更正士开史系yF1.F>OTF04iFi1.2So<-<oy>Fe4%FyoZHF-)<M注：F2有两种判别标准,上行适用于基坑近旁无建筑物或地下管线，下行适用于基炕近旁有建筑物或地下管段；F6.卜7有三种判别标准.上.中行的适用情况同F2的上、下行，而下行适用于对变形有特别严格要求的情况，一般对于中、下行都需要进行地基加固。1）基坑支护结构的水平位移和基坑周边环境的沉降控制值a.当基坑开挖影响范围内有建筑物时，支护结构的水平位移控制值、速筑物的沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定，并应符合现行国家标准C淀筑地基基础设计规范GB50007中对地基变形允许值的规定；当基坑开挖影响范围内有地下管线.地下构筑物、道路时，支护结构水平位移控制值、地面沉降控制值应按不影响箕正常使用的要求确定，并符合现行相关标准时其允许变形的规定。b.当支护结构构件同时用作主体地下结构构件时，支护结构水平位移控制值不应大于主体结构设计时对其变形的限值。C当无本条第1)款、第2)款情况时，支护结构水平位移控制值应根据地区经骏按工程的具体条件确定。【基坑的变形控制数值化是比较困难的，目前还没有烧一的、定量的限制以适应各种情况。有的地区采用绝对值控制，有的采用相对值控制，也有绝对值、相对值同时采用的，如6深圳市基坑支护技术规范(SJG05-05-20U)。可以说相对变形的控制值是用于控制支护结构的强度板限状态，而并不是正常使用极限状态。相对变形的控制值用于控制支护结构本身的安全性，相对变形过大说明墙仅I的土体已翻近极限状态，用相对变形的控制值不使支护结构出现强度稳定性的破坏；而绝对变形的控制值则用于控制不致周围环境遭受破坏。1表5.14-2支护结构顶部最大水平位移控制值深圳市基炕支护技术规范(DB/SJG05-2011)安全MRHit、下国内支文/w«.下或n<Fxr.取X*±«T««*at.±<aeXft±f1.*.水现£M1.(9T0O2ASOmm的HN1.0.003A与40mm的帔小值二O1.OOM与50mmM三(XMJf0m11>M较小值0.01AWem的M三0.01A80mn的0.02A与100mK49注：表中h为基炕深度(1111>)。2)警戒值一般取值a.国护绪构的变形。如果监测的目的只是为了保证基坑自身的安全，围护结构的最大水平位移一股80m,位移速率10三do当周围有需要严格保护的建(构)筑物时，应根据保护财象的要求来确定。b.煤气管道的变形、沉降或水平位移不得超过10mm；位移速率不超过2m11d°c.自来水管道的变形。沉降或水平位移不得超过30廊：位移速率不超过5三dod基坑外水位。坑内降水或基坑开挖引起的坑外地下水位下降不得超过1OOOiiiin:下降速率不得超过500f11n(1.t.e.立柱柱差异沉降。基坑开挖所引起的立柱桩窿起或沉降不得超过IOiiuii:发展速率不得超过211und.f.围护结构的考矩及支撑轴力。根据设计计算书确定，一般将警戒值控制在80%的设计允许的最大值内。(4)鼠测成果分析对于不同的基坑工程与环境条件，监测的重点控制项目也会有所不同，整个基坑工程监控的基础是对重点控制监测项目的分析。监控应包括监测和控制两个方面，而控制的有效与否取决于对粒刘敬裾的分析。一般来说，监测是比较容易的，困难在于能否通过分析得到反映实际情况的规律。6.建筑基坑支护工程的事故预防与处理由于基坑工程的贪杂性，即使是一个完美的设计，在施工过程中也会经常发现意想不到的情况,何况设计时的主观判断与客观实际之间的偏离不可避免地存在。如果忽视这秽偏离可能导致的后果，不加以防范，那事故就偎可能发生。0此，在设计和编制基坑工程施工组织计划时，应果取有效措施预防事故的发生，为可能发生的事故预先制定抢敕方案，才能避免小事故，杜绝大事故，保证基坑工程的质量。6.1 管理措施(1)建筑基坑支护工程的勘察、设计、施工、监测和监理等项工作均应由具有相应资质的单位承担；(2)重要的基坑工程设计方案应组织专家进行技术论证，技术把关：(3)建立监测成果的日报制度和达到警戒值的及时报告制度：(4)建立基坑工程的指挥小组或抢险领导小俎,统一指挥协调基坑的施工。6.2 技术措施(1)调查基坑邻近地区的建筑物、地下管线和市政设施的现状；(2)明确每项监测项目的技术要求、测点的位置、监测频率与报警值；(3)要充分估计可能存在的隐患及可能引发的事故，采取预防保护措施，制定各种应急措施和抢救的方案，做好抢救材料和抢救设备的准备,有备无患：(4)严格按设计验算工况的要求施工，控制基坑周边地面荷载,严禁超挖，严禁一次挖土过深,同叶应采取措施防止施工机械碰撞支撑或立柱。6.3处理措施处理措施是属于施工的范畴.是监控与施工的结合部，作为设计热的结束与施工窗的衔接，这里只讨论考虑处理措施的原则。处理措施分为比较1.般的施工措施和特殊的技术措施两类。下面主要讨论几项特殊处理措施的方法和适用条件。(1)降水与回落降水与回灌是地下水流动方向相反的两种工程措施，降水是将地下水抽出使地下水位下降的措施，而回灌是将地面水灌入地下使地下水位上升或保持不降低的措施。(2)卸载与压重当围护结构的位移过大时，可以采用刷坡却栽的方法减少墙后的土压力，能较快地收到减谖位移速率的效果。当坑底发生流砂置水，或明显隆起时，采用拊石填砂的方法压重以平衡过大的水头，或平衡由于开挖过深引起的压力差。在这种事故场合，拊有压更是抢险的有效措;°(3)补漏与加固当止水帷毫有局部缺陷而漏水时，首先可采用局部补漏的方法，对于地下连续墙上的空洞，可用快干的、能膨胀的防渗剂补漏；对于水泥搅拌桩构成的止水帷幕，只能采用在墙外注浆的方法补漏。当空洞很大，水流过急时，局部补漏可能无济于事，此时只能采取降低城外地下水位的方法来从源头上解决问题.加固是指时受力构件的补强，包括内支撑构件的补强,节点的补强和围护结构的补强。补强实际上只能解决局部强度不够，刚度不足或局部失稳的问题.对于大范围的变形过大或出现失稳预先时，局梯加强就难以收到很好的效果,此时应采取卸载或降水的方法来减少荷载而不是增强构件。