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1、单元单元7基坑工程基坑工程目录 7.1 概述 7.2 支护结构选型 7.3 支护结构计算与设计 7.4 基坑工程监测 7.5 基坑支护设计实例2基坑支护的目的1）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利。2）保证环境安全。即确保基坑临近地铁、隧道、管线、房屋建筑等正常使用。3）保证主体工程地基及桩基的安全，防止地面出现塌陷、坑底管涌等现象。 安全可靠性、经济合理性、施工便利性和安全可靠性、经济合理性、施工便利性和工期保证性构成了基坑支护设计方案的基本技工期保证性构成了基坑支护设计方案的基本技术要求。术要求。 97. 2支护结构选型支护结构选型107.2支护结构选型水泥土水泥土挡墙式挡墙式排排 桩桩
2、 与与板墙式板墙式边边坡坡稳稳定式定式逆逆筑筑拱拱墙式墙式深层搅拌水泥土墙深层搅拌水泥土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喷锚支护喷锚支护钢板桩钢板桩混凝土板桩混凝土板桩型钢横档板型钢横档板钢管桩、预制混凝土桩钢管桩、预制混凝土桩钻孔灌注桩钻孔灌注桩挖孔灌注桩挖孔灌注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（SMW）工法）工法高应力区加筋水泥土墙高应力区加筋水泥土墙支护结构支护结构117.2支护结构选型结构型构型式式适用条件适用条件优缺点优缺点排桩或地下连续墙1.适用于基坑侧壁安全等级一
3、、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。施工时对周围环境影响小，能紧邻建（构）筑物施工；刚度大、整体性好、变形小、能用于深基坑。水泥土墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级。2.水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于150kpa。3.基坑深度不宜大于6m。便于机械化快速挖土，具有挡土、挡水双重功能，一般比较经济。一般不宜用于深基坑，在基坑长度大时位移相对较大。土钉墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地。2.基坑深度不宜大于12m。3.当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。增加边坡的稳定性，使基坑开挖
4、后坡面保持稳定。逆作拱墙1.基坑侧壁安全等级宜为二、三级。2.淤泥或淤泥质土场地不宜采用。3.拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8。4.基坑深度不宜大于12m。5.地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。宜连续施工，但每道拱墙施工时不宜超过36h。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要求。3.可独立于或与上述其他结构结合使用。4.当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施。会增加挖方和回填工程量，也受施工现场场地的限制。12常见支护结构的形式（围护墙）o1.水泥土墙 水泥土墙围护墙是用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强制搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。 水泥土加固体的渗
5、透系数不大于10-7cm/s，能止水防渗，因此这种围护墙属重力式挡墙，利用其本身重量和刚度进行挡土和防渗，具有双重作用。水泥土加固体的强度取决于水泥掺入比（水泥重量与加固土体重量的比值），围护墙常用的掺入比为12%14%。 水泥土围护墙未达到设计强度前不得开挖基坑。 13常见支护结构的形式（围护墙）o2.钻孔灌注桩 根据目前的施工工艺钻孔灌注桩为间隔排列，缝隙不小于100mm，因此它不具备挡水功能，需另做挡水帷幕，目前我国应用较多的是厚1.2m的水泥土墙。 14常见支护结构的形式（围护墙）o2.钻孔灌注桩 有的工程为不用支撑简化施工，采用间隔一定距离的双排钻孔灌注桩与桩顶横梁（或平放的桁架）组
6、成空间结构围护墙，使悬臂桩围护墙可用于-14.5m的基坑。 15常见支护结构的形式（围护墙）o3.地下连续墙挖导沟铺设轨道筑导墙输入泥浆挖深槽开挖过程补浆制备泥浆沉淀池 旋流器与振动筛分离出的砂石运走排放或处理泥渣排除排除沉渣补进泥浆钢筋笼制作浇灌机架就位置换出泥浆吸泥清底吊放接头管吊放钢筋笼插入导管浇筑混凝土拔出接头管机械就位组装挖沟机械16常见支护结构的形式（围护墙）o3.地下连续墙泥浆护壁，槽段土方开挖泥浆护壁，槽段土方开挖 17常见支护结构的形式（围护墙）o3.地下连续墙钢筋笼焊接制作钢筋笼焊接制作 18常见支护结构的形式（围护墙）o3.地下连续墙钢筋笼吊放钢筋笼吊放 19常见支护结构
7、的形式（围护墙）o3.地下连续墙砼水下导管浇筑砼水下导管浇筑 20常见支护结构的形式（围护墙）o3.地下连续墙槽段接头箱下放槽段接头箱下放 槽段接头箱顶拔槽段接头箱顶拔 21常见支护结构的形式（围护墙）o3.地下连续墙砼水下导管浇筑砼水下导管浇筑 22常见支护结构的形式（围护墙）o4.加筋水泥土桩（SMW工法） SMW工法是Soil-MixingWall的简称，最早由日本成幸工业株式会社开发成功。SMW工法是利用专门的多轴搅拌机就地钻进切削土体，同时在钻头端部将水泥浆液注入土体，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，利用该墙体直接作为挡土和止水结构。 23常见
8、支护结构的形式（围护墙）o5.土钉墙 土钉墙是一种原位土加筋加固技术土钉墙是一种原位土加筋加固技术 ，起主动嵌固作用，起主动嵌固作用，必须做好降水，且其不宜作为挡水结构。必须做好降水，且其不宜作为挡水结构。 24常见支护结构的形式（围护墙）o6.逆筑拱墙25常见支护结构的形式（支撑）o按受力分：内支撑、外支撑内支撑内支撑外支撑外支撑26常见支护结构的形式（支撑）o按材料分：钢支撑、混凝土支撑277. 3支护结构计算与设计支护结构计算与设计281、一般规定o1.基坑开挖与支护设计的内容。 o2.基坑开挖与支护设计应具备的资料。 o3.支护结构的荷载效应包括的内容。 o4.土方开挖完成后应立即对基
9、坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工。基坑土方开挖应严格按设计要求进行，不得超挖。基坑周边超载，不得超过设计荷载限制条件。291、一般规定o5.基坑工程的勘察范围在基坑水平方向应达到基坑开挖深度的1-2倍。当开挖边界点外无法布置勘察点时，应通过调查取得相关资料。勘察深度应按基坑的复杂程度及工程地质，水文地质条件确定，宜为基坑深度的2-3倍。当在此深度内遇到厚层坚硬粘性土，碎石土及岩层时，可根据岩土类别及支护要求适当减少勘察深度。 301、一般规定o6.饱和粘性土应采用在土的有效自重压力下预固结的不固结不排水三轴试验确定抗剪强度指标，并宜采用薄壁取土器取样。o7.勘察时应查明各含
10、水层的类型，埋藏条件，补给条件及水力联系，且给出各含水层的渗透系数、水位变化、并对流砂、流土、管涌等现象可能产生的影响进行评价。o8.作用于支护结构的土压力和水压力，对砂性土宜按水土分算的原则计算；对粘性土宜按水土合算的原则计算；也可按地区经验确定。 311、一般规定o9.主动土压力，被动土压力可采用库仑或朗肯土压力理论计算。当对支护结构水平位移有严格限制时，应采用静止土压力计算。o10.当按变形控制原则设计支护结构时,作用在支护结构的计算土压力可按支护结构与土体的相互作用原理确定,也可按地区经验确定。o11.当地下水有渗流作用时，地下水的作用应通过渗流计算确定。321、一般规定o12.基坑支
11、护结构设计应根据下表选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。安全等安全等级破坏后果破坏后果0 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0.90332、荷载与抗力计算 要精确计算土压力是困难的，只能根据具体情况选用较合理的计算公式，或进行必要的修正，供设计支护结构用。 342、荷载与抗力计算o2.1水平荷载标准值 当计算点位于地下水位以上时： 当计算点位于地下水位以下时：352、荷载与抗力计算o2.2水平
12、抗力标准值（1) 对于碎石土、砂土，按水土分算法计算基坑内侧水平抗力标准值，即（2）对于粉土、粘性土，可按水土合算法计算基坑内侧水平抗力标准值，即363、围护墙计算与设计 桩墙支护结构设计计算主要是确定护坡桩的入土深度和最大弯矩，并由计算弯矩进行桩墙截面设计。 373、围护墙计算与设计（嵌固深度计算）o悬臂式悬臂式支护结构嵌固深度（embedded depth）设计值hd宜按下式确定 ：383、围护墙计算与设计（嵌固深度计算）o单支点式1）基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至坑底面的距离hc可按下式确定：2）支点力Tc1可按下式计算：393、围护墙计算与设计（嵌固深度计算）o单支点式3）嵌固
13、深度设计值hd可按下式确定：403、围护墙计算与设计（嵌固深度计算）o多支点式水泥土墙、多层支点排桩及多层支点地下连续墙嵌固深度计算值h0宜按整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分法确定，如下式： 413、围护墙计算与设计（内力计算）o支护结构围护墙的内力计算要根据基坑开挖和地下结构的施工过程，分别按不同工况进行计算，从中找出最大的内力值，供设计围护墙使用。 423、围护墙计算与设计（内力计算）o1.悬臂式内力计算433、围护墙计算与设计（内力计算）o2.有支点式内力计算443、围护墙计算与设计（截面承载力计算）o1.根据上述方法求得围护墙在各种工况下的内力后，取最大的内力值，并按下列规定得到结构内
14、力设计值：截面弯矩设计值： 截面剪力设计值： o2.然后按照混凝土结构设计规范的有关规定，进行正截面受弯和斜截面受剪承载力计算，得到桩或墙的配筋设置。454、支护结构稳定验算o1.整体稳定验算 对单支点支护结构，若有足够的锚固长度，可以认为不会发生整体滑动失稳。对多支点支护结构，若支撑不发生弯曲，或有足够的锚固长度，一般也不会发生整体滑动失稳。对悬臂式支护结构，可采用上节的条分法进行验算。 464、支护结构稳定验算o2.基坑底抗隆起验算（1）地基稳定性验算法设地基在土柱重量G的作用下沿滑动圆弧BC发生滑动，则失稳土体绕圆心O发生转动，即为保证坑底土不发生隆起，则要求抗隆安全系数 474、支护结
15、构稳定验算o2.基坑底抗隆起验算（2）地基承载力公式验算法将桩尖平面视为基底，则坑底抗隆起破坏的稳定性应符合下式要求： 484、支护结构稳定验算o3.基坑底抗渗流稳定验算当上部为不透水层，坑底下某深度处有承压水层时，基坑底抗渗流稳定性可按下式验算： 497. 4基坑工程监测基坑工程监测50基坑工程监测 从许多起基坑工程事故的分析中，我们可以得出这样一个结论，那就是任何一起基坑工程事故无一例外的与监测不力或险情预报不准确相关。换言之，如果基坑的环境监测与险情预报准确而及时，就可以防止重大事故的发生。或者说，可以将事故所造成的损失减少到最小。511、基本规定o开挖深度超过5m、或开挖深度未超过5m
16、但现场地质情况和周围环境较复杂的基坑工程均应实施基坑工程监测。 o建筑基坑工程设计阶段应由设计方根据工程现场及基坑设计的具体情况，提出基坑工程监测的技术要求，主要包括监测项目、测点位置、监测频率和监测报警值等。 o基坑工程施工前，应由建设方委托具备相应资质的第三方对基坑工程实施现场监测。 521、基本规定o编写监测方案前，委托方应向监测单位提供下列资料： 1）岩土工程勘察成果文件； 2）基坑工程设计说明书及图纸； 3）基坑工程影响范围内的道路、地下管线、地下设施及周边建筑物的有关资料。 531、基本规定o监测单位编写监测方案前，应了解委托方和相关单位对监测工作的要求，并进行现场踏勘，搜集、分析
17、和利用已有资料，在基坑工程施工前制定合理的监测方案。 o监测单位在现场踏勘、资料收集阶段的工作应包括以下内容： 1）进一步了解委托方和相关单位的具体要求； 2）收集工程的岩土工程勘察及气象资料、地下结构和基坑工程的设计资料，了解施工组织设计（或项目管理规划）和相关施工情况； 3）收集周围建筑物、道路及地下设施、地下管线的原始和使用现状等资料。必要时应采用拍照或录像等方法保存有关资料； 4）通过现场踏勘，了解相关资料与现场状况的对应关系，确定拟监测项目现场实施的可行性。 541、基本规定o下列基坑工程的监测方案应进行专门论证： 1）地质和环境条件很复杂的基坑工程； 2）邻近重要建（构）筑物和管线
18、，以及历史文物、近代优秀建筑、地铁、隧道等破坏后果很严重的基坑工程； 3）已发生严重事故，重新组织实施的基坑工程； 4）采用新技术、新工艺、新材料的一、二级基坑工程； 5）其他必须论证的基坑工程。 551、基本规定o监测单位应严格实施监测方案，及时分析、处理监测数据，并将监测结果和评价及时向委托方及相关单位作信息反馈。 o当基坑工程设计或施工有重大变更时，监测单位应及时调整监测方案。 o基坑工程监测不应影响监测对象的结构安全、妨碍其正常使用。 561、基本规定o监测结束阶段，监测单位应向委托方提供以下资料，并按档案管理规定，组卷归档。 1）基坑工程监测方案； 2）测点布设、验收记录； 3）阶段
19、性监测报告； 4）监测总结报告。571、基本规定o监测工作的程序，应按下列步骤进行： 1）接受委托； 2）现场踏勘，收集资料； 3）制定监测方案，并报委托方及相关单位认可； 4）展开前期准备工作，设置监测点、校验设备、仪器； 5）设备、仪器、元件和监测点验收； 6）现场监测； 7）监测数据的计算、整理、分析及信息反馈； 8）提交阶段性监测结果和报告； 9）现场监测工作结束后，提交完整的监测资料。582、监测项目o支护结构；o相关的自然环境；o施工工况；o地下水状况；o基坑底部及周围土体；o周围建（构）筑物；o周围地下管线及地下设施；o周围重要的道路；o其他应监测的对象。 593、监测方法o支护
20、结构顶部水平位移监测 o支护结构倾斜监测 o支护结构沉降观测 o支护结构应力监测 o支撑结构受力监测 o基坑开挖前去进行支护结构完整性检测 o邻近建筑物的沉降、倾斜和裂缝的发生时间和发展的监测 603、监测方法o邻近构筑物、道路、地下管网设施的沉降和变形监测 o对岩土性状受施工影响而引起变化的监测 o桩侧土压力测试 o基坑开挖后的基底隆起观测 o土层孔隙水压力变化的测试 o地下水位动态监测o肉眼巡视与裂缝观测 617. 5基坑支护设计实例基坑支护设计实例621、排桩加内支撑方案实例o设计依据o工程概况o工程地质条件o基坑支护设计o施工说明o基坑支护设计附图632、复合型土钉墙方案实例o设计依据o工程概况o工程地质条件o基坑支护设计o施工说明o基坑支护设计附图6465结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！66
