高层建筑施工第三章高层建筑深基坑支护.ppt

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1、第三章第三章高高层建筑深基坑支建筑深基坑支护知知识目目标：了解支撑了解支撑结构施工、深基坑支构施工、深基坑支护结构构监测等等理解排理解排桩支支护的的设计计算、土算、土锚设计计算、算、“逆筑法逆筑法”施工原理等施工原理等掌握掌握钢排排桩、地下、地下连续墙、土、土锚、土、土钉墙、水、水泥土泥土墙等施工工等施工工艺能力目能力目标：能能够具有初步的具有初步的设计计算的能力算的能力能能够解解释常常见的深基坑支的深基坑支护类型的工型的工艺原理原理第一第一节深基坑支深基坑支护概述概述一、深基坑工程的内容一、深基坑工程的内容基坑土方开挖的施工工基坑土方开挖的施工工艺一般有两种：放坡一般有两种：放坡开挖（无支开

2、挖（无支护开挖）和在支开挖）和在支护体系保体系保护下的下的开挖（有支开挖（有支护开挖）。前者既开挖）。前者既简单又又经济，但需具但需具备放坡开挖的条件，即基坑不太深而放坡开挖的条件，即基坑不太深而且具且具备基坑平面之外有足基坑平面之外有足够的空的空间供放坡之供放坡之用。建筑密度很大的城市中心地用。建筑密度很大的城市中心地带，往往不，往往不具具备基坑放坡开挖的条件，所以只能采用支基坑放坡开挖的条件，所以只能采用支护结构保构保护下的垂直开挖或基本垂直开挖。下的垂直开挖或基本垂直开挖。在有支在有支护开挖的情况下，基坑工程一般包开挖的情况下，基坑工程一般包括如下内容：括如下内容：（1）基坑工程勘察；）

3、基坑工程勘察；（2）基坑支）基坑支护结构的构的设计与施工；与施工；（3）控制基坑地下水位；）控制基坑地下水位；（4）基坑土方工程的开挖与运）基坑土方工程的开挖与运输；（5）基坑土方开挖）基坑土方开挖过程中的工程程中的工程监测；（6）基坑周）基坑周围的的环境保境保护。二、深基坑支护结构的设计二、深基坑支护结构的设计（一）基坑支护结构设计的原则（一）基坑支护结构设计的原则1.安全可靠：安全可靠：支护结构要满足强度、稳定和变形的要求，确保基坑施工及周围环境的安全；2.经济合理：经济合理：在支护结构的安全可靠的前提下，从造价、工期及环境保护等方面经过技术经济比较，最终确定具有明显优势的方案；3.便利施

4、工：便利施工：在安全经济合理的原则下，要考虑施工的可能性和方便施工。（二）基坑支（二）基坑支护结构构设计的方法的方法基坑支基坑支护结构极限状构极限状态可分可分为下列两下列两类：1.承承载能力极限状能力极限状态：对应于支于支护结构达到最构达到最大承大承载能力或基坑底失能力或基坑底失稳、管涌、管涌导致土体或支致土体或支护结构破坏，内支撑构破坏，内支撑压屈失屈失稳，支，支护桩墙锚杆杆抗拔失效等；抗拔失效等；2.正常使用极限状正常使用极限状态：对应于支于支护结构的构的变形形已破坏基坑周已破坏基坑周边环境的平衡状境的平衡状态并并产生了不良生了不良影响，如引起周影响，如引起周边相相邻的建筑物的建筑物倾斜、

5、开裂；斜、开裂；道路沉降、开裂；周道路沉降、开裂；周边的地下管的地下管线沉降沉降变形开形开裂等。裂等。（三）基坑支（三）基坑支护结构构设计的内容的内容根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求，基坑支护设计应包括下列内容：1.支护体系的方案技术经济比较和选型；2.支护结构的强度、稳定和变形计算；3.基坑内外土体的稳定性验算；4.基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设计；5.基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境的影响；6.基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。三、深基坑支三、深基坑支护结构的安全等构的安全等级根据根据建筑基坑支建筑基坑支

6、护技技术规程程JGJ120-99中中3.1.3规定，定，基坑基坑侧壁的安全等壁的安全等级分分为三三级，不同等，不同等级采用相采用相对应的及重要性系数（的及重要性系数（见表表3-1）。）。基坑基坑侧壁安全等壁安全等级及重要性系数及重要性系数表表3-1 对于安全等于安全等级为一一级、二、二级的建筑基坑的建筑基坑侧壁，壁，尚尚应进行基坑支行基坑支护结构水平位移构水平位移计算。如武算。如武汉地区深基坑技地区深基坑技术指南中，指南中，对支支护结构的最大水构的最大水平位移平位移要求如下：要求如下：对于安全等于安全等级一一级的支的支护，应满足足40mm；对于安全等于安全等级二二级的支的支护，应满足足100m

7、m；对于安全等于安全等级三三级的支的支护，应满足足200mm。四、深基坑工程勘察四、深基坑工程勘察（一）开展勘察工作要求（一）开展勘察工作要求在建筑地基在建筑地基详细勘察勘察阶段，段，对需要支需要支护的工程宜的工程宜按下列要求按下列要求进行勘察工作。行勘察工作。1.勘察范勘察范围应根据开挖深度及根据开挖深度及场地的岩土工程条地的岩土工程条件确定，并宜在开挖件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的界外按开挖深度的12倍倍范范围内布置勘探点，当开挖内布置勘探点，当开挖边界外无法布置勘探界外无法布置勘探点点时，应通通过调查取得相取得相应资料。料。对于于软土，勘土，勘察范察范围尚宜尚宜扩大；大；2.基坑周

8、基坑周边勘探点的深度勘探点的深度应根据基坑支根据基坑支护结构构设计要求确定，不宜小于要求确定，不宜小于1倍开挖深度，倍开挖深度，软土地区土地区应穿穿越越软土土层；3.勘探点勘探点间距距应视地地层条件而定，可在条件而定，可在1530m内内选择，地，地层变化化较大大时，应增加勘探点，增加勘探点，查明明分布分布规律。律。（二）勘察内容（二）勘察内容1.水文地水文地质勘察勘察（1）查明开挖范明开挖范围及及邻近近场地地下水含水地地下水含水层和隔水和隔水层的的层位、埋深和分布情况，位、埋深和分布情况，查明各含明各含水水层（包括上（包括上层滞水、潜水、承滞水、潜水、承压水）的水）的补给条件和水力条件和水力联

9、系；系；（2）测量量场地各含水地各含水层的渗透系数和渗透影的渗透系数和渗透影响半径；响半径；（3）分析施工）分析施工过程中水位程中水位变化化对支支护结构和构和基坑周基坑周边环境的影响，提出境的影响，提出应采取的措施。采取的措施。2.岩土勘察岩土勘察岩土勘察一般岩土勘察一般应提供下述提供下述资料：料：（1）场地土地土层的的类型、特点和土型、特点和土层性性质；（2）基坑及）基坑及围护墙边界附近，界附近，场地填土、暗浜、古河道及地填土、暗浜、古河道及地下障碍物等不良地下障碍物等不良现象的分布范象的分布范围与深度，表明其与深度，表明其对基坑工基坑工程的影响；程的影响；（3）场地浅地浅层潜水和坑底深部承

10、潜水和坑底深部承压水的埋藏情况，土水的埋藏情况，土层渗渗流特性及流特性及产生流砂、管涌的可能性；生流砂、管涌的可能性；（4）支）支护结构构设计和施工所需的岩土工程和施工所需的岩土工程测试参数：参数：土的常土的常规物理物理试验指指标；土的抗剪土的抗剪强度指度指标；室内或原位室内或原位试验测试土的渗透系数；土的渗透系数；特殊条件下特殊条件下应根据根据实际情况情况选择其它适宜的其它适宜的试验方法方法测试设计所需参数。所需参数。3.基坑周基坑周边环境勘境勘查（1）查明影响范明影响范围内建（构）筑物的内建（构）筑物的结构构类型、型、层数、基数、基础类型、埋深、基型、埋深、基础荷荷载大小及上部大小及上部结

11、构构现状；状；（2）查明基坑周明基坑周边的各的各类地下地下设施，包括上、下施，包括上、下水、水、电缆、煤气、煤气、污水、雨水、水、雨水、热力等管力等管线或管道或管道的分布和性状；的分布和性状；（3）查明明场地周地周边和和邻近地区地表水近地区地表水汇流、排泄流、排泄情况，地下水管渗漏情况以及情况，地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响程基坑开挖的影响程度；度；（4）查明基坑四周道路的距离及明基坑四周道路的距离及车辆载重情况。重情况。（三）针对勘察所提出的建议（三）针对勘察所提出的建议在取得勘察资料的基础上，针对基坑特点，应提出解决下列问题的建议：1.分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质；2.地下

12、水的控制方法及计算参数；3.施工中应进行的现场监测项目；4.基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施。五、深基坑支五、深基坑支护分分类与与选型型（一）深基坑支（一）深基坑支护结构的作用构的作用支护结构，通常作为临时性结构，当基础施工完毕即失去作用。有些支护结构的材料可以回收利用，如钢板桩和一些临时性的工具式支撑。也有一些支护结构属于永久支护，即可以作为基础结构的组成部分，例如地下连续墙一般可以作为复合式地下室外墙。不管是哪一类支护结构，均具有挡土、挡水和保护环境的作用，保护基础工程在施工安全的前提下，尽力做到经济合理和便于施工。（三）支护结构选型（三）支护结构选型 表表3-3 支护结构选型表支护结构选型表 六、深基坑支六、深基坑支护结构构设计荷荷载作用在支作用在支护结构上的荷构上的荷载包括主包括主动土土压力、静水力、静水压力，以及由地面堆力，以及由地面堆载、车辆、临近建筑物自重近建筑物自重和施工机械等和施工机械等产生的生的压力。力。