深基坑工程簡介(課件)

深基坑工程京博建筑學(xué)院——周星

一、深基坑工程定義及特點二、深基坑工程常用的主要支護(hù)形式

1、土釘支護(hù)

2、錨桿支護(hù)

3、懸臂樁支護(hù)

4、地下連續(xù)墻支護(hù)三、深基坑工程展望

深基坑的定義：

建設(shè)部建質(zhì)200987號文關(guān)于印發(fā)《危險性較大的分部分項工程安全管理辦法的通知》規(guī)定：一般深基坑是指開挖深度超過5米（含5米）或地下室三層以上（含三層），或深度雖未超過5米，但地質(zhì)條件和周圍環(huán)境及地下管線特別復(fù)雜的工程。

一、深基坑工程定義及特點

深基坑的特點：

基坑工程主要包括土方開挖和基坑支護(hù)，是一項綜合性很強的系統(tǒng)工程，同時需要巖土工程和結(jié)構(gòu)工程的專業(yè)知識?；庸こ桃话憔哂邢率鎏攸c：

⑴基坑支護(hù)體系是臨時結(jié)構(gòu)，安全儲備較小，具有較大的風(fēng)險性

一般情況下，基坑支護(hù)是臨時措施，地下室主體施工完成時支護(hù)體系即完成任務(wù)。與永久性結(jié)構(gòu)相比，臨時結(jié)構(gòu)的安全儲備要求可小一些。基坑支護(hù)體系安全儲備較小，因此具有較大的風(fēng)險性?；庸こ淌┕み^程中應(yīng)進(jìn)行監(jiān)測，并應(yīng)有應(yīng)急措施。在施工過程中一旦出現(xiàn)險情，需要及時搶救。一、深基坑工程定義及特點。深基坑的危險性

深基坑的特點：

⑵基坑工程的區(qū)域性及土壓力特點

巖土工程區(qū)域性強，巖土工程中的基坑工程區(qū)域性更強。同一城市不同區(qū)域也有差異。基坑工程的土方開挖，特別是支護(hù)體系設(shè)計與施工要因地制宜，根據(jù)本地情況進(jìn)行，外地的經(jīng)驗可以借鑒，但不能簡單搬用。例如廊坊銀河新區(qū)項目地勘報告中存在大量的嚴(yán)重液化和中等液化區(qū)域，而據(jù)廊坊市質(zhì)檢站反應(yīng)廊坊市其他區(qū)域還沒有發(fā)現(xiàn)有土質(zhì)液化現(xiàn)象。一、深基坑工程定義及特點

深基坑的特點：

⑵基坑工程的區(qū)域性及土壓力特點

基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)都要承受土壓力的作用?；又ёo(hù)在考慮地下水對土壓力的影響時，是采用水土壓力分算，還是水土壓力合算較符合實際情況，在學(xué)術(shù)界和工程界認(rèn)識還不一致。各地對此制定的技術(shù)規(guī)范也有差異。結(jié)構(gòu)承受的土壓力一般介于主動土壓力和靜止土壓力之間或介于被動土壓力和靜止土壓力之間。目前土壓力理論還很不完善，在考慮地下水對土壓力的影響時，是采用水土壓力分算，還是水土壓力合算較符合實際情況，在學(xué)術(shù)界和工程界認(rèn)識還不一致。各地對此制定的技術(shù)規(guī)范也有差異。

一、深基坑工程定義及特點

深基坑的特點：

⑶基坑工程具有明顯的環(huán)境效應(yīng)

基坑工程的土方開挖和支護(hù)體系設(shè)計與施工不僅與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件有關(guān)，基坑開挖勢必引起周圍地基中地下水位的變化和應(yīng)力場的改變，導(dǎo)致周圍地基土體的變形，與基坑相鄰建筑物、構(gòu)筑物及市政地下管線的位置等變化。有時，保護(hù)相鄰建（構(gòu)）筑物和市政設(shè)施的安全是基坑工程設(shè)計與施工的關(guān)鍵。這就決定了基坑工程具有很強的個性。因此，對基坑工程進(jìn)行分類、對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的允許變形規(guī)定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)都是比較困難的一、深基坑工程定義及特點一、深基坑工程定義及特點基坑工程安全等級劃分標(biāo)準(zhǔn)

深基坑的特點：⑷基坑工程綜合性強，是系統(tǒng)工程

基坑工程涉及土力學(xué)中穩(wěn)定、變形和滲流三個基本問題，三者融溶在一起，需要綜合處理?；庸こ讨饕ㄍ练介_挖和基坑支護(hù)兩部分。土方開挖的施工組織是否合理將對基坑支護(hù)能否成功可能會產(chǎn)生重要影響。不合理的土方開挖方式、步驟和速度可能導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)過大的變形，甚至引起支護(hù)體系失穩(wěn)。在施工過程中應(yīng)加強監(jiān)測，力求實行信息化施工。一、深基坑工程定義及特點深基坑支護(hù)系統(tǒng)

深基坑的特點：⑸基坑工程具有較強的時空效應(yīng)

土體是蠕變體，特別是軟粘土具有較強的蠕變性，蠕變能使作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力隨時間增大，使土體強度降低，土坡穩(wěn)定性變小?？梢娀庸こ叹哂泻軓姷臅r間效應(yīng)。同時，基坑的深度和平面形狀對支護(hù)體系的穩(wěn)定性和變形亦有較大影響，在基坑支護(hù)體系設(shè)計中要注意基坑工程的空間效應(yīng)。一、深基坑工程定義及特點一、深基坑工程定義及特點考慮時空效應(yīng)的支護(hù)形式

經(jīng)過實踐篩選，已形成了我國自己的支護(hù)結(jié)構(gòu)體系，對于不同基坑深度和地質(zhì)條件各有若干技術(shù)成熟、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的類型可供選用二、深基坑主要支護(hù)形式

二、深基坑主要支護(hù)形式根據(jù)以上支護(hù)形式分類可知：

水泥土攪拌樁和土釘墻是我國目前量大面廣的6m以內(nèi)，乃至10m以內(nèi)基坑首選的支護(hù)結(jié)構(gòu)類型。前者既能擋土又能擋水，常用于沿海及南方地區(qū)，后者較多地用于地下水位低的北方地區(qū)。對于6~10m深的基坑，除采用水泥土攪拌樁或土釘墻外，常采用鉆（沖、挖）孔樁、沉管樁或鋼筋砼預(yù)制樁等，并可作密排、疏排等各種布置。如需防滲止水時，則輔之以水泥土攪拌樁、化學(xué)灌漿或高壓噴射注漿而形成止水帷幕，有時亦用鋼板樁或H型鋼樁。當(dāng)基坑深度>10m時，以地下連續(xù)墻，排樁板樁支護(hù)結(jié)構(gòu)為主，并根據(jù)需要設(shè)置支撐、錨桿等。但北京地區(qū)已有少數(shù)10m以上深的基坑試驗成功了土釘支護(hù)。土層錨桿支護(hù)在我國得到了廣泛應(yīng)用，從一層錨桿到四層錨桿，并且都施加了預(yù)應(yīng)力。

二、深基坑主要支護(hù)形式下面我們重點講解工程中最常用的四種支護(hù)形式：1、土釘支護(hù)2、錨桿支護(hù)3、懸臂樁支護(hù)4、地下連續(xù)墻支護(hù)

二、深基坑主要支護(hù)形式1、土釘支護(hù)土釘支護(hù)亦稱錨噴支護(hù)，就是逐層開挖基坑，逐層布置排列較密的土釘（鋼筋），強化邊坡土體，并在坡面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，噴射混凝土。相應(yīng)的支護(hù)體稱為土釘墻，它由被加固的土體、放置在土體中的土釘與噴射混凝土面板三個緊密結(jié)合的部分組成。

它的設(shè)置有打入法，旋入法，以及先鉆孔、后置入、再灌漿三種方法。

二、深基坑主要支護(hù)形式洛陽鏟土釘機

二、深基坑主要支護(hù)形式

二、深基坑主要支護(hù)形式1、土釘支護(hù)

土釘支護(hù)的特點：

⑴土釘與土體共同形成了一個復(fù)合體，合理的利用了土體的自承能力；⑵結(jié)構(gòu)輕柔，有良好的延性和抗震性；⑶施工設(shè)備簡單；⑷施工占用場地少；⑸工程造價低，經(jīng)濟(jì)效益好；⑹容易實現(xiàn)動態(tài)設(shè)計和信息化施工；⑺對周圍環(huán)境的干擾小。

二、深基坑主要支護(hù)形式1、土釘支護(hù)

土釘支護(hù)設(shè)計的幾個要點：

根據(jù)土釘墻結(jié)構(gòu)尺寸和工程地質(zhì)條件，進(jìn)行土釘?shù)闹饕獏?shù)設(shè)計，包括土釘長度、間距、布置、孔徑和鋼筋直徑等。土釘支護(hù)的使用范圍：用于地下水位以上或經(jīng)人工降水措施后的雜填土、普通粘土或弱膠結(jié)的砂土的基坑支護(hù)或邊坡加固。一般認(rèn)為可用于標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)N值在5以上的砂質(zhì)土與N值在3以上的粘性土。單獨的土釘墻宜用于深度不大于12m的基坑支護(hù)或邊坡維護(hù)，當(dāng)土釘墻與放坡開挖、土層錨桿聯(lián)合使用時，深度可以進(jìn)一步加大。土釘支護(hù)不宜用于含水豐富的粉細(xì)砂巖、砂礫卵石層和淤泥質(zhì)土。不得用于沒有自穩(wěn)能力的淤泥和飽和軟弱土層。

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)定義：錨桿是一種新型受拉桿件，它的一端與工程結(jié)構(gòu)物或擋土樁墻聯(lián)結(jié)，另一端錨固在地基的土層或巖層中，以承受結(jié)構(gòu)物的上托力、拉拔力、傾側(cè)力或擋土墻的土壓力、水壓力，它是利用地層的錨固力來達(dá)到維持結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定的。

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)錨桿的構(gòu)造：錨桿由錨頭、錨筋和錨固體三部分組成。

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)錨固體有三種基本類型。

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)錨桿設(shè)計的幾個要點：⑴調(diào)查基坑及周邊場地狀況，確定工程的重要性等級，選取錨桿支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。⑵進(jìn)行工程地質(zhì)與水文地質(zhì)調(diào)查，選取有關(guān)地層參數(shù)。⑶設(shè)計計算：確定各層錨桿水平力、桿體軸力、錨固段長度、自由段長度、斷面尺寸、計算連接錨桿錨頭的腰梁的斷面尺寸⑷核算樁、墻與錨桿的整體穩(wěn)定。⑸繪制錨桿施工圖。

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)的特點：⑴使用錨桿拉結(jié)比坑內(nèi)支撐、挖土拉錨方便。⑵錨桿要有一定的覆蓋深度，才能有一定的抗拔力。⑶預(yù)應(yīng)力錨桿能對擋土樁、墻的位移有較好的控制作用。⑷相鄰錨桿張拉后應(yīng)力損失大，應(yīng)再張拉調(diào)整。⑸錨固段的長度應(yīng)由計算確定。⑹錨桿實際抗拔力應(yīng)作試驗后確定。

二、深基坑主要支護(hù)形式2、錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)的適用范圍：⑴一般粘土、砂土地區(qū)皆可應(yīng)用，軟土、淤泥質(zhì)土地區(qū)要試驗后應(yīng)用，主要是抗拔力低。⑵地下水壓力較大時應(yīng)用高壓射水鉆桿鉆孔，并應(yīng)采用一些措施，防止涌水涌砂。⑶與樁頂圈梁或圍囹腰梁相比，可以節(jié)約資金。⑷對灌注樁、H型鋼樁、地下連續(xù)墻等擋土結(jié)構(gòu)，都可配合應(yīng)用錨桿拉結(jié)支護(hù)。

展望：⑴

基坑工程規(guī)模向更大、更深方向發(fā)展；

基坑工程的發(fā)展反映在基坑工程本身的規(guī)模、支護(hù)體系設(shè)計理論的發(fā)展、施工技術(shù)和監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步等方面。深基坑工程中的“深”字已經(jīng)在規(guī)模上反映了基坑工程的發(fā)展方向。隨著高層和超高層建筑的發(fā)展和人們對地下空間的開發(fā)和利用日益增多，深基坑工程不僅數(shù)量會增多，而且會向更大、更深方向發(fā)展。

例如：108層高510米的“中國尊”地下4層，基坑開挖深度20多米；國家大劇院；鳥巢；中關(guān)村西區(qū)辦公樓等工程基坑開挖深度都在15米以上

三、深基坑工程展望

三、深基坑工程展望深大基坑支護(hù)

三、深基坑工程展望四層地下室基坑支護(hù)

展望：⑵土壓力的空間效應(yīng)和時間效應(yīng)將得到進(jìn)一步的重視

深基坑設(shè)計理論的發(fā)展關(guān)鍵是如何正確計算作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力。常規(guī)設(shè)計中土壓力一般取靜止土壓力或極限狀態(tài)下的主動土壓力和被動土壓力，而作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的實際土壓力一般介于它們之間。實際土壓力是與支護(hù)結(jié)構(gòu)位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)空間形狀有關(guān)的，而且還與土體擾動、固結(jié)、蠕變有關(guān)。人們將重視發(fā)展考慮空間效應(yīng)和時間效應(yīng)的土壓力理論。另外，在支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計中人們將更加重視考慮土與結(jié)構(gòu)相互作用，以及土與結(jié)構(gòu)變形的正確估算。

三、深基坑工程展望

展望：⑶人們將更加重視深基坑工程對周圍環(huán)境的影響研究

大量深基坑工程集中在市區(qū)，施工場地狹小，施工條件復(fù)雜，如何減小基坑開挖對周圍建（構(gòu)）筑物、道路和各種市政設(shè)施的影響，發(fā)展控制基坑開挖擾動環(huán)境的理論和方法將引起人們進(jìn)一步的關(guān)心和重視。人們將更加