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1、深基坑支护工程,基坑工程,基坑工程设计与施工,1. 基坑支护结构设计2. 基坑支护结构施工3. 基坑工程事故,1. 基坑支护结构的设计,1.1 设计原则 1.2 支护方案的选择 1.3 几种支护结构设计,1.1 设计原则,1.1.1 基坑工程的分级1.1.2 基坑支护结构极限状态1.1.3 设计计算内容1.1.4 设计荷载,1.1.1 基坑工程的分级 建设部规范建筑基坑技术规范：,1.1.2 基坑支护结构极限状态,基坑支护结构极限状态分为下列两类：1、承载能力极限状态对应于支护结构达到最大承载能力或基坑 底失稳、管涌导致土体或支护结构破坏； 2、正常使用极限状态对应于支护结构的变形已破坏基坑周
2、边的平衡状态并产生了不良影响。,1.1.3 设计计算内容,支护结构均应进行承载能力极限状态的计算。对有位移控制要求的工程应进行支护结构的位移计算。,1.1.4 设计荷载,1.2 设计方案选择,1.2.1 方案选择的依据 1.2.2 基坑变形控制标准 1.2.3 不同开挖深度的方案选择,1.2.1 方案选择的依据,基坑开挖深度；工程地质与水文地质；基坑等级（邻近环境）；土方开挖方法；地下水处理；支护工程造价,1.2.2 基坑变形控制标准,h 基坑开挖深度,1.2.3 不同开挖深度的方案选择 h3 m (半地下室),1.2.3 不同开挖深度的方案选择 h = 36m (一层地下室),1.2.3 不
3、同开挖深度的方案选择 h = 69m (一 二层地下室),1.2.3 不同开挖深度的方案选择 h = 912m (二 三层地下室),1.2.3 不同开挖深度的方案选择 h 12m (三层以上地下室),土钉墙,土钉墙,水泥土墙,水泥土墙,灌注桩排桩,地下连续墙,混凝土支撑,混凝土支撑,钢支撑,钢支撑,钢支撑,钢支撑,钢-混凝土组合支撑,钢-混凝土组合支撑,钢-混凝土组合支撑,土层锚杆,1.3 几种支护结构设计,1.3.1 土钉墙 1.3.2 水泥土搅拌桩 1.3.3 排桩、地下连续墙,1.3.1 土钉墙 （计算简图）,1喷射混凝土面层；2土钉,1喷射混凝土面层；2土钉,1.3.1 土钉墙 （构造
4、）,土钉的长度一般为开挖深度的0.51.2倍(软土中为12倍)，间距1 2m；土钉与面层必须有可靠的连接；墙面坡度不宜大于1:0.1；钢筋钉钻孔70120mm，钢筋直径1632mm；钢管钉一般用48/3钢管；注浆材料 水泥浆或水泥砂浆；喷锚网厚度80mm，混凝土不小于C20。,1.3.1 土钉墙 （案例）,1.3.1 土钉墙 （案例）,1.3.2 水泥土墙 （计算简图）,b = (0.60.8)h hd = (0.81.2)h,1.3.2 水泥土墙 （构造）,水泥土置换率0.60.8；格栅长宽比不宜大于2；搅拌桩之间的搭接100 200mm；插筋、面板、局部加墩；坑底加固。,1.3.2 水泥土
5、墙 （案例）,1.3.2 水泥土墙 （案例）,1.3.2 水泥土墙 （案例）,1.3.3 排桩、地下连续墙（计算简图）,(a) 支点力计算； (b) 嵌固深度计算,1.3.3 排桩、地下连续墙（计算简图）,弹性支点法,1.3.3 排桩、地下连续墙 （构造） 1.3.3.1 支护墙,排桩桩径与桩距500， 连续排桩净距宜取150200；地下连续墙厚度600； 水下混凝土强度不应小于C20，纵向主筋计算确定，箍筋6 8200300、 加强筋12 142000顶部应设冠梁，冠梁宽度 桩径(墙宽度),高度 400，混凝土强度不应小于C20。,1.3.3 排桩、地下连续墙 （构造） 1.3.3.1 支撑
6、体系,支撑混凝土支撑 混凝土强度不应小于C20 ；整体浇筑，接点刚接。 钢支撑连接可采用高强螺栓或焊接；腰梁连接点宜设在支撑点附近；腰梁与支撑的连接节点处应设加劲板；钢腰梁与挡墙间应用细石混凝土（C20）填充。,1.3.3 排桩、地下连续墙 （构造） 1.3.3.1 支撑体系,拉锚 锚锭式拉锚锚杆宜用普通低碳钢；锚杆间距1.5 4.0m;锚杆长度大于10m时应施加预拉应力。 土层锚杆 锚杆锚固长度不应宜小于4m、自由长度不宜小于5m；锚杆水平间距不宜小于4.0m、竖向间距不宜小于2.0m；锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m；锚杆倾角15250 ，并不大于450,1.3.3 排桩、地下连续墙 （
7、案例） 排 桩,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 排 桩,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 排 桩,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 排 桩,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 地下连续墙,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 地下连续墙,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 地下连续墙,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 地下连续墙,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 地下连续墙,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 地下连续墙,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） 地下连续墙,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例
8、） SMW工法,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） SMW工法,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） SMW工法,1.3.3 排桩、地下连续墙 （案例） SMW工法,2. 支护结构施工,2.1 水泥土搅拌桩2.2 地下连续墙2.3 SMW工法2.4 基坑施工阶段的有关设施,2.1 水泥土搅拌桩施工,2.1.1 水泥土的形成 2.1.2 水泥土的物理力学性质 2.1.3 水泥土搅拌桩的应用 2.1.4 水泥土搅拌桩的施工,2.1.1 水泥土的形成,水泥土是通过机械强力将水泥与土搅拌形成具有较好物理力学性质的水泥加固土,2.1.1 水泥土的形成,2.1.2 水泥土的物理力学性质,水泥土的物理
9、性质 1、重度当水泥掺入比在8%20%之间，水泥土重度比原状土增加约3%6% 2、含水量水泥土的含水量一般比原状土降低7%15% 3、抗渗性渗透系数K一般在10-710-8cm/ces,2.1.2 水泥土的物理力学性质,水泥土的力学性质 1、无侧限抗压强度水泥土的无侧限抗压强度qu在0.34.0 MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍 2、抗拉强度水泥土抗拉强度与抗压强度有一定关系，一般情况下，抗拉强度在（0.150.25）qu之间 3、抗剪强度当水泥土qu=0.54MPa时，其粘聚力C在1001000kPa之间，其摩擦角在2030之间 4、变形特性当qu=0.54.0MPa时，其50d后的
10、变形模量相当于（120150）qu,2.1.3 水泥土搅拌桩的应用,1、支护结构重力式支护结构；止水帷幕；SMW工法 2、地基加固 提高地基强度；控制沉降；防止液化,2.1.3 水泥土搅拌桩的应用 地基加固,2.1.3 水泥土搅拌桩的应用 地基加固,2.1.4 水泥土搅拌桩的施工,2.1.4.1 施工机械2.1.4.2 施工工艺 2.1.4.3 水泥掺量及外加剂2.1.4.4 水泥土墙施工注意事项,2.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.1.4.1 施工机械 主机,2.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.4.1.2 施工工艺,2.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.4.1.2 施工工艺,一般的施工工艺流程
11、（一次喷浆、二次搅拌）就位 预搅下沉 （制备水泥浆） 提升喷浆搅拌 沉钻复搅 重复提升搅拌,2.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.1.4.3 水泥掺量及外加剂,水泥掺量水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比）一般为1116%外加剂,2.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.1.4.4 水泥土墙施工注意事项,. （1）复搅工艺确保搅拌均匀（干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。（2）提升速度喷浆速度提升搅拌速度不宜大于0.5m/min；提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长喷浆均匀。（3）桩的搭接一般为200，搭接间歇时间不超过24h，宜留踏步式接头；如因施工原因间歇时间超过24h，应有措施（增加
12、复搅、增加水泥掺量等）。,2.2 地下连续墙施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 S
13、MW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工,2.4 基坑施工阶段的有关设施,2.4.1 塔吊的设置2.4.2 施工栈桥2.4.3 工作平台,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.1 水泥土墙边的塔吊设置,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.1 水泥土墙边的塔吊设置直接放置在水泥土墙上,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.1水泥土墙边的塔吊设置 直接放置在水泥土墙上,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.1水泥土墙边的塔吊设置设置灌注桩,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.2
14、 排桩(地下连续墙)边的塔吊设置,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.3 基坑中央设置塔吊,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.3 基坑中央设置塔吊,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.3 基坑中央设置塔吊,2.4.1 塔吊的设置,2.4.1.3 基坑中央设置塔吊,2.4.2 栈桥的设置,2.4.2 栈桥的设置,2.4.2 栈桥的设置,2.4.2 栈桥的设置,2.4.3 工作平台,2.4.3 工作平台,2.4.3 工作平台,支护结构事故 水泥土墙,支护结构事故 水泥土墙,支护结构事故 排 桩,支护结构事故 排 桩,支护结构事故 地下连续墙,支护结构事故 地下连续墙,支护结构事故 地下连续墙,支护结构事故 邻近基坑影响,
