第二章天然地基上的浅基础1.ppt

第第 二二 章章天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础1本本 章章 提提 示示 浅浅基基础础的的概概念念、特特点点及及适适用用范范围围，浅浅基基础础设设计计的的基基本本原则和要求。原则和要求。浅基础的形式和构造要求。浅基础的形式和构造要求。天天然然地地基基上上的的浅浅基基础础设设计计计计算算内内容容，主主要要包包括括：浅浅基基础础的的类类型型，基基础础埋埋置置深深度度的的选选择择，基基础础底底面面尺尺寸寸的的确确定定，地地基基承承载载力力的的验验算算，基基底底合合力力偏偏心心距距验验算算，基基础础稳定性和地基稳定性验算，基础沉降验算。稳定性和地基稳定性验算，基础沉降验算。刚性浅基础的施工。刚性浅基础的施工。学习完本章应能学习完本章应能独立完成刚性扩大基础的设计与验算独立完成刚性扩大基础的设计与验算。2主主 要要 内内 容容2.1 天然地基上浅基础的类型、构造及天然地基上浅基础的类型、构造及 适用条件适用条件2.2 刚性扩大浅基础施工刚性扩大浅基础施工2.3 板桩墙的计算（自学）板桩墙的计算（自学）2.4 地基承载力容许值的确定地基承载力容许值的确定2.5 刚性扩大基础的设计与计算刚性扩大基础的设计与计算2.6 刚性扩大基础计算算例刚性扩大基础计算算例 3本本 章章 学学 习习 要要 求求1.1.掌握浅基础的各种概念；理解浅基础的设计原则及掌握浅基础的各种概念；理解浅基础的设计原则及 要求；要求；2.2.熟悉浅基础构造、浅基础的适用条件及特点；熟悉浅基础构造、浅基础的适用条件及特点；3.3.掌握基础埋置深度及尺寸的确定方法和影响因素；掌握基础埋置深度及尺寸的确定方法和影响因素；4.4.掌握地基承载力验算，掌握基底合力偏心距验算、掌握地基承载力验算，掌握基底合力偏心距验算、基础稳定性验算、基础沉降验算；基础稳定性验算、基础沉降验算；5.5.掌握刚性扩大基础的施工要点；掌握刚性扩大基础的施工要点；6.6.熟悉桥墩、桥台刚性扩大浅基础的设计计算方法。熟悉桥墩、桥台刚性扩大浅基础的设计计算方法。4 ：浅基础中的基本概念；基础埋置深度的确定及浅基础中的基本概念；基础埋置深度的确定及 尺寸拟定；刚性扩大基础的验算；刚性扩大基尺寸拟定；刚性扩大基础的验算；刚性扩大基 础的施工。础的施工。：对基础埋置深度确定方法的理解和灵活运用。：对基础埋置深度确定方法的理解和灵活运用。本本 章章 重重 点点 及及 难难 点点重重 点点难难 点点52.1 2.1 概概 述述2.1.1 2.1.1 浅基础的适用范围浅基础的适用范围2.1.2 2.1.2 浅基础的设计原则和设计要求浅基础的设计原则和设计要求 浅基础的概念浅基础的概念 浅基础的特点浅基础的特点 浅基础的适用性浅基础的适用性 浅基础的设计原则浅基础的设计原则 浅基础的设计要求浅基础的设计要求 62.1.12.1.1浅基础的适用范围浅基础的适用范围天然地基上的基础，分为天然地基上的基础，分为浅基础浅基础和和深基础深基础两类。两类。天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础天然地基上的浅基础是指修建在天然地基上，基础底面的埋置是指修建在天然地基上，基础底面的埋置深度小于基础窄边宽度，或埋入地层深度较浅（在深度小于基础窄边宽度，或埋入地层深度较浅（在5m5m以内），以内），施工一般采用敞开挖基坑和敞坑排水修筑的基础，也称明挖基施工一般采用敞开挖基坑和敞坑排水修筑的基础，也称明挖基础或扩大基础。础或扩大基础。图图2.1 简支梁桥基础图示简支梁桥基础图示 7浅基础由于基础埋置深度较浅，在设计计算时可以浅基础由于基础埋置深度较浅，在设计计算时可以忽忽略基础侧面土体对基础的影响略基础侧面土体对基础的影响，而使计算简化。而使计算简化。深基础在设计计算时需深基础在设计计算时需考虑基础侧面土体的影响考虑基础侧面土体的影响。浅基础的特点浅基础的特点：稳定性好，施工简便，经济效益较好，：稳定性好，施工简便，经济效益较好，造价也较低，能承受较大荷载。浅基础适合修建于在造价也较低，能承受较大荷载。浅基础适合修建于在岸上或水流冲刷影响不大的浅水处，且浅表地基承载岸上或水流冲刷影响不大的浅水处，且浅表地基承载力合适的地层。力合适的地层。浅基础是桥梁及涵洞等结构物优先考虑的基础形式。浅基础是桥梁及涵洞等结构物优先考虑的基础形式。82.1.2 2.1.2 浅基础的设计原则和设计要求浅基础的设计原则和设计要求（1）浅基础设计原则）浅基础设计原则 1）为防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的）为防止地基土体剪切破坏和丧失稳定性，应具有足够的安全度，防止土体出现极限破坏；安全度，防止土体出现极限破坏；2)在荷载作用下，应控制地基及基础的变形值小于桥梁结在荷载作用下，应控制地基及基础的变形值小于桥梁结构物要求的容许沉降值；构物要求的容许沉降值；3)基础的型式、构造尺寸除应能适应上部结构、符合使用基础的型式、构造尺寸除应能适应上部结构、符合使用需要、满足地基承载力、稳定性和变形要求外，还应满足对基础需要、满足地基承载力、稳定性和变形要求外，还应满足对基础结构的强度、刚度和耐久性的要求。结构的强度、刚度和耐久性的要求。9 （2）浅基础的设计要求）浅基础的设计要求 1）地基设计采用）地基设计采用正常使用极限状态法正常使用极限状态法，要求基础底面作用在，要求基础底面作用在 地基土的地基土的最大压应力不超过地基承载力的容许值最大压应力不超过地基承载力的容许值，且应以，且应以 修正后的地基承载力容许值控制修正后的地基承载力容许值控制。2）基础沉降计算时，修建在一般土质条件下的中、小型桥梁）基础沉降计算时，修建在一般土质条件下的中、小型桥梁 的基础，只要满足了地基的强度要求，地基（基础）的沉的基础，只要满足了地基的强度要求，地基（基础）的沉 降也就满足要求。降也就满足要求。3）基础结构承载力和稳定性验算按承载能力极限状态设计基础结构承载力和稳定性验算按承载能力极限状态设计。基础结构进行自身承载力验算，在外荷载作用下应满足抗基础结构进行自身承载力验算，在外荷载作用下应满足抗 弯、抗剪、抗冲切、抗压等承载力要求。基础结构的稳定弯、抗剪、抗冲切、抗压等承载力要求。基础结构的稳定 性验算，所得倾覆和滑动稳定性系数应满足规范的规定值。性验算，所得倾覆和滑动稳定性系数应满足规范的规定值。102.2 天然地基浅基础的类型及构造及适用条件2.2.12.2.1 浅基础的类型划分浅基础的类型划分 按浅基础的受力条件分类按浅基础的受力条件分类 按浅基础的施工分类按浅基础的施工分类 2.2.2 2.2.2 刚性浅基础的构造要求刚性浅基础的构造要求 刚性扩大基础构造要求刚性扩大基础构造要求 条形基础构造要求条形基础构造要求 112.2.1 2.2.1 浅基础的类型划分浅基础的类型划分 浅浅浅浅基基基基础础础础类类类类型型型型按受力条件分类按受力条件分类按受力条件分类按受力条件分类按施工方法分类按施工方法分类按施工方法分类按施工方法分类u刚性基础刚性基础u柔性基础柔性基础u就地砌筑基础就地砌筑基础u装配式基础装配式基础设计时必须保证在设计时必须保证在基础内产生的拉应基础内产生的拉应力和剪应力都不大力和剪应力都不大于相应材料强度的于相应材料强度的设计值设计值设计时在基础内产设计时在基础内产生的拉应力和剪应生的拉应力和剪应力都大于相应材料力都大于相应材料强度的设计值强度的设计值12概念概念：当截面厚度一定时，其悬出部分长度应控制在一定范围：当截面厚度一定时，其悬出部分长度应控制在一定范围 内。内。a-aa-a截面则不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受截面则不会出现裂缝，这时，基础内不需配置受 力钢筋，这种基础称为刚性基础。力钢筋，这种基础称为刚性基础。特点：特点：稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载。它的主要稳定性好、施工简便、能承受较大的荷载。它的主要缺缺 点点是自重大，当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积是自重大，当持力层为软弱土时，由于扩大基础面积 有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用。有一定限制，需要对地基进行处理或加固后才能采用。实质上实质上就是在设计时要求基础悬就是在设计时要求基础悬出部分的宽度和基础的高度的比出部分的宽度和基础的高度的比值限制在一定的范围之内值限制在一定的范围之内。思考什么是思考什么是“刚性角刚性角”？（1）刚性基础刚性基础图图2.2 刚性基础刚性基础 13刚性扩大基础刚性扩大基础柱下条形基础柱下条形基础 挡土墙下条形基础挡土墙下条形基础 刚性基础形式刚性基础形式1415刚性基础采用的材料：刚性基础采用的材料：混凝土、各种石材及砂浆。混凝土、各种石材及砂浆。混凝土。它的优点是抗压强度高、耐久性和抗冻性好，可浇混凝土。它的优点是抗压强度高、耐久性和抗冻性好，可浇筑成任意形状的砌体，混凝土强度等级一般不宜小于筑成任意形状的砌体，混凝土强度等级一般不宜小于C20C20。对于。对于大体积混凝土基础，采用片石混凝土。大体积混凝土基础，采用片石混凝土。石材。刚性基础常用的石材主要有各种料石、块石和片石。石材。刚性基础常用的石材主要有各种料石、块石和片石。采用石材砌筑时应错缝，并用水泥砂浆填缝。采用石材砌筑时应错缝，并用水泥砂浆填缝。表表2.1 2.1 圬工材料的最低强度等级圬工材料的最低强度等级结构物种类结构物种类材料最低强度等级材料最低强度等级砌筑砂浆最低砌筑砂浆最低强度等级强度等级大、中桥墩台及基础，轻型大、中桥墩台及基础，轻型桥台桥台MU40MU40石材石材C25C25混凝土（现浇）混凝土（现浇）C30C30混凝土（预制块）混凝土（预制块）M7.5M7.5小桥涵墩台及基础小桥涵墩台及基础MU30MU30石材石材C20C20混凝土（现浇）混凝土（现浇）C25C25混凝土（预制块）混凝土（预制块）M5M516概念概念：基础在基底反力作用下，在：基础在基底反力作用下，在a-aa-a截面产生弯曲拉应力和截面产生弯曲拉应力和 剪应力若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础剪应力若超过了基础圬工的强度极限值，为了防止基础 在在a-aa-a截面开裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设截面开裂甚至断裂，可将刚性基础尺寸重新设 计，并在基础中配置足够数量的受力钢筋，这种基础称计，并在基础中配置足够数量的受力钢筋，这种基础称 为柔性基础。为柔性基础。特点：特点：整体性能较好，抗弯刚度较大。在外力作用下只产生均整体性能较好，抗弯刚度较大。在外力作用下只产生均 匀沉降或整体倾斜，基本上消除了由于地基沉降不均匀匀沉降或整体倾斜，基本上消除了由于地基沉降不均匀 引起结构物损坏的影响。其引起结构物损坏的影响。其缺点缺点是钢筋和水泥的用量较是钢筋和水泥的用量较 大，施工技术的要求也较高。大，施工技术的要求也较高。（2）柔性基础）柔性基础图图2.3 柔性基础柔性基础 17柔性基础形式柔性基础形式 柱下条形基础柱下条形基础 筏板基础筏板基础 箱形基础箱形基础18刚性浅基础的结构类型刚性浅基础的结构类型刚性扩大基础刚性扩大基础 柱下条形基础柱下条形基础 墙下条形基础墙下条形基础 2.2.2 2.2.2 刚性浅基础的构造要求刚性浅基础的构造要求19由于地基土的强度比墩台或墙由于地基土的强度比墩台或墙柱圬工的强度低，故基础平面柱圬工的强度低，故基础平面尺寸应扩大以满足地基强度要尺寸应扩大以满足地基强度要求，这种刚性基础又称求，这种刚性基础又称刚性扩刚性扩大基础大基础 。其平面形状常为矩形，其每边其平面形状常为矩形，其每边扩大的尺寸最小为扩大的尺寸最小为0.20m0.20m0.50m0.50m，视土质、基础厚度、埋，视土质、基础厚度、埋置深度和施工方法而定。作为置深度和施工方法而定。作为刚性基础，每边扩大的最大尺刚性基础，每边扩大的最大尺寸应受到材料寸应受到材料刚性角限制刚性角限制。当基础较厚（超过当基础较厚（超过1m1m以上）时，以上）时，可在纵横两个剖面上都做成台可在纵横两个剖面上都做成台阶形，以减少基础自重，节省阶形，以减少基础自重，节省材料。材料。它是桥涵及其它建筑物常用的它是桥涵及其它建筑物常用的基础形式。基础形式。（1）刚性扩大基础）刚性扩大基础图图2.4 刚性扩大基础刚性扩大基础 20条形基础分为墙下和柱下条形基础。条形基础分为墙下和柱下条形基础。墙下条形基础：墙下条形基础：挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。一般多采用挡土墙下或涵洞下常用的基础形式。一般多采用刚性基础，其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。如挡土墙刚性基础，其横剖面可以是矩形或将一侧筑成台阶形。如挡土墙很长，为了避免在沿墙长方向因沉降不均匀而开裂，可根据土质很长，为了避免在沿墙长方向因沉降不均匀而开裂，可根据土质和地形予以分段，设置沉降缝。和地形予以分段，设置沉降缝。柱下条形基础：柱下条形基础：当桥较宽，桥下墩柱较多时，有时为了增强桥墩当桥较宽，桥下墩柱较多时，有时为了增强桥墩柱下基础的整体性和承载能力，将同一排若干个柱子的基础联合柱下基础的整体性和承载能力，将同一排若干个柱子的基础联合成整体，也就成为柱下条形基础。公路桥涵多采用圬工刚性基础。成整体，也就成为柱下条形基础。公路桥涵多采用圬工刚性基础。(2)条形基础条形基础图图2.5 墙下条形基础墙下条形基础 图图2.6 柱下条形基础柱下条形基础 21作业思考题作业思考题P67,2-3P67,2-31.1.什么是明挖基础？什么是明挖基础？2.2.为什么要用明挖基础，它适用于哪些地质条件呢？为什么要用明挖基础，它适用于哪些地质条件呢？3.3.明挖基础的施工的工序？明挖基础的施工的工序？4.4.为什么进行基础定位放样？怎么进行基础定位放样？为什么进行基础定位放样？怎么进行基础定位放样？5.5.二位同学做二位同学做5 5分钟，刚性扩大基础施工的分钟，刚性扩大基础施工的pptppt，一位同，一位同学做一级、二级建造工程师，有关刚性扩大基础的案学做一级、二级建造工程师，有关刚性扩大基础的案例分析题例分析题222.3 刚性扩大基础的施工2.3.1 2.3.1 施工前准备施工前准备2.3.2 2.3.2 基础的定位放祥基础的定位放祥2.3.3 2.3.3 旱地上浅基础施工旱地上浅基础施工2.3.42.3.4 水中浅基础施工水中浅基础施工23 刚性浅基础的施工通常采用明挖的方法进行。刚性浅基础的施工通常采用明挖的方法进行。施工工序和主要内容包括：施工工序和主要内容包括：基础定位放样基础定位放样 基坑开挖与支护基坑开挖与支护 基坑排水基坑排水 基坑检验和基底处理基坑检验和基底处理 基础砌筑及基坑的回填基础砌筑及基坑的回填2.3.12.3.1 施工前准备施工前准备24 基坑的开挖工作应尽量选择在枯水和少雨季节进行，基坑的开挖工作应尽量选择在枯水和少雨季节进行，开工前应做好计划和准备工作，开挖后应快速连续施工，开工前应做好计划和准备工作，开挖后应快速连续施工，且不宜间断。且不宜间断。在旱地开挖基坑，在旱地开挖基坑，如果地基土质较为坚实，开挖后如果地基土质较为坚实，开挖后能保持坑壁稳定，可不必设置支撑，采取放坡开挖。但能保持坑壁稳定，可不必设置支撑，采取放坡开挖。但实际上由于土质条件、开挖深度、放坡受到用地或施工实际上由于土质条件、开挖深度、放坡受到用地或施工条件限制等因素影响，需要进行各种坑壁支撑。在基坑条件限制等因素影响，需要进行各种坑壁支撑。在基坑开挖过程中有渗水时，则需要在基坑四周挖边沟和集水开挖过程中有渗水时，则需要在基坑四周挖边沟和集水井以便排除积水。井以便排除积水。在水中开挖基坑，在水中开挖基坑，通常要在基坑周围，预先修筑临通常要在基坑周围，预先修筑临时性的档水结构物时性的档水结构物(称为围堰称为围堰)，然后将堰内水排干，再，然后将堰内水排干，再开挖基坑。基坑开挖至设计标高后，应及时地进行坑底开挖基坑。基坑开挖至设计标高后，应及时地进行坑底土质鉴定、清理及整平工作，然后砌筑基础结构物。土质鉴定、清理及整平工作，然后砌筑基础结构物。25陆上地基开挖陆上地基开挖水中基础开挖水中基础开挖直挡板式、横挡板式直挡板式、横挡板式框式框式锚桩式锚桩式斜撑式斜撑式锚杆式锚杆式混凝土支护坑壁混凝土支护坑壁钢板桩、钢筋混凝土桩钢板桩、钢筋混凝土桩护筒护筒土石围堰土石围堰木笼围堰或竹笼围堰木笼围堰或竹笼围堰钢板桩围堰钢板桩围堰套箱围堰套箱围堰双壁围堰双壁围堰无支撑无支撑有支撑有支撑26施工工序施工工序27 桥梁墩台基础位置的测设就桥梁墩台基础位置的测设就是将设计图上的墩台基础位置，是将设计图上的墩台基础位置，用适当的测量方法测定到地面用适当的测量方法测定到地面上，以便进行放样。上，以便进行放样。直接丈量法直接丈量法 适用：直线桥梁，各桥墩距离适用：直线桥梁，各桥墩距离位置测定。位置测定。三角网交会法三角网交会法基础的测量定位基础的测量定位2.3.2 2.3.2 基础的定位放祥基础的定位放祥28根据土质确定放坡率，得到基坑顶的尺寸，当基础尺寸根据土质确定放坡率，得到基坑顶的尺寸，当基础尺寸为为A，B时，则基坑顶的尺寸为：时，则基坑顶的尺寸为：式中：式中：A为基坑顶的长（为基坑顶的长（m）；）；B为基坑顶的宽（为基坑顶的宽（m）；）；H基础底高程与地面平均高程之差基础底高程与地面平均高程之差（m）；）；n边坡的坡度比。边坡的坡度比。图图 2.19 基坑放坡示意（尺寸单位：基坑放坡示意（尺寸单位：m）29ABCDABCDabcdefgh0.51m桥位中线桥位中线基础横中线基础横中线其中：其中：A A、B B、C C、D D为为基坑顶部四角的边桩；基坑顶部四角的边桩；A A、B B、C C、D D为基坑底部四角的边桩；为基坑底部四角的边桩；a a、b b、c c、d d、e e、f f、g g、h h为基底边角。为基底边角。基础的定位放样基础的定位放样30（1 1）基坑开挖）基坑开挖 基坑开挖主要以施工机械为主，局部采用人工配合。基坑开挖主要以施工机械为主，局部采用人工配合。基坑开挖要求：基坑开挖要求：基坑应避免超挖，已经超挖或松动部分，应将松动部分清基坑应避免超挖，已经超挖或松动部分，应将松动部分清除。挖至标高的土质基坑不得长期暴露、扰动或浸泡，并除。挖至标高的土质基坑不得长期暴露、扰动或浸泡，并应及时检查基坑尺寸、高层、基底承载力，符合要求后，应及时检查基坑尺寸、高层、基底承载力，符合要求后，应立即砌筑基础。应立即砌筑基础。如基坑开挖后，坑壁能保持稳定不坍，可不加支护。但实如基坑开挖后，坑壁能保持稳定不坍，可不加支护。但实际上因坑深土松，甚至还有地下水或坑顶荷载，需要进行际上因坑深土松，甚至还有地下水或坑顶荷载，需要进行支护。基坑围护的形式，与土质及地下水的高低有着密切支护。基坑围护的形式，与土质及地下水的高低有着密切的关系。的关系。2.3.3 2.3.3 旱地上浅基础施工旱地上浅基础施工31基坑施工的注意事项基坑施工的注意事项观察坑壁边缘有无裂缝设护道坑底30cm人工开挖观察坑壁边缘有无松散塌落设截水沟静载距坑边缘0.5m动载距坑边缘1.0m32 当基坑较浅，地下水位较低或渗水量当基坑较浅，地下水位较低或渗水量较少，不影响坑壁稳定时，坑壁可不加围较少，不影响坑壁稳定时，坑壁可不加围护，此时可将坑壁挖成竖直或斜坡形。竖护，此时可将坑壁挖成竖直或斜坡形。竖直坑壁只有在岩石地基或基坑较浅又无地直坑壁只有在岩石地基或基坑较浅又无地下水的硬粘土中采用。下水的硬粘土中采用。要求：要求：在一般土质条件下开挖基坑在一般土质条件下开挖基坑时，应采用时，应采用放坡放坡开挖的方法，基坑深度在开挖的方法，基坑深度在5m5m以内，施工期较短，地下水在基底以下以内，施工期较短，地下水在基底以下，且土的湿度接近，且土的湿度接近最佳含水量最佳含水量，土质构造，土质构造又较又较均匀均匀时，基坑坡度可参考下表选用。时，基坑坡度可参考下表选用。1）无围护基坑）无围护基坑（b b）斜坡式）斜坡式（a a）直坡式）直坡式（c c）台阶式）台阶式33无围护基坑坑壁坡度无围护基坑坑壁坡度 坑坑 壁壁 土土 类类坑坑 壁壁 坡坡 度度基基 坑坑 顶顶 缘缘 无无 荷荷 载载基基 坑坑 顶顶 缘缘 有有 静静 载载基基 坑坑 顶顶 缘缘 有有 动动 载载砂砂 类类 土土1 11 1.251 1.5碎卵石类土碎卵石类土1 0.751 11 1.25亚亚 砂砂 土土1 0.671 0.751 1亚粘土、粘亚粘土、粘土土1 0.331 0.51 0.75极极 软软 岩岩1 0.251 0.331 0.67软软 质质 岩岩1 01 0.11 0.25硬硬 质质 岩岩1 01 01 034无围护基坑放坡开挖工程实例无围护基坑放坡开挖工程实例 352 2）有支护基坑）有支护基坑 当地下水位高于基底且渗透量大，影响坑壁稳定；当地下水位高于基底且渗透量大，影响坑壁稳定；坡度不宜保持，放坡开挖工作量过大，不符合多快好省坡度不宜保持，放坡开挖工作量过大，不符合多快好省的要求；基坑较深，土方量大，施工期较长；受施工场的要求；基坑较深，土方量大，施工期较长；受施工场地限制或邻近有建筑物，不能采用放坡开挖时，可采用地限制或邻近有建筑物，不能采用放坡开挖时，可采用坑壁支护进行加固施工。坑壁支护进行加固施工。加固坑壁常用的支护形式：加固坑壁常用的支护形式：挡板支撑挡板支撑混凝土护壁（喷射或支模现浇）支撑混凝土护壁（喷射或支模现浇）支撑板桩支撑板桩支撑地下连续壁地下连续壁36 挡板支撑适于开挖面积不大，地下水位较低，挖基挡板支撑适于开挖面积不大，地下水位较低，挖基深度较浅的基坑，适用于中、小桥和涵洞基坑开挖。深度较浅的基坑，适用于中、小桥和涵洞基坑开挖。挡板支撑形式：挡板支撑形式：竖挡板式坑壁支撑竖挡板式坑壁支撑横挡板式坑壁支撑横挡板式坑壁支撑框架式支撑框架式支撑其他形式的支撑其他形式的支撑如锚桩式、斜撑式或锚杆式支撑。如锚桩式、斜撑式或锚杆式支撑。挡板支撑挡板支撑（a a）竖直挡板）竖直挡板 (b)(b)横向挡板横向挡板 图图2.212.21板式支撑板式支撑 （a a）人字形支撑）人字形支撑 （b b）八字形支撑）八字形支撑图图2.22 2.22 框架式支撑框架式支撑37原理：原理：以高压空气为动力，将搅拌均匀的砂、石、水泥和速凝剂以高压空气为动力，将搅拌均匀的砂、石、水泥和速凝剂干料，由喷射机经输料管吹送到喷枪，在通过喷枪的瞬间，加入干料，由喷射机经输料管吹送到喷枪，在通过喷枪的瞬间，加入高压水进行混合，自喷嘴射出，喷射在坑壁，形成环形混凝土护高压水进行混合，自喷嘴射出，喷射在坑壁，形成环形混凝土护壁结构，以承受土压力。壁结构，以承受土压力。适用情况：适用情况：宜用于土质较稳定，渗水量不大，深度小于宜用于土质较稳定，渗水量不大，深度小于10m10m，直，直径为径为6m6m12m12m的圆形基坑。对于有流砂或淤泥夹层的土质，也有的圆形基坑。对于有流砂或淤泥夹层的土质，也有使用成功的实例。使用成功的实例。喷射混凝土护壁支撑喷射混凝土护壁支撑38 砼喷射顺序：砼喷射顺序：无水、少量渗水坑壁：可由下向上一环一环进行；无水、少量渗水坑壁：可由下向上一环一环进行；对渗水较大坑壁：喷护应由上向下进行，以防新喷对渗水较大坑壁：喷护应由上向下进行，以防新喷的混凝土被水冲流；的混凝土被水冲流；对有集中渗出的股水的基坑：可从无水或水小处开对有集中渗出的股水的基坑：可从无水或水小处开始，逐步向水大处喷护，最后用竹管将集中的股水引始，逐步向水大处喷护，最后用竹管将集中的股水引出。喷射作业应沿坑周分若干区段进行，区段长度一出。喷射作业应沿坑周分若干区段进行，区段长度一般不超过般不超过6m6m。砼材料要求：砼材料要求：喷射混凝土应当早强、速凝、有较高的不透水性，喷射混凝土应当早强、速凝、有较高的不透水性，且其干料应能顺利通过喷射机。且其干料应能顺利通过喷射机。39 砼喷射厚度：砼喷射厚度：一般粘性土、砂土和碎卵石类土层，如无渗水，厚一般粘性土、砂土和碎卵石类土层，如无渗水，厚度为度为3cm3cm8cm8cm；如有少量渗水，厚度为；如有少量渗水，厚度为5cm5cm10cm10cm；对稳；对稳定性较差的土，如淤泥、粉砂等，如无渗水，厚度为定性较差的土，如淤泥、粉砂等，如无渗水，厚度为10cm10cm15cm15cm；如有少量渗水，厚度为；如有少量渗水，厚度为15cm15cm；当有大量渗水时，；当有大量渗水时，厚度为厚度为15cm15cm20cm20cm。一次喷射是否能达到规定的厚度，主要取决于混凝一次喷射是否能达到规定的厚度，主要取决于混凝土与土之间的粘结力和渗水量大小。如一次喷射达不到规土与土之间的粘结力和渗水量大小。如一次喷射达不到规定的厚度，则应在混凝土终凝后再补喷，直至达到规定厚定的厚度，则应在混凝土终凝后再补喷，直至达到规定厚度为止。度为止。40喷锚支护喷锚支护喷射混凝土护壁支撑喷射混凝土护壁支撑工程实例工程实例 喷混支护喷混支护挂网喷混支护挂网喷混支护挂网喷混支护挂网喷混支护喷混支护喷混支护41概念：概念：混凝土围圈护壁是用混凝土环形结构承受土压力，混凝土围圈护壁是用混凝土环形结构承受土压力，但其混凝土壁是现场浇筑的普通混凝土，壁厚较喷射混但其混凝土壁是现场浇筑的普通混凝土，壁厚较喷射混凝土大，一般为凝土大，一般为15cm15cm30cm30cm，也可按土压力作用下环形，也可按土压力作用下环形结构计算。结构计算。适用情况：适用情况：混凝土围圈护壁则适应性较强，可以按一混凝土围圈护壁则适应性较强，可以按一般混凝土施工，基坑深度可达般混凝土施工，基坑深度可达15m15m20m20m，除流砂及呈，除流砂及呈流塑状态粘土外，可适用于其它各种土类。流塑状态粘土外，可适用于其它各种土类。现浇混凝土围圈护壁现浇混凝土围圈护壁42 施工方法：施工方法：基坑自上而下分层垂直开挖，开挖一层后随基坑自上而下分层垂直开挖，开挖一层后随即灌注一层混凝土壁。为防止已浇筑的围圈混凝土施工时因失即灌注一层混凝土壁。为防止已浇筑的围圈混凝土施工时因失去支承而下坠，顶层混凝土应一次整体浇筑，以下各层均间隔去支承而下坠，顶层混凝土应一次整体浇筑，以下各层均间隔开挖和浇筑，并将上下层混凝土纵向接缝错开。开挖面应均匀开挖和浇筑，并将上下层混凝土纵向接缝错开。开挖面应均匀分布对称施工，及时浇筑混凝土壁支护，每层坑壁无混凝土壁分布对称施工，及时浇筑混凝土壁支护，每层坑壁无混凝土壁支护总长度应不大于周长的一半。分层高度以垂直开挖面不坍支护总长度应不大于周长的一半。分层高度以垂直开挖面不坍塌为原则，一般顶层高塌为原则，一般顶层高2m2m左右，以下每层高左右，以下每层高1m1m1.5m1.5m。围圈混凝土一般采用围圈混凝土一般采用C15C15早强混凝土。为使基坑开挖和支早强混凝土。为使基坑开挖和支护工作连续不间断地进行，一般在围圈混凝土抗压强度到达护工作连续不间断地进行，一般在围圈混凝土抗压强度到达2500kPa2500kPa强度时，即可拆除摸板，承受土压力。强度时，即可拆除摸板，承受土压力。43砼围圈护壁砼围圈护壁现浇混凝土围圈护壁现浇混凝土围圈护壁工程实例工程实例 砼围圈支护砼围圈支护44 概念：概念：在基坑开挖前先垂直打入土中至坑底以下一定深度，在基坑开挖前先垂直打入土中至坑底以下一定深度，然后边挖边设支撑，开挖基坑过程中始终是在板桩支护下进然后边挖边设支撑，开挖基坑过程中始终是在板桩支护下进行。行。材料：木板桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩三种。材料：木板桩、钢筋混凝土板桩和钢板桩三种。断面形式：一字形、槽形和断面形式：一字形、槽形和Z Z字形三种。字形三种。一字形一字形 槽形槽形 Z Z字形字形板桩墙支撑板桩墙支撑4546支撑方式：支撑方式：无支撑式、支撑式和锚撑式无支撑式、支撑式和锚撑式 。支撑式板桩墙按设置支撑的层数可分为单支撑板桩墙和多支支撑式板桩墙按设置支撑的层数可分为单支撑板桩墙和多支撑板桩墙。撑板桩墙。无支撑无支撑 单支撑单支撑 多支撑多支撑 锚撑锚撑47钢板桩钢板桩钢板桩支撑钢板桩支撑工程实例工程实例 施打钢板桩施打钢板桩钢板桩钢板桩48其他方法其他方法 在软弱土层中的较深基坑以在软弱土层中的较深基坑以深层搅拌桩、粉体喷深层搅拌桩、粉体喷射搅拌桩、旋喷桩射搅拌桩、旋喷桩等，按密排或格框形布置成连续墙等，按密排或格框形布置成连续墙以形成支档结构代替板桩墙等，多用于市政工程、工以形成支档结构代替板桩墙等，多用于市政工程、工业与民用建筑工程，桥梁工程也有使用成功的报道。业与民用建筑工程，桥梁工程也有使用成功的报道。在一些基础工程施工中，对局部坑壁的围护也常因在一些基础工程施工中，对局部坑壁的围护也常因地制宜就地取材采用多种灵活的围护方法，在浅基坑地制宜就地取材采用多种灵活的围护方法，在浅基坑中，当地下水影响不大时，也可使用中，当地下水影响不大时，也可使用木档板木档板支撑（路支撑（路桥施工除在特定条件下，现较少采用）。桥施工除在特定条件下，现较少采用）。49粉喷桩支护粉喷桩支护50适用情况：适用情况：基坑如在地下水位以下，随着基坑的下挖，渗水基坑如在地下水位以下，随着基坑的下挖，渗水将不断涌集基坑，因此施工过程中必须不断地排水，以保将不断涌集基坑，因此施工过程中必须不断地排水，以保持基坑的干燥，便于基坑挖土和基础的砌筑与养护。持基坑的干燥，便于基坑挖土和基础的砌筑与养护。常用方法：常用方法：表面排水法井点法降低地下水位表面排水法井点法降低地下水位（2）基坑排水）基坑排水1 1）表面排水法）表面排水法u概念：概念：基坑如在地下水位以下，随着基坑的下挖，渗基坑如在地下水位以下，随着基坑的下挖，渗水将不断涌集基坑，因此施工过程中必须不断地排水，水将不断涌集基坑，因此施工过程中必须不断地排水，以保持基坑的干燥，便于基坑挖土和基础的砌筑与养以保持基坑的干燥，便于基坑挖土和基础的砌筑与养护。护。u适用情况：适用情况：一般土质条件下均可采用。但当地基土为一般土质条件下均可采用。但当地基土为饱和粉细砂土等粘聚力较小的细粒土层时，由于抽水饱和粉细砂土等粘聚力较小的细粒土层时，由于抽水会引起流砂现象，造成基坑的破坏和坍塌，因此当基会引起流砂现象，造成基坑的破坏和坍塌，因此当基坑为这类土时，应避免采用表面排水法。坑为这类土时，应避免采用表面排水法。512 2）井点法降低地下水位）井点法降低地下水位概念：概念：即在基坑开挖前预先在基坑四周打入（或沉入）若干根即在基坑开挖前预先在基坑四周打入（或沉入）若干根 井管，井管下端井管，井管下端1.5m1.5m左右为滤管，上面钻有若干直径约左右为滤管，上面钻有若干直径约2mm2mm的滤孔，外面用过滤层包扎起来。各个井管用集水管连接并的滤孔，外面用过滤层包扎起来。各个井管用集水管连接并抽水抽水 。类型：类型：分为分为轻型井点、喷射井点、电渗井点和深井泵井点轻型井点、喷射井点、电渗井点和深井泵井点等，可等，可根据土的渗透系数，要求降低水位的深度及工程特点选用。根据土的渗透系数，要求降低水位的深度及工程特点选用。52 特点：特点：井管范围内的地下水不从基坑的四周边缘井管范围内的地下水不从基坑的四周边缘和底面流出，而是以相反的方向流向井管，因而和底面流出，而是以相反的方向流向井管，因而可以避免发生流砂和边坡坍塌现象，且由于流水可以避免发生流砂和边坡坍塌现象，且由于流水压力对土层还有一定的压密作用。压力对土层还有一定的压密作用。适用情况：适用情况：适用于渗透系数为（适用于渗透系数为（0.10.18080）m/dm/d的砂土。对于渗透系数小于的砂土。对于渗透系数小于0.1m/d0.1m/d的淤泥、软粘的淤泥、软粘土等则效果较差，需要采用电渗井点排水或其它土等则效果较差，需要采用电渗井点排水或其它方法。方法。井点降水动画：井点降水动画：53轻型井点降水轻型井点降水工程实例工程实例 54帷幕法帷幕法是在基坑边线外设置一圈隔水幕，用以隔断是在基坑边线外设置一圈隔水幕，用以隔断水源，减少渗流水量，防止流砂、突涌、管涌、潜蚀水源，减少渗流水量，防止流砂、突涌、管涌、潜蚀等地下水的作用。其方法有深层搅拌桩隔水墙、压力等地下水的作用。其方法有深层搅拌桩隔水墙、压力注浆、高压喷射注浆、冻结围幕法等，采用时均应进注浆、高压喷射注浆、冻结围幕法等，采用时均应进行具体设计并符合有关规定。行具体设计并符合有关规定。3）帷幕法排水）帷幕法排水55（3）基底检验及处理）基底检验及处理1）基底检验）基底检验基地检验的主要内容包括基地检验的主要内容包括：检查基底的平面位置，尺寸大小，：检查基底的平面位置，尺寸大小，基底标高是否与原设计相符；基底地质情况和承载力是否与设基底标高是否与原设计相符；基底地质情况和承载力是否与设计相符；基底处理及排水情况是否与施工设计规范相符。计相符；基底处理及排水情况是否与施工设计规范相符。通常检验的主要项目包括：通常检验的主要项目包括：基底土质是否符合设计，能否满足墩台承载力要求；基底土质是否符合设计，能否满足墩台承载力要求；基底各部位土质是否相同，如有不同，能否导致墩台不基底各部位土质是否相同，如有不同，能否导致墩台不 均匀沉降；均匀沉降；基底承重面与墩台压力线是否垂直，能否导致发生墩台基底承重面与墩台压力线是否垂直，能否导致发生墩台 滑动；滑动；基底平面尺寸能否保证基础圬工按设计尺寸顺利施工；基底平面尺寸能否保证基础圬工按设计尺寸顺利施工；基坑防水措施是否恰当，能否保证基础圬工施工质量；基坑防水措施是否恰当，能否保证基础圬工施工质量；（基底高程是否符合设计要求。非岩石基底约每（基底高程是否符合设计要求。非岩石基底约每10m2测量一测量一点，全基坑不少于点，全基坑不少于8点，其平均误差应在点，其平均误差应在50mm之内；岩石基之内；岩石基底则应清理至岩面。底则应清理至岩面。56（3）基底检验及处理）基底检验及处理2）基底处理）基底处理 天然地基上的浅基础是直接靠基底土来承担荷载的，故天然地基上的浅基础是直接靠基底土来承担荷载的，故基底土质状态的好坏，对基础和墩台结构的影响极大。所以基基底土质状态的好坏，对基础和墩台结构的影响极大。所以基底检验合格后，即要进行基底处理工作。底检验合格后，即要进行基底处理工作。地基处理应根据地基土的种类、强度和密度，按照设计地基处理应根据地基土的种类、强度和密度，按照设计要求，结合现场情况，采取相应的处理方法。地基处理的范围要求，结合现场情况，采取相应的处理方法。地基处理的范围至少应宽出基础之外至少应宽出基础之外0.5m。符合设计要求的细粒土、特殊土基。符合设计要求的细粒土、特殊土基底，修整妥善后，应尽快修建基础，不得使基底浸水和长期暴底，修整妥善后，应尽快修建基础，不得使基底浸水和长期暴露。露。基底处理方法视基底土质而异，一般对细粒土及特殊土地基底处理方法视基底土质而异，一般对细粒土及特殊土地基、粗粒土和巨粒土地基、岩层基底、多年冻土地基、溶洞地基、粗粒土和巨粒土地基、岩层基底、多年冻土地基、溶洞地基、泉眼地基进行相应的地基处理。基、泉眼地基进行相应的地基处理。57（4）基础砌筑与基坑回填）基础砌筑与基坑回填1）基础砌筑）基础砌筑无水砌筑：无水砌筑：排水砌筑：排水砌筑：水下灌筑：水下灌筑：为了方便施工和保证质量，基础的砌为了方便施工和保证质量，基础的砌筑应尽可能在干燥误会的状况下进行。筑应尽可能在干燥误会的状况下进行。排水砌筑的施工时，确保在无水状态排水砌筑的施工时，确保在无水状态下砌筑污工；禁止带水作业及用混凝下砌筑污工；禁止带水作业及用混凝土将水赶出模板外的灌注方法；基础土将水赶出模板外的灌注方法；基础边缘部分应严密隔水；水下部分圬工边缘部分应严密隔水；水下部分圬工必须待水泥砂浆或混凝土终凝后才允必须待水泥砂浆或混凝土终凝后才允许浸水。许浸水。只有当渗水量很大，排水困难时，只有当渗水量很大，排水困难时，才采用水下灌注混凝土的方法。基才采用水下灌注混凝土的方法。基础圬工的水下灌注分为础圬工的水下灌注分为水下封底和水下封底和水下直接灌筑基础水下直接灌筑基础两种两种。58当坑壁有较好防水设施（如钢板桩护壁等），但基坑当坑壁有较好防水设施（如钢板桩护壁等），但基坑渗漏严重时，可采用水下灌