7第五章 深基础03ppt课件

第五章深基础 主讲 崔德山 目录 1 沉井基础2 地下连续墙3 箱桩基础4 大直径桩墩基础 1 沉井基础 目的 减小开挖 保证边坡稳定性材料 砖 素混 钢混 钢 沉井的用途 1 重型结构物基础 烟囱2 江河上的结构物 桥墩3 取水结构物 水泵房4 地下工程 厂房 油库及矿井5 邻近建筑物的深基础 防滑动6 房屋纠倾工作井 冲土或掏土 沉井的类型 1 按沉井断面形状分类 单孔沉井 单排孔沉井 多排孔沉井 沉井的类型 2 按沉井竖向剖面形状分类 柱形沉井 锥形沉井 阶梯形沉井 沉井的类型 3 按沉井所用材料分类 砖石沉井 素混凝土沉井 钢筋混凝土沉井 沉井的结构 包括 刃脚 井筒 内隔墙 底梁 封底与顶盖 不小于150mm 硬土层需要钢板 40 60倾角 内径不小于900mm 挡土 水压力 克服摩擦力和端阻力 有容纳空间 提高钢度 便于分别开挖和纠斜 高于底面0 1 1米 达设计标高后 混凝土封底 以防水和土进入 设凹槽 封盖 成空心沉井 或在其上建房 沉井的施工 1 准备工作 平整场地 放线定位2 沉井制作 现浇或预制3 沉井下沉 达设计强度70 人工挖土 排水下沉法 不排水下沉法4 测量监控 每班2次5 沉井封底 8小时沉降小于10mm6 施工特殊问题 突然大幅度下沉 倾斜 不均匀下沉 沉井的设计 1 沉井的高度 顶面入地0 2米 或在地下水位以上0 5米2 平面形状与尺寸 比上部结构底面多20cm 大型厚 0 5 1米 中小型厚 0 3 0 4米3 地基承载力 自重和抗浮力的验算 2 地下连续墙 地下连续墙施工工艺原理 地下连续墙施工工艺 是在工程开挖土方之前 用特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下每次开挖一定长度 一个单元槽段 的沟槽 待开挖至设计深度并清除沉淀下来的泥渣后 把地面上加工好的钢筋骨架 一般称为钢筋笼 用起重机械吊放入充满泥浆的沟槽内 用导管向沟槽内浇筑混凝土 混凝土由沟槽底部开始逐渐向上浇筑 并将泥浆置换出来 待混凝土浇至设计标高后 一个单元槽段即施工完毕 各个单元槽段之间由特制的接头连接 形成连续的地下钢筋混凝土墙 地下连续墙为封闭状 则基坑开挖后 地下连续墙既可挡土又若可防水 为地下工程施工提供条件 地下连续墙也可以作为建筑的外墙承重结构 两墙合一 则大大提高了施工的经济效益 在某些条件下 地下连续墙与 逆作法 技术共同使用是深基础很有效的施工方法 会大大提高施工的工效 地下连续墙的适用范围 地下连续墙施工起始于50年代的意大利 目前已成为地下工程和深基础施工中的有效施工方法 我国的一些重大地下工程和深基础工程是利用地下连续墙工艺完成的 取得了很好的效果 如广州白天鹅宾馆 广州花园饭店 上海电信大楼 上海国际贸易中心 新上海国际大厦 金茂大厦 北京王府井宾馆等高层建筑深基础工程中都应用了地下连续墙 我国目前施工的地下连续墙 最深的达65 4m 最厚的达1 30m 最薄的为0 45m 国外施工的地下连续墙 最深的已达131m 垂直精度可达1 2000 应用 地下连续墙施工技术于1950年出现在意大利 SantaMalia大坝下深达40米的防渗墙及Venafro附近的储水池及引水工程中深达35m的防渗墙 日本于1959年引进该技术 广泛应用于建筑物 地铁及市政下水道的基坑开挖及支护中 并作为地下室外墙承受上部结构的垂直荷载 我国将地下连续墙首次用于主体结构是在唐山大地震 1976 后 在天津修复一项受震害的岸壁工程中实施 1977年 上海研制成功导板抓斗和多头钻成槽机 优点 1 适用于各种土质 在我国目前除岩溶地区和承压水头很高的砂砾层必须结合采用其他辅助措施外 2 施工时振动小 噪音低 除了产生较多泥浆外 对环境影响相对较少 3 在建筑物 构筑物密集地区可以施工 对邻近的结构和地下设施没有什么影响 4 可在各种复杂条件下进行施工 如已经塌落的美国110层的世界贸易中心大厦的地基 为哈得逊河河岸 地下埋有码头 垃圾等 且地下水位较高 5 防渗性能好 地下连续墙的防渗性能好 能抵挡较高的水头压力 除特殊情况外 施工时基坑外不再需要降低地下水位 6 可用于 逆筑法 施工 缺点用途 不足及局限性弃土及废弃泥浆的处理问题 增加工程费用 如处理不当 造成环境污染施工不当或土质条件特殊时 易出现不规则超挖或槽壁坍塌 轻则引起混凝土超方和结构尺寸超出容许的界限 重则引起相邻地面沉降 坍塌 危害邻近建筑和地下管线安全与板桩 灌注桩及水泥土搅拌桩相比 地下连续墙造价高 选用时必须经过技术经济比较 合理时采用施工机械设备价格昂贵 施工专业化程度高地下连续墙主要用于 建筑物的地下室 地下停车场 地下街道 地下铁道 地下道路 泵站 地下变电站和电站 盾构等工程的竖井 挡土墙 防渗墙 地下油库 各种基础结构等 概述一 作用 防渗 挡土 地下室外墙的一部分 适用范围 坑深大 土质差 地下水位高 邻近有建 构 筑物 逆作法施工 复合结构的一部分 二 特点 刚度大 挡土 挡水 可用于任何土质 施工无振动 噪音低 成本高 采用专用设备 施工技术复杂 逆筑法 施工技术 传统的施工多层地下室的方法是开敞式施工 即大开口放坡开挖 或用支护结构围护后垂直开挖 挖至设计标高后浇筑钢筋混凝土底板 再由下而上逐层施工各层地下室结构 待地下结构完成后再进行地上结构施工 对于深度大的多层地下室 用上述传统方法施工存在一些问题 首先支护结构的设置存在一定困难 由于基坑很深 支护结构的挡墙长度很大 费用增加 尤其是基坑内部支护结构的支撑用量大 一方面需用大量大规格的钢材 另一方面也增加了地下结构施工的难度 其次如用井点设备降低地下水时 水位的降低会引起土体固结 使周围地面产生降沉 如不采取特殊措施 亦会危及基坑附近的建筑物 地下管线和道路 深基坑的开挖 基坑的变形和周围地面的沉降是施工中急待解决的问题之一 逆筑法 的工艺原理 先沿建筑物地下室轴线 地下连续墙也是地下室结构承重墙 或周围 地下连续墙等只用作支护结构 施工地下连续墙或其他支护结构 同时在建筑物内部的有关位置 柱子或隔墙相交处等 根据需要计算确定 浇筑或打下中间支承柱 作为施工期间于底板封底之前承受上部结构自重和施工荷载的支撑 然后施工地面一层的梁板楼面结构 作为地下连续墙刚度很大的支撑 随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构 直至底板封底 与此同时 由于地面一层的楼面结构已完成 为上部结构施工创造了条件 所以可以同时向上逐层进行地上结构的施工 这样地面上 下同时进行施工 直至工程结束 与传统施工方法比较 用 逆筑法 施工多层地下室有下述优点 1 缩短工程施工的总工期2 基坑变形小 相邻建筑物等沉降少 23 板壁式 应用最多 适用于各种直线段和圆弧段墙体T形和 形地下连续墙 适用于开挖深度较大 支撑垂直间距大的情况格形地下连续墙 前两种组合在一起的结构形式 可不设支撑 靠其自重维持墙体的稳定预应力U形折板地下连续墙 新式地下连续墙 是一种空间受力结构 刚度大 变形小 能节省材料 工程应用中的连续墙形式 地下连续墙的类型 板壁式 U形折板 T形 形 24 分为临时挡土墙 防渗墙 用作主体结构兼做临时挡土墙的地下连续墙和用作多边形基础兼做墙体的地下连续墙按墙身材料分为土质墙 砼墙 钢筋砼墙及组合墙地下连续墙做为基坑围护结构 又兼做地下工程永久性结构的一部分时 按构造形式分 分离壁式 整体壁式 单独壁式 重壁式 按用途分类 施工工艺导墙施工 槽段开挖 清孔 插入接头管和钢筋笼 水下浇筑混凝土 初凝后 拔接头管 图2 22钻抓法施工地下连续墙的施工工艺 1 修筑导墙作用 挖槽导向 防止槽段上口塌方 存蓄泥浆和作为测量的基准 深度一般1 2m 顶面高出施工地面 防止地面水流入槽段 如图2 23 2 挖槽段单元槽段的划分 10 20m 目前我国常用的挖槽设备为导杆抓斗 图2 24 和多头钻槽机 图2 25 3 清槽段清槽的方法有沉淀法和置换法两种 图2 26 4 钢筋笼吊放钢筋笼的起吊应用横吊梁或吊架吊点布置和起吊方式要防止起吊时引起钢筋笼变形 SJ5地下连续墙钻机 back back 5 槽段接头连接两相邻单元槽段之间地下连续墙的施工接头 最常用是接头管方式 另外还有接头箱接头等 图2 27 6 浇混凝土导管法 水下浇混凝土 back back 地下连续墙作为支护结构时的内力计算 用作支护结构的地下连续墙 作用于其上的荷载主要是土压力 水压力和地面荷载引起的附加荷载 若地下连续墙用作永久结构 还有上部结构传来的垂直力 水平力和弯矩等 作用于地下连续墙主动侧的土压力值 与墙体刚度 支撑情况及加设方式 土方开挖方法等有关 当地下连续墙的厚度较小 开挖土方后加设的支撑较少 较弱 其变形较大 主动侧的土压力可按朗肯土压力公式计算 作为支护结构的地下连续墙 其内力计算方法国内采用的有 弹性法 塑性法 弹塑性法 经验法和有限元法 根据我国的情况 对设有支撑的地下连续墙 可采用竖向弹性地基梁 或板 的基床系数法 m法 和弹性线法 应优先采用前者 对一般性工程或墙体刚度不大时 亦可采用弹性线法 此外有限元法 亦可用于地下连续墙的