《地基与基础工程》课件第6章-BW

第6章基坑开挖与降水§6.1概述§6.2基坑支护方法§6.3基坑支护之水土压力§6.4基坑的稳定计算§6.5排桩、地下连续墙设计计算§6.6基坑的地下水控制1本章学习要求：

掌握:常用基坑支护方法的原理、特点、适用条件；基坑支护结构受力计算方法；基坑稳定性验算内容、方法；基坑地下水控制方法。本章主要参考标准《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)第6章基坑开挖与降水2§6.1概述根本概念建筑基坑：为进行建(构)筑物根底及地下室施工而开挖的地面以下空间。基坑周边环境：基坑开挖影响范围内包括既有建(构)筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体以及地下水体等体系的统称。基坑支护：为保证地下结构施工及基坑周边环境的平安，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固和保护措施。3§6.1概述基坑工程：是指为建(构)筑物根底工程及其他地下工程施工所开展的基坑设计、开挖、降水、支护、土体加固及监测等综合性工程。4§6.1概述武汉阳逻长江大桥南锚碇深基坑(直径70m,深61m,采用厚1.5m地下连续墙

)润杨大桥北锚碇50m深基坑(矩形平面69m*50m,采用厚1.2m的嵌岩地下连续墙)5§6.1概述基坑工程的特点常采用临时支护结构，平安储藏小，风险高：很强的地域性及个案性；属综合性很强的系统工程；涉及结构、岩土、工程地质及环境等多门学科，且与勘察、设计、施工、检测等工作环环相扣，紧密联系。较强的时空效应；支护结构荷载及其效应的时空变异性对周边环境会产生较大影响；开挖、降水均对基坑周边环境产生影响6§6.1概述基坑工程的设计原那么及内容6.1.4.1设计原那么(1)既保证支护结构的强度、稳定性、变形要求，又确保基坑周边环境的平安；(2)设计方案的技术可行性；(3)设计方案的经济合理性.6.1.4.2设计内容(1)基坑场地及周边环境的详细勘察；(2)支护体系方案的技术、经济比照及选型；(3)支护结构设计及其强度、稳定、变形验算，基坑内外土体稳定性验算；7§6.1概述(4)基坑降水、止水帷幕或支护墙抗渗设计，基坑内外土体的变形验算(抗渗、坑底突涌)；(5)基坑开挖施工方案与监测方案设计。基坑支护设计的相关规定——《建筑基坑支护技术规程》JGJ120－993.1.1基坑支护结构应以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计；3.1.2基坑支护极限状态分以下两类：承载能力极限状态：对应于支护结构到达最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏。8§6.1概述正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已阻碍地下工程施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。3.1.3基坑支护设计应按下表选用相应的侧壁平安等级及重要性系数：9§6.1概述3.1.6根据基坑承载能力极限状态、正常使用极限状态的设计要求，基坑工程应按以下规定进行计算和验算：1.基坑工程均应进行承载能力极限状态计算，内容包括：根据基坑支护形式及其受力特点，进行土体稳定性计算；基坑支护结构受压、受弯、受剪承载力计算;当有锚杆或支撑时，应进行其承载力计算和稳定性验算；10§6.1概述2.对平安等级为一级及对支护结构变形有限定的二级基坑侧壁，应对周边环境及支护结构变形进行验算。3.地下水控制计算和验算抗渗透稳定性验算；基坑底突涌稳定性验算；按支护结构设计要求进行地下水位控制计算.11§6.2基坑支护方法6.2.0概述

常见的基坑支护结构的类型如下：放坡开挖及简易支护；悬臂式支护结构；水泥土桩墙支护结构；拉锚式支护结构；土钉墙支护结构；内撑式支护结构；其他支护结构。12§6.2基坑支护方法放坡开挖及简易支护原理：按一定坡度，保持土体自稳，必要时支护。特点：施工简便、费用低；挖土及回填土方量大。适用条件：土质较好、深度不大、具有充足的施工场地时，坑壁平安等级宜为三级。13§6.2基坑支护方法悬臂式支护结构方法：不设内撑和锚拉结构，靠支护结构入土深度提供支护力，如板桩、排桩墙。原理：靠支护结构足够的入土深度和抗弯能力提供支护反力，保持侧壁稳定。特点：对开挖深度敏感，容易产生较大变形，支护结构弯矩较大。适用条件：地基土质较好、开挖深度较浅(通常支护高度<5m)。板桩适用：坑壁平安等级为二、三级；排桩适用：坑壁平安等级为一、二、三级.14§6.2基坑支护方法15§6.2基坑支护方法水泥土桩墙支护结构方法：通过深层搅拌机械将水泥和土拌和成具有一定强度的水泥土桩，作为支护结构。原理：利用搅拌成形的具有一定强度的水泥土桩提供支护力，一种重力挡土墙结构。特点：就地取才，施工方便。适用条件：淤泥、淤泥质土等软土。基坑深度不宜大于6m。坑壁平安等级宜为二、三级16§6.2基坑支护方法17§6.2基坑支护方法拉锚式支护结构方法：挡土结构和外拉结构组合而成的支护结构。挡土结构常采用钢筋混凝土桩和地下连续墙。外拉结构常采用地面拉锚和土层锚杆。原理：利用挡土结构和外力结构组合提供支护力。特点：支护力大、施工简便、经济。适用条件：地面拉锚适用于地面开阔、无障碍的小型基坑；土层锚杆适合于深部有较好土层的地层，不宜用于软粘土地层。坑壁平安等级宜为二、三级18§6.2基坑支护方法19§6.2基坑支护方法土钉墙支护结构方法：由被加固土体、土钉(细长金属杆)和喷射混凝土面板组成的支护结构。原理：利用被加固土体、土钉和喷砼面板组合成类似重力挡土墙的结构，提供支护力。特点：施工简便、适应性强、应用范围广。适用条件：适合于地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土地层，不宜用于淤泥或淤泥质土。基坑深度不宜大于12m。坑壁平安等级宜为二、三级.提示：注意锚杆、土钉在支护机理方面的异同！见周景星教材P265~266!20§6.2基坑支护方法21§6.2基坑支护方法内支撑式支护结构方法：“内支外护”，由围护和内撑体系组成。围护体系常用钢筋混凝土桩、钢板桩、地下连续墙。内撑体系可采用水平支撑或斜支撑，常采用木方、钢筋混凝土、钢管或型钢等。原理：利用围护结构和内撑结构组成空间受力体系，提供支护力。特点：支护力大、适应性强、支撑体系占据施工空间。适用条件：各种类型地基土；一般与围护结构共同使用。22§6.2基坑支护方法23§6.2基坑支护方法支撑结构：基坑深度较大，悬臂挡墙强度和变形不能满足要求时，需增设支撑系统。支撑结构的分类：平面布置形式：围檩、水平支撑、立柱组成对撑：贯穿基坑全长或全宽；角撑：基坑角部邻边；八字撑：对撑端部；环形撑.24角撑对撑环形支撑§6.2基坑支护方法25§6.2基坑支护方法26材料钢管:优点：自重小，装、拆方便，可复用。随挖随撑，可施加预应力。缺点：刚度小，节点多。设计、施工不当易变形。钢筋混凝土:优点:刚度大、现浇节点牢固，可靠性高，适用于平面支撑复杂体系。缺点：自重大、养护时间长、材料不能重复使用，撤除困难。§6.2基坑支护方法27布置要点因地制宜,经济合理：支撑材料与体系布置据基坑平面形状和尺寸，综合技术经济指标优化；平安可靠：支撑体系受力明确，充分发挥杆件的力学性能，在稳定性和控制变形方面满足对周围环境保护的设计标准要求。方便施工：在平安可靠的前提下，体系布置应最大限度地方便土方开挖和主体结构快速施工要求。§6.2基坑支护方法28§6.2基坑支护方法地下连续墙定义：在泥浆护壁条件下，利用专门的成槽机械，在地面开挖狭长的深槽，槽内设置钢筋笼，浇注混凝土，形成的地下钢筋混凝土连续墙。注：按支护机理，应属悬臂式支护结构，但支护深度大。工程应用：基坑围护结构：挡土、防渗、截水、抗滑；建筑物根底：承受上部结构荷载；用作地下结构边墙。用于基坑支护时，坑壁平安等级可为一、二、三级.29§6.2基坑支护方法主要工序：修筑导墙；制备泥浆；挖槽；钢筋笼吊装；槽段的连接；混凝土浇筑；锁口管起拔；开挖支护。30§6.2基坑支护方法修筑导墙：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，承受施工荷载。导墙结构：现浇钢筋混凝土。深度一般1～2m，顶面高出施工地面，防止地面水流入槽段。3132§6.2基坑支护方法制备泥浆：泥浆作用：护壁、携渣、润滑.泥浆材料：膨润土。泥浆性质：密度；粘度；失水量；PH值；稳定性.33§6.2基坑支护方法挖槽：导杆抓斗；多头钻成槽机.34§6.2基坑支护方法钢筋笼吊装：应采用横吊梁或吊架；吊点布置和起吊方式要控制钢筋笼变形。35钢筋笼吊放36§6.2基坑支护方法槽段连接：直接关系到墙体抗渗性最常用是接头管方式。37锁口管吊放386混凝土浇筑397锁口管起拔408开挖和支护地铁车站基坑41§6.2基坑支护方法地下连续墙的优缺点：

优点：施工振动小，噪音低，适于在城市施工；能紧邻相邻建筑及地下管线施工，沉降及变位易控制；墙体刚度大、整体性好，结构和地基的变形都较小，既可用于超深围护结构，也可用于主体结构；为整体连续结构，墙厚一般≥60cm，钢筋保护层较大，耐久性好，抗渗性能也较好；可用于逆作法施工42§6.2基坑支护方法缺点：弃土及废泥浆处理：增加了工程费用，处理不当易污染环境.地质和施工条件的适应性:最适于软塑、可塑粘性土层。地层条件复杂时，施工难度增加，影响工程造价。槽壁坍塌：地下水位急剧上升、护壁泥浆液面急剧下降、有软弱疏松或砂性夹层、泥浆的性质43§6.2基坑支护方法不当或已经变质、施工管理不当等，都可引起槽壁坍塌。槽壁坍塌轻那么引起墙体混凝土超方和结构尺寸超出允许的界限，重那么引起相邻地面沉降、坍塌，危害邻近建筑和地下管线的平安。44§6.2基坑支护方法地下连续墙的工程适用条件：基坑深度≥10m；软土地基或砂土地基；在密集的建筑群中施工基坑，对周围地面沉降、建筑物的沉降要求须严格限制；围护结构与主体结构相结合，用作主体结构的一局部，对抗渗有较严格要求；采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。45§6.2基坑支护方法6.2.8SMW(SoilMixingWall)工法连续墙定义：又称加劲水泥土地下连续墙。利用多轴搅拌机钻进切削土体，同时注入水泥浆液，经充分搅拌混合后，再将H型钢或其他型材插入搅拌桩体内，形成地下连续墙体，作为挡土和止水结构.注：本方法亦属地下连续墙，属悬臂式支护。主要工序：导沟开挖，导轨铺设；钻掘搅拌，原位成桩；补强材(H型钢)置入固定。注意：支护使命结束，型钢拔除回收。46§6.2基坑支护方法优点：施工对邻近土体、周围环境影响小；墙体连续性好，具有良好的止水性；构造简单、工期短；造价低；排土少，环境污染小。适用:土性条件：粘性土、粉土、砂土、砂砾土。成墙厚度550～1300mm(常用600mm)；成墙最大深度目前为65m，视地质条件尚可更深。47§6.2基坑支护方法48§6.2基坑支护方法49§6.2基坑支护方法其他形式的支护结构双排桩支护结构连拱式支护结构逆作拱墙支护结构竖直≤2.5m水平8～10m50§6.2基坑支护方法6.2.10基坑支护方案的比选1.开挖深度≤6m〔一层地下室〕 软土地区软弱土层、地下水位较高时方案1：搅拌桩〔格构式〕挡土墙；方案2：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水，设一道支撑；方案3：环境允许，钢板桩或预制混凝土板桩，设1-2道支撑；方案4：狭长的排管工程采用主柱横档板或打设钢板桩设支撑方案5：可应用SMW工法 51§6.2基坑支护方法地质条件较好、地下水位较低时方案1：场地允许可放坡开挖；方案2：以挖孔灌注桩或钻孔灌注桩做成悬臂式挡墙，需要时亦可设一道拉锚或锚杆；方案3：土层适于打桩，同时环境又允许打桩时，可打设钢板桩52§6.2基坑支护方法2.开挖深度6~11m〔二层地下室〕 软土地区软弱土层、地下水位较高时方案1：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水，设一至二道支撑；方案2：围护结构作永久结构的可采用设支撑的地连墙；方案3：环境条件允许时，可打设钢板桩，设二至三道支撑；方案4：可应用SMW工法；方案5：较长排管工程，采用钢板桩，设3-4道支撑，或灌注桩后加必要的降水帷幕，设3-4道支撑 53§6.2基坑支护方法地质条件较好、地下水位较低时方案1：挖孔灌注桩或钻孔灌注桩加锚杆或内支撑；方案2：钢板桩支撑并设数道拉锚；方案3：较陡的放坡开挖，坡面用喷锚混凝土及锚杆支护，亦可用土钉墙54§6.2基坑支护方法3.开挖深度11~14m〔三层地下室〕 软土地区软弱土层、地下水位较高时方案1：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水，设三至四道支撑；方案2：对于环境要求高的，或要求围护结构兼作永久结构的，采用设支撑的地下连续墙，可逆筑法，半逆筑法施工；方案3：可应用SMW工法；方案4：对于特种地下构筑物，在一定条件下可采用沉井〔箱〕.55§6.2基坑支护方法地质条件较好、地下水位较低时方案1：挖孔灌注桩或钻孔灌注桩加锚杆或内支撑；方案2：局部地区地质条件差，环境要求高的可采用地下连续墙作临时围护结构，亦可兼作永久结构，采用顺筑法或逆筑法，半逆筑法施工；方案3：可研究应用SMW工法56§6.2基坑支护方法4.开挖深度>14m〔四层以上地下室或特殊结构〕软土地区软弱土层、地下水位较高时方案1：有支撑的地下连续墙作临时围护结构，亦可兼作主体结构，采用顺筑法或逆筑法，半逆筑法施工；方案2：对于特殊地下构筑物，特殊情况下可采用沉井〔箱〕57§6.2基坑支护方法地质条件较好、地下水位较低时方案1：有经验、工程实例前提下，可采用挖孔灌注桩或钻孔灌注桩加锚杆或内支撑；方案2：采用地下连续墙作临时围护结构，亦可兼作永久结构，采用顺筑法或逆筑法，半逆筑法施工；方案3：可应用SMW工法。58§6.3基坑支护之水土压力土压力及其影响因素——土力学内容6.3.1.1根本概念静止土压力：主动土压力：被动土压力：59§6.3基坑支护之水土压力6.3.1.2支护结构上土压力的影响因素(1)支护结构的变形；(2)基坑开挖支护状况；(3)土体类别与性质；(4)其他因素：基坑开挖时空效应；地下水形态及降排方式；地面堆载、施工设备超载；相邻建筑物的影响。60§6.3基坑支护之水土压力6.3.2支护结构上的水压力6.3.2.1地下水赋存形态及土压力计算(1)上层滞水定义：赋存于包气带(地表与潜水面之间的地带)中局部隔水透镜体上方的水.特点：分布范围有限；具有自由水面；受大气降水、地表水补给，不稳定。工程影响：水土压力计算时，对于弱透水性地层中的上层滞水，可不考虑静水压力，按饱和重度计算水土压力.61§6.3基坑支护之水土压力承压水潜水上层潜水包气带62§6.3基坑支护之水土压力(2)潜水定义：赋存于地表下第一隔水层上面的水特点：受大气降水、地表水补给；具自由水面.工程影响：水压按静水压力计算；潜水位以下的砂层，水土压力分算，土体重度取有效重度；潜水位以下的弱隔水层，水土压力合算，土体重度取饱和重度。63§6.3基坑支护之水土压力(3)承压水定义：赋存于两个隔水层之间的有压水.特点：上下部均有隔水层；承压,无自由水面.工程影响：基坑下部有承压水时，有基底土体隆起甚至突涌破坏危险，需验算渗流稳定性。64§6.3基坑支护之水土压力6.3.2.1基坑内排水情况下均匀土层内的水压力基坑开挖过程中水压力的变化特点：通常采取降、排水措施；基坑内外存在水头差，发生渗流；水的渗流状态与地层渗透系数、基坑开挖速度等有关；严格来讲，基坑内外水压力应考虑渗流过程进行计算.65§6.3基坑支护之水土压力基坑快速开挖、土体渗透性差时：基坑内外地下水渗流难以到达稳定状态，水压力随时间不断变化；简化方法：按“净水压力”计算66§6.3基坑支护之水土压力考虑渗流时的基坑内外水压力计算：基坑内外渗流时水头损失取决于水力坡降和路径;支护结构底部内、外水压相等(“净水压力”为零)。z水力坡降i67§6.3基坑支护之水土压力68§6.3基坑支护之水土压力考虑渗流时基坑内外土压力的计算：渗流对土颗粒产生同方向的“渗流力”；应考虑“渗流力”对土体竖向应力的改变；土体竖向应力直接影响侧向土压力的大小。关于考虑渗流时，水、土压力的计算可参考：汤连生等.考虑地下水渗流的基坑水土压力计算新图式[J].岩土力学,2004,25(4):565~569注：该文章第566页，式(6)中“2”误“z”，式(6)下面一段中，B点水压力表达式亦有误！69§6.3基坑支护之水土压力6.3.3水土压力计算6.3.3.1地下水位以上水土压力计算基坑工程：地表一般呈水平状态；计算方法：朗肯(Rankine)土压力理论基坑外侧：主动土压力；基坑内侧：被动土压力。注：1〕回忆Rankine、Coulomb土压力理论的公式由来、适用条件！2〕理解土性分层、顶面存在超载、存在地下水条件下的土压力计算方法！70§6.3基坑支护之水土压力6.3.3.1地下水位以下水土压力计算无粘性土(碎石、砂土等)—水土压力分算；土取有效重度；土的强度指标：有效应力指标。粘性土——水土压力合算土取饱和重度；土的强度指标：快剪指标.注：分算/合算之关键，在于土体能否自由传递静水压力！分算、合算涉及土体抗剪强度指标(快剪/慢剪/固结快剪)选择，较复杂！71§6.3基坑支护之水土压力重点推荐的学术文章：关于水土压力的分算与合算:李广信.基坑支护结构上水土压力的分算与合算[J].岩土工程学报,2000,22(3):348~352陈愈炯,温彦峰.基坑支护结构上的水土压力[J].岩土工程学报,1999,21(2):139~143魏汝龙.再论总应力法及水和土压力——与陈愈教授商榷.岩土工程学报,1999,21(4):509~51072§6.4基坑的稳定计算6.4.1基坑工程的失效形式基坑整体失稳破坏；基坑底土体隆起破坏；围护结构滑移破坏；围护结构倾覆破坏；围护结构底部地基破坏；围护结构“踢脚”失稳；围护结构的自身结构性破坏；止水帷幕功能失效及坑底渗透变形破坏；支锚体系失稳破坏。73§6.4基坑的稳定计算基坑壁失稳,道路塌陷74§6.4基坑的稳定计算土钉墙的垮塌75§6.4基坑的稳定计算地连墙失稳76§6.4基坑的稳定计算支撑结构自身破坏77§6.4基坑的稳定计算钢支撑围护结构失稳78§6.4基坑的稳定计算6.4.2基坑的一般稳定验算6.4.2.1基坑整体稳定性验算(1)破坏形式：坑壁土体及围护结构整体滑移，围护结构上部向坑外倾倒，底部向坑内移动，坑底土体隆起，坑外地面下陷。基坑整体失稳79基坑整体稳定性验算(P190,6-38)(2)验算公式：以下为根本公式；注意：滑动面过桩体、含水压力情况下的公式.土体强度指标：快剪指标，或三轴试验中的不排水强度指标。目的：确定支护结构的嵌固深度80§6.4基坑的稳定计算6.4.2.2基坑底隆起破坏(1)破坏形式：受基坑内外竖向压力差作用，坑外土体过量沉陷，坑底土体严重隆起破坏。通常发生在软土基坑中；基坑底部隆起变形较大时，表示土体中的塑已较严重，如围护结构和内支撑能形成整体性好的体系，那么塑流仅引起坑外地面下沉，影响环境平安；如采用自立式结构或节点强度差的支撑体系，隆起可能是整体失稳的前兆；稳定性不能得到有效控制，将发生整体性失稳。81§6.4基坑的稳定计算(2)验算方法之一:考虑墙体极限弯矩的抗隆起分析假定:滑动面是过墙底的圆弧面;开挖面下墙体抵抗土体隆起。滑动力矩MS,L:开挖深度以上墙后土重及地表超载.抗滑力矩MR,L:竖向滑动面摩阻力；圆弧滑动面摩阻力；墙体极限抵抗矩.82§6.4基坑的稳定计算抗隆起平安系数:KL=MR,L/MS,L≥1.2~1.3计算流程：选定墙体入土的不同嵌固深度；开展抗隆起平安性验算；KL为最小值时的入土深度为所求嵌固深度.方法适用：适用于中等强度和较软弱的粘性土地层。83太沙基和普朗特坑底抗隆起稳定性验算(3)验算方法之二:太沙基和普朗特抗隆起分析假定:墙底平面视为求地基承载力的基准面;参照地基整体滑动破化形态及承载力公式开展验算。滑动力矩MS,L:开挖深度以上墙后土重及地表超载.抗滑力矩MR,L:滑动土体的抗剪强度；墙底平面以上坑内土体自重(相当于基底以上超载).84太沙基和普朗特坑底抗隆起稳定性验算抗隆起平安系数:

85基坑底软土抗隆起稳定性验算(4)验算方法之三:坑底软土抗隆起分析抗隆起平安系数:86§6.4基坑的稳定计算6.4.2.3基坑底渗流稳定性验算(1)破坏形式：流砂或流土破坏：砂土等透水性地层中，受基坑内外水头差作用,水力梯度超过临界梯度时,出现流砂或流土.坑底土体突涌破坏：坑底以下存在承压含水层时，隔水层厚度缺乏将无法抵抗含水层水压力，导致坑底土体突涌。87§6.4基坑的稳定计算(2)流砂、流土验算公式：88§6.4基坑的稳定计算(3)坑底土体突涌验算公式：··hsPw

89§6.4基坑的稳定计算6.4.2.4围护结构倾覆失稳破坏(1)破坏形式：在坑外主动土压力的作用下，围护结构绕其下部的某点转动，围护结构顶部向坑内倾倒破坏。主要发生在重力或悬臂式围护结构。(2)说明：抗倾覆力矩：围护结构自重、坑底被动抗力的力矩。倾覆力矩：墙后主动土压力、墙底水的扬压力;关于转动中心的位置：传统方法是将转动中心放在围护结构的前趾；但也有认为绕前趾上面或下面的某一点转动较合理，特别是软土地区因基底土较软弱，前趾有下沉可能。90§6.4基坑的稳定计算(3)重力式挡墙抗倾覆稳定验算公式:91§6.4基坑的稳定计算6.4.2.5围护结构水平滑移破坏(1)破坏形式：主要发生在重力式结构中，在坑外主动土压力作用下，围护结构向坑内平移。(2)说明：抗滑移的阻力：底面摩阻力、粘聚力、内侧被动土压力。滑动力：墙后主动土压力、水压力合力。当坑底土软弱或围护结构底部的地基土软化时，墙体发生滑移失稳92§6.4基坑的稳定计算(2)抗水平滑移验算公式:93§6.4基坑的稳定计算6.4.2.6基坑支护结构踢脚破坏(1)破坏形式：在侧向水土压作用下，基坑支护结构绕水平支撑点的转动失稳破坏。主要发生在内支撑或锚拉支护体系基坑；单支撑的基坑中，可能发生挠支撑点转动：围护结构上部向坑外倾倒、下部向上翻的失稳模式，故形象地称为“踢脚”失稳。多支撑的围护结构中一般不会产生踢脚失稳，除非其它支撑都已失效，只有一道支撑起作用的情况。

94§6.4基坑的稳定计算(2)踢脚失稳验算公式:Ep95§6.4基坑的稳定计算6.4.3重力式水泥土挡墙的稳定性验算6.4.3.1抗倾覆稳定性验算——见前文6.4.3.2抗水平滑移稳定性验算——见前文6.4.3.3墙底地基承载力验算——略6.4.3.4墙身强度验算——略参见周景星教材P27996§6.4基坑的稳定计算6.4.4土钉墙的稳定性验算根本概念：土钉墙：采用土钉加固土体与护面等组成的支护结构。土钉：安设于土体钻孔内，通过灌浆形成受拉杆体，提高土体抗剪强度及整体性的加筋材料.土层锚杆：由设置于钻孔内，端部深入到稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体形成的受拉杆体。97§6.4基坑的稳定计算6.4.4.1整体抗圆弧滑动稳定性验算滑动力：土条自重力(含顶面超载)沿滑动面切向分量.阻滑力：土条底端面上的粘聚力；自重力(含顶面超载)沿滑动面的法向分量引起的摩擦阻力；土钉拉力沿沿滑动面的切向分量，及其法向分量引起的摩擦阻力.98§6.4基坑的稳定计算6.4.4.1整体抗圆弧滑动稳定性验算99§6.4基坑的稳定计算100§6.4基坑的稳定计算6.4.4.2土钉的抗拉拔稳定性验算pajsxjszjαj101§6.5排桩、地下连续墙的设计计算6.5.1嵌固深度确实定6.5.1.1悬臂式支护结构xt净土压线102§6.5排桩、地下连续墙的设计计算6.5.1.2具有单层支点的支护结构xt净土压线103§6.5排桩、地下连续墙的设计计算6.5.1.3《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99关于嵌固深度的规定3.多层支点排桩、地下连续墙嵌固深度按圆弧滑动简单条分法确定(见规程附录D)；4.按上述方法确定的悬臂结构、单层支点支护结构的嵌固深度hd<0.3h时，宜取hd＝0.3h

;多层支点结构hd<0.2h，宜取hd＝0.2h.104§6.5排桩、地下连续墙的设计计算4.1.2当基坑底为碎石土与砂土，基坑内排水且作用有渗透水压力时，侧向截水的排桩、地下连续墙的嵌固深度还应满足以下抗渗透稳定性条件：例题——自学！例6-1P283-284例6-2P288-289105§6.5排桩、地下连续墙的设计计算土层锚杆与支撑体系作用：减小嵌固深度；减小支护结构内力；减小坑壁侧移与墙后地表沉降，减轻对周边环境的影响。106§6.5排桩、地下连续墙的设计计算6.5.2.1土层锚杆适用：土质好(非软粘土)，有施工条件的场地.锚杆抗拉承载力设计值确实定1.现场锚杆拉拔试验法抗拉承载力设计值＝极限承载力/Fs;适用：坑壁平安等级为一级，或缺乏地区经验的二级基坑。2.公式计算法适用：具有地区经验的二级基坑坑壁，以及平安等级为三级的基坑坑壁锚杆长度：107§6.5排桩、地下连续墙的设计计算锚杆长度：锚固段.自由段：超过滑动破裂面。108§6.5排桩、地下连续墙的设计计算6.5.2.2内支撑结构支撑结构的内力计算：结构力学方法立柱：受压构件；腰梁：多跨连续梁.具体的荷载取值、计算方法参见:《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99109§6.6基坑的地下水控制基坑工程中控制地下水的必要性地下水作用：影响岩土性状、建筑稳定和耐久性浮托作用;渗流：潜蚀、流砂、涌土;静水压力;物理－化学作用：土体结构不稳定,混凝土结构腐蚀地下水控制目的：获得基坑开挖的干作业空间；保证基坑边坡和底板的稳定性；保证基坑周边环境的平安及正常使用。110§6.6基坑的地下水控制地下水控制的原理与方法原理：截水、防渗：基坑周围或底部形成止水帷幕排水、降水：需防控降水诱发的不均匀沉降方法：截水；集水明排；井点降水；回灌；引渗.111§6.6基坑的地下水控制6.6.3截水基坑周围或底部形成止水帷幕，常用防渗墙。防渗墙：一般应深入不透水地层，也可采用悬挂式垂直防渗与坑内水平防渗相结合的方案.常用形式：钢筋混凝土地连墙;SMW;旋喷桩；搅拌桩；注浆帷幕.112§6.6基坑的地下水控制6.6.4集水明排基坑开挖及根底施工、养护期间，基坑四周开挖集水沟，聚集坑壁及坑底渗水，并引向集水井。特点：设备简单，费用低；可单独使用，也可与其他方法联合使用。适用：适用于涌水量不大、坑壁土体较稳定的工程；单独使用时，降水深度不大于5m。为防止抽水引发流砂，饱和粉细砂层防止采用.113§6.6基坑的地下水控制114§6.6基坑的地下水控制6.6.4降水法基坑周围地层中，埋设带滤管的降水工具，在不扰动土体结构的条件下，抽排地下水。分类：轻型井点；喷射井点；管井井点；深井泵井点;电渗井点。115§6.6基坑的地下水控制轻型井点降水：利用真空作用抽水。系统由滤管、集水总管、连接管和抽水设备等组成。特点：能有效拦截地下水流入基坑，有利于保持边坡和桩间土稳定。占用场地大、设备多、投资大。适用条件：粘土、粉土、砂土、填土等渗透系数较小，k=0.1~20(或50)m/d的地层。降水深度为3～6m时，采用单排井点；6～12m可采用双排井点。116§6.6基坑的地下水控制117§6.6基坑的地下水控制喷射井点降水；喷射井点一般有喷水和喷气两种，井点系统由喷射器、高压水泵和管路组成。特点：降水深度大、管网复杂、效率低、本钱高。适用条件：粘土、粉土、砂土、填土等渗透系数较小，k=0.1~20(或50)m/d的地层；适用于降水深度较大(8~20m)的降水工程。粗砂等大粒径土层中，循环水流大，经济性差，不宜采用，可采用深井泵。118§6.6基坑的地下水控制喷射井点降水系统：119§6.6基坑的地下水控制管井井点降水又称大井抽水。利用钻孔成井，在基坑外侧每隔一定距离设置一个井管，每个井管安装一台或几个井管合用一台抽水泵，同时抽水。特点：井壁管直径一般大于200mm，排水量大、排水效果好、设备简单、易于维护。

适用条件：适用于渗透系数为1(或20)~200m/d的土层；降水深度为3~5m。120§6.6基坑的地下水控制管井井点降水系统：121§6.6基坑的地下水控制深井泵井点降水利用钻孔成井，多采用单井单泵(潜水泵或深井泵)抽取地下水。特点：排水量大，降水深(可达50m)；不受吸程限制，排水效果好；井距大，对平面布置干扰小。适用条件：适用于中、强透水含水层(如砂砾、砂卵石等)，渗透系数为10~250m/d；降水深度大于15m的降水工程。122§6.6