建筑施工技术土方工程2.pptx

2024/9/20 周五1一、一、基坑支护的作用基坑支护的作用:挡土和截水挡土和截水,保证基坑侧壁的稳定。保证基坑侧壁的稳定。二、基坑支护的设计原则二、基坑支护的设计原则:(一一)分类分类:1.1.承载能力极限状态承载能力极限状态 2.2.正常使用极限状态正常使用极限状态 2024/9/20 周五2(二二)基坑侧壁安全等级基坑侧壁安全等级 基坑侧壁安全等级及重要性系数基坑侧壁安全等级及重要性系数0 0安全等级破 坏 后 果0 一级支护结构破坏、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很严重 1.10 二级支护结构破坏、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一般 1.00 三级支护结构破坏、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 0.90 注:有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根椐具体情况另行确定。2024/9/20 周五3 (三三)设计内容设计内容 1.1.基坑支护结构均应进行承截能力极限状态的计算。基坑支护结构均应进行承截能力极限状态的计算。2.2.对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的 二级建筑基坑侧壁二级建筑基坑侧壁,尚应对基坑周边环境及支护结尚应对基坑周边环境及支护结 构变形进行验算。构变形进行验算。3.3.地下水控制计算和验算。地下水控制计算和验算。2024/9/20 周五4 三三、基坑支护结构的选型基坑支护结构的选型:支护结构支护结构支护结构支护结构水泥土挡墙式水泥土挡墙式排桩与板墙式排桩与板墙式边坡稳定式边坡稳定式深层搅拌水泥土桩墙深层搅拌水泥土桩墙高压旋喷桩墙高压旋喷桩墙板桩式板桩式排桩式排桩式板墙式板墙式组合式组合式土钉墙土钉墙锚杆支护锚杆支护钢板桩钢板桩混凝土板桩混凝土板桩型钢横挡板型钢横挡板钢管桩、预制混凝土桩钢管桩、预制混凝土桩钻孔灌筑桩钻孔灌筑桩挖孔灌筑桩挖孔灌筑桩现浇地下连续墙现浇地下连续墙预制装配式地下连续墙预制装配式地下连续墙加筋水泥土桩加筋水泥土桩 （SWMSWM工法工法)高应力区加筋水泥土墙高应力区加筋水泥土墙2024/9/20 周五5 支护结构选型表支护结构选型表 结 构 型 式 适 用 条 件排桩或地下连墙 1.适于基坑侧壁安全等级一、二、三级 2.悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m 3.当地下水位高于基坑底面时,宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙 水泥土墙 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级 2.水泥地桩施工范围内地基土承截力不宜大于150kpa 3.基坑深度夹不宜大于6m 土钉墙 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土地 2.基坑深度不宜大于12m 3.当地下水位高于基坑底面时,应采用降水或截水措施 逆作拱墙 1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级 2.淤泥和淤泥质土场地不宜采用 3.拱墙轴线的矢跨比不宜小用1/8 4.基坑深度不宜大于12m 5.当地下水位高于基坑底面时,应采用降水或截水措施 放 坡 1.基坑侧壁安全等级宜为三级 2.施工场地应满足放坡条件 3.可独立或与上述其他结构结合使用 4.当地下水位高于坡脚时,应采用降水措施2024/9/20 周五6四、基坑支撑的选型四、基坑支撑的选型 钢结构支撑钢结构支撑 坑内支撑坑内支撑 钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑 顶部拉锚顶部拉锚 坑外拉锚坑外拉锚 土层锚杆拉锚土层锚杆拉锚五、基坑支护五、基坑支护(支撑支撑)的破坏形式的破坏形式 a)a)拉锚破坏或支撑压曲拉锚破坏或支撑压曲 承载力破坏承载力破坏 b)b)支护破坏支护破坏(底部走动底部走动)c)c)平面变形过大或弯曲破坏平面变形过大或弯曲破坏 d)d)整体失稳整体失稳 稳定性破坏稳定性破坏 e)e)基坑隆起基坑隆起 f)f)管涌和流砂管涌和流砂2024/9/20 周五7123452121216887(a)(b)(d)(c)支护结构内支撑和拉锚1-支护墙体;2-围檩;3-内支撑;4-支撑立柱;5-土层锚杆;6-锚碇;7-锚桩;8-拉杆;2024/9/20 周五81.3.11.3.1 土方边坡土方边坡一、条件与因素一、条件与因素 T C T土体下滑力。下滑土体的分力，受坡上荷载、雨水、静水压力影响。C土体抗剪力。由土质决定，受气候、含水量及动水压力影响。1、边坡稳定的条件 2、确定边坡大小的因素（主要6个方面）土质、开挖深度、开挖方法、留置时间、排水情况、坡上荷载（动、静、无）或者说：土体的稳定条件是：或者说：土体的稳定条件是：在土体的重力及外部荷载作用下所产生的剪应力剪应力小于土体的抗剪强度小于土体的抗剪强度。QTC滑坡面2024/9/20 周五9二、放坡与护面二、放坡与护面1、直壁（不加支撑）的允许深度：2、放边坡 （1）边坡坡度）边坡坡度 m坡度系数。mB/H HB1:mi=tg=H/B=1:(B/H)=1:m2024/9/20 周五10（2 2）边坡形式：）边坡形式：斜坡、折线坡、踏步（台阶）式斜坡、折线坡、踏步（台阶）式 （3 3）最陡坡度规定）最陡坡度规定：土质均、水位低、时间短、5m深以内。2024/9/20 周五11深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度3、边坡护面措施：、边坡护面措施：覆盖法，挂网法，挂网抹面法，土袋、砌砖压坡法，喷混凝土法、土钉墙土的类别边坡坡度（高:宽）坡顶无无荷载坡顶有静静载坡顶有动动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类粘土1:0.501:0.671:0.752024/9/20 周五12基坑边坡护面方法示意图基坑边坡护面方法示意图（d）土袋或砌石压坡护面）土袋或砌石压坡护面（c）钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面）钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面（a）薄膜或砂浆覆盖）薄膜或砂浆覆盖（b）挂网或挂网抹砂浆护面）挂网或挂网抹砂浆护面2024/9/20 周五13浆砌片石拱护坡浆砌片石拱护坡浆砌片石拱护坡浆砌片石拱护坡悬臂挡土桩悬臂挡土桩悬臂挡土桩悬臂挡土桩护脚矮墙护脚矮墙立缘石立缘石拱缘石拱缘石填填心心土土2024/9/20 周五14锚索抗滑桩锚索抗滑桩锚索抗滑桩锚索抗滑桩锚索地梁锚索地梁 川藏公路川藏公路川藏公路川藏公路 102102滑坡滑坡滑坡滑坡群是世界级滑坡群，其规群是世界级滑坡群，其规群是世界级滑坡群，其规群是世界级滑坡群，其规模是世界第三、亚洲第一。模是世界第三、亚洲第一。模是世界第三、亚洲第一。模是世界第三、亚洲第一。在冰碛物滑坡地段填筑高在冰碛物滑坡地段填筑高在冰碛物滑坡地段填筑高在冰碛物滑坡地段填筑高路堤，采用大吨位锚索整路堤，采用大吨位锚索整路堤，采用大吨位锚索整路堤，采用大吨位锚索整治。治。治。治。川藏公路川藏公路川藏公路川藏公路102102滑坡整治改建工滑坡整治改建工滑坡整治改建工滑坡整治改建工程程程程2024/9/20 周五15高达高达高达高达530m530m的边坡锚固的边坡锚固的边坡锚固的边坡锚固岩质边坡采用锚喷支护岩质边坡采用锚喷支护岩质边坡采用锚喷支护岩质边坡采用锚喷支护锚杆行列式布置锚杆行列式布置,间距间距1.253m,倾角倾角10200;岩石护面喷射砼岩石护面喷射砼锚锚锚锚索索索索框框框框架架架架2024/9/20 周五16边坡简易护理边坡简易护理边坡简易护理边坡简易护理边坡主动防护网边坡主动防护网边坡主动防护网边坡主动防护网边坡被动防护网边坡被动防护网边坡被动防护网边坡被动防护网石笼网护坡石笼网护坡石笼网护坡石笼网护坡漓江石笼护岸漓江石笼护岸漓江石笼护岸漓江石笼护岸石笼网是由热镀锌石笼网是由热镀锌钢钢丝丝或包覆或包覆PVCPVC钢丝编织钢丝编织而成的生态格网结构。而成的生态格网结构。广泛用于渠道河床或广泛用于渠道河床或护岸、护坡。护岸、护坡。2024/9/20 周五17宜万铁路岩崩滑坡事故宜万铁路岩崩滑坡事故宜万铁路岩崩滑坡事故宜万铁路岩崩滑坡事故 2007 2007年年年年1111月月月月2020日，高阳寨隧道日，高阳寨隧道日，高阳寨隧道日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约发生岩崩事故，滑坡体总方量约发生岩崩事故，滑坡体总方量约发生岩崩事故，滑坡体总方量约3000m3000m3 3。施工人员。施工人员。施工人员。施工人员1 1死死死死1 1伤伤伤伤2 2失踪。一失踪。一失踪。一失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石辆长途客车途经事发现场被埋入巨石辆长途客车途经事发现场被埋入巨石辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，下，下，下，3131人无人生还。人无人生还。人无人生还。人无人生还。岩崩滑坡事故现场全景岩崩滑坡事故现场全景岩崩滑坡事故现场全景岩崩滑坡事故现场全景岩石崩塌处岩石崩塌处岩石崩塌处岩石崩塌处崩塌的巨石崩塌的巨石崩塌的巨石崩塌的巨石客车被埋客车被埋,车上车上有乘客有乘客3131人人2024/9/20 周五18 1.4 1.4 地下水控制地下水控制地地下下水水控控制制 (groundwater(groundwater controlling)controlling)为为保保证证支支护护结结构构施施工工、基基坑坑挖挖土土 、地地下下室室施施工工及及基基坑坑周周边边环环境境安安全全而而采采取取的的排排水水、降降水水 、截截水水或或回回灌灌措施。措施。方法名称土 类渗透系数(m/d)降水深度(m)水文地质特征 集水明排 填土、粉土、粘性土、砂土 7 20.0 5上层滞水或水量不大的潜水降 水真空井点 0.120.0单级6多级20喷射井点 0.120.0 5含水丰富的潜水、承压水、裂隙水 截 水粘性土、粉土、砂土、碎石、岩溶岩 不 限 不 限 回 灌 填土、粉土、砂土、碎石土 0.1200 不 限地下水控制方法适用条件2024/9/20 周五19方法方法1.1.集水明排集水明排4.4.回灌回灌2.2.降水降水真空井点真空井点 ,喷射井点喷射井点 ,管井井点管井井点3.3.截水截水2024/9/20 周五20 一、集水明排一、集水明排:2024/9/20 周五21GDGD2 21 1 动力压力原理图动力压力原理图(a)(a)水在土中渗流的力学现象水在土中渗流的力学现象;(b);(b)动力压力对地基土的影响动力压力对地基土的影响 1 1、2-2-土颗粒土颗粒w wh2 2F Fh1 1h2 2w wh1 1F FTLFL二二、流砂及其防治、流砂及其防治:流砂现象流砂现象:当基坑开挖到地下水位以下时当基坑开挖到地下水位以下时,有时坑底土有时坑底土 会进入流动状态会进入流动状态,随地下水涌入基坑。随地下水涌入基坑。(一一)动水压力动水压力:2024/9/20 周五22X=0X=0 wwILhhT=-=21wh1 1F-wh2 2F-TLF=0=0得得:动水压力动水压力G GD D:流动中的地下水对土颗粒产生的压力。流动中的地下水对土颗粒产生的压力。GD=-T=-I I w 2024/9/20 周五23（二二）流流砂砂发发生生的的外外部部条条件件 :式中式中:-:-土的浸水密度土的浸水密度(浮密度浮密度 ););-土的重力密度土的重力密度;-水的密度。水的密度。GD=-wwGD2024/9/20 周五24上海地铁上海地铁上海地铁上海地铁4 4号线流砂事故号线流砂事故号线流砂事故号线流砂事故 20032003年年年年7 7月月月月1 1日日日日2024/9/20 周五25(三三)、流砂的防治、流砂的防治:1.1.途径途径:(1)(1)减小或平衡动水压力。减小或平衡动水压力。(2)(2)改变动水压力的方向。改变动水压力的方向。(3)(3)截断地下水流。截断地下水流。2.2.方法方法:（1 1）抢挖法；）抢挖法；（2 2）打钢板桩法；）打钢板桩法；（3 3）水下挖土法；）水下挖土法；（4 4）在枯水季节开挖基坑；）在枯水季节开挖基坑；（5 5）地下连续墙法；）地下连续墙法；（6 6）用井点法降低地下水位；）用井点法降低地下水位；2024/9/20 周五26防止流砂防止流砂防止流砂防止流砂 防止管涌防止管涌防止管涌防止管涌稳定边坡稳定边坡稳定边坡稳定边坡三三、降、降 水水:作用作用:消除流砂（管涌）现象消除流砂（管涌）现象 、稳定土方边坡、稳定土方边坡 、加速土的固结。、加速土的固结。2024/9/20 周五27(一一)、真空井点、真空井点:(:(轻型井点轻型井点)2024/9/20 周五281 1、井点设备、井点设备:(1)(1)管路系统管路系统:滤滤 管管：直径：直径50mm50mm，长，长1m1m、1.2m1.2m、1.5m1.5m 井点管井点管：直径：直径50mm50mm，长，长5 m5 m、6m6m或或7m7m的钢管的钢管 总总 管管：直径：直径100 100 127mm127mm，每段，每段4m4m，接头间距接头间距 0.8m0.8m 弯联管弯联管：硬塑料透明管：硬塑料透明管 (2)(2)抽水设备抽水设备:真空泵设备：真空泵、离心泵、水气分离箱真空泵设备：真空泵、离心泵、水气分离箱 射流泵设备：射流器、离心泵、循环水箱射流泵设备：射流器、离心泵、循环水箱7 76 65 54 43 32 21 18 81000100015001500 滤管构造1-钢管;2-管壁上小孔;3-缠绕的铁丝;4-细滤网;5-粗滤网;6-粗铁丝保护网;7-井点管;8-铸铁头2024/9/20 周五292 2、井点布置、井点布置:(1)(1)平面布置平面布置 :单排布置单排布置：基坑上口宽度：基坑上口宽度 B 6mB=1.85(4.8+1)=10.73m含水层厚度，取含水层厚度，取 H H0 0=H=7.5m=H=7.5m 2024/9/20 周五50代入公式代入公式 ：（3 3）井点管数量和间距）井点管数量和间距:单根井点管的最大出水量：单根井点管的最大出水量：井点管数量井点管数量 井距井距 标准距离标准距离 D=0.8*3=2.4m D=2.46m D=0.8*3=2.4m D=2.46m 实际数量实际数量 n=27(n=27(根根 )DDL L2.42.464642024/9/20 周五51 5.5.5.5.轻型井点的埋设程序轻型井点的埋设程序轻型井点的埋设程序轻型井点的埋设程序 排放总管排放总管排放总管排放总管埋设井点管埋设井点管埋设井点管埋设井点管用弯联管将井点用弯联管将井点用弯联管将井点用弯联管将井点与总管接通与总管接通与总管接通与总管接通安装抽水设备。安装抽水设备。安装抽水设备。安装抽水设备。排放总管排放总管排放总管排放总管埋设井点管埋设井点管埋设井点管埋设井点管接通弯联管接通弯联管接通弯联管接通弯联管2024/9/20 周五52四、基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响及措施四、基坑开挖与降水对邻近建筑物的影响及措施 井点降水必然会形成井点降水必然会形成井点降水必然会形成井点降水必然会形成降水漏斗降水漏斗降水漏斗降水漏斗，从而导致周围从而导致周围从而导致周围从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷土壤固结并引起地面沉陷土壤固结并引起地面沉陷土壤固结并引起地面沉陷，为减少井点降水对周围建筑物及地下管为减少井点降水对周围建筑物及地下管为减少井点降水对周围建筑物及地下管为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可在井点线外线造成影响，可在井点线外线造成影响，可在井点线外线造成影响，可在井点线外4 45m5m处设处设处设处设置置置置回灌井点回灌井点回灌井点回灌井点，将井点中抽出水经沉淀后，将井点中抽出水经沉淀后，将井点中抽出水经沉淀后，将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中，形成一道水墙。用压力注入回灌井中，形成一道水墙。用压力注入回灌井中，形成一道水墙。用压力注入回灌井中，形成一道水墙。设置设置设置设置挡土帷幕挡土帷幕挡土帷幕挡土帷幕也可减少井点降水也可减少井点降水也可减少井点降水也可减少井点降水引起的不利影响。引起的不利影响。引起的不利影响。引起的不利影响。回灌井点水位图回灌井点水位图回灌井点水位图回灌井点水位图回灌井点布置回灌井点布置回灌井点布置回灌井点布置设置挡土帷幕减少不利影响设置挡土帷幕减少不利影响设置挡土帷幕减少不利影响设置挡土帷幕减少不利影响2024/9/20 周五53（二）（二）管井井点管井井点 管井井点由管井井点由管井井点由管井井点由滤水井管、吸水管滤水井管、吸水管滤水井管、吸水管滤水井管、吸水管和和和和抽水机抽水机抽水机抽水机组成。管井埋设组成。管井埋设组成。管井埋设组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距间距间距间距101050m50m，最大埋深可达，最大埋深可达，最大埋深可达，最大埋深可达10m10m，管井距基坑边缘距离，管井距基坑边缘距离，管井距基坑边缘距离，管井距基坑边缘距离1.5m1.5m(冲击钻成孔冲击钻成孔冲击钻成孔冲击钻成孔)或或或或3m3m(钻孔法成孔钻孔法成孔钻孔法成孔钻孔法成孔)，适用于降水深度，适用于降水深度，适用于降水深度，适用于降水深度3 35m5m、渗透系数为、渗透系数为、渗透系数为、渗透系数为2020200m/d200m/d的基坑中施工降水。的基坑中施工降水。的基坑中施工降水。的基坑中施工降水。管井井管井井管井井管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。管井埋设管井埋设管井埋设管井埋设管井填充滤料管井填充滤料管井填充滤料管井填充滤料管井抽排水施管井抽排水施管井抽排水施管井抽排水施工工工工2024/9/20 周五54 如需降水深度较大，可采用如需降水深度较大，可采用如需降水深度较大，可采用如需降水深度较大，可采用深井深井深井深井井点井点井点井点,适用于降水深度适用于降水深度适用于降水深度适用于降水深度15m15m、渗透系、渗透系、渗透系、渗透系数为数为数为数为1010250m/d250m/d的基坑。故称为的基坑。故称为的基坑。故称为的基坑。故称为“深深深深井泵法井泵法井泵法井泵法”。管井井点管井井点管井井点管井井点构造构造构造构造标准管井标准管井标准管井标准管井小井管井小井管井小井管井小井管井深井井点深井井点深井井点深井井点PVCPVC简易管井简易管井简易管井简易管井