土力学与基础工程第2版代国忠电子课件教学课件 第9章 基坑工程.ppt

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1、第9章基坑工程9.1概述9.2支护结构的水平荷载计算及结构分析9.3支护结构的稳定性验算9.4桩墙支护结构设计9.5土钉墙9.6重力式水泥土墙与SMW工法9.7基坑降排水9.1.1基坑支护目的与作用9.1概述1)基坑支护的目的(1)确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利;(2)确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用;(3)防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。2)基坑支护的作用挡土、挡水、控制边坡变形。3)基坑工程的基本技术要求(1)安全可靠性;(2)经济合理性;(3)施工便利性和工期保证性。4)基坑支护工程的主要特点(1)基坑工程多是临时性的工程,设计与施工重视不足,风险

2、较大。(2)建筑趋向高层化,基坑向大而深方向发展。开挖深度6~20m很普遍;基坑开挖面积大,这给支撑系统带来较大的难度。(3)基坑工程对周围环境影响大。在软弱土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物、市政设施和地下管线造成很大影响;场地狭窄,降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利;在相邻场地施工中,打桩、降水、挖土及基础浇注混凝土等会相互制约与影响。(4)设计与施工难度较大,基坑工程事故频发。一是设计质量不高,方案选择不合理;二是施工管理混乱,施工中随意更改或减少支护,常常造成工程事故;三是监理问题,监理人员思想上麻痹大意。(5)基坑工程是一项综合性很强的系

3、统工程。如勘察工程、地下工程、结构工程和测控工程等学科与技术相互交叉,协调发展。(6)基坑围护新技术、新方法发展较快,支护结构方案应尽可能实现优化设计。9.1.2支护结构的类型及适用条件1)基坑工程分类(1)按开挖深度分基坑开挖深度H≥5m的称为深基坑;H<5m的为浅基坑。(2)按开挖方式分按照土方开挖方式将基坑分为放坡开挖和支护开挖两大类。(3)按功能用途分按照功能用途分为楼宇基坑、地铁基坑、市政工程基坑、地下厂房基坑等。(4)按支护结构形式分类①支档式结构②土钉墙③重力式水泥土墙④自然放坡2)常见基坑支护结构的类型(1)无围护放坡开挖对于三级基坑工程,基坑深度

4、较浅,具备放坡条件时可直接采取放坡开挖;若地下水位高于基坑底面时,应在放坡前采取降水措施。(2)桩墙支护桩墙支护结构形式桩墙锚杆基坑支护工程内支撑基坑支护工程(3)重力式支护结构对于软土地基或松散砂土层,不能直接采用锚杆支护时,可采用水泥土墙,如搅拌桩、旋喷桩、树根桩等形成重力式的挡土结构进行支护。水泥土墙一般适用于基坑深度H≤6m,基坑侧壁安全等级为二、三级的基坑。(4)土钉墙支护(5)墙前被动区土体加固法(6)逆作拱墙(7)组合型支护土钉土层锚杆钻孔灌注桩防渗帷幕土钉与桩-锚复合支护微型桩土钉土钉与微型桩组成的复合支护钢砼管桩土钉土钉与微型桩组成的复合支护:开

5、槽施工法:中央开挖施工法:9.1.3支护结构设计原则(1)保证基坑周边建(构)筑物、地下管线、道路的安全和正常使用。(2)保证主体地下结构的施工空间。《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012将基坑支护结构设计分为3个安全等级。进行基坑支护设计时,应综合考虑其基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素。对同一基坑的不同部位,可采用不同的安全等级。各地区在制定基坑工程标准时,安全等级划分有所不同。1.支护结构的安全等级划分2.支护结构设计时应采用的两种极限状态(1)承载能力极限状态①支护结构构件或连接因超过材料强度而破坏,或因过度变形而不适于继续承受荷载,

6、或出现压屈、局部失稳。②支护结构及土体整体滑动。③坑底土体隆起而丧失稳定。④对支挡式结构,挡土构件因坑底土体丧失嵌固能力而推移或倾覆。⑤对锚拉式支挡结构或土钉墙,因土体丧失锚固能力而拔动。⑥对重力式水泥土墙,墙体倾覆或滑移。⑦对重力式水泥土墙、支挡式结构,持力土层丧失承载能力而破坏。⑧地下水渗流引起的土体渗透破坏。(2)正常使用极限状态①造成基坑周边建筑物、地下管线、道路等损坏或影响正常使用。②地下水位下降、渗流或施工因素而造成坑周建筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的土体变形。③影响主体地下结构正常施工的支护结构位移。④影响主体地下结构正常施工的地下水渗

7、流。3.支护结构计算和验算的设计表达式(1)承载能力极限状态①支护结构构件或连接因超过材料强度或过度变形的承载能力极限状态设计。对临时性支护结构,作用基本组合的效应设计值:②整体滑动、坑底隆起失稳、挡土构件嵌固段推移、锚杆与土钉拔动、支护结构倾覆与滑移、土体的渗透破坏等稳定性计算和验算:(2)正常使用极限状态4.支护结构内力设计值表达式(1)弯矩设计值(2)剪力设计值(3)轴向力设计值5.支护结构的水平位移控制值和基坑周边环境的沉降控制值确定(1)当基坑开挖影响范围内有建筑物时,支护结构水平位移控制值、建筑物的沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定,并应符合现行

8、国家标准《

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