第8章__基坑工程.ppt

1 第8章基坑工程 2 8 1概述8 2围护结构型式及适用范围8 3支护结构上的荷载8 4悬壁式围护结构内力分析8 5单锚式围护结构内力分析8 6基坑的稳定验算 3 8 1概述 基坑的概念 指为进行建筑物基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间 基坑工程的概念 为保证基坑施工安全和周围环境不受到损害 对基坑进行一系列勘察 设计 施工和检测等工作 这项综合性的工程称为基坑工程 4 5 深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现 国外 圆形基坑的深度已达74m 日本 直径最大的达98m 日本 而非圆形基坑的深度已达到地下 层 法国 国内 上海88层的金茂大厦 基坑平面尺寸为170m 150m 基坑开挖深度达19 5m 上海的汇京广场 围护结构与相邻建筑最近的距离仅40cm 而无支撑基坑的开挖深度也已达到了9m 基坑工程的发展 6 基坑工程特点 工程量大 基坑围护方法多 对工程勘察要求高 基坑工程事故多 7 围护结构的概念为保证基坑周围的建筑物 构筑物 地下管线不受损坏 以及满足无水施工条件 所设置的挡土和截水的结构称为围护结构 两个功能 一是挡土 二是止水 分两类 支护型 将支护墙 排桩 作为主要受力构件 加固型 充分利用加固土体的强度 8 8 2围护结构型式及适用范围 一 围护结构型式 放坡开挖及简易支护悬臂式围护结构重力式围护结构内撑式围护结构拉锚式围护结构土钉墙围护结构其他 拱式 沉井 门架式 9 二 悬臂式围护结构 概念 一切没有支撑和锚固的围护结构均可归属为悬臂式围护结构 常采用 钢筋混凝土排桩 木板桩 钢板桩 钢筋混凝土板桩 地下连续墙等型式 特点 依靠足够的入土深度和结构的抗弯刚度来挡土和控制墙后土体及结构的变形 适用 土质较好 开挖深度较小的基坑工程 缺点 对开挖深度十分敏感 容易产生大的变形 10 11 12 地下连续墙接头管接头的施工程序a 开挖槽段 b 吊放接头管和钢筋笼 c 浇筑砼 d 拔出接头管 e 形成接头 13 三 重力式围护结构 主要为水泥土重力围护结构 通常由水泥搅拌桩组成 特点 水泥土和它包围的天然土形成了重力挡土墙 可以维持土体稳定 适用 较浅的 基坑周边场地较宽裕的 对变形控制要求不高的基坑工程 14 搅拌桩 插筋 面板 15 四 内撑式围护结构 由挡土结构和支撑结构两部分组成 挡土结构常由密排钢筋混凝土桩和地下连续墙支撑结构有水平支撑和斜支撑两种 适用于 各种土层和基坑深度 16 钢管支撑 17 钢筋混凝土支撑 18 19 20 21 22 各种支撑的特点 23 五 拉锚式围护结构 拉锚式围护结构由两大结构组成 挡土结构和锚固结构 挡土结构有 钢板桩 灌注桩排桩 地下连续墙等 拉锚结构有 锚杆和地面拉锚 适用于 砂土或粘土地基 24 六 土钉墙围护结构 通过在基坑边坡中设置土钉 形成加筋土重力式挡土墙 适用于 地下水位以上的地基 25 各种围护结构的适用范围 26 8 3支护结构上的荷载 土压力 水压力计算 常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法 根据不同的土性和施工条件 分为水土合算和水土分算两种方法 由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大 对基坑挡土结构工程造价影响很大 故需要非常慎重的舍取 要根据具体情况合理选择 27 1 水土分算 水土分算是分别计算土压力和水压力 以两者之和为总的侧压力 适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况 一般适用于碎石土和砂土 有效应力法 总应力法 28 2 水土合算法 水土合算是将土和土孔隙中的水看做同一分析对象 适用于不透水和弱透水的黏土 粉质黏土和粉土 有效应力法 总应力法 29 8 4悬臂式支护结构内力计算 破坏形式 支护结构的强度破坏 支护结构的稳定破坏 30 一 悬臂围护结构的受力分析图 悬臂桩工作原理简图支护结构的变形 31 二 悬臂式支护结构计算 悬臂式支护结构嵌固深度计算简图 1 嵌入深度的确定 先假定一个嵌入深度d 进行试算法 直到上式相等时为临界深度d 实际上应考虑安全储备的要求 32 2 最大弯矩计算 则支护的最大弯矩值 由剪力Q 0条件确定最大弯矩和截面位置 即 根据最大弯矩设计支护结构的截面 截面尺寸 配筋等 33 8 5单锚式围护结构内力分析 一 平衡法 自由端法 适用于底端自由支承的单锚式挡土结构 可采用下列方法确定最小入土深度d和水平向每延米所需锚固力Ra 对A点取矩 令 则可解得 34 二 等值梁法 有支承的挡土结构的变形曲形有一反弯点 等值梁法认为该点的弯矩为0 于是可把挡土结构划分为图示两段想梁 上部为简支梁 下部为一次超静定结构 这样就可进行计算了 适用于底端嵌固的单锚式挡土结构 35 8 6基坑稳定验算 稳定验算包括边坡整体稳定 抗隆起稳定和抗渗流稳定等 边坡整体稳定主要是采用瑞典圆弧法以及毕肖普法