11种基坑支护的方式.docx

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11种基坑支护的方式

基坑支护的目的与作用

1.保证基坑四周的土体的稳定性，同时满足地下室施工有足够空间的要求，这是土方开挖和地下室施工的必要条件。

2.保证基坑四周相邻建筑物和地下管线等设施在基坑支护和地下室施工期间不受损害，即坑壁土体的变形，包括地面和地下土体的垂直和水平位移要控制在允许范围内。

3.通过截水、降水、排水等措施，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。

基坑支护结构的类型及其适用条件

1.放坡开挖

优势：

只要求稳定，价钱最便宜。

劣势：

回填土方较大。

适用：

场地开阔，周围无重要建筑物的工程。

2.围护墙深层搅拌水泥土

深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。

优势:

由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土；具有挡土、止水的双重功能；一般情况下较经济；施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。

劣势：

位移、厚度相对较大，对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。

适用：

闹市区工程。

3.高压旋喷桩

高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。

优势：

施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。

劣势：

施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。

对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。

适用：

施工空间较小的工程。

4.槽钢钢板桩

这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。

槽钢长6～8m,型号由计算确定。

优势:

耐久性良好,二次利用率高；施工方便,工期短。

劣势：

不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施；抗弯能力较弱，支护刚度小,开挖后变形较大。

适用：

多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽。

5.钻孔灌注桩

钻孔灌注桩具有承载能力高、沉降小等特点。

钻孔灌注桩的施工，因其所选护壁形成的不同，有泥浆护壁方式法和全套管施工法两种。

优势:

施工时无振动、无噪声等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小；墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于施工组织、工期短。

劣势：

桩间缝隙易造成水土流失,特别是在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题。

适用：

排桩式中应用最多的一种,多用于坑深7～15m的基坑工程,适用于软粘土质和砂土地区。

6.地下连续墙

优势：

刚度大，止水效果好，是支护结构中最强的支护形式。

劣势：

造价较高，施工要求专用设备。

适用：

地质条件差和复杂，基坑深度大，周边环境要求较高的基坑。

7.土钉墙

土钉墙是一种边坡稳定式的支护,其作用与被动的具备挡土作用的上述围护墙不同,它是起主动嵌固作用,增加边坡的稳定性,使基坑开挖后坡面保持稳定。

优势：

稳定可靠、施工简便且工期短、效果较好、经济性好、在土质较好地区应积极推广。

劣势：

土质不好的地区难以运用。

适用：

主要用于土质较好地区。

工法

SMW工法亦称劲性水泥土搅拌桩法,即在水泥土桩内插入H型钢等（多数为H型钢,亦有插入拉伸式钢板桩、钢管等）,将承受荷载与防渗挡水结合起来,使之成为同时具有受力与抗渗两种功能的支护结构的围护墙。

优势：

施工时基本无噪声,对周围环境影响小；结构强度可靠,凡是适合应用水泥土搅拌桩的场合都可使用；挡水防渗性能好,不必另设挡水帷幕；可以配合多道支撑应用于较深的基坑；此工法在一定条件下可代替作为地下围护的地下连续墙,在费用上如果能够采取一定施工措施成功回收H型钢等受拉材料，则大大低于地下连续墙,因而具有较大发展前景。

适用：

可在粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。

11种基坑支护的方式

一、基坑的分级

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。

二、一般基坑的支护方式

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。

1、基槽支护

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＜3m时，可用间断式水平挡土板支撑。

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

间断式水平挡土板支撑

垂直挡土板式支撑

2、简易支护

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

短柱横隔板支撑

仅适用于部分地段放坡不够、宽度较大的基坑使用

临时挡土墙支撑

仅适用于部分地段下部放坡不够、宽度较大的基坑使用

3、斜柱支撑

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。

施工现场，基坑打设柱桩

斜柱支撑

4、锚拉支撑

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。

锚拉支撑

三、深基坑的支护方式

深基坑支护的基本要求：

a.确保支护结构能起挡土作用,基坑边坡保持稳定；

b.确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全,

c.不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；

d.通过排降水,确保基础施工在地下水位以上进行

1、排桩支护

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。

钢筋砼灌注桩的排列方式

北京神华大厦基坑的交错相间排桩支护

直径～的钻孔灌注桩可用于深7～13m的基坑支护，直径～的沉管灌注桩可用于深度在10m以内的基坑支护,单层地下室常用～的人工挖孔灌注桩作支护结构。

2、土钉墙支护

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。

土钉支护施工工艺

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＜l0m。

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＜40～50mm。

喷射砼水泥用量≮400kg/m3。

⑶土钉成孔：

土钉成孔直径70～120mm、向下倾角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。

⑷安设土钉、注浆：

土钉有单杆和多杆之分，单杆多为Φ22～32mm的粗螺纹钢筋，多杆一般为2～4根Φ16mm钢筋。

采用灰浆泵注浆，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200～300mm，与土钉连接牢固。

钢筋与第一层喷射砼的间隙≮20mm。

设置双层钢筋网时，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50～100mm。

3、锚杆支护

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，将立壁土体侧压力传至深部的稳定土层

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

锚杆支护施工工艺

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30～50mm；成孔后高压风清洗孔壁，以保证砂浆与孔壁的粘结力。

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1-，锚固段间隔1-2m设置隔离架和紧箍环，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。

锚索入孔

制作完毕的锚索

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≮～，砂浆至孔口溢满为止，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。

⑷预应力张拉及封锚：

与结构施工预应力张拉及封锚工艺相同

4、挡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

适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护、邻近地基不允许有下沉位移时使用

5、钢板桩支护

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U型钢板桩，又称拉森钢板桩。

U型钢板桩

钢板桩水上围堰

1）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。

2）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,但施工速度慢

6、地下连续墙支护

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。

槽段的连接

7、挡墙＋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

钢筋砼构架式内撑支护

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.钢管支撑的形式为对撑或角撑,对撑的间距较大时,可设置腹杆形成桁架式支撑

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,适用于周围环境要求较高的深基坑

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,否则应设置专用的桩基础