基坑围护结构设计.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,*,明挖基坑围护结构设计,1,一、基坑定义及主要设计内容,二、基坑支护结构设计基本原则,三、基坑围护结构设计所需要的基本资料,四、支护结构选型选型,五、地铁基坑常用支护结构形式,六、基坑支撑体系,七、基坑降水,八、地层加固,九、基坑监测,目录,2,根据,建筑基坑支护技术规程,JGJ120-2012,给出的基坑定义：为进行建,(,构,),筑物地下部分的施工由地面向下开挖出的空间。,一、基坑定义及主要设计内容,3,一、基坑定义及主要设计内容,环境调查及基坑安全等级的确定,围护结构选型,围护结构设计计算,围护结构稳定性验算,节点构造,基坑降水设计,基坑加固设计,基坑监测,4,1,）基坑支护应满足下列功能要求：,（,1,）,保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路的安全和正常使用；,（,2,）保证主体地下结构的施工空间。,2,）基坑支护设计时,应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，按下表采用支护结构的安全等级。对同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。,3,）支护结构设计时应采用下列极限状态：,（,1,）承载能力极限状态,（,2,）正常使用极限状态,4,）支护结构构件按承载能力极限状态设计时，作用基本组合的综合分项系数,F,不应小于,1.25,。对安全等级为一级、二级、三级的支护结构，其结构重要性系数（,0,）分别不应小于,1.1,、,1.0,、,0.9,。各类稳定性安全系数（,K,）应按,建筑基坑支护技术规程,规定取值。,二、,设计原则,5,二、,设计原则,5,）基坑支护设计应按下列要求设定支护结构的水平位移控制值和基坑周边环境的沉降控制值：,（,1,）当基坑开挖影响范围内有建筑物时，支护结构水平位移控制值、建筑物的沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定，并应符合现行国家标准,建筑地基基础设计规范,GB50007,中对地基变形允许值的规定；当基坑开挖影响范围内有地下管线、地下构筑物、道路时，支护结构水平位移控制值、地面沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定，并应符合现行相关规范对其允许变形的规定；,（,2,）当支护结构构件同时用作主体地下结构构件时，支护结构水平位移控制值不应大于主体结构设计对其变形的限值；,（,3,）,当无本条第,1,款、第,2,款情况时，支护结构水平位移控制值应根据地区经验按工程的具体条件确定。,6,）基坑支护应按实际的基坑周边建筑物、地下管线、道路和施工荷载等条件进行设计。设计中应提出明确的基坑周边荷载限值、地下水和地表水控制等基坑使用要求。,7,）基坑支护设计应满足下列主体地下结构的施工要求：,（,1,）基坑侧壁与主体地下结构的净空间和地下水控制应满足主体地下结构及防水的施工要求；,（,2,）,采用锚杆时，锚杆的锚头及腰梁不应妨碍地下结构外墙的施工；,（,3,）,采用内支撑时，内支撑及腰梁的设置应便于地下结构及防水的施工。,6,二、,设计原则,8,）支护结构按平面结构分析时，应按基坑各部位的开挖深度、周边环境条件、地质条件等因素划分设计计算剖面。对每一计算剖面，应按其最不利条件进行计算。对电梯井、集水坑等特殊部位，宜单独划分计算剖面。,9,）基坑支护设计应规定支护结构各构件施工顺序及相应的基坑开挖深度。基坑开挖各阶段和支护结构使用阶段，均应按极限状态进行设计及验算。,（,10,）土压力及水压力计算、土的各类稳定性验算时，土、水压力的分、合算方法及相应的土的抗剪强度指标类别应符合下列规定：,（,1,）对地下水位以上的各类土，土压力计算、土的滑动稳定性验算时，对粘性土、粘质粉土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标,ccu,、,cu,或直剪固结快剪强度指标,ccq,、,cq,，对砂质粉土、砂土、碎石土，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标,c,、,。,（,2,）,对地下水位以下的粘性土、粘质粉土，,可采用土压力、水压力合算方法，,土压力计算、土的滑动稳定性验算可采用总应力法；此时，对正常固结和超固结土，土的抗剪强度指标应采用三轴固结不排水抗剪强度指标,ccu,、,cu,或直剪固结快剪强度指标,ccq,、,cq,，对欠固结土，宜采用有效自重压力下预固结的三轴不固结不排水抗剪强度指标,cuu,、,uu,；,7,二、,设计原则,（,10,）土压力及水压力计算、土的各类稳定性验算时，土、水压力的分、合算方法及相应的土的抗剪强度指标类别应符合下列规定：,（,3,）,对地下水位以下的砂质粉土、砂土和碎石土，应采用土压力、水压力分算方法,，土压力计算、土的滑动稳定性验算应采用有效应力法；此时，土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标,c,、,，对砂质粉土，缺少有效应力强度指标时，也可采用三轴固结不排水抗剪强度指标,ccu,、,cu,或直剪固结快剪强度指标,ccq,、,cq,代替，对砂土和碎石土，有效应力强度指标,可根据标准贯入试验实测击数和水下休止角等物理力学指标取值；土压力、水压力采用分算方法时，水压力可按静水压力计算；当地下水渗流时，宜按渗流理论计算水压力和土的竖向有效应力；当存在多个含水层时，应分别计算各含水层的水压力；,（,4,）,有可靠的地方经验时，土的抗剪强度指标尚可根据室内、原位试验得到的其他物理力学指标，按经验方法确定。,（,11,）,支护结构设计时，对计算参数取值和计算分析结果，应根据工程经验分析判断其合理性。,（,12,）主要依据规范：,地铁设计规范,（,GB50157-2013,）、,建筑基坑支护技术规程,JGJ120-2012,、,建筑基坑工程监测技术规范,GB50497-2009,、,复合土钉墙基坑支护技术规范,GB50739-2011,、型钢水泥土搅拌墙技术规程,JGJ-T199-2010,、,建筑结构荷载规范,（,GB50009-2012,）、,建筑桩基建筑桩基技术规范,（,JGJ94-2008,）,8,三、,基坑围护结构设计所需要的基本资料,工程水文地质资料,详勘报告,场地环境条件资料,道路红线、路面交通情况、,地下管线资料、周边建、构筑物基础资料等,所建工程的地下室结构、基础桩基图纸,地下结构外轮廓（主要由建筑专业确定）,9,四、支护结构选型要点,1,）支护结构选型时，应综合考虑下列因素：,（,1,）,基坑深度；,（,2,）,土的性状及地下水条件；,（,3,）,基坑周边环境对基坑变形的承受能力及支护结构一旦失效可能产生的后果；,（,4,）,主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状；,（,5,）支护结构施工工艺的可行性；,（,6,）施工场地条件及施工季节；,（,7,）,经济指标、环保性能和施工工期。,2,）支护结构应按下表选择其形式。,各类支护结构的适用条件,10,四、支护结构选型要点,各类支护结构的适用条件,11,1,）,地下连续墙,（,1,）,适用地质条件,各种软弱地层。以淤泥类软土、饱和砂层为主的地层及周围有重要建筑物的情况。,（,2,）,地下墙的优点,结构的整体刚度和防渗性（止水效果）好；,如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，连续墙可较好的控制软土地层的变形；,常作为主体结构的一部分来考虑；采用机械化作业，施工条件好。,（,3,）,地下墙的缺点,仅作为临时挡土结构时成本较高；,在遇到岩层时成槽困难，施工慢，需先冲孔（槽壁孔,5MPa,岩石）；,泥浆易污染环境；对施工机具要求高。,五、地铁基坑常用支护结构形式,地下连续墙,12,（,4,）地下连续墙设计要点,地下连续墙的墙体厚度宜按成槽机的规格，选取,600mm,、,800mm,、,1000mm,或,1200mm,。,地下连续墙分幅,长度宜取,4m,6m,。当成槽施工可能对周边环境产生不利影响或槽壁稳定性较差时，应取较小的槽段长度。必要时，宜采用搅拌桩对槽壁进行加固。,地下连续墙的转角处或有特殊要求时，单元槽段的平面形状可采用,L,形、,T,形、,Z,型等。,地下连续墙纵向受力钢筋的保护层厚度，在基坑内侧不宜小于,50mm,，在基坑外侧不宜小于,70mm,。,钢筋笼两侧的端部与槽段接头之间、钢筋笼两侧的端部与相邻墙段混凝土接头面之间的间隙应不大于,150mm,，纵筋下端,500mm,长度范围内宜按,1,：,10,的斜度向内收口。,五、地铁基坑常用支护结构形式,地下连续墙,13,（,4,）地下连续墙设计要点,常用接头形式,通常接头形式分为柔性接头和刚性接头两种形式。,规范中规定：,当地下连续墙作为主体地下结构外墙，且需要形成整体墙体时（单一墙）,，宜采用刚性接头；刚性接头可采用一字形或十字形穿孔钢板接头、钢筋承插式接头等；在采取地下连续墙顶设置通长的冠梁、墙壁内侧槽段接缝位置设置结构壁柱、基础底板与地下连续墙刚性连接等措施时，也可采用柔性接头。,由于地铁车站对结构防水等级要求较高，同时结构使用年限为,100,年，耐久性要求也很高，因此基本采取内衬墙，使之与地下连续墙组成叠合墙或则复合墙结构形式。,复合墙,：地下连续墙应作为主体结构外墙的一部分，其内侧应设置混凝土衬墙；二者之间的结合面应按不承受剪力进行构造设计，永久使用阶段水平荷载作用下的墙体内力宜按地下连续墙与衬墙的刚度比例进行分配；,五、地铁基坑常用支护结构形式,地下连续墙,14,（,4,）地下连续墙设计要点,常用接头形式,叠合墙,：地下连续墙应作为主体结构外墙的一部分，其内侧应设置混凝土衬墙；二者之间的结合面应按承受剪力进行连接构造设计，永久使用阶段地下连续墙与衬墙应按整体考虑，外墙厚度应取地下连续墙与衬墙厚度之和。,a,直接连接构成接头、,b,使用锁扣管建成的接头,、,c,使用接头箱建成的接头、,d,十字钢板接头、,e,工字钢板接头、,f,用隔板建成的接头、,d,预制构件建成的接头、,h,其它型式接头,接头传统的锁口管接头和工字形钢板接头。从现场的调查情况来，不论是施工的难易程度还是防水效果，工字形钢板均明显优于锁口管接头，但工字形钢板接头用钢量较大。目前地铁基坑常用的接头形式主要有：,锁扣管及型钢接头形式,。,地下连续墙墙面垂直度不大于,1/300.,五、地铁基坑常用支护结构形式,地下连续墙,15,1,、导墙施工,2,、连续墙基槽开挖,3,、连续墙钢筋笼吊装,（,5,）地下连续墙现场施工照片,五、地铁基坑常用支护结构形式,地下连续墙,16,SMW,工法：亦称劲性水泥土搅拌桩法，是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将,H,型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。,1,）适用地质条件：粘性土、粉土、砂土、砂砾土等土层中应用。,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,17,2,）优点：,（,1,）地下连续墙由自身特性决定，施工时形成大量泥浆需外运处理，而,SMW,工法仅在开槽时有少量土方外运。,（,2,）,SMW,工法构造简单，施工速度快，可大幅缩短工期。,（,3,）,SMW,工法作围护结构与主体结构分离，主体结构侧墙可以施工外防水，与地下连续墙相比结构整体性和防水性能均较好，可降低后期维护成本。,3,）缺点：,（,1,）整体刚度较小，控制变形较差。,4),设计要点,（,1,）,型钢水泥土搅拌墙中三轴水泥士搅拌桩的直径宜采用,650mm,、,850mm,、,1000mm;,内插的塑铜直采用,H,型钢,。,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,18,4),设计要点,（,2,）型钢水泥土搅拌墙中的三轴水把土搅拌桩和型钢应持合下列要求,:,搅拌桩,28d,龄期元侧限抗压强度不应小于设计要求且不宜小于,O.5MPa,。,水泥宜采用强度等级不低于,P.O42.5,级的普通硅酸盐水泥，材料用量和水灰比应结合土质条件和机械性能等指标通过现场试验确定，并宜符合,型钢水泥土搅拌墙技术规程,JGJ-T199-2010,中表,4.1.5,的规定。计算水泥用量时，被搅拌土体的体积可按搅拌桩单桩圆形截面面积与深度的乘积计算。在型钢依靠自重和必要的辅助设备可插入到位的前提下水灰比宜取小值。,在填土、淤泥质土等特别软弱的土中以及在较硬的砂性土、在砂砾土中，钻进速度较慢时，水泥用量宜适当提高。,内插型钢宜采用,Q235B,级钢和,Q345B,级钢，规格、型号及有关要求宜按国家现行标准,热轧,H,型钢和部分,T,型钢,GB/T 11263,和,焊接,H,型钢,)YB 3301,选用。,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,19,4),设计要点,（,3,）型钢水泥土搅拌墙中的三轴水泥土搅拌桩可作为截水帷幕，搅拌桩应采用套接一孔法施工。其抗渗性能应满足墙体自防惨要求，在砂性土中搅拌桩施工直外加膨润土。,（,4,）型钢水泥土搅拌墙中型钢的问距和平面布置形式应根据计算确定，常用的内插型钢布置形式可采用密插型、插二跳一型和插一跳一型三种。,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,20,4),设计要点,（,5,）型钢水泥土搅拌墙的墙体计算抗弯刚度，只应计算内插型钢的截面刚度。在进行支护结构内力和变形计算以及基坑抗隆起、抗倾疆、整体稳定性等各项稳定性分析时，支护结构的深度应取型钢的插人深度，不应计人型钢端部以下水把土搅拌桩的作用。,（,6,）型钢水泥土搅拌墙应对水泥土搅拌桩桩身局部受剪承载力进行验算。局部受剪承载力应包括型钢与水泥土之间的错动受剪承载力和水泥土最薄弱截面处的局部受剪承载力，并应按以下规定进行验算,:,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,21,4),设计要点,（,7,）型钢水泥土搅拌墙中的搅拌桩应符合下列规定,:,当搅拌桩达到设计强度，且龄期不小于,28d,后方可进行基坑开挖；,搅拌桩的人土深度宜比型钢的插入深度深,O.5m,1.Om,；,搅拌桩体的垂直度不庄大于,1/200,。,（,8,）型钢水泥土搅拌墙中内插劲性芯材宜采用,H,型钢，,H,型钢截面型号宜按下列规定选用,:,当搅拌桩直在为,650mm,时，内插,H,型钢截面直采用,H500X300,、,H500X200,；,当搅拌桩直在为,850mm,时，内插,H,型钢截面直采用,H700X300,；,当搅拌桩直径为,1000mm,时，内插,H,型钢截面宜采用,H800X300,、,H850X300,。,（,9,）拟拔出回收的型钢，插入前应先在干燥条件下除锈，再在其表面涂刷减摩材料。完成涂刷后的型钢，在搬运过程中应防止碰撞和强力擦挤。减摩材料如有脱落、开裂等现象应及时修补。,（,10,）型钢拔除前水泥土搅拌墙与主体结构地下室外墙之间的空隙必须回填密实。在拆除支撑和腰梁时应将残留在型钢表面的腰梁限位或支撑抗剪构件、电焊疤等清除干净。型钢起拔宜采用专用液压起拔机。,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,22,搅拌桩施工,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,23,腰梁托架,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,24,钢支撑布置,五、地铁基坑常用支护结构形式,SMW,工法,25,钻孔咬合桩支护：指平面布置的排桩间相邻桩相互咬合（桩圆周相嵌）而形成的钢筋混凝土,“,桩墙,”,。由于其工艺的特色性，需采用全套管钻机钻孔施工。为便于切割，桩的排列方式一般为一个素混凝土桩（,A,桩）和一个钢筋混凝土桩（,B,桩）间隔布置，,A,桩采用超缓凝混凝土，要求在,A,桩初凝前必须完成,B,桩的施工。,B,桩施工时采用全套管钻机切割相邻,A,桩相交部分的砼，实现咬合。,1,）钻孔咬合桩适用地质范围较广，基本上除了大片高强度岩石层区的所有土质地层，特别适用于有淤泥、流砂、地下水富集等不良条件的地层，对于局部孤石可直接处理，对于面积不大的石层可采用先,“,二次成孔,”,技术处理。,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻孔咬合桩,26,2,）钻孔咬合桩支护优点：,（,1,）有别于圆形桩和异形桩组合成的桩墙，咬合桩的终凝出现在桩的咬合以后，成为无缝连接的桩墙，与普通钻孔桩支护相比较，大幅提高了桩墙的抗剪强度和安全性；,（,2,）具有良好的截水性，不需要普通钻孔桩的止水帷幕和桩间挡土措施；,（,3,）与地下连续墙相比较具有配筋率低、施工灵活的特点；,（,4,）无需泥浆护壁，近于干法作业，同时施工机械设备噪音低，振动小，利于文明施工；,（,5,）成孔过程中钢套管护壁，扩孔充盈系数小；,（,6,）成孔过程中无需降低地下水，对周边环境保护有利；,（,7,）所需工作面小、施工灵活，能够紧邻建筑物和地下管线作业；,（,8,）成孔精度可以得到有效控制。,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻孔咬合桩,27,3,）钻孔咬合桩支护缺点：,（,1,）施工冷缝多，存在渗漏点的概率大，整体性较地下连续墙差；,（,2,）遇到强度较大孤石或则大片强度较高岩层，成孔叫困难，,A,、,B,桩成桩时间间隔较长，对缓凝剂要求较高。,4,）设计要点,（,1,）,桩的桩径可取,800mm,1500mm,，相邻桩咬合不宜小于,200mm,。素混凝土桩应采用强度等级不小于,C15,的超缓凝混凝土，其初凝时间宜控制在,40h,70h,之间，坍落度宜取,12mm,14mm,。,（,2,）桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定（,本条同样适合于钻孔灌注桩、人工挖孔桩,）,：,桩身混凝土强度等级不宜低于,C25,；,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻孔咬合桩,28,4,）设计要点,（,2,）桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定：,桩的纵向受力钢筋宜选用,HRB400,、,HRB335,级钢筋，单桩的纵向受力钢筋不宜少于,8,根，净间距不应小于,60mm,；支护桩顶部设置钢筋混凝土构造冠梁时，纵向钢筋锚入冠梁的长度宜取冠梁厚度；冠梁按结构受力构件设置时，桩身纵向受力钢筋伸入冠梁的锚固长度应符合现行国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010,对钢筋锚固的有关规定；当不能满足锚固长度的要求时，其钢筋末端可采取机械锚固措施；,箍筋,可采用螺旋式箍筋，箍筋直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的,1/4,，且不应小于,6mm,；箍筋间距宜取,100mm,200mm,且不应大于,400mm,及桩的直径；,沿桩身配置的加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求，宜选用,HPB235,、,HRB335,级钢筋，其间距宜取,1000mm,2000mm,；,纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于,35mm,；采用水下灌注混凝土工艺时，不应小于,50,；,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻孔咬合桩,29,4,）设计要点,（,2,）桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定：,当采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋时，受压区的纵向钢筋根数不应少于,5,根；当施工方法不能保证钢筋的方向时，不应采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋的形式；,当沿桩身分段配置纵向受力主筋时，纵向受力钢筋的搭接应符合现行国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010,的相关规定。,（,3,）,桩顶部应设置混凝土冠梁。冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的,0.6,倍。,冠梁钢筋应符合现行国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010,对梁的构造配筋要求。冠梁用作支撑或锚杆的传力构件或按空间结构设计时，尚应按受力构件进行截面设计。（,本条同样适合于钻孔灌注桩、人工挖孔桩,）,（,4,）成孔垂直度偏差不大于,1%,。（,本条同样适合于钻孔灌注桩、人工挖孔桩,）,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻孔咬合桩,30,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻孔咬合桩,31,1,）适用地质条件,（,1,）,泥浆护壁钻孔灌注桩宜用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层；,（,2,）,旋挖成孔灌注桩宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层；,（,3,）,冲孔灌注桩除宜用于上述地质情况外，还能穿透旧基础、建筑垃圾填土或大孤石等障碍物。,在岩溶发育地区应慎重使用，采用时，应适当加密勘察钻孔；,（,4,）,长螺旋钻孔压灌桩后插钢筋笼宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、非密实的碎石类土、强风化岩；,（,5,）,干作业钻孔灌注桩宜用于地下水位以上的黏性土、粉土、填土、中等密实以上的砂土、风化岩层；,2,）,优点,施工机械化程度高，成孔速度快；施工中无降水和抽水现象，对周边地层影响小；单桩成本较地下连续墙低。,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻（冲）孔灌注桩,32,3,）缺点,普通钻孔桩最小桩间距不宜小于,150m,；桩间要采用旋喷或摆喷来止水，整体刚度差；,排桩为弹性结构，旋喷桩为脆性结构，基坑开挖中，桩间止水效果不好；,排桩施工垂直容许偏差,1%,，也就是,15m,偏差,150mm,，挡土和止水结构容易在深处错位。,4,）设计要点,（,1,）对悬臂式排桩，桩的桩径宜大于或等于,600mm,；对锚拉式桩或支撑式桩，桩的桩径宜大于或等于,400mm,；桩的中心距不宜大于桩直径的,2.0,倍。,（,2,）桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定,（,同钻孔咬合桩,）,桩身混凝土强度等级不宜低于,C25,；,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻（冲）孔灌注桩,33,4,）设计要点,（,2,）桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定：,桩的纵向受力钢筋宜选用,HRB400,、,HRB335,级钢筋，单桩的纵向受力钢筋不宜少于,8,根，净间距不应小于,60mm,；支护桩顶部设置钢筋混凝土构造冠梁时，纵向钢筋锚入冠梁的长度宜取冠梁厚度；冠梁按结构受力构件设置时，桩身纵向受力钢筋伸入冠梁的锚固长度应符合现行国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010,对钢筋锚固的有关规定；当不能满足锚固长度的要求时，其钢筋末端可采取机械锚固措施；,箍筋可采用螺旋式箍筋，箍筋直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的,1/4,，且不应小于,6mm,；箍筋间距宜取,100mm,200mm,且不应大于,400mm,及桩的直径；,沿桩身配置的加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求，宜选用,HPB235,、,HRB335,级钢筋，其间距宜取,1000mm,2000mm,；,纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于,35mm,；采用水下灌注混凝土工艺时，不应小于,50,；,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻（冲）孔灌注桩,34,4,）设计要点,（,2,）桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定：,当采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋时，受压区的纵向钢筋根数不应少于,5,根；当施工方法不能保证钢筋的方向时，不应采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋的形式；,当沿桩身分段配置纵向受力主筋时，纵向受力钢筋的搭接应符合现行国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010,的相关规定。,（,3,）桩顶部应设置混凝土冠梁。冠梁的宽度不宜小于桩径，高度不宜小于桩径的,0.6,倍。冠梁钢筋应符合现行国家标准,混凝土结构设计规范,GB50010,对梁的构造配筋要求。冠梁用作支撑或锚杆的传力构件或按空间结构设计时，尚应按受力构件进行截面设计。,（,同钻孔咬合桩,）,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻（冲）孔灌注桩,35,4,）设计要点,（,4,）排桩的桩间土应采取防护措施。桩间土防护措施宜采用内置钢筋网或钢丝网的喷射混凝土面层。喷射混凝土面层的厚度不宜小于,50mm,，混凝土强度等级不宜低于,C20,，混凝土面层内配置的钢筋网的纵横向间距不宜大于,200mm,。钢筋网或钢丝网宜采用横向拉筋与两侧桩体连接，拉筋直径不宜小于,12mm,，拉筋锚固在桩内的长度不宜小于,100mm,。钢筋网宜采用桩间土内打入直径不小于,12mm,的钢筋钉固定，钢筋钉打入桩间土中的长度不宜小于排桩净间距的,1.5,倍且不应小于,500mm,。（,本条同样适用于人工挖孔疏排桩,）,（,5,）成孔垂直度偏差不大于,1%,。,（,同钻孔咬合桩,）,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻（冲）孔灌注桩,36,钻孔灌注桩,五、地铁基坑常用支护结构形式,钻（冲）孔灌注桩,37,2.2.1,适用地质条件,以粘土及粉质粘土为主的土层、半土半石地层。,2.2.2,优点,施工机具简单，成本低；,工作面多，整体施工速度比较快；,无泥浆、噪音公害；,砼质量保证，并可扩大头和咬合密排防水性能好。,2.2.3,缺点,人员在桩孔内作业，工作环境恶劣，安全性差；,施工抽水容易引起周边地层的变形；,软弱地层，容易发生涌泥、涌沙、坍孔等险情。,五、地铁基坑常用支护结构形式,人工挖孔桩,38,4,）挖孔开挖工作面以下，有下列情况之一者，不得使用挖孔桩：,（,1,）地基土中分布有厚度超过,2m,流塑状泥或厚度超过,4m,的软塑状土；,（,2,）地下水位以下在层厚超过,2m,的松散、稍密的砂层或层厚超过,3m,的中密、密实砂层；,（,3,）溶岩地区；,（,4,）有涌水的地质断裂带；,（,5,）地下水丰富，采取措施后仍无法避免边抽水边作业；,（,6,）高压缩性人工杂填土厚度超过,5m,；,（,7,）工作面,3m,以下土层中有腐植质有机物、煤层等可能存在有毒气体的土层；,（,8,）孔深超过,25m,或桩径小于,1.2m,；,（,9,）没有可靠的安全措施，可能对周围建（构）筑物、道路、管线等造成危害。,5,）人工挖孔桩设计要点及施工注意事项,（,1,）首先确认该地区住建委有无限制使用人工挖孔桩的文件；同时核实基坑工程是否存在人工挖孔桩限制使用的,9,种情况，如存在限制使用情况，应排除人工挖孔桩得选用。,（,2,）混凝土护壁厚度不得小于,150mm,；护壁混凝土强度等级不得低于,C20,；,（,3,）采用混凝土护壁时，每天掘进深度不得大于,1m,。,五、地铁基坑常用支护结构形式,人工挖孔桩,39,5,）人工挖孔桩设计要点及施工注意事项,（,4,）孔内作业时，上下井必须有可靠安全保障措施，严禁乘坐吊桶上下。须配备通讯设备（如对讲机）保证上下通讯畅顺。施工中应有可靠通风措施，同时应配备有毒气检验测仪器，定时进行气体检测。,（,5,）禁止孔内边抽水边作业；,（,6,）孔口和孔壁附着物（包括不到孔底的钢筋笼、串筒、钢爬梯、水管风管等）必须固定牢靠。,6,）桩间土应采取防护措施。桩间土防护措施宜采用内置钢筋网或钢丝网的喷射混凝土面层。喷射混凝土面层的厚度不宜小于,50mm,，混凝土强度等级不宜低于,C20,，混凝土面层内配置的钢筋网的纵横向间距不宜大于,200mm,。钢筋网或钢丝网宜采用横向拉筋与两侧桩体连接，拉筋直径不宜小于,12mm,，拉筋锚固在桩内的长度不宜小于,100mm,。钢筋网宜采用桩间土内打入直径不小于,12mm,的钢筋钉固定，钢筋钉打入桩间土中的长度不宜小于排桩净间距的,1.5,倍且不应小于,500mm,。,（,同钻孔灌注桩,）,五、地铁基坑常用支护结构形式,人工挖孔桩,40,人工挖孔桩护壁咬合，桩芯相切,五、地铁基坑常用支护结构形式,人工挖孔桩,41,人工挖孔方桩配筋图,五、地铁基坑常用支护结构形式,人工挖孔桩,42,人工挖孔桩,五、地铁基坑常用支护结构形式,人工挖孔桩,43,人工挖孔桩,五、地铁基坑常用支护结构形式,人工挖孔桩,44,1,）适用地质条件,以粘土及粉质粘土为主的土层、半土半岩地层；周边环境条件容许。,2,）优点,节省投资，至少可节省一半；,可进行信息化设计与施工，施工速度快；,基坑作业空间开阔，无内支撑，主体结构施工快；,土钉支护可以和预应力锚杆联合使用。,3,）缺点,土钉和锚杆需占用基坑周围的地下空间；,淤泥、流砂及有大量渗水的地层，不宜采用；,土体有较大位移。,需降水,五、地铁基坑常用支护结构形式,土钉墙,45,4,）设计要点：,（,1,）土钉墙、预应力锚杆复合土钉墙的坡度不宜大于,1,：,0.2,；当基坑较深、土的抗剪强度较低时，宜取较小坡度。对砂土、碎石土、松散填土，确定土钉墙坡度时尚应考虑开挖时坡面的局部自稳能力。微型桩、水泥土桩复合土钉墙，应采用微型桩、水泥土桩与土钉墙面层贴合的垂直墙面。,注：土钉墙坡度指其墙面垂直高度与水平宽度的比值。,（,2,）,土钉水平间距和竖向间距宜为,1m,2m,；当基坑较深、土的抗剪强度较低时，土钉间距应取小值。土钉倾角宜为,5,20,，其夹角应根据土性和施工条件确定。土钉长度应按各层土钉受力均匀、各土钉拉力与相应土钉极限承载力的比值近于相等的原则确定。,（,3,）土钉墙高度不大于,12m,时，喷射混凝土面层的构造要求应符合下列规定：,喷射混凝土面层厚度宜取,80mm,100mm,；,喷射混凝土设计强度等级不宜低于,C20,；,喷射混凝土面层中应配置钢筋网和通长的加强钢筋，钢筋网宜采用,HPB235,级钢筋，钢筋直径宜取,6mm,10mm,，钢筋网间距宜取,150mm,250mm,；钢筋网间的搭接长度应大于,300mm,；加强钢筋的直径宜取,14mm,20mm,；当充分利用土钉杆体的抗拉强度时，加强钢筋的截面面积不应小于土钉杆体截面面积的二分之一。,五、地铁基坑常用支护结构形式,土钉墙,46,五、地铁基坑常用支护结构形式,土钉墙,47,五、地铁基坑常用支护结构形式,重力式挡墙,重力式挡墙在地铁基坑中，主要用于出入口基坑深度较浅段，一般基坑深度不大于,6m,。,1,）水泥土墙宜采用水泥土搅拌桩相互搭接形成的格栅状结构形式，也可采用水泥土搅拌桩相互搭接成实体的结构形式。搅拌桩的施工工艺宜采用喷浆搅拌法。,2),重力式水泥土墙的嵌固深度，对淤泥质土，不宜小于,1.2h,，对淤泥，不宜小于,1.3h,；重力式水泥土墙的宽度（,B,），对淤泥质土，不宜小于,0.7h,，对淤泥，不宜小于,0.8h,；此处，,h,为基坑深度。,3),水泥土墙体,28d,无侧限抗压强度不宜小于,0.8MPa,。当需要增强墙身的抗拉性能时,可在水泥土桩内插入杆筋。杆筋可采用钢筋、钢管或毛竹。杆筋的插入深度宜大于基坑深度。杆筋应锚入面板内。,4),水泥土墙顶面宜设置混凝土连接面板，面板厚度不宜小于,150mm,混凝土强度等级不宜低于,C15.,48,六、基坑支撑体系,锚杆,1,）锚杆的应用应符合下列规定：,（,1,）锚拉结构宜采用钢绞线锚杆；当设计的锚杆抗拔承载力较低时，也可采用普通钢筋锚杆；当环境保护不允许在支护结构使用功能完成后锚杆杆体滞留于基坑周边地层内时，应采用可拆芯钢绞线锚杆；,（,2,）,在易塌孔的松散或稍密的砂土、碎石土、粉土层，高液性指数的饱和粘性土层，高水压力的各类土层中，钢绞线锚杆、普通钢筋锚杆宜采用套管护壁成孔工艺；,（,3,）,锚杆注浆宜采用二次压力注浆工艺；,（,4,）,锚杆锚固段不宜设置在淤泥、淤泥质土、泥炭、泥炭质土及松散填土层内；,5,在复杂地质条件下，应通过现场试验确定锚杆的适用性。,2,）锚杆的极限抗拔承载力应符合下式要求：,式中：,Kt,锚杆抗拔安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支护结构，,Kt,分别不应小于,1.8,、,1.6,、,1.4,；,Nk,锚杆轴向拉力标准值,(kN),；,Rk,锚杆极限抗拔承载力标准值,(kN),。,49,外支撑体系，在,建筑基坑支护技术规程,中，统称为锚杆体系。,3,）锚杆的轴向拉力标准值应按下式计算：,式中：,Nk,锚杆的轴向拉力标准值,(kN),；,Fh,挡土构件计算宽度内的弹性支点水平反力,(kN),，按本规程第,4.1,节的规定确定；,s,锚杆水平间距,(m),；,ba,结构计算宽度,(m),；,锚杆倾角,(,),。,4,）锚杆极限抗拔承载力的确定应符合下列规定：,（,1,）锚杆极限抗拔承载力应通过抗拔试验确定。,（,2,）,锚杆极限抗拔承载力标准值也可按下式估算，但应进行抗拔试验进行验证：,式中：,d,锚杆的锚固体直径,(m),；,li,锚杆的锚固段在第,i,土层中的长度,(m),；锚固段长度（,la,）为锚杆在理论直线滑动面以外的长度，理论直线滑动面按本规程第,4.7.5,条的规定确定；,qsik,锚固体与第,i,土层之间的极限粘结强度标准值,(kPa),，应根据工程经验并结合,建筑基坑支护技术规程,中表,4.7.4,取值。,六、基坑支撑体系,锚杆,50,4,）锚杆极限抗拔承载力的确定应符合下列规定：,（,3,）当锚杆锚固段主要位于粘土层、淤泥质土层、填土层时，应考虑土的蠕变对锚杆预应力损失的影响，并应根据蠕变试验确定锚杆的极限抗拔承载力。,5,）锚杆的自由段长度应按下式确定：,式中：,lf,锚杆自由段长度（,m,）；,锚杆的倾角,(,),；,a1,锚杆的锚头中点至基坑底面的距离（,m,）；,a2,基坑底面至挡土构件嵌固段上基坑外侧主动土压力强度与基坑内侧被动土压力强度等值点,O,的距离（,m,）；对多层土地层，当存在多个等值点时应按其中最深处的等值点计算；,d,挡土构件的水平尺寸（,m,）；,mO,点以上各土层按厚度加权的内摩擦角平均值,(,),。,锚杆自由段长度除应符合上面公式的规定外，尚不应小于,5.0m,。,六、基坑支撑体系,锚杆,51,6,）锚杆杆体的受拉承载力应符合下式规定：,式中：,N,锚杆轴向拉力设计值,(kN),，按本规程第,3.1.7,的规定计算；,f,py,预应力钢筋抗拉强度设计值,(kPa),；当锚杆杆体采用普通钢筋时，取普通钢筋强度设计值（,f,y,）；,A,p,预应力钢筋的截面面积,(m,2,),。,7,）锚杆的布置应符合下列规定,:,（,1,）,锚杆的水平间距不宜小于,1.5m,；多层锚杆，其竖向间距不宜小于,2.0m,；当锚杆的间距小于,1.5m,时，应根据群锚效应对锚杆抗拔承载力进行折减或相邻锚杆应取不同的倾角；,（,2,）,锚杆锚固段的上覆土层厚度不宜小于,4.0m,；,（,3,）,锚杆倾角宜取,15,25,，且不应大于,45,，不应小于,10,；锚杆的锚固段宜设置在土的粘结强度高的土层内；,（,4,）,当锚杆穿过的地层上方存在天然地基的建筑物或地下构筑物时，宜避开易塌孔、变形的地层。,六、基坑支撑体系,锚杆,52,8,）钢绞线锚杆、普通钢筋锚杆的构造应符合下列规定：,（,1,）,锚杆成孔直径宜取,100mm,150mm,；,（,2,）,锚杆自由段的长度不应小于,5m,，且穿过潜在滑动面进入稳定土层的长度不应小于,1.5m,；钢绞线、钢筋杆体在自由段应设置隔离套管；,（,3,）,土层中的锚杆锚固段长度不宜小于,6m,；,（,4,）,锚杆杆体的外露长度应满足腰梁、台座尺寸及张拉锁定的要求；,（,5,）锚杆注浆应采用水泥浆或水泥砂浆，注浆固结体强度不宜低于,20MPa,9,）锚杆腰梁可采用型钢组合梁或混凝土梁。锚杆腰梁应按受弯构件设计。,10,）锚杆的施工偏差应符合下列要求：,（,1,）,钻孔深度宜大于设计深度,0.5m,；（,2,）,钻孔孔位的允许偏差应为,50mm,；（,3,）,钻孔倾角的允许偏差应为,3,；（,4,）,杆体长度应大于设计长度；（,5,）,自由段的套管长度允许偏差应为,50mm,。,11,）预应力锚杆张拉锁定时，当锚杆固结体的强度达到设计强度的,75%,且不小于,15MPa,后，方可进行锚杆的张拉锁定；,六、基坑支撑体系,锚杆,53,六、基坑支撑体系,内支撑,内支撑结构可选用钢支撑、混凝土支撑、钢与混凝土的混合支撑,1,）内支撑结构选型应符合下列原则：,（,1,）,宜采用受力明确、连接可靠、施工方便的结构形式；,（,2,）,宜采用对称平衡性、整体性强的结构形式；,（,3,）,应与主体地下结构的结构形式、施工顺序协调，应便于主体结构施工；,（,4,）,应利于基坑土方开挖和运输；,(5),需要时，应考虑内支撑结构作为施工平台。,目前国内地铁基坑设计中，软土地区，特别是基坑范围存在饱和砂层时，车站主体基坑第一道内支撑基本采用混凝土支撑。,2),内支撑结构应综合考虑基坑平面的形状、尺寸、开挖深度、周边环境条件、主体结构的形式等因素，选用下列内支撑形式：,水平对撑或斜撑，可采用单杆、桁架、八字形支撑；,正交或斜交的平面杆系支撑；,环形杆系或板系支撑；,竖向斜撑。,54,3),内支撑结构应综合考虑基坑平面的形状、尺寸、开挖深度、周边环境条件、主体结构的形式等因素，选用下列内支撑形式：,水平对撑或斜撑，可采用单杆、桁架、八字形支撑；,正交或斜交的平面杆系支撑；,环形杆系或板系支撑；,竖向