第三章-深基坑施工.ppt

3.1概述概述3.2基坑支护结构类型与选择基坑支护结构类型与选择3.3支护结构设计计算支护结构设计计算3.4基坑稳定性验算基坑稳定性验算3.5支护结构施工支护结构施工 补偿性基础：补偿性基础：以土体重量，来补偿一部分建以土体重量，来补偿一部分建筑物的荷重。筑物的荷重。但基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其是但基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其是在城市建筑物密集地区，施工现场附近有建筑在城市建筑物密集地区，施工现场附近有建筑物、道路和地下管线纵横交错，很多情况下不物、道路和地下管线纵横交错，很多情况下不允许采用较经济的放坡开挖，而需要在人工支允许采用较经济的放坡开挖，而需要在人工支护条件下进行基坑开挖，本章即要研究这个问护条件下进行基坑开挖，本章即要研究这个问题。题。第三章第三章深基坑工程施工深基坑工程施工.3.1 概述概述特点：特点：1.基坑向大深度方向发展基坑向大深度方向发展;2.基坑开挖面积大基坑开挖面积大;3.在软弱地层中，基坑开挖影响周围建筑物、市政设在软弱地层中，基坑开挖影响周围建筑物、市政设施和地下管线；施和地下管线；4.深基坑施工期长，场地狭窄，降雨、重物等对基坑深基坑施工期长，场地狭窄，降雨、重物等对基坑稳定不利；稳定不利；5.在相邻场地施工，打桩、降水、挖土以及基础浇筑在相邻场地施工，打桩、降水、挖土以及基础浇筑混凝土等工序会互相制约和影响，增加协调工作混凝土等工序会互相制约和影响，增加协调工作的难度。的难度。.发生坍塌的缘故？发生坍塌的缘故？CBO113Ocf.为了保持为了保持基坑侧壁稳定基坑侧壁稳定及及邻近建筑物邻近建筑物的安全的安全，需采用基坑边壁的支护加，需采用基坑边壁的支护加固措施。固措施。3.1 概述概述支护结构：挡墙支护结构：挡墙+支撑（或拉锚）支撑（或拉锚）.支护结构的功能：支护结构的功能：挡土挡土和和挡水挡水对待支护结构的设计和施工均应采对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度，在保证施工安全取极慎重的态度，在保证施工安全的前提下，尽量做到的前提下，尽量做到经济合理经济合理和和便便于施工于施工。3.1 概述概述.3.2 支护结构的选型支护结构的选型支护结构包括挡墙和支撑（或拉锚）支护结构包括挡墙和支撑（或拉锚）两部分。两部分。档墙或支撑中任何一部分的选型不档墙或支撑中任何一部分的选型不当或产生破坏（包括变形过大），当或产生破坏（包括变形过大），都会导致整个支护结构的失败。都会导致整个支护结构的失败。.一、支护结构的类型：一、支护结构的类型：(1)支护型（非重力式）支护型（非重力式）（常用）（常用）将支护结构作为主要受力构件支挡可能形将支护结构作为主要受力构件支挡可能形成的水土压力。成的水土压力。（钢板桩、板桩墙、排桩、柱列式灌注桩、（钢板桩、板桩墙、排桩、柱列式灌注桩、地下连续墙等地下连续墙等）(2)加固型（实体重力式）加固型（实体重力式）加固土体强度，维持坑壁的稳定。加固土体强度，维持坑壁的稳定。（水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、土钉墙等）（水泥土搅拌桩、高压旋喷桩、土钉墙等）3.2 支护结构的选型支护结构的选型.（一）挡墙的选型（一）挡墙的选型（1）钢板桩钢板桩a.槽钢钢板桩槽钢钢板桩b.热轧锁口钢板桩热轧锁口钢板桩（2）钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩（3）钻孔灌注桩挡墙钻孔灌注桩挡墙（4）H型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱）型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱）（5）地下连续墙地下连续墙（6）深层搅拌水泥土桩挡墙深层搅拌水泥土桩挡墙（7）旋喷桩帷幕墙旋喷桩帷幕墙二、支护结构的选型二、支护结构的选型.a.槽钢钢板桩槽钢钢板桩由槽钢并排或正反扣搭接组成。由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长槽钢长68m，多用于深度不超过，多用于深度不超过4m的的基坑。基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。顶部宜设一道支撑或拉锚。b.热轧锁口钢板桩热轧锁口钢板桩其形式有其形式有U型、型、Z型、一字型、型、一字型、H型和组型和组合型。合型。U型型Z型型一字型一字型该板桩截面带企口，有一定的挡水作用，该板桩截面带企口，有一定的挡水作用，顶部设圈梁，用后不再拔除，永留地基顶部设圈梁，用后不再拔除，永留地基土中。适于土中。适于36m基坑，但应用较少。基坑，但应用较少。（1）钢板桩钢板桩.常用常用6001000mm，是支护结构中应用，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部浇筑最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效果差。挡水效果差。（3）钻孔灌注桩挡墙钻孔灌注桩挡墙.该类支护结构适用于土质较好、地下水该类支护结构适用于土质较好、地下水位较低的地区。型钢或支柱按一定间距位较低的地区。型钢或支柱按一定间距打入，支柱间设木挡板或其它挡土设施。打入，支柱间设木挡板或其它挡土设施。（4）H型钢支柱（钢筋混凝土桩支型钢支柱（钢筋混凝土桩支 柱）、木挡板支护墙柱）、木挡板支护墙.（5）地下连续墙）地下连续墙地下连续墙已是目前深基坑的主要支护地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。在地下结构层数多的深基坑结构之一。在地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。地下连续墙常是采用的施工非常有利。地下连续墙常是采用“逆筑法逆筑法”的支护结构的首选。的支护结构的首选。天津市的华联商厦、紫金花园、鸿吉大天津市的华联商厦、紫金花园、鸿吉大厦、津汇广场等很多工程均采用地下连厦、津汇广场等很多工程均采用地下连续墙方法施工。续墙方法施工。.深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制搅拌制成水化剂与地基土进行原位强制搅拌制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。成隔水帷幕。（6）深层搅拌水泥土桩挡墙深层搅拌水泥土桩挡墙.（旋喷桩帷幕墙是钻孔后，将钻杆从地基旋喷桩帷幕墙是钻孔后，将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中，形成水泥土桩，桩体相连形成基土中，形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。帷幕墙。旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡墙，也旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡墙，也可用于挡水。可用于挡水。（7）旋喷桩帷幕墙旋喷桩帷幕墙.当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能满足要求时，需增设支撑系统。形不能满足要求时，需增设支撑系统。支撑系统有支撑系统有基坑内支撑基坑内支撑基坑外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）基坑外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）常用的有常用的有钢结构支撑钢结构支撑钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑(二二).支撑（拉锚）的选型支撑（拉锚）的选型.a.钢管支撑钢管支撑对撑对撑（1）钢结构支撑钢结构支撑.a.钢管支撑钢管支撑角撑角撑（1）钢结构支撑钢结构支撑.(1)钢结构支撑钢结构支撑b.型钢支撑型钢支撑型钢支撑主要采用型钢支撑主要采用H型钢，用螺栓型钢，用螺栓连接，为工具式钢支撑，现场组装连接，为工具式钢支撑，现场组装方便，可重复使用。方便，可重复使用。.有角撑、对撑、桁架式支撑，还有圆有角撑、对撑、桁架式支撑，还有圆形、拱形和椭圆形等形状的支撑。形、拱形和椭圆形等形状的支撑。圆形支撑圆形支撑（2）钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑.三、基坑支护体系的作用与要求三、基坑支护体系的作用与要求作用：作用：1、挡土挡水挡土挡水，保证土方开挖和地下，保证土方开挖和地下结构施工条件；结构施工条件；2、限制周围土体变形，开挖过程中、限制周围土体变形，开挖过程中不会对相邻建筑物和地下管线造成不会对相邻建筑物和地下管线造成危害。危害。侧壁安全等级为一级、二级、三级侧壁安全等级为一级、二级、三级.要求：要求：1、保证基坑周边边坡的稳定性，满足地下、保证基坑周边边坡的稳定性，满足地下室施工有足够空间的要求。室施工有足够空间的要求。2、保证基坑四周相邻建筑物和地下管线在、保证基坑四周相邻建筑物和地下管线在基坑施工期间不受损害。要求对土体变基坑施工期间不受损害。要求对土体变形进行控制。形进行控制。3、保证基坑工程施工作业面干燥。、保证基坑工程施工作业面干燥。三、基坑支护体系的作用与要求三、基坑支护体系的作用与要求.3.3 基坑支护结构设计计算基坑支护结构设计计算一、支护结构承受的荷载一、支护结构承受的荷载支护结构承受的荷载一般包括支护结构承受的荷载一般包括土压力土压力水压力水压力墙后地面荷载引起的附加荷载。墙后地面荷载引起的附加荷载。.1土压力土压力主动土压力：以主动土压力：以Ea表示。表示。静止土压力静止土压力：以以E0表示。表示。滑裂面滑裂面Ea-E0.+外力Ep滑裂面土压力土压力(3)被动土压力：以被动土压力：以Ep表示。表示。.土压力表示土压力表示主动土压力强度（主动土压力强度（无粘性土无粘性土）粘性土粘性土.对对于于粘粘性性土土按按计计算算公公式式计计算算时时，主主动动土土压力在土层顶部（压力在土层顶部（H=0处）为负值，即处）为负值，即表明出现拉力区，这在实际上是不可能发表明出现拉力区，这在实际上是不可能发生的。可计算临界高度以下的主动土压力：生的。可计算临界高度以下的主动土压力：土压力分布土压力分布.ZcH可计算此种情况下的临界高度可计算此种情况下的临界高度Zc，进而计算临界高度以下的主动，进而计算临界高度以下的主动土压力。土压力。土压力分布土压力分布.土压力表示土压力表示被动土压力强度被动土压力强度无粘性土无粘性土粘性土粘性土.土压力分布土压力分布悬臂无支撑挡墙，悬臂无支撑挡墙，其主动土压力，其主动土压力，是三角形分布，是三角形分布，被动土压力也是被动土压力也是三角形分布。三角形分布。被动土压力被动土压力主动土压力主动土压力.土压力分布土压力分布多支撑或多拉锚的挡墙背面上的多支撑或多拉锚的挡墙背面上的土压力分布图形砂土为梯形，粘土土压力分布图形砂土为梯形，粘土土压力分布图是稍复杂的三角形。土压力分布图是稍复杂的三角形。.土压力分布土压力分布悬臂挡土墙所承受的悬臂挡土墙所承受的主动土压力完全由其主动土压力完全由其底部的被动土压力来底部的被动土压力来平衡；平衡；而锚定板单支点的挡而锚定板单支点的挡土结构，其主动土压土结构，其主动土压力则由锚定板拉杆和力则由锚定板拉杆和底部的被动土压力共底部的被动土压力共同承受，加以平衡。同承受，加以平衡。TEa1Ea2EP.2.2.水压力水压力作作用用于于支支护护结结构构上上的的水水压压力力一一般般按按静静水水压压力力考考虑虑。有有稳稳态态渗渗流流时时按按三三角角形形分布计算。分布计算。ABCDEF.水压力和土压力水压力和土压力水水压压力力和和土土压压力力的的分分算算或或合合算算问问题题，目目前均采用。前均采用。一一般般情情况况下下，由由于于粘粘性性土土中中水水主主要要是是结结晶水和结合水，宜合算晶水和结合水，宜合算;在在砂砂性性土土中中土土颗颗粒粒之之间间的的空空隙隙中中充充满满的的是是自自由由水水，受受重重力力作作用用，为为静静水水压压力力作作用，宜分算。用，宜分算。.合合算算时时，地地下下水水位位以以下下土土的的重重力力密密度度采采用饱和重力密度用饱和重力密度sat；分分算算时时，地地下下水水位位以以下下土土的的重重力力密密度度采采用浮重力密度用浮重力密度;另另外外单单独独计计算算静静水水压压力力，按按三三角角形形分分布布考虑。考虑。水压力和土压力水压力和土压力.3.3.墙后地面荷载引起附加荷载墙后地面荷载引起附加荷载三种情况：三种情况：墙后有均布荷载墙后有均布荷载距离支护结构一定距离有均布荷载距离支护结构一定距离有均布荷载距距离离支支护护结结构构一一定定距距离离有有集集中中荷荷载载（如如塔塔吊吊、混混凝凝土土泵泵车车等等）由由引引起起的的附加荷载分布在支护结构的一定范围内。附加荷载分布在支护结构的一定范围内。.墙后有均布荷载墙后有均布荷载如如墙墙后后堆堆有有土土方方、材材料料等等地地面面均均布布荷荷载载对对支支护护结结构构引引起起的的附附加加荷载，可按下式计算：荷载，可按下式计算：qH.距离支护结构一定距离均布荷载距离支护结构一定距离均布荷载距距离离有有均均布布荷荷载载此此时时压压应应力力传传到到支支护护结结构构上上有有一一空空白白距距离离h1,在在h1之之下下产产生均布的附加应力：生均布的附加应力：l1qHe1e2.（3）.距离支护结构一定距离有集中距离支护结构一定距离有集中荷载荷载距离支护结构一距离支护结构一定距离有集中荷载定距离有集中荷载（如塔吊、混凝（如塔吊、混凝土泵车等）由引土泵车等）由引起的附加荷载分布起的附加荷载分布在支护结构的一定在支护结构的一定范围范围2上。上。HPl2h2.二、桩墙式支护结构的设计计算二、桩墙式支护结构的设计计算深基坑支护结构应采用以分项系数表深基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。示的极限状态设计表达式进行设计。基坑支护结构极限状态可有两类：基坑支护结构极限状态可有两类：承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态.1.承载能力极限状态：承载能力极限状态：支护结构达到最大承载能力，或土体失稳、过支护结构达到最大承载能力，或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏；大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏；2.正常使用极限状态：正常使用极限状态：支护结构的变形已妨碍地下结构施工，或影响支护结构的变形已妨碍地下结构施工，或影响基坑周边环境的正常使用。基坑周边环境的正常使用。二、桩墙式支护结构的设计计算二、桩墙式支护结构的设计计算.计算方法常用计算方法常用极限平衡法极限平衡法，即支护桩在，即支护桩在一定的插入深度下，基坑外侧土体处于一定的插入深度下，基坑外侧土体处于主动极限平衡状态，内侧土体处于被动主动极限平衡状态，内侧土体处于被动极限平衡状态，桩墙在水、土压力等侧极限平衡状态，桩墙在水、土压力等侧向荷载作用下满足平衡条件，作为设计向荷载作用下满足平衡条件，作为设计的原则。常用的原则。常用静力平衡法静力平衡法、等值梁法等值梁法计计算。算。（一）悬臂桩墙的计算（一）悬臂桩墙的计算.静力平衡法计算原理静力平衡法计算原理ABCd地面地面坑底坑底支支护护桩桩BACDDABCOhxtEaEp悬臂板桩的变位及在无粘性土中土压力分布图悬臂板桩的变位及在无粘性土中土压力分布图.静力平衡法计算原理静力平衡法计算原理ABCOhxtEaEpRcH.Blum建议将建议将C点以下点以下的土压力用集中力表示，的土压力用集中力表示，即桩的插入深度到旋转即桩的插入深度到旋转点以下部分的作用力用点以下部分的作用力用一个单力一个单力Rc表示表示.（一）悬臂桩墙的计算（一）悬臂桩墙的计算（静力平衡法静力平衡法)嵌固深度嵌固深度设计值计算：设计值计算：1.悬臂式支护结构悬臂式支护结构嵌固深度设计值嵌固深度设计值hd宜按宜按下式确定：下式确定：对分层土：对分层土：.hbpEa1Ea2Ea4Ea3EaEP1EP2EP（一）悬臂桩墙的计算（一）悬臂桩墙的计算（静力平衡法静力平衡法).，：分别为作用在支护桩各层土的净主：分别为作用在支护桩各层土的净主动土压力和净被动土压力；动土压力和净被动土压力；，：分别为：分别为到到C点的距离，其值与嵌点的距离，其值与嵌固深度有关。固深度有关。工程上要乘以工程上要乘以1.2的经验系数，则支护桩的经验系数，则支护桩总的进入坑底的深度为：总的进入坑底的深度为：，支护，支护桩总长度为：桩总长度为：（一）悬臂桩墙的计算（一）悬臂桩墙的计算（静力平衡法静力平衡法).例题例题1、某建筑基坑开挖深度为、某建筑基坑开挖深度为6.0m，拟采用悬，拟采用悬臂式板桩支护。土层情况如下图所示，臂式板桩支护。土层情况如下图所示，坑内外地下水位面在地表下与坑底齐平坑内外地下水位面在地表下与坑底齐平处。取安全系数为处。取安全系数为1.2，试计算，试计算:（1）其）其嵌固深度。嵌固深度。(2)计算最大弯矩及其截面位计算最大弯矩及其截面位置。置。（一）悬臂桩墙的计算（一）悬臂桩墙的计算（静力平衡法静力平衡法).（一）悬臂桩墙的计算（一）悬臂桩墙的计算（静力平衡法静力平衡法)粘土粉土坑底地面2.5m3.5mOD砂土xt.基坑开挖深度较大时，可以在维护结构基坑开挖深度较大时，可以在维护结构顶部附近设置顶部附近设置一单支撑（拉锚），一单支撑（拉锚），形成形成单支点支护结构。单支点支护结构。支护结构支护结构常见常见的几种破坏类型的几种破坏类型:(二二)单支点支护结构单支点支护结构.1.拉锚破坏或支撑压曲拉锚破坏或支撑压曲地面荷载增加过多、地面荷载增加过多、土压力过大使拉杆断裂，土压力过大使拉杆断裂，或锚固失败、腰梁破坏、或锚固失败、腰梁破坏、内支撑受压失稳。内支撑受压失稳。(二二)单支点支护结构单支点支护结构.2支护墙体底部走动支护墙体底部走动支护墙入土深度不够或支护墙入土深度不够或挖土过深以及水的冲刷挖土过深以及水的冲刷均可产生这种破坏。均可产生这种破坏。需正确的计算入土深度需正确的计算入土深度(二二)单支点支护结构单支点支护结构.3.支护墙的平面变形过支护墙的平面变形过大或弯曲破坏大或弯曲破坏支护墙截面过小、土压支护墙截面过小、土压力估不准、墙后增大量力估不准、墙后增大量地面荷载或挖土超深，地面荷载或挖土超深，需准确计算最大弯矩值需准确计算最大弯矩值以验算截面。以验算截面。(二二)单支点支护结构单支点支护结构.4.墙后土体整体滑动失稳墙后土体整体滑动失稳拉锚的长度不够、拉锚的长度不够、软粘土发生圆弧软粘土发生圆弧滑动，引起支护滑动，引起支护结构整体失稳。结构整体失稳。(二二)单支点支护结构单支点支护结构.(二二)单支点支护结构计算单支点支护结构计算主要针对第主要针对第2、3种破坏情况进行设计计算。种破坏情况进行设计计算。单支点结构，桩的入土深度不同，桩侧土压力分布单支点结构，桩的入土深度不同，桩侧土压力分布不同，使桩体产生的变形不同。不同，使桩体产生的变形不同。（1）入土较浅）入土较浅（2)入土深度增加，桩前被动土压力不能充分发挥入土深度增加，桩前被动土压力不能充分发挥（3）继续增加，桩前后都出现被动土压力）继续增加，桩前后都出现被动土压力（4）进一步增加（过深），不利于前后被动土压力）进一步增加（过深），不利于前后被动土压力发挥。发挥。.EaEp(二二)单支点支护结构计算单支点支护结构计算EaEp入土深度不同的板桩墙的土压力分布、弯矩变形图入土深度不同的板桩墙的土压力分布、弯矩变形图.EaEpEpEaEpEp(二二)单支点支护结构计算单支点支护结构计算入土深度不同的板桩墙的土压力分布、弯矩变形图入土深度不同的板桩墙的土压力分布、弯矩变形图.支点力及嵌固深度计算支点力及嵌固深度计算(二二)单支点支护结构计算（静力平衡单支点支护结构计算（静力平衡法）法）RaEpEa2Ea1Aq.图中图中ab梁一端固定一梁一端固定一端简支，弯矩图中正端简支，弯矩图中正负弯矩在负弯矩在c点转折，若点转折，若将将ab梁在梁在c点断开以简点断开以简支计算，则梁支计算，则梁ac断的断的弯矩图同整梁计算时弯矩图同整梁计算时一样，即称一样，即称ac梁为梁为ab梁上的等值梁。梁上的等值梁。等值梁原理等值梁原理babac(二二)单支点支护结构计算（等值梁单支点支护结构计算（等值梁法）法）.等值梁法原理等值梁法原理AEaDBDGPaEpEpQBQBBBBAG.用等值梁计算板桩，先要知道正负弯矩的用等值梁计算板桩，先要知道正负弯矩的转折点的位置。因板桩地面下转折点的位置。因板桩地面下土压力强度土压力强度等于零等于零的位置，接近的位置，接近正负弯矩的转折点正负弯矩的转折点，为简化即用为简化即用土压力强度等于零土压力强度等于零的位置代替的位置代替它。它。等值梁法原理等值梁法原理.例题例题2：某工程基坑深度为某工程基坑深度为10.0m,采用单支点采用单支点支护结构，地质资料和地面荷载如支护结构，地质资料和地面荷载如下图所示，采用等值梁法计算板桩下图所示，采用等值梁法计算板桩的入土深度和最大弯矩。的入土深度和最大弯矩。(二二)单支点支护结构计算（等值梁单支点支护结构计算（等值梁法）法）.粘土粘土坑底坑底地面地面1m 9mBD粉质粘土粉质粘土uRa8mxQBG.f一、整体稳定性验算；一、整体稳定性验算；二、抗倾覆和抗滑稳定性验算；二、抗倾覆和抗滑稳定性验算；三、坑底抗渗流稳定性验算；三、坑底抗渗流稳定性验算；四、坑底抗隆起稳定性验算。四、坑底抗隆起稳定性验算。3.4基坑稳定性验算基坑稳定性验算.条分法是土坡稳定性分析最常用的方法。条分法是土坡稳定性分析最常用的方法。一一般般基基坑坑内内设设一一道道或或不不设设支支撑撑时时，应应验验算算整整体滑动。体滑动。悬臂式支护结构整体稳定性验算应满足下式：悬臂式支护结构整体稳定性验算应满足下式：一、整体稳定性验算一、整体稳定性验算.，：被动土压力合力以及合力对支：被动土压力合力以及合力对支护结构底端的力臂。护结构底端的力臂。，：主动土压力合力以及合力对支：主动土压力合力以及合力对支护结构底端的力臂。护结构底端的力臂。一、整体稳定性验算一、整体稳定性验算.整体性破坏，滑动面大整体性破坏，滑动面大体上为圆弧状。采用条体上为圆弧状。采用条分法计算，即分法计算，即不考虑土不考虑土条间的互相作用力条间的互相作用力。其。其安全系数定义为绕圆弧安全系数定义为绕圆弧中心点的抗滑力矩与滑中心点的抗滑力矩与滑动力矩之比，即：动力矩之比，即：一、整体稳定性验算一、整体稳定性验算.：土条法向分力至圆心连线与垂线的夹角：土条法向分力至圆心连线与垂线的夹角:土条宽度土条宽度：滑动圆弧的半径：滑动圆弧的半径一、整体稳定性验算一、整体稳定性验算.重力式抗倾覆验算：重力式抗倾覆验算：二二 、抗、抗倾覆和抗滑稳定性验算倾覆和抗滑稳定性验算：重力式支护体的自重重力式支护体的自重：宽度宽度.重力式支护结构计算简图重力式支护结构计算简图重力式支护结构重力式支护结构主要是主要是深层搅拌深层搅拌水泥土桩墙水泥土桩墙和和旋旋喷桩帷幕墙，喷桩帷幕墙，计计算简图如图：算简图如图：EaEpBA.重力式支护结构抗滑稳定性验算重力式支护结构抗滑稳定性验算：基底墙体与土的摩擦系数；按经验取，：基底墙体与土的摩擦系数；按经验取，无经验时，淤泥质土取：无经验时，淤泥质土取：0.20.5，粘性，粘性土：土：0.250.4，砂土：，砂土：0.400.50。二二 、抗、抗倾覆和抗滑稳定性验算倾覆和抗滑稳定性验算.非重力式抗倾覆验算：非重力式抗倾覆验算：第：第i个支撑对支护桩墙的水平作用力；个支撑对支护桩墙的水平作用力；：第：第i个支撑到土压力零点的距离；个支撑到土压力零点的距离；二二 、抗、抗倾覆和抗滑稳定性验算倾覆和抗滑稳定性验算二二 、抗、抗倾覆和抗滑稳定性验算倾覆和抗滑稳定性验算.非重力式抗滑稳定性验算非重力式抗滑稳定性验算二二 、抗、抗倾覆和抗滑稳定性验算倾覆和抗滑稳定性验算.三、基坑坑底抗隆起验算三、基坑坑底抗隆起验算坑底隆起坑底隆起基坑较深，且底层土层较软弱时，开挖后可能出基坑较深，且底层土层较软弱时，开挖后可能出现坑底土向上隆起、支护桩顶面土层下沉和桩体向现坑底土向上隆起、支护桩顶面土层下沉和桩体向坑内倾斜的现象，主要由地基土的平衡状态受到破坑内倾斜的现象，主要由地基土的平衡状态受到破坏造成。坏造成。验算：太沙基极限承载力理论验算：太沙基极限承载力理论.三、基坑坑底抗隆起验算三、基坑坑底抗隆起验算坑底隆起坑底隆起开挖面以下墙体能起开挖面以下墙体能起帮助抵抗地基土隆起帮助抵抗地基土隆起的作用，宜假定土体的作用，宜假定土体沿墙体底面滑动，认沿墙体底面滑动，认为墙体底面以下为一为墙体底面以下为一圆弧，如图所示。产圆弧，如图所示。产生滑动力的是生滑动力的是和和q,抵抗滑动的则为土抵抗滑动的则为土体抗剪强度。体抗剪强度。qBOCthEMp.抗隆起安全系数抗隆起安全系数如要严格控制地面沉降，则需增加挡墙入土深如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，度，或进行坑底土体加固，提高土体抗剪强度，使该系数达到使该系数达到1.52.0。三、抗基坑坑底隆起验算三、抗基坑坑底隆起验算.管涌验算管涌验算当基坑地下水的向上渗当基坑地下水的向上渗流力流力时土颗粒时土颗粒处于悬浮状态，于是坑处于悬浮状态，于是坑底产生管涌现象。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：tj四、坑底抗渗流稳定验算四、坑底抗渗流稳定验算.挡墙入土深度如满足以下要求，不会产生挡墙入土深度如满足以下要求，不会产生管涌：管涌：如坑底以上的土层为松散填土、多裂隙土层如坑底以上的土层为松散填土、多裂隙土层等透水性好的土层，则地下水可略去，此时等透水性好的土层，则地下水可略去，此时不产生管涌的条件为：不产生管涌的条件为：四、坑底抗渗流稳定验算四、坑底抗渗流稳定验算.3.5 支护结构施工支护结构施工一一钢板桩施工钢板桩施工钢板桩在杭州湾大桥施钢板桩在杭州湾大桥施工中的应用工中的应用.doc（一）（一）常用种类：常用种类：U型、型、Z型、型、H型、型、直腹板式和组合式。直腹板式和组合式。.钢板桩的施工钢板桩的施工（二）（二）打设前准备工作打设前准备工作1钢板桩的检验和矫正钢板桩的检验和矫正2导架安装导架安装3沉桩机械的选择沉桩机械的选择打设钢板桩可用落锤、汽锤、柴油打设钢板桩可用落锤、汽锤、柴油锤和振动锤，前三种皆为冲击打入法，锤和振动锤，前三种皆为冲击打入法，此法可使桩锤的冲击力均匀分布，保护此法可使桩锤的冲击力均匀分布，保护桩顶免受损坏。桩顶免受损坏。.钢板桩的施工钢板桩的施工（三）钢板桩的打设和拔除（三）钢板桩的打设和拔除1打设方式选择打设方式选择单独打入法单独打入法即从板桩墙的一角始，逐块打即从板桩墙的一角始，逐块打设，直至工程结束。设，直至工程结束。围檩插入法（封闭打入法和分段复打法，复围檩插入法（封闭打入法和分段复打法，复打法又称屏风法打法又称屏风法）即将即将1020根钢板桩成排插入导架内，呈屏风根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，再分批施打。状，再分批施打。视频：视频：http:/ 钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩施工时无振动，不会危害周围钻孔灌注桩施工时无振动，不会危害周围建筑物等，造价低，有优越性。建筑物等，造价低，有优越性。施工速度慢，宜注意质量。施工速度慢，宜注意质量。钻孔灌注桩的间距由计算确定。钻孔灌注桩的间距由计算确定。钻孔灌注桩用作支护桩时，按钢筋混凝土钻孔灌注桩用作支护桩时，按钢筋混凝土正截面受弯构件计算配筋。正截面受弯构件计算配筋。视频：视频：http:/ 钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工.（二）成孔（二）成孔1、钻具联结要牢固，初期钻进速度不要太快、钻具联结要牢固，初期钻进速度不要太快。2、钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况。、钻进过程中，经常测试泥浆指标变化情况。3、经常检查机具运转情况。、经常检查机具运转情况。4、小工具如扳手、榔头、等防止掉入孔内。、小工具如扳手、榔头、等防止掉入孔内。5、经常注意观察钻孔附近地面有无开裂或护筒、桩、经常注意观察钻孔附近地面有无开裂或护筒、桩架是否倾斜。架是否倾斜。6、严格遵守操作技术规程，做好钻孔记录。、严格遵守操作技术规程，做好钻孔记录。7、钻至设计深度时，要由监理工程师与施工单位有、钻至设计深度时，要由监理工程师与施工单位有关人员共同判断并准确测定孔深。以此作为终孔标关人员共同判断并准确测定孔深。以此作为终孔标高的依据。高的依据。二二 钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工.（三）清孔（三）清孔1、终孔后，进行孔径，偏斜度、孔深的验收。、终孔后，进行孔径，偏斜度、孔深的验收。2、用原浆换浆法清孔，清孔后泥浆指标比重、用原浆换浆法清孔，清孔后泥浆指标比重1.151.20之间，含砂量小于之间，含砂量小于4%，粘度，粘度20”22”，孔底沉渣小于，孔底沉渣小于5cm。3、清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位、清孔时应保持钻孔内泥浆面高于地下水位1.52.0m防止塌孔。防止塌孔。4、清孔达到要求，再进行下道工序。、清孔达到要求，再进行下道工序。二二 钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工.（四）钢筋笼制安（四）钢筋笼制安1、钢筋进场必须具有合格证、钢筋进场必须具有合格证.2、钢筋笼制作必须严格按设计图和规范要求执、钢筋笼制作必须严格按设计图和规范要求执行。行。3、钢筋笼的加强箍必须与主筋焊牢，钢筋笼在、钢筋笼的加强箍必须与主筋焊牢，钢筋笼在安装过程中不能变形。安装过程中不能变形。4、钢筋笼最好一次性使用一台吊机。、钢筋笼最好一次性使用一台吊机。5、钢筋笼顶端要焊吊挂筋，高出钢护筒。钢筋、钢筋笼顶端要焊吊挂筋，高出钢护筒。钢筋笼就位后，吊挂筋支承在护筒顶的枕木上，不笼就位后，吊挂筋支承在护筒顶的枕木上，不能直接放在护筒上。能直接放在护筒上。二二 钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工.（五）（五）浇注水下砼浇注水下砼1、下导管、下导管2、导管安装时底部应高出孔底、导管安装时底部应高出孔底30-40cm。导管。导管埋入砼内深度埋入砼内深度2-3m，导管提升速度要慢。，导管提升速度要慢。3、开管的砼数量应满足导管埋入砼深度的要、开管的砼数量应满足导管埋入砼深度的要求，开管前要备足相应的数量。求，开管前要备足相应的数量。4、砼坍落度为、砼坍落度为18-22cm，以防堵管。，以防堵管。5、砼要连续浇注，浇灌的桩顶标高应高出设、砼要连续浇注，浇灌的桩顶标高应高出设计标高计标高0.5m以上。以上。二二 钻孔灌注桩挡墙施工钻孔灌注桩挡墙施工.