基坑开挖支护工程要点.ppt

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1、 基坑监测规范学习基坑监测规范学习 2023/5/292023/5/291 1建筑工程学院建筑工程学院1.7土方开挖土方开挖1.1.土方工程的准备土方工程的准备土方工程的准备土方工程的准备2.2.定位放线定位放线定位放线定位放线3.3.基础的开挖基础的开挖基础的开挖基础的开挖4.4.地基验槽地基验槽地基验槽地基验槽建筑工程学院建筑工程学院定位放线定位放线的目的是定位放线的目的是定位放线的目的是定位放线的目的是:为了确定基坑为了确定基坑(槽槽)开挖开挖,轴线和墙线的具休位置轴线和墙线的具休位置,控制开挖的深度控制开挖的深度.1.1.1.1.定位放线的方法定位放线的方法定位放线的方法定位放线的方法

2、 仪器方法仪器方法,例如例如:全站仪全站仪.龙板板与测量仪器相结合龙板板与测量仪器相结合.建筑工程学院建筑工程学院1.1.用仪器将角桩位置确定用仪器将角桩位置确定2.2.沿角桩向外沿长沿角桩向外沿长1.5m1.5m设置龙门板设置龙门板3.3.根据控制点用水准仪将根据控制点用水准仪将0.0000.000确定在龙门板上确定在龙门板上3.3.用经纬仪把轴线投到龙门板上用经纬仪把轴线投到龙门板上4.4.放灰线放灰线建筑工程学院建筑工程学院水平控制桩水平控制桩-1.200m-1.200m-1.700m-1.700m5.利用水准仪控制开挖深度1.7.4 深基坑土方开挖深基坑土方开挖采用方法：分层开挖，先撑

3、后支采用方法：分层开挖，先撑后支第一次土方开挖：将地表土挖运出去第一次土方开挖：将地表土挖运出去2023/5/292023/5/296 6场地整平和基坑降水（降至基底场地整平和基坑降水（降至基底0.51.0m）后，进行第一道支）后，进行第一道支撑结构施工，浇筑锁口圈梁并安撑结构施工，浇筑锁口圈梁并安设支撑设支撑2023/5/292023/5/297 7第二次土方开挖第二次土方开挖采用对称式采用对称式、台阶式、台阶式、“接力接力”方式挖土，并做到方式挖土，并做到随挖随撑随挖随撑2023/5/292023/5/298 8进行二层或多层开挖时，需进行二层或多层开挖时，需预留设坡道，以便汽车上下，预留

4、设坡道，以便汽车上下，坡道两侧有时需加固坡道两侧有时需加固2023/5/292023/5/299 9第三次土方开挖第三次土方开挖注意：在开挖过程中，随着土注意：在开挖过程中，随着土的挖出，下层土可能会回弹将的挖出，下层土可能会回弹将导致建筑物后期沉降量加大导致建筑物后期沉降量加大2023/5/292023/5/291010解决方法：加速建造主体结构，解决方法：加速建造主体结构，或逐步利用基础的重量来代替被或逐步利用基础的重量来代替被挖去土体的重量挖去土体的重量2023/5/292023/5/291111基坑开挖过程中和开挖后，均基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，防应保证井点降水

5、正常进行，防止地基浸水止地基浸水2023/5/292023/5/291212第二道支撑结构施工第二道支撑结构施工2023/5/292023/5/291313第四次土方开挖第四次土方开挖在挖至设计标高后，尽在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板快浇筑垫层和底板2023/5/292023/5/291414建筑工程学院建筑工程学院深基坑土方开挖步骤：深基坑土方开挖步骤：1 1、挖去表土，浇筑锁扣圈梁、挖去表土，浇筑锁扣圈梁2 2、进行场地平整、基坑降水、进行场地平整、基坑降水3 3、安设支撑后进行下一步开挖、安设支撑后进行下一步开挖依次进行支撑和开挖依次进行支撑和开挖4 4、浇筑垫层和底板、浇筑垫层和

6、底板建筑工程学院建筑工程学院地基验槽地基验槽地基验槽的目的在于检查地基是否与勘察设计资料相符合地基验槽的目的在于检查地基是否与勘察设计资料相符合验槽由建设单位组织地质探察部门、设计院、建设、监理验槽由建设单位组织地质探察部门、设计院、建设、监理单位及施工有关人员参加，共同检验做出记录并签字。无单位及施工有关人员参加，共同检验做出记录并签字。无验槽程序不得进行下一道工序施工。验槽程序不得进行下一道工序施工。建筑工程学院建筑工程学院验槽时必须具备的资料和条件：验槽时必须具备的资料和条件：验槽时必须具备的资料和条件：验槽时必须具备的资料和条件：（1 1）勘察、设计、建设（或监理）、施工等单位有）勘察

7、、设计、建设（或监理）、施工等单位有关负责及技术人员到场；关负责及技术人员到场；（2 2）基础施工图和结构总说明；）基础施工图和结构总说明；（3 3）详勘阶段的岩土工程勘察报告；）详勘阶段的岩土工程勘察报告；（4 4）开挖完毕、槽底无浮土、松土（若分段开挖，）开挖完毕、槽底无浮土、松土（若分段开挖，则每段条件相同），条件良好的基槽。则每段条件相同），条件良好的基槽。建筑工程学院建筑工程学院验槽以观察法为主，辅以钎探、夯音配合共同完成。建筑工程学院建筑工程学院观察的内容：观察的内容：1.1.观察槽壁、槽底的土质情况，验证基槽开挖深度，初步验证基槽观察槽壁、槽底的土质情况，验证基槽开挖深度，初步验

8、证基槽底部土质是否与勘察报告相符，观察槽底土质结构是否被人为破坏。底部土质是否与勘察报告相符，观察槽底土质结构是否被人为破坏。2.2.基槽边坡是否稳定，是否有影响边坡稳定的因素存在，如地下基槽边坡是否稳定，是否有影响边坡稳定的因素存在，如地下渗水、坑边堆载或近距离扰动等（对难于鉴别的土质，应采用洛阳渗水、坑边堆载或近距离扰动等（对难于鉴别的土质，应采用洛阳铲等手段挖至一定深度仔细鉴别）。铲等手段挖至一定深度仔细鉴别）。3.3.基槽内有无旧的房基、洞穴、古井、掩埋的管道和人防设施等基槽内有无旧的房基、洞穴、古井、掩埋的管道和人防设施等 建筑工程学院建筑工程学院钎孔布置表钎孔布置表槽宽（槽宽（cm

9、cm）排列方式排列方式钎探深度钎探深度（mm）钎探间距（钎探间距（mm）8010080100中心一排中心一排1.51.51.51.5100200100200两排错开两排错开1/21/2钎孔间距，距槽钎孔间距，距槽边边20cm20cm1.51.5200200以上以上梅花形梅花形1.51.51.51.5第一次土方开挖2023/5/292023/5/292121第一道支撑结构施工2023/5/292023/5/292222第二次土方开挖2023/5/292023/5/2923232023/5/292023/5/292424第三次土方开挖2023/5/292023/5/2925252023/5/292

10、023/5/2926262023/5/292023/5/292727第二道支撑结构施工2023/5/292023/5/292828第四次土方开挖2023/5/292023/5/292929第一节第一节 基坑围护结构类型基坑围护结构类型 第二节第二节 基坑工程设计内容基坑工程设计内容 第三节第三节 支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算第五节第五节 基坑稳定性计算基坑稳定性计算第六节第六节 常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计第十章第十章 基坑围护结构基坑围护结构一、基坑围护结构的分类一、基坑围护结构的分类1 1 边坡支护结构：

11、土钉墙支边坡支护结构：土钉墙支护护n n变形较大，适用于变形较大，适用于2 2、3 3级非级非软土地基，深度不大于软土地基，深度不大于1212米，米，软土浅基坑（深度不超过软土浅基坑（深度不超过5 5米）；地下水高于基坑底，米）；地下水高于基坑底，需降水或截水需降水或截水第一节第一节第一节第一节 基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型一、基坑围护结构的分类一、基坑围护结构的分类2 2 重力式围护体系重力式围护体系 不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体 厚度较大，厚度较大，通过墙体自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面通过

12、墙体自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面以下受到土体的被动抗力平衡水土压力，维持边坡稳以下受到土体的被动抗力平衡水土压力，维持边坡稳定。定。n n工业及民用：深搅桩、旋喷桩、树根桩工业及民用：深搅桩、旋喷桩、树根桩n n水工：钢架重力式挡土墙、沉井式重力挡土墙、混水工：钢架重力式挡土墙、沉井式重力挡土墙、混合式重力挡土墙合式重力挡土墙第一节第一节第一节第一节 基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型深层水泥土搅拌桩深层水泥土搅拌桩适用条件：适用条件：适用条件：适用条件：pp 2 2、3 3级基坑级基坑级基坑级基坑;pp施工范围内地基承载力施工范围内地基承载力施

13、工范围内地基承载力施工范围内地基承载力不宜大于不宜大于不宜大于不宜大于150kPa;150kPa;pp基坑深度不大于基坑深度不大于基坑深度不大于基坑深度不大于6m.6m.一、基坑围护结构的分类一、基坑围护结构的分类n n桩（墙）式围护体系桩（墙）式围护体系 围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体 厚度较小，通过厚度较小，通过墙体插入地下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆墙体插入地下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆系统平衡墙后的水土压力和维持边坡稳定。系统平衡墙后的水土压力和维持边坡稳定。挡土墙：挡土墙：l l钢筋混凝土地下连续墙钢筋混凝土地下连续墙l l柱列式钻孔灌

14、注桩柱列式钻孔灌注桩l l钢板桩钢板桩l l钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩支撑：支撑：l l内支撑、土层锚杆内支撑、土层锚杆第一节第一节第一节第一节 基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型槽钢钢板桩槽钢钢板桩槽钢钢板桩槽钢钢板桩 由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长6 68m8m，多用于，多用于，多用于，多用于深度不超过深度不超过深度不超过深度不超过4m4m的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。的基坑。顶部

15、宜设一道支撑或拉锚。钢板桩钢板桩 钢板桩 常用常用6006001000mm1000mm，是支护结构中应用最多的一种。宜，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做形成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效果差。到相切，挡水效果差。钻孔灌注桩挡墙 开挖侧开挖侧 开挖侧开挖侧适用于土质较好、适用于土质较好、适用于土质较好、适用于土质较好、地下水位较低的地下水位较低的地下水位较低的地下水位较低的地区。型钢或支地区。型钢或支地区。型钢或支地区。型钢或支柱按一定间距打柱按一定间距打柱按一定间距打柱按一定间距打入，支柱间设木入，支柱间设木入，支柱

16、间设木入，支柱间设木挡板或其它挡土挡板或其它挡土挡板或其它挡土挡板或其它挡土设施。设施。设施。设施。H型钢水泥土搅拌墙当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能满足要当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能满足要求时，需增设支撑系统。求时，需增设支撑系统。支撑系统：内支撑，外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）支撑系统：内支撑，外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）支撑（拉锚）的选型支撑（拉锚）的选型二、基坑围护结构的选型二、基坑围护结构的选型 围护墙体和支撑结构体系的材料型式和布置方式选择围护墙体和支撑结构体系的材料型式和布置方式选择依据：依据：n n规范规程规范规程n n岩土工程勘察资料岩土工程勘察资料n

17、n工程环境条件：临近建筑、道路、地下管线、障碍物工程环境条件：临近建筑、道路、地下管线、障碍物n n主体工程设计资料：规模、特点、设计图纸主体工程设计资料：规模、特点、设计图纸n n场地施工条件场地施工条件n n地区工程经验地区工程经验 经综合比较，经综合比较，确保安全可靠前提下，选择切实可行、确保安全可靠前提下，选择切实可行、经济合理的方案经济合理的方案。第一节第一节第一节第一节 基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型二、基坑围护结构的选型二、基坑围护结构的选型遵循原则：遵循原则：n n基坑围护结构构件不应超出用地范围；基坑围护结构构件不应超出用地范围；n

18、n基坑围护结构的构件不能影响主体工程结构构件的正常基坑围护结构的构件不能影响主体工程结构构件的正常施工；施工；n n基坑平面形状尽可能采用受力性能好的圆形、正多边形基坑平面形状尽可能采用受力性能好的圆形、正多边形和矩形。和矩形。具体选型方案见具体选型方案见P308 P308 表表12-512-5 参考规范：参考规范：建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)(JGJ120-99)；上海市基坑工程设计规程上海市基坑工程设计规程上海市基坑工程设计规程上海市基坑工程设计规程（DBJ08-61-97DBJ08-61-97）第一节第一节第一节第

19、一节 基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型基坑围护结构的类型一、主要设计内容一、主要设计内容1.1.环境调查和基坑安全等级确定环境调查和基坑安全等级确定2.2.围护结构选型围护结构选型3.3.围护结构设计计算围护结构设计计算4.4.围护结构稳定性验算围护结构稳定性验算5.5.节点设计节点设计6.6.降水设计降水设计7.7.土方开挖方案土方开挖方案8.8.基坑监测要求及方案基坑监测要求及方案第二节第二节第二节第二节 基坑工程的设计内容基坑工程的设计内容基坑工程的设计内容基坑工程的设计内容1 1、基坑安全等级、基坑安全等级第二节第二节第二节第二节 基坑工程的设计内容基坑工程的设计

20、内容基坑工程的设计内容基坑工程的设计内容建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)规定：规定：安全安全安全安全等级等级等级等级破坏后果破坏后果破坏后果破坏后果 0 0一级一级一级一级支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响严重环境及地下结构施工影响严重环境及地下结构施工影响严重环境及地下结构施工影响严重1.101.10二级二级二级二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边支护结构破

21、坏、土体失稳或过大变形对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响一般环境及地下结构影响一般环境及地下结构影响一般环境及地下结构影响一般1.001.00三级三级三级三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重环境及地下结构施工影响不严重环境及地下结构施工影响不严重环境及地下结构施工影响不严重0.900.90上海市基坑工程设计规程上海市基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）规定：）规定：1 1、一级基坑工程：、一

22、级基坑工程：（1）支）支护结构作构作为主体主体结构的一部分；构的一部分；（2）基坑开挖深度大于、等于）基坑开挖深度大于、等于10m；（3）距基坑）距基坑边两倍开挖深度范两倍开挖深度范围内有内有历史文物、近史文物、近 代代优秀建筑、重要管秀建筑、重要管线需需严加保加保护时。2 2、除一级和三级以外的均属二级基坑工程；除一级和三级以外的均属二级基坑工程；3 3、开挖深度小于、开挖深度小于7m7m，且周围环境无特别要求时，属三级基，且周围环境无特别要求时，属三级基坑工程。坑工程。第二节第二节第二节第二节 基坑工程的设计内容基坑工程的设计内容基坑工程的设计内容基坑工程的设计内容一一一一 支护结构上的荷

23、载支护结构上的荷载支护结构上的荷载支护结构上的荷载第三节第三节第三节第三节 支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式自重自重自重自重施工阶段水土压力施工阶段水土压力施工阶段水土压力施工阶段水土压力墙后地面荷载及临近建筑基底引起的附加荷载墙后地面荷载及临近建筑基底引起的附加荷载墙后地面荷载及临近建筑基底引起的附加荷载墙后地面荷载及临近建筑基底引起的附加荷载 计计计计算算算算方方方方法法法法参参参参见见见见“第第第第二二二二章章章章 地地地地下下下下结结结结构构构构的的的的荷荷荷荷载载载载 3 3 3 3节节节节 岩岩岩岩土土土土体体体体压压

24、压压力力力力的的的的计计计计算算算算”和和和和“第第第第七七七七章章章章 地地地地下下下下连连连连续续续续墙墙墙墙结结结结构构构构 2 2 2 2节节节节 结结结结构构构构设计设计设计设计”支护结构上的荷载计算要点支护结构上的荷载计算要点支护结构上的荷载计算要点支护结构上的荷载计算要点二、二、二、二、支护板桩的受力性状支护板桩的受力性状支护板桩的受力性状支护板桩的受力性状（1 1）悬悬臂式板臂式板臂式板臂式板桩桩：插插插插入入入入土土土土体体体体部部部部分分分分视视视视为为为为固固固固定定定定端端端端，上上上上部部部部为为为为自自自自由由由由端端端端；即即即即看看看看作作作作悬悬悬悬臂梁结构。

25、臂梁结构。臂梁结构。臂梁结构。（2 2）浅埋）浅埋）浅埋）浅埋单锚单锚式板式板式板式板桩桩：插插插插入入入入土土土土体体体体部部部部分分分分视视视视为为为为固固固固定定定定铰铰铰铰，上上上上部部部部锚锚锚锚拉拉拉拉作作作作用用用用点点点点为为为为活活活活动动动动铰铰铰铰；即看作简支梁结构。即看作简支梁结构。即看作简支梁结构。即看作简支梁结构。（3 3）深埋）深埋）深埋）深埋单锚单锚式板式板式板式板桩桩：插插插插入入入入土土土土体体体体部部部部分分分分视视视视为为为为固固固固定定定定端端端端，上上上上部部部部锚锚锚锚拉拉拉拉作作作作用用用用点点点点为为为为活活活活动动动动铰铰铰铰；即看作静不定梁

26、结构。即看作静不定梁结构。即看作静不定梁结构。即看作静不定梁结构。（4 4）多）多）多）多层锚层锚拉式板拉式板拉式板拉式板桩桩：插插插插入入入入土土土土体体体体部部部部分分分分视视视视为为为为固固固固定定定定端端端端，上上上上部部部部各各各各个个个个锚锚锚锚拉拉拉拉作作作作用用用用点点点点为为为为活活活活动铰；即看作连续梁结构。动铰；即看作连续梁结构。动铰；即看作连续梁结构。动铰；即看作连续梁结构。第三节第三节第三节第三节 支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式二、二、二、二、支护结构的破坏：强度破坏支护结构的破坏：强度破坏支护结构的破

27、坏：强度破坏支护结构的破坏：强度破坏 稳定性破坏稳定性破坏稳定性破坏稳定性破坏第三节第三节第三节第三节 支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式 三、支护结构应满足的要求三、支护结构应满足的要求三、支护结构应满足的要求三、支护结构应满足的要求（1 1 1 1）确保锚杆（支撑）的强度与稳定；）确保锚杆（支撑）的强度与稳定；）确保锚杆（支撑）的强度与稳定；）确保锚杆（支撑）的强度与稳定；（2 2 2 2）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用；）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用；）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用；）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用

28、；（3 3 3 3）板桩的入土深度应满足要求；）板桩的入土深度应满足要求；）板桩的入土深度应满足要求；）板桩的入土深度应满足要求；（4 4 4 4）基坑底稳定验算满足要求。）基坑底稳定验算满足要求。）基坑底稳定验算满足要求。）基坑底稳定验算满足要求。第三节第三节第三节第三节 支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式支护结构的受力及破坏形式第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算一、计算方法：一、计算方法：经典方法、弹性地基梁法、有限元法经典方法、弹性地基梁法、有限元法pp 经典法：经典法：围护结构

29、看作为一竖放的粱，支点为支撑点或反围护结构看作为一竖放的粱，支点为支撑点或反弯点，支撑点为不动点，成为一个多支点的梁受墙后弯点，支撑点为不动点，成为一个多支点的梁受墙后土压力的作用。这种方法可近似计算围护结构的内力土压力的作用。这种方法可近似计算围护结构的内力和支撑力，但误差大，且不能计算出围护结构的位移，和支撑力，但误差大，且不能计算出围护结构的位移，如二分之如二分之分割法、等值粱法等。分割法、等值粱法等。第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算pp 弹性地基梁法弹性地基梁法 围护结构简化为一单位宽度的竖放的弹性地基梁，梁围护

30、结构简化为一单位宽度的竖放的弹性地基梁，梁受墙后土压力的作用，土的作用则用一系列的土弹簧来受墙后土压力的作用，土的作用则用一系列的土弹簧来代替，计算土弹簧刚度方法则可有代替，计算土弹簧刚度方法则可有e e法、法、mm法、法、c c法等，法等，支撑或锚杆也可用一系列的弹簧来代替。支撑或锚杆也可用一系列的弹簧来代替。山肩帮男法、山肩帮男法、弹性法和弹塑性法，该方法考虑了土、结构和支撑或锚弹性法和弹塑性法，该方法考虑了土、结构和支撑或锚杆的共同作用，结合增量法可以考虑复杂的施工过程，杆的共同作用，结合增量法可以考虑复杂的施工过程，方法简便，关键是土体弹簧刚度的确定，该方法是目前方法简便，关键是土体弹

31、簧刚度的确定，该方法是目前工程应用的主流方法，已足可以满足工程设计的需要。工程应用的主流方法，已足可以满足工程设计的需要。第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算pp 有限元法有限元法l l弹性杆系有限元法：弹性杆系有限元法：围护结构作为一空间围护结构作为一空间二维结构体来计算，土的作用则像弹簧地二维结构体来计算，土的作用则像弹簧地基梁法一样，用土压力和土弹簧来代替基梁法一样，用土压力和土弹簧来代替支撑或钳杆也用弹簧来代替，特点是可以支撑或钳杆也用弹簧来代替，特点是可以考虑空间结构的作用；考虑空间结构的作用；l l连续介质有限元

32、法：连续介质有限元法：把土休和围护结构一把土休和围护结构一起划分单元来计算，其可以考虑土体的复起划分单元来计算，其可以考虑土体的复杂的本构关系、时空效应等，但较复杂杂的本构关系、时空效应等，但较复杂。第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法pp 计算原理：矩阵位移法与弹性地基梁法的组合计算原理：矩阵位移法与弹性地基梁法的组合l l ：取纵向单位宽度，将其视为竖放的弹性地基梁，将结构剖：取纵向单位宽度，将其视为竖放的弹性地基梁，将结构剖分为梁单元，支撑为二杆桁

33、架单元。开挖面下墙前地层对结分为梁单元，支撑为二杆桁架单元。开挖面下墙前地层对结构约束作用视为一系列弹簧单元。构约束作用视为一系列弹簧单元。第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算 计算原理：计算原理：l l结构剖分结构剖分 ：挡土结构：挡土结构沿竖向每隔沿竖向每隔12m12m划分划分一个单元，单元节点一个单元，单元节点尽可能设置在结构的尽可能设置在结构的截面、荷载突变处、截面、荷载突变处、地基基床系数变化段、地基基床系数变化段、支撑或锚杆的作用点支撑或锚杆的作用点处。处。l l外荷载：墙背侧土压外荷载：墙背侧土压力为主动土压力

34、，郎力为主动土压力，郎肯理论计算。被动侧肯理论计算。被动侧由墙体位移产生的抗由墙体位移产生的抗力，由弹簧地基提供力，由弹簧地基提供。第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法pp 计算原理：计算原理：l l静力平衡条件：结构节点的外荷载与单元内荷载相平衡。位静力平衡条件：结构节点的外荷载与单元内荷载相平衡。位移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。l l变形协调条件：单元节点位移为基本变量，单元与相连接的变形协调

35、条件：单元节点位移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。节点位移相协调。l l物理方程：物理方程：第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法pp 计算原理：计算原理：l l静力平衡条件：结构节点的外荷载与单元内荷载相平衡。位静力平衡条件：结构节点的外荷载与单元内荷载相平衡。位移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。l l变形协调条件：单元节点位移为基本变量，单元与相连接的变形协调条件：单元节点位移为基本变量，

36、单元与相连接的节点位移相协调。节点位移相协调。l l物理方程：物理方程：第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法pp 计算原理：计算原理：l l计算方法：全量法计算方法：全量法 增量法增量法第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算二、水平支撑体系计算：二、水平支撑体系计算：l l支撑体系的水平位移支撑体系的水平位移（1 1）支撑体系位移）支撑体系位移（2 2）框架刚体的平移和转动。框架刚体的平

37、移和转动。l l计算模型：简化为平面框架计算模型：简化为平面框架第四节第四节第四节第四节 基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算基坑围护结构内力计算二、水平支撑体系计算：二、水平支撑体系计算：l l分析方法：利用结构有限元计算软件分析方法：利用结构有限元计算软件输入支撑体系结构几何参数，计算支撑水平变形刚度。输入支撑体系结构几何参数，计算支撑水平变形刚度。输入地层参数，计算挡土墙水土压力；输入地层参数，计算挡土墙水土压力；输入挡土墙结构几何参数，计算挡土墙内力，最大水平位输入挡土墙结构几何参数，计算挡土墙内力，最大水平位移。移。判断最大水平位移是否小于允许值，如满足要求，

38、计算出支判断最大水平位移是否小于允许值，如满足要求，计算出支撑的内力，进行配筋计算或钢支撑强度和稳定性验算。如不撑的内力，进行配筋计算或钢支撑强度和稳定性验算。如不满足要求，重新调整支撑的几何参数，以提高其水平刚度，满足要求，重新调整支撑的几何参数，以提高其水平刚度，重新计算。重新计算。调整支撑体系高程；调整支撑体系高程；增大支撑杆件截面尺寸；增大支撑杆件截面尺寸；加大挡墙厚度或嵌固深度。加大挡墙厚度或嵌固深度。第五节第五节第五节第五节 基坑稳定性计算基坑稳定性计算基坑稳定性计算基坑稳定性计算1基坑抗隆起验算 2基坑整体稳定性验算3坑底抗渗流稳定验算4承压水稳定验算对于悬壁支护结构，假定土体沿

39、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。滑动力与抗滑力对O点力矩平衡；对于多道支撑结构，取最下道支撑与围护墙的交点为O点。qzABOCDHE一一 基坑抗隆起验算基坑抗隆起验算 （1 1）圆弧滑动抗隆起验算）圆弧滑动抗隆起验算第五节第五节第五节第五节 基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算对于非理想粘性土，土的抗剪强度对于非理想粘性土，土的抗剪强度AB面上 应为水平侧压力，取BC面上将滑动力矩与抗滑力矩分别对圆心O取矩，得CE面上抗滑动力矩抗滑动力矩将上式积分并整理后得抗隆起安全系数为达稳定，避免基坑隆起，必须满足 如

40、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。（2 2）地基承载力假定法验算）地基承载力假定法验算式中式中Nc承载力系数，条基取承载力系数，条基取5.14；c土的不排水抗剪强度，土的不排水抗剪强度，kPa；b土的容重，土的容重，kPa；D支护结构入土深度支护结构入土深度,m;H-基坑开挖深度，基坑开挖深度，m；q地面荷载，地面荷载，kPa；第五节第五节第五节第五节 基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算二二 整体稳定性验算整体稳定性验算:瑞典圆弧滑动面条分法验算瑞典圆弧滑动面条分法验算 R第五节第五节第五节第五节 基

41、坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算三三 坑底抗渗流稳定验算坑底抗渗流稳定验算:（1 1）Terzaghi-Pech Terzaghi-Pech 法法土的水下重度；土的水下重度；土的水下重度；土的水下重度；大于大于大于大于1.21.2；略算法略算法略算法略算法第五节第五节第五节第五节 基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算三三 坑底抗渗流稳定验算坑底抗渗流稳定验算:土的水下重度；土的水下重度；土的水下重度；土的水下重度；1.21.51.21.5；（2 2）规程规定方法）规程规定方法当基坑地下水的向上渗流力当基坑地下水的向上渗流力时土颗时土颗粒处于悬浮状态，于

42、是坑底产生管涌现象。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：不发生管涌的条件应为：第五节第五节第五节第五节 基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算基坑稳定性验算四四 承压水影响验算承压水影响验算:坑底黏土层厚度；坑底黏土层厚度；坑底黏土层厚度；坑底黏土层厚度；考虑安全度考虑安全度考虑安全度考虑安全度一一一一 桩（墙）围护结构桩（墙）围护结构桩（墙）围护结构桩（墙）围护结构1 1 验算内容验算内容 l l 围护结构和地基的整体抗滑稳定；围护结构和地基的整体抗滑稳定；l l 抗隆起稳定性验算；抗隆起稳定性验算；l l 抗渗流管涌稳定性；抗渗流管涌稳定性；l l 围护结构内力

43、和变形计算围护结构内力和变形计算第六节第六节第六节第六节 常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计2构造要求构造要求（1）挡土结构）挡土结构l悬臂式排桩结构桩径不宜小于悬臂式排桩结构桩径不宜小于600mm,桩间距应根据排桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定。桩受力及桩间土稳定条件确定。l排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接，冠梁宽度（水平排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接，冠梁宽度（水平方向）不宜小于桩径，冠梁高度方向）不宜小于桩径，冠梁高度(竖直方向竖直方向)不宜小于不宜小于400mm。排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于。排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大

44、于C20；当冠梁作为连系梁时可按构造配筋。；当冠梁作为连系梁时可按构造配筋。l基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面、砖砌等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水面、砖砌等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水孔。当基坑面在实际地下水位以上且土质较好，暴露时孔。当基坑面在实际地下水位以上且土质较好，暴露时间较短时，可不对桩间土进行防护处理。间较短时，可不对桩间土进行防护处理。第六节第六节第六节第六节 常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计2构造要求构造要求（2）钢筋混凝土支撑）钢筋混凝土支撑l

45、钢筋混凝土支撑构件的混凝土强度等级不应低于钢筋混凝土支撑构件的混凝土强度等级不应低于C20；l钢筋混凝土支撑体系在同一平面内应整体浇注，基坑平钢筋混凝土支撑体系在同一平面内应整体浇注，基坑平面转角处的腰梁连接点应按刚节点设计。面转角处的腰梁连接点应按刚节点设计。第六节第六节第六节第六节 常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计（3）钢结构支撑）钢结构支撑l钢结构支撑构件的连接可采用焊接或高强螺栓连接；钢结构支撑构件的连接可采用焊接或高强螺栓连接；l腰梁连接节点宜设置在支撑点的附近，且不应超过支撑腰梁连接节点宜设置在支撑点的附近，且不应超过支撑间距的间距的

46、1/3；l钢腰梁与排桩、地下连续墙之间宜采用不低于钢腰梁与排桩、地下连续墙之间宜采用不低于C20细石细石混凝土填充；钢腰梁与钢支撑的连接节点应设加劲板。混凝土填充；钢腰梁与钢支撑的连接节点应设加劲板。二二二二 重力式水泥土围护墙重力式水泥土围护墙重力式水泥土围护墙重力式水泥土围护墙1 1 验算内容验算内容 第六节第六节第六节第六节 常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计1 1 滑动稳定性验算滑动稳定性验算2 2 倾覆稳定性验算倾覆稳定性验算3.3.土体整体滑动验算土体整体滑动验算4.4.坑底隆起验算坑底隆起验算5.5.管涌验算管涌验算EaEpBbbA1

47、 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。2 2 倾覆稳定性验算倾覆稳定性验算 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，1.2；EaEpBbbA二二二二 重力式水泥土围护墙重力式水泥土围护墙重力式水泥土围护墙重力式水泥土围护墙2 2 构造要求构造要求 第六节第六节第六节第六节 常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计常见围护结构构造设计l l水泥土墙采用格栅布置时水泥土墙采用格栅布置时,水泥土的置换率对于淤泥不水泥土的置换率对于淤泥不宜小于宜小于0.8,0.8,淤泥质土不宜小于淤泥质土不宜小于0.7,0.

48、7,一般粘性土及砂土不一般粘性土及砂土不宜小于宜小于0.6;0.6;格栅长宽比不宜大于格栅长宽比不宜大于2 2。l l 水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不宜小于确定，考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不宜小于150mm150mm；当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于；当不考虑截水作用时，搭接宽度不宜小于100mm100mm。l l变形不能满足要求时变形不能满足要求时，应采取提高支护能力的措施。，应采取提高支护能力的措施。*提高水泥土桩挡墙支护能力的措施 1.卸载：挖去顶部一部分以减少主动土压力 2.

49、加筋：可在墙中压入钢管或钢筋等，有助于提高墙体稳定性。3.起拱：将水泥土挡墙作成拱形，在拱脚处设钻孔灌注桩，可提高其支护能力。4.加大嵌固深度建筑工程学院建筑工程学院7基坑支护工程基坑支护工程7.17.1概述概述概述概述7.1.17.1.1支护的目的与作用支护的目的与作用支护的目的与作用支护的目的与作用1 1、基坑支护的目的、基坑支护的目的、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；）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

50、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；）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。）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。2 2、基坑支护的作用、基坑支护的作用、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。挡土、挡水、控制边坡变形。挡土、挡水、控制边坡变形。3 3、基坑工程的基本技术要求、基坑工程的基本技术要求、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；）安全可靠性；）安全可靠性；（2