深基坑教案課件

深基坑工程楊濤課程目標?1．認識和了解深基坑支護的特點，掌握深基坑工程的根本理論知識和分析計算方法；?2.培養(yǎng)學生解決實際工程問題的能力；?參考書籍：?劉宗仁，基坑工程，哈爾濱工業(yè)大學出版社，2007年??建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程?〔JGJ120-99〕課程主要內(nèi)容：?介紹深基坑開挖與支護的主要特點，國內(nèi)外深基坑工程的開展現(xiàn)狀；?掌握作用在基坑支護構(gòu)造上的荷載。?學習常見的基坑支護構(gòu)造的設(shè)計施工方法，包括懸臂樁、單層及多層錨桿檔土樁、土層錨桿、土釘支護等。?掌握基坑工程降水設(shè)計的根本原理和計算方法。第一章概述1.2.3.4.5.6.深基坑工程的特點深基坑開挖支護構(gòu)造形式深基坑工程的設(shè)計內(nèi)容和要求基坑支護設(shè)計的根本規(guī)定基坑監(jiān)測深基坑工程的特點基坑工程?深基坑：開挖深度超過5m〔含5m〕或地下室三層以上〔含三層〕，或深度雖未超過5m〔含5m〕，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線極其復雜的工程。符合上述條件的基坑都屬于深基坑?；庸こ桃话闾攸c1.基坑支護體系是臨時構(gòu)造，平安儲藏較小，具有較大的風險性2.基坑工程具有很強的區(qū)域性和個性(地質(zhì)、場地)3.基坑支護構(gòu)造所承受的土壓力特點4.基坑工程具有明顯的環(huán)境效應(生活、地層)5.基坑工程綜合性強，是系統(tǒng)工程(知識、工程)6.基坑工程具有較強的時空效應杭州西湖文化廣場：42720m2超過40mi?總耗資近27億，占地120000平方米，平均埋深－米、局部深度到達－米，總計運出120萬方土深基坑的工程環(huán)境?要保護周邊構(gòu)筑物的平安使用?一般的基坑支護大多是臨時構(gòu)造?如何平安、合理地選擇適宜的支護構(gòu)造并根據(jù)基坑工程的特點進展科學的設(shè)計是基坑工程要解決的主要內(nèi)容。?降水設(shè)計?在工程實踐中，一般采用理論導向、量測定量和經(jīng)歷判斷三者相結(jié)合的方法。?基坑工程是理論與實踐并重的技術(shù)，具有高風險性???全面、高精度的監(jiān)測是保證基坑工程平安的透視眼。施工過程中也應嚴密結(jié)合監(jiān)測結(jié)果，及時調(diào)整施工方案，做到信息化施工深基坑開挖放坡開挖放坡開挖?適用于硬質(zhì)、可塑性粘土和良好性砂土?需要核算邊坡外表的穩(wěn)定性?砂質(zhì)地基：坡角主要取決于砂的內(nèi)摩擦角特別注意降水?粘性土地基：穩(wěn)定性主要取決于滑動計算，其平安系數(shù)要求為?斜面高度，通常限于3~6米，支護開挖支護開挖適用于土質(zhì)軟弱、場地狹窄、開挖深度較大人工開挖和機械開挖???3支護構(gòu)造形式放坡開挖支護構(gòu)造包括:擋墻和支撐〔或拉錨〕兩局部〔1〕支護構(gòu)造??????地下連續(xù)墻混凝土灌注樁水泥土樁墻土釘墻逆作拱墻其它形式①地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻?地下連續(xù)墻可兼作地下室外墻，一般集擋土、承重、止水和防滲功能于一身。對多種地質(zhì)條件和復雜的施工環(huán)境適應能力較強?適用于基坑側(cè)壁平安等級一、二、三級?最深己用于約35m深開挖基坑工程。常用墻厚、、和米?缺乏之處在于單體造價較高。②混凝土灌注樁混凝土灌注樁?懸臂式構(gòu)造在軟土場地中不宜大于5m，?但與土層錨桿共同使用后，那么適用于基坑側(cè)壁平安等級一、二、三級。?是目前深基坑工程中應用最多的一種支護構(gòu)造形式?成孔方式主要有機械鉆孔和人工挖孔兩種③水泥土樁墻水泥土樁墻?插入型鋼一般采用H型鋼、槽鋼或拉森板樁。通常內(nèi)插型鋼在施工完畢后可拔除回收－SWM法。?一般用于深度不超過13m的基坑工程?基坑側(cè)壁平安等級宜為二、三級?主要用于軟土地區(qū)，具有抗?jié)B防水和擋土的性能，施工便利，并且較為經(jīng)濟。④土釘墻土釘墻?施工簡便，節(jié)省工期，經(jīng)濟效益好，是基坑的首選型式?基坑深度不宜大于12m?當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應采取降水或截水措施?基坑側(cè)壁平安等級宜為二、三級的非軟土場地⑤逆作拱墻逆作拱墻?基坑深度不大于12m、基坑側(cè)壁平安等級宜為二、三級?淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用?發(fā)揮混凝土受壓的特性，節(jié)約鋼材和投資?場地周圍須有較大空間，施工要求嚴格⑥環(huán)梁支護構(gòu)造體系⑦鋼板樁〔2〕支撐?當基坑深度較大，懸臂擋墻的強度和變形不能滿足要求時，需增設(shè)支撐系統(tǒng)。?支撐系統(tǒng)有–基坑內(nèi)支撐–基坑外拉錨〔頂部拉錨、土層錨桿拉錨〕?常用的有–鋼構(gòu)造支撐–鋼筋混凝土支撐鋼支撐鋼筋混凝土支撐鋼－混凝土組合支撐圓環(huán)梁的直徑66m，圓內(nèi)無支撐，外與鋼管連接4深基坑工程的設(shè)計內(nèi)容和要求?收集以下資料：?巖土工程勘察報告；?鄰近建筑物和地下設(shè)施及地下管網(wǎng)的類型和分布圖；?用地界限及紅線圖、建筑總平面圖、地下構(gòu)造平面圖和剖面圖等?????設(shè)計內(nèi)容，一般應包括：支護構(gòu)造的方案比較和選型；支護構(gòu)造的內(nèi)力和變形計算；基坑穩(wěn)定性驗算；構(gòu)造長度〔高度〕設(shè)計及截面尺寸和配筋驗算；?降水設(shè)計；?挖土方案；?監(jiān)測方案和環(huán)保要求。5基坑支護設(shè)計的根本規(guī)定?基坑支護構(gòu)造應采用分項系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計表達式進展設(shè)計。(1)承載能力極限狀態(tài)對應于支護構(gòu)造到達最大承載能力或土體失穩(wěn)、過大變形導致支護構(gòu)造破壞或基坑周邊環(huán)境破壞；(2)正常使用極限狀態(tài)對應于支護構(gòu)造的變形已阻礙地下構(gòu)造施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能。承載能力極限狀態(tài)基坑支護構(gòu)造設(shè)計應根據(jù)?建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程?〔JGJ120-99〕表選用相應的側(cè)壁平安等級及重要性系數(shù)平安等級破壞后果支護構(gòu)造破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基一級坑周邊環(huán)境及地下構(gòu)造施工影響很嚴重。支護構(gòu)造破壞對基坑周邊環(huán)境影響很小，二級但對本工程地下構(gòu)造施工影響嚴重。三級支護構(gòu)造破壞對基坑周邊環(huán)境影響及地下構(gòu)造施工影響不嚴重。支護構(gòu)造選型表構(gòu)造形式排樁或地下連續(xù)墻水泥土墻土釘墻適用條件1．適用于基坑側(cè)壁平安等級一、二、三級2．懸臂式構(gòu)造在軟土場地中不宜大于5m3．當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻1．基坑側(cè)壁平安等級宜為二、三級2．水泥土樁施工范圍內(nèi)地基承載力不宜大于150kPa3．基坑深度不宜大于6m1．基坑側(cè)壁平安等級宜為二、三級的非軟土場地2．基坑深度不宜大于12m3．當?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應采取降水或截水措施1．基坑側(cè)壁平安等級宜為二、三級2．淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用3．拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/84．基坑深度不宜大于12m1．基坑側(cè)壁平安系數(shù)等級宜為三級2．施工場地應滿足放坡條件3．可獨立或與上述其他構(gòu)造結(jié)適宜用4．當?shù)叵滤桓哂谄履_時，應采取降水措施逆作拱墻放坡第二章荷載與抗力1.水平荷載2.水平抗力1水平荷載?〔1〕支護構(gòu)造承受的荷載?支護構(gòu)造承受的荷載一般包括–土壓力–水壓力–墻后地面荷載引起的附加荷載。(2)土壓力主動土壓力Ea-ΔE0被動土壓力靜止土壓力外力Ep+Δ滑裂面朗肯主動土壓力eajk??ajkKai?2cikKai〔〕K---第i層土的主動土壓力系數(shù)K20aiai?tg(45??ik2)ajk---作用在深度zj處的豎向力標準值，?ajk???k??ok?ok---基坑外測任意深度由地面超載產(chǎn)生的豎向應力標準值??k---計算點深度zj處的自重豎向應力標準值〕〔?自重豎向應力標準值1〕當計算點在基坑底面以上時：??k??mjzj〔〕?mj---計算點深度zj以上土的加權(quán)平均重度2〕當計算點在基坑底面以下時：?jk??mhh〔〕?mh---基坑底面以上土的加權(quán)平均重度---支護構(gòu)造頂面至坑底的距離h粘性土臨界高度Zc對于粘性土按計算公式計算時，主動土壓力在土層頂部〔H=0處〕為負值，即??ea??2c·tg(45?2)說明出現(xiàn)拉力區(qū)，這在實際上是不可能發(fā)生的。可計算臨界高度以下的主動土壓力：可計算此種情況下的臨界高度Zc，進而計算臨界高度以下的主動土壓力。2cKaZcZC?2c?tg(45??2?2?)Hea??(H?ZC)tg(45?)2??(H?ZC)Ka?ea??(H?ZC)Ka〔3〕水壓力－砂性土〔水土分算〕〔a〕水壓力計算ew?(zi?hwa)?w〔b〕水減重作用ewa??(mj?hwa)?waKai?wmj：當zj＜h時，取zj；當zj≥h時，取h；ηwa：當hwa≤h時，取1；當hwa＞h時，取零；水平荷載標準值計算圖砂性土中的水－土壓力2〕當計算點位于地下水位以下時eajk??ajkKai?2cikKai?[(zi?hwa)?(mj?hwa)?waKai]?w〔〕〔〔4〕地面超載?有三種情況：?⑴墻后有均布荷載ｑ?⑵距離支護構(gòu)造一定距離有均布荷載ｑ?⑶距離支護構(gòu)造一定距離有一定寬度的均布荷載q。①墻后有均布荷載ｑ如墻后堆有土方、材料等地面均布荷載對支護構(gòu)造引起的附加荷載，可按下式計算：e2qHe2?qKaσok＝q0〔〕e1e2②距離支護構(gòu)造一定距離距離有均布荷載ｑ此時壓應力傳到支護構(gòu)造上有一空白距離h1,在h1之下產(chǎn)生均布的附加應力：h1?l1?tg(45???2)e2?q?tg(45???2)l1qh45???12He1e2③地面上均布荷載在一定寬度范圍內(nèi)當距支護構(gòu)造b1外側(cè)，地表作用有寬度為b0的條形附加荷載q1時，基坑外側(cè)深度CD范圍內(nèi)的附加豎向應力值σ1k可按下式確定：?b01k?q1b0?2b〔〕1幾種集中荷載折算為均布荷載?繁重的起重機械：距樁內(nèi)按60kPa取值；距樁，按40kPa取值；?輕型公路：按5kPa取值；?重型公路：按10kPa取值；?鐵道:按20kPa取值。碎石土和砂土按水土分算原那么計算，例如：對于重度為γ的均勻砂土，按水土分算原那么，其主動土壓力應為：eajk?以有效重度計算的土壓力＋水壓力????h????z?hK?2cK?z?h???????wawjwaaiikaijwaw????w??zjKai?2cikKai??z?h?z?hK????jwajwaai??2水平抗力基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值epjk宜按以下規(guī)定計算：?1〕對于砂土及碎石土，基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值按下列規(guī)定計算：epjk??pjkKpi?2ciKpi??zj?hwp??1?Kpi??w〔式中：σpjk——作用于基坑底面以下深度為Zj的豎向應力標?pjk??mjzj，其中γmj為深度zj以上準值，?ik??Kpi?tan?45??Kpi——第i層土的被動土壓力系數(shù)，?2??2土的加權(quán)平均天然重度；?2〕對于粉土及粘性土基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值宜按下式計算：epjk??pjkKpi?2cikKpi粉土和粘性土按水土合算原那么計算。引水渠道基坑開挖邊坡失穩(wěn)?4孔箱涵，單孔尺寸為?，總長75m?地面標高＋，設(shè)計基坑底面標高－，開挖深度近10m?按三級放坡，從上至下依次為1:1.5、1:2和1:3，變坡處留寬的馬道?二級輕型井點降水?采用水沖法施工，泥漿沉淀池設(shè)置在基坑頂部南北兩側(cè)，距基坑外緣12m