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文檔簡介

項(xiàng)目6基坑工程項(xiàng)目6基坑工程【項(xiàng)目概述】建筑物或構(gòu)筑物地下部分施工前需開挖基坑,為保證基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周圍環(huán)境不受損害,要進(jìn)行支護(hù)、降水和開挖,并進(jìn)行相應(yīng)的勘察、設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測等工作,這項(xiàng)綜合性的工程就稱為基坑工程。

國外在深基坑工程方面的研究比較早,技術(shù)比較成熟。而我國在這方面的研究起步較晚,一直存在著施工技術(shù)領(lǐng)先于設(shè)計(jì)理論的情況。20世紀(jì)90年代以來,基坑工程的設(shè)計(jì)理論和施工技術(shù)日益進(jìn)步,不但涌現(xiàn)出多種符合我國國情的適用的基坑支護(hù)方法,而且使得基坑工程的設(shè)計(jì)理論、計(jì)算方法也得到了不斷的改進(jìn),施工工藝得到了長足進(jìn)步。項(xiàng)目6基坑工程【項(xiàng)目目標(biāo)】項(xiàng)目6基坑工程6.1概述基坑的開挖方式可分為放坡開挖和支護(hù)開挖兩大類。放坡開挖施工方便,工期短且較經(jīng)濟(jì),在空曠地區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用。但在建筑物稠密的地區(qū)施工時(shí),基坑周圍往往沒有足夠的放坡區(qū)域,這時(shí)就需要采用支護(hù)開挖。無論采用哪一種開挖方式,基坑工程通常都應(yīng)滿足以下三個(gè)方面的要求:1.保證基坑的穩(wěn)定性,包括基坑整體穩(wěn)定性、坑底抗隆起和抗?jié)B流穩(wěn)定性;2.基坑周圍的地面沉降和水平位移應(yīng)控制在允許范圍內(nèi),以保證相鄰的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線不受損害;3.采取必要的降水或截水措施,以保證地下工程的施工作業(yè)面在地下水位以上。6.1.1基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的概念基坑支護(hù)是為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全,對基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。為了在基坑支護(hù)工程中做到技術(shù)先進(jìn),經(jīng)濟(jì)合理,確?;臃牌?、基坑周邊建筑物道路和地下設(shè)施的安全,應(yīng)綜合場地工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件、地下室的要求、基坑開挖深度、降排水條件、周邊環(huán)境和周邊荷載、施工季節(jié)、支護(hù)結(jié)構(gòu)使用期限等因素,因地制宜的選擇合理的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式。項(xiàng)目6基坑工程6.1概述6.1.2基坑工程特點(diǎn)基坑工程是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程,其內(nèi)容包括勘察、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測和周圍環(huán)境保護(hù)等?;庸こ叹哂腥缦碌奶攸c(diǎn):1.設(shè)計(jì)理論不完善。2.技術(shù)綜合性強(qiáng)3.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)屬于臨時(shí)性結(jié)構(gòu)4.與自然條件及環(huán)境條件密切相關(guān)5.與施工方案密切相關(guān)項(xiàng)目6基坑工程6.2常用支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)型式主要有以下幾類:1.放坡開挖及簡易支護(hù)結(jié)構(gòu)當(dāng)?shù)鼗列暂^好,基坑開挖深度不大.施工場地條件允許時(shí)可采用放坡開挖。為了增加基坑邊坡的穩(wěn)定性,可在坡腳采用換裝砂土、堆砌塊石等簡易圍護(hù)措施。但挖填土方量太大致使工期長、費(fèi)用高時(shí),則不宜采用放坡開挖。圖片文字不清項(xiàng)目6基坑工程6.2常用支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇

2.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)。

懸臂式(自立式)擋墻不設(shè)置支撐或錨桿,完全依靠擋墻的嵌固深度維持其自身的穩(wěn)定。如右圖所示,其型式有板樁墻、排擠墻和地下連續(xù)墻。懸臂式擋墻的截和彎矩與水平位移會(huì)隨著懸臂長度的增加而迅速增大,因此這種開挖方式適用于開挖深度不大(一般在6m以內(nèi))、對擋墻水平位移控制要求不嚴(yán)的基坑。3.重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)重力式擋墻是依靠其自重來抵抗土壓力、維持自身的穩(wěn)定性,其型式主要有挖孔填料式擋墻和水泥土擋墻。如右圖所示。這類擋墻形式簡單、施工方便、造價(jià)經(jīng)濟(jì),適用于基坑邊緣有一定寬度的施工場地、開挖深度較小(一般在6m以內(nèi))、對周圍環(huán)境保護(hù)要求不高的基坑支護(hù)。項(xiàng)目6基坑工程6.2常用支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇水泥土重力式圍護(hù)墻的破壞形式主要有以下幾種:

(1)由于墻體入土深度不夠,或由于墻底土體太軟弱,抗剪強(qiáng)度不夠等原因,導(dǎo)致墻體及附近土體整體滑移破壞,基底土體隆起。如圖(a);

(2)由于墻體后側(cè)發(fā)生擠土施工、基坑邊堆載、重型施工機(jī)械作用等引起墻后土壓力增加、或者由于墻體抗傾覆穩(wěn)定性不夠,導(dǎo)致墻體傾覆,如圖(b);

(3)由于墻前被動(dòng)區(qū)土體強(qiáng)度較低、設(shè)計(jì)抗滑穩(wěn)定性不夠,導(dǎo)致墻體變形過大或整體剛性移動(dòng)。設(shè)計(jì)墻體抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度或抗拉強(qiáng)度不夠,或者由于施工質(zhì)量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),導(dǎo)致墻體壓、剪或拉等破壞如圖(c)(d)。項(xiàng)目6基坑工程6.2常用支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇4.內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)。內(nèi)撐式擋墻是在基坑內(nèi)設(shè)置一層或數(shù)層鋼或鋼筋混凝土支撐,以減小擋墻的內(nèi)力和位移。擋墻常采用板樁、排樁或地下連續(xù)墻。支撐型式有水平支撐和豎向斜支撐兩大類如圖6.6所示。內(nèi)撐體系采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土桿件、鋼管或型鋼等。因內(nèi)撐體系剛度好、變形小,可用于各類土層的基坑工程中。目前在工程中應(yīng)用的地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式主要有壁板式、T型和П形地下連續(xù)墻、格形地下連續(xù)墻、預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力U形折板地下連續(xù)墻等幾種形式。

(1)板式又可分為直線壁板式(2)T型(3)格形地下連續(xù)墻(4)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力U形折板地下連續(xù)墻注意行距項(xiàng)目6基坑工程6.2常用支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇5.錨桿式支護(hù)結(jié)構(gòu)錨桿式擋墻和錨桿(包括地面拉錨)兩部分組成。適用范圍與內(nèi)撐式相似,其特點(diǎn)是不占用坑內(nèi)空間,方便土方開挖和結(jié)構(gòu)施工,但錨桿的設(shè)置需要周圍環(huán)境允許。當(dāng)軟土層較厚而不足為錨桿提供足夠的錨固力時(shí),宜采用內(nèi)撐式擋墻支護(hù)。錨桿是將受拉桿件的一端(錨固段)固定在穩(wěn)定地層中,另一端與工程構(gòu)筑物相聯(lián)結(jié),用以承受由于土壓力、水壓力等施加于建筑物的推力,從而利用地層的錨固力以維持構(gòu)筑物的穩(wěn)定。錨桿外露于地面的一端用錨頭固定。一種情況是錨頭直接附著結(jié)構(gòu)上并滿足結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定;另一種情況通過梁板、格構(gòu)或其他部件將錨頭施加的應(yīng)力傳遞于更為廣闊的巖土體面。巖土錨固通過埋設(shè)在地層中的錨桿,將結(jié)構(gòu)物與地層緊緊地聯(lián)系在一起,依賴錨桿與周圍地層體的穩(wěn)定。與其它支護(hù)形式相比,錨桿支護(hù)具有以下特點(diǎn):(1)提供開闊的施工空間,極大地方便土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工,錨桿施工機(jī)械及設(shè)備的作業(yè)空間不大,適合各種地形及場地。(2)對巖土體的擾動(dòng)小,在地層開挖后,能立即提供抗力,且可施加預(yù)應(yīng)力,控制變形發(fā)展。(3)錨桿的作用部位、方向、間距、密度和施工時(shí)間可以根據(jù)需要靈活調(diào)整。(4)用錨桿代替鋼或鋼筋混凝土支撐,可以節(jié)省大量鋼材,減少土方開挖量,改善施工條件,尤其對于面積很大、支撐布置困難的基坑。

(5)錨桿的抗拔能力可通過實(shí)驗(yàn)來確定,可保證設(shè)計(jì)有足夠的安全度。項(xiàng)目6基坑工程6.2常用支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇6.土釘圍護(hù)結(jié)構(gòu)土釘圍護(hù)結(jié)構(gòu)(土釘墻)是由被加固土、設(shè)置于原位土體中的土釘(螺紋鋼筋、型鋼等)及附著于坡面厚度約80~100mm的配筋噴射混凝土面板組成,形成類似重力式墻的擋土墻,以抵抗墻后土壓力等荷載,使邊坡維持穩(wěn)定。土釘墻施工設(shè)備簡單,施工速度快,工程造價(jià)低,對環(huán)境干擾小,適宜在地下水位以上高度小于12m的基坑邊坡圍護(hù)工程中采用,不適宜在含水豐富的粉細(xì)砂、砂礫石層,淤泥質(zhì)土、淤泥及其他飽和軟土層中采用。主要類型有:(1)土釘墻+預(yù)應(yīng)力錨桿(2)土釘墻+止水帷幕(3)土釘墻+微型樁

(4)土釘墻+止水帷幕+預(yù)應(yīng)力錨桿

(5)土釘墻+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿(6)土釘墻+攪拌樁+微型樁

(7)土釘墻+止水帷幕+微型樁+預(yù)應(yīng)力錨桿項(xiàng)目6基坑工程6.2常用支護(hù)結(jié)構(gòu)類型及選擇7.水泥土深層攪拌樁擋墻國內(nèi)常用深層攪拌法形成重力式擋墻。一般形成格柵狀。這類擋土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是不設(shè)支撐,不滲水,并且只需水泥,不要鋼材,造價(jià)低,但為了保持穩(wěn)定,一般寬度很大。在日本一般采用SMW工法(SoilMixedwall),這種方法是在單排攪拌樁內(nèi)插入H型鋼,再配以支撐系統(tǒng),從而達(dá)到既擋土又擋水的目的。如門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)、拱式組合型支護(hù)結(jié)構(gòu)、加筋水泥土支護(hù)結(jié)構(gòu)、沉井支護(hù)結(jié)構(gòu)等。8.其他支護(hù)結(jié)構(gòu)如門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)、拱式組合型支護(hù)結(jié)構(gòu)、加筋水泥土支護(hù)結(jié)構(gòu)、沉井支護(hù)結(jié)構(gòu)等。項(xiàng)目6基坑工程6.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì)早在20世紀(jì)40年代.Terzaghi和Peck等學(xué)者就對基坑開挖的穩(wěn)定性和支撐的內(nèi)力等進(jìn)行了研究并提出了計(jì)算方法。20世紀(jì)50年代,Bjerrum等又分析了基坑坑底的隆起。20世紀(jì)80年代,我國開始出現(xiàn)一些較深的基坑,在上海軟土地區(qū)出現(xiàn)兩層地下室,開挖深度8m左右?;佣嗖捎娩摪鍢吨ёo(hù),計(jì)算多采用等值梁法、彈性曲線法等簡單的方法。進(jìn)入20世紀(jì)90年代,我國的高層和超高層建筑進(jìn)入迅速發(fā)展的新階段,工程實(shí)踐的增多,促進(jìn)了基坑工程學(xué)科的發(fā)展,支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式逐漸多樣化。例如,水泥土深層攪拌樁、鉆孔灌注樁、挖孔樁、土釘墻和地下連續(xù)墻等應(yīng)用在不同條件的基坑工程中。在計(jì)算理論和計(jì)算技術(shù)方面提高更快,有限元法和計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,大大提高了計(jì)算精度和速度。我國在1999年制定了國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ120—1999《建筑基抗支護(hù)技術(shù)規(guī)程》。這些法規(guī)的出現(xiàn),將能進(jìn)一步提高基坑工程的設(shè)計(jì)和施工水平。6.3.1基坑工程設(shè)計(jì)所需資料及設(shè)計(jì)內(nèi)容

基坑支護(hù)作為一個(gè)結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)要滿足穩(wěn)定和變形的要求,即通常規(guī)范所說的兩種極限狀態(tài)的要求,即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。項(xiàng)目6基坑工程6.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù),不致使支護(hù)產(chǎn)生失穩(wěn),而在保證不出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下,還要控制位移量,不致影響周邊建筑物的安全使用。因而,作為設(shè)計(jì)的計(jì)算理論,不但要能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題,還應(yīng)計(jì)算其變形,并根據(jù)周邊環(huán)境條件,控制變形在一定的范圍內(nèi)?;庸こ淘O(shè)計(jì)是應(yīng)用勘察資料進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)、降水、土方開挖方案、監(jiān)測和環(huán)境保護(hù)方案等的設(shè)計(jì),基坑工程的設(shè)計(jì)與施工密切相關(guān),施工工藝、施工順序、支撐形成與拆除等都會(huì)影響計(jì)算結(jié)果。因此,詳細(xì)了解各個(gè)施工工況對正確進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)十分重要。在進(jìn)行基坑工程設(shè)計(jì)之前,應(yīng)收集下列資料:巖土工程勘察報(bào)告;鄰近建筑物和地下設(shè)施的類型及分布圖;用地界限及紅線圖、鄰近地下管線圖、建筑總平面圖、地下結(jié)構(gòu)平面和剖面圖等?;庸こ痰脑O(shè)計(jì)內(nèi)容:1.支護(hù)體系的方案比較和選型;2.支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形計(jì)算;3.基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算;4.圍護(hù)墻的抗?jié)B計(jì)算;5.降水方案;6.挖土方案;7.監(jiān)測方案與環(huán)境保護(hù)要求。項(xiàng)目6基坑工程6.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì)6.3.2土壓力計(jì)算擋土墻上的土壓力有三種:(1)靜止土壓力;(2)主動(dòng)土壓力;(3)被動(dòng)土壓力。朗肯土壓力理論是朗肯于1857年提出的,它是假定擋土墻為剛性體,墻背直立、光滑,墻后的土體表面水平且無限延伸,這時(shí)墻背和土體內(nèi)的任意水平面均為主平面,而且在這兩個(gè)平面上的剪應(yīng)力為零。作用在該平面上的法向應(yīng)力即為主應(yīng)力。朗肯根據(jù)墻后土體處于極限平衡狀態(tài),應(yīng)用極限平衡條件,推導(dǎo)出了主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力計(jì)算公式。朗肯土壓力理論因?yàn)闆]有考慮墻背摩擦力,計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏小,而被動(dòng)土壓力偏大。6.3.3支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目6基坑工程6.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì)6.3.3支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算一般采用“荷載——結(jié)構(gòu)”的定量計(jì)算與分析方法。以樁、墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)為例,其設(shè)計(jì)計(jì)算方法主要有極限平衡法、土抗力法和有限單元法。1.極限平衡法極限平衡法是目前工程設(shè)計(jì)人員最常用的方法,其要點(diǎn)是假定作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)前后的土壓力分別達(dá)到被動(dòng)和主動(dòng)土壓力極限,采用經(jīng)典土力學(xué)理論計(jì)算出土壓力,在此基礎(chǔ)上再做某些力學(xué)上的簡化,把超靜定的結(jié)構(gòu)力學(xué)問題簡化為靜定問題求解。等值梁法、靜力平衡法、太沙基法和二分之一分割法等部屬于此類方法,國內(nèi)采用較多的是等值梁法和靜力平衡法。此類方法難以反映參數(shù)變異性對圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響。2.土抗力法土抗力法又稱“地基反力法”、“彈性抗力法”或“豎向彈性地基梁的基床系數(shù)法”等。它針對常規(guī)設(shè)計(jì)方法中支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)被動(dòng)土壓力計(jì)算中的問題提出了改進(jìn)。引用橫向抗力的概念,將外側(cè)主動(dòng)土壓力作為水平荷載施加在支護(hù)結(jié)構(gòu)上,用彈性地基梁法計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和內(nèi)力。內(nèi)側(cè)土體對支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平土壓力用彈性抗力系數(shù)模擬。彈性抗力法除了對被動(dòng)土壓力做了少許修改外,對于常規(guī)方法中出現(xiàn)的其他問題并沒有解決。另外,計(jì)算與實(shí)際情況符合與否取決于基床系數(shù)的選取,具有很強(qiáng)的經(jīng)驗(yàn)性。項(xiàng)目6基坑工程6.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì)6.3.3支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.有限元法有限元法可以從空間、時(shí)間上比較全面地反映各種因素(固結(jié)、滲流、流變)對支護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍土體應(yīng)力、位移的影響,直接解得杖體側(cè)向位移和地表沉降及土體雙層沉降,還可以對分級開挖施工過程進(jìn)行模擬。有限元法是科研的主要計(jì)算手段。4.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則:(1)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用以分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)。(2)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為下列兩類:承載能力極限狀態(tài)、正常使用極限狀態(tài)(3)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)水平變形、地下水的變化對周邊環(huán)境的水平與豎向變形的影響,對于安全等級為一級和對周邊環(huán)境有限定要求的二級建筑基坑側(cè)壁,應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境的重要性、對變形的適應(yīng)能力及土的性質(zhì)等因素確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形限值。(4)當(dāng)場地內(nèi)有地下水時(shí),應(yīng)根據(jù)場地及周邊區(qū)域的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、周邊環(huán)境情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)型式等因素,確定地下控制方法。當(dāng)場地周圍有地表水匯流、排瀉或地下水管滲漏時(shí),應(yīng)對基坑采取保護(hù)措施。項(xiàng)目6基坑工程6.3基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算與設(shè)計(jì)(5)根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)要求,基坑支護(hù)應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算和驗(yàn)算:①基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算,計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括:①根據(jù)基坑支護(hù)形式及其受力特點(diǎn)進(jìn)行土體穩(wěn)定性計(jì)算;②基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受壓、受彎、受剪承載力計(jì)算;③當(dāng)有錨桿或支撐時(shí),應(yīng)對其進(jìn)行承載力計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算;②對于安全等級為一級及對支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的二級建筑基坑側(cè)壁,尚應(yīng)對基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行驗(yàn)算。③地下水控制計(jì)算和驗(yàn)算a.抗?jié)B透穩(wěn)定性驗(yàn)算;b.基坑底突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算;c.根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地下水位控制計(jì)算;(6)基坑支護(hù)設(shè)計(jì)內(nèi)容應(yīng)包括對支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算和驗(yàn)算、質(zhì)量檢測及施工監(jiān)控的要求。(7)當(dāng)有條件時(shí),基坑應(yīng)采用局部或全部放坡開挖,放坡坡度應(yīng)滿足其穩(wěn)定性要求。6.3.3支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)項(xiàng)目6基坑工程6.4基坑穩(wěn)定性分析基坑穩(wěn)定性分析是基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一,其目的在于對給定的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)出合理的嵌固深度,或驗(yàn)算擬定支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否穩(wěn)定和合理?;拥姆€(wěn)定性不同于支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗滑移、傾覆穩(wěn)定性,當(dāng)基坑失穩(wěn)時(shí),支護(hù)結(jié)構(gòu)可能同時(shí)喪失整體穩(wěn)定,也有可能仍處于穩(wěn)定狀態(tài),僅基坑底出現(xiàn)隆起、流土等。其內(nèi)容包括:基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、基坑底抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算和基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算等;6.4.1基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑整體穩(wěn)定性分析實(shí)際上是對支護(hù)結(jié)構(gòu)的直立土坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析,通過分析確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度,如水泥土樁墻、多層支點(diǎn)排樁和地下連續(xù)墻的嵌固深度?;诱w穩(wěn)定性計(jì)算方法,采用圓弧滑動(dòng)面簡單條分法,按總應(yīng)力法計(jì)算。取單位墻寬分折(如圖),基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性安全系數(shù)應(yīng)滿足:

基坑整體穩(wěn)定性分析項(xiàng)目6基坑工程6.4基坑穩(wěn)定性分析6.4.2基坑底抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑底抗隆起的驗(yàn)算方法很多,下面主要介紹普朗特與太沙基的抗隆起驗(yàn)算方法。將墻底面的平面作為求極限承載力的基準(zhǔn)面,參照普朗特和太沙基的地基承載力公式,其滑動(dòng)線形狀如圖所示。建議采用下式進(jìn)行抗隆起安全系數(shù)驗(yàn)算,以求得支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度:太沙基和普朗特抗隆起計(jì)算法項(xiàng)目6基坑工程6.4基坑穩(wěn)定性分析6.4.3基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算

在地下水豐富、滲流系數(shù)較大的地區(qū)進(jìn)行支護(hù)開挖時(shí),通常要在基坑內(nèi)降水,由于基坑內(nèi)外水位差導(dǎo)致基坑外的地下水繞過圍護(hù)墻下端向基坑內(nèi)滲流。在軟粘土地基中滲流力往往使地基產(chǎn)生突發(fā)性的泥流涌出,從而出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。以上現(xiàn)象發(fā)生后,使基坑內(nèi)土體向上推移,基坑外地面產(chǎn)生下沉,墻前被動(dòng)土壓力減少甚至喪失,危及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。驗(yàn)算抗?jié)B流穩(wěn)定的基本原則是:使基坑內(nèi)土體的有效壓力大于地下水的滲透力?;涌?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算包括坑底抗流砂穩(wěn)定性驗(yàn)算和坑底土抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算。1.坑底抗流砂穩(wěn)定性抗流砂穩(wěn)定安全系數(shù)應(yīng)滿足基坑底抗流砂穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑底抗突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算2.基坑底土突涌穩(wěn)定性如果在基底下的不透水層較薄,而且在不透水層下面存在承壓水層時(shí),當(dāng)上覆土重不足以抵擋下部的水壓時(shí),基坑底土體將會(huì)發(fā)生突涌破壞(反壓頂破)項(xiàng)目6基坑工程6.5基坑工程施工對周邊及環(huán)境的影響基坑工程施工對周邊建筑物、地鐵隧道、大型地下管線等造成的損傷或破壞性影響,不僅會(huì)因其重大的經(jīng)濟(jì)損失,更將造成嚴(yán)重的社會(huì)及政治影響,且其損失是不可挽回的。另一方面,缺乏研究和正確的認(rèn)識(shí)又往往存在夸大基坑工程對周邊環(huán)境影響程度的傾向,使得這種環(huán)境條件下的基坑工程設(shè)計(jì)和施工異常保守,導(dǎo)致工程造價(jià)偏高,浪費(fèi)大量人力和物力資源,不利于基坑工程的可持續(xù)發(fā)展和節(jié)約型社會(huì)的建設(shè)。因此,城市環(huán)境條件下的基坑工程既是一個(gè)技術(shù)問題也是一個(gè)社會(huì)問題,必須引起足夠重視。近些年,基坑工程的環(huán)境條件日趨復(fù)雜,常常有由于基坑施工而引起建筑物或地下管線破壞的現(xiàn)象發(fā)生,而基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)并無破壞現(xiàn)象,因此基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)除滿足強(qiáng)度要求外,還要滿足基坑周邊環(huán)境的變形控制要求,即設(shè)計(jì)由傳統(tǒng)的強(qiáng)度控制轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃慰刂?。對于?fù)雜條件下的基坑工程,需要全面掌握周邊環(huán)境的狀況,采用合理的分析方法分析基坑開挖可能對周邊環(huán)境的影響,施工中對周邊環(huán)境設(shè)置安全監(jiān)測系統(tǒng)并進(jìn)行全過程監(jiān)控,必要時(shí)采取相關(guān)的措施實(shí)施對周邊環(huán)境的保護(hù)。項(xiàng)目6基坑工程6.5基坑工程施工對周邊及環(huán)境的影響6.5.1基坑工程的環(huán)境效應(yīng)基坑工程具有環(huán)境效應(yīng)是指基坑開挖勢必引起周圍地基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,對周圍建(構(gòu))筑物和地下管線產(chǎn)生影響,嚴(yán)重的將危及其正常使用或安全。大量土方外運(yùn)也將對交通和棄土點(diǎn)環(huán)境產(chǎn)生影響。

1.地下水位下降引起的環(huán)境效應(yīng)基坑開挖對地下水的處理有兩條途徑:基坑降水和基坑止水。為保證施工作業(yè)面的需要,對基坑直接猩猩坑內(nèi)降水或坑外降水或設(shè)置止水帷幕,隔斷坑外地下水,形成水頭差,錨桿施工可能發(fā)生溢水漏砂,降低地下水位引起的環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)為:地面沉降、基坑坍塌、基土開裂。2.支護(hù)結(jié)構(gòu)變形和位移引起的環(huán)境效應(yīng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形主要表現(xiàn)為水平和豎向變形,當(dāng)基坑開挖較淺時(shí),支護(hù)結(jié)構(gòu)主要為水平變位,隨著開挖深度的增加,土壓力增大,支護(hù)結(jié)構(gòu)變位逐漸回復(fù),地表變形范圍增大,最大變位量也增大,基坑深度再加深時(shí),基坑應(yīng)力釋放量增大,往往會(huì)在成地下支護(hù)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形和位移引起的環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)形式為:基坑失穩(wěn)、基坑隆起和臨近建筑設(shè)施破壞。3.支護(hù)結(jié)構(gòu)施工引起的環(huán)境效應(yīng)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工的過程,一方面是對基坑采取安全防護(hù)的過程,另一方面是對基坑側(cè)壁和地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行破壞的過程。支護(hù)結(jié)構(gòu)施工引起的環(huán)境效應(yīng)主要表現(xiàn)為:擠土效應(yīng)、振動(dòng)效應(yīng)、環(huán)境化學(xué)效應(yīng)。項(xiàng)目6基坑工程6.5基坑工程施工對周邊及環(huán)境的影響6.5.2基坑工程對周邊建筑物的影響基坑周圍的建筑物包括一般有:多層或高層建筑、地鐵車站、隧道等?;庸こ痰氖┕?,必定會(huì)對周圍建筑物產(chǎn)生一定影響??赡墚a(chǎn)生的影響有以下幾方面:1.支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置和坑內(nèi)土方開挖會(huì)使土體應(yīng)力狀況改變并發(fā)生變形,引起基坑周邊緊鄰建筑物的不均勻沉降,出現(xiàn)裂縫和傾斜。2.放坡開挖時(shí),由于地表水疏排不當(dāng),邊坡土體浸水飽和,強(qiáng)度急劇降低,使邊坡局部破壞或整體失穩(wěn)滑移,隨之破壞,而滑移區(qū)的建筑物則嚴(yán)重傾斜、下陷以致倒塌。當(dāng)隔滲、降水措施不力或失效時(shí),會(huì)發(fā)生基土滲流破壞,如基地管涌流土、側(cè)壁水土流失、土層掏空等,從而引起地面建筑物急劇沉降。當(dāng)長時(shí)間、大幅度降低深層地下水時(shí),會(huì)引起大面積的地面沉降,或是上層滯水、潛水排向基坑,水位降低,從而鄰近建筑物沉降、變形開裂。3.當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)突然失效,也會(huì)對相鄰建筑物產(chǎn)生影響。打、拔鋼管樁的噪聲、振動(dòng)以及拔樁時(shí),土體松動(dòng)變形對周圍居民生活和建筑的影響也不容忽視。另外,采用擠土樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí),打樁施工也會(huì)給鄰近建筑物造成損害的可能。4.在超出地界設(shè)置錨桿、土釘?shù)仍O(shè)施,會(huì)給鄰近場地已有或擬建的建筑物地基基礎(chǔ)造成危害或施工障礙。5.當(dāng)采用噴錨支護(hù)時(shí),在軟弱土層(淤泥、淤泥質(zhì)土)施工過程中,會(huì)

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