基坑支护工程培训专家讲座.pptx

基坑支护工程基坑支护工程一、一、概述概述1.1.1 支护目标与作用支护目标与作用1、基坑支护目标、基坑支护目标（1）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利；）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利；（2）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；（3）预防地面出现塌陷、坑底管涌发生。）预防地面出现塌陷、坑底管涌发生。2、基坑支护作用、基坑支护作用 挡土、挡水、控制边坡变形。挡土、挡水、控制边坡变形。3、基坑工程基本技术要求、基坑工程基本技术要求（1）安全可靠性；）安全可靠性；（2）经济合理性；）经济合理性；（3）施工便利性和工期确保性。）施工便利性和工期确保性。基坑支护工程培训第1页基坑围护桩示意图基坑支护工程培训第2页 7.1.2 支护结构类型及适用条件支护结构类型及适用条件（1）无围护放坡开挖；）无围护放坡开挖；（2）桩墙支护：）桩墙支护：它由桩墙结构及支护结构两部分组成，桩墙结它由桩墙结构及支护结构两部分组成，桩墙结构有钢板桩、板桩墙、灌注桩排、地下连续墙；构有钢板桩、板桩墙、灌注桩排、地下连续墙；支护结构类型有内支撑式、外拉锚杆式、地面锚支护结构类型有内支撑式、外拉锚杆式、地面锚定式、无锚式等。定式、无锚式等。（3）重力式支护结构：）重力式支护结构：软土地基可用深搅桩、旋喷桩、树根桩等形成软土地基可用深搅桩、旋喷桩、树根桩等形成重力式挡土结构。重力式挡土结构。基坑支护工程培训第3页（5）开槽施工法：）开槽施工法：与中央开挖施工法施工恰好相与中央开挖施工法施工恰好相反，先在坑内周围挖槽，用内支撑板桩墙法修筑周反，先在坑内周围挖槽，用内支撑板桩墙法修筑周围基础工程，形成一道重力式挡土墙，再挖除挡土围基础工程，形成一道重力式挡土墙，再挖除挡土墙内全部土体，构筑中央部分基础工程。墙内全部土体，构筑中央部分基础工程。（6）墙墙前前被被动动区区土土体体加加固固法法：对对于于软软土土地地基基深深大大基基坑坑，为为控控制制挡挡墙墙侧侧向向位位移移，降降低低护护桩桩入入土土深深度度，在在基基坑坑开开挖挖前前用用深深搅搅桩桩、旋旋喷喷法法对对墙墙前前土土体体进进行行加加固，加固深度固，加固深度36m，宽度，宽度59m。7.1.2支护结构类型及适用条件支护结构类型及适用条件（4）中中央央开开挖挖施施工工法法：先先施施工工基基坑坑四四面面排排桩桩，桩桩内内放放坡坡开开挖挖后后施施工工中中央央部部分分基基础础工工程程，待待完完工工后后再再挖挖除除排排桩桩内内侧侧土土体体，边边挖挖边边用用支支撑撑杆杆将将支支护护排排桩桩与与中中央央部部分分基基础础工工程程支支撑撑起起来来，最最终终再再施施工工周周围基础工程。围基础工程。基坑支护工程培训第4页7.1.2支护结构类型及适用条件支护结构类型及适用条件（7）逆作法；（）逆作法；（8）沉井法；（）沉井法；（9）土钉墙支护；）土钉墙支护；（10）组合型支护。）组合型支护。两种以上支护方法组合起来使用，既能确保支两种以上支护方法组合起来使用，既能确保支护结构安全又降低成本。如上部放坡，下部桩墙护结构安全又降低成本。如上部放坡，下部桩墙锚杆支护；锚杆与土钉组合；深搅桩与灌注桩排锚杆支护；锚杆与土钉组合；深搅桩与灌注桩排组合；深搅桩中打入组合；深搅桩中打入H钢桩组合支护等。钢桩组合支护等。基坑支护工程培训第5页 7.1.3支护结构方案选择支护结构方案选择依依据据场场地地、地地层层、基基坑坑深深度度、设设备备等等条条件件选选择择支支护护方方法法，并并力力争争做做到到支支护护方方案案优优选选及及设设计计计计算算正正确确，详详细细参考提议：参考提议：（1）粘粘性性土土、粉粉质质粘粘土土等等强强度度较较高高地地基基，当当基基坑坑深深度度H6m时时，用用土土钉钉支支护护，若若地地下下水水位位高高，进进行行降降水水或或施施工工防防渗渗墙墙配配合合来来土土钉钉使使用用；也也可可采采取取锚锚杆杆桩桩墙墙支支护护方方案案，锚杆层数不宜超出四层。锚杆层数不宜超出四层。（2）淤淤泥泥质质或或饱饱和和粘粘性性土土等等软软弱弱地地基基，当当H7m时时，且且只只考考虑虑边边坡坡稳稳定定时时，优优先先选选取取水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩等等重重力力式式支支护护方方案案；当当基基坑坑较较深深时时，可可采采取取地地下下连连续续墙墙内内支支撑撑支支护护方案或逆作法施工。方案或逆作法施工。（3）对对于于涣涣散散砂砂土土层层或或粉粉细细砂砂土土层层，可可用用化化学学注注浆浆加加固固与与桩桩墙墙支支护护相相结结合合支支护护方方案案；其其次次为为土土钉钉支支护护及及地地下下连连续续墙墙施施工工方方案案，也也可可考考虑虑用用插插筋筋补补强强及及网网状状结结构构树树根根桩桩支护方案。支护方案。基坑支护工程培训第6页 7.1.3支护结构方案选择支护结构方案选择（4）对于防渗止水要求严格基坑工程，护桩间土）对于防渗止水要求严格基坑工程，护桩间土体宜采取高压旋喷（或定喷、摆喷）注浆进行防渗体宜采取高压旋喷（或定喷、摆喷）注浆进行防渗补强加固；也可用地下连续墙（内支撑、逆作法）补强加固；也可用地下连续墙（内支撑、逆作法）或沉井法施工方案。或沉井法施工方案。（5）为为节节约约投投资资，基基坑坑较较深深时时应应多多采采取取组组合合式式支支护护方方案案，对对于于直直立立性性很很好好土土体体，上上部部放放坡坡开开挖挖（坡坡深深34m）,下下部部桩桩墙墙支支护护，以以降降低低锚锚杆杆层层数数；亦亦可可采采取土钉与锚杆相结合支护方案。取土钉与锚杆相结合支护方案。（6）对对于于大大型型基基坑坑（平平面面尺尺寸寸及及深深度度都都较较大大）工工程程，可可采采取取中中央央开开挖挖施施工工法法、开开槽槽施施工工法法等等支支护护方方案案；每个边坡支护方法能够不一样。每个边坡支护方法能够不一样。基坑支护工程培训第7页 7.2支护结构受力及破坏形式支护结构受力及破坏形式7.2.1支护板桩受力性状支护板桩受力性状（1）悬悬臂臂式式板板桩桩：插插入入土土体体部部分分视视为为固固定定端端，上部为自由端；即看作悬臂梁结构。上部为自由端；即看作悬臂梁结构。（2）浅浅埋埋单单锚锚式式板板桩桩：插插入入土土体体部部分分视视为为固固定定铰铰，上上部部锚锚拉拉作作用用点点为为活活动动铰铰；即即看看作作简支梁结构。简支梁结构。（3）深深埋埋单单锚锚式式板板桩桩：插插入入土土体体部部分分视视为为固固定定端端，上上部部锚锚拉拉作作用用点点为为活活动动铰铰；即即看看作作静不定梁结构。静不定梁结构。（4）多多层层锚锚拉拉式式板板桩桩：插插入入土土体体部部分分视视为为固固定定端端，上上部部各各个个锚锚拉拉作作用用点点为为活活动动铰铰；即即看作连续梁结构。看作连续梁结构。基坑支护工程培训第8页 7.2.2支护板桩侧向土压力计算支护板桩侧向土压力计算1、侧向土压力计算模式、侧向土压力计算模式关关于于基基坑坑桩桩墙墙侧侧向向土土压压力力计计算算模模式式很很多多，主主要要采采取取有以下两大类：有以下两大类：（1）以以Rankine、Coulomb等等理理论论公公式式计计算算土土压压力力；使使用用时时应应注注意意地地基基土土c、取取值值。计计算算时时还还应应考考虑虑地地面面荷荷载载、地地面面不不规规则则几几何何形形状状等等对对桩桩墙墙侧侧土土压压力影响。力影响。土土压压力力与与水水压压力力可可分分开开计计算算，也也可可合合并并计计算算；合合并并计计算算时时地地下下水水以以下下土土重重度度取取饱饱和和含含水水重重度度，降降水水后后土土层层按按稍稍湿湿状状态态考考虑虑。对对于于粘粘性性土土，可可忽忽略粘聚力，适当增加内摩擦角来计算。略粘聚力，适当增加内摩擦角来计算。（2）由由土土压压力力计计等等测测定定换换算算实实测测值值为为基基础础土土压压力力分分布布模模型型(图图示示法法)或或侧侧压压系系数数法法，亦亦称称用用表表观观土土压压力力系系数数计计算算土土压压力力，图图示示法法中中采采取取较较多多是是Terzaghi-Peck所提议土压力分布模型法。所提议土压力分布模型法。基坑支护工程培训第9页 7.2支护结构受力及破坏形式支护结构受力及破坏形式 砂土砂土 软软中硬粘土中硬粘土 硬粘土硬粘土 基坑支护工程培训第10页 7.2.2支护板桩侧向土压力计算支护板桩侧向土压力计算2、基坑底桩前土压力计算取值、基坑底桩前土压力计算取值基基坑坑底底桩桩前前土土抗抗力力常常采采取取是是Rankine公公式式计计算算，因因为为计计算算出出来来被被动动土土压压力力是是以以极极限限状状态态为为前前提提，当当被被动动土土压压力力到到达达理理论论计计算算值值时时，其其围围护护结结构构变变形形位位移移将将很很大大，普普通通到到达达坑坑深深或或桩桩墙墙高高度度5%，这这么么大大变变形形位位移移是是基基坑坑支支护护结结构构所所不不能能允允许许。所所以以，对对于于基基坑坑支支护护被被动动土土压压力力计计算算中中，普普通通取取其其折折减减系数系数=0.30.5。3、护桩与土体间摩擦作用、护桩与土体间摩擦作用桩桩墙墙支支护护结结构构在在土土压压力力作作用用下下发发生生变变形形变变位位时时，护护桩桩和和土土体体之之间间有有相相对对位位移移而而产产生生摩摩擦擦力力，摩摩擦擦力力将将使使桩桩墙墙后后主主、被被动动土土压压力力减减小小；相相反反确确使使桩桩墙墙前前面面被被动动土土压压力力增增大大。为为此此进进行行支支护护结结构构设设计计时时应应考考虑虑桩桩墙墙与与土土体体摩摩擦擦作作用用，即即将将墙墙前前、后后被被动土压力乘以修正系数动土压力乘以修正系数.基坑支护工程培训第11页 7.2.2支护板桩侧向土压力计算支护板桩侧向土压力计算但但为为慎慎重重起起见见对对主主动动土土压压力力可可不不进进行行折折减减。普普通通使使墙墙前前被被动动土土压压力力增增大大修修正正系系数数可可取取K=1.52.8；使使墙墙后后被被动动土土压压力力减减小小修修正正系系数数可可取取K=1.00.35。修修正正系系数数与与土土内内摩摩擦擦角角相相关关，值值越越大大，修修正正系系数数K越大越大,而而K越小。越小。实实际际工工程程设设计计计计算算中中，为为简简化化起起见见，既既不不进进行行被被动动土土压压力力理理论论计计算算值值折折减减，也也不不进进行行因因摩摩擦擦作作用用而而使使墙墙前前被被动动土土压压力力增增大大修正。修正。基坑支护工程培训第12页1、支护结构破坏形式、支护结构破坏形式（1）支锚结构系统破坏；）支锚结构系统破坏；(2)板桩底部向基坑内侧移板桩底部向基坑内侧移;（3）板桩弯曲破坏；）板桩弯曲破坏；(4)整体圆弧滑动；整体圆弧滑动；（5）基坑底管涌发生。）基坑底管涌发生。7.2.3支护结构破坏形式支护结构破坏形式基坑支护工程培训第13页 7.2.3支护结构破坏形式支护结构破坏形式2、支护结构设计应考虑问题、支护结构设计应考虑问题（1）确保锚杆（支撑）强度与稳定；）确保锚杆（支撑）强度与稳定；（2）板桩入土深度应满足要求；）板桩入土深度应满足要求；（3）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用；）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用；（4）基坑底稳定验算满足要求。）基坑底稳定验算满足要求。基坑支护工程培训第14页 7.3支护板桩设计计算支护板桩设计计算7.3.1悬臂式板桩计算悬臂式板桩计算1、单排式板桩计算、单排式板桩计算基坑支护工程培训第15页 7.3.1悬臂式板桩计算悬臂式板桩计算2、双排式板桩计算、双排式板桩计算将双排桩看做钢架结构计算内力。将双排桩看做钢架结构计算内力。（1）双排桩）双排桩Mmax是单排桩是单排桩75%；（2）桩顶位移是单排桩）桩顶位移是单排桩3040%；(3）护桩入土深度是单排桩）护桩入土深度是单排桩70%；基坑支护工程培训第16页7.3.2单锚式板桩计算单锚式板桩计算1、浅埋式单锚板桩计算、浅埋式单锚板桩计算（简支梁法求解）（简支梁法求解）2、深埋式单锚板桩计算（、深埋式单锚板桩计算（等值梁法求等值梁法求t1）（1）以）以d点主、被动土点主、被动土压力强度相等，求压力强度相等，求t0；由 得基坑支护工程培训第17页2、深埋式单锚板桩计算深埋式单锚板桩计算（2）求相当梁锚杆支反力）求相当梁锚杆支反力R、t0处支反力处支反力、Mmax及作用点及作用点h。（3）求护桩最小入土深度）求护桩最小入土深度t1；（4）护桩实际埋深为：）护桩实际埋深为：基坑支护工程培训第18页 7.3.3多层锚拉板桩计算多层锚拉板桩计算1、支锚结构层间距布置型式及特点支锚结构层间距布置型式及特点（1）等等弯弯矩矩布布置置：各各跨跨度度最最大大弯弯矩矩相相等等，可可充充分分利利用用板板桩桩抗抗弯弯强强度度；不不过过较较深深基基坑坑，下下部部支支锚层距过小，层数多，不经济。锚层距过小，层数多，不经济。（2）等等反反力力布布置置：各各层层支支锚锚水水平平反反力力基基本本相相等等，使使锚锚杆杆设设计计简简化化；但但当当基基坑坑较较深深时时，下下部部支支锚锚层距过小，层数多，一样不经济。层距过小，层数多，一样不经济。（3）等等间间距距布布置置：支支锚锚结结构构上上、下下排排间间距距基基本本相相同同，基基坑坑较较深深时时，降降低低了了支支锚锚层层数数，较较经经济济；但但带带来来了了较较复复杂杂计计算算量量。等等间间距距布布置置在在工程工程实际实际中中设计设计最最为为普遍。普遍。基坑支护工程培训第19页 1、等弯矩布置、等弯矩布置h=6wfy/Yka1/3h1=1.11hh2=0.88hh3=0.77hh4=0.70hh5=0.65hh6=0.61hh7=0.58hh8=0.55h基坑支护工程培训第20页2、等反力布置、等反力布置h1=0.60hh2=0.45hh3=0.36hh4=0.32h基坑支护工程培训第21页3、等间距布置、等间距布置基坑支护工程培训第22页7.3.3多层锚拉板桩计算多层锚拉板桩计算 盾恩法求板桩入土深度：盾恩法求板桩入土深度：按着按着1/2分担法可求出各层支锚结构水平分担法可求出各层支锚结构水平反力，再乘以反力，再乘以1.35不均匀系数就是水平力设不均匀系数就是水平力设计值；经过续梁可求出计值；经过续梁可求出Mmax及作用点及作用点h；基坑支护工程培训第23页7.4钢筋混凝土桩抗弯设计计算钢筋混凝土桩抗弯设计计算（见钢筋混凝土结构设计，此处略）（见钢筋混凝土结构设计，此处略）7.5基坑底稳定验算基坑底稳定验算1、基坑底隆起、基坑底隆起（1）地基稳定验算；）地基稳定验算；（2）地基强度验算；）地基强度验算；2、水压力与基坑底管涌水压力与基坑底管涌（1）流砂与基坑底管涌）流砂与基坑底管涌（2）承压水冲溃坑底）承压水冲溃坑底基坑支护工程培训第24页