(精品)第8章__基坑工程

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,8,章基坑工程,1,8.1,概述,8.2,围护结构型式及适用范围,8.3,支护结构上的荷载,8.4,悬壁式围护结构内力分析,8.5,单锚式围护结构内力分析,8.6,基坑的稳定验算,2,8.1,概述,基坑的概念,指为进行建筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。,基坑工程的概念,为保证基坑施工安全和周围环境不受到损害，对基坑进行一系列,勘察、设计、施工和检测,等工作，这项综合性的工程称为,基坑工程,。,3,4,深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现：,国外，圆形基坑的深度已达,74m(,日本,),，直径最大的达,98m(,日本,),，而非圆形基坑的深度已达到地下层（法国）。,国内，上海,88,层的金茂大厦，基坑平面尺寸为,170m150m,，基坑开挖深度达,19.5m,。上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅,40cm,。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了,9m,。,基坑工程的发展,5,基坑工程特点,工程量大。,基坑围护方法多。,对工程勘察要求高。,基坑工程事故多,6,围护结构的概念,为保证基坑周围的建筑物、构筑物、地下管线不受损坏，以及满足无水施工条件，所设置的,挡土,和,截水,的结构称为,围护结构。,两个功能：,一是挡土；二是止水。,分两类：,支护型,将支护墙（排桩）作为主要受力构件；,加固型,充分利用加固土体的强度。,7,8.2,围护结构型式及适用范围,一、围护结构型式,放坡开挖及简易支护,悬臂式围护结构,重力式围护结构,内撑式围护结构,拉锚式围护结构,土钉墙围护结构,其他：拱式、沉井、门架式,8,二、悬臂式围护结构,概念：,一切没有支撑和锚固的围护结构均可归属为悬臂式围护结构,常采用：,钢筋混凝土排桩、木板桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩、地下连续墙等型式,特点：,依靠足够的入土深度和结构的抗弯刚度来挡土和控制墙后土体及结构的变形,适用：,土质较好、开挖深度较小的基坑工程,缺点：,对开挖深度十分敏感，容易产生大的变形,9,10,11,地下连续墙接头管接头的施工程序,a),开挖槽段；,b),吊放接头管和钢筋笼；,c),浇筑砼；,d),拔出接头管；,e),形成接头,12,三、重力式围护结构,主要为水泥土重力围护结构，通常由水泥搅拌桩组成。,特点：,水泥土和它包围的天然土形成了重力挡土墙，可以维持土体稳定,适用：,较浅的、基坑周边场地较宽裕的、对变形控制要求不高的基坑工程。,13,搅拌桩；,插筋；,面板,14,四、内撑式围护结构,由挡土结构和支撑结构两部分组成,挡土结构常由密排钢筋混凝土桩和地下连续墙,支撑结构有水平支撑和斜支撑两种,适用于,：各种土层和基坑深度,15,钢管支撑,16,钢筋混凝土支撑,17,18,19,20,21,特,点,平面尺寸不大，且长短边长相差不多的基坑宜布置角撑。它的,开挖土方空间较大，但变形控制要求不能很高,钢支撑和钢筋混凝土支撑均可布置；支撑受力明确，,安全稳定,，有利于墙体的变形控制，但,开挖土方较为困难,多采用钢筋混凝土支撑；,中部形成大空间,，有利于开挖土方和主体结构施工,多采用钢筋混凝土支撑；,支撑体系受力条件好,；开挖空间大，便于施工,开挖面积大、深度小的基坑宜采用；在软弱土层中,，不易控制基坑的稳定和变形,便于土方开挖和主体结构施工，但仅,适用于周边场地具有拉设锚杆的环境和地质条件,各种支撑的特点,22,五、拉锚式围护结构,拉锚式围护结构由两大结构组成：挡土结构和锚固结构。,挡土结构有：钢板桩、灌注桩排桩、地下连续墙等。,拉锚结构有：锚杆和地面拉锚,适用于：砂土或粘土地基,23,六、土钉墙围护结构,通过在基坑边坡中设置土钉，形成加筋土重力式挡土墙,适用于：地下水位以上的地基,24,各种围护结构的适用范围,结,构,形,式,适,用,范,围,排桩,结构,稀疏排桩,土质较好，地下水位低或降水效果好,连续排桩,土质差，地下水位高或降水效果差,框架式排桩,单排桩刚度不能满足变形要求,组,合,排,桩,结,构,排桩加挡板,排桩桩距较大，利用挡板传递土压并有一定防渗作用,排桩加水泥,搅拌桩,以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力，具有较好防涌效果,排桩加水泥防渗墙,地下水位较高的软土地区,排桩或组合,排桩加锚杆结构,开挖深度较大，排桩或组合排桩结构强度无法满足要求,地下连续墙结构,与地下室墙体合一，防渗性强，施工场地较小，开挖深度大,沉井结构,软土地区,重力式挡土墙结构,具有一定施工空间，软土地区,25,8.3,支护结构上的荷载,土压力、水压力计算，常采用以,朗肯土压力理论,为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为,水土合算,和,水土分算,两种方法。由于水土分算和水土合算的计算结果,相差较大,，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。,26,1,、水土分算,水土分算是分别计算土压力和水压力，以两者之和为总的侧压力。,适用于土孔隙中存在,自由的重力水,的情况或,土的渗透性较好,的情况，一般适用于,碎石土和砂土,。,有效应力法,总应力法,27,2,、水土合算法,水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象，,适用于不透水和弱透水的黏土、粉质黏土和粉土。,有效应力法,总应力法,28,8.4,悬臂式支护结构内力计算,破坏形式,支护结构的强度破坏,支护结构的稳定破坏,29,一、悬臂围护结构的受力分析图,悬臂桩工作原理简图 支护结构的变形,30,二、悬臂式支护结构计算,悬臂式支护结构嵌固深度计算简图,1,、嵌入深度的确定,先假定一个嵌入深度,d,进行试算法，直到上式相等时为临界深度,d,，实际上应考虑安全储备的要求,:,31,2,、最大弯矩计算,则支护的最大弯矩值：,由剪力,Q,0,条件确定最大弯矩和截面位置，即：,根据最大弯矩设计支护结构的截面,(,截面尺寸、配筋等,),。,32,8.5,单锚式围护结构内力分析,一、平衡法,(,自由端法,),适用于底端自由支承的单锚式挡土结构,可采用下列方法确定最小入土深度,d,和水平向每延米所需锚固力,Ra,对,A,点取矩，令：,则可解得。,33,二、等值梁法,有支承的挡土结构的变形曲形有一,反弯点,。,等值梁法认为该点的,弯矩为,0,，于是可把挡土结构划分为图示两段想梁，上部为,简支梁,，下部为,一次超静定结构,。这样就可进行计算了,适用于,底端嵌固,的单锚式挡土结构,34,8.6,基坑稳定验算,稳定验算包括,边坡整体稳定、抗隆起稳定和抗渗流稳定,等。,边坡整体稳定主要是采用,瑞典圆弧法以及毕肖普法,抗隆起稳定主要采用,太沙基,公式，该法适于体何土质,抗渗流稳定主要是验算,管涌和流砂,35,基坑抗隆起稳定验算,将基坑底面作为求极限承载力的基准面，其滑动线形状如图示，采用太沙基极限承载力公式，则抗隆起安全系数为：,36,