基坑工程教学PPT.ppt

第十章 基坑工程 10.1。1 基本概念 ●基坑：是指为了修筑建筑物（包括构筑物）的基础与地下室、埋设市政工程管道以及开发地下空间（如地下车站、商场等）所开挖的地面以下的空间。 ●基坑支护：是指为保护地下结构及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境所采取的支挡、加固及保护等工程措施。 ●周边环境：基坑开挖影响范围内包括既有建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体的通称。 ●基坑侧壁：构成基坑围体的某一侧面。 ●支撑体系：由钢或钢筋混凝土构件组成的用以支撑基坑侧壁的结构体系。 基坑工程的特点 1.多为临时性结构，安全储备小、风险大； 2.区域性强，具有很强的个性，与地质、结构、工况、环境条件等密切相关； 3.技术综合性强； 岩土工程知识和经验 建筑结构和力学知识 施工经验 工程所在地的施工条件和经验 4.土压力的特点； 5.很强的时空效应。 10.1.2 基坑工程的类型及适用条件 (1) 放坡开挖简易支护 ■ (2) 悬臂式支护结构 1、无支撑或锚杆施工，工 期较短； 2、适合开挖较浅工程、地 质条件好、环境保护低的基坑； 3、对土的性质和荷载大小 较敏感； 4、坑顶水平位移及结构本 身变形较大。 (3) 水泥土重力式围护结构 1、水泥土相互咬合较好，比较均匀，桩体连续性好，强度较高； 2、即可挡土也可隔水； 3、适合任何平面形状，施工简便； 4、坑顶水平位移，需要较大的坑顶宽度。 5、环境保护要求高，地层软弱时慎用。 (4) 内撑式支护结构 （5）拉锚式支护结构 （6）土钉墙支护结构 10.1.3基坑支护工程设计原则和设计内容 安全可靠性：确保基坑和周边环境的安全 经济合理性 施工便利性 工期保证性 技术先进性 基坑工程规划、设计、施工及检测内容 （1）基坑内建筑场地勘察和基坑周边环境勘察。 （2）支护体系方案技术经济比较和选型。 （3）支护结构的强度、稳定和变形以及基坑内外土体的稳定性验算。 （4）基坑降水和止水帷幕设计以及支护墙的抗渗设计。 （5）基坑开挖施工方案和施工检测设计。 10.1.4 作用于支护结构上的荷载及土压力计算 作用于支护结构上的荷载通常有：土压力、水压力、施工荷载、地震荷载及其它荷载。 其计算方法有“水土分算”法和“水土合算”法。砂性土和粉土适合水土分算法，粘性土适合水土合算法。 工程上通常按朗金土压力理论计算，实际工程中土压力和水压力随着开挖过程逐渐变化，是动态的。根据土的软硬不同，呈现下面三种不同的分布规律。 10.2 排桩、地下连续墙支护结构 排桩：是指以某种桩型按队列式布置组成的基 坑支护结构。 地下连续墙：是指用机械施工方法成槽浇注钢筋混凝土形成的地下墙体。 10.2.1 悬臂式桩(墙)计算 (1) 极限平衡法 也叫静力平衡法，墙前 为被动土应力，墙后 为主动土应力。当 单位宽度板桩墙两 侧所受的净土压力相等 时，板桩墙处于稳定， 相应的板桩入土深度 即为保证板桩稳定性 所需的最小入土深度。 静力平衡条件为：∑x=0和∑M=0 1)计算桩底墙后主动土压力ea3及墙前被动土压力ep3，然后求出土压力为零的点。 2)计算O点以上土压力合力∑ E,求出其位置。 3)计算O点处墙前及墙后土压力ea1及ep1 4)计算桩底墙后主动土压力ea2及墙前被动土压力ep2 5)根据静力平衡条件为：∑x=0和∑M=0 上两式中只有Z和t两个未知数，求解可解出t 安全起见，实际嵌入基坑底面下的入土深度为 (2) 布鲁姆简化计算法 简化图如上图，桩底部后侧被动土压力以集中力 代替，由桩底部C点的力矩平衡条件： 可求得最大弯矩点距土压力点为零点0的距离为 10.2.2 单层支锚桩（墙）计算 在支护结构顶端设一支撑，可简化为一铰连接，但桩下端的支承情况与入土深度有关。 (1)入土较浅时单支点桩（墙）支护结构的计算 1）确定反弯点的位置 2）求支点反力和O点剪力 10.5 基坑的稳定性分析 对于基坑工程，为了确保施工阶段基坑的稳定性 ，都必须将墙伸入到基底下某一深度，这段长度称谓入土深度。对于板桩墙之类的围护结构，入土的哪部分材料是可以回收的，但对于地下墙工程，入土部分则无法回收，因此，为了节省造价，保证施工安全的前提下，应尽量减短入土深度。归纳起来主要是基坑的整体失稳、隆起失稳、管涌失稳、底鼓失稳等几方面的问题。 10.5.2 基坑整体稳定性分析 对直立土坡进行稳定性分析，确定支护结构的嵌固深度。 10.5.3 基护结构踢脚稳定性分析