地基与基础（第2版）教学课件作者张茹第九章基坑与地下连续墙工程

《地基与基础（第2版）教学课件作者张茹第九章基坑与地下连续墙工程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《地基与基础（第2版）教学课件作者张茹第九章基坑与地下连续墙工程（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第九章基坑与地下连续墙工程,第一节概述 第二节基坑工程 第三节土层锚杆 第四节地下连续墙,返回,第一节 概 述,一、基坑的组成及特点 基坑是建筑工程的一部分。随着高层建筑和超高层建筑的大量涌现，基坑的发展与建筑业的发展关系密切相关。典型基坑工程为一个从地面向下挖掘的大空间，基坑周围一般有垂直的挡土结构。常用的挡土材料有混凝土、钢、木等，如钢板桩、钢筋混凝土板桩、桩列式灌注桩、水泥土搅拌桩及地下连续墙等。 根据基坑的深度不同，挡土墙可以是悬臂的，更多是单撑式（单锚式）或多撑式（多锚式）结构，支撑的目的是为板墙结构提供弹性支撑点。支撑的类型可以是基坑内部或外部受拉体系，前者为井字撑或其与斜撑组合的

2、受压杆件体系，也有做成在中间留出较大空间的周边桁架式体系；后者为锚固端在基坑周围地层中受拉锚固体系，可以提供利于基坑施工的全部基坑面积大空间。当基坑较深且有较大空间时，悬臂式挡土墙可做成厚度较大的实体式或格构式重力挡土墙。,下一页,返回,第一节 概 述,由于大城市中心区建筑物密集，基坑周围复杂的地下设施使得放坡开挖基坑这一传统技术，不能满足现代城市建设的需要，因此深基坑开挖和支护已成为现代建筑地基与基础工程施工的一个主要内容。深基坑工程具有以下特点： （）建筑趋向高层化，基坑向大深度方向发展。 （）基坑开挖面积大，长度和宽度有的达几百米，给支撑系统带来较大难度。 （）在软弱的土层中，基坑开挖会

3、产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政设施和地下管线造成一定的影响。 （）深基坑施工工期长，场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利。 （）在相邻场地施工中，打桩、降水、挖土及基础浇筑混凝土等工序会相互制约与影响，增加协调工作的难度。,上一页,下一页,返回,第一节 概 述,二、基坑的分类 基坑工程根据其开挖和施工方法分为有支护开挖和无支护开挖两种。 有支护的基坑工程 有支护的基坑工程一般包括维护结构、支撑体系、土方开挖、降水工程、地基加固、现场监测和环境保护工程。有支护的基坑工程还可以分为无支撑维护和有支撑维护。 （）无支撑维护开挖适用于开挖深度较浅、地质条件较好、周围环境保护要求较低的基

4、坑工程，具有施工方便、工期短等特点。 （）有支撑维护开挖适用于地层软弱、周围环境复杂、环境保护要求较高的深基坑开挖，但开挖机械的施工活动空间受限，支撑布置需要考虑适应主体工程施工，换拆支撑施工较复杂。,上一页,下一页,返回,第一节 概 述, 无支护放坡基坑工程 无支护放坡基坑开挖是在空旷施工场地环境下的一种常见的基坑开挖方法，一般包括降水工程、土方开挖、地基加固及土坡坡面保护。放坡开挖深度通常限于，如果大于这一深度，则必须采取分段开挖，分段之间应设置平台，平台宽度为。当挖土通过不同土层时，可根据土层情况改变放坡的坡率及平台宽度。 三、基坑设计的要求 基坑工程设计的基本技术要求如下： （）安全可

5、靠性。确保基坑工程安全及周围环境安全。 （）经济合理性。基坑支护工程在安全可靠的前提下，要从工期设备材料人工及周围环境保护等多方面综合研究经济合理性。,上一页,下一页,返回,第一节 概 述,（）施工便利性和工期保证性。在安全可靠性和经济性能满足的前提下，最大限度满足便利施工和尽量缩短工期的要求。 基坑工程按支护工程损坏造成破坏的严重性程度，根据建筑基坑支护技术规程（）规定，可分为三级，各自的重要性系数见表-所列。 四、基坑工程的设计依据 在基坑工程设计的前期工作中，应对基坑内的主体工程设计、场地地质条件、周边环境、施工条件、设计规范等进行研究和收集，以全面掌握设计依据。,上一页,下一页,返回,

6、第一节 概 述, 深基坑支护工程勘察 在一般情况下，深基坑支护工程勘察应与主体工程的勘察同步进行。制定勘察任务书或编制勘察纲要时，应考虑深基坑支护工程的设计、施工的特点与内容，对深基坑支护工程的工程地质和水文地质的勘察工作提出专门要求。 （）在建筑地基详细勘察阶段，对需要支护的工程，宜按下列要求进行勘察工作： ）勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的倍范围内布置勘探点，当开挖边界外无法布置勘探点时，应根据调查取得相应的资料确定，对于软土地区应穿越软土层。 ）基坑周边勘探点的深度应根据基坑支护结构设计要求确定，不宜小于倍的开挖深度，对于软土地区应穿越软土层。

7、,上一页,下一页,返回,第一节 概 述,）勘探点间距应视地层条件确定，可在 间选择，地层变化较大时，应增加勘探点，查明地质分布规律。 （）场地水文地质勘察应达到以下要求： ）查明开挖范围内及邻近场地内含水层和隔水层的层位、埋深及分布情况，查明各含水层（包括上层滞水、潜水、承压水）的补给条件和水力关系。 ）测量场地各含水层的湿透系数和渗透影响半径。 ）分析施工工程中水位变化对支护结构和基坑周围环境的影响，提出拟采取的措施。 （）基坑开挖支护工程勘察报告应包括以下主要内容： ）分析场地的地层分布和岩土的物理力学性质。 ）基坑支护方式的建议、计算参数及支护结构的设计原则。 ）地下水控制方式和计算参数

8、。,上一页,下一页,返回,第一节 概 述,）基坑开挖工程中应注意的问题及其防治措施。 ）基坑开挖施工中应进行的现场监测项目。 基坑周围环境调查 基坑支护设计施工前，应对周围环境进行详细调查，查明影响范围内已有建筑物、地下结构物、道路及地下管线设施的位置、现状，并预测由于基坑开挖和降水对周围环境的影响，提出必要的预防、控制和监测措施。基坑周围环境调查应包括以下内容： （）查明影响范围内建（构）筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构的现状。 （）查明基坑周边的各类地下设施，包括地上水、地下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道的分布和性状。 （）查明场地周围和邻近地区地

9、表水汇流、排泄情况，地下水管渗透情况及对基坑开挖的影响程度。,上一页,下一页,返回,第一节 概 述,（）查明基坑到四周道路的距离及车辆的载重情况。 基坑支护结构的设计资料 基坑支护结构设计、施工前应取得以下基本资料： （）建筑场地及周边区域地表至支护结构底面下一定深度范围内地层分布、土（岩）的物理力学性质、地下水位及渗透系数等资料。 （）标有建筑红线、施工红线的地形图及基础结构设计图。 （）建筑场地及其附近的地下管线、地下埋设物的位置、深度、结构形式及埋设时间等资料。 （）邻近的已有建筑的位置、层数、高度、结构类型、完好程度、已建时间及基础类型、埋置深度、主要尺寸、基础距基坑上口周围的净距离等

10、资料。 （）基坑周围的地面排水情况，地面雨水与污水、上下水管线排入或渗入基坑的可能性。,上一页,下一页,返回,第一节 概 述,（）基坑附近地面堆载及大型车辆的动、静荷载情况。 （）已有相似支护工程的经验性资料。 基坑支护结构的设计原则 基坑支护结构设计应符合以下原则： （）满足边坡和支护结构稳定的要求，即不产生倾覆、滑移和整体或局部失稳；基坑底部不产生隆起、管涌；锚杆系统不致拉拔失效。 （）满足支护结构构件受荷后不致弯曲折断、剪短和压屈。 （）水平位移和地基沉降不超过允许值，支护结构的最大水平位移允许值及变形控制保护等级标准见表-和表-，地基沉降按邻近建筑不同结构形式的要求控制；当邻近有重要管

11、线和支护结构作为永久性结构时，其水平位移和沉降按其特殊要求控制。,上一页,下一页,返回,第一节 概 述, 基坑支护结构的设计依据 基坑支护结构的设计依据应包含以下两个方面的内容： （）基坑支护设计必须依据国家及地区现行有关设计、施工技术规范、规程。如地下连续墙、钻孔灌注桩、搅拌桩等设计施工技术规程、规范和钢筋混凝土结构、钢结构等设计规范。因此，设计前必须调研和汇总有关规范和规程，并注意各类规范的统一和协调。 （）调研当地相似基坑工程成败的原因，汲取经验，吸取教训。在基坑工程设计中应以此为重要设计依据。,上一页,返回,第二节 基坑工程,一、基坑工程设计的内容 基坑工程设计应包括下列内容： （）支

12、护结构体系的方案和技术经济比较； （）支护体系的稳定性验算； （）支护结构的承载力、稳定和变形计算； （）地下水控制设计； （）对周边环境影响的控制设计； （）基坑土方开挖方案； （）基坑工程的监测要求。,下一页,返回,第二节 基坑工程,二、基坑工程设计应具备的资料 基坑工程设计应具备以下资料： （）岩土工程勘察报告； （）建筑物总平面图、用地红线图； （）建筑物地下结构设计资料，以及桩基础或地基处理设计资料； （）基坑环境调查报告，包括基坑周边建（构）筑物、地下设施及地下交通工程等的相关资料。,上一页,下一页,返回,第二节 基坑工程,三、基坑支撑方案设计 支撑结构类型 深基坑支护体系由围护墙

13、和土层锚杆两部分组成。在基坑工程中，基坑结构是承受围护墙所传递土压力的结构体系。作用在围护墙上的土体水平压力、水的压力通过支撑可以有效传递和平衡，也可以由坑外设置的土锚维持其平衡，还能减少支护结构的位移。内支撑可以直接平衡坑内两端维护墙上所受的侧压力，具有构造简单、传力明确等特点。土锚设置在围护墙的背后，为挖土和结构施工创造空间，有利于提高施工效率。 支撑系统按材料性质不同可分为钢支撑和钢筋混凝土支撑。根据工程情况，有时在同一个基坑中还可以采用两种支撑组成的组合支撑。钢结构支撑具有自重小，安装和拆除方便，可重复使用等优点。使用钢支撑可以通过调整轴力，有效控制围护墙的变形，对控制墙体变形十分有利

14、；钢筋混凝土支撑则有较大的刚度，适应于各种复杂平面形状的基坑支撑。,上一页,下一页,返回,第二节 基坑工程, 支撑体系的结构形式 支撑体系的结构形式可分为以下几种： （）单跨压杆式支撑。当基坑平面呈窄长条状，短边的长度不大时，所用的支撑杆件在该长度下的极限承载力尚能满足支护系统的需要，则采用这种形式具有受力明确、设计简洁、施工安装方便灵活等优点，如图-（）所示。 （）多跨压杆式支撑。当基坑平面尺寸较大，所用支撑杆件在基坑短边长度下的极限承载力尚不能满足支护系统要求时，就需要在支撑杆件中部加设若干支点，在水平支撑杆上加设垂直支点，组成多跨压杆式的支撑系统。这种形式的支撑受力也较明确，施工安装较单

15、跨压杆式要复杂，如图-（）所示。,上一页,下一页,返回,第二节 基坑工程, 支撑体系的布置 在工程实际中，支撑体系的布置设计通常应考虑以下要求： （）能够因地制宜并合理选定支撑材料和支撑体系布置形式，使其综合技术经济指标得以优化。 （）支撑体系受力明确，充分协调发挥各杆件的力学性能，安全可靠，经济合理，能够在稳定性和控制变形方面满足对周围环境保护的设计标准要求。 （）支撑体系布置能在安全可靠的前提下，最大限度地满足土方开挖和主体结构的快速施工要求。 工程中常用的支撑体系的布置形式如图-所示。,上一页,下一页,返回,第二节 基坑工程,四、基坑工程设计 作用于支护结构的荷载一般包括土的压力、水的压

16、力、影响区范围内建（构）筑物的荷载、施工阶段车辆与吊车及场地堆载，若支护结构作为主体结构的一部分时，应考虑地震作用、温度影响和混凝土收缩引起的附加荷载。 基坑工程的设计主要是指基坑工程支护结构的设计，基坑工程支护结构设计时，基本组合的效应设计值S 计算公式如下： 支护结构的入土深度应满足基坑支护结构稳定性及变形验算的要求，并结合地区工程经验综合确定。有地下水渗流作用时，应满足抗渗流稳定的验算，并宜插入坑底下部不透水层一定深度。,上一页,下一页,返回,第二节 基坑工程,桩、墙式支护可为柱列式排桩、板桩、地下连续墙、型钢水泥土墙等独立支护或与内支撑、锚杆组合形成的支护体系，适用于施工场地狭窄、地质条件差、基坑较深或需要严格控制支护结构或基坑周边环境地基变形时的基坑工程。桩、墙式支护结构的设计应包括下列内容： （）确定桩、墙的入土深度； （