基坑支护结构设计与施工

第一章基坑支护结构设计概述第二章基坑支护结构荷载计算第三章基坑支护结构计算方法第四章基坑支护结构施工技术第五章基坑支护结构监测与控制第六章基坑支护结构工程实例分析01第一章基坑支护结构设计概述第一章基坑支护结构设计概述基坑支护结构设计是建筑工程中至关重要的一环，尤其在深基坑工程中。设计的主要目的是确保基坑在开挖过程中和开挖后能够保持稳定，防止土体失稳和基坑底部隆起，同时控制周边环境的变形。设计过程中需要综合考虑多种因素，包括地质条件、开挖深度、周边环境、施工方法等。本章将详细介绍基坑支护结构设计的基本原则、设计流程、关键技术问题等，并通过具体案例进行分析。首先，我们需要了解基坑支护结构的必要性。以某深基坑工程为例，该基坑深度达18米，位于市中心，周边有历史建筑和既有地铁线路。设计支护结构时面临的主要挑战包括：地下水位高（标高-2.5米），土层以饱和软粘土为主（层厚15米），且邻近建筑要求沉降量不超过30mm。若不采取有效支护，预计无支护情况下坑壁最大侧向位移可达800mm，可能导致地铁线路沉降超标。因此，设计支护结构时需要综合考虑安全性、经济性和施工可行性。例如，若采用悬臂式支护，计算显示最大弯矩达1200kN·m，可能需要截面尺寸过大的钢板桩，导致成本激增。因此，设计过程中需要采用多种方法进行对比分析，选择最优方案。第一章基坑支护结构设计概述设计原则设计流程关键技术问题安全性、经济性、施工可行性地质勘察、方案比选、参数计算、施工图绘制水土压力计算、抗隆起验算、变形控制第一章基坑支护结构设计概述设计原则安全性、经济性、施工可行性设计流程地质勘察、方案比选、参数计算、施工图绘制关键技术问题水土压力计算、抗隆起验算、变形控制第一章基坑支护结构设计概述设计原则设计流程关键技术问题安全性：确保基坑在开挖过程中和开挖后能够保持稳定，防止土体失稳和基坑底部隆起。经济性：在满足安全要求的前提下，尽量降低工程造价。施工可行性：设计方案应考虑施工条件，确保施工可行。地质勘察：对基坑周围的地质条件进行详细勘察，包括土层分布、地下水位、周边环境等。方案比选：根据勘察结果，选择合适的支护结构方案。参数计算：对支护结构进行详细计算，包括水土压力、抗隆起力、变形等。施工图绘制：根据计算结果，绘制施工图。水土压力计算：准确计算水土压力是设计支护结构的基础。抗隆起验算：确保基坑底部不会隆起。变形控制：控制基坑变形，防止周边环境受损。02第二章基坑支护结构荷载计算第二章基坑支护结构荷载计算基坑支护结构荷载计算是设计过程中的关键环节，它直接影响支护结构的设计和施工。荷载计算主要包括水土压力计算、支撑系统荷载计算、基坑底部隆起验算等。本章将详细介绍这些荷载的计算方法，并通过具体案例进行分析。首先，我们来介绍水土压力计算。水土压力是基坑支护结构的主要荷载之一，它包括主动土压力和被动土压力。主动土压力是指土体由于受到支护结构的限制而向外侧移动时产生的压力，被动土压力是指土体由于受到支护结构的限制而向内侧移动时产生的压力。水土压力的计算方法有多种，如朗肯理论和太沙基理论。朗肯理论适用于土体竖直切面，计算简单但未考虑应力路径影响；太沙基理论考虑了土体应力路径，更适用于计算变形。选择合适的计算方法对设计结果影响显著。第二章基坑支护结构荷载计算水土压力计算支撑系统荷载计算基坑底部隆起验算主动土压力和被动土压力支撑轴力、弯矩等抗隆起安全系数第二章基坑支护结构荷载计算水土压力计算主动土压力和被动土压力支撑系统荷载计算支撑轴力、弯矩等基坑底部隆起验算抗隆起安全系数第二章基坑支护结构荷载计算水土压力计算支撑系统荷载计算基坑底部隆起验算主动土压力：土体由于受到支护结构的限制而向外侧移动时产生的压力。被动土压力：土体由于受到支护结构的限制而向内侧移动时产生的压力。计算方法：朗肯理论和太沙基理论。支撑轴力：支撑系统承受的轴向力。弯矩：支撑系统承受的弯矩。计算方法：结构力学方法。抗隆起安全系数：确保基坑底部不会隆起的安全系数。计算方法：太沙基公式。03第三章基坑支护结构计算方法第三章基坑支护结构计算方法基坑支护结构计算方法是设计过程中的核心环节，它直接影响支护结构的设计和施工。计算方法主要包括水土压力计算、支撑系统荷载计算、基坑底部隆起验算等。本章将详细介绍这些计算方法，并通过具体案例进行分析。首先，我们来介绍水土压力计算。水土压力是基坑支护结构的主要荷载之一，它包括主动土压力和被动土压力。主动土压力是指土体由于受到支护结构的限制而向外侧移动时产生的压力，被动土压力是指土体由于受到支护结构的限制而向内侧移动时产生的压力。水土压力的计算方法有多种，如朗肯理论和太沙基理论。朗肯理论适用于土体竖直切面，计算简单但未考虑应力路径影响；太沙基理论考虑了土体应力路径，更适用于计算变形。选择合适的计算方法对设计结果影响显著。第三章基坑支护结构计算方法水土压力计算支撑系统荷载计算基坑底部隆起验算主动土压力和被动土压力支撑轴力、弯矩等抗隆起安全系数第三章基坑支护结构计算方法水土压力计算主动土压力和被动土压力支撑系统荷载计算支撑轴力、弯矩等基坑底部隆起验算抗隆起安全系数第三章基坑支护结构计算方法水土压力计算支撑系统荷载计算基坑底部隆起验算主动土压力：土体由于受到支护结构的限制而向外侧移动时产生的压力。被动土压力：土体由于受到支护结构的限制而向内侧移动时产生的压力。计算方法：朗肯理论和太沙基理论。支撑轴力：支撑系统承受的轴向力。弯矩：支撑系统承受的弯矩。计算方法：结构力学方法。抗隆起安全系数：确保基坑底部不会隆起的安全系数。计算方法：太沙基公式。04第四章基坑支护结构施工技术第四章基坑支护结构施工技术钢板桩施工插桩机、接缝处理、变形控制地下连续墙施工成槽机、混凝土浇筑、变形控制土钉墙施工钻机、注浆处理、变形控制支撑系统施工支撑安装、预加轴力、变形控制第四章基坑支护结构施工技术钢板桩施工插桩机：采用液压插桩机，插桩垂直度控制在1%以内。接缝处理：采用角焊缝连接，焊缝厚度控制在8mm以内。变形控制：通过调整钢板桩间距和增加支撑刚度，成功解决了问题。地下连续墙施工成槽机：采用专用成槽机，成槽垂直度控制在1/200以内。混凝土浇筑：采用导管法浇筑，混凝土坍落度控制在180mm以内。变形控制：通过调整混凝土浇筑速度和振捣方式，成功控制了变形。土钉墙施工钻机：采用专用钻机，钻孔角度偏差控制在2°以内。注浆处理：采用压力注浆，注浆压力控制在0.8MPa以内。变形控制：通过调整土钉间距和增加垫层厚度，成功控制了变形。支撑系统施工支撑安装：采用专用吊具和安装机，安装垂直度控制在1%以内。预加轴力：采用千斤顶预加轴力，预加轴力控制在设计值的5%以内。变形控制：通过调整支撑间距和增加支撑刚度，成功控制了变形。05第五章基坑支护结构监测与控制第五章基坑支护结构监测与控制水平位移监测全站仪、基准站、测量精度沉降监测GPS接收机、基准站、测量精度支撑轴力监测应变片、连接节点、测量精度第五章基坑支护结构监测与控制水平位移监测沉降监测支撑轴力监测全站仪：采用徕卡TS06全站仪，测量精度达0.1mm。全站仪操作需遵循规范要求。基准站：全站仪监测需设置基准站，确保测量精度。测量精度：全站仪监测数据可用于反馈优化设计参数。GPS接收机：采用LeicaGR5GPS接收机，测量精度达2mm。GPS接收机需设置基准站。基准站：GPS接收机监测需设置基准站，确保测量精度。测量精度：GPS接收机监测数据可用于反馈优化设计参数。应变片：采用电阻应变片，测量精度达1%。应变片连接节点需注意绝缘处理。连接节点：应变片监测需考虑应力集中效应。测量精度：应变片监测数据可用于反馈优化设计参数。06第六章基坑支护结构工程实例分析第六章基坑支护结构工程实例分析基坑支护结构工程实例分析是设计经验积累的重要环节，通过具体案例，我们可以深入了解不同地质条件下的支护结构设计和施工问题。本章将分析10个基坑支护结构工程实例，涵盖不同地质条件和支护结构类型。通过对比分析，我们可以总结出一些设计经验和施工技巧。首先，我们来分析第一个案例，某深基坑工程（深18米）采用地下连续墙支护体系。该工程位于市中心，周边有建筑物和既有地铁线路。设计过程中面临的主要挑战包括：地下水位高（标高-2.5米），土层以饱和软粘土为主（层厚15米），且邻近建筑要求沉降量不超过30mm。若不采取有效支护，预计无支护情况下坑壁最大侧向位移可达800mm，可能导致地铁线路沉降超标。因此，设计支护结构时需要综合考虑安全性、经济性和施工可行性。例如，若采用悬臂式支护，计算显示最大弯矩达1200kN·m，可能需要截面尺寸过大的钢板桩，导致成本激增。因此，设计过程中需要采用多种方法进行对比分析，选择最优方案。第六章基坑支护结构工程实例分析案例五：某地下商场基坑工程钢板桩+内支撑复合体系，深12米案例六：某桥梁基坑工程钢板桩+内支撑复合体系，深10米案例七：某学校操场改造工程土钉墙支护体系，深6米案例八：某化工仓库基坑工程钢板桩+内支撑复合体系，深6米第六章基坑支护结构工程实例分析案例五：某地下商场基坑工程钢板桩+内支撑复合体系，深12米案例六：某桥梁基坑工程钢板桩+内支撑复合体系，深10米案例七：某学校操场改造工程土钉墙支护体系，深6米案例八：某化工仓库基坑工程钢板桩+内支撑复合体系，深6米第六章基坑支护结构工程实例分析案例一：某深基坑工程地下连续墙支护体系：采用C30混凝土，厚度1.2米，最大弯矩达1800kN·m。地质条件：土层以饱和软粘土为主，层厚15米，地下水位高，需考虑水土压力折减系数。施工方法：采用钻孔灌注桩作为支撑，间距3米，预加轴力控制在设计值的5%以内。案例二：某复杂基坑工程钢板桩+内支撑复合体系：钢板桩采用SS400钢板桩，厚度1.5米，支撑系统采用H型钢梁，间距4米。地质条件：土层以饱和软粘土和砂质土为主，层厚分别为8米和4米，地下水位高，需考虑水土压力折减系数。施工方法：采用钻孔灌注桩作为支撑，间距3米，预加轴力控制在设计值的5%以内。案例三：某软土地基基坑工程土钉墙支护体系：土钉采用M16钢筋，间距1.5米，垫层采用碎石垫层，厚度500mm。地质条件：土层以饱和软粘土为主，层厚8米，地下水位高，需考虑水土压力折减系数。施工方法：采用钻孔灌注桩作为支撑，间距3米，预加轴力控制在设计值的5%以内。案例四：某地铁车站基坑工程地下连续墙支护体系：采用C30混凝土，厚度1.2米，最大弯矩达1800kN·m。地质条件：土层以饱和软粘土为主，层厚15米，地下水位高，需考虑水土压力折减系数。施工方法：采用钻孔灌注桩作为支撑，间距3米，预加轴力控制在设计值的5%以内。案例五：某地下商场基坑工程钢板桩+内支撑复合体系：钢板桩采用SS400钢板桩，厚度1.5米，支撑系统采用H型钢梁，间距4米。地质条件：土层以饱和软粘土和砂质土为主，层厚分别为8米和4米，地下水位高，需考虑水土压力折减系数。施工方法：采用钻孔灌注桩作为支撑，间距3米，预加轴力控制在设计值的5%以内。案例六：某桥梁基坑工程钢板桩+内支撑复合体系：钢板桩采用SS400钢板桩，厚度1.5米，支撑系统采用H型钢梁，间距4米。地质条件：土层以饱和软粘土和砂质土为主，层厚分别为8米和4米，地下水位高，需考虑水土压力折减系数。施工方法：采用钻孔灌注桩作为支撑，间距3米，预加轴力控制在设计值的5%以内。07第六章基坑支护结构工程实例分析总结与展望通过对10个基坑支护结构工程实例的分析，我们可以总结出一些设计经验和施工技巧。首先，我们需要了解基坑支护结构的必要性。以某深基坑工程为例，该基坑深度达18米，位于市中心，周边有历史建筑和既有地铁线路。设计支护结构时面临的主要挑战包括：地下水位高（标高-2.5米），土层以饱和软粘土为主（层厚15米），且邻近建筑要求沉降量不超过30mm。若不采取有效支护，预计无支护情况下坑壁最大侧向位移可达800mm，可能导致地铁线路沉降超标。因此，设计支护结构时需要综合考虑安全性、经济性和施工可行性。例如，若采用悬臂式支护，计算显示最大弯矩达1200kN·m，可能需要截面尺寸过大的钢板桩，导致成本激增。因此，设计过程中需要采用多种方法进行对比分析，选择最优方案。总结与展望通过对10个基坑支护结构工程实例的分析，我们可以总结出一些设计经验和施工技巧。首先，我们需要了解基坑支护结构的必要性。以某深基坑工程为例，该基坑深度达18米，位于市中心，周边有历史建筑和既有地铁线路。设计支护结构时面临的主要挑战包括：地下水位高（标高-2.5米），土层以饱和软粘土为主（层厚15米），且邻近建筑要求沉降量不超过30mm。若不采取有效支护，预计无支护情况下坑壁最大侧向位移可达800mm，可能导致地铁线路沉降超标。因此，设计支护结构时需要综合考虑安全性、经济性和施工可行性。例如，若采用悬臂式支护，计算显示最大弯矩达1200kN·m，可能需要截面尺寸过大的钢板桩，导致成本激增。因此，设计过程中需要采用多种方法进行对比分析，选择最优方案。总结与展望通