基坑支护设计培训讲义.ppt

,*,基坑设计与施工,一、基本概念,二、技术规范,三、设计内容,四、计算软件,五、施工方法,六、工程监测,目录,一、基本概念,建筑基坑,建（构）筑物基础或地下室的施工所开挖的地面以下空间。,基坑支护,为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对,开挖基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固,与,保护措施。,基坑周边环境,基坑开挖影响范围内的建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等的统称。,主动侧,基坑支护周边土体主动变形一侧。,被动侧,基坑支护周边土体被动变形一侧。,水土分算,在计算支护结构的侧向压力时，对于在地下水位以下的透水性较好的土，水压力和土压力分别计算，即按静水压力计算水压力，按土的有效重度计算土压力。,水土合算,在计算支护结构的侧向压力时，对于在地下水位以下的透水性较差的土，水压力和土压力合并计算，即按土的饱和重度计算土压力，而不单独考虑土压力。,钻孔灌注桩,止水帷幕,支撑立柱,钢支撑,砼支撑,冠梁,钢管支撑,立柱,混凝土支撑,连系梁,灌注桩,+,止水帷幕,冠梁,地下连续墙,锚索（自由段）,锚索（锚固段）,地连墙,锚杆,放坡,周边需保护建筑,二、设计规范,其它有关的国家和地区的现行技术标准设计规范和规定等,三、设计内容,基坑支护设计内容应包括对支护结构计算和验算、质量检测及施工监控的要求。,根据承载力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护应按照下列规定进行计算和验算：,1,、基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，包括：,（,1,）根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性验算；如基坑整体稳定性，基坑底抗隆起稳定性（基坑底为软土时）等。,（,2,）基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力验算；,（,3,）当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。,2,、对安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级基坑侧壁，应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。,3,、地下水控制计算和验算：,（,1,）抗渗透稳定性验算；,（,2,）基坑底突涌稳定性验算（基坑下部有承压水层）；,（,3,）根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算。,基坑支护设计应包括下列内容：,1,支护体系的方案比较和选型；,2,保证基坑内外土体稳定的支护结构设计；,3,支护结构构件的承载力和变形，必要时进行裂缝宽度验算；,4,降水、止水方法的选择和要求；,5,开挖工序和开挖工况的安排和要求；,6,周边环境保护的要求；,7,支护结构质量检测和开挖监控项目及报警要求。,支护结构设计应符合以下原则：,1,满足边坡和支护结构稳定的要求：不应产生倾覆、滑移和整体或局部失稳；基坑底部不应产生隆起、管涌；锚杆不应抗拔失效；支撑系统不应失稳。,2,满足支护结构构件受荷后不应发生强度破坏；,3,控制降水引起的地基沉降不应对邻近建筑物或重要管线造成使用安全事故；,4,止水设计应控制因渗漏而引起的水土流失；,5,支护结构变形不应超过周边环境保护要求的允许值，当作为竖向承重结构时，还需满足竖向承重结构的变形要求。,三、设计内容,支护结构设计前，应取得如下资料：,1,工程用地红线图、地下工程的平面和剖面图；,2,场地的工程地质和水文地质勘察报告；,3,基坑周边环境状况调查资料,（,2,4,倍开挖深度范围内,）,；,4,建筑物设计和施工对基坑支护结构的要求；,5,有关基坑工程施工条件的资料，如可供选择的施工技术、设备性能、施工季节、排水情况和施工期限等；,6,类似条件基坑工程（规模、开挖深度、地质条件）的实施效果和经验教训。,3.1,、设计前期准备,3.2,、确定基坑等级,安全等级,破坏后果,基坑和环境条件,一级,支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境和工程施工影响很严重。,1,开挖深度大于或等于,10m,；,2,在三倍开挖深度范围内有重要建（构）筑物、重要管线和道路等市政设施；,3,在一倍开挖深度范围内有基础埋深小于坑深的建筑物；,4,基坑位于地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内；,5,地下水埋深小于,2m,，支护深度范围内软土层厚度大于,5m,。,二级,支护结构破坏或土体失稳或过大变形对基坑周边环境影响一般，但对地下结构施工影响严重。,除一级和三级以外的基坑工程。,三级,支护结构破坏或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。,1,开挖深度小于,6m,；,2,在周围,3,倍开挖深度范围无特殊要求保护的建（构）筑物、管线和道路等市政设施；,3,地下水埋深大于,5m,，支护深度范围内软土层厚度小于,2m,。,根据建筑基坑工程实施可能造成的破坏后果，对基坑侧壁应按表,3.1.2,确定其安全等级。,注,1,：凡符合基坑和环境条件中的一个条件即属于该侧壁安全等级，对同时满足不同安全等级条件的侧壁，应按基坑工程施工可能造成的破坏后果确定安全等级。,注,2,：有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。,3.3,、,支护体系的方案比较和选型,建筑基坑常用支护结构可根据其适用条件和不宜使用条件按,下表,选用,。,结构形式,适用条件,不宜使用条件,放坡,基坑周边开阔，满足放坡条件；,允许基坑边土体有较大水平位移；,开挖面以上一定范围内无地下水或已经降水处理；,可独立或与其它结构组合使用。,淤泥和流塑土层；,地下水位高于开挖面且未经降水处理。,土钉墙,允许,土体有较大位移；,岩,土条件较好；,地下水位,以上为粘土、粉质粘土、粉土、砂土；,已经,降水或止水处理的岩土；,开挖,深度不宜大于,12m,。,土,体为富含地下水的岩土层、含水砂土层，且未经降水、止水处理的；,膨胀土,等特殊性土层；,基坑,周边有需严格控制土体位移的建（构）筑物和地下管线。,水泥土墙,开挖深度不宜大于,7m,，允许坑边土体有较大的位移；,填土、可塑流塑粘性土、粉土、粉细砂及松散的中、粗砂；,墙顶超载不大于,20kPa,。,周边无足够的施工场地；,周边建筑物、地下管线要求严格控制基坑位移变形；,墙深范围内存在富含有机质淤泥。,排桩,悬臂,开挖深度不宜大于,8m。,周边环境不允许基坑土体有较大水平位移。,桩锚,场地狭小且需深开挖；,周边环境对基坑土体的水平位移控制要求严格。,基坑周边不允许锚杆施工；,锚杆锚固段只能设在淤泥或土质较差的软土层。,内撑,场地,狭小且需深开挖；,周边,环境对基坑土体的水平位移控制要求更严格；,基坑,周边不允许锚杆施工。,地下连续墙,适用于所有止水要求严格以及各类复杂土层的支护工程；适用于任何复杂周边环境的基坑支护工程,。,悬臂或与锚杆联合使用的地下连续墙不宜使用与排桩相同,3.3,、,支护体系的方案比较和选型,支护结构应根据基坑开挖深度、工程地质与水文地质条件、场地条件、施工季节、进度要求、邻近建（构）筑物及地下障碍物的分布、地下结构的特点以及可能采用的施工手段，选择经济合理、安全可靠的单独或组合支护方案。缺乏经验时可参照,下表,选择,。,基坑侧壁安全等级,支护方案,说明,一级,地下连续墙加锚杆；,地下连续墙加内支撑；,地下连续墙加逆作法；,排桩加锚杆；,排桩加内支撑；,密排桩加逆作法；,组合式支护结构。,排桩包括人工挖孔桩、冲钻孔灌注桩、预制桩（单排或双排）、板桩（钢板桩组合、异型钢组合、预制钢筋混凝土竖板组合）；,排桩应有冠梁和腰梁结构；,地下连续墙可兼作永久结构和承重结构；,当基坑开挖面以上有地下水时，先用高压喷射注浆止水后，方可用挖孔排桩，且进行基坑内降水；,采用逆作法时，应有可靠的施工通风和照明等条件。,二级,1、地下连续墙加锚杆；,2、地下连续墙加内支撑；,地下连续墙加逆作法；,悬臂式桩墙结构；,排桩加锚杆；,排桩加内支撑；,密排桩加逆作法；,8,、土钉墙或土钉墙加预应力锚杆；,9,、组合式支护结构；,基坑,开挖面以上有地下水时，采用土钉墙宜进行基坑外降水；采用排桩支护，应采取高压喷射注浆、深层搅拌止水等措施，且基坑内降水。,对,土钉墙，可采用预制桩、板桩、微型钢管桩、微型灌注桩加预应力锚杆来控制土体水平位移；局部土体放坡段应喷射混凝土护面或堆压砂包；,三级,1、放坡；,2、土钉墙；,3、深层搅拌水泥土挡墙；,4、悬臂式排桩或单层锚杆钢板桩；,高压,喷射注浆、深层搅拌水泥土挡墙可采用壁式或格栅式；,当,基坑开挖面以上有地下水时，应于基坑内或基坑外降水；,开挖,深度较大时，宜采用分级放坡，并在分级之间留平台。,四、计算软件,软件：,基坑分析,plaxis,、启明星、理正深基坑等。,边坡分析,slopw,以,plaxis,为例，步骤如下：,1,、建立基本模型，如土层、支护体系、开挖面、地面超载,2,、赋予模型中土体、支护结构参数,土体、支护体系参数设置,2,、赋予模型中土体、支护结构参数,3,、划分有限元,划分有限元,初始应力,4,、模拟初始应力,水应力,水位线,4,、模拟初始应力,土应力,5,、模拟实际施工过程，逐层基坑内降水、开挖、安装支护结构,5,、模拟实际施工过程，逐层基坑内降水、开挖、安装支护结构,现阶段开挖面,已施工地连墙,已施工预应力锚杆,6,、计算、查看结果,五、施工方法,半盖挖顺作,盖挖顺作,盖挖逆作,明挖顺作,一 桩,/,墙顶部的水平位移；,二 桩,/,墙深部水平位移（测斜）；,三 支护结构支撑、锚杆轴力；,四 桩,/,墙的钢筋应力；,五 地下水位变化；,六 基坑外侧土体孔隙水压力；,基坑外侧土体地表沉降；,基坑外侧土体压力；,基坑底部土体回弹；,管线的位移沉降；,基坑周围建筑物监测等。,六、工程监测,汇报完毕,谢谢,