基坑支护二.ppt

,基坑支护,2025/9/10 周三,1,7.1,概述,7.1.1,支护的目的与作用,1,、基坑支护的目的,（,1,）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利；,（,2,）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；,（,3,）防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。,2,、基坑支护的作用,挡土、挡水、控制边坡变形。,3,、基坑工程的基本技术要求,（,1,）安全可靠性；,（,2,）经济合理性；,（,3,）施工便利性和工期保证性。,7.1.2,支护结构的类型及适用条件,（,1,）无围护放坡开挖；,（,2,）桩墙支护：,它由桩墙结构及支护结构两部分组成，桩墙结构有钢板桩、板桩墙、灌注桩排、地下连续墙；,支护结构类型有内支撑式、外拉锚杆式、地面锚定式、无锚式等。,（,3,）重力式支护结构：,软土地基可用深搅桩、旋喷桩、树根桩等形成重力式的挡土结构。,（,4,）中央开挖施工法：先施工基坑四周排桩，桩内放坡开挖后施工中央部分基础工程，待完工后再挖除排桩内侧土体，边挖边用支撑杆将支护排桩与中央部分基础工程支撑起来，最后再施工周边基础工程。,（,5,）开槽施工法：,与中央开挖施工法施工正好相反，先在坑内周边挖槽，用内支撑板桩墙法修筑周边的基础工程，形成一道重力式挡土墙，再挖除挡土墙内的全部土体，构筑中央部分的基础工程。,（,6,）墙前被动区土体加固法：,对于软土地基深大基坑，为控制挡墙侧向位移，降低护桩的入土深度，在基坑开挖前用深搅桩、旋喷法对墙前土体进行加固，加固深度,3,6m,，宽度,5,9m,。,（,7,）逆作法；（,8,）沉井法；（,9,）土钉墙支护；,（,10,）组合型支护。,两种以上的支护方法组合起来使用，既能保证支护结构的安全又降低成本。如上部放坡，下部桩墙锚杆支护；锚杆与土钉组合；深搅桩与灌注桩排组合；深搅桩中打入,H,钢桩组合支护等。,土钉与桩,-,锚复合支护,土钉,土层锚杆,钻孔灌注桩,防渗帷幕,土钉与微型桩组成的复合支护,微型桩,土钉,土钉与微型桩组成的复合支护,钢砼管桩,土钉,基坑支护工程：,7.1.3,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。,（,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,3,4m,）,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。,7.2,支护结构的受力及破坏形式,7.2.1,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。,7.2.2,支护板桩的侧向土压力计算,1,、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,朗肯、库伦等理论公式,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。,砂土 软,中硬粘土 硬粘土,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,朗肯公式,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,=0.3,0.5,。,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,。,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=1.5,2.8,；使墙后被动土压力减小的修正系数可取,K=1.0,0.35,。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。,1,、支护结构的破坏形式,（,1,）支锚结构系统破坏；,（,2,）板桩底部向基坑内侧移,;,（,3,）板桩弯曲破坏；,7.2.3,支护结构的破坏形式,某复合土钉支护基坑整体失稳时照片,边坡型式的,破坏,（,4,）整体圆弧滑动；（,5,）基坑底管涌发生。,2,、支护结构设计应考虑的问题,（,1,）确保锚杆（支撑）的强度与稳定；,（,2,）板桩的入土深度应满足要求；,（,3,）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用；,（,4,）基坑底稳定验算满足要求。,7.3,支护板桩的设计计算,7.3.1,悬臂式板桩的计算,1,、单排式板桩计算,2,、双排式板桩计算,将双排桩看做钢架结构计算内力。,（,1,）双排桩的,M,max,是单排桩的,75%,；,（,2,）桩顶位移是单排桩的,30,40%,；,(3,）护桩入土深度是单排桩的,70%,；,7.3.2,单锚式板桩的计算,1,、,浅埋式单锚板桩的计算,（简支梁法求解）,2,、,深埋式单锚板桩的计算（,等值梁法求,t,1,）,（,1,）以,d,点主、被动土,压力强度相等，求,t,0,；,由,得,2,、深埋式单锚板桩的计算,（,2,）求相当梁的锚杆支反力,R,、,t,0,处的支反力,、,M,max,及作用点,h,。,（,3,）求护桩的最小入土深度,t,1,；,（,4,）护桩实际埋深为：,7.3.3,多层锚拉板桩的计算,1,、,支锚结构的层间距布置型式及特点,（,1,）,等弯矩布置,：各跨度的最大弯矩相等，可充分利用板桩的抗弯强度；但是较深基坑，下部的支锚层距过小，层数多，不经济。,（,2,）,等反力布置,：各层支锚水平反力基本相等，使锚杆设计简化；但当基坑较深时，下部的支锚层距过小，层数多，同样不经济。,（,3,）,等间距布置,：,支锚结构的上、下排间距基本相同，基坑较深时，减少了支锚层数，较经济；但带来了较复杂的计算量。等间距布置在工程实际中设计最为普遍。,1,、等弯矩布置,h=6wf,y,/Yk,a,1/3,h1=1.11h,h2=0.88h,h3=0.77h,h4=0.70h,h5=0.65h,h6=0.61h,h7=0.58h,h8=0.55h,2,、,等反力布置,h1=0.60h,h2=0.45h,h3=0.36h,h4=0.32h,3,、,等间距布置,7.3.3,多层锚拉板桩的计算,盾恩法求板桩的入土深度：,按着,1/2,分担法可求出各层支锚结构的水平,反力，再乘以,1.35,不均匀系数就是水平力的设,计值；通过续梁可求出,M,max,及作用点,h,；,7.4,钢筋混凝土桩抗弯设计计算,（见钢筋混凝土结构设计，此处略）,7.5,基坑底稳定验算,1,、基坑底隆起,（,1,）地基稳定验算；,（,2,）地基强度验算；,2,、,水压力与基坑底管涌,（,1,）流砂与基坑底管涌,（,2,）承压水冲溃坑底,