地基基础工程设计第六章基坑工程PPT

2022/10/26第6章基坑坑工工程程2022/10/26内容提提要基坑工工程概概述围护结结构的分类类与适用范范围围护结结构的的设计计计算算支护结结构稳稳定性性验算算基坑降降排水设设计2022/10/266.1基基坑坑工程程概述述1、概念念基坑工工程是我国国当前前地基基基础础领域域一个个重要要的研研究方方向。。属于于岩土土工程程的一一部分分，是是一个个综合合性的的岩土土工程程难题题，它它是指指建（（构））筑物物基础础工程程或其其他地地下工工程施施工中中所进进行的的基坑坑开挖挖、降降水、、支护护和土土体加加固以以及监监测等等的综综合性性工程程。其其是一一个古古老而而又有有时代代特点点的岩岩土工工程课课题。。2022/10/262、基坑工工程的特特点（1）基坑围围护体系系是临时时结构，，安全储储备较小小，具有有较大的的风险性性。（2）基坑工工程具有有很强的的区域性性。（3）基坑工工程具有有很强的的个性。。（4）基坑工工程综合合性强。。（5）基坑工工程具有有较强的的时空效效应。（6）基坑工工程是系系统工程程。2022/10/26基坑开挖挖时，如如岩土体体较为均均匀且坡坡顶无堆堆积荷载载、坡底底以上无无地下水水，则可可以采用用放坡开挖挖。放坡控制制的边坡坡高度和和坡度可可根据经经验或参参照同类类岩土体体的稳定定坡高和和坡度确确定。当当无经验验时，可可按表6-1、表6-2确定。6.2放坡开挖挖与支撑撑开挖2022/10/26土层类别土的状态坡高允许值（m）坡度（高宽比）允许值人工填土中密以上51:1.00~1:1.50粘性土坚硬61:0.50~1:1.00硬塑51:0.80~1:1.25可塑51:1.00~1:1.50粉土中密51:1.00~1:1.25碎土石稍密51:0.75~1:1.00中密51:0.50~1:0.75密实61:0.40~1:0.50表6-1土层边坡坡允许坡坡度值（取自中中华人民民共和国国行业标标准《建筑基坑坑支护技技术规程程》（JGJI20-99）岩土类别岩土类型风化程度坡度（高宽比）允许值坡高≤8m8m≤坡高≤15m硬质岩砂岩、石灰岩、千枚岩、花岗岩微风化1:0.0~1:0.11:0.1~1:0.2中风化1:0.1~1:0.21:0.2~1:0.4强风化1:0.2~1:0.41:0.4~1:0.6软质岩泥岩、砂质泥岩、泥质砂岩微风化1:0.2~1:0.31:0.3~1:0.4中风化1:0.3~1:0.41:0.4~1:0.6强风化1:0.4~1:0.61:0.6~1:0.8极软岩泥岩、砂质泥岩微风化1:0.3~1:0.41:0.4~1:0.6中风化1:0.4~1:0.61:0.6~1:0.82022/10/26表6-2岩土边坡坡允许坡坡度值（取自中中华人民民共和国国行业标标准《建筑基坑支护护技术规程》（JGJI20-99））如果坡高大于于表6-1、表6-2允许值时。应应设置过渡平平台分级放坡坡，土质边坡坡的过渡平台台的宽度一般般为1~2m，岩土边坡的的过渡平台宽宽度应不小于于0.5m。采用人工放坡坡开挖时，应应采取坡顶、、坡脚和坡面面排降水措施施。对坡面应应采取水泥砂砂浆抹面、沙沙（土）包叠叠置、塑料薄薄膜覆盖、喷喷浆或挂网喷喷混凝土等保保护措施。2022/10/26支撑开挖当基坑位于城城市中心地带带、建筑物稠稠密地区时，，往往就不具具备放坡开挖挖的条件。因因为放坡开挖挖需要基坑平平面以外有足足够的空间供供放坡之用，，如在此空间间内存在邻近近建（构）筑筑物基础、地地下管线、运运输道路等，，都不允许放放坡，此时就就只能采用围围护墙进行垂垂直开挖的施施工方法。如在坑内对围护护墙加设支撑撑称为内支撑。如在坑外对围围护墙拉设支支撑，则称拉锚（土锚））。2022/10/26支护结构的内内支撑体系包包括围檩、支撑和和立柱。2022/10/26图6-1对撑式内支撑撑1—围檩；2—支撑；3—立柱；4—桩（工程桩或或专设桩）；；5—围护墙支护结构的内内支撑，按材材料分为钢支撑和钢筋筋混凝土支撑撑两类。钢支撑常用者者为钢管支撑和型钢支撑两种。钢筋混凝土支支撑，是随着挖土土的加深，根根据设计规定定的位置现场场支模浇筑的的支撑。支护结构的支支撑在平面上上的布置形式式有角撑、对撑、、桁架式、框框架式、环形形等。支护结构的支支撑在竖向的的布置，主要取决于基坑深度、围围护墙种类、、挖土方式、、地下结构各各层楼盖和地地板的位置等。2022/10/262022/10/262022/10/262022/10/26目前广泛使用用的基坑支护护结构类型主主要有以下几几大类：（1）放坡开挖及及简易围护结结构；（2）悬臂式围护护结构；（3）内撑式围护护结构；（4）拉锚式维护护结构；（5）土钉墙围护护结构；（6）其它型式围围护结构。主主要有门架式式围护结构；；拱式组合型型围护结构；；锚喷网围护护结构；加筋筋水泥土墙围围护结构；冻冻结法围护结结构等。6.3围护结构的分分类与适用范范围放坡开挖结构构及适用范围围2022/10/262022/10/26悬臂式式围护护结构构及适适用范范围悬臂式式围护护结构构示意意图如如图6-5所示。。悬臂臂式围围护结结构常常采用用钢筋筋混凝凝土桩桩排桩桩墙、、木板板桩、、钢板板桩、、钢筋筋混凝凝土板板桩、、地下下连续续墙等等型式式。悬臂式围护护结构构适用用于土土质较较好、、开挖挖深度度较浅浅的基基坑工工程。。2022/10/26内撑式式围护护结构构及适用范范围内撑式式围护护结构构由围护结结构体体系和内撑体体系两部分分组成成。围围护结结构体体系常常采用用钢筋筋混凝凝土桩桩排桩桩墙和和地下下连续续墙型型式。。内撑撑体系系可采采用水水平支支撑和和斜支支撑。。根据据不同同开挖挖深度度又可可采用用单层层水平平支撑撑、二二层水水平支支撑及及多层层水平平支撑撑，分分别如如图6-6（a）（b）及（（d）所示示。当当基坑坑平面面面积积很大大，而而开挖挖深度度不太太大时时，宜宜采用用单层层斜支支撑如如图6-6（c）所示示。内撑式式围护护结构构适用用范围围广，，可适适用各各种土土层和和基坑坑深度度。2022/10/262022/10/26拉锚锚式式围围护护结结构构及及适用用范范围围拉锚锚式式围围护护结结构构由由围护护结结构构体体系系和锚固固体体系系两部部分分组组成成。围护护结结构构体体系系同同于于内内撑撑式式结结构构，，常常采采用用钢钢筋筋混混凝凝土土排排桩桩墙墙和和地地下下连连续续墙墙两两种种。。锚锚固固体体系系可可分分为为锚锚杆杆式式和和地地面面拉拉锚锚式式两两种种。。随随基基坑坑深深度度不不同同，，锚锚杆杆式式也也可可分分为为单单层层锚锚杆杆、、二二层层锚锚杆杆和和多多层层锚锚杆杆。。地地面面拉拉锚锚式式围围护护结结构构和和双双层层锚锚杆杆式式围围护护结结构构示示意意图图分分别别如如图图6-7（a）和和（（b）所所示示。。地地面面拉拉锚锚式式需需要要有有足足够够的的场场地地设设置置锚锚桩桩，，或或其其他他锚锚固固物物。。锚锚杆杆式式需需要要地地基基土土能能提提供供锚锚杆杆较较大大的的锚锚固固力力。。锚锚杆杆式式较较适适用用于于砂砂土土地地基基，，或或粘粘土土地地基基。。由由于于软软粘粘土土地地基基不不能能提提供供锚锚杆杆较较大大的的锚锚固固力力，，所所以以很很少少使使用用。。2022/10/262022/10/26土钉钉墙墙围围护护结结构构及及适用用范范围围土钉钉一一般般通通过过钻钻孔孔、、插插筋筋和和注注浆浆来来设设置置，，传传统统上上称称砂浆浆锚锚杆杆。土钉墙墙围围护护结结构构适适用用于于地地下下水水位位以以上上或或人人工工降降水水后后的的粘粘性性土土、、粉粉土土、、杂杂质质土土及及非非松松散散砂砂土土、、卵卵石石土土等等，，不不适适用用于于淤淤泥泥质质土土及及未未经经降降水水处处理理地地下下水水位位一一下下的的土土层层地地基基中中基基坑坑围围护护。。土土钉钉墙墙围围护护基基坑坑深深度度一一般般不不超超过过18m，使使用用期期限限不不超超过过18个月月。。2022/10/26其他他形形式式围围护护结结构构及及适用用范范围围门架架式式围围护护结结构构门架式式围围护护结结构构示示意意图图如如图图6-9所示示。门架式围围护结构构适用于于开挖深深度已超超过悬臂臂式围护护结构的的合理围围护深度度的基坑坑工程。。其合理理围护深深度可通通过计算算确定。喷锚网围围护结构构喷锚网围护护结构是是由锚杆杆（或锚锚索）、、钢筋网网喷射混混凝土面面层于边边坡土体体组成。喷锚网围围护结构构示意图图如图6-10所示。分分析计算算主要考考虑土坡坡稳定。。不适用用于含淤淤泥土和和流砂的的土层。2022/10/26冻结法围围护通过冻结结基坑四四周土体体，利用用冻结土土抗剪强强度高，，止水性性能好的的特性，，保持基基坑边坡坡稳定。。冻结法法围护对对地基土土类适用用范围广广，但应应考虑其其冻融过过程对周周围的影影响，电电源不能能中断，，以及工工程费用用等问题题。2022/10/262022/10/26围护结构的设设计计算包含含一下三中结结构的设计计计算：（1）悬臂式围护结构设设计计算（2）锚式围护结构构设计计算（3）土层锚杆结构设计计计算6.4围护结构的设设计计算悬臂式围护结结构设计计算悬臂式支挡结结构主要依靠靠嵌入坑底土土内的深度平平衡上部地面面超载、主动动土压力及水水压力所形成成的侧压力。。因此，对于于悬臂式支挡挡结构，嵌入入深度至关重重要。同时需需计算支挡结结构所承受的的最大弯矩，，以便进行支支挡结构的断断面设计和构构造。2022/10/262022/10/262022/10/262022/10/262022/10/262022/10/26锚式围护结构构设计计算锚式围护结构构的设计计算算分为三部分分：（1）支挡结构顶部拉拉锚设计计算（2）支挡结构任意位位置拉锚设计计计算（3）支挡结构多层拉拉锚设计计算算。2022/10/26支挡结结构顶顶部拉拉锚的的设计计计算2022/10/262022/10/262022/10/262022/10/26支挡结结构任任意位位置的的拉锚锚设计计计算支挡结结构任任意位位置的的拉锚锚计算算分两两种情情况进行：（1）支挡结构构嵌入入深度度较浅（2）支挡结构构嵌入入深度度较深2022/10/262022/10/26202