基坑工程学习.pptx
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1、基坑支护目的与作用基坑支护目的与作用基坑支护的目的基坑支护的目的(1 1)确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利;)确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利;(2 2)确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用;)确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用;(3 3)防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。)防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。基坑支护的作用基坑支护的作用 挡土、挡水、控制边坡变形。挡土、挡水、控制边坡变形。基坑工程的基本技术要求基坑工程的基本技术要求(1 1)安全可靠性;)安全可靠性;(2 2)经济合理性;()经济合理性;(3 3)施工便利性和工)施工便利性和工期保证性。期保证性。第1页/共105页基坑工
2、程特点基坑工程特点 1 1)基坑支护体系是临时结构,设计与施工重视不足)基坑支护体系是临时结构,设计与施工重视不足,风险较大风险较大.2 2)基坑工程具有很强的区域性。基坑工程的支护体)基坑工程具有很强的区域性。基坑工程的支护体系设计与施工及土方开挖都要因地制宜。系设计与施工及土方开挖都要因地制宜。3 3)建筑趋向高层化)建筑趋向高层化,基坑向大而深方向发展基坑向大而深方向发展,开挖深开挖深度在度在6 6到到20m20m很普遍很普遍.4 4)基坑工程对周围环境影响大。在软弱土层中)基坑工程对周围环境影响大。在软弱土层中,基坑基坑开挖会产生较大的位移和沉降开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物
3、对周围建筑物,市政市政设施和地下管线造成很大的影响设施和地下管线造成很大的影响;场地狭窄场地狭窄,降雨降雨,重重物堆放等都对基坑稳定性不利物堆放等都对基坑稳定性不利.5 5)基坑工程是一项综合性很强的系统工程。如勘察)基坑工程是一项综合性很强的系统工程。如勘察工程工程,地下工程地下工程,结构工程结构工程,测控工程等学科和技术相测控工程等学科和技术相互交叉互交叉,协调发展协调发展.基坑支护的新技术基坑支护的新技术,新方法发展较新方法发展较快快,支护结构方案应实现优化设计支护结构方案应实现优化设计.第2页/共105页1 1)按开挖深度分按开挖深度分。开挖深度。开挖深度H H5m5m称为深基坑;称为
4、深基坑;H H5m5m为浅基坑。为浅基坑。2 2)按开挖方式分按开挖方式分。分为放坡开挖和支护开挖两。分为放坡开挖和支护开挖两大类。大类。3 3)按功能用途分按功能用途分。楼宇基坑、地铁站基坑、市。楼宇基坑、地铁站基坑、市政工程基坑、工业地下厂房基坑等。政工程基坑、工业地下厂房基坑等。4 4)按安全等级分按安全等级分。基坑规程基坑规程将基坑支护结将基坑支护结构分为三个安全等级。构分为三个安全等级。围护结构形式及适用范围围护结构形式及适用范围第3页/共105页5)5)按支护结构形式分:按支护结构形式分:支护型支护型将支护墙(排桩)作为主要受力将支护墙(排桩)作为主要受力构件;支护型基坑支护包括构
5、件;支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地板桩墙、排桩、地下连续墙下连续墙等。在基坑较浅时可不设支撑,成等。在基坑较浅时可不设支撑,成悬悬臂式结构臂式结构;当基坑较深或对周围地面变形严格;当基坑较深或对周围地面变形严格限制时,应设限制时,应设水平或斜向支撑,或锚定系统水平或斜向支撑,或锚定系统;形成空间力系形成空间力系是发展方向。是发展方向。加固型加固型充分利用加固土体的强度。加固充分利用加固土体的强度。加固型包括型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩桩等。等。第4页/共105页钢板桩的打入钢板桩的打入第5页/共105页已打入的钢板桩已打入的钢板桩第6页/共1
6、05页基坑钢板桩基坑钢板桩第7页/共105页地下连续墙地下连续墙是利用一定的设备和机具,在稳定是利用一定的设备和机具,在稳定液护壁条件下,沿已构筑好的导墙钻挖一段深槽,液护壁条件下,沿已构筑好的导墙钻挖一段深槽,然后吊放钢筋笼入槽,浇注混凝土,筑成一段混凝然后吊放钢筋笼入槽,浇注混凝土,筑成一段混凝土墙,再将每个墙段连接起来,形成连续的地下基土墙,再将每个墙段连接起来,形成连续的地下基础构筑物。础构筑物。地下连续墙主要起地下连续墙主要起挡土、挡水(防渗)和承重挡土、挡水(防渗)和承重作用。作用。地下连续墙的成槽方法地下连续墙的成槽方法主要有:冲击法、冲击主要有:冲击法、冲击回转法、抓斗直接成槽
7、法、冲抓法、多头钻成槽回转法、抓斗直接成槽法、冲抓法、多头钻成槽法、双轮铣成槽法等。法、双轮铣成槽法等。第8页/共105页地下连续墙成槽机地下连续墙成槽机第9页/共105页壁板式地下连续墙施工图片:修筑导墙第10页/共105页吊放接头管第11页/共105页地下连续墙的钢筋笼地下连续墙的钢筋笼第12页/共105页第13页/共105页吊放钢筋笼第14页/共105页浇筑混凝土第15页/共105页地下连续墙导墙已浇筑地下连续墙导墙已浇筑第16页/共105页地下墙支护的基坑(兼作地下室外墙)第17页/共105页(1)放坡开挖及简易支护放坡开挖及简易支护(2)悬臂式围护结构悬臂式围护结构(3)重力式围护结
8、构重力式围护结构(4)内撑式围护结构内撑式围护结构(5)拉锚式围护结构拉锚式围护结构(6)土钉墙围护结构土钉墙围护结构(7)其他形式围护结构其他形式围护结构常用的基坑围护结构形式常用的基坑围护结构形式:第18页/共105页1)无围护放坡开挖第19页/共105页第20页/共105页第21页/共105页2)桩墙支护桩墙支护结构形式第22页/共105页 桩墙锚杆基坑支护工程内支撑基坑支护工程第23页/共105页3)重力式支护结构第24页/共105页4)土钉墙支护第25页/共105页土钉锚管第26页/共105页喷射混凝土第27页/共105页土钉及喷射混凝土面层第28页/共105页5)组合型支护第29页
9、/共105页土钉与桩土钉与桩-锚复合支护锚复合支护 土钉土钉土层锚杆土层锚杆第30页/共105页 支撑体系支撑体系支撑体系是用来支挡围护墙体,承受墙背侧土层及地面超载在围护墙上的侧压力。支撑体系是用来支挡围护墙体,承受墙背侧土层及地面超载在围护墙上的侧压力。支撑体系是由支撑、围檩、立柱三部分组成。支撑体系是由支撑、围檩、立柱三部分组成。第31页/共105页特特 点点平面尺寸不大,且长短边长相差不多的基坑宜布置角撑。它的平面尺寸不大,且长短边长相差不多的基坑宜布置角撑。它的开挖土方空间较大,但变形控制要求不能很高开挖土方空间较大,但变形控制要求不能很高钢支撑和钢筋混凝土支撑均可布置;支撑受力明确
10、,钢支撑和钢筋混凝土支撑均可布置;支撑受力明确,安全稳定安全稳定,有利于墙体的变形控制,但有利于墙体的变形控制,但开挖土方较为困难开挖土方较为困难多采用钢筋混凝土支撑;多采用钢筋混凝土支撑;中部形成大空间中部形成大空间,有利于开挖土方和,有利于开挖土方和主体结构施工主体结构施工多采用钢筋混凝土支撑;多采用钢筋混凝土支撑;支撑体系受力条件好支撑体系受力条件好;开挖空间大,;开挖空间大,便于施工便于施工开挖面积大、深度小的基坑宜采用;在软弱土层中开挖面积大、深度小的基坑宜采用;在软弱土层中,不易控制不易控制基坑的稳定和变形基坑的稳定和变形便于土方开挖和主体结构施工,但仅便于土方开挖和主体结构施工,
11、但仅适用于周边场地具有拉设适用于周边场地具有拉设锚杆的环境和地质条件锚杆的环境和地质条件第32页/共105页钢管撑的应用-南京地铁中心 钢管对撑 第33页/共105页钢管撑的施工过程未开挖前第34页/共105页钢支撑、立柱施工完毕未开挖前第35页/共105页第36页/共105页开挖后的鸟瞰图第37页/共105页第38页/共105页钢管撑-工期短 造价高 重复利用第39页/共105页两层钢管撑(造价高)第40页/共105页首层钢砼,二层钢管撑比较合理第41页/共105页第42页/共105页圆环基坑 受力合理 作业空间大,施工要求高 需空间分析第43页/共105页第44页/共105页第45页/共1
12、05页钻孔灌注桩+支撑压顶梁基坑总深度为7.6M左右,设置一道围护支撑,围护支撑中心标高为2.55m,开挖深度3.20m。第46页/共105页第47页/共105页第48页/共105页支护结构上的荷载支护结构上的荷载 作用在一般结构上的荷载可分为三类作用在一般结构上的荷载可分为三类:(1)(1)永久荷载永久荷载(2)(2)可变荷载可变荷载(3)(3)偶然荷载偶然荷载作用在支护结构上的荷载主要有作用在支护结构上的荷载主要有:(1)(1)土压力土压力(2)(2)水压力水压力(3)(3)影响范围区内建筑物影响范围区内建筑物,结构物荷载结构物荷载(5)(5)若支护作为主体结构的一部分时若支护作为主体结构
13、的一部分时,应考虑地震力应考虑地震力(4)(4)施工荷载施工荷载:汽车汽车,吊车及场地堆载等吊车及场地堆载等(6)(6)温度影响和混凝土收缩引起的附加荷载温度影响和混凝土收缩引起的附加荷载第49页/共105页土压力土压力主动土压力和被动土压力的产生,前提条件是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支护结构存在位移;当支护结构当支护结构没有位移没有位移时,则土对支护结构的压力为时,则土对支护结构的压力为静止土压力静止土压力。第50页/共105页土压力计算公式土压力计算公式主动土压力主动土压力:被动土压力被动土压力:第51页/共105页水压力水压力水压力,主要水压力,主要根据土质
14、情况根据土质情况确定如何考虑水压确定如何考虑水压力的问题力的问题 。对于对于粘性土粘性土,土壤的透水性较差,此粘性土产,土壤的透水性较差,此粘性土产生的侧向压力可采用生的侧向压力可采用水土合算水土合算的方法,即侧压的方法,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。侧压力系数。对于对于砂性土砂性土,采用,采用水土分算水土分算,即侧压力为相应,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。水压力之和。第52页/共105页2.2.大开挖基坑工程大开挖基坑工程定义:大开挖基坑工程是指不采
15、用支撑而采用直立或放坡施工进行开挖的基坑工程;由于其费用低,工期短,是首先要考虑的开挖方式。前提第53页/共105页第54页/共105页21 竖直开挖适用于开挖深度不大、无地下水、基坑土质条件较好的场地。竖直开挖时坑壁自然稳定的最大临界深度可按下式估算:第55页/共105页Ka主动土压力系数;当基坑侧壁的顶部地表面与水平面夹角=0时,Ka=tg2(45-);当 0时,采用库伦主动土压力系数,为坑壁土的内摩擦角标准值。宜采用1.21.5的安全系数;当基坑附近有超载时,应重新验算;当坑壁因吸水或失水等原因,一旦形成裂缝时,公式不成立;对黄土及具有裂隙的胀缩性土,该式不适用。第56页/共105页 无
16、地下水时直立开槽的允许高度 表2-1 土层类别坡高允许值(m)密实、中密的砂土和碎石类石(充填物为砂土)1.00硬塑、可塑的粘质粉土及粉质粘土1.25硬塑、可塑的粘性土和碎石类石(充填物为粘性土)1.50坚硬的粘性土2.00第57页/共105页22 放坡开挖221 放 坡开挖分类(1)无地下水的一般放坡开挖 适用于地下水在开挖深度以下。(2)明沟排水放坡开挖适用于地下水为潜水型、涌水量较小、坑壁土及坑底土不会产生流砂、管涌、基坑突涌的场地条件。(3)井点降水放坡开挖地下水埋深较浅、基坑开挖较深可能产生流砂、管涌、基坑突涌等不良现象时,可采用井点降水放坡开挖。特别注意降水对附近建筑设施产生的不良
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