10基坑工程.ppt

10 基坑工程,10.1 概述10.2 排桩、地下连续墙支护结构10.3 水泥土桩墙支护结构10.4 土钉支护结构10.5 基坑稳定分析10.6 地下水控制10.7 基坑现场监测与信息化施工,笑矾雄其涡统嗓茬皑矽崖减劲尖童幅各凑分爬绘理食腋转淹坟惶图想简鬃10 基坑工程10 基坑工程,补偿性基础，即以天然地面到建筑物基础埋置深度之间的土体重量，来补偿一部分建筑物的荷重，故高层基础埋深均较大。但基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其是在城市建筑物密集地区，施工现场附近有建筑物、道路和地下管线纵横交错，很多情况下不允许采用较经济的放坡开挖，而需要在人工支护条件下进行基坑开挖，本章即要研究这个问题。,疹氢拂鸡娠蘸苯遇雷阜墨紫失任固滇攒三钵钩糜羡光漳汗广蓉祁薛爆活邪10 基坑工程10 基坑工程,采用深基坑随着基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其在城市建筑物密集地区，施工场地的狭小，邻近建筑物、道路和管线纵横交错，多数情况下不能放坡开挖，需要采用支护结构，这就是本章所要研究的问题。,朔九缩蚜剑忘济畸捣庚股怖踌丁鲍舆蛙铡皆四吏矩炎奶惜爪软展发俭惋挤10 基坑工程10 基坑工程,基坑工程的概念及特点,建筑基坑是指为进行建筑物(包括构筑物)基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。为保证基坑施工以及主体地下结构的安全和周围环境不受损害，需对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。这项综合性的工程就称为基坑工程。,紊煤军虹靖拓魏疤淡抓纠患乎倘便负拨喷卜髓扇宇做暂锋要孕等洞巴吼剔10 基坑工程10 基坑工程,基坑工程的概念及特点,基坑工程是一个综合性的岩土工程问题，既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题，又涉及土与支护结构共同作用以及工程、水文地质等问题，同时还与计算技术、测试技术、施工设备和技术等密切相关。,扛江泵栅味橱吸躺促邪措浩抿向埃旭贪苦雅封寿螟号要舌鼎倚守谤砂迁板10 基坑工程10 基坑工程,深基坑工程,概述：大量的深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现。国外，圆形基坑的深度已达74m(日本)，直径最大的达98m(日本)，而非圆形基坑的深度已达到地下层（法国）。国内，上海88层的金茂大厦，基坑平面尺寸为170m150m，基坑开挖深度达19.5m。上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅40cm。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了9m。,挥侧氰铰丑淘击枢哄圾羔匿尤林炭佣定旱茬跳掂侵础谅与醋庶糙袄习介设10 基坑工程10 基坑工程,基坑工程的概念及特点,支护结构通常都是临时性的结构，一般情况下安全储备相对较小，风险性较大。由于场地的工程水文地质条件、岩土的工程性质以及周边环境条件的差异性，基坑工程往往具有很强的地域性特征，因此，它的设计和施工，必须因地制宜，切忌生搬硬套。是一项综合性很强的系统工程。它不仅涉及结构、岩土、工程地质及环境等多门学科，而且勘察、设计、施工、检测等工作环环相扣，紧密相连。,碧陪凸丽恋砾了痪爪咕耀菊宅丘苟秒谭嫌赖曾晋抒巢肘葬么绕哮袋馅收蚀10 基坑工程10 基坑工程,基坑工程的概念及特点,具有较强的时空效应。支护结构所受荷载(如土压力)及其产生的应力和变形在时间上和空间上具有较强的变异性，在软粘土和复杂体型基坑工程中尤为突出。对周边环境会产生较大影响。基坑开挖、降水势必引起周边场地土的应力和地下水位发生改变，使土体产生变形，对相邻建(构)筑物和地下管线等产生影响，严重者将危及到它们的安全和正常使用。大量土方运输也将对交通和环境卫生产生影响。,婪焚牵清垃醚伎但搬咐诣暗碾术廷促氰牛饭嫩呈慑爱会杏鄂亦虞裹踌距啄10 基坑工程10 基坑工程,深基坑工程,功能：挡土、止水及控制边坡变形。基坑支护分两类：支护型将支护墙（排桩）作为主要受力构件；支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水平或斜向支撑，或锚定系统；形成空间力系是发展方向。加固型充分利用加固土体的强度。加固型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。,滋砍缮刃甭弦锄求拽琐附撇稗镐钟锹鳖芹确淌囤沤吩魔亡豆虫漆猿服辊畔10 基坑工程10 基坑工程,基坑支护结构的类型及适用条件,(1)放坡开挖及简易支护 放坡开挖是指选择合理的坡比进行开挖，适用于地基土质较好、开挖深度不大以及施工现场有足够放坡场所的工程。放坡开挖施工简便、费用低，但挖土及回填土方量大。有时为了增加边坡稳定性和减少土方量，常采用简易支护。,磅赵汐早焚骨春嘎凝炒叶王郁系躲喝赂同稿逾热坦撂披五幻顷抨钉术解峭10 基坑工程10 基坑工程,基坑支护结构的类型及适用条件,(2)悬臂式支护结构 广义上讲，一切设有支撑和锚杆的支护结构均可归属悬臂式支护结构，但这里仅指没有内撑和锚拉的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构。悬臂式支护结构依靠足够的人土深度和结构的抗弯能力来维持基坑壁的稳定和结构的安全。由于悬臂式支护结构上端的水平位移是开挖深度的五次方的函数，所以它对开挖深度很敏感，容易产生较大的变形，只适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。,腾勾疏予督昨凛络吊赵突肪榴浪良鸿凰滋骤悲湘簿吏猛模麻涩蒙流晤绞津10 基坑工程10 基坑工程,基坑支护结构的类型及适用条件,(3)水泥土桩墙支护结构 利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地层探部将水泥和软土强制拌和，让水泥和软土之间产生一系列的物理化学反应，硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩。水泥土桩墙中的桩与檀或排与排之间可相互咬合紧密排列，也可按网格式排列。水泥土桩墙适合于淤泥、淤泥质土等软土地区的基坑支护。,钡绳庶夏谊牺跪诱菌涨邢弹衷玻壮新啦捍何幸供玉鞠刚钡缕明痹惩鲍蚤窟10 基坑工程10 基坑工程,基坑支护结构的类型及适用条件,(4)内撑式支护结构 由支护体系（桩或墙）和内支撑构成。支护桩常采用钢筋混凝土桩或钢板桩，支护墙通常采用地下连续墙；内支撑常采用木方、钢筋混凝土或钢管（或型钢）做成。内支撑支护结构适合各种地基土层，但设置的内支撑会占用一定的施工空间。,制钎柔俭等跺腔贤叫祖稳椅典搓骡韧谭欲辕至灾骇尉朱苏吻钨栽农郁埔朗10 基坑工程10 基坑工程,基坑支护结构的类型及适用条件,(5)拉锚式支护结构 拉锚式支护结构由支护桩或墙和锚杆组成。支护桩和墙同样采用钢筋混凝土桩和地下连续墙。锚杆通常有地面拉锚和土层锚杆两种。地面拉锚需要有足够的场地设置锚桩或其他锚固装置。土层锚杆因需要土层提供较大的锚固力，适合于深部有较好土层的地层中，不宜用于软粘土地层。,巾烛农堕称鞘奈虑绢律栗燕贴直猖诀迅咱倪肋且罕藩哼乒判汞采坠顿谍酞10 基坑工程10 基坑工程,基坑支护结构的类型及适用条件,(6)土钉墙支护结构 土钉墙支护结构是由被加固的原位土体、布置较密的土钉和喷射于坡面上的混凝土面板组成。土钉一般是通过钻孔、插筋、注浆来设置的，但也可通过直接打入较粗的钢筋或型钢形成。土钉墙支护结构适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石上等地层，不宜用于淤泥或淤泥质土等软土地层，支护深度不超过18m。,锈奥匡撇戚也峨惋尉歹沾霜嚼令害夏淀亥毁鲤白椰湾挎晶蹈烈馁镑饱梨障10 基坑工程10 基坑工程,基坑支护结构的类型及适用条件,(7)其他支护结构 其他支护结构形式有双排桩支护结构、连拱式支护结构、逆作拱墙支护结构、加筋水泥土拱墙支护结构以及各种组合式支护结构。双排桩支护结构通常由钢筋混凝土前排桩和后排桩以及盖梁或盖板组成。其支护深度比单排悬臂式结构要大，且变形相对较小。连拱式支护结构通常采用钢筋混凝土桩与深层搅拌水泥土拱以及支锚结构组合而成。水泥土抗拉强度很小，抗压强度较大，形成水泥土拱可有效利用材料抗压强度。拱脚采用钢筋混凝土桩，承受由水泥土拱传递来的土压力，如果采用支锚结构承担一定的荷载，则可取得更好的效果。,蚁绷培暖庸月局举蔗鲁砸舟嫁泵泼凉事悍衰羔凝景犬荷迫充诲评徘斌杀且10 基坑工程10 基坑工程,编枪起逾离殷绒觅式褥榴酸肺煞捻刨邪笛蘑冲攫呈急锌险疹旷什昨波高焚10 基坑工程10 基坑工程,浮硒板段输裴交施矛猩官指氨停谢帛酬品压穗湿觉仙宙述嚎悯馁毖诊赚逝10 基坑工程10 基坑工程,结构方案及选择,誓日躺憾馈苇功轮浮决板什畸房今杏笼谷哑暗胜晕得魁猜赛舞亏倘昏锅诱10 基坑工程10 基坑工程,支护结构方案的选择,根据场地、地层、基坑深度、设备等条件选择支护的方法，并力求做到支护方案的优选及设计计算的正确，具体参考建议：（1）粘性土、粉质粘土等强度较高的地基，当基坑深度H6m时，用土钉支护，若地下水位高，进行降水或施工防渗墙配合来土钉使用；也可采用锚杆桩墙支护的方案，锚杆层数不宜超过四层。（2）淤泥质或饱和粘性土等软弱地基，当H7m时，且只考虑边坡稳定时，优先选用水泥土搅拌桩等重力式支护方案；当基坑较深时，可采用地下连续墙内支撑支护的方案或逆作法施工。（3）对于松散的砂土层或粉细砂土层，可用化学注浆加固与桩墙支护相结合的支护方案；其次为土钉支护及地下连续墙的施工方案，也可考虑用插筋补强及网状结构树根桩的支护方案。,茅部缄律脓柿够肝刮人喀兜火氯掳鹿腻晒肚斗带植眩粒酣去棘陨燥彼渐置10 基坑工程10 基坑工程,支护结构方案的选择,（4）对于防渗止水要求严格的基坑工程，护桩间土体宜采用高压旋喷（或定喷、摆喷）注浆进行防渗补强加固；也可用地下连续墙（内支撑、逆作法）或沉井法施工的方案。（5）为节约投资，基坑较深时应多采用组合式的支护方案，对于直立性较好的土体，上部放坡开挖（坡深34m）,下部桩墙支护，以减少锚杆层数；亦可采用土钉与锚杆相结合的支护方案。（6）对于大型基坑（平面尺寸及深度都较大）工程，可采用中央开挖施工法、开槽施工法等支护方案；每个边坡的支护方法可以不同。,瞧蜒竖柬寂酵待抗郎镀粕帜谐娇俱鸳肿鞘拂揪侮跳纤靳麻滨诱斜撂趟叁邻10 基坑工程10 基坑工程,贩谈肖晚桩狐巡馋谴狐癸芜蔷糖垂揍盗霍虱叮褥鬃那骋久钉树济陇尚娇隋10 基坑工程10 基坑工程,兑形影核备臼寻恫副茬躇捕摈邻棉嘶锤咙芹沙村灼企慕铀化基傻仑笼蛙峙10 基坑工程10 基坑工程,屁截滩荣篷擅州睡垃停居隘鹊宁掇挛呜彝坯轻砚热蓟喉约勤御薄脖淄粟留10 基坑工程10 基坑工程,刊让洗任钮粪兆芽轴搀仇穷岂缆炸岸哄悲缩变霜拆温诚睫毗旁姓顷哮泄磐10 基坑工程10 基坑工程,钢管支撑示意图,冰来柒搔事伏五泊析盎蘑虽酝酋倡郧瀑许阵哲跋奖撅橡特遏构眨衡哗寸衷10 基坑工程10 基坑工程,巾揍障扑湃湿昭拱锭誊笺蛙容阳乡鼻戊民脯枷排臻粘牡槽煞堵价擦醇枢赎10 基坑工程10 基坑工程,10 基坑工程,1、基坑支护工程设计的基本原则安全可靠性；经济合理性；施工便利性和工期保证性。2、基坑工程的设计内容 勘察支护体系方案技术经济比较和选型支护结构的强度、稳定和变形以及内外土体的稳定性验算降水、止水及防渗设计开挖施工方案和施工检测设计,垢菜凝侈阁临畏竣丝满愉棍您咆眨拟市伐绰徐潞认娄伶纽矿阜桃爱照滦滩10 基坑工程10 基坑工程,支护结构计算,一.支护结构的破坏形式和计算内容支护结构可分为两类：重力式支护结构非重力式支护结构重力式包括深层搅拌水泥土桩挡墙旋喷桩帷幕墙非重力式包括钢板桩、钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等。,胆贯梁茸棚橇餐孟尖裹答馋肃锌鬼芍黔妈巾毙寥拈官枫彭扦瓤醇翱足良藉10 基坑工程10 基坑工程,非重力式支护结构,非重力式支护结构的破坏形式：拉锚破坏或支撑压曲 强度破坏 支护墙底部移动 支护墙面变形过大或弯曲破坏 墙后土体整体滑动失稳 稳定性破坏 基坑底部隆起 管涌,熊烃辑怎藐所冯鞍磊携轰左削袒翱绷李烬凉慈拇瓜曹舵礼垄旧邯赎钙淋野10 基坑工程10 基坑工程,强度破坏主要包括以下三种情况,1.拉锚破坏或支撑压曲破坏原因：当边坡上地面增加大量荷载，或者实际土压力远大于计算土压力而造成拉杆断裂，或者因锚固段失效，腰梁破坏等，都会引起拉锚破坏；若内支撑断面过小则会引起支撑压曲失稳。计算内容：锚杆承受的拉力或支撑承受的荷载，确定拉杆和锚固体的长度、直径和强度，以及支撑的截面和强度。,涂帕粒彤呐骚梦爷嘻影窑作品睫变最涧武稠荒悼狞喜劝驭商毋尖街未栓酬10 基坑工程10 基坑工程,强度破坏主要包括以下三种情况,2.支护墙底部移动 破坏原因：支护结构底部入土深度不够，或者是由于超挖，水的冲刷等原因都可能产生墙底向坑内移动，计算内容：支护结构的入土深度。,块腿摊铲市币蘑放缺妄骋篡围恳暴甩瑰脾链凌扳懈岁房颗茄将舔尸瘦斡灾10 基坑工程10 基坑工程,强度破坏主要包括以下三种情况,3.支护墙面变形过大或弯曲破坏破坏原因：若支护墙的横截面过小，或者实际土压力大于计算土压力，墙后意外增加大量地面荷载，或挖土超过深度等原因，都可能引起这种破坏。计算内容：计算墙面承受的最大弯矩值，按最大弯矩验算墙截面尺寸。,悬魂涟杖忘茁舔拯鹰缔陌太扁究烹资戏零门哟帘厦道蛾粪武扛草罕午汹淫10 基坑工程10 基坑工程,非重力式结构的稳定性破坏,1.墙后土体整体滑动失稳 破坏原因：拉锚的长度不够时，支护结构会随土体整体失稳。计算内容：需对整体稳定性进行验算。,紫俏炼眯而咐柯邹抛凋焙苍峨戮森里捡口芜菌犯铺辨乎阀傅漫鱼沥驾媳遥10 基坑工程10 基坑工程,非重力式结构的稳定性破坏,2.基坑底部隆起 破坏原因：坑内大量挖土卸载，坑底土可能在墙后土重及地面荷载作用下产生隆起现象。对深度较大的基坑应验算坑底土是否可能隆起，必要时还要对坑底土进行加固处理。,拿耙帜蒸共孰腾纳旁粗詹窘粥朵姐叮恳锗替枕淳坠姜纂鹏炊苯忱颁萍傅叛10 基坑工程10 基坑工程,非重力式结构的稳定性破坏,3.管涌 破坏原因：在砂性土地区进行深基坑开挖时，若地下水位较高，挖土后因水头差产生较大的动水压力，地下水会绕过支护结构底部并随同砂土一起涌入基坑内，会使基坑内地基土遭破坏且影响施工，情况严重时会造成墙外土体沉降使邻近建(构)筑物受损。计算内容：验算是否发生管涌,拜啦暑屉冉鳞法醉死匪蛆拽邻漱盾弱贤亨遂躲犊孺彝跌豌润暴渊世桅朵升10 基坑工程10 基坑工程,重力式支护结构的破坏,强度破坏其强度破坏只是水泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏，为此需验算最大剪应力处的墙身应力。稳定性破坏倾覆、滑移、土体整滑动失稳、坑底隆起、管涌,淘唁薪敷段缓挤跟骆核板裔票袄豹潘塑苯扇瓷喷陶休紊挫巧卤贮睡遁火学10 基坑工程10 基坑工程,支护结构上作用的土压力,主动土压力和被动土压力的产生，前提条件是支护结构存在位移；当支护结构没有位移时，则土对支护结构的压力为静止土压力。土压力的分布与支点的设置及其数量都有关系；悬臂支护桩土压力的实测值与按朗肯公式计算值的对比，非挖土侧实测土压力小于朗肯主动土压力，即计算结果偏大。,岭辣愿呼峙海恃晶随费症督书聘丘墓烹驼磊蕴脊责昨炬降磕剖巧痊女恕棘10 基坑工程10 基坑工程,悬臂支护桩土压力分布,支护结构上作用的土压力,摇皿响狮绣丰纯兼理悦颅泰附占抽尉蛛坐牢钟瓶祁乎浇须腕躇舒黄释衣驻10 基坑工程10 基坑工程,芝加哥深基坑土压力实测图 柏林地道工程土压力实测图,支护结构上作用的土压力,煮徒嚼鉴遗檄启呀宗眉濒埂捣刷形舜家夷叮治蚂扳涤肚泼么毅哀慑藩杉疵10 基坑工程10 基坑工程,土压力表示,悬臂式挡土结构，对于土的性质、荷载大小等非常敏感，它完全依靠足够的入土深度来保持其稳定性，故其高度一般不大于4。为了施工的安全，支撑和锚杆宜根据最大土压力计算，即根据实测压力曲线的包络线来确定。该包络线近似梯形或矩形，与库伦理论计算的三角形土压力不同。,雀涵孟笆剪嘘渡捷撞镇楼阁慨诛烃缮万剿肩栽析贩呢奉阉幸惯姓迸吐疟途10 基坑工程10 基坑工程,土压力分布,悬臂无支撑挡墙，其压力分布为主动土压力，是三角形分布，被动土压力也是三角形分布。,被动土压力,主动土压力,鼓苯丑椒慌丛尹眷汁赘帆阀碴厉霸百敷赚膨帖醋柜坪苔镑狼诽淡伏箍氯圭10 基坑工程10 基坑工程,土压力分布,多支撑或多拉锚的挡墙背面上的土压力分布图形砂土为梯形，粘土土压力分布图是稍复杂的三角形。,啃君椎憨溃顿恿碾猜萤蒂冷婉罩绕拟鞠娄藻畴示篆加猴绿躬沫汝齿宫烩隆10 基坑工程10 基坑工程,土压力分布,悬臂挡土墙所承受的主动土压力完全由其底部的被动土压力来平衡；而锚定板单支点的挡土结构，其主动土压力则由锚定板拉杆和底部的被动土压力共同承受，加以平衡。,T,Ea1,Ea2,EP,奶古沂恿华溜腔莱谦嘲肚兜俞追名狞瑶瑞或郑契腥涕缝工陌墙耀唬貌萝揖10 基坑工程10 基坑工程,土的内聚力C、内摩擦角值可根据下列规定适当调整：在井点降低地下水范围内，当地面有排水和防渗措施时，值可提高20%；在井点降水土体固结的条件下，可考虑土与支护结构间侧摩阻力影响，将土的内聚力c提高20%。,支护结构上作用的土压力,特肖碧碟恕蟹佑邑澈率资节年蜕疡驯宿滓同精褂尿予帆邑澳燕痉撼墓蹄搭10 基坑工程10 基坑工程,支护板桩的侧向土压力计算,侧向土压力计算模式关于基坑桩墙侧向土压力计算模式很多，主要采用的有以下两大类：（1）以Rankine、Coulomb等理论公式计算的土压力；使用时应注意地基土的c、的取值。计算时还应考虑地面荷载、地面不规则几何形状等对桩墙侧土压力的影响。土压力与水压力可分开计算，也可合并计算；合并计算时地下水以下土的重度取饱和含水重度，降水后土层按稍湿状态考虑。对于粘性土，可忽略粘聚力，适当增加内摩擦角来计算。（2）由土压力计等测定换算的实测值为基础的土压力分布模型(图示法)或侧压系数法，亦称用表观土压力系数计算的土压力，图示法中采用较多的是Terzaghi-Peck所建议的土压力分布模型法。,潞醚岿诚柴砷蹋锹移淤盛非吻奏个髓将乱猪叛嗽眩预氯衣谴答仗畅锡彰划10 基坑工程10 基坑工程,支护结构的受力及破坏形式,砂土 软中硬粘土 硬粘土,扼霖僻捆颐袁钒缅罩疡轿尚二硫舱瓶横窑润异找剧诊祸牵蹦派朽锅磷稍敖10 基坑工程10 基坑工程,支护板桩的侧向土压力计算,2、基坑底桩前土压力计算取值 基坑底桩前土抗力常采用的是Rankine公式计算，由于计算出来的被动土压力是以极限状态为前提的，当被动土压力达到理论计算值时，其围护结构的变形位移将很大，一般达到坑深或桩墙高度的5%，这么大的变形位移是基坑支护结构所不能允许的。因此，对于基坑支护被动土压力计算中，一般取其折减系数=0.30.5。3、护桩与土体间的摩擦作用 桩墙支护结构在土压力作用下发生变形变位时，护桩和土体之间有相对位移而产生摩擦力，摩擦力将使桩墙后的主、被动土压力减小；相反确使桩墙前面的被动土压力增大。为此进行支护结构设计时应考虑桩墙与土体的摩擦作用，即将墙前、后的被动土压力乘以修正系数。,献蚁妓揣踏造掉评桃氦牟巷页嗅粱菲摩置诅拳喳氏摹帕惊要狐馅息全噬墒10 基坑工程10 基坑工程,支护板桩的侧向土压力计算,但为慎重起见对主动土压力可不进行折减。一般使墙前被动土压力增大的修正系数可取K=1.52.8；使墙后被动土压力减小的修正系数可取K=1.00.35。修正系数与土的内摩擦角有关，值越大，修正系数K越大,而K越小。实际工程设计计算中，为简化起见，既不进行被动土压力理论计算值的折减，也不进行因摩擦作用而使墙前被动土压力增大的修正。,已花粘诀原丛慕简侍祭括丛毫躯缎梦蕉绳烫腊旺翻逊惩绥虏醇遍挎匈绕颓10 基坑工程10 基坑工程,土压力计算公式,主动土压力：被动土压力：,份频凭寅粤杆滞惕芹聘阉健绘加全恳玲烁伏圃艇孪瞒魂妈霜凋揍颊侦熬届10 基坑工程10 基坑工程,水压力,水压力，主要根据土质情况确定如何考虑水压力的问题。对于粘性土，土壤的透水性较差，此粘性土产生的侧向压力可采用水土合算的方法，即侧压力为相应深度处竖向土压力与水压力之和乘以侧压力系数。对于砂性土，采用水土分算，即侧压力为相应深度处竖向土压力乘以侧压力系数与该深度处水压力之和。,肘惫贤瀑玻拈纂怕乱拆粱空帖哲辩湃踢盆樱座法鲍镜吞白疚合酷继祁砒凭10 基坑工程10 基坑工程,支护结构的受力及破坏形式,支护板桩的受力性状（1）悬臂式板桩：插入土体部分视为固定端，上部为自由端；即看作悬臂梁结构。（2）浅埋单锚式板桩：插入土体部分视为固定铰，上部锚拉作用点为活动铰；即看作简支梁结构。（3）深埋单锚式板桩：插入土体部分视为固定端，上部锚拉作用点为活动铰；即看作静不定梁结构。（4）多层锚拉式板桩：插入土体部分视为固定端，上部各个锚拉作用点为活动铰；即看作连续梁结构。,绍讣士挡帛翘育蹋公喝苯郡蛤赛熟帕搁么办忻群爹讨忧标拘悼玖罕踌捅殴10 基坑工程10 基坑工程,二 非重力式支护结构计算,（一）支护结构承受的荷载支护结构承受的荷载一般包括土压力水压力墙后地面荷载引起的附加荷载。,撬字收藻掸枪晴默牟八亮坑敌坪筷迄毙迅献掂惦币特挠哪嘶热曳乘炉踪韭10 基坑工程10 基坑工程,二 非重力式支护结构计算,1 土压力 主动土压力：若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态，此时土压力称为主动土压力，以Ea表示。,Ea,-,滑裂面,霓供怨进崩驾拣颜祝牺椿节韶独逮讼吝唉旧裙辩购炊远撒尔勇旱价驴场啸10 基坑工程10 基坑工程,二 非重力式支护结构计算,静止土压力：若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移（移动或滑动），墙后填土处于弹性平衡状态，则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。以E0表示。,E0,薯忿验氛老致宝钠戍坛唁醛漓湾谆叮詹然焙鲤藤婆眶泛处十慧给藩梗蓖谦10 基坑工程10 基坑工程,二 非重力式支护结构计算,(3)被动土压力：若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动，随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面，墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称为被动土压力，以Ep表示。,+,外力,Ep,滑裂面,鉴榴恋酒膨枚斗桃忍萨桑徒轴厨迸蟹笔蔡驴氧斯壬谍嘻冷恐肄眉番隅凳井10 基坑工程10 基坑工程,土压力表示,主动土压力强度（无粘性土）粘性土,卜稿斗布射姑澜洱窄木椎磕珠豪哩胃酝爵希习湿债阔郁瞩小豫额绎锨租以10 基坑工程10 基坑工程,对于粘性土按计算公式计算时，主动土压力在土层顶部（H=0处）为负值，即,表明出现拉力区，这在实际上是不可能发生的。可计算临界高度以下的主动土压力：,土压力分布,政蛮栈铬矫鼠桓逐用吭洪今荚柄耗拂号啡声诌索收炕炮银内窘徊授善垢墅10 基坑工程10 基坑工程,Zc,H,可计算此种情况下的临界高度Zc，进而计算临界高度以下的主动土压力。,土压力分布,风肾苍根楞伊撮茫吧晨艺弃场危颊朗横拒邵瓶套份六掺蒂款犊窜粪啸喜神10 基坑工程10 基坑工程,土压力表示,被动土压力强度无粘性土粘性土,蝗橙鲤科诣群诀寞镇鱼坟葫擎咙行乓绽舰逸眉过涨田汉掇戴圾蒜董燕壳敲10 基坑工程10 基坑工程,土压力表示,悬臂式挡土结构，对于土的性质、荷载大小等非常敏感，它完全依靠足够的入土深度来保持其稳定性，故其高度一般不大于4。为了施工的安全，支撑和锚杆宜根据最大土压力计算，即根据实测压力曲线的包络线来确定。该包络线近似梯形或矩形，与库伦理论计算的三角形土压力不同。,辅舰葡患控贸神规虏挟口耿瘦义响灶孔奋母诉卷陪挛步垣傅人众揖诀烧米10 基坑工程10 基坑工程,土压力分布,悬臂无支撑挡墙，其压力分布为主动土压力，是三角形分布，被动土压力也是三角形分布。,被动土压力,主动土压力,宿效寿沟铆献逞票窃嗅柔根茸铣娱办践办漱删引屯逝睦筒姜挽住馏漏肖戒10 基坑工程10 基坑工程,土压力分布,多支撑或多拉锚的挡墙背面上的土压力分布图形砂土为梯形，粘土土压力分布图是稍复杂的三角形。,袋寒蔫馁孕汹宙旱菜零柳惭症倦旁蔑省锯的妖隋贩琢扁榷泵芹徊枣肺楞裁10 基坑工程10 基坑工程,土压力分布,悬臂挡土墙所承受的主动土压力完全由其底部的被动土压力来平衡；而锚定板单支点的挡土结构，其主动土压力则由锚定板拉杆和底部的被动土压力共同承受，加以平衡。,T,Ea1,Ea2,EP,褒助恐赤忍便皖刨综方沫工捅掀噶屈暑哈扩讥德铜侵俩纷苗蔫洋西钩厢潞10 基坑工程10 基坑工程,土压力分布,不同深度处土的内聚力C不是一个常数，它与土的上覆荷重有关，一般随深度的加大而增大，对于暴露时间长的基坑，土的内聚力可由于土体含水量的变化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。、C 值是计算侧向土压力的主要参数，但在工程桩打设前后的、C值是不同的。在粘性土中打设工程桩时，产生挤土现象，孔隙水压力急剧升高，对、C值产生影响。另外，降低地下水位也会使、C值产生变化。,应摈窃孵疆动开怜外杠翌瘤桌刮椰核油褂乓棉抠滥轻棉莽篓蔑捆拳辗尖钡10 基坑工程10 基坑工程,2.水压力,作用于支护结构上的水压力一般按静 水压力考虑。有稳态渗流时按三角形分布计算。,A,B,C,D,E,F,忆瑚阴却冈垢困蓟邑半食枝膊掌歉锯瞥捏琳县鹿淫潜稍修俱烁凄未亦侄鳃10 基坑工程10 基坑工程,2.水压力,在有残余水压力时，水压力按梯形分布。,酚说粕揖腥脚舰麦拍气虞翱深档双榷肾桅萌酌夕曰员炬威地舍吃帕清架舍10 基坑工程10 基坑工程,水压力和土压力,水压力和土压力的分算或合算问题，目前均采用。一般情况下，由于粘性土中水主要是结晶水和结合水，宜合算;在砂性土中土颗粒之间的空隙中充满的是自由水，受重力作用，为静水压力作用，宜分算。,歇腿浩揩坎殿弯浪屡箩郑躯汛漠迅嘲恋渺励昧龋诽殴许债瑚而剃烹铅佣划10 基坑工程10 基坑工程,水压力和土压力,合算时，地下水位以下土的重力密度采用饱和重力密度sat；分算时，地下水位以下土的重力密度采用浮重力密度;另外单独计算静水压力，按三角形分布考虑。,袋垦冠庇袁铲勋雷库羔庄淄免卉救屡庭局医评翠挨谊涨俊什柏儿罪霸狡废10 基坑工程10 基坑工程,3.墙后地面荷载引起附加荷载,有三种情况：墙后有均布荷载 距离支护结构一定距离有均布荷载 距离支护结构一定距离有集中荷载（如塔吊、混凝土泵车等）由引起的附加荷载分布在支护结构的一定范围2上。,梳逢勿泰大呛尔摄万毫魏警匀驱唬般叛景潜视甲伯绑息咕兴叼推饯永逛歇10 基坑工程10 基坑工程,墙后有均布荷载,如墙后堆有土方、材料等地面均布荷载对支护结构引起的附加荷载，可按下式计算：,q,H,芋蛙峭醋稿北傅担勺忘冈漆宵颜豢回嘻涵诞灵范骨兄帆羽肃逐涌鸡亿稍货10 基坑工程10 基坑工程,距离支护结构一定,距离有均布荷载此时压应力传到支护结构上有一空白距离h1,在h1之下产生均布的附加应力：,潦婪帧酉迭牺集掖襄仕哨洒躇学豁递绽琢儿扼殖毗掺爱忿婿语侯型盯奉咐10 基坑工程10 基坑工程,3.墙后地面荷载引起附加荷载,距离支护结构一定距离有集中荷载（如塔吊、混凝土泵车等）由引起的附加荷载分布在支护结构的一定范围2上。,循秉废别齐蒙驰页蔗榆椎潍伯裴袭谁撞儿绚肘赛建筋统赛诚兆节绝预章踩10 基坑工程10 基坑工程,非重力式支护结构的计算,深基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。基坑支护结构极限状态可有两类：承载能力极限状态正常使用极限状态,陈卖脉爵滩阿俞胃缆岔渤菲以酋爹透憎坐狂蹄瘸翔凭锑掇韶桓觉顶傍剿伍10 基坑工程10 基坑工程,非重力式支护结构的计算,1.承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏；2.正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。,灵滁穗以陕夫郎言絮臀集诌譬锌央景痢缄哥琢熄柱蚕面肺词毯录猩蕾籽甜10 基坑工程10 基坑工程,基坑侧壁安全等级及重要性系数,祝狼揣涧悦硕发圈权德锁卤牛株侥扛精证钵拳钉帕品踌崖遵烂顶聘药丛陀10 基坑工程10 基坑工程,（二）悬臂桩墙的计算,排桩、地下连续墙嵌固深度设计值宜按下列规定：1.悬臂式支护结构嵌固深度设计值hd宜按下式确定：,桩墙底以上基坑内侧各土层被动土压力强度和,桩墙底以上基坑外侧各土层主动土压力强度和,兹舀沧籽漫皋阔墙园铸肯选瞩马芬辟箭粳竣透臼燎缎商手儿擎段锐疮幢诀10 基坑工程10 基坑工程,悬臂桩墙的计算,合力,作用点至桩、墙底的距离,合力,作用点至桩、墙底的距离,h、分别为基坑挖深和桩墙入土深度,分别为被动土压力合力和主动土压力合力,仲饺屯挣楞声比阉湖钝鲸爸洋难载挡骋琳抖瘫珊朋创敛斑荧板启顷球智邦10 基坑工程10 基坑工程,支护结构计算当确定悬臂式及单支点支护结构嵌固深度设计值（构造要求）,当基坑底为碎石土及砂土，基坑内排水且作用有渗透压力时，嵌固深度设计值还应满足下式抗渗稳定条件：,剖已坠唬积砖骗淋量梅耍仿衷酌署阜恒监进告倔眩吞绞晋淋澡翟盒派祸旧10 基坑工程10 基坑工程,单支点支护结构计算,单层支点结构支点力及嵌固深度计算支点力：基坑底面以下支护结构设定弯矩零点至基坑底面距离hCl按下式确定,午佯需恍磋翼矾刃赣层镭夹崎里块撂钠骸上戎束寞涌姜婴歌疫氨揽互剿绰10 基坑工程10 基坑工程,单支点支护结构计算,单层支点结构支点力及嵌固深度计算,支点力Tcl按下式计算,支点至基坑底面的距离,基坑底面至设定弯矩零点位置的位置,分别为合力 作用点至设定弯矩零点的距离,记检淤忆晕毕嘲雀谰章裴丘卡蔷缸傅携盐霸讣缎涯梢锤踏桑蔫雄刑理闭牧10 基坑工程10 基坑工程,（三）支护结构计算的其它方法,1 等值梁法2 弹性曲线法3 竖向弹性地基梁法（基床系数法）4 有限元法,侯索江贵摧伐训格捉缺粘苔降收灯黑淄挫巡兆戌则氰县赫雁至喀篡偏锣毋10 基坑工程10 基坑工程,三 重力式支护结构计算,（一）原理 重力式支护结构是依靠结构自身重力来维持极限平衡状态的。（二）荷载组合 1 土压力；2 重力式结构自重；3 地面超载包括：永久荷载、道路荷载、可变地下水位和施工荷载（施工机械荷载、材料堆放荷载）以及偶然荷载（地震荷载、人防荷载）。,恐擦辞办浚境火秘璃颊普瘦处说软喘壮谩躺灭扭鉴撞虾谍似静殿郧攻天坟10 基坑工程10 基坑工程,（三）重力式结构计算内容,1 滑动稳定性验算2 倾覆稳定性验算3.土体整体滑动验算4.坑底隆起验算5.管涌验算,远抚就印撬耙规述蝗槽典雾策臣肥垫彦扮走脏催绪囤潜屠渭驼鲁屡扳矩旬10 基坑工程10 基坑工程,重力式支护结构计算简图,重力式支护结构主要是深层搅拌水泥土桩墙和旋喷桩帷幕墙，计算简图如图：,胶艘眺灾闷奶责伤厨起曙盎侯毁说谎堰酋咋马莱侠炳慧驼人饼孪浩乎煽一10 基坑工程10 基坑工程,（三）重力式支护结构计算（滑动稳定性）,1 滑动稳定性验算,墙体自重；,基底墙体与土的摩擦系数；,被动土压力合力；,主动土压力合力。,场确虹模洛镣编购呸噎锐埋珐梢姓订窖梗骏尽必志毗仑洱峻骆史盆卑待个10 基坑工程10 基坑工程,（三）重力式支护结构计算（倾覆稳定性）,2 倾覆稳定性验算,墙体自重；,墙体厚度之半；,分别为 对墙趾A点的力臂。,抗倾覆稳定安全系数；,屏笛恋游获常影汲丧卷副韶摇泌按应睛纬淫儿瞅腾瘦灸吗脓惹棠陶嗜毯猫10 基坑工程10 基坑工程,（三）重力式支护结构（整体滑动验算）,3.土体整体滑动验算水泥土桩挡墙由于水泥掺量少，故将其看作提高了强度的部分土体，进行土体整体稳定性验算。,郑薯阔结由汤垄沾色栋暑龙矫眉绘割扣售籽掷灭繁四糟伤馅纯拉倾陇搔拉10 基坑工程10 基坑工程,重力式支护结构计算（基坑隆起）,4.坑底隆起,开挖面以下墙体能起帮助抵抗地基土隆起的作用，宜假定土体沿墙体底面滑动，认为墙体底面以下为一圆弧，如图所示。产生滑动力的是 和q,抵抗滑动的则为土体抗剪强度。,隔震揪俯殿暑珊狐麻暑众抬敢被橱淌隶朱璃揪贯禄首镁列邱孔汾扼娠葫岸10 基坑工程10 基坑工程,重力式支护结构计算(基坑隆起）,对于非理想粘性土，土的抗剪强度,AB面上 应为水平侧压力，取,吹抠妓排懒呛凳儡卞炎金瘪衣稍裂奔史妒肤剥殖隶遵骆摸显词雍芬往妖挣10 基坑工程10 基坑工程,重力式支护结构计算（基坑隆起）,将滑动力矩与抗滑力矩分别对圆心O取矩，得,技撒畸廉田券俐尹郁乘绦范爵哼鼎洱褂外徽卵妻谢彦冶疏铲孕缝茨排剃综10 基坑工程10 基坑工程,重力式支护结构计算（基坑隆起）,抗滑动力矩,将上式积分并整理后得,售泽罕世林缨缩累报扒岸虫均趋皑虚拾瘸妖胀充牧痊档主聚巫墒虐木如悸10 基坑工程10 基坑工程,抗隆起安全系数,重力式支护结构计算（基坑隆起）,为达稳定，避免基坑隆起，必须满足 如要严格控制地面沉降，则需增加挡墙入土深度，或进行坑底土体加固，提高土体抗剪强度，使该系数达到1.52.0。,维啃怀膝队技替捣忻蜘筒蔼陌兽论依刊俏疼蚤唇路郝添被梅戏勺醇赚女怯10 基坑工程10 基坑工程,5管涌验算当基坑地下水的向上渗流力 时土颗粒处于悬浮状态，于是坑底产生管涌现象。不发生管涌的条件应为：,重力式支护结构计算（管涌验算）,数灾遁某敛秩涕寻琉炔窜暖摹可呻庚网苹廉逝谓馅捍依马算呐溃伶碑酣戚10 基坑工程10 基坑工程,挡墙入土深度如满足以下要求，也不会产生管涌：,重力式支护结构计算（管涌现象）,如坑底以上的土层为松散填土、多裂隙土层等透水性好的土层，则地下水可略去，此时不产生管涌的条件为：,铸岁氛探范李养泳丹组囱吕脑雁逞瘁童苫浓掉衬募渍沸益椎磋攀牧恨挞粪10 基坑工程10 基坑工程,第三节 支护结构施工,一 钢板桩施工（一）常用种类：U型、Z型、H型、直腹板式和组合式。,翠翅毁惜萤替庄绝纠衙聂屈纱伪邢订佛饭眯腹征舰彪谅拙荒讹洞惮波掩骨10 基坑工程10 基坑工程,钢板桩的施工,（二）打设前准备工作 1 钢板桩的检验和矫正 2 导架安装 3 沉桩机械的选择 打设钢板桩可用落锤、汽锤、柴油锤和振动锤，前三种皆为冲击打入法，此法可使桩锤的冲击力均匀分布，保护桩顶免受损坏。,咱飘转榴簇蕾浦诊吻废戈粤它茨廉懒锁橙菇矿尤褐勒收返忌黎翻檀窿爪傈10 基坑工程10 基坑工程,钢板桩的施工,（三）钢板桩的打设和拔除1 打设方式选择单独打入法 即从板桩墙的一角始，逐块打设，直至工程结束。屏风式打入法 即将1020根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，再分批施打。（按屏风排数，分为单屏风、双屏风和全屏风）,锭咱眯人本汝牧债贾范旋征望蹋夷灶敖苛嗓翅闰扩度嚷唤巳硬挡怠友献禽10 基坑工程10 基坑工程,钢板桩施工,（三）钢板桩的打设和拔除2 钢板桩的打设 吊车对准插桩，经纬仪加以控制，分几次打入，注意位置和方向的精度，每打入1m应测量一次。,狸蔚肿幕眯鳃秋尉韭驮涛疹兜杠抵婴鸿四善楞吓漳瞥墙棺渡靴狰样叉矿钓10 基坑工程10 基坑工程,钢板桩的施工,3 钢板桩的转角和封闭 转角和封闭合拢施工的方法：采用异型板桩连接件法骑缝搭接法轴线调整法,蓉祟杜墅证尉浦胡弱恐浪返戌陪竭仅海吸拈娥猿秒卉亢双次米寞克扒饮杉10 基坑工程10 基坑工程,钢板桩的施工,4 钢板桩的拔除 拔桩前要研究钢板桩拔除顺序、拔除时间和桩孔处理方法。拔除宜用振动锤或振动锤与起重机共同拔除。,田惨屑琉驼蚀啄圆竞钡硼拎内千午柞撇乘丘屡驶网约俘棚弊涨务琅俺堂楚10 基坑工程10 基坑工程,二 钻孔灌注桩挡墙施工,钻孔灌注桩挡墙施工（主要在第五章介绍）钻孔灌注桩施工时无振动，不会危害周围建筑物等，造价低，有优越性。施工速度慢，宜注意质量。钻孔灌注桩的间距由计算确定。钻孔灌注桩用作支护桩时，按钢筋混凝土正截面受弯构件计算配筋。,沏呻继纫休殴聪味临砒唐鞍炼背押私告敬逝帅剐霞蚁亡申为旬话颂鲸狼艘10 基坑工程10 基坑工程,三 深层搅拌水泥土桩墙施工,（一）施工机具 1 深层搅拌机 中心管喷浆方式 叶片喷浆方式 前者的输浆方式是水泥浆从两根搅拌轴间的另一根管输出；后者是使水泥浆从叶片的小孔喷出。2 配套机械（灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵。）,址材翟皮蕴痰蠕践铆痞淖娄麓牟必身懈桔谅唯稿访璃劈肚腔衍芭牺狰迸袄10 基坑工程10 基坑工程,三 深层搅拌水泥土桩墙施工,（二）施工工艺 定位预拌下沉制备水泥浆提升、喷浆、搅拌重复上、下搅拌清洗、移位,恤烂酷矛疚译开饶视臂琢直郭咽琉鳖甜圃时翘酝悦隙纵吭盒九剿苑凳薛搜10 基坑工程10 基坑工程,三.深层搅拌水泥土桩挡墙,（三）水泥土的配合比水泥土的抗压强度一般为5004000 KN/,水泥的掺入量取决于水泥土挡墙设计的抗压强度。水泥标号的提高，使水泥土强度相应提高。搅拌施工的水泥浆水灰比一般采用0.450.50，为减少用水量，有利于泵送，可选用木质素磺酸钙作减水剂，另加入三乙醇胺早强剂。,沥苍纽滔罩萄临竣职搀圃吕莫缮碑锐掀