第二章 基坑开挖支护及降水ppt课件.ppt

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1、第二章基坑开挖支护及降水主讲：刘炳南基坑土方开挖的施工工艺一般有两种：放坡开挖（无支护开挖）和在支护体系保护下开挖（有支护开挖）。前者一般适用于在空旷地区或周围环境允许放破而又能保证边坡稳定条件下应优先选用。但现代施工多在城市中心，建筑物稠密地区，往往不具备基坑放坡开挖的条件，因此多采用在支护结构保护下垂直或基本垂直进行开挖。基坑开挖分类在有支护开挖的情况下，基坑开挖一般包括下述内容：基坑工程勘察；基坑支护结构的设计和施工；控制基坑地下水位；基坑土方工程的开挖和运输；基坑土方开挖过程中的工程监测；基坑周围的环境保护

2、。基坑支护开挖包含内容围护墙形式分下列类型：支护结构按其工作机理和第一节支护结构选型支护结构的选型挡墙的选型钢板桩钢筋混凝土板桩钻孔灌注桩挡墙H型钢支柱、木挡板支护挡墙地下连续墙深层搅拌水泥土桩挡墙（重力式挡墙）旋喷桩挡墙（重力式挡墙）土钉墙钢板桩围护墙选型钻孔浇筑桩SMW工法和土钉墙基坑内支撑基坑外拉锚内支撑：钢结构支撑钢管支撑H型钢支撑钢筋混凝土支撑支撑（拉锚）的选型钢支撑支撑平面布置和型式护坡桩的支撑主要有以下几种形式：（1）悬臂式护坡桩(无锚板桩)对于粘土、砂土及地下水位较低的地基，用桩锤将工字钢桩打入土中，嵌入土

3、层足够的深度保持稳定，其顶端设有支撑或锚杆，开挖时在桩间加插横板以挡土。护坡桩的支撑结构水平拉锚护坡桩基坑开挖较深施工时，在基坑附近的土体稳定区内先打设锚桩，然后开挖基坑1m左右装上横撑(围檩)，在护坡桩背面挖沟槽拉上锚杆，其一端与挡土桩上的围檩(墙)连接，另一端与锚桩(锚梁)连接，用花篮螺栓连接并拉紧固定在锚桩上，基坑则可继续挖土至设计深度，如图10.3(a)所示。（2）支撑(拉锚)护坡桩支护护坡桩基坑附近无法拉锚时，或在地质较差、不宜采用锚杆支护的软土地区，可在基坑内进行支撑，支撑一般采用型钢或钢管制成。支撑主要支顶挡土

4、结构，以克服水土所产生的侧压力。支撑形式可分为水平支撑和斜向支撑。水平支撑见图10.3（b),斜向支撑见图10.3(c)。（3）土层锚杆土层锚杆：将受拉杆件的一端(锚固段)固定在边坡或地基的土层中，另一端与护壁桩(墙)连接，用以承受土压力，防止土壁坍塌或滑坡，如图10.4所示。第二节支护结构的计算重力式支护结构强度破坏：稳定性破坏：倾覆滑移土体整体滑动失稳坑底隆起管涌非重力式支护结构强度破坏：拉锚破坏或支撑压曲支护墙底部走动支护墙的平面变形过大或弯曲破坏稳定性破坏：墙后土体整体滑动失稳挡墙倾覆坑底隆起管涌图示1-17排桩和地下连

5、续墙支护结构的破坏形式（六种）平面变形过大或弯曲破坏拉锚破坏或支撑压曲墙后土体整体滑动失稳底部走动图示1-17排桩和地下连续墙支护结构的破坏形式（六种）坑底隆起管涌非重力式支护结构计算支护结构承受的荷载土压力Pa=γHtg2(45°-Φ/2)-2ctg(45°-Φ/2)Pp=γHtg2(45°+Φ/2)+2ctg(45°+Φ/2)水压力墙后地面荷载引起的附加荷载均布荷载q:e2=qtg2(45°-Φ/2)距离支护结构一定距离有均布荷载:h1=l1Htg2(45°+Φ/2)e2=qtg2(45°-Φ/2)距离支护结构一定距离

6、有集中荷载支护结构的强度计算中小型工程和非粘性土：等值梁法粘性土:(刚度较小的钢板桩、钢筋混凝土板桩）弹性曲线法、竖向弹性地基梁法（刚度较大的灌注桩、地下连续墙）竖向弹性地基梁法有限元法：电算悬臂式钢板桩通过试算确定埋入深度t1将试算求得之t1增加15%，作为实际所需的入土深度t，以确保板桩的稳定。通过试算求入土深度t2处剪力为零的点g计算最大弯矩计算板桩截面tEAEPfhegdbat2t1H单锚（支撑）板桩单锚浅埋板桩：ea=γ(H+t)Kaep=γtKp∑MA=0:∑X=0:MmaxHtep-eaeaγ(Kp-Ka)RaAE

7、pEa单锚深埋板桩:等值梁法基本原理:ab梁一端固定,另一端简支,弯矩图的正负弯矩在c点转折。若将ab梁在c点切断，并于c点置一自由支承，形成ac梁，则ac梁上的弯矩将保持不变，即称ac梁为ab梁上ac段的等值梁。板桩弯矩图tt0yxt-t0PaP0abacb等值梁原理板桩上土压力分布图ABCDHPaP0Δ等值梁在计算中考虑板桩墙与土的磨擦作用，将板桩墙前与墙后的被动土压力分别乘以修正系数K和K’。对主动土压力则不予折减。板桩墙前：Kp=K*Kp=Ktg(45°+Φ/2)板桩墙后：K’p=K’*Kp=K’tg(45°+Φ/2)步

8、骤:计算作用于板桩上的土压力强度,并绘出土压力分布图。（t0深度以下的土压力分布可暂不绘出。）计算板桩墙上土压力强度等于零的点离挖土面的距离y:γKpy=γKa(H+y)=Pb+γKay=Pb/[γ(Kp-Ka)]按简支梁计算等值梁的最大弯矩和两个支点的反力。计