43.44.45.46.47.48.49.50郭炜-2019二建-市政公用工程管理与实务-精-轨道交通2 明挖基坑

二级建造师

市政公用工程管理与实务

精讲班

2K313020 明挖基坑施工

2K313021 地下水控制（2019换标题调整顺序）

一、基本规定

（一）一般规定

（10）地下水控制过程中抽排出的地下水经沉淀处理后应综合利用；当多余的地下水符合城市地表水排放标准时，可排入城市雨水管网或河湖，不应排入城市污水管道。

（二）地下水控制方法分类及工程分级

（1）地下水控制方法可划分为降水、隔水和回灌三类。各种地下水控制方法可单独或组合使用。

（3）地下水控制工程复杂程度划分应符合下列规定：

3）当两种以上地下水控制方法组合使用时，应划分为复杂工程。

二、降水

（二）降水方法的分类和选择

（1）降水方法应根据场地地质条件、降水目的、降水技术要求、降水工程可能涉及的工程环境保护等因素按表2K313021-4 选用，并应符合下列规定：

1）地下水控制水位应满足基础施工要求，基坑范围内地下水位应降至基础垫层以下不小于0.5m。

适用条件

降水方法

降水深度（m）

降水井真空井点单级≤6，多级≤12 喷射井点≤20

管井不限

辐射井4~20

电渗井≤6

潜埋井≤2

补充拓展：喷射井点

是在井点管内设特制的喷射器，

用高压水泵或空气压缩机向喷射

器输入高压水或压缩空气，形成

水气射流，将地下水抽出排走。

补充拓展：管井井点

管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。

管井填充滤料管井抽排水PVC简易管井

如需降水深度较大，可采用深井井点，适用于降水深度＞15m、渗透系数为10～250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。

补充拓展：电渗井点

电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。

（三）降水系统布设

（1）降水系统平面布置应根据工程的平面形状、场地条件及建筑条件确定，并应符合下列规定：5）当降水区域远离补给边界，地下水流速较小时，降水井点宜等间距布置；当邻近补给边界，地下水流速较大时，在地下水补给方向降水井点间距可适当减小。

（2）真空井点布设尚应符合下列规定：

1）当真空井点孔口至设计降水水位的深度不超过6.0m 时，宜采用单级真空井点；当大于6.0m 且场地条件允许时，可采用多级真空井点降水，多级井点上下级高差宜取4.0~5. 0m。

2）井点系统的平面布置应根据降水区域平面形状、降水深度、地下水的流向以及土的性质确定，可布置成环形、U 形和线形（单排、双排）。

3）井点间距宜为0.8~2.0m ，距开挖上口线的距离不应小于1.0m；集水总管宜沿抽水水流方向布设。

（4）集水明排应符合下列规定：

5）沿排水沟宜每隔30~50m 设置一座集水井。集水井、排水管沟不应影响地下工程施工

6）集水井尺寸和数量应根据汇水量确定，深度应大于排水沟深度1. 0m；排水管道的直径应根据排水量确定。

三、隔水帷幕

（一）一般规定

（1）当降水会对基坑周边建（构〉筑物、地下管线、道路等造成危害或对工程环境造成长期不利影响时，可采用隔水帷幕方法控制地下水。

（3）隔水帷幕功能应符合下列规定：

4）当采用高压喷射注浆法、水泥土搅拌法、压力注浆法、冻结法帷幕时，应结合工程情况进行现场工艺性试验，确定施工参数和工艺。

（二）隔水帷幕设计

（3）当基础底部以下存在连续分布、埋深较浅的隔水层时，应采用落底式竖向隔水帷幕；当基础底部以下含水层厚度较大，隔水层不连续或埋深较深时，可采用悬挂式竖向隔水帷幕，同时应采取隔水帷幕内侧降水，必要时采取帷幕外侧回灌或与水平隔水帷幕结合的措施；地下暗挖隧道、涵洞工程可采用水平向或斜向隔水帷幕。

（4）当支护结构为排桩时，可采用高压喷射注浆或水泥土搅拌桩与排桩相互衔接（咬合）组成的嵌入式隔水帷幕。

（5）隔水帷幕施工方法的选择应根据工程地质条件、水文地质条件、场地条件、支护结构形式、周边工程环境保护要求综合确定。隔水帷幕施工方法可按2K313021-6选用：

适用条件

隔水方法

土质类别注意事项与说明

高压喷射注浆法适用于黏性土、粉土、砂土、

黄土、淤泥质土、淤泥、填

土坚硬黏性土、土层中含有较多的大粒径块石或有机质，地下水流速较大时，高压喷射注浆效果较差

注浆法适用于除岩溶外的各类岩土用于竖向帷幕的补充，多用于水平帷幕

水泥土搅拌法适用于淤泥质土、淤泥、黏

性土、粉土、填土、黄土、

软土，对砂、卵石等地层有

条件使用不适用于含大孤石或障碍物较多且不易清楚的杂填土，欠固结的淤泥、淤泥质土，硬塑、坚硬的黏性土，密集的砂土以及地下水渗流影响成桩质量的地层

冻结法适用于地下水流速不大的土

层

电源不能中断，冻融对周边环境有一定影响

适用条件

隔水方法

土质类别注意事项与说明

地下连续墙适用于除岩溶外的各类岩

土施工技术环节要求高，造价高、泥浆易造成现场污染、泥泞，墙体刚

度大，整体性好，安全稳定

咬合式排桩适用于黏性土、粉土、填

土、黄土、砂、卵石对施工精度、工艺和混凝土配合比均有严格要求

钢板桩适用于淤泥、淤泥质土、

黏性土、粉土对土层适应性较差，多应用于软土地区

沉箱适用于各类岩土层适用于地下水控制面积较小的工

程，如竖井等

貌现象和水文地质现象的总称叫做岩溶，国际上通称喀斯特

补充释疑：沉箱是深基础的一种，多用于码头、防波堤。它是一种有底的箱型结构，内部设置隔板，可在水中漂浮，可通过调节箱内压载水控制沉箱下沉或漂浮。施工时在箱内填充砂或块石，然后顶部加盖板封顶，形成主体的承重和立墙结构是一个有顶有底的箱形结构。

（三）隔水帷幕施工

（2）隔水帷幕的施工应与支护结构施工相协调，施工顺序应符合下列规定：

1）独立的、连续性隔水帷幕，宜先施工帷幕，后施工支护结构。

2）对嵌入式隔水帷幕，当采用搅拌工艺成桩时，可先施工帷幕桩，后施工支护结构；当采用高压喷射注浆工艺成桩或可对支护结构形成包覆时，可先施工支护结构，后施工帷幕。

3）当采用咬合式排桩帷幕时，宜先施工非加筋桩，后施工加筋桩。

（四）验收与运行维护

（2）对封闭式隔水帷幕，宜通过坑内抽水试验，观测抽水量变化、坑内外水位变化等检验其可靠性。

（3）对设置在支护结构外侧的独立式隔水帷幕，可通过开挖后的隔水效果判定其可靠性。

（4）对嵌入式隔水帷幕，应在开挖过程中检查固结体的尺寸、搭接宽度，检查点应随机选取，对施工中出现异常和漏水部位应检查并采取封堵、加固措施。

2K313022 地基加固处理方法

一、基坑地基加固的目的与方法选择

（二）方法选择

（1）按平面布置形式分类，基坑内被动区加固形式主要有墩式加固、裙边加固、抽条加固、格栅式加固和满堂加固。采用墩式加固时，土体加固一般多布置在基坑周边阳角位置或跨中区域；长条形基坑可考虑采用抽条加固；基坑面积较大时，宜采用裙边加固；地铁车站的端头井一般采用格栅式加

固；环境保护要求高，或为了封闭地下水时，可采用满堂加固。

补充释疑：端头井指的是采用盾构施工时盾构进出的一端修建的“井”。端头井既是盾构施工工作井，又是地铁车站设备用房的一部分。

（2）换填材料加固处理法，以提高地基承载力为主，适用于较浅基坑，方法简单操作方便。

（3）采用水泥土搅拌、高压喷射注浆、注浆或其他方法对地基掺入一定量的固化剂或使土体固结，以提高土体的强度和土体的侧向抗力为主，适用于深基坑。

二、常用方法与技术要点

（一）注浆法

（3）在地基处理中，注浆工艺所依据的理论主要可分为渗透注浆、劈裂注浆、压密注浆和电动化学注浆四类；其应用条件见表2K313022

（2018）对于浅基坑软土地基，能提高地基承载力且方法简单操作方便的是（）。

A．水泥土搅拌法

B．压密注浆法

C．换填材料加固法

D．格栅式加固法

233网校答案：C

233网校解析：相对于“A．水泥土搅拌法、B．压密注浆法、D．格栅式加固法”三种基坑地基加固方法，“C．换填材料加固法”适用于浅基坑．且操作简单方便，因此，本题的正确选项是“C”。

注浆方法适用范围

渗透注浆只适用于中砂以上的砂性土和有裂隙的岩石

劈裂注浆适用于低渗透性的土层

压密注浆常用于中砂地基，黏土地基中若有适宜的排水条件也可采用。

电动化学注浆只靠一般静压力难以使浆液注入土的孔隙的地层

渗透灌浆——指在压力下作用下，使浆液充填到土的孔隙和岩石的裂隙，排出孔隙中的自由水和气体，而基本上不改变原状土的结构和体积。

特点：渗透灌浆的压力相对较小

劈裂灌浆----是指在较高的灌浆压力下，浆液克服地层的初始应力和抗拉强

度，引起岩石或土层结构的破坏和扰动，使地层中原有的裂隙或孔隙张开，形成新的裂隙或孔隙，从而使浆液的可灌性和扩散距离增大，加固范围大大扩大。

特点：压力较大，浆液较稀。

挤密灌浆——压密灌浆是用极稠的浆液以高压快速通过钻孔强行挤入弱透水性土中的灌浆方法。

由于弱透水性土的孔隙是不进浆的，因此，挤密灌浆不是产生传统充填型的渗入性灌浆，而是在注浆点集中地形成近似球形的浆泡，通过浆泡挤压邻近的土体，使土体被压密，承载力得到提高。

电动化学灌浆----是指在施工时将带孔的注浆管作为阳极，用滤水管作为阴极，将浆液由注浆管压入土中，并通以直流电，在电渗作用下，孔隙水由阳极流向阴极，促使通电区域中土的含水量降低，从而在土内形成渗浆通道，使浆液流入土的孔隙中，并在土中硬结。

（5）注浆加固土的强度具有较大的离散性，注浆检验应在加固后28d进行。可采用标准贯入、轻型静力触探或面波等方法检测加固地层均匀性;按加固土体尝试范围每间隔1m进行室内试验，测定强度或渗透性。对不合格的注浆区应进行重复注浆。（2019改）

补充拓展：轻型动力触探

包括导向杆、穿心锤、锤垫、探杆和圆锥探头

补充拓展：标准贯入试验

动力触探的一种，它是利用锤击动能（锤重63.5kg，落距76cm),将一定规格的对开管式贯入器（外径51mm，内径35mm）,下端接管靴，上端接一内外径与对开管相同的钻杆接头打入钻孔孔底的土中，判别土层的变化和土的工程性质。贯入阻抗用贯入器贯入土中30cm的锤击数N表示。

标准贯入试验适用于砂土、粉土和一般粘性土。

带排水气孔的对开式贯入器

导向杆（落距76cm）

锤垫

穿心落锤（重63.5kg）

探杆（Φ42mm）

正在进行标准贯入试验

补充释疑：面波法：R波在非均匀介质中传播具有频散特性，所以不同频率（波长）的R波具有不同

的传播速度。

（二）水泥土搅拌法

（1）水泥土搅拌法适用于加固饱和黏性土和粉土等地基。

（4）应根据室内试验确定需加固地基土的固化剂和外加剂的掺量（2019增）

（三）高压喷射注浆法

（1）高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、黏性土（流塑、软塑和可塑）、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。但对于硬黏性土，含有较多的块石或大量植物根茎的地基，因喷射流可能受到阻挡或削弱，冲击破碎力急剧下降，切削范围小或影响处理效果。

（2）高压喷射可用下列方法实现（见图2K313022-4）：

1）单管法：喷射高压水泥浆液一种介质；

2）双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；

3）三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质。

由于上述三种喷射流的结构和喷射的介质不同，有效处理范围也不同，以三管法最长，双管法次之，单管法最小。

（2014）下列土层中，采用高压喷射注浆法加固效果较好的有（）。

A．软塑黏性土B．硬黏性土

C．腐殖土D．砂土

E．素填土

233网校答案：ADE

233网校解析：实践表明，高压喷射注浆法对淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基都有良好的处理效果。

一般地，工程上也较少对B.硬黏性土进行处理，C.腐殖土主要存在于地表，一般采用清除及换填处理。

（2015）单管高压喷射注浆法喷射的介质为（）。

A．水泥浆液B．净水

C．空气D．膨润土泥浆

233网校答案：A

233网校解析：单管法：喷射高压水泥浆液一种介质；双管法：喷射高压水泥浆液和压缩空气两种介质；三管法：喷射高压水流、压缩空气及水泥浆液三种介质。

补充释疑：旋喷桩与搅拌桩的区别?

旋喷桩：是采用钻孔，将装有特质合金喷嘴的注浆管下到预定位置，然后利用高压射流装置浆液使土体剥离后充分和射出的浆液混合而形成柱状（旋喷）圆断面桩。

深层搅拌桩：通常称为搅拌桩，是以机械旋转的方法搅动地层，同时灌入水泥浆液或喷入水泥干粉，同土体充分混合形成桩体。

2K313023 深基坑支护结构与变形控制

支撑结构是为了减小围护结构的变形，控制墙体的弯矩；分为内撑和外锚两种。

一、围护结构

（二）深基坑围护结构类型

2.钢板桩与钢管桩

钢板桩强度高，桩与桩之间的连接紧密，隔水效果好。具有施工灵活，板桩可重复使用等优点，但板桩打入时有挤土现象，而拔出时则又会将土带出，造成板桩位置出现空隙，这些都会对周边环境造成一定影响。

钢板桩

1.成品制作，可反复使用；

2.施工简便，但施工有噪声；

3.刚度小，变形大，与多道支撑结合，在软弱土层中也可采用；

4.新的时候止水性尚好，如有漏水现象，需增加防水措施

3.钻孔灌注桩围护结构

钻孔灌注桩一般采用机械成孔。地铁明挖基坑中多采用螺旋钻机、冲击式钻机和正反循环钻机、旋挖钻等。

钻孔灌注桩围护结构经常与止水帷幕联合使用，止水帷幕一般采用深层搅拌桩。

如果基坑上部受环境条件限制时，也可采用高压旋喷桩止水帷幕，素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩也有较多应用，此类结构可直接作为止水帷幕。

灌注桩

1.刚度大，可用在深大基坑；

2.施工对周边地层、环境影响小；

3.需降水或和止水措施配合使用，如搅拌桩、旋喷桩等

补充拓展：咬合桩采用一荤一素间隔布置，荤桩是钢筋砼桩，素桩是素砼桩。其作业顺序是先施做荤桩两侧的素桩然后再施做荤桩，其中素桩使用缓凝时间不小于60h的C20超缓凝砼，荤桩使用C30砼，施做荤桩时全套管钻机切割两侧素桩以达到桩与桩咬合成为无缝的连续“桩墙”，从而起到良好的止水效果和抗剪性能。

咬合桩施工动画

2015年一建真题案例节选

某公司承建城市主干道的地下隧道工程，长520m，为单位双重类型钢筋混泥土结构，采用明挖暗做法施工、隧道基坑深10m。基坑安全等级为一级，基坑支护与结构设计断面示意图如图5所示，围护桩为钻孔灌注桩，截水帷幕为双排水泥土搅拌桩，两道内支撑中间设立柱支撑；基坑侧壁与隧道侧墙的净距为1m。

施工过程发生如下事件：

事件一：进场踏勘发现有一条横跨隧道的架空高压线无法转移，鉴于水泥土搅拌桩机设备高，距高压线距离处理危险范围，导致高压线两侧计20cm范围内水泥土搅拌桩无法施工。项目部建议变更此范围内的截水帷幕状设计，建设单位同意设计变更。

1.事件一中项目部拟变更截水帷幕的形式是什么？说明理由。

233网校答案：本工程截水帷幕桩应变更成高压旋喷桩。

理由：“如果基坑上部受环境条件限制时，也可采用高压旋喷桩止水帷幕”高压旋喷桩施工高度比较低，不会受到高压线高度的限制。同样也可以起到止水的目的。

4. SMW工法桩（型钢水泥土搅拌墙）

SMW 工法桩挡土墙是利用搅拌设备就地切削土体，然后注入水泥类混合液搅拌形成均匀的水泥土搅拌墙，最后在墙中插入型钢，即形成一种劲性复合围护结构。此类结构在上海等软土地区有较多应用。

（2016）SMW工法桩（型钢水泥土搅拌桩）复合围护结构多用于（）地层。

A．软土B．软岩C．砂卵石D．冻土

233网校答案：A

233网校解析：教材原文“SMW工法桩挡土墙此类结构在上海等软土地区有较多应用”。SMW工法桩

1.强度大，止水性好；

2.内插的型钢可拔出反复使用，经济性好；

5.地下连续墙

地下连续墙有如下优点：施工时振动小、噪声低，墙体刚度大，对周边地层扰动小；可适用于多种土层，除夹有孤石、大颗粒卵砾石等局部障碍物时影响成槽效率外，对黏性土、无黏性土、卵砾石层等各种地层均能高效成槽。

地下连续墙

1.刚度大，开挖深度大，可适用于所有地层；

2.强度大、变位小，隔水性好，同时可兼作主体结构的一部分；

3.可临近建筑物、构筑物使用，环境影响小；

4.造价高

（2018）关于地下连续墙围护结构的说法，正确的有（）。

A．刚度大、强度大B．适用于所有地层

C．隔水性好D．导墙结构对地基无特殊要求

E．可兼作为主体结构的一部分

233网校答案：ABCE

233网校解析：(1)刚度大，开挖深度大，可适用于所有地层;(2)强度大，变位小，隔水性好，同时可兼作主体结构的一部分;(3)可临近建、构筑物使用，环境影响小;(4)造价高。

导墙结构应建立于坚实的地基之上，并能承受水土压力和施工机械设备等附加荷载，不得移位和变形，D选项错误。

（2015）地下连续墙的施工工序包括（）。

①开挖沟槽，②吊放钢筋笼，③下导管，④吊放接头管，⑤拔出接头管，⑥灌注水下混凝土，⑦导墙施工

A．⑤-⑦-①-④-②-③-⑥B．①-⑦-④-②-③-⑤-⑥

C．⑦-④-①-③-②-⑥-⑤D．⑦-①-④-②-③-⑥-⑤

233网校答案：D

233网校解析：地下连续墙施工顺序为：开挖导沟→修筑导墙→开挖沟槽→清除槽底淤泥和残渣→吊放接头管→吊放钢筋笼→下导管→灌注水下混凝土→拔出接头管。

地下连续墙的槽段接头应按下列原则选用：

①地下连续墙宜采用圆形锁口管接头、波纹管接头、楔形接头、工字形钢接头或混凝土预制接头等柔性接头；

②当地下连续墙作为主体地下结构外墙，且需要形成整体墙体时，宜采用刚性接头；刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等

补充释疑：地下连续墙接头管是什么？作用？为何要设置

地下连续墙是分段浇筑的，然后不同的分段之间要有个结合面，这个接头管就是用来放在每个分

段浇筑的接头位置，一方面起到端头模板的作用，另一方面可以根据需要设置成不同的接头形状，有利于两个分段连续墙的结合牢固。

（2015）当地下连续墙作为主体地下结构外观，需要形成整体墙时，宜采用的接头形式有（）。A．锁头管接头B．波纹管接头

C．一字形钢板接头D．十字形钢板接头E．钢筋承插式接头

233网校答案：CDE

233网校解析：当地下连续墙作为主体地下结构外墙，且需要形成整体墙时，宜采用刚性接头；刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等。

导墙是控制挖槽精度的主要构筑物，导墙结构应建于坚实的地基之上，其主要作用有：

①挡土：在挖掘地下连续墙沟槽时，地表土松软容易坍塌，因此在单元槽段挖完之前，导墙起挡土作用。

②基准作用：导墙作为测量地下连续墙挖槽标高、垂直度和精度的基准。

③承重：导墙既是挖槽机械轨道的支承，又是钢筋笼接头管等搁置的支点，有时还承受其他施工设备的荷载。

④存蓄泥浆：导墙可存蓄泥浆，稳定槽内泥浆液面。泥浆液面始终保持在导墙面以下20cm ，并高出地下水位1m ，以稳定槽壁。

⑤其他：导墙还可防止泥浆漏失，阻止雨水等地面水流入槽内;地下连续墙距现有建(构)筑物很近时，在施工时还起到一定的补强作用。

（2018一建案例节选）本标段是在原城市主干路主路范围进行高架桥段-地面段-入地段改扩建，包括高架桥段、地面段、U型槽段和地下隧道段。围护结构采用U型槽敞开段围护结构为直径Φ1.0m的钻孔灌注桩，外侧桩间采用高压旋喷桩止水帷幕，内侧挂网喷浆。地下隧道段围护结构为地下连续墙及钢筋混凝土支撑。