基坑支護技術講座

建筑基坑支護技術講座楊斌建研地基基礎工程有限責任公司2005年12月內容一、支護設計之前應考慮哪些主要影響因素二、土釘墻設計的幾個概念問題三、樁錨支護結構設計的幾個概念問題四、為什么地下水容易引起基坑事故五、設計文件編制中存在的主要問題一、支護結構設計之前應考慮的主要影響因素周邊建筑物的影響重點考慮的地下管線類型施工材料、車輛荷載的影響應重點考慮的土類地下水條件周邊建筑物與支護結構相互影響應考慮的主要因素周邊建筑物荷載對支護結構的作用基坑開挖對周邊建筑物的影響支護結構的選型與安全度取值原則一旦基坑坍塌造成的后果基坑變形過大造成的后果安全系數取值原則基礎與基坑的距離建筑物層數基礎型式基礎埋深對周邊建筑物影響的實例一對周邊建筑物影響的實例二重點考慮的地下管線類型及影響按破壞后果燃氣、供水、電力、通訊、熱力等管線按對支護結構影響程度污水、雨水、有滲漏的供水等管線施工及道路車輛荷載的影響施工荷載應合理取值車輛荷載的作用范圍車輛荷載的作用范圍

北京地區(qū)應重點考慮的土類軟弱土：淤泥、淤泥質土、雜填土、堆填土、高壓縮性土砂土：標貫、含水量卵石：最大粒徑及含量、級配、密實度鋼花管土釘的優(yōu)點和用途幾種特殊的地下水條件

地下管線漏水層間水的滲流特性分層水前期降水對沉降的影響承壓水引起的基底突涌層間水的滲透特性自滲井的應用經過兩次降水的回彈再壓縮應力應變曲線二、土釘墻設計的幾個概念問題

土釘墻支護結構三類破壞形式土釘的三個破壞部位和抗拔力控制條件如何認識計算與設計的關系不合理的土釘分布形式土釘墻中預應力錨桿的合理設計土釘墻支護結構的三類破壞形式結構強度破壞整體失穩(wěn)變形過大土釘墻支護結構三類破壞形式需要強調的幾個觀點：滿足整體穩(wěn)定條件只是土釘墻的破壞控制條件之一結構計算和結構強度控制條件是土釘墻計算的弱點規(guī)程中某些構造要求是針對一些無法用計算手段解決的控制條件而規(guī)定的應按照有所有可能實際發(fā)生的破壞形式建立計算模型和計算控制條件進行設計不會發(fā)生的重力式擋土墻破壞模型土釘的三個破壞部位和抗拔力控制條件土釘抗拔力的三個控制條件剛性地面常發(fā)生的裂縫特征計算錯誤的實例如何認識計算與設計的關系計算只是對實際受力狀況的近似模擬任何計算方法都有假定條件和適用條件引起偏差的二種因素模型參數不合理的土釘長度分布形式土釘墻中預應力錨桿的合理長度預應力錨桿的作用加強土釘墻的抗滑能力減小土釘墻位移增強面層整體性和強度預應力土釘的合理長度預應力錨桿長度計算舉例鎖定值T0=100kN錨桿直徑d=150mm極限摩阻力qs=90kPa安全系數K=1.6則土釘的自鎖現象三、樁錨支護結構設計的幾個概念問題

樁錨與土釘墻組合結構土壓力計算錨桿自由段的作用錨桿錨固段的合理長度護坡樁計算彎距的折減問題樁錨與土釘墻組合結構的土壓力計算問題錨桿自由段的作用錨桿錨固段的合理長度問題土釘抗拔力的殘余強度與峰值強度的關系試驗曲線護坡樁計算彎距的折減問題M，Mc—截面彎距設計值，計算值V，Vc—截面剪力設計值，計算值T，Tc—支點設計值，計算值極限狀態(tài)設計表達式

—重要性系數S—取承載力極限狀態(tài)的荷載效應組合設計值R—

結構構件的承載力設計值θ

—錨桿傾角N極限—取承載力極限狀態(tài)的荷載效應組合設計值—錨桿軸向受拉抗力分項系數，取1.3四、為什么地下水容易引起基坑事故發(fā)生

地下水對基坑安全影響的幾種原因：滲透破壞作用降低土的抗剪強度影響錨桿的施工質量注漿工藝對錨桿承載力影響的試驗曲線對比成孔工藝對土釘承載力的試驗曲線對比五、設計文件編制的具體要求設計文件中應包括的主要內容設計文件的層次關系設計說明應表達的內容各種圖線的線寬規(guī)定圖的平面定位剖切符號的應用索引符號的應用設計文件應包括的內容封面圖紙目錄設計說明總平面圖支護結構平面圖、立面圖監(jiān)測點平面圖剖面圖、斷面圖配筋圖大樣圖計算書制圖基本要求：正確完整清楚

設計依據共性要求圖紙上難以表達的內容支護結構的整體輪廓支護結構與紅線的關系支護結構與擬建建筑物基礎的關系支護結構周邊建筑物、地下管線、道路等的關系支護結構平面輪廓、平面尺寸支護結構的平面定位支護結構剖面分區(qū)范圍劃分支護結構與剖面圖的關系地面標高、坑底標高支護結構剖面輪廓、剖面尺寸、標高支護結構與周邊建筑物和地下管線的水平和豎向關系地層分層柱狀圖支護結構與擬建建筑物、地下管線的尺寸關系配筋圖支護結構與大樣圖和其它剖面圖的關系剖面圖無法表示的細部構造、尺寸、作法等設計文件的層次關系立面圖的應用設計說明施工圖設計說明應包括以下內容：設計依據

環(huán)境條件工程地質和水文地質條件設計原則設計方案總體描述設計要求施工技術要求檢測要求監(jiān)測要求其它說明設計說明一、設計依據委托方提供的文件地下室平面、剖面圖地下管線現狀圖周邊建筑物關系圖地質勘查報告依據的標準設計說明范例：一、設計依據1、深圳湖溪大廈綜平面圖JS(J)-01(深圳市建筑設計院）2、深圳湖溪大廈基礎平面圖JS(D)-01(深圳市建筑設計院）3、深圳湖溪大廈基礎剖面圖JS(D)-02(深圳市建筑設計院）4、深圳湖溪大廈周邊道路管線圖SZ-01（深圳市政設計院）5、巖土勘察報告SK-05-10(深圳建筑工程勘察研究院）6、《深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范》（SJGO5-96）7、《建筑基坑支護技術規(guī)程》（JGJ120-99）8、《建筑樁基技術規(guī)范》（JGJ94－94）9、《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2002)設計說明二、環(huán)境條件地理位置影響范圍內的建筑物、地下管線、道路等周邊環(huán)境的描述其它特殊環(huán)境條件設計說明范例：二、周邊環(huán)境條件1.擬建場地位于深圳市福田區(qū)湖貝路南側，南側是多層住宅，西側東門酒店，基礎為淺基礎，東側是東門廣場，筏板基礎。2.工程概況：本基坑東西向長41m,南北向長約30m，其地下室底板底標高為-5.50m、-7.40m、-12.70m,現地面絕對標高約4.5m，基坑開挖深度約5.0～12.20m。3.±0.00相當于絕對標高5.00m。設計說明三、工程地質和水文地質條件地形、地面標高等主要土性及分布情況地下水條件其它特殊條件設計說明范例：三、工程地質和水文地質條件

1、擬建場地原地貌單元屬沖洪積階地，后經人工整平改造，場地內地勢平坦，孔口標高變化于4.37～4.63m。2、根據鉆探揭露，場地內分布的地層有人工填土、第四系沖洪積層及殘積層，下伏基巖為震旦系變質巖。上述各巖土層的埋藏、分布情況及其主要巖性特征詳見勘察報告描述。3、場地水文條件本場地地下水位標高為2.37，密－中砂層透水性強，是場地內主要的含水地層。受大氣降水及地表水補給，水位變化因季節(jié)而異。設計說明四、設計原則安全等級使用期限地面荷載等條件的取值或限制設計考慮的其它原則設計說明范例：四、設計原則1.設計方案必須確保支護結構的安全，保證基坑周圍建筑物、地下管線和市政道路的安全。在現有的施工場地內充分考慮施工的可行性，保證施工的順利進行。2.支護結構在保證安全的前提下，力求經濟、合理，滿足國家有關法規(guī)和標準要求。3.基坑周邊10m范圍內堆載不行超過20kPa。4.安全等級為一級。5.支護結構使用年限為一年。設計說明五設計方案的總體描述對支護方案的總體描述采用該方案的思路和理由設計說明范例：五、設計方案1、從經濟及技術上綜合考慮，采用土釘墻和鉆孔樁加錨桿（支撐）二種支護結構型狀?；訓|面及北面因相鄰道路，地下管線較多，為保證管網的安全，支護結構應嚴格控制坡頂位移，采用鉆孔樁加錨桿（支撐）支護結構，西面和南面采用土釘墻支護結構。2、根據基坑特定工程地質、水文地質和環(huán)境條件，上部地下水主要賦存于中砂層中，在土方施工前，用攪拌樁截水帷幕和樁間三重管高壓旋噴樁截斷中砂層中的地下水。3、土方開挖時在場地內挖2m×2m×3m降水坑，在開挖的同時設置污水泵抽水。隨開挖深度的增加，逐漸加深降水坑深度。4、基坑開挖時，坑頂四周設排水溝進行外排，每隔一段設一集水池，匯集水排入市政管網前需進行三級沉淀。設計說明六、設計要求（共性的和圖紙不易表達要求）隔水帷幕（降水井）的設計要求錨桿的設計要求護坡樁設計要求冠梁、腰梁、內支撐設計要求土釘墻設計要求土方開挖要求其它設計要求設計說明范例：六、設計要求（一）截水帷幕1、攪拌樁樁徑φ500，樁體互相搭接150mm；2、攪拌樁水泥摻量應不小于60kg/m，采用32.5R硅酸鹽水泥，水灰比0.5～0.60；3、攪拌樁30天單軸抗壓強度不低于1.0MPa,截水帷幕滲透系數小于0.5×10-6cm/s。4、旋噴樁樁徑φ1200；5、旋噴樁水泥摻量應不小于450kg/m，采用32.5R硅酸鹽水泥，水灰比1：1；設計說明范例：6、旋噴樁30天單軸抗壓強度不低于1.0MPa,滲透系數小于0.5×10-6cm/s。（二）鉆孔灌注樁1、混凝土強度等級為C25;混凝土保護層厚度：50mm。2、配筋見灌注樁鋼筋籠配筋圖。（三）預應力錨桿1、鋼絞線強度等級為1860N/mm2；2、錨桿注漿采用32.5R硅酸鹽水泥，水灰比0.45～0.50。3、錨桿標高、自由段和錨固段長度、承載力、鎖定力等設計參數見剖面圖。（四）冠梁、腰梁、內支撐1、冠梁、腰梁混凝土強度：C25，保護層厚度：25mm;2、腰梁采用25b型槽鋼。設計說明（五）土釘墻1、土釘采用鋼花管土釘；2、土釘注漿采用32.5R硅酸鹽水泥，水灰比0.50，注漿水泥用量不小于30kg/m;3、人工填土中：鋼花管土釘設計