深基坑支护技术.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,深基坑支护技术,深基坑支护技术,1、基坑工程应用：,高层建筑的多层地下室、地铁车站、地下车库、地下商场、地下人防工程、桥墩等施工。,上述工程施工，均需开挖较深的基坑。故其施工需要考虑的问题：,基坑开挖方法；,基坑支护与环境保护；,基坑地下水控制。,2、基坑工程新学科：,是土木工程学科内目前发展最迅速的学科之一。,基坑工程特点：,它涉及多个学科；,工程地质、岩土力学、工程结构等,受土质、环境、气候等多变因素影响大；,深、大基坑的投资巨大。,该学科研究基坑工程的,设计和施工,问题，对加快工程进度、保护周围环境能发挥重要作用，从而可带来巨大的经济和社会效益。,深基坑支护技术,第一节,基坑工程的内容、设计原则与安全等级,深基坑支护技术,第一节 基坑工程的内容、设计原则与安全等级,一、基坑工程的内容,2、,支护开挖基坑工程的一般内容：,（1）,基坑工程勘察；,（2）基坑支护结构的设计和施工；,（3）基坑地下水位的控制；,（4）基坑土方的开挖和运输；,（5）基坑土方开挖过程中的工程监测；,（6）基坑周围的环境保护。,1、基坑开挖的两类施工工艺：,无支护开挖放坡开挖；,（简单经济，但环境条件需满足）,有支护开挖在支护系统保护下的开挖；,（不具备放坡开挖条件时采用,）,第一节 基坑工程的内容、设计原则与安全等级,二、基坑支护结构的设计原则与方法,1、基坑支护结构的设计原则：,（1）,安全可靠；,（确保基坑施工及周围环境的安全）,（2）经济合理；,（符合造价、工期及环保等方面的经济技术要求）,（3）便利施工。,（具有施工的可能性和方便性）,2、基坑支护结构的设计方法：,根据建筑基坑支护技术规程,JGJ120-99，,采用分项系数表示的极限状态设计方法进行设计。即：,（1）,承载能力极限状态；,（2）正常使用极限状态。,基坑支护结构均应进行,承载能力,极限状态的计算；,对于安全等级为一级、支护结构变形有限制的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构,变形,进行验算。,第一节 基坑工程的内容、设计原则与安全等级,三、基坑支护结构的安全等级,1、建筑基坑支护技术规程,JGJ120-99,对基坑侧壁的安全等级：,基坑侧壁的安全等级分为三级，根据不同的安全等级采用对应的重要性系数,0,（1.1、1.0、0.9）,用于支护结构的设计取值,2、建筑地基基础工程施工质量验收规范,GB50202-2002,对基坑分级和变形监控值的规定：,以便于支护结构的施工控制,该规范将基坑分为三个等级，并规定了三个等级的基坑,变形监控值,。控制项目：,围护结构,墙顶位移,监控值；,（3、6、8,cm）,围护结构,墙体最大位移,监控值；,（5、8、10,cm）,地面最大沉降,监控值。,（3、6、10,cm）,第二节,基坑工程勘察,深基坑支护技术,第二节 基坑工程勘察,一、岩土勘察,1、勘察要求：,（1）,勘察内容；,（满足基坑工程的需要）,（2）勘察范围；,（开挖边界以外的范围,1,2,倍开挖深度,）,（3）勘探点的设置。,（勘探点间距,20,30m,、深度,1,倍开挖深度,）,第二节 基坑工程勘察,一、岩土勘察,2、,岩土勘察一般应提供的资料：,（1）,场地土层的类型、特点、土层性质；,（2）基坑及围护结构边界附近的不良地质情况；,（3）地下水的埋藏情况，土层渗流特性及产生流砂、管涌的可能性；,（4）支护结构设计和施工所需要的土、水指标。,1,）土的常规物理实验指标；,2,）土的剪切强度指标；（,、c,值）,3,）室内或原位试验测试的土的渗透系数。,第二节 基坑工程勘察,二、水文地质勘察,应提供下列情况和数据：,（1）,地下各含水层和隔水层的分布情况；,（2）地下各含水层中水的补给情况和动态变化情况，与附近水体连通情况；,（3）地下各含水层的渗透系数和渗透影响半径；,（4）分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响，提出应采取的措施。,三、基坑周边环境勘察,包括：基坑影响范围内的建（构）筑物、各类地下设施、周边道路，以及邻近地表水汇流和排泻等情况。,第三节,支护结构设计简介,深基坑支护技术,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,支护结构,水泥土墙式（深层搅拌混凝土桩墙、高压旋喷桩墙）,排桩与板墙式,支护结构按工作机理和围护墙形式分下列几种类型：,板桩式（钢板桩、砼板桩、型钢横挡板）,排桩式（预制砼桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩）,板墙式（现浇、预制钢筋砼地下连续墙）,组合式（加筋水泥土墙、高应力区加筋水泥土墙）,边坡稳定式（土钉墙、锚喷支护）,支护结构主要由,围护墙,和,支撑体系,组成。,一、支护结构选型,1、水泥土墙：,为重力式围护墙，水泥土加固体的防渗系数10,7,cm/s，,有,挡土、防渗,双重功能。,水泥土墙宜用：于坑深6,m；,基坑侧壁安全等级为一、二级；地基土承载力150,kPa,的情况。,水泥土墙的优缺点：,优点：,由于坑内无支撑，便于机械化快速挖土；挡土又防渗，比较经济。,缺点：,不宜用于深基坑；位移相对较大；墙体厚度大，有时受周围环境限制。,（一）围护墙选型,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,2、钢板桩：,有以下两种，刚度较小，支护深度不大，但可重复使用。,（一）围护墙选型,（2）热轧锁口钢板桩,板桩截面形式有,U,形、,L,形、,H,形、一字形，有一定挡水能力。常用的,U,形钢板桩（,图11,），多用于周围环境要求不甚高的深,58,m,的基坑，视支撑（拉锚）加设情况而定。,（1）,槽钢钢板桩,简易的钢板桩围护墙，不能防渗。用于深度,4,m,基坑。,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,3、型钢横挡板：,4、钻孔灌注桩：,图14,为双排桩加顶梁构成的围护墙,（,不用支撑，简化施工）,（一）围护墙选型,多用于土质较好，地下水位较低的地区。,这种排桩直径较大，具有刚度大、抗弯能力强、变形小的特点，多用于深715,m，,基坑侧壁安全等级为一、二、三级的基坑工程。,在软土地区多加内撑（或拉锚），如用悬臂式结构，坑深5,m。,钻孔灌注桩是排桩式支护结构，为间隔排列，缝隙100,mm，,不具备挡水功能；如需要，可另作防水帷幕（1.2,m,厚水泥土桩）。（,图13,）,由横挡板（多用厚度60,mm,的,木板,或,预制砼薄板,）、型钢（,工字钢,、,H,型钢,）,桩组成。（,图12,）,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,5、挖孔桩：,多为人工开挖的大直径桩。挖孔桩宜用于土质较好，地下水位较低的地区。如土质松软，地下水位较高，需作混凝土衬圈。,8、土钉墙,（,图16,）是一种边坡稳定的支护型式。常结合边坡表面挂钢筋网、并喷射细石砼，构成锚喷支护。用于深,12,m,的二、三级非软土基坑。地下水位较高时，应采取降水或截水措施。,7、加筋水泥土墙,（,SMW）,插入,H,型钢后提高受力性能，多用于深,715,m,的基坑。（,图15,）,6、地下连续墙：,地下连续墙多用于,12,m,以下，安全等级为一、二、三级的深基坑；与钻孔灌注桩相比，更有整体性好、抗渗止水的特点。,（一）围护墙选型,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,a.,内撑式支撑,支撑设置在基坑内。,（钢支撑、砼支撑）,b.,外锚式支撑,支撑锚在基坑外的土层中。,（土锚）,内支撑体系：,包括,腰梁,或,冠梁,（,围檩,）、,支撑,和,立柱,。,（,图18,）,（二）支撑体系选型,支撑体系,是当基坑深度较大时，上述围护墙增设的支承点，以防围护墙变形的结构体系。,支撑体系的支撑形式可分两类：,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,1、内撑式支撑,：,主要优点,：,装拆方便、速度快；,能尽快发挥支撑作用，减小时间效应，使围护墙变形小；,可重复使用，多为租赁方式、专业化施工；,可以施加预紧力，并能根据围护墙变形情况，及时调整预紧力值以限制围护墙变形的发展。,（二）支撑体系选型,（1）钢支撑,包括钢管支撑（多用,609,钢管）、型钢支撑（多用,H,型钢）。（图1,9,、,10,）,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,1、内撑式支撑：,主要优点,：,形状多样性,（可浇筑成直线、曲线构件）,；,整体刚度大，安全可靠,（可使围护墙变形小，有利于保护周围环境）,；,能方便地变化构件的截面和配筋，以适应其内力的变化。,（二）支撑体系选型,（2）混凝土支撑,根据设计规定的支撑位置，现场支模浇筑而成。,混凝土强度等级多为,C30,，,腰梁和支撑的截面尺寸一般在：,600800,mm10001200mm,。,现浇混凝土支撑结构，可有多种形状。如：,（,附图,）,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,布置要求：支撑系统,安全,可靠，,经济,合理；,不防碍,土方开挖和地下结构施工。,考虑因素：基坑平面形状、尺寸、开挖深度；,基坑周围环境保护要求和邻近地下工程情况；,主体工程地下结构的布置；,土方开挖和地下结构施工顺序和方法。,（二）支撑体系选型,（3）内支撑的布置：,第三节 支护结构设计简介,1、内撑式支撑：,一、支护结构选型,（1）支撑体系在平面上的布置形式：,（,a）,角撑;（,b）,对撑;（,c）,桁架式;（,d）,框架式;（,e）,环形,（,图111,）,（2）支撑在竖向上的布置,：,（便于换撑）,见,（,图112,）,支撑多数布置在楼盖和底板之上600,mm；,多层支撑的竖向间距,A：,人工开挖：,A3m；,机械开挖：,A4m。,（二）支撑体系选型,（3）换撑位置：,底板上表面、楼板标高处。,第三节 支护结构设计简介,（3）内支撑的布置：,1、内撑式支撑：,一、支护结构选型,（二）支撑体系选型,2、外锚式支撑：,（土锚）,第三节 支护结构设计简介,b.,基坑土锚的应用特点：,在土质较好地区，且场外条件允许时可用；有利于基坑土方开挖、地下工程施工，对尺寸较大基坑也较经济。,a.,土锚的构造：,主要组成：,锚头、拉杆、锚固体。,一、支护结构选型,（二）支撑体系选型,2、外锚式支撑：,（土锚）,第三节 支护结构设计简介,c.,土锚的布置：,根据建筑基坑支护技术规程,JGJ120-99,锚固体上覆土层厚度：,4,m；,土锚倾角：,宜为1525，且应45；,土锚间距：,上下排垂直间距2,m，,水平间距1.5,m；,自由段长度：,5,m，,并应超过潜在滑裂面1.5,m；,锚固段长度：,4,m；,锚固体宜用水泥浆或水泥砂浆：,强度等级,M10,二、支护结构的围护墙计算,（二）围护墙结构计算,1、,排桩与地下连续墙计算,2、水泥土墙计算,3、土钉墙计算,支护结构类型较多，其计算方法也不相同。但所受的荷载和抗力基本相同。,（一）荷载与抗力计算,第三节 支护结构设计简介,（三,）,支撑系统计算,结 束,（一）围护墙选型,2、钢板桩：,（图11）,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（一）围护墙选型,3、型钢横挡板：,（图12）,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（一）围护墙选型,4、钻孔灌注桩：,（图13）,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（一）围护墙选型,（图14）：,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（一）围护墙选型,加筋水泥土墙,（图15）,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（一）围护墙选型,土钉墙,（图16）,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（二）支撑体系选型,内支撑体系：,（图18）,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（二）支撑体系选型 1、内支撑类型,（1）钢支撑,（图19）：,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（二）支撑体系选型,1、内支撑类型：,（1）钢支撑,：,（图110）,一、支护结构选型,第三节 支护结构设计简介,（2）混凝土支撑,（附图）,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,（二）支撑体系选型,2、内支撑的布置：,（图111）,f,角撑加对撑,第三节 支护结构设计简介,一、支护结构选型,（二）支撑体系选型,2、内支撑的布置：,支撑在竖向上的布置,：,（图112）,第三节 支护结构设计简介,