1、1第五章 明挖法2主要內容5.1明挖法概述5.2敞口放坡法5.3板樁法5.4旋噴法5.5挖孔樁圍護結構5.6水泥土攪拌樁5.7勁性水泥土攪拌樁5.8鉆孔灌注樁圍護結構35.1明挖法概述1.明挖法概念：什么是明挖法？淺埋地鐵區間、車站，通常采用明挖法施工或蓋挖法施工，二者均屬于深基坑工程。2.施工程序：維護結構施工，內部土方開挖，工程結構施工，管線恢復與覆土。 3.技術難點：基坑周圍環境保護，控制沉降與位移。4深15m基坑深15m廣州海珠廣場基坑基坑事故5北京地鐵10號線基坑，坍塌10余m上海中環線基坑，塌40m，深10m基坑事故6基坑事故75.15.1明挖法概述明挖法概述放坡開挖要求基坑平面有

2、足夠的空間供放坡之用。施工簡單、經濟實用在空曠地區或周邊環境允許時能保證邊坡穩定的條件下優先選用。支護開挖由在圍護結構保護下從地面向下開挖的一個地下空間。基坑四周為垂直的擋土結構，擋土結構一般是在開挖面基底下有一定插入深度的板墻結構。（常用的擋土材料：混凝土、鋼、木等，有鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、柱列式灌注樁、水泥土攪拌樁、地下連續墻等）4、明挖法的分類85.15.1明挖法概述明挖法概述邊坡面不加支護噴混凝土面和錨桿護坡明挖法基坑類型A：敞口放坡基坑B：有維護結構基坑工字鋼樁鋼板樁鉆孔灌注樁地下連續墻土釘墻復合式圍護910111216標車站135標145、基坑工程的安全等級安全等級破壞后果重要性

3、系數0一級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響很嚴重影響很嚴重1.10二級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響一般影響一般1.00三級支護結構破壞、土體失穩或過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響不嚴重影響不嚴重0.905.1明挖法概述明挖法概述15按安全等級劃分：按安全等級劃分：一級：一級：破壞后果很嚴重或開挖深度大于等于10米；二級：二級：壞后果嚴重或開挖深度介于7-10米；三級：三級：壞后果很嚴重或開挖深度小于10米；按周邊環境等級劃分：按周邊環境等級劃分：特級：離基坑1倍開挖深度范圍內有重要的地下設施、大直徑管線，重要建（構）筑

4、物。一級：離基坑1-2倍開挖深度范圍內有重要的地下設施、大直徑管線，重要建（構）筑物。二級：離基坑1倍開挖深度范圍內有重要的支線地下管線，大型建（構）筑物。三級：離基坑2倍開挖深度范圍內沒有需要保護的管線或建（構）筑物及設施。按地基復雜程度劃分：按地基復雜程度劃分： 1、地質復雜 2、地質中等復雜 3、地質簡單165.2 敞口放坡法 1、適用條件：放坡開挖適用于地基土質較好，開挖深度不深，以及施工現場有足夠放坡場所的工程。放坡開挖一般費用較低，能采用放坡開挖應盡量采用。 放坡開挖示意圖放坡開挖示意圖 17敞口放坡明挖法也稱作敞口基坑法，包括敞口放坡明挖法也稱作敞口基坑法，包括全放坡開挖全放坡開

5、挖和和半放坡開挖半放坡開挖。全放坡開挖全放坡開挖基坑采取放坡開挖，不進行坑墻支護，根據地質條件采用相應的邊坡坡度，分段開挖至所需位置進行結構施工，完成后進行回填，將地面恢復到原來狀態。半放坡開挖半放坡開挖 在基坑底部設置一定高度的懸臂式鋼樁加強土壁穩定。2、敞口放坡法的分類、敞口放坡法的分類5.2 敞口放坡法18 根據根據土方和爆破工程施工及驗收規范土方和爆破工程施工及驗收規范(GBJ201-1983),(GBJ201-1983),當地下水位低于當地下水位低于基底，在基底，在濕度濕度正常的土層中開挖基坑，且暴露時間不長，可正常的土層中開挖基坑，且暴露時間不長，可做成直立壁不加支撐，但挖方的深度

6、不宜超過做成直立壁不加支撐，但挖方的深度不宜超過下列規定：下列規定：碎石土和砂土：碎石土和砂土：1.0m1.0m；輕亞粘土輕亞粘土及亞粘土：及亞粘土：1.25m1.25m；粘土：粘土：1.5m1.5m；堅硬的粘性土：堅硬的粘性土：2m2m。3、敞口放坡法開挖深度5.2 敞口放坡法191）基坑深度在5m以內不加支撐的邊坡最大坡度最大坡度4、敞口開挖邊坡坡度的確定、敞口開挖邊坡坡度的確定5.2 敞口放坡法20 2） 確定基坑邊坡坡度方法：確定基坑邊坡坡度方法： 查表法。查表法。 在城市隧道施工中，一般在地質條件良好、土質在城市隧道施工中，一般在地質條件良好、土質較均勻而地下水位低或通過降水將地下水

7、位維持在基較均勻而地下水位低或通過降水將地下水位維持在基坑面以下，常采用查表法。坑面以下，常采用查表法。 查表法適用條件查表法適用條件 根據根據建筑地基基礎設計規范建筑地基基礎設計規范（GB50007-2002GB50007-2002）及北京地鐵的施工經驗對巖質邊坡和土質邊坡坡度可參及北京地鐵的施工經驗對巖質邊坡和土質邊坡坡度可參考表考表1.11.1、表、表1.21.2。4、敞口開挖邊坡坡度的確定、敞口開挖邊坡坡度的確定211：1.01.251：0.751.0強風化1：0.751.001：0.50.75中等風化1：0.50.751：0.350.5微風化軟質巖石1：0.50.751：0.350.

8、5強風化1：0.350.51：0.20.35中等風化1：0.20.351：0.10.2微風化硬質巖石815m8m以內坡度值（高：寬）風化程度巖石類別巖質基坑邊坡坡度巖質基坑邊坡坡度表表1.1221：1.51.751：1.251.51：1.01.25硬塑1：1.251.51：1.01.251：0.751.0堅硬粘性土1：1.51.751：1.251.51：1.01.25S0.5粉土1：1.251.51：1.01.251：0.751.0稍密1：1.01.251：0.751.01：0.50.75中密1：0.751.01：0.50.751：0.350.5密實碎石土1015m510m5m以內坡度值（高：

9、寬）密實度或狀態土的類別土質基坑邊坡坡度土質基坑邊坡坡度表表1.2235.3板樁法1、概念：施工場地受到限制條件下的臨時支護方法。2、分類：分為無支撐板樁和有支撐板樁 卸荷、錨撐、斜撐3、施工順序：把工字鋼打入基坑周圍土體，分層挖土，設置橫撐。直到坑底。24254、幾種典型的圍護結構、幾種典型的圍護結構1 1）工字鋼樁圍護結構）工字鋼樁圍護結構工字鋼樁圍護結構平面圖工字鋼樁圍護結構平面圖 適用于粘性適用于粘性土、砂性土和粒土、砂性土和粒徑不大于徑不大于10cm10cm的的砂卵石地層，當砂卵石地層，當地下水位較高時，地下水位較高時，必須配合人工降必須配合人工降水措施。水措施。 打樁施工噪聲很大（

10、一般在打樁施工噪聲很大（一般在100分貝以上），超出環保法分貝以上），超出環保法規定限值，只適用于在郊區距居民點較遠的基坑施工中。規定限值，只適用于在郊區距居民點較遠的基坑施工中。262 2）鋼板樁圍護結構）鋼板樁圍護結構鋼板樁圍護結構 鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱鋼板樁由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，強度高，樁與樁之間軋型鋼制成，強度高，樁與樁之間的連接緊密，形成鋼板樁墻，隔水的連接緊密，形成鋼板樁墻，隔水效果好，可多次使用。一般為臨時效果好，可多次使用。一般為臨時的基坑支護，在地下主體工程完成的基坑支護，在地下主體工程完成后即可將鋼板樁拔出。后即可將鋼板樁拔出。 a)a)平板式；平板式；b) b

11、) 波浪式波浪式 鋼板樁形式鋼板樁形式 鋼板樁的構成可為單層鋼板樁圍堰、雙層鋼板樁圍堰和屏幕。在城鋼板樁的構成可為單層鋼板樁圍堰、雙層鋼板樁圍堰和屏幕。在城市隧道施工中基坑較深大多采用屏幕式。市隧道施工中基坑較深大多采用屏幕式。27對于鋼板樁，打樁方法： （a）單獨打入法 施工簡便，打設速度快。累計誤差不易糾正，墻面平直度難以控制。一般在鋼板樁長度不大(小于10m)、工程要求不高時可采用此法。 （b）圍檁插樁法 要用圍檁支架作板樁打設導向裝置圍檁支架由圍檁和圍檁樁組成，在打設板樁時起導向作用。雙面圍檁之間的距離，比兩塊板樁組合寬度大815 mm。圍檁插樁法施工中可以采用封閉打入法和分段復打法。

12、 鋼板樁可采用錘擊、靜壓和震動等方法沉入土中，上述方法可以單獨使鋼板樁可采用錘擊、靜壓和震動等方法沉入土中，上述方法可以單獨使用也可以聯合使用。用也可以聯合使用。圍檁插樁法1圍檁；2鋼板樁；3圍檁支架2）鋼板樁圍護結構）鋼板樁圍護結構282930U U型鋼板樁型鋼板樁吊樁下放31對位施打施打中靜壓、振動、沖擊32繼續施打結束335.4旋噴法1、旋噴樁發展歷史 旋噴樁興起于二十世紀七十年代的高壓噴射注漿法，八、九十年代在全國得到全面發展和應用。實踐證明此法對處理淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土、沙土、人工填土和碎石土等有良好的效果，我國已將其列入現行的地基與基礎施工規范。34 2、旋噴樁工作原理 旋

13、噴樁是利用鉆機將旋噴注漿管及噴頭鉆置于樁底設計高程，將預先配制好的漿液通過高壓發生裝置從注漿管邊的噴嘴中高速噴射出來，形成一股能量高度集中的液流，直接破壞土體，噴射過程中，鉆桿邊旋轉邊提升，使漿液與土體充分攪拌混合，在土中形成一定直徑的柱狀固結體，從而使地基達到加固。354、施工工藝保證垂直度旋轉振動鉆機插管旋噴365.5 挖孔樁圍護結構依靠人工挖掘成孔的樁挖孔樁優勢： 機具簡單，不受設備和工作面限制；無振動，無噪聲；成本低；對環境影響小。適用條件： 無水或者地下水較少的土層中，對具有流動性淤泥、流砂和地下水的地區不宜采用。樁的直徑一般不小于1.2m。37385.6水泥土攪拌樁原理：利用水泥、

14、石灰等材料做固化劑，通過深層攪拌機械，將軟土和固化劑如漿液或粉體強制攪拌，利用固化劑和軟土間所產生的一系列物理化學作用，使軟土硬結成具有整體性、水穩定性和一定強度的樁體。適用條件：飽和軟粘土，包括淤泥、淤泥質土、粘土和粉質粘土。3940415.7勁性水泥土攪拌樁地鐵工程常用圍護方式之一1、SMW(Soil Mixing Wall)原理勁性水泥土攪拌連續墻支護結構又稱SMW工法，它是在水泥土攪拌樁中插入型鋼或其它芯材形成的同時具有承載力與防滲兩種功能的支護形式。2、適用條件：凡是適合應用水泥土攪拌樁的場合都適合使用SMW支護結構，特別是以粘性土和粉性土為主的軟土地區。42勁性水泥土攪拌連續墻(S

15、MW、PCMW工法）3、優點： （1)占用場地小。單排為0.65-0.85m。 （2)施工速度快。一般情況下施工周期可縮短30%左右。 （3）對周圍建筑物及地下管線影響小，對環境污染小，無廢棄泥漿。 （4）耗用水泥、鋼材少，造價低。特別是H型鋼能夠回收，成本大大降低。 43勁性水泥土攪拌連續墻(SMW 、PCMW工法）三軸深層攪拌樁機三軸深層攪拌樁機44勁性水泥土攪拌連續墻(SMW 、PCMW工法）SMW工法現場照片工法現場照片454647485.8鉆孔灌注樁圍護結構1、特點 （1）灌注樁是直接在樁位上就地成孔，然后在孔內安放鋼筋籠灌注混凝土而成。 （2）灌注樁能適應各種地層，無需接樁，施工時

16、無振動、無擠土、噪音小，宜在建筑物密集地區使用。 （3）但其操作要求嚴格，施工后需較長的養護期方可承受荷載，成孔時有大量土渣或泥漿排出。2、分類 根據成孔工藝不同，分為干作業成孔的灌注樁、泥漿護壁成孔的灌注樁、套管成孔的灌注樁等。 491）干作業成孔 適用條件： 適用于地下水位以上的粘性土、粉土，填土，中等密實以上的砂土、風化巖層。 成孔作業： 螺旋鉆孔是干作業成孔常用的方法之一，它利用螺旋鉆機成孔。通過動力旋轉鉆桿，使鉆頭的螺旋葉片旋轉削土，土塊沿螺旋葉片提升排出孔外。 501 一上底盤；2 一下底盤；3 一回轉滾輪；4 一行車滾輪；5 一鋼絲滑輪； 6 一回轉軸；7 一行車油缸； 8 一支

17、架 512）套管沉管灌注樁適用于粘性土、粉土、淤泥質土、砂土及填土 套管成孔灌注樁是利用錘擊打樁法或振動沉樁法，將帶有活瓣式樁尖或帶有鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入土中，然后邊拔管邊灌注混凝土而成。若配有鋼筋時，則在澆筑混凝土前先吊放鋼筋骨架。利用錘擊沉樁設備沉管、拔管，稱為錘擊沉管灌注樁；利用激振器的振動沉管、拔管時，稱為振動沉管灌注樁。也可采用振動 - 沖擊雙作用的方法沉管。52 a ）活瓣樁尖； b ）樁靴1 一樁管； 2 一鎖軸； 3 一活瓣； 4 樁靴 53 套管鉆機成樁工藝流程圖套管鉆機成樁工藝流程圖543）泥漿護壁成孔適用性:泥漿護壁成孔是用泥漿保護孔壁并排出土渣而成孔。泥漿護壁鉆孔

18、灌注樁適用于地下水位以下的粘性土、粉土、砂土、填土、碎 ( 礫 ) 石土及風化巖層；以及地質情況復雜，夾層多、風化不均、軟硬變化較大的巖層，沖孔灌注樁除適應上述地質情況外，還能穿透舊基礎、大孤石等障礙物，但在巖溶發育地區應慎重使用。 55泥漿作用 在鉆孔過程中，為防止孔壁坍塌，在孔內注入高塑性粘土或膨潤土和水拌合的泥漿，也可利用鉆削下來的粘性土與水混合自造泥漿。這種護壁泥漿與鉆孔的土屑混合，邊鉆邊排出泥漿，同時進行孔內補漿，進行泥漿循環。泥漿具保護孔壁、防止坍孔的作用，同時在泥漿循環過程中還可攜帶土渣排出鉆孔，并對鉆頭具有冷卻與潤滑作用。 56鉆孔灌注樁圍護基坑開挖實例沈陽地鐵16標區間 黎明文化宮站終點區間。區間段落里程CK21+551.6mCK21+817m，全長269.15m，地鐵底