基坑开挖施工方案.ppt

土土木木工工程程施施工工一、边坡工程边坡工程 （二）（二）支护支护 v横撑式支撑 开挖较窄的基坑或沟槽时多采用横撑式支撑，如图所示。水平挡土板适用于湿度小、开挖深度H3m的条件；垂直挡土板适用于松散、湿度大的土质条件，而且开挖深度不限。沟槽横撑式支撑图a)水平挡土板b)垂直挡土板1-水平挡土板;2-垂直支撑;3-工具式支撑；4-垂直挡土板；5-水平支撑；6-连接件 土土木木工工程程施施工工一、边坡工程边坡工程 （二）（二）支护支护 v板桩式支护结构 深基坑可采用短桩隔墙板支撑、锚拉支撑、斜柱支撑、临时挡土墙支撑、钢板桩、挡土灌注桩、型钢构架横撑、土层锚杆、挡土灌注桩与土层锚杆相结合等多种支护形式支撑。这些支护都属于板桩式结构，由挡墙系统和支撑（或拉锚）系统两部分组成，其破坏形式如图。板桩事故图a)入土深度不足导致板桩下部走动；b)拉锚强度不足导致板桩倾覆；c)拉锚长度、板桩入土深度不足导致整体滑移；d)刚度不足导致板桩侧向弯曲土土木木工工程程施施工工一、边坡工程边坡工程 （二）（二）支护支护 v重力式支护结构 水泥土重力式围护结构如图所示，利用柱状水泥土搅拌桩，彼此搭接形成重力式挡墙。它没有支撑或拉锚结构，费用较低。该支护结构适用于深度h0=46m的基坑，其面积置换率（加固土面积/总面积）约为0.60.8，墙体宽度B=（0.60.8）h0，墙体插入深度D=(0.81.2)h0。水泥土重力式围护结构设计应计算整体稳定性、抗渗性、抗倾性、抗滑移和墙体抗剪强度等。水泥土重力式围护结构图1水泥土搅拌桩；2插筋；3混凝土面层土土木木工工程程施施工工一、边坡工程边坡工程 （二）（二）支护支护 v单支点、嵌固支撑板桩计算计算模型图土土木木工工程程施施工工一、边坡工程边坡工程 （二）（二）支护支护 v单支点、嵌固支撑板桩计算计算方法图相当梁法土土木木工工程程施施工工一、边坡工程边坡工程 （二）（二）支护支护 v单支点、嵌固支撑板桩计算步骤 板墙部分计算 a.计算板桩的主动土压力和被动土压力；计算板桩上土压力强度为零的点D至地面的距离；b.将板桩在D点截断，X=0,M=0 求AD的支座反力RD和拉锚力RA；c.由MC=0计算板桩入土深度t0d.板桩总的入土深度t=u+1.2t0e.在剪力为零处求得最大弯矩MmaxapaKKHKu)(60apDKKrRt土土木木工工程程施施工工一、边坡工程边坡工程 （二）（二）支护支护 v单支点、嵌固支撑板桩计算步骤 拉锚系统计算 拉锚长度拉锚长度 应保证锚座板桩位于它本身引起的被动土楔滑移线、板桩位移引起的主动土楔滑移线和静土楔滑移线之外（阴影区），按下列两式计算，取其中大值。)90tan()245tan()245tan()(121HLhuHLLL土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （一）（一）排水排水 排水方法如图所示，采用集水沟、集水井集水，然后由水 泵 排 出。排 水 沟 截 面 为0.3m0.5m、坡度为3；集水井直径0.60.8m、间距2040m；所用水泵有离心泵、潜水泵、软轴泵等。排水适用条件为粗粒土层或粘性土层。集水井降水图1-排水沟；2-集水井；3-水泵土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v流沙概念：当基坑（槽）挖土到地下水位以下，而土质又是细砂和粉砂，若采用明排水的方法疏干开挖，则坑（槽）底下面的土会形成流动状态，并随地下水涌入基坑，这种现象叫流砂。危害：流砂可造成边坡塌方、附近建筑物（构筑物）下沉、倾斜、倒塌等。流砂产生的原因：是单位体积颗粒所受的向上动水压力GD大于颗粒浸水容重，即：GDw，土颗粒处于悬浮状态，土的抗剪强度为零，土颗粒随水流一起流入基坑形成流砂。可见，产生流砂的条件是细砂或粉砂且颗粒较均匀；外因是动水压力GD。防治流砂的原则：可概括为“治砂先治水”，途径包括减少和平衡动水压力的大小和改变动水压力的方向。施工中采取的具体措施包括：1）枯水期施工；2）打板桩增加地下水的渗流长度，减小动水压力；3）水下挖土，平衡动水压力；4）地下连续墙截住地下水；5）人工降水等。土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水降水的含义降水的含义 基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至施工结束。降水效果降水效果 优点：工作面保持干燥，改善施工条件 改变动水压力方向，防止流砂形成 提高土的强度和密实度 缺点：基坑附近土壤会沉降土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 降水方法：轻型井点轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点各种井点适用范围井点类型土的渗透系数(m/d)降水深度(m)一级轻型井点多级轻型井点喷射井点电渗井点 0.1-500.1-500.1-5015轻型井点 管井类土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点的设备轻型井点的设备滤管：1.01.2m、3857mm、2050%井点管：57m、3857mm集水总管和弯联管：100127mm、4m/节抽水设备 真空泵（每台负担 100200m）、离心水泵、水气分离器土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点轻型井点降水全貌降水全貌 轻型井点降水全貌图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降水后的水位线土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点布置轻型井点布置平面布置平面布置 单排：B6m、S 5m 环形:大面积（B15m）单环形：L/B5、S 5m、B5 分段布置成多个环形高程布置高程布置 HH1+h+ILH1井点埋设面至坑底距离(m)；h坑底至降水后地下水位的距离(m)；I地下水降落坡度，环形、双排布置时取1/10，单排布置时取1/4；L井点管至基坑中心的距离（单排井点为井点管至基坑另一侧的水平距离）(m)。环形井点布置图(1)平面布置；(2)高程布置1总管；2井点管；3泵站土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点布置轻型井点布置单排线状基坑布置图（a）平面布置；（b）高程布置1总管；2井点管；3泵站土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点计算轻型井点计算井点系统涌水量计算（Q)井点管数量计算(n)井距计算(D)井距和井点管数量的调整(D、n)抽水设备的选择土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 2、降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点计算轻型井点计算井点系统涌水量计算（井点系统涌水量计算（Q)确定水井种类计算公式 (无压完整井）无压完整井）土土木木工工程程施施工工x0环状井点系统的假想半径(m)，当矩形基坑的长宽比不大于5时，可按下式计算：F环状井点系统所包围的面积(m2)。二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点计算轻型井点计算环形井点无压完整井涌水量计算公式：0lglg)2(366.1xRSSHkQ式中，Q井点系统涌水量(m3/d)；K土壤渗透系数(m/d)；H含水层厚度(m)；S降水深度(m)；R抽水影响半径(m)，常按下式计算：KHR95.1Fx 0水井分类a)无压完整井;b)无压非完整井;c)承压完整井;d)承压非完整井 土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点计算轻型井点计算确定井点管数量需要先确定单根井点管的出水量q(m3/d)，这取决于滤管的构造、尺寸及土的渗透系数K，按下式计算：式中，d滤管直径(内径）(m)；l滤管长度(m)；由此得井点管数量n为：式中，1.1备用系数。井点管间距井点管间距(D)的计算的计算 式中，L总管长度(m)；n井点管数量。365KdlqqQn1.1nLD 井点管数量井点管数量(n)计算计算 土土木木工工程程施施工工井距和井点管数量的调整 井点管间距经计算后，在确定时还应注意以下几点：井点管间距不能过小，否则彼此干扰大，出水量会显著减小，一般取滤管周长的5倍10倍，即 5d10d。在渗透系数小的土中，井距不应完全按计算取值，还要考虑抽水时间，否则井距较大时水位降落时间很长，因此在此类土中井距宜取得较小些。在基坑（槽）周围拐角和靠近地下水流方向（河边）一边的井点管应适当加密。井距应与总管上的接头间距相配合（取接头间距的整数倍）。当采用多级井点排水时，下一级井距应小于上一级井距。根据综合考虑确定了实际井点管间距后，再确定所需的井点管根数和总管长度。二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点计算轻型井点计算土土木木工工程程施施工工 抽水设备一般都已固定型号，选择的主要设备是真空泵（或射流器）和离心泵。真空泵的选用真空泵的选用：常用干式真空泵，根据集水总管的长度确定型号：总管长度小于100m时可选用W5型，总管长度小于200m可选用W6型泵。离心泵的选用：离心泵的选用：根据流量（1.2Q)、吸水扬程、总扬程选型号。二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点计算轻型井点计算抽水设备的选择抽水设备的选择土土木木工工程程施施工工二、排、降水工程排、降水工程 （二）（二）降水降水v 轻型井点轻型井点轻型井点计算轻型井点计算轻型井点的安装和使用轻型井点的安装和使用程序程序：总管-井点管-弯联管-抽水设备井点管埋设井点管埋设：射水法、冲孔法、钻孔法等使用使用：连续抽水（停抽会引起堵塞和塌方）井点管的埋设(a）冲孔；(b)埋管1冲管；2冲嘴；3胶皮管；4高压水泵；5压力表；6起重机吊钩；7井点管；8滤管；9填砂；10粘土封口