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1、,基坑监测规范学习,1.7土方开挖,1.土方工程的准备2.定位放线3.基础的开挖4.地基验槽,定位放线,定位放线的目的是:为了确定基坑(槽)开挖,轴线和墙线的具休位置,控制开挖的深度.1.定位放线的方法仪器方法,例如:全站仪.龙板板与测量仪器相结合.,1.用仪器将角桩位置确定2.沿角桩向外沿长1.5m设置龙门板3.根据控制点用水准仪将0.000确定在龙门板上3.用经纬仪把轴线投到龙门板上4.放灰线,1.7.4深基坑土方开挖采用方法：分层开挖，先撑后支第一次土方开挖：将地表土挖运出去,场地整平和基坑降水（降至基底0.51.0m）后，进行第一道支撑结构施工，浇筑锁口圈梁并安设支撑,第二次土方开挖采
2、用对称式、台阶式、“接力”方式挖土，并做到随挖随撑,进行二层或多层开挖时，需预留设坡道，以便汽车上下，坡道两侧有时需加固,第三次土方开挖注意：在开挖过程中，随着土的挖出，下层土可能会回弹将导致建筑物后期沉降量加大,解决方法：加速建造主体结构，或逐步利用基础的重量来代替被挖去土体的重量,基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，防止地基浸水,第二道支撑结构施工,第四次土方开挖在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板,深基坑土方开挖步骤：1、挖去表土，浇筑锁扣圈梁2、进行场地平整、基坑降水3、安设支撑后进行下一步开挖依次进行支撑和开挖4、浇筑垫层和底板,地基验槽,地基验槽的目的在于检查地基是否
3、与勘察设计资料相符合验槽由建设单位组织地质探察部门、设计院、建设、监理单位及施工有关人员参加，共同检验做出记录并签字。无验槽程序不得进行下一道工序施工。,验槽时必须具备的资料和条件：（1）勘察、设计、建设（或监理）、施工等单位有关负责及技术人员到场；（2）基础施工图和结构总说明；（3）详勘阶段的岩土工程勘察报告；（4）开挖完毕、槽底无浮土、松土（若分段开挖，则每段条件相同），条件良好的基槽。,验槽以观察法为主，辅以钎探、夯音配合共同完成。,观察的内容：1.观察槽壁、槽底的土质情况，验证基槽开挖深度，初步验证基槽底部土质是否与勘察报告相符，观察槽底土质结构是否被人为破坏。2.基槽边坡是否稳定，是
4、否有影响边坡稳定的因素存在，如地下渗水、坑边堆载或近距离扰动等（对难于鉴别的土质，应采用洛阳铲等手段挖至一定深度仔细鉴别）。3.基槽内有无旧的房基、洞穴、古井、掩埋的管道和人防设施等,钎孔布置表,第一次土方开挖,第一道支撑结构施工,第二次土方开挖,第三次土方开挖,第二道支撑结构施工,第四次土方开挖,第一节基坑围护结构类型第二节基坑工程设计内容第三节支护结构的受力及破坏形式第四节基坑围护结构内力计算第五节基坑稳定性计算第六节常见围护结构构造设计,第十章基坑围护结构,一、基坑围护结构的分类1边坡支护结构：土钉墙支护变形较大，适用于2、3级非软土地基，深度不大于12米，软土浅基坑（深度不超过5米）；
5、地下水高于基坑底，需降水或截水,第一节基坑围护结构的类型,一、基坑围护结构的分类2重力式围护体系不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体厚度较大，通过墙体自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面以下受到土体的被动抗力平衡水土压力，维持边坡稳定。工业及民用：深搅桩、旋喷桩、树根桩水工：钢架重力式挡土墙、沉井式重力挡土墙、混合式重力挡土墙,第一节基坑围护结构的类型,深层水泥土搅拌桩,适用条件：2、3级基坑;施工范围内地基承载力不宜大于150kPa;基坑深度不大于6m.,一、基坑围护结构的分类桩（墙）式围护体系围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体厚度较小，通过墙体插入地下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆系
6、统平衡墙后的水土压力和维持边坡稳定。挡土墙：钢筋混凝土地下连续墙柱列式钻孔灌注桩钢板桩钢筋混凝土板桩支撑：内支撑、土层锚杆,第一节基坑围护结构的类型,槽钢钢板桩由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长68m，多用于深度不超过4m的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。,钢板桩,钢板桩,常用6001000mm，是支护结构中应用最多的一种。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，挡水效果差。,钻孔灌注桩挡墙,开挖侧,开挖侧,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打入，支柱间设木挡板或其它挡土设施。,H型钢水泥土搅拌墙,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
7、设支撑系统。支撑系统：内支撑，外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）,支撑（拉锚）的选型,二、基坑围护结构的选型围护墙体和支撑结构体系的材料型式和布置方式选择依据：规范规程岩土工程勘察资料工程环境条件：临近建筑、道路、地下管线、障碍物主体工程设计资料：规模、特点、设计图纸场地施工条件地区工程经验经综合比较，确保安全可靠前提下，选择切实可行、经济合理的方案。,第一节基坑围护结构的类型,二、基坑围护结构的选型遵循原则：基坑围护结构构件不应超出用地范围；基坑围护结构的构件不能影响主体工程结构构件的正常施工；基坑平面形状尽可能采用受力性能好的圆形、正多边形和矩形。具体选型方案见P308表12-5参考规范：建筑
8、基坑支护技术规程(JGJ120-99)；上海市基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）,第一节基坑围护结构的类型,一、主要设计内容环境调查和基坑安全等级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设计降水设计土方开挖方案基坑监测要求及方案,第二节基坑工程的设计内容,1、基坑安全等级,第二节基坑工程的设计内容,建筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)规定：,上海市基坑工程设计规程（DBJ08-61-97）规定：,1、一级基坑工程：（1）支护结构作为主体结构的一部分；（2）基坑开挖深度大于、等于10m；（3）距基坑边两倍开挖深度范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线需严加保护时。2
9、、除一级和三级以外的均属二级基坑工程；3、开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时，属三级基坑工程。,第二节基坑工程的设计内容,一支护结构上的荷载,第三节支护结构的受力及破坏形式,自重施工阶段水土压力墙后地面荷载及临近建筑基底引起的附加荷载计算方法参见“第二章地下结构的荷载3节岩土体压力的计算”和“第七章地下连续墙结构2节结构设计”支护结构上的荷载计算要点,二、支护板桩的受力性状（1）悬臂式板桩：插入土体部分视为固定端，上部为自由端；即看作悬臂梁结构。（2）浅埋单锚式板桩：插入土体部分视为固定铰，上部锚拉作用点为活动铰；即看作简支梁结构。（3）深埋单锚式板桩：插入土体部分视为固定端，上部锚拉作
10、用点为活动铰；即看作静不定梁结构。（4）多层锚拉式板桩：插入土体部分视为固定端，上部各个锚拉作用点为活动铰；即看作连续梁结构。,第三节支护结构的受力及破坏形式,二、支护结构的破坏：强度破坏稳定性破坏,第三节支护结构的受力及破坏形式,三、支护结构应满足的要求（1）确保锚杆（支撑）的强度与稳定；（2）板桩截面尺寸、间距、抗弯强度够用；（3）板桩的入土深度应满足要求；（4）基坑底稳定验算满足要求。,第三节支护结构的受力及破坏形式,第四节基坑围护结构内力计算,一、计算方法：经典方法、弹性地基梁法、有限元法经典法：围护结构看作为一竖放的粱，支点为支撑点或反弯点，支撑点为不动点，成为一个多支点的梁受墙后土
11、压力的作用。这种方法可近似计算围护结构的内力和支撑力，但误差大，且不能计算出围护结构的位移，如二分之分割法、等值粱法等。,第四节基坑围护结构内力计算,弹性地基梁法围护结构简化为一单位宽度的竖放的弹性地基梁，梁受墙后土压力的作用，土的作用则用一系列的土弹簧来代替，计算土弹簧刚度方法则可有e法、m法、c法等，支撑或锚杆也可用一系列的弹簧来代替。山肩帮男法、弹性法和弹塑性法，该方法考虑了土、结构和支撑或锚杆的共同作用，结合增量法可以考虑复杂的施工过程，方法简便，关键是土体弹簧刚度的确定，该方法是目前工程应用的主流方法，已足可以满足工程设计的需要。,第四节基坑围护结构内力计算,有限元法弹性杆系有限元法
12、：围护结构作为一空间二维结构体来计算，土的作用则像弹簧地基梁法一样，用土压力和土弹簧来代替支撑或钳杆也用弹簧来代替，特点是可以考虑空间结构的作用；连续介质有限元法：把土休和围护结构一起划分单元来计算，其可以考虑土体的复杂的本构关系、时空效应等，但较复杂。,第四节基坑围护结构内力计算,二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法计算原理：矩阵位移法与弹性地基梁法的组合：取纵向单位宽度，将其视为竖放的弹性地基梁，将结构剖分为梁单元，支撑为二杆桁架单元。开挖面下墙前地层对结构约束作用视为一系列弹簧单元。,第四节基坑围护结构内力计算,计算原理：结构剖分：挡土结构沿竖向每隔12m划分一个单元，单元节点尽可能设置
13、在结构的截面、荷载突变处、地基基床系数变化段、支撑或锚杆的作用点处。外荷载：墙背侧土压力为主动土压力，郎肯理论计算。被动侧由墙体位移产生的抗力，由弹簧地基提供。,第四节基坑围护结构内力计算,二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法计算原理：静力平衡条件：结构节点的外荷载与单元内荷载相平衡。位移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。变形协调条件：单元节点位移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。物理方程：,第四节基坑围护结构内力计算,二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法计算原理：静力平衡条件：结构节点的外荷载与单元内荷载相平衡。位移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。变形协调条件：单元
14、节点位移为基本变量，单元与相连接的节点位移相协调。物理方程：,第四节基坑围护结构内力计算,二、竖向剖面分析的弹性杆系有限单元法计算原理：计算方法：全量法增量法,第四节基坑围护结构内力计算,二、水平支撑体系计算：支撑体系的水平位移（1）支撑体系位移（2）框架刚体的平移和转动。计算模型：简化为平面框架,第四节基坑围护结构内力计算,二、水平支撑体系计算：分析方法：利用结构有限元计算软件输入支撑体系结构几何参数，计算支撑水平变形刚度。输入地层参数，计算挡土墙水土压力；输入挡土墙结构几何参数，计算挡土墙内力，最大水平位移。判断最大水平位移是否小于允许值，如满足要求，计算出支撑的内力，进行配筋计算或钢支撑
15、强度和稳定性验算。如不满足要求，重新调整支撑的几何参数，以提高其水平刚度，重新计算。调整支撑体系高程；增大支撑杆件截面尺寸；加大挡墙厚度或嵌固深度。,第五节基坑稳定性计算,基坑抗隆起验算基坑整体稳定性验算坑底抗渗流稳定验算承压水稳定验算,对于悬壁支护结构，假定土体沿墙体底面滑动，认为墙体底面以下为一圆弧，如图所示。产生滑动力的是和q,抵抗滑动的则为土体抗剪强度。滑动力与抗滑力对O点力矩平衡；对于多道支撑结构，取最下道支撑与围护墙的交点为O点。,一基坑抗隆起验算（1）圆弧滑动抗隆起验算,第五节基坑稳定性验算,对于非理想粘性土，土的抗剪强度,AB面上应为水平侧压力，取,BC面上,将滑动力矩与抗滑力矩分别对圆心O取矩，得,CE面上,抗滑动力矩,将上式积分并整理后得,抗隆起安全系数,为达稳定，避免基坑隆起，必须满足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，使该系数达到1.52.0。,（2）地基承载力假定法验算,式中Nc承载力系数，条基取5.14；c土的不排水抗剪强度，kPa；b土的容重，kPa；D支护结构入土深度,m;H-基坑开挖深度，m；q地面荷载，kPa；,第五节基坑稳定性验算,二整体稳定性验算:瑞典圆弧滑动面条分法验算,第五节基坑稳定性验算,三坑底抗渗流稳定验算:,（1）Terzaghi-P
