深基坑工程讲座-高大钊2复习过程

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深基坑工程讲座-高大钊2l深基坑工程设计一般分为总体方案设计深基坑工程设计一般分为总体方案设计和施工图设计两个阶段,总体方案设计和施工图设计两个阶段,总体方案设计的任务是根据主体工程的性质和对地下的任务是根据主体工程的性质和对地下室的使用要求、场地工程地质和水文地室的使用要求、场地工程地质和水文地质条件、相邻环境对基坑施工的制约程质条件、相邻环境对基坑施工的制约程度等因素,选择合适的围护结构与支撑度等因素,选择合适的围护结构与支撑体系、协调基坑工程与主体工程的关系体系、协调基坑工程与主体工程的关系、控制环境质量,为施工图设计和基坑、控制环境质量,为施工图设计和基坑施工组织计划提供控制性方案。施工组织计划提供控制性方案。 l1)确定开挖方案,包括地下水的处理方确定开挖方案,包括地下水的处理方案;案;l2)选择围护结构的类型;选择围护结构的类型;l3)选用土层锚杆或内支撑,选择支撑材选用土层锚杆或内支撑,选择支撑材料;料;l4)对土层锚杆或内支撑进行平面和竖向对土层锚杆或内支撑进行平面和竖向布置,包括围檩和立柱的布置;布置,包括围檩和立柱的布置;l5)进行各项稳定验算和结构内力计算以进行各项稳定验算和结构内力计算以确定围护结构、支撑、围檩或锚杆的材确定围护结构、支撑、围檩或锚杆的材料强度和截面尺寸,确定是否需要加固料强度和截面尺寸,确定是否需要加固坑底;进行降水的控制性计算;坑底;进行降水的控制性计算;l6)进行变形验算以检验是否满足环境要进行变形验算以检验是否满足环境要求;求;l7)对施工方案提出要求;对施工方案提出要求;l8)进行多方案的技术经济比较,优选方进行多方案的技术经济比较,优选方案。案。l深大基坑的设计是一项综合性的设计工深大基坑的设计是一项综合性的设计工作,它与上部结构(包括地下室)设计作,它与上部结构(包括地下室)设计、工程地质勘察、地下室施工方案以及、工程地质勘察、地下室施工方案以及周围的自然环境、工程环境和社会环境周围的自然环境、工程环境和社会环境都有密切的关系,因此,在基坑工程设都有密切的关系,因此,在基坑工程设计时必须具备下列几个方面的资料:计时必须具备下列几个方面的资料: l基坑工程的规模和技术要求,很大程度上取决基坑工程的规模和技术要求,很大程度上取决于主体工程,主体工程地下室的面积、层数和于主体工程,主体工程地下室的面积、层数和使用要求决定了基坑的大小、深度以及基坑设使用要求决定了基坑的大小、深度以及基坑设计的难易程度。计的难易程度。l对于围护结构不作为永久性结构一部分的基对于围护结构不作为永久性结构一部分的基坑工程,设计基坑时至少应有建筑物的坑工程,设计基坑时至少应有建筑物的总平面总平面图、地下室结构的平面和剖面图、桩位图图、地下室结构的平面和剖面图、桩位图,以,以明确基坑边线与红线的关系、基坑底面的标高明确基坑边线与红线的关系、基坑底面的标高、基桩位置、地下室外墙尺寸、地下室各层楼、基桩位置、地下室外墙尺寸、地下室各层楼面的标高等主要参数。面的标高等主要参数。l对于围护结构兼作主体工程永久性结构对于围护结构兼作主体工程永久性结构的基坑工程设计,更需要与上部结构设的基坑工程设计,更需要与上部结构设计密切配合,应具备完整的工程设计资计密切配合,应具备完整的工程设计资料,包括完整的建筑设计和结构设计文料,包括完整的建筑设计和结构设计文件和图纸、地下室主体结构的使用要求件和图纸、地下室主体结构的使用要求及防水要求和地下结构及地面主体建筑及防水要求和地下结构及地面主体建筑的施工方案。的施工方案。l(1)提供基坑工程设计所需的土工参数指标,)提供基坑工程设计所需的土工参数指标,如供计算土压力之用的抗剪强度指标、土层的如供计算土压力之用的抗剪强度指标、土层的渗透系数等;如果计算土压力问题的抗剪强度渗透系数等;如果计算土压力问题的抗剪强度指标取值方法与其他土工问题不同,则应专门指标取值方法与其他土工问题不同,则应专门给出符合基坑工程设计要求的抗剪强度指标;给出符合基坑工程设计要求的抗剪强度指标;l(2)评价地下水对基坑工程的影响,对降水或)评价地下水对基坑工程的影响,对降水或截水的必要性和可能性进行论证,提出降水或截水的必要性和可能性进行论证,提出降水或截水方案的建议;截水方案的建议;l(3)对基坑方案提出初步的建议,并论)对基坑方案提出初步的建议,并论证实施这些建议方案的条件和设计、施工证实施这些建议方案的条件和设计、施工应注意的问题;应注意的问题;l(4 4)评价场地周边的环境条件对基坑开)评价场地周边的环境条件对基坑开挖、支护、降水(截水)的要求以及基坑挖、支护、降水(截水)的要求以及基坑开挖、支护、降水(截水)、回灌对周边开挖、支护、降水(截水)、回灌对周边环境的可能影响。提出基坑工程的设计、环境的可能影响。提出基坑工程的设计、施工应注意的问题和应采取的保护措施;施工应注意的问题和应采取的保护措施;l(5 5)对施工过程中形成流砂、流土、管)对施工过程中形成流砂、流土、管涌及整体失稳等渗透破坏现象的可能性进涌及整体失稳等渗透破坏现象的可能性进行评价并提出预防措施;行评价并提出预防措施; l(6)提供场地地下障碍物(如防空洞、)提供场地地下障碍物(如防空洞、废基础、废管道等)的分布范围、埋藏废基础、废管道等)的分布范围、埋藏深度、分散程度以及挖除处理方法的建深度、分散程度以及挖除处理方法的建议;议;l(7)提供场地平整时回填土的情况,包)提供场地平整时回填土的情况,包括回填材料、密实度及在场地的分布情括回填材料、密实度及在场地的分布情况以及暗浜的分布范围及其深度;况以及暗浜的分布范围及其深度;l(8 8)提供各种必要的图件和表格。)提供各种必要的图件和表格。 l基坑开挖引起的周边地面沉降和水平位移会基坑开挖引起的周边地面沉降和水平位移会对邻近建筑物、道路和市政管线造成不良的对邻近建筑物、道路和市政管线造成不良的影响,在基坑工程设计时应当采取必要的措影响,在基坑工程设计时应当采取必要的措施,把这种不良影响减少到最低程度。因此施,把这种不良影响减少到最低程度。因此需要在设计前对环境情况作充分的调查,了需要在设计前对环境情况作充分的调查,了解基坑周边邻近建筑物和市政设施的基本情解基坑周边邻近建筑物和市政设施的基本情况,研究它们对土体变形的承受能力和敏感况,研究它们对土体变形的承受能力和敏感程度,以便根据环境的要求选择合适的设计程度,以便根据环境的要求选择合适的设计方案和施工方案,确定施工控制的标准。方案和施工方案,确定施工控制的标准。 l调查的范围应根据周围建筑物的实际情调查的范围应根据周围建筑物的实际情况确定,一般在基坑外缘以外况确定,一般在基坑外缘以外2050m范围内的建筑物都必须予以调查,浅基范围内的建筑物都必须予以调查,浅基坑用下限,深基坑用上限。如果周边相坑用下限,深基坑用上限。如果周边相邻建筑物采用的是桩基,则基坑开挖对邻建筑物采用的是桩基,则基坑开挖对它的影响可能很小;如果是对变形很敏它的影响可能很小;如果是对变形很敏感的建筑物,或重要的、保护性的建筑感的建筑物,或重要的、保护性的建筑物,即使已经超出这个范围,也需要加物,即使已经超出这个范围,也需要加以了解。以了解。 l调查的内容包括建筑物的分布情况;建调查的内容包括建筑物的分布情况;建筑物与基坑边线的距离,与红线的距离筑物与基坑边线的距离,与红线的距离;建筑物的平面尺寸、层数、高度,建;建筑物的平面尺寸、层数、高度,建筑物的性质,结构特点和基础型式与基筑物的性质,结构特点和基础型式与基础埋深;在基坑开挖前建筑物已有的裂础埋深;在基坑开挖前建筑物已有的裂缝和倾斜等情况,通过测量、拍照片、缝和倾斜等情况,通过测量、拍照片、录象或描述予以记录,并对开裂部位,录象或描述予以记录,并对开裂部位,裂缝的走向和长度作出标记,以便与开裂缝的走向和长度作出标记,以便与开挖以后的可能变化进行比较。挖以后的可能变化进行比较。 l市政设施包括地下管线(煤气、上水、市政设施包括地下管线(煤气、上水、下水、动力电缆、通讯电缆等五大管线下水、动力电缆、通讯电缆等五大管线,在集中供热的地区还有热力管道)及,在集中供热的地区还有热力管道)及变电站、泵房、分压站等设施,地下构变电站、泵房、分压站等设施,地下构筑物(地下铁道、地下车库、地下人行筑物(地下铁道、地下车库、地下人行通道等)。市政设施的种类很多,情况通道等)。市政设施的种类很多,情况各异,需要区别不同类型的特点,有侧各异,需要区别不同类型的特点,有侧重地进行调查。重地进行调查。l在地下管线中,煤气管线最为敏感,一旦在地下管线中,煤气管线最为敏感,一旦有所损坏,后果非常严重。不同年代的管有所损坏,后果非常严重。不同年代的管道,接头的方法不同,对差异沉降的承受道,接头的方法不同,对差异沉降的承受能力也各不相同,尤其是年代久远的煤气能力也各不相同,尤其是年代久远的煤气管道更容易折断破裂。因此在调查中要收管道更容易折断破裂。因此在调查中要收集管径、管材、壁厚、管压、埋设年代、集管径、管材、壁厚、管压、埋设年代、接头方式等资料接头方式等资料。l调查周边地区道路的数量、性质、类型调查周边地区道路的数量、性质、类型、路面结构和宽度;也要了解道路交通、路面结构和宽度;也要了解道路交通流量、通行规则(单行道、双行道、禁流量、通行规则(单行道、双行道、禁止停车等);道路路面的损坏情况及已止停车等);道路路面的损坏情况及已经修复的情况。经修复的情况。l基坑工程设计方案的可行性及施工的质量基坑工程设计方案的可行性及施工的质量主要取决于施工条件,施工条件包括施工主要取决于施工条件,施工条件包括施工装备和检测设备、施工队伍的经验、技术装备和检测设备、施工队伍的经验、技术水平与管理水平。对于重大工程的深基坑水平与管理水平。对于重大工程的深基坑,在基坑设计时应已明确主要的施工单位,在基坑设计时应已明确主要的施工单位,并有总包单位或施工单位的人员参与基,并有总包单位或施工单位的人员参与基坑设计方案的讨论。对于尚未明确施工单坑设计方案的讨论。对于尚未明确施工单位的项目,则应根据当地已经成熟的施工位的项目,则应根据当地已经成熟的施工方法和设备条件进行方案设计。方法和设备条件进行方案设计。l基坑工程设计方案的第一步是选择开挖基坑工程设计方案的第一步是选择开挖方案,各种不同的开挖方法适用于不同方案,各种不同的开挖方法适用于不同的场合,不同的开挖方法对围护结构和的场合,不同的开挖方法对围护结构和支撑体系也提出不同的要求。支撑体系也提出不同的要求。 l放坡开挖放坡开挖l无支撑开挖无支撑开挖l 重力式挡墙重力式挡墙l 悬臂式挡墙悬臂式挡墙l 锚固式挡墙锚固式挡墙l有支撑的开挖有支撑的开挖 l组合型的开挖方案组合型的开挖方案 l放坡开挖的直接费用最少,而且为主体放坡开挖的直接费用最少,而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间,工程创造了比较宽敞的施工作业空间,因而工作面宽,工期也比较短,如果场因而工作面宽,工期也比较短,如果场地条件允许,放坡开挖应该是首选的方地条件允许,放坡开挖应该是首选的方案。制约采用放坡开挖的因素主要是周案。制约采用放坡开挖的因素主要是周围场地和开挖深度的限制。放坡需要占围场地和开挖深度的限制。放坡需要占用比较大的场地,在城市或建成区往往用比较大的场地,在城市或建成区往往没有这个条件。没有这个条件。 l由于坡体不可避免地会产生一定的位移,如由于坡体不可避免地会产生一定的位移,如果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受较大的变形,亦常常限制了放坡开挖方法的较大的变形,亦常常限制了放坡开挖方法的采用;开挖深度也是一个制约条件,但开挖采用;开挖深度也是一个制约条件,但开挖深度是相对于土质而言的,如土质比较好,深度是相对于土质而言的,如土质比较好,坡度可以比较陡,占用场地也比较小,深度坡度可以比较陡,占用场地也比较小,深度限制就不那么明显;在软土地区,由于土质限制就不那么明显;在软土地区,由于土质软弱,放坡开挖深度就不能太深。软弱,放坡开挖深度就不能太深。l如整体稳定性允许,可以采用放坡开挖方案如整体稳定性允许,可以采用放坡开挖方案时。但有时受场地的限制,只能取用较陡的时。但有时受场地的限制,只能取用较陡的坡度;如坡面的稳定性不能得到保证时,则坡度;如坡面的稳定性不能得到保证时,则可采用喷锚支护或土钉墙的方案。喷锚支护可采用喷锚支护或土钉墙的方案。喷锚支护和土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自和土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自立式挡墙,而是属于坡面加固处理的一种方立式挡墙,而是属于坡面加固处理的一种方法,通过加强土体共同受力的方式来保持坡法,通过加强土体共同受力的方式来保持坡面的稳定性,属于自承支护体系。如果坑底面的稳定性,属于自承支护体系。如果坑底土质比较差,整体稳定性不足,则喷锚支护土质比较差,整体稳定性不足,则喷锚支护和土钉墙的方案就不能采用。和土钉墙的方案就不能采用。 l当不能采用放坡开挖方案时,必须选用当不能采用放坡开挖方案时,必须选用围围护结构护结构以支承坑外的土体。在可能的条件以支承坑外的土体。在可能的条件下应尽可能采用下应尽可能采用无支撑开挖无支撑开挖的方案,因为的方案,因为这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件,便于挖土、运土以及地下室的施工;同,便于挖土、运土以及地下室的施工;同时,也比较经济。时,也比较经济。l重力式挡墙是依靠自身的重力维持其稳定的重力式挡墙是依靠自身的重力维持其稳定的围护结构,由于可以采用价格比较低廉的水围护结构,由于可以采用价格比较低廉的水泥土等材料制作,是一种比较经济的方案。泥土等材料制作,是一种比较经济的方案。在开挖深度不大(如软土地区不大于在开挖深度不大(如软土地区不大于67m),),环境对位移的要求可允许有环境对位移的要求可允许有50mm左右左右的条件下是的条件下是首选方案首选方案,但重力式挡墙的宽度,但重力式挡墙的宽度比较大,在地下室外墙与红线之间的距离过比较大,在地下室外墙与红线之间的距离过小时就很难放得下宽度较大的重力式挡墙。小时就很难放得下宽度较大的重力式挡墙。l悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维持其稳定的围护结构,由于围护结构承受比持其稳定的围护结构,由于围护结构承受比较大的弯矩,需要采用钢筋混凝土材料。当较大的弯矩,需要采用钢筋混凝土材料。当重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时,重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时,悬臂式挡墙就能克服这个缺点,可以在悬臂式挡墙就能克服这个缺点,可以在1.52m的的狭窄范围内安置狭窄范围内安置悬臂式挡墙。但悬臂式悬臂式挡墙。但悬臂式挡墙的挡墙的位移比较大位移比较大,难以满足周边环境的严,难以满足周边环境的严格要求,同时在开挖深度较大时墙身弯矩很格要求,同时在开挖深度较大时墙身弯矩很大,因此适用的开挖深度也不深;使用条件大,因此适用的开挖深度也不深;使用条件不当时可能产生围护结构损坏或严重影响环不当时可能产生围护结构损坏或严重影响环境的事故。境的事故。l锚固式挡墙是依靠锚固式挡墙是依靠锚杆传递的拉力锚杆传递的拉力来维持其来维持其稳定的围护结构,对于深基坑可以采用多道稳定的围护结构,对于深基坑可以采用多道锚杆来平衡土压力,因而可以适用于开挖得锚杆来平衡土压力,因而可以适用于开挖得很深的基坑。锚固式挡墙分为拉锚式和土层很深的基坑。锚固式挡墙分为拉锚式和土层锚杆式两种,拉锚常用于钢板桩顶部的锚固锚杆式两种,拉锚常用于钢板桩顶部的锚固,或作为辅助的锚固措施;土层锚杆要求具,或作为辅助的锚固措施;土层锚杆要求具有比较好的地质条件,同时还必须有足够开有比较好的地质条件,同时还必须有足够开阔的场地条件或者容许锚杆可以伸入红线以阔的场地条件或者容许锚杆可以伸入红线以外的土层中。在软土地区,由于土层缺乏足外的土层中。在软土地区,由于土层缺乏足够的锚固力而很少采用锚杆,如将锚杆锚固够的锚固力而很少采用锚杆,如将锚杆锚固在很深的砂层中,则锚杆的长度很长,也就在很深的砂层中,则锚杆的长度很长,也就不是一个经济的方案。不是一个经济的方案。 自承支护体系的术语比较 土钉支护 土锚支护 喷锚网支护 锚钉支护 术语 土钉墙 强度稳定型 控制变形型 锚杆支护 锚索支护 基本概念 加固 锚固、加固 锚固 预应力 无 无 有 边坡滑动面 验算依据 设计前提 自由段 无 无 有 有效锚固段 无 有 有 有效锚固段埋深 根据需要 4m 更深 筋体面层定位 不严格,允许有较大偏差 严格 更严格 筋体拉力大小 很小 一般 大 更大 筋体内力分布 枣核形分布 在自由段内相同 基坑开挖深度 12m 20m 适用土类 良质土 良质土或劣质土 布置密度 短而密 长而密 定点 定点 面层荷载 表面崩落荷载 滑移体施加荷载的一部分 滑移体施加全部荷载 面部结构 多用喷锚混凝土面层 多用墙、桩 最佳倾角 515 水平 1535 雨季敏感程度 敏感 不敏感 影响很少 稳定性 外部稳定 内部稳定 l在不具备采用土层锚杆条件的场地,深在不具备采用土层锚杆条件的场地,深基坑只能采取有支撑开挖的方案,但是基坑只能采取有支撑开挖的方案,但是深基坑的平面尺寸一般都比较大,给支深基坑的平面尺寸一般都比较大,给支撑的设置带来了困难;由于支撑和挖土撑的设置带来了困难;由于支撑和挖土的工序互相交叉,形成许多各具特色的的工序互相交叉,形成许多各具特色的支护开挖方案。支护开挖方案。 l这是最基本的方法,按照结构受力分析这是最基本的方法,按照结构受力分析和便于施工的原则布置每道支撑的位置,和便于施工的原则布置每道支撑的位置,在深度方向分层挖土与支撑设置交替施工。在深度方向分层挖土与支撑设置交替施工。l挖第挖第1 1层土层土 浇筑第浇筑第1 1道支撑道支撑 挖挖第第2 2层土层土 浇筑第浇筑第2 2道支撑道支撑 挖第挖第3 3层层土土 浇筑底板。浇筑底板。工况工况1工况工况2工况工况3工况工况4工况工况5工况工况6l设计时要按照上述工况进行分别验算,设计时要按照上述工况进行分别验算,施工时要严格按照设计规定的程序实施施工时要严格按照设计规定的程序实施,才能保证围护结构的稳定性和控制变,才能保证围护结构的稳定性和控制变形。在平面上按设定的挖土与设置支撑形。在平面上按设定的挖土与设置支撑流程由一侧向另一侧推进,也可以由中流程由一侧向另一侧推进,也可以由中部向两侧推进,但每一层作业作为一个部向两侧推进,但每一层作业作为一个工况考虑进行计算,忽略平面上流程的工况考虑进行计算,忽略平面上流程的时间差对围护结构受力的影响。时间差对围护结构受力的影响。l对于平面面积很大的基坑,采用分层开对于平面面积很大的基坑,采用分层开挖、分层支护的方法在技术和经济上都挖、分层支护的方法在技术和经济上都不太合理。由于支撑的长度很长,为了不太合理。由于支撑的长度很长,为了增大支撑刚度,需要加大支撑截面和侧增大支撑刚度,需要加大支撑截面和侧向支撑,使支撑的造价很高,而且一层向支撑,使支撑的造价很高,而且一层平面的挖土量也很大,前后延续的时间平面的挖土量也很大,前后延续的时间比较长,这就需要在平面上加以划分。比较长,这就需要在平面上加以划分。l中心岛法是平面划分的一种考虑,它结合中心岛法是平面划分的一种考虑,它结合将厚底板分设后浇带的划分,将平面分成将厚底板分设后浇带的划分,将平面分成两个部分,中心部分先施工,此时先施工两个部分,中心部分先施工,此时先施工的面积比较小,而且具有放坡的余地,可的面积比较小,而且具有放坡的余地,可以在坑内按照放坡办法施工,在中心部分以在坑内按照放坡办法施工,在中心部分浇筑底板以及地下室的部分结构(如核心浇筑底板以及地下室的部分结构(如核心筒、剪力墙或柱)以后,再分层开挖四周筒、剪力墙或柱)以后,再分层开挖四周的留土,分层将支撑连接到已建成的底板的留土,分层将支撑连接到已建成的底板或地下室的构件上去。或地下室的构件上去。第一阶段,放坡,浇筑中间部分地下室第一阶段,放坡,浇筑中间部分地下室第二阶段,对周围部分采用分层开挖分层支撑方第二阶段,对周围部分采用分层开挖分层支撑方法施工法施工底板底板地下室梁板地下室梁板支撑支撑l在方案设计时,可以根据工程的具体情况在方案设计时,可以根据工程的具体情况将上述几种方法加以组合,以发挥各自的将上述几种方法加以组合,以发挥各自的优点,形成最经济合理的方案。可以在立优点,形成最经济合理的方案。可以在立面上组合,也可以在平面上组合。面上组合,也可以在平面上组合。 l立面组合主要是指为了减少围护结构支承立面组合主要是指为了减少围护结构支承的开挖深度,将围护结构顶面的标高压低的开挖深度,将围护结构顶面的标高压低后形成上部是放坡,下部是支锚的组合断后形成上部是放坡,下部是支锚的组合断面。围护结构顶面标高压低以后,可以减面。围护结构顶面标高压低以后,可以减少围护结构的工程量,减少支锚的数量;少围护结构的工程量,减少支锚的数量;上部的处理方法视标高降低的数量和土质上部的处理方法视标高降低的数量和土质条件而定,以保持上部开挖面的稳定为原条件而定,以保持上部开挖面的稳定为原则。如降低则。如降低1m左右,可以不放坡,采用砖左右,可以不放坡,采用砖砌挡墙保护;如标高压低较多,则可采取砌挡墙保护;如标高压低较多,则可采取放坡的办法,也可以采用喷锚护坡的办法放坡的办法,也可以采用喷锚护坡的办法。立面组合的方案可以有效地减少基坑工。立面组合的方案可以有效地减少基坑工程的难度,明显降低造价。程的难度,明显降低造价。 立面组合立面组合l平面组合是指在基坑的几个侧面采用不同平面组合是指在基坑的几个侧面采用不同的方法,根据各个侧面场地宽余程度的不的方法,根据各个侧面场地宽余程度的不同,采取不同的方法。在场地比较宽敞的同,采取不同的方法。在场地比较宽敞的部位尽可能采用放坡的办法,场地能容纳部位尽可能采用放坡的办法,场地能容纳重力式的地方尽量采用重力式挡墙,在实重力式的地方尽量采用重力式挡墙,在实在放不下重力式挡墙的部位才采用排桩式在放不下重力式挡墙的部位才采用排桩式。这样做的目的是为了节省造价,但在技。这样做的目的是为了节省造价,但在技术上带来了一定的困难,主要是在不同型术上带来了一定的困难,主要是在不同型式的结构连接处需要做好构造处理,这些式的结构连接处需要做好构造处理,这些部位往往是最薄弱的环节,也是最容易产部位往往是最薄弱的环节,也是最容易产生事故的地方。生事故的地方。 l工程名称:工程名称:上海东方明珠广播电视塔上海东方明珠广播电视塔l地点:地点:上海浦东上海浦东l基坑尺寸:基坑尺寸:基底面积基底面积2700m2,开挖深度开挖深度12.5m,局部电梯井部位深度局部电梯井部位深度19.5ml围护结构:围护结构:采用采用二次开挖,三级支护,二级降水二次开挖,三级支护,二级降水的方案的方案。先在地面设置第一级轻型井点,然后将基。先在地面设置第一级轻型井点,然后将基坑大开挖至坑大开挖至5.3m,放坡放坡1:1.5,土坡采用细石混土坡采用细石混凝土护坡,在凝土护坡,在5.3m基坑内进行沉桩和打设钢板桩基坑内进行沉桩和打设钢板桩;沿坡脚布置第二级轻型井点,进行第二阶段挖土;沿坡脚布置第二级轻型井点,进行第二阶段挖土,按先撑后挖原则设置二道内支撑,完成,按先撑后挖原则设置二道内支撑,完成12.5m的基坑开挖,最后对深坑进行第三级支护。的基坑开挖,最后对深坑进行第三级支护。 l支撑情况:支撑情况:二道钢支撑二道钢支撑l实测结果:实测结果:边坡水平位移不大于边坡水平位移不大于50mm,钢板桩上钢板桩上口水平位移不大于口水平位移不大于50mm,下部位移较大,局部达下部位移较大,局部达400mm,立柱最大上拔量立柱最大上拔量120mml比较造价:比较造价:费用为常规深基坑施工的费用为常规深基坑施工的三分之一三分之一l挖土速度:挖土速度:工期为常规深基坑施工的工期为常规深基坑施工的三分之一三分之一l方案评述:方案评述:l对于场地周围环境要求不高的基坑工程,在立面上对于场地周围环境要求不高的基坑工程,在立面上采取放坡和钢板桩支护相结合的方案,将深基坑转采取放坡和钢板桩支护相结合的方案,将深基坑转化为开挖深度相对较浅的基坑,技术难度和工程量化为开挖深度相对较浅的基坑,技术难度和工程量都有降低,从而缩短了工期,大幅度降低造价,这都有降低,从而缩短了工期,大幅度降低造价,这个方案的思路是可取的。个方案的思路是可取的。 确定了开挖方案以后,根据开挖方案的确定了开挖方案以后,根据开挖方案的要求选择围护结构,从总体来说,围护要求选择围护结构,从总体来说,围护结构按材料和施工方法大体分为三种类结构按材料和施工方法大体分为三种类型,即型,即水泥土搅拌桩、排桩式围护结构水泥土搅拌桩、排桩式围护结构和地下连续墙和地下连续墙。l选择围护结构时应考虑开挖深度、地质选择围护结构时应考虑开挖深度、地质条件、地下水条件、施工条件和工程要条件、地下水条件、施工条件和工程要求等因素综合确定。求等因素综合确定。 各种围护结构的适宜性评价 围护结构 工程条件 水泥土搅拌桩 排桩式(灌注桩) 地下连续墙 开挖深度小于 6 7m 可以采用 不经济 不考虑 开挖深度 7 12 m 不能采用 适宜于采用 不经济 开挖深度大于 10 m 不能采用 不合理 适宜于采用 地下水位高 适宜于采用 加止水帷幕 适宜于采用 孔隙比及液性指数均小于 1 的粘性土 不适宜于采用 适宜于采用分离式排桩 适宜于采用 软土 适宜于采用 适宜于采用连续式排桩 适宜于采用 围护结构兼作永久性结构的一部分 不适宜于采用 不适宜于采用 适宜于采用 场地特别狭窄且环境要求非常高 不适宜于采用 不一定适宜于采用 适宜于采用 围护结构的造价比较 开挖深度 m 4.5 5 10 14 18 围护结构 搅拌桩 排桩 排桩 连续墙 连续墙 单价 (元/延米) 7300 11100 23200 50400 80000 12m左右深基坑围护方案比较 围护类型 SMW 工法 钻孔灌注桩加止水帷幕 地下连续墙 方案 24m 桩 长 , 型 钢700300 , 1200800围檩,3 道609 钢管支撑 24m 桩长,钻孔灌注桩8001000,1200800 围檩,3 道609 钢管支撑 24m 桩长,宽度 800地 下 连 续 墙 ,1200800 围檩,3 道609 钢管支撑 围护费用 17000/延米 19000/延米 32000/延米 工期 10 延米/天 3 延米/天 16 延米/天 78m左右深基坑围护(桩长 15m)方案比较 综合造价 造价比 钢板桩 拉森 IV 型,小咬口, 3135 1.00 SMW 工法 850 三轴搅拌机,H700300 6375 2.03 钻孔桩 600700 9240 2.95 地下连续墙 600mm厚度,长度 14m 12600 4.02 l如按单方造价,连续墙每一立方米的费用明如按单方造价,连续墙每一立方米的费用明显地高于排桩,这是因为连续墙施工设备的显地高于排桩,这是因为连续墙施工设备的费用比较高的缘故,根据上海市费用比较高的缘故,根据上海市1990年代的年代的建筑工程预算定额,地下连续墙施工时成槽建筑工程预算定额,地下连续墙施工时成槽机设备的费用相当于灌注桩施工钻机费用的机设备的费用相当于灌注桩施工钻机费用的2倍。可见在适宜于用排桩的场合采用地下倍。可见在适宜于用排桩的场合采用地下连续墙是不经济的,只有在开挖深度很大,连续墙是不经济的,只有在开挖深度很大,环境要求特别高,采用排桩式围护结构非常环境要求特别高,采用排桩式围护结构非常不合理时才采用地下连续墙作围护结构;为不合理时才采用地下连续墙作围护结构;为了充分发挥地下连续墙的作用,提高经济效了充分发挥地下连续墙的作用,提高经济效益,将地下连续墙围护结构兼作永久性结构益,将地下连续墙围护结构兼作永久性结构的一部分是比较合理的方案。的一部分是比较合理的方案。 l在在水泥搅拌桩体内加劲性型钢水泥搅拌桩体内加劲性型钢,形成组,形成组合结构的围护结构墙体,这种在日本已合结构的围护结构墙体,这种在日本已成熟应用的方法称为成熟应用的方法称为SMW工法,它组合工法,它组合了型钢受力水泥土止水的各自优点,截了型钢受力水泥土止水的各自优点,截面比较小,适应性强。在我国推广使用面比较小,适应性强。在我国推广使用的主要障碍是型钢造价高,一些单位致的主要障碍是型钢造价高,一些单位致力于研究将型钢在工后拔出的技术,已力于研究将型钢在工后拔出的技术,已取得进展。取得进展。 l在水泥搅拌桩墙体的两侧或一侧加钻孔灌注桩,在水泥搅拌桩墙体的两侧或一侧加钻孔灌注桩,形成组合断面以实现对深度大于形成组合断面以实现对深度大于7m的深基坑采的深基坑采用无内支撑的重力式挡墙(改良的重力式挡墙)用无内支撑的重力式挡墙(改良的重力式挡墙)或简易支撑的挡墙方案。开始时,在水泥土中加或简易支撑的挡墙方案。开始时,在水泥土中加筋作为一种技术措施采用,用廉价的毛竹插入水筋作为一种技术措施采用,用廉价的毛竹插入水泥土中。发展至采用钻孔灌注桩加筋已经不是一泥土中。发展至采用钻孔灌注桩加筋已经不是一种技术措施,而是一种组合结构,这种方案的最种技术措施,而是一种组合结构,这种方案的最大优点是造价便宜。但这种复合型的结构内力计大优点是造价便宜。但这种复合型的结构内力计算方法尚需进一步研究,钻孔灌注桩的布置原则算方法尚需进一步研究,钻孔灌注桩的布置原则也需进一步明确。也需进一步明确。 l实例实例15水泥搅拌桩墙体加钻孔灌注桩水泥搅拌桩墙体加钻孔灌注桩l工程名称:工程名称:上海新亚汤臣大酒店上海新亚汤臣大酒店l地点:上海浦东地点:上海浦东l基坑尺寸:基底面积基坑尺寸:基底面积6000m2,开挖深度开挖深度8.6m,局部开挖深度局部开挖深度11.2m;l围护结构:宽度围护结构:宽度4.25.2m的重力式挡墙,的重力式挡墙,墙身每隔墙身每隔3m设置一根直径设置一根直径600mm的钻孔灌的钻孔灌注桩加强;注桩加强;l支撑情况:在地面下支撑情况:在地面下2.5m处设置钢筋混凝处设置钢筋混凝土环形支撑。土环形支撑。l实测结果:实测结果:实测最大水平位移实测最大水平位移32mml方案评述:方案评述:l在水泥搅拌桩重力式挡墙中采用钻孔灌在水泥搅拌桩重力式挡墙中采用钻孔灌注桩加强,并可以设置支撑以避免重力注桩加强,并可以设置支撑以避免重力式挡墙位移过大的缺点;在式挡墙位移过大的缺点;在8.6m开挖深开挖深度的基坑中,一般的排桩支护需要设置度的基坑中,一般的排桩支护需要设置二道支撑,而在复合式的围护结构中只二道支撑,而在复合式的围护结构中只需一道支撑,可以节省造价,且水平位需一道支撑,可以节省造价,且水平位移也不大。移也不大。 l由双排钻孔灌注桩和桩顶圈梁形成的由双排钻孔灌注桩和桩顶圈梁形成的 字形断面,构成字形断面,构成无支锚的悬臂式围护结无支锚的悬臂式围护结构构,可用于较大的开挖深度而有宽敞的,可用于较大的开挖深度而有宽敞的施工条件;这种结构型式的计算尚未形施工条件;这种结构型式的计算尚未形成统一的方法,国内曾经做过模型试验成统一的方法,国内曾经做过模型试验,得到比较好的规律。,得到比较好的规律。l模型桩采用直径为模型桩采用直径为30mm的黄铜管,桩长的黄铜管,桩长1.8m,单排桩距单排桩距60mm,双排桩的排距取双排桩的排距取为桩距的为桩距的2倍和倍和4倍,即倍,即120mm和和240mm两种。试验得到的桩体水平位移曲线见图两种。试验得到的桩体水平位移曲线见图,当开挖深度为,当开挖深度为1.4m时的桩顶水平位移值时的桩顶水平位移值见表见表。从图示曲线可以看出,单排桩和。从图示曲线可以看出,单排桩和双排桩的变形曲线形态有很大的差别,由双排桩的变形曲线形态有很大的差别,由于桩顶刚性连接梁的制约,限制了桩顶的于桩顶刚性连接梁的制约,限制了桩顶的转角,尤如转角,尤如刚架刚架的变形。模型试验数据充的变形。模型试验数据充分说明了双排桩可以有效地减少桩的水平分说明了双排桩可以有效地减少桩的水平位移。位移。单排桩单排桩双排桩,排距双排桩,排距1.2m双排桩,排距双排桩,排距2.4m 桩顶水平位移比较 桩 型 单排桩 双排桩 (排距 120mm) 双排桩 (排距 240mm) 桩顶水平位移(mm) 45 18 13 l通过模型试验对双排桩的内力分析,得通过模型试验对双排桩的内力分析,得出不同排距的双排桩弯矩分布图如图所出不同排距的双排桩弯矩分布图如图所示。当排距为示。当排距为120mm时,前排桩和后排时,前排桩和后排桩的弯矩仅有一些数量的差别而没有性桩的弯矩仅有一些数量的差别而没有性质的差别;但排距为质的差别;但排距为240mm的双排桩前的双排桩前后桩桩身后桩桩身弯矩方向相反弯矩方向相反,桩的外侧受拉,桩的外侧受拉,与前排桩有性质的根本区别,说明后,与前排桩有性质的根本区别,说明后排桩在桩顶受到由前排桩传来的拉力,排桩在桩顶受到由前排桩传来的拉力,起了起了锚拉的作用锚拉的作用而不是悬臂挡土的作用而不是悬臂挡土的作用。l模型试验的结果显示,双排桩的排距模型试验的结果显示,双排桩的排距是影响结构体系性能的重要因素,在是影响结构体系性能的重要因素,在排距较小时,前、后排桩共同作为悬排距较小时,前、后排桩共同作为悬臂桩承受荷载,能减少变形和内力的臂桩承受荷载,能减少变形和内力的余地不大;当排距足够大时,前、后余地不大;当排距足够大时,前、后排桩的作用及受力状态不同,后排桩排桩的作用及受力状态不同,后排桩并不作为悬臂桩发挥作用,而起了拉并不作为悬臂桩发挥作用,而起了拉锚的作用。因此对于不同排距的双排锚的作用。因此对于不同排距的双排桩,要根据结构特点的不同,采用不桩,要根据结构特点的不同,采用不同的计算方法。同的计算方法。后排桩发挥了拉锚的作后排桩发挥了拉锚的作用用前、后排桩只起悬臂作用前、后排桩只起悬臂作用l实例实例16双排桩支护工程双排桩支护工程l工程名称:工程名称:北京安外华侨公寓北京安外华侨公寓l地点:地点:北京安定门外大街北京安定门外大街l基坑尺寸:基坑尺寸:长长119m,宽宽21.9m,周长周长281.8m,开挖深度开挖深度14.04m;l围护结构:东、北两侧先以围护结构:东、北两侧先以1 0.6的坡度放的坡度放坡开挖至坡开挖至7.0m处,再做直径为处,再做直径为600mm的钻孔灌注桩,双排梅花形布置;桩长的钻孔灌注桩,双排梅花形布置;桩长13.20m,桩间距桩间距2.0m,排距排距1.20m,桩嵌桩嵌入土深度为入土深度为5.56m;圈梁宽圈梁宽1800m,高高500m;l支撑情况:支撑情况:无支撑无支撑l方案评述:方案评述:l该项目采用双排桩悬臂支护的方案,该项目采用双排桩悬臂支护的方案,省去了土层锚杆,可以缩短工期一个月省去了土层锚杆,可以缩短工期一个月,节省工程造价,节省工程造价50万元。不失为一种具万元。不失为一种具有新意的支护方案,在其它地方,也有有新意的支护方案,在其它地方,也有过类似的设计,但不如北京在试验研究过类似的设计,但不如北京在试验研究的基础上,设计概念清楚,提出了计算的基础上,设计概念清楚,提出了计算的方法,比较系统和完整。的方法,比较系统和完整。 l由地下连续墙构成的由地下连续墙构成的T字形断面或字形断面或 字形字形断面,成为断面,成为自立式围护结构自立式围护结构。如上海耀。如上海耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑无支撑格形地华皮尔金顿浮法玻璃熔窑无支撑格形地下连续墙工程。大型玻璃熔窑是浮法生下连续墙工程。大型玻璃熔窑是浮法生产线的关键部位,平面尺寸为产线的关键部位,平面尺寸为90m50m,开挖深度为开挖深度为13m。围护结构采用由围护结构采用由T字字形槽段组成的格形结构,由内墙、外墙形槽段组成的格形结构,由内墙、外墙、剪力墙、墙顶圈梁和格内的土体共同、剪力墙、墙顶圈梁和格内的土体共同承受水平荷载,成为重力式结构。承受水平荷载,成为重力式结构。l实例实例17无支撑格形地下连续墙无支撑格形地下连续墙l工程名称:工程名称:上海耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑上海耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑l地点:上海浦东地点:上海浦东l基坑尺寸:基坑尺寸:长长90m,宽宽50m,周长周长280m,开挖深开挖深度度12.8ml围护结构:围护结构:内墙采用厚度为内墙采用厚度为0.8m的的T形槽段和肋形槽段和肋墙组成,翼墙长墙组成,翼墙长6.0m,深深22m;肋墙长肋墙长2.5m,厚厚0.6m,深深15.1m。外墙由外墙由T形槽段和板墙组成,墙形槽段和板墙组成,墙厚厚0.6m。剪力墙厚度为剪力墙厚度为0.6m。l支撑情况:支撑情况:无支撑无支撑l实测结果:实测结果:外墙墙顶水平位移外墙墙顶水平位移110mm,内墙墙顶内墙墙顶水平位移水平位移80mm外墙最大沉降外墙最大沉降19mm,内墙最大沉内墙最大沉降降6mm; l比较造价:与钢筋混凝土角对撑比较节省一半造价;比较造价:与钢筋混凝土角对撑比较节省一半造价;与型钢支撑相比可节省造价与型钢支撑相比可节省造价30%;l挖土速度:挖土速度:13.5万土方,用万土方,用32天完成,平均每天天完成,平均每天4500m3,最高最高7000m3l方案评述:方案评述:l无支撑格形地下连续墙围护结构是一种无支撑格形地下连续墙围护结构是一种依靠格内土依靠格内土体自重增加稳定性的重力式挡墙体自重增加稳定性的重力式挡墙。其结构由内墙、外。其结构由内墙、外墙和剪力墙组成,可以认为,内墙是直接承受水土压墙和剪力墙组成,可以认为,内墙是直接承受水土压力的主要挡土结构,通过剪力墙与外墙连接,剪力墙力的主要挡土结构,通过剪力墙与外墙连接,剪力墙的作用相当于拉杆,而外墙相当于锚碇墙;但实际上的作用相当于拉杆,而外墙相当于锚碇墙;但实际上是具有一定刚度的整体结构与格内土体共同作用。基是具有一定刚度的整体结构与格内土体共同作用。基坑开挖时墙顶位移大于有内支撑的基坑,但不影响安坑开挖时墙顶位移大于有内支撑的基坑,但不影响安全和使用,且能缩短工期,节省造价。全和使用,且能缩短工期,节省造价。 l平面分区开挖的目的是为了总体上满足平面分区开挖的目的是为了总体上满足工期要求或者为了分期投资的目的。工期要求或者为了分期投资的目的。l平面分区包括地下室同一个平面和不同平面分区包括地下室同一个平面和不同底标高两种不同的情况。底标高两种不同的情况。l但分区开挖必须设置区域之间的分隔围但分区开挖必须设置区域之间的分隔围护结构,这部分费用是额外增加的,比护结构,这部分费用是额外增加的,比整体开挖肯定费用贵。需要进行技术经整体开挖肯定费用贵。需要进行技术经济比较才能确定。济比较才能确定。l基坑开挖面积基坑开挖面积20000m2,地下三层,基坑地下三层,基坑开挖至开挖至-15.1m,四道支撑。四道支撑。l为了不使裙房的基坑施工影响主楼的工期,为了不使裙房的基坑施工影响主楼的工期,采用主楼和裙房分区开挖施工方案。采用主楼和裙房分区开挖施工方案。l裙房外围采用地下连续墙,两墙合一。主裙房外围采用地下连续墙,两墙合一。主楼与裙房之间用钻孔灌注桩分隔,准备后楼与裙房之间用钻孔灌注桩分隔,准备后期拆除,打通地下室。期拆除,打通地下室。l主楼裙房都采用顺作法施工。主楼裙房都采用顺作法施工。l基坑开挖面积基坑开挖面积22500m2,地下三层,基坑地下三层,基坑开挖至开挖至-18.45m,四道支撑。四道支撑。l也采用主楼和裙房分区开挖施工方案。也采用主楼和裙房分区开挖施工方案。l裙房外围采用地下连续墙,两墙合一。裙房外围采用地下连续墙,两墙合一。主楼与裙房之间用钻孔灌注桩分隔,准主楼与裙房之间用钻孔灌注桩分隔,准备后期拆除,打通地下室。备后期拆除,打通地下室。l采用主楼顺作,裙房逆作的方法施工,采用主楼顺作,裙房逆作的方法施工,可以节省支撑。可以节省支撑。l当无法采用自立式挡墙(包括重力式和悬当无法采用自立式挡墙(包括重力式和悬臂式)时,必须采用内支撑或锚杆体系来臂式)时,必须采用内支撑或锚杆体系来平衡土压力,以维持围护结构的稳定性。平衡土压力,以维持围护结构的稳定性。l锚杆要受场地条件和地质条件的限制,而锚杆要受场地条件和地质条件的限制,而内支撑的适应性比较强;由于锚杆体系对内支撑的适应性比较强;由于锚杆体系对坑内施工的干扰比较少,因此当具备可以坑内施工的干扰比较少,因此当具备可以采用锚杆体系的条件时,一般首选锚杆方采用锚杆体系的条件时,一般首选锚杆方案;案;l在不具备采用锚杆体系的条件时,才考虑采在不具备采用锚杆体系的条件时,才考虑采取内支撑体系,但内支撑对坑内挖土和浇筑取内支撑体系,但内支撑对坑内挖土和浇筑地下室的干扰比较大,在选用支撑的材料和地下室的干扰比较大,在选用支撑的材料和形式时要根据施工要求,采取合适的布置方形式时要根据施工要求,采取合适的布置方案,尽量减少对坑内施工的干扰。案,尽量减少对坑内施工的干扰。l按深基坑支撑的受力特征,支撑体系实际上按深基坑支撑的受力特征,支撑体系实际上是一个空间体系,但设计时通常将它分解为是一个空间体系,但设计时通常将它分解为平面支撑体系和立柱分别计算;对于开挖深平面支撑体系和立柱分别计算;对于开挖深度不大的基坑或基坑的某些局部,可以布置度不大的基坑或基坑的某些局部,可以布置竖向斜撑或竖向斜撑体系。竖向斜撑或竖向斜撑体系。 锚杆体系的选用条件 场地条件 地质条件 施工要求 工程条件 锚杆可以不伸出红线或允许伸出红线 锚杆必须伸出红线但不被允许 土体内有可以锚固锚杆的土层 有机质土、液限大于 50%的土、相对密度小于 0.3 的土 要求基坑内必须下大型机械 对坑内作业面无强制性要求 选用考虑 完全可以采用锚杆 不能采用锚杆 完全可以采用锚杆 不能采用锚杆 尽可能采用锚杆 不一定采用锚杆 l案例案例20软土地基采用锚杆的基坑工程软土地基采用锚杆的基坑工程l工程名称:工程名称:惠通科技城惠通科技城l地点:地点:上海浦东上海浦东l基坑尺寸:基坑尺寸:基坑面积基坑面积11000m2,周长周长430m,开开挖深度挖深度6.5m,平面形状不规则;平面形状不规则;l围护结构:围护结构:直径直径800mm的钻孔灌注桩,间距的钻孔灌注桩,间距1.0m,长度为长度为15.0m、17.0m和和19.0m三种,水泥三种,水泥搅拌桩防渗帷幕长搅拌桩防渗帷幕长10.0m;l支撑情况:支撑情况:采用一层锚杆,锚杆总长度采用一层锚杆,锚杆总长度16.0和和17.0m,锚固段长度锚固段长度6.0m,锚固在淤锚固在淤泥层中,土泥层中,土层的内摩擦角为层的内摩擦角为14.4 ,粘聚力为,粘聚力为19.6kPa; l实测结果:实测结果:最大水平位移为最大水平位移为4050mm;l方案评述:方案评述:在软土地区采用土层锚杆支护的工程不在软土地区采用土层锚杆支护的工程不多,这是一个技术上成功的实例。但从多,这是一个技术上成功的实例。但从经济性来看,在开挖深度经济性来看,在开挖深度67m的基坑中的基坑中采用排桩加土锚的费用并不比水泥搅拌采用排桩加土锚的费用并不比水泥搅拌桩重力式挡墙便宜,除非因场地比较狭桩重力式挡墙便宜,除非因场地比较狭窄,在地下室外墙与建筑红线之间无法窄,在地下室外墙与建筑红线之间无法设置重力式挡墙,而又不适合采用内支设置重力式挡墙,而又不适合采用内支撑方案的基坑工程。撑方案的基坑工程。l 案例案例21软土地基采用锚杆的基坑工程软土地基采用锚杆的基坑工程l工程名称:工程名称:太平广场花园太平广场花园l地点:地点:广东东莞市广东东莞市l基坑尺寸:基坑尺寸:长长125m,宽宽40m,周长周长330m,开开挖深度挖深度6.4ml围护结构:围护结构:西侧和北侧按西侧和北侧按1 3放坡,南侧采用放坡,南侧采用1 1.5放坡喷锚支护,东侧采用放坡喷锚支护,东侧采用700mm,直径的直径的钻孔灌注桩,间距钻孔灌注桩,间距700mm,桩长桩长16.5m;l支撑情况:支撑情况:钻孔灌注桩采用一道锚杆,锚固段钻孔灌注桩采用一道锚杆,锚固段长度长度4m,锚杆总长度锚杆总长度12m,锚固在淤锚固在淤泥层中,泥层中,土层的内摩擦角为土层的内摩擦角为6.3 ,粘聚力为,粘聚力为7.42kPa; l实测结果:围护墙中部开挖后实测结果:围护墙中部开挖后2个月的最大水个月的最大水平位移为平位移为85mm;l方案评述:方案评述:l作为基坑围护结构支护的局部处理,本例是成作为基坑围护结构支护的局部处理,本例是成功的,在软土中采用锚固方案又是大胆的;本功的,在软土中采用锚固方案又是大胆的;本例三侧放坡,唯东侧因离城市交通干线距离不例三侧放坡,唯东侧因离城市交通干线距离不足足3m而采用排桩支护,在这而采用排桩支护,在这3m范围内,地上范围内,地上有一条高压供电线通过,地下有上水和下水管有一条高压供电线通过,地下有上水和下水管道;实施结果未见影响道路或市政管线的报道道;实施结果未见影响道路或市政管线的报道,但围护结构最大水平位移达,但围护结构最大水平位移达85mm,比悬臂比悬臂结构的位移并不少多少,可见在软土中采用锚结构的位移并不少多少,可见在软土中采用锚杆来减少围护结构的水平位移是作用不大的。杆来减少围护结构的水平位移是作用不大的。 钢支撑和钢筋混凝土支撑的主要区别 钢 支 撑 钢筋混凝土支撑 材料 采用钢管或型钢 钢筋混凝土 施工方法 预制后现场拼装 现场浇筑 节点 焊接或螺旋连接 一次浇筑而成 适应性 适用于对撑布置方案,平面布置变化受限制;只能受压,不能受拉,不宜用作深基坑的第一道支撑 易于通过调整断面尺寸和平面布置形式为施工留出较大的挖土空间,既能受压,又能受拉,亦经得起施工设备的撞击 对布置的限制 荷载水平低,支撑在竖向和水平向的间距都比较小 荷载水平高,布置不受限制,可放大截面尺寸以满足较大间距的要求 支撑的形成 安装结束时即已形成支撑作用,还可以用千斤顶施加轴力以调整围护结构的变形 混凝土结硬以后才能整体形成支撑作用,混凝土收缩变形大,影响支撑内力的增长 钢支撑和钢筋混凝土支撑的主要区别 钢 支 撑 钢筋混凝土支撑 重复使用的可能性 在等宽度的沟渠开挖时可做成工具式重复使用,但在建筑基坑中因尺寸各异难以实现重复使用的要求 无法重复使用 支撑的利用或拆除 拆除方便,但无法在永久性结构中使用 在围护结构兼作永久性结构的一部分时钢筋混凝土支撑可以作为永久性结构的构件;但如不作为永久性构件,则拆除工作量比较大 支撑体系的刚度与变形 刚度小,整体变形大 刚度大,整体变形小 支撑体系的稳定性 稳定性取决于现场拼装的质量,包括节点轴线的对中精度、杆件受力的偏心程度以及节点连接的可靠性,个别节点的失稳会引起整体破坏 现浇的钢筋混凝土体系节点牢固,支撑体系的稳定性可靠 l支撑的平面布置时应考虑支撑材料的性支撑的平面布置时应考虑支撑材料的性质、基坑的开挖深度、基坑面积大小与质、基坑的开挖深度、基坑面积大小与平面形状、挖土与出土方案以及环境对平面形状、挖土与出土方案以及环境对变形控制的要求等因素,通常应考虑几变形控制的要求等因素,通常应考虑几种不同的布置方案进行比较、论证,选种不同的布置方案进行比较、论证,选择最佳方案采用。钢支撑和钢筋混凝土择最佳方案采用。钢支撑和钢筋混凝土支撑的材料刚度和节点构造有较大的差支撑的材料刚度和节点构造有较大的差异,平面布置时考虑问题的侧重面也不异,平面布置时考虑问题的侧重面也不相同。相同。 l钢支撑的平面布置可采取下列形式:钢支撑的平面布置可采取下列形式:l(1)一般情况宜优先采用相互)一般情况宜优先采用相互正交正交、均匀均匀布置的布置的平面对撑体系平面对撑体系;l(2)对于长条形的基坑可采用简单的对于长条形的基坑可采用简单的对撑对撑体系,体系,加适当的加适当的横撑横撑,并在基坑四角设置,并在基坑四角设置水平角撑水平角撑;l(3)钢支撑与围护结构连接处应设置钢支撑与围护结构连接处应设置围檩围檩(又称(又称腰梁);腰梁);l(4)当相邻支撑之间水平距离较大时,应在支撑)当相邻支撑之间水平距离较大时,应在支撑端部设置端部设置八字撑八字撑(又称琵琶撑)以减小围檩的计(又称琵琶撑)以减小围檩的计算跨距,八字撑宜左右对称,
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