浅析深基坑支护技术的应用.docx

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浅析深基坑支护技术的应用

中央广播电视大学人才培养模式改革和开放教育试点

河南广播电视大学

土木工程专业毕业论文

浅析深基坑支护技术的应用

姓名：

张挥洲

学号：

1441001262874

分校：

指导教师：

王正一

河南广播电视大学

二○一六年月日

河南广播电视大学

毕业论文任务书

专业班级：

学生姓名：

张挥洲

一、题目：

浅析深基坑支护技术的应用

二、起止日期2016年3月10日至2016年6月10日

三、主要任务与要求

（一）主要任务

1、基坑工程是建筑基础工程的一部分，而深基坑工程与高层建筑一样，也是充分利用土地资源的方式之一。

2、基坑监测是深基坑变形观测的主要手段，主要进行基坑的位移、沉降，锚索应力等的观测为基坑质量、安全及时提供了有效的参考数据，更有利于保证基坑质量和安全。

3、深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。

4、“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的，工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发。

（二）基本要求

1.熟悉相关规范，具有调查研究、收集资料能力；一定的论证能力；一定的理论分析能力并注意进一步培养应用计算机的能力。

2.应在教师指导下按时独立完成所规定的内容和工作量。

3.毕业论文应力求研究计划和方案合理、论点正确、论据可靠、层次清楚、文理通顺、排版规范、装订整齐。

毕业论文一般要求5000至10000字为宜，应包括摘要（500字左右）、目录、正文、参考文献（6篇以上）。

4.毕业论文文本按规范化要求装订。

摘要

基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。

而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。

基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大风险，基坑工程具有很强的区域性。

不同水文，工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。

基坑工程环境效应复杂，基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全稳定，而且要有效的控制基坑周边地层移动以及保护周围环境。

本文通过对深基坑施工技术应用的分析，从基坑监测，基坑支护，基坑加固三个方面浅谈了深基坑支护技术对于深基坑支护设计和施工必须加强管理，要做好深基坑支护设计和施工。

关键词：

深基坑的支护；基坑监测；深基坑的加固；

目录

第一章前言……………………………………………………………………1

第二章基坑监测…………………………………………………………………2

一、基坑监测内容………………………………………………………………2

二、监测点的布置与埋设…………………………………………………………2

第三章深基坑的支护………………………………………………………………3

2.2.1XXXX………………………………………………………………………………4

……………

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第八章结论……………………………………………………………………19

参考文献…………………………………………………………………………20

第一章前言

基坑工程是建筑基础工程的一部分，其发展与建筑业的发展密切相关，而深基坑工程与高层建筑一样，也是充分利用土地资源的方式之一。

随着我国经济建设的迅速发展，涉及到基础基坑开挖和支护的工程越来越多。

从现在的基坑工程研究来看，基坑工程技术复杂，综合性强，难点很多，理论研究相对落后于工程实践，而基坑工程又是提高工程质量，减少事故的重点。

深基坑是指开挖深度超过5m或地下室三层以上，或深度虽未超过5m，但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。

高层建筑为满足承载力、埋深要求，考虑建筑功能和成本，其基础多设计带有地下室的深基础，且大部分施工场地狭小，不允许采用基坑边缘放坡形式，只能采用桩柱、墙等特殊支护结构。

做好基坑支护的质量控制对保证施工安全、临近建筑物及施工人员生命、财产安全至关重要。

深基坑支护结构的主要作用是挡土，使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安全顺利地进行，并保证对临近建筑、公共设施和周边环境不产生危害。

目前国内深基坑支护技术有：

地下连续墙排柱支护、水泥搅拌柱、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护结构等等。

实践中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等，结合不同支护方式的优缺点，选择经济合理的施工组织设计方案。

基坑工程造价较高，加之又是临时性工程，费用高而建设后期利用率低的现状使人们往往忽视基坑工程的重要性，而不愿意花费必要的建设资金。

所以，从经济性和安全性的角度来讲，基坑工程往往处在很尴尬的处境。

一方面，业主不希望花大价钱在基坑工程上，另一方面，基坑工程决定着整个后续工程的安全和质量。

在这种处境下，就要求我们岩土工作者在基坑设计施工中发挥更大的主观能动性，使设计更合理，施工更经济。

总之，基坑工程是一项理论上尚待完善、成熟和发展，实践中需要大胆开拓，勇于创新的的综合性技术学科。

第二章基坑监测

对于复杂的大中型工程或环境要求严格的项目，往往难从以往的经验中得到借鉴，也难以从理论上找到定量分析、预测的方法，这就必定要依赖于施工过程中的现场监测。

首先，靠现场监测据来了解基坑的设计强度，为今后降低工程成本指标提供设计依据。

第二，可及时了解施工环境——地下土层、地下管线、地下设施、地面建筑在施工过程中所受的影响及影响程度。

第三，可及时发现和预报险情的发生及险情的发展程度，为及时采取安全补救措施充当耳目。

基坑监测是深基坑变形观测的主要手段，主要进行基坑的位移、沉降，锚索应力等的观测为基坑质量、安全及时提供了有效的参考数据，更有利于保证基坑质量和安全。

一、基坑监测内容

1、支护结构和被支护土体的侧向变形

2、围护桩地下桩体的侧向位移（桩体测斜）、支护结构顶部的水平位移

3、地下水位监测

4、支撑轴力、锚索应力的监测

5、地下土体中的土压力和孔隙水压力

6、邻近建筑物、地下管线及道路沉降

7、基坑底的回弹或隆起监测

监测项目的选择应根据具体的支护、开挖深度，基坑等级及周边环境等条件确定，监测工作的主要是分析和预报，采集信息是基础，分析预报才是最重要的。

二、监测点的布置与埋设

测点布设合理方能经济有效，监测项目的选择必须根据工程的需要和基地的实际情况而定。

在确定测点的布设前，必须知道基地的地质情况和基坑的围护设计方案，再根据以往的经验和理论的预测来考虑测点的布设范围和密度。

原则上，能埋的测点应在工程开工前埋设完成，并应保证有一定的稳定期，在工程正式开工前，各项静态初始值应测取完毕。

沉降、位移的测点应直接安装在被监测的物体上，只有道路地下管线若无条件开挖样洞设点，则可在人行道上埋设水泥桩作为模拟监测点，此时的模拟桩的深度应稍大于管线深度，且地表应设井盖保护，不止于影响行人安全；如果马路上有管线设备（如管线井、阀门等）的话，则可在设备上直接设点观测。

第三章深基坑的支护

由于高层建筑的逐渐普及，随着我国经济建设的发展，城市的大型和高层建筑在大量建设。

深基坑支护分项工程等随处可见，闹市中深基坑支护工程施工场地异常狭窄、临近建筑近、尤其是基坑越来越深、大等特点。

深基础施工是大型和高层建筑施工中极其重要的分项工程，而深基坑支护结构是保证深基础顺利施工的关键。

高层建筑为满足承载力、埋深要求，考虑建筑功能和成本，其基础多设计带有多层地下室的深基础，且施工场地窄小，不能采用基坑边缘放坡，只能采用桩柱、挡土墙、锚杆等特殊支护结构。

做好基坑支护对保证施工安全、临近建筑物及施工人员生命、财产安全极其重要。

一、深基坑支护结构的选择

深基坑支护结构的选择应优先考虑施工单位现有施工技术水平，考虑工程基础桩相同类型桩作为基坑支护结构，如果工程桩采用钢筋混凝土灌注桩，则基坑支扩结构也应尽量选用这种桩型，其直径可相应选用较小直径，这样可减少机械设备进场费用及次数。

当基坑较深围护桩布置位置允许时，应尽量选用两排支护桩，这种布置方式力学性能好，前后排桩与桩顶圈梁形成刚架结构，桩间土也参与支护工作，改善围护桩的受力状况，达到减少桩的配筋数量。

当围护桩要求达到防渗要求，基坑深度小于7m，地表回填土中固体碎片含量较多时，不宜单独选用水泥搅拌桩，应采用水泥灌注浆。

基坑支护施工组织设计与施工要综合考虑工程地质与水文条件、基础类型、基坑开挖深度、降排水条件、周边环境、基坑周边荷载、施工季节、支护结构使用期限等因素。

基坑支护施工控制的关键是基坑上部坑沿边坡的稳定性、地面变形及地下水的控制、防止基坑周边隆起、管涌与流砂等险情，并要根据地质、环境因素的变化及时地调整支护方案。

深基坑支护结构的主要作用是挡土，使基坑在开挖和基础施工的全过程中能安全顺利地进行，并保证对临近建筑、公共设施和周边环境不产生危害。

目前国内深基坑支护技术有：

地下连续墙排柱支护、水泥搅拌柱、土钉墙及复合土钉墙、喷锚网支护、逆作法与半逆作法施工、环形支护结构等等。

工程中根据土质条件、基坑深度、地下水情况等，结合不同支护方式的优缺点，选择经济合理的施工组织设计方案。

二、深基坑支护的基本要求

技术先进，结构简单，受力均匀可靠，保证基坑围护体系能够起到挡土作用，使基坑四周边坡保持稳定。

确保基坑四周相邻建（构）筑物，地下管线、道路、高压线塔、低压输电线路、铁路、公路等的安全，在基坑土方开挖及地下工程施工期间，不因基坑周围土体的变形、沉陷、坍塌及位移而发生事故。

通过排水、降水、截水等措施，使基础施工保持在地下水位以上进行。

即经济上合理又能保证施工人员和设备安全。

深基坑支护的危险时段为雨季，基坑边坡的观测显得尤为重要。

三、喷锚网支护的应用

喷锚网支护是通过在岩土体内施工一定长度和分布的锚杆，与岩土体共同作用形成复合体，弥补岩土体局部强度不足并发挥锚拉作用，使岩土体自身结构强度潜力得到充分利用，保证边坡的稳定。

坡面设置钢筋网喷射混凝土，起到约束边坡表面变形的作用，使整个坡面形成一个整体。

其施工的工艺流程为：

开挖土石方→修坡→钻孔→锚杆索安装→压力注浆→挂钢筋网→焊加强筋→喷射混凝土→锚索预应力张拉、锚固→开挖。

对不稳定土层开挖修坡后还应增加喷射第一次混凝土。

为做到及时支护、有效地保持土体强度，喷锚网支护的施工要紧跟开挖，随挖随支，每层开挖高度，随地质条件而定，一般为1.5m～2.5m。

采用喷锚网支护的主要特点是：

结构简单承载力高安全可靠：

可用于多种土层，适应性强；施工机具简单施工灵活污染小噪声低，对周围环境的影响较小；可与土方开挖同步进行，工期短，本身不需要打桩，支护费用低。

但对基础施工要求工期要短，以减少深基坑支护的时间。

喷锚网支护施工控制要点是必须重视前期地质勘察工作，要熟悉并掌握工程的地质勘察报告，熟悉基坑开挖地的地形、地貌和地质特点，分析深基坑可能导致边坡土体滑坡的各种可能，对影响边坡稳定性的关键地段、地层和土质技术指标做到心中有数。

施工组织设计方案必须经过专家组技术论证；由具备设计资质的支护施工单位自行设计或施工单位委托设计单位负责设计。

深基坑支护要聘请有丰富经验的专家进行设计及施工方案的评审，最大限度降低基坑支护的风险，杜绝坍塌事故的发生。

深基坑支护重在过程控制，一旦出现质量问题，事后补救比较困难。

因此，必须严格把关，确保深基坑支护施工质量。

施工单位在施工过程中不得随意改变锚杆位置、长度、型号、数量，钢筋网间距，加强筋范围，放坡系数等。

设计方案变更时必须重新评审。

确保校准水准点及坐标控制点的正确性和实施保护措施。

审查监督施工单位的水平及竖向施工放线是否正确，开挖过程中要随时督促施工单位对基坑的开挖尺寸、水平标高和边坡坡度进行检查，注意基坑周边的土体变化。

测量观测站要日夜值班，出现险情立即报告处理。

坚持见证取样制度，对进场材料严格把关。

做好隐蔽工程验收；监理工程师应对锚杆位置、钻孔直径、深度及角度、锚杆插入长度，注浆配合比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆应力等进行检查，按规定留置混凝土试块、水泥浆试块，做锚杆抗拔力实验。

采用机械开挖时，应预留0.3m～0.4m原始土层，人工铲除修整坡面，尽量减少边坡超挖和扰动边坡土体，使之表面平整，坡角符合设计要求。

钢筋网的钢筋直径和间距要符合设计要求，钢筋网绑扎随开挖分层进行时，搭接长度要符合要求，一般为一个网格边长。

锚杆钻孔应按设计倾角和孔深进行。

当钻孔遇到障碍物无法钻进时，允许适当改变钻孔方向。

当土层为软土时允许加大倾角，将锚杆嵌入持力的土层中：

当钻孔深度达不到要求时，应在该孔的左右或下方按锚杆抗拔力等同的原则补强加固。

嵌入锚杆前应将孔内松土、泥浆等清除干净，方可送入锚杆。

下锚杆时，应把注浆管、锚杆和止浆袋一起放入孔内。

注浆要严格控制混凝土配合比，并根据注浆情况多次注浆，以保证浆液充满孔壁，使锚杆具有较高的抗拔力。

当锚固体强度达到设计强度的70％以上且不小于3天，方可开挖下—层土方。

喷射混凝土要搅拌均匀，垂直作业面尽量从底部逐步向上部施喷，混凝土厚度要符合设计要求，喷射面要留置试块，每组不小于3块。

基坑支护施工要与挖土互相配合，合理安排工序及工期，土方开挖的顺序、方法必须与设计相一致，并遵循开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖的原则，减少开挖过程中原土体的扰动范围，缩短基坑开挖卸荷后无支撑的暴露时间，对称开挖，均衡开挖，合理利用土体自身在开挖过程中控制位移的能力。

基坑开挖过程中，应防止碰撞支护结构、工程桩或扰动基底原始土层。

发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方可继续挖土。

基坑开挖过程中需要爆破作业时，监理工程师要审查施工单位的专项爆破施工资质，审查经专家评审的爆破施工方案，严格按方案控制装药量和每次放炮数量，防止爆破震动、飞石和冲击波破坏边坡的稳定性，一般施工尽量避免采用爆破施工方案。

基坑开挖完成后，应提醒建设单位及时组织勘察、设计、质监、监理、施工等部门进行验槽，及早开始地下结构工程的施工，严禁基坑长时间暴露。

四、注意地下水或自来水或排水系统水患的影响

很多支护事故都是水的侵蚀造成的。

在基坑开挖过程中，土层滞水、砂土层中的微承压水、裂隙水、承压水、管道漏水、地面排水、雨水等处理不当，都会给边坡支护和周围建筑、管线带来危害。

在选择地下水的处理方式时，要根据工程地质和水文条件及周围环境，决定采取降水还是防渗保水措施，以免引起地面沉降，给周边建筑及管线造成破坏。

基坑边界周围地面应设排水沟，且应避免地表水、渗水进入坑内；放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。

附近地区地下管道突然漏水，极易造成边坡失稳，应注意对地下管道的加固。

在基坑开挖过程中，监理工程师如发现地下管道有漏水现象，应要求施工单位及时采取措施，使地下管道改道，对漏水管道进行修补、防渗、加固或将漏水及时导出等，防止边坡含水量过大土壤液化引起滑波。

第四章深基坑的加固

“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。

工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发。

拟定地基加固处理方案时，应考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采取相应措施，绝不能单纯对地基进行处理。

地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：

“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”七个字。

1、换填法

当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，最为经济。

软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去，代之以人工填筑的垫层作持力层。

采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。

2、夯实法

利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力，强夯可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件。

强夯适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的加固。

但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。

3、预压法—排水固结法

利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。

也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间，使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。

4、深层挤密法

用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。

其原理是挤密土壤、排水固结，提高地基的承载力，俗称“挤密桩”。

包括碎（砂）石桩、石灰桩、灰土桩、CFG桩等。

5、化学（注浆）加固法

是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。

原理是利用高压射流切削土壤，旋喷浆液（水泥浆、水玻璃、丙凝等），搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。

⑴深层搅拌桩：

深层搅拌机定位启动后，叶片旋转切削土壤，下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机，同时喷射水泥浆与软粘土强制拌和，待搅拌机提升到地面时再原位下沉提升搅拌一次，使浆土均匀混合形成水泥土桩。

SMW工法桩是深层搅拌桩的一项新工艺，以多轴型钻掘搅拌机钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土反复混合搅拌，各施工单元之间采取重叠搭接施工，在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为应力补强材，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。

⑵高压旋喷桩：

是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水泥浆液由喷嘴向四周高速喷射切削土层，同时将旋转的钻杆徐徐提升，浆液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合，形成连续搭接的水泥加固体。

喷浆方式有旋喷、定喷和摆喷三种，可分别获得柱状、壁状和块状加固体。

旋喷法可用于处理软弱地基，也可用于桩、地下连续墙、挡土墙、深基坑支护结构的施工和防管涌、流砂的技术措施。

结语

高层建筑的普及发展，使深基坑开挖越来越普遍，深基坑支护难度逐步加大。

基坑支护的施工组织设计方案必须依据工程地质资料科学设计，由于地质条件的不确定性，基坑开挖地质情况与地质勘察报告略有不同，施工单位必须在基坑开挖过程中根据地质条件的变化及时同设计单位调整和改进基坑支护施工方案，确保深基坑的施工安全。

高层建筑深基坑支护的施工质量控制技术将逐步完善，对于深基坑支护应保证安全第一预防为主，深基坑支护的质量是以技术来保证的。

参考文献

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[4]黄云飞.深基坑实用技术[M]兵器工业出版社，1996.

[5]李海光.新型支挡结构设计与工程实例[M].北京:

人民交通出版社，2004.

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[8]刘宗仁.基坑工程[M].哈尔滨工业大学出版社，2008.