深基坑教案課件

深基坑工程楊濤課程目標(biāo)?1．認(rèn)識(shí)和了解深基坑支護(hù)的特點(diǎn)，掌握深基坑工程的根本理論知識(shí)和分析計(jì)算方法；?2.培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力；?參考書(shū)籍：?劉宗仁，基坑工程，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2007年??建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?〔JGJ120-99〕課程主要內(nèi)容：?介紹深基坑開(kāi)挖與支護(hù)的主要特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外深基坑工程的開(kāi)展現(xiàn)狀；?掌握作用在基坑支護(hù)構(gòu)造上的荷載。?學(xué)習(xí)常見(jiàn)的基坑支護(hù)構(gòu)造的設(shè)計(jì)施工方法，包括懸臂樁、單層及多層錨桿檔土樁、土層錨桿、土釘支護(hù)等。?掌握基坑工程降水設(shè)計(jì)的根本原理和計(jì)算方法。第一章概述1.2.3.4.5.6.深基坑工程的特點(diǎn)深基坑開(kāi)挖支護(hù)構(gòu)造形式深基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的根本規(guī)定基坑監(jiān)測(cè)深基坑工程的特點(diǎn)基坑工程?深基坑：開(kāi)挖深度超過(guò)5m〔含5m〕或地下室三層以上〔含三層〕，或深度雖未超過(guò)5m〔含5m〕，但地質(zhì)條件和周?chē)h(huán)境及地下管線(xiàn)極其復(fù)雜的工程。符合上述條件的基坑都屬于深基坑?；庸こ桃话闾攸c(diǎn)1.基坑支護(hù)體系是臨時(shí)構(gòu)造，平安儲(chǔ)藏較小，具有較大的風(fēng)險(xiǎn)性2.基坑工程具有很強(qiáng)的區(qū)域性和個(gè)性(地質(zhì)、場(chǎng)地)3.基坑支護(hù)構(gòu)造所承受的土壓力特點(diǎn)4.基坑工程具有明顯的環(huán)境效應(yīng)(生活、地層)5.基坑工程綜合性強(qiáng)，是系統(tǒng)工程(知識(shí)、工程)6.基坑工程具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)杭州西湖文化廣場(chǎng)：42720m2超過(guò)40mi?總耗資近27億，占地120000平方米，平均埋深－米、局部深度到達(dá)－米，總計(jì)運(yùn)出120萬(wàn)方土深基坑的工程環(huán)境?要保護(hù)周邊構(gòu)筑物的平安使用?一般的基坑支護(hù)大多是臨時(shí)構(gòu)造?如何平安、合理地選擇適宜的支護(hù)構(gòu)造并根據(jù)基坑工程的特點(diǎn)進(jìn)展科學(xué)的設(shè)計(jì)是基坑工程要解決的主要內(nèi)容。?降水設(shè)計(jì)?在工程實(shí)踐中，一般采用理論導(dǎo)向、量測(cè)定量和經(jīng)歷判斷三者相結(jié)合的方法。?基坑工程是理論與實(shí)踐并重的技術(shù)，具有高風(fēng)險(xiǎn)性???全面、高精度的監(jiān)測(cè)是保證基坑工程平安的透視眼。施工過(guò)程中也應(yīng)嚴(yán)密結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整施工方案，做到信息化施工深基坑開(kāi)挖放坡開(kāi)挖放坡開(kāi)挖?適用于硬質(zhì)、可塑性粘土和良好性砂土?需要核算邊坡外表的穩(wěn)定性?砂質(zhì)地基：坡角主要取決于砂的內(nèi)摩擦角特別注意降水?粘性土地基：穩(wěn)定性主要取決于滑動(dòng)計(jì)算，其平安系數(shù)要求為?斜面高度，通常限于3~6米，支護(hù)開(kāi)挖支護(hù)開(kāi)挖適用于土質(zhì)軟弱、場(chǎng)地狹窄、開(kāi)挖深度較大人工開(kāi)挖和機(jī)械開(kāi)挖???3支護(hù)構(gòu)造形式放坡開(kāi)挖支護(hù)構(gòu)造包括:擋墻和支撐〔或拉錨〕兩局部〔1〕支護(hù)構(gòu)造??????地下連續(xù)墻混凝土灌注樁水泥土樁墻土釘墻逆作拱墻其它形式①地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻?地下連續(xù)墻可兼作地下室外墻，一般集擋土、承重、止水和防滲功能于一身。對(duì)多種地質(zhì)條件和復(fù)雜的施工環(huán)境適應(yīng)能力較強(qiáng)?適用于基坑側(cè)壁平安等級(jí)一、二、三級(jí)?最深己用于約35m深開(kāi)挖基坑工程。常用墻厚、、和米?缺乏之處在于單體造價(jià)較高。②混凝土灌注樁混凝土灌注樁?懸臂式構(gòu)造在軟土場(chǎng)地中不宜大于5m，?但與土層錨桿共同使用后，那么適用于基坑側(cè)壁平安等級(jí)一、二、三級(jí)。?是目前深基坑工程中應(yīng)用最多的一種支護(hù)構(gòu)造形式?成孔方式主要有機(jī)械鉆孔和人工挖孔兩種③水泥土樁墻水泥土樁墻?插入型鋼一般采用H型鋼、槽鋼或拉森板樁。通常內(nèi)插型鋼在施工完畢后可拔除回收－SWM法。?一般用于深度不超過(guò)13m的基坑工程?基坑側(cè)壁平安等級(jí)宜為二、三級(jí)?主要用于軟土地區(qū)，具有抗?jié)B防水和擋土的性能，施工便利，并且較為經(jīng)濟(jì)。④土釘墻土釘墻?施工簡(jiǎn)便，節(jié)省工期，經(jīng)濟(jì)效益好，是基坑的首選型式?基坑深度不宜大于12m?當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施?基坑側(cè)壁平安等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地⑤逆作拱墻逆作拱墻?基坑深度不大于12m、基坑側(cè)壁平安等級(jí)宜為二、三級(jí)?淤泥和淤泥質(zhì)土場(chǎng)地不宜采用?發(fā)揮混凝土受壓的特性，節(jié)約鋼材和投資?場(chǎng)地周?chē)氂休^大空間，施工要求嚴(yán)格⑥環(huán)梁支護(hù)構(gòu)造體系⑦鋼板樁〔2〕支撐?當(dāng)基坑深度較大，懸臂擋墻的強(qiáng)度和變形不能滿(mǎn)足要求時(shí)，需增設(shè)支撐系統(tǒng)。?支撐系統(tǒng)有–基坑內(nèi)支撐–基坑外拉錨〔頂部拉錨、土層錨桿拉錨〕?常用的有–鋼構(gòu)造支撐–鋼筋混凝土支撐鋼支撐鋼筋混凝土支撐鋼－混凝土組合支撐圓環(huán)梁的直徑66m，圓內(nèi)無(wú)支撐，外與鋼管連接4深基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求?收集以下資料：?巖土工程勘察報(bào)告；?鄰近建筑物和地下設(shè)施及地下管網(wǎng)的類(lèi)型和分布圖；?用地界限及紅線(xiàn)圖、建筑總平面圖、地下構(gòu)造平面圖和剖面圖等?????設(shè)計(jì)內(nèi)容，一般應(yīng)包括：支護(hù)構(gòu)造的方案比較和選型；支護(hù)構(gòu)造的內(nèi)力和變形計(jì)算；基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算；構(gòu)造長(zhǎng)度〔高度〕設(shè)計(jì)及截面尺寸和配筋驗(yàn)算；?降水設(shè)計(jì)；?挖土方案；?監(jiān)測(cè)方案和環(huán)保要求。5基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的根本規(guī)定?基坑支護(hù)構(gòu)造應(yīng)采用分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)展設(shè)計(jì)。(1)承載能力極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于支護(hù)構(gòu)造到達(dá)最大承載能力或土體失穩(wěn)、過(guò)大變形導(dǎo)致支護(hù)構(gòu)造破壞或基坑周邊環(huán)境破壞；(2)正常使用極限狀態(tài)對(duì)應(yīng)于支護(hù)構(gòu)造的變形已阻礙地下構(gòu)造施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能。承載能力極限狀態(tài)基坑支護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)?建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程?〔JGJ120-99〕表選用相應(yīng)的側(cè)壁平安等級(jí)及重要性系數(shù)平安等級(jí)破壞后果支護(hù)構(gòu)造破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基一級(jí)坑周邊環(huán)境及地下構(gòu)造施工影響很?chē)?yán)重。支護(hù)構(gòu)造破壞對(duì)基坑周邊環(huán)境影響很小，二級(jí)但對(duì)本工程地下構(gòu)造施工影響嚴(yán)重。三級(jí)支護(hù)構(gòu)造破壞對(duì)基坑周邊環(huán)境影響及地下構(gòu)造施工影響不嚴(yán)重。支護(hù)構(gòu)造選型表構(gòu)造形式排樁或地下連續(xù)墻水泥土墻土釘墻適用條件1．適用于基坑側(cè)壁平安等級(jí)一、二、三級(jí)2．懸臂式構(gòu)造在軟土場(chǎng)地中不宜大于5m3．當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻1．基坑側(cè)壁平安等級(jí)宜為二、三級(jí)2．水泥土樁施工范圍內(nèi)地基承載力不宜大于150kPa3．基坑深度不宜大于6m1．基坑側(cè)壁平安等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地2．基坑深度不宜大于12m3．當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施1．基坑側(cè)壁平安等級(jí)宜為二、三級(jí)2．淤泥和淤泥質(zhì)土場(chǎng)地不宜采用3．拱墻軸線(xiàn)的矢跨比不宜小于1/84．基坑深度不宜大于12m1．基坑側(cè)壁平安系數(shù)等級(jí)宜為三級(jí)2．施工場(chǎng)地應(yīng)滿(mǎn)足放坡條件3．可獨(dú)立或與上述其他構(gòu)造結(jié)適宜用4．當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時(shí)，應(yīng)采取降水措施逆作拱墻放坡第二章荷載與抗力1.水平荷載2.水平抗力1水平荷載?〔1〕支護(hù)構(gòu)造承受的荷載?支護(hù)構(gòu)造承受的荷載一般包括–土壓力–水壓力–墻后地面荷載引起的附加荷載。(2)土壓力主動(dòng)土壓力Ea-ΔE0被動(dòng)土壓力靜止土壓力外力Ep+Δ滑裂面朗肯主動(dòng)土壓力eajk??ajkKai?2cikKai〔〕K---第i層土的主動(dòng)土壓力系數(shù)K20aiai?tg(45??ik2)ajk---作用在深度zj處的豎向力標(biāo)準(zhǔn)值，?ajk???k??ok?ok---基坑外測(cè)任意深度由地面超載產(chǎn)生的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值??k---計(jì)算點(diǎn)深度zj處的自重豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值〕〔?自重豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值1〕當(dāng)計(jì)算點(diǎn)在基坑底面以上時(shí)：??k??mjzj〔〕?mj---計(jì)算點(diǎn)深度zj以上土的加權(quán)平均重度2〕當(dāng)計(jì)算點(diǎn)在基坑底面以下時(shí)：?jk??mhh〔〕?mh---基坑底面以上土的加權(quán)平均重度---支護(hù)構(gòu)造頂面至坑底的距離h粘性土臨界高度Zc對(duì)于粘性土按計(jì)算公式計(jì)算時(shí)，主動(dòng)土壓力在土層頂部〔H=0處〕為負(fù)值，即??ea??2c·tg(45?2)說(shuō)明出現(xiàn)拉力區(qū)，這在實(shí)際上是不可能發(fā)生的。可計(jì)算臨界高度以下的主動(dòng)土壓力：可計(jì)算此種情況下的臨界高度Zc，進(jìn)而計(jì)算臨界高度以下的主動(dòng)土壓力。2cKaZcZC?2c?tg(45??2?2?)Hea??(H?ZC)tg(45?)2??(H?ZC)Ka?ea??(H?ZC)Ka〔3〕水壓力－砂性土〔水土分算〕〔a〕水壓力計(jì)算ew?(zi?hwa)?w〔b〕水減重作用ewa??(mj?hwa)?waKai?wmj：當(dāng)zj＜h時(shí)，取zj；當(dāng)zj≥h時(shí)，取h；ηwa：當(dāng)hwa≤h時(shí)，取1；當(dāng)hwa＞h時(shí)，取零；水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算圖砂性土中的水－土壓力2〕當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以下時(shí)eajk??ajkKai?2cikKai?[(zi?hwa)?(mj?hwa)?waKai]?w〔〕〔〔4〕地面超載?有三種情況：?⑴墻后有均布荷載ｑ?⑵距離支護(hù)構(gòu)造一定距離有均布荷載ｑ?⑶距離支護(hù)構(gòu)造一定距離有一定寬度的均布荷載q。①墻后有均布荷載ｑ如墻后堆有土方、材料等地面均布荷載對(duì)支護(hù)構(gòu)造引起的附加荷載，可按下式計(jì)算：e2qHe2?qKaσok＝q0〔〕e1e2②距離支護(hù)構(gòu)造一定距離距離有均布荷載ｑ此時(shí)壓應(yīng)力傳到支護(hù)構(gòu)造上有一空白距離h1,在h1之下產(chǎn)生均布的附加應(yīng)力：h1?l1?tg(45???2)e2?q?tg(45???2)l1qh45???12He1e2③地面上均布荷載在一定寬度范圍內(nèi)當(dāng)距支護(hù)構(gòu)造b1外側(cè)，地表作用有寬度為b0的條形附加荷載q1時(shí)，基坑外側(cè)深度CD范圍內(nèi)的附加豎向應(yīng)力值σ1k可按下式確定：?b01k?q1b0?2b〔〕1幾種集中荷載折算為均布荷載?繁重的起重機(jī)械：距樁內(nèi)按60kPa取值；距樁，按40kPa取值；?輕型公路：按5kPa取值；?重型公路：按10kPa取值；?鐵道:按20kPa取值。碎石土和砂土按水土分算原那么計(jì)算，例如：對(duì)于重度為γ的均勻砂土，按水土分算原那么，其主動(dòng)土壓力應(yīng)為：eajk?以有效重度計(jì)算的土壓力＋水壓力????h????z?hK?2cK?z?h???????wawjwaaiikaijwaw????w??zjKai?2cikKai??z?h?z?hK????jwajwaai??2水平抗力基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值epjk宜按以下規(guī)定計(jì)算：?1〕對(duì)于砂土及碎石土，基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計(jì)算：epjk??pjkKpi?2ciKpi??zj?hwp??1?Kpi??w〔式中：σpjk——作用于基坑底面以下深度為Zj的豎向應(yīng)力標(biāo)?pjk??mjzj，其中γmj為深度zj以上準(zhǔn)值，?ik??Kpi?tan?45??Kpi——第i層土的被動(dòng)土壓力系數(shù)，?2??2土的加權(quán)平均天然重度；?2〕對(duì)于粉土及粘性土基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值宜按下式計(jì)算：epjk??pjkKpi?2cikKpi粉土和粘性土按水土合算原那么計(jì)算。引水渠道基坑開(kāi)挖邊坡失穩(wěn)?4孔箱涵，單孔尺寸為?，總長(zhǎng)75m?地面標(biāo)高＋，設(shè)計(jì)基坑底面標(biāo)高－，開(kāi)挖深度近10m?按三級(jí)放坡，從上至下依次為1:1.5、1:2和1:3，變坡處留寬的馬道?二級(jí)輕型井點(diǎn)降水?采用水沖法施工，泥漿沉淀池設(shè)置在基坑頂部南北兩側(cè)，距基坑外緣12m