土方基坑支护施工工艺辩析.doc

第二讲 土方、基坑支护工程施工工艺及控制要点 一、土方工程 1、土方施工主要内容 土方工程是建筑工程施工的主要子分部工程之一，它包括土方开挖、回填、运输等施工过程，以及排水、降水、护坡等辅助工作。 根据土按开挖和回填的几何特征，土方开挖分为场地平整、挖基槽、挖基坑、挖土方等。 厚度在300mm以内的挖填及找平称为场地平整。 挖土宽度在3m以内，且长度等于或大于宽度3倍者称为挖基槽。 挖土底面积在20㎡以内，且底长为底宽3倍以内者称为挖基坑。 山坡挖土或地槽宽度大于3m，坑底面积大于20㎡或场地平整挖填厚度超过300mm者称为挖土方。 2、土的分类 建筑施工中，按土石的坚硬程度、开挖的难易将土石分为八类。 3、特殊性土的特性 4、土方开挖的施工准备工作 5、土方开挖放坡不加支撑的容许深度 当土质为天然湿度、构造均匀，水文地质条件良好（即不会发生坍塌、移动、松散或不均匀下沉），且无地下水时，开挖基坑可不必放坡，采取直立开挖不加支护，但挖方深度应按表1的规定，基坑宽应稍大于基础宽。如超过表2的规定的深度，但不大于5m时，应根据土质和施工具体情况进行放坡，以保证不塌方，其最大容许坡度按表3采用。放坡后基坑上口宽度由基础底面宽度及边坡坡度来决定，坑底宽度每边应比基础宽出30～50cm，以便于施工操作。 6、深基坑开挖 6.1开挖方案选择 基坑工程设计方案的第一步是选择开挖方案，不同的开挖方法适用于不同的场合，不同的的开挖方法对围护结构和支撑体系也提出不同的要求。 基坑开挖方法首先可分为放坡开挖和有围护开挖两类，在有围护开挖中又可分为无支撑开挖和有支撑开挖两类，有支撑开挖方法按照开挖在平面和立面上的不同安排又可以分为中心岛开挖、沟壕式开挖、逆作法(或半逆作法)开挖等不同的方法。 （1）放坡开挖 放坡开挖的直接费用最少，而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间，因而工作面宽，工期也比较短，如果条件允许，放坡开挖应该是首选的方案。决定采用放坡开挖的因素主要是周围场地和开挖深度的限制。比如：放坡需要占用比较大的场地，在城市建设区往往没有这个条件；由于坡体不可避免地会产生一定的位移，如果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受较大的变形，亦常常限制了放坡开挖方法的采用。开挖深度也是一个制约条件，但开挖深度是相对于土质而言的，如土质比较好，坡度可以比较陡，占用场地也比较小，深度限制就不那么明显；在软土地区，由于土质软弱，放坡开挖深度就不能太深，对于软土中的放坡开挖，有的认为只要坡度足够平坦就能保持放坡基坑的稳定，其实，这是一种误解，放坡开挖的基坑稳定性不仅是指坡面的稳定，也包括坑的稳定，坡度足够平坦只能保持坡面稳定，但无法避免深层的滑动。若开挖深度过大，不管坡面多平坦，仍然可能发生整体失稳。 采用放坡开挖方案时，如整体稳定性得到保证，但因受场地限制，只能取用较陡的坡度；如坡面的稳定性不能得到保证时，则可采用土钉墙的方案。土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自立式挡土墙，而是属于坡面加固处理的一种方法，通过加强土体共同受力的方式来保持坡面的稳定性，属于自承支护体系。如果坑底土质比较差，整体稳定性不足，则土钉墙的方案就不能采用。 (2)无支撑开挖 当不能采用放坡开挖方案时，必须选用围护结构以支承坑外的土体。在可能的条件下，应尽可能采用无支撑开挖的方案，因为这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件，便于挖土、运土以及地下室的施工，同时，也比较经济。实现无支撑开挖有以下几种方法： (3)有支撑的开挖 在不具备采用土层锚杆条件的场地，深基坑只能采取有支撑开挖的方案，但是深基坑的平面尺寸一般都比较大，给支撑的设置带来了困难。由于支撑和挖土的工序互相制约，形成许多各具特色的支护开挖方案。 1)分层开挖分层支护法：这是最基本的方法，按照结构受力分析和便于施工的原则确定每道支撑的位置，在深度方向分层挖土与支撑设置交替施工。设计时要按照上述工况进行分别验算，施工时要严格按照设计规定的程序实施，才能保证围护结构的稳定性和控制变形。在平面上按设定的挖土与设置支撑流程由一侧向另一侧推进，也可以由中部向两侧推进。 对于软土地区环境要求特别严格的基坑工程，为了尽可能减少围护结构的变形，将每一层开挖和支撑所需的时间压缩在规定的很短时间内，例如对钢支撑规定开挖后必须在24h内支撑完毕，对混凝土支撑放宽到48h。 2)中心岛法：对于平面面积很大的基坑，采用分层开挖、分层支护的方法，在技术和经济上都不太合理。由于支撑的长度很长，为了增大支撑刚度，需要加大支撑截面和侧向支撑，使支撑的造价很高，而且每一层平面的挖土量也很大，前后延续的时间比较长，这就需要在平面上加以划分。中心岛法是平面划分的一种考虑，它结合将厚底板分设后浇带的划分，将平面分成两个部