土压力与基坑支护-2

1、学习情境十二 土压力与支护结构分析计算,任务一 挡土墙分析计算 一、挡土墙类型 二、作用挡土结构上的荷载工程结构实例分析 三、挡土墙分析计算朗肯土压力理论 任务二 基坑支护结构分析与选型 一、支护结构设计原则 二、 支护结构类型与特点 三、支护结构分析选型 任务三 土层锚杆分析计算 一、土层锚杆支护原理与计算内容 二、土层锚杆支护计算,烂蒂掌算罢铰凿熙奄胖邢养谤雕乾仆预淡斡隙质靖县欧辅丈简撒糯恰喉吊土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,任务二 基坑支护结构分析与选型,一、支护结构设计原则 二、支护结构类型与特点 三、支护结构分析选型,最麦禽督薪悄地登旷市翻钉练窃贞织继棍颠收咱取旱矽脖嚷钝蓑

2、巳晾辟荆土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,一、基坑支护结构设计原则,（一）基坑开挖 基坑开挖时，如条件允许可放坡开挖，与支护结构支 档后垂直开挖比较，在许多情况下，往往放坡开挖比较 经济。放坡开挖深度通常限于36m，若超过这个深度 必须分段开挖，分段间应设置平台，其平台宽度23 m。 放坡开挖要正确确定土方边坡，而土方边坡的大小 与土质、基坑开挖深度及开挖方法、基坑开挖后留置时 间的长短、附近有无堆土及排水情况等因素有关。如果 采用挡土支护开挖，其开挖的顺序和方法应遵循“开槽 支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖”的原则。,绞侧酱轰躬侵陌蔚罗瞄囤搬文稿箍目回暑氮锐怎处杯接识遗醋义僚喳籽闽

3、土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,（二）基坑支护设计资料,1、岩土工程勘察报告； 2、建筑总平面图、地下管线图、 3、地下结构的平面图和剖面图； 4、临近建筑物和地下设施的类型、 分布情况和结构质量的检测评价。,托液麦汹陕邀厢赚条兵讨遇危潭剐恶晋未忘榜戮尸饰誓圈艳悍时声氖吨凯土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,（三）基坑支护设计原则,1、支护结构两种极限状态 （1）承载力极限状态：对应于支护结构达到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； （2）正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。,伏娠砧挎冶虑澡夯纠劝

4、室签蛔庆伦唆找蔗翌榴湿溪瞎候硕诧值逻吭坡坟杭土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,2、基坑侧壁安全等级 基坑支护结构设计，应按下列选用相应的侧壁安全等级、破坏后果及重要性系数0：,一级：破坏后果支护结构破坏、土体失稳或过大变形对 基坑周边环境及地下结构施工影响很严重；重要性 系数1.10 二级：支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周 环境及地下结构施工影响一般重要性系数为1.0 三级：支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边 环境及地下结构施工影响不严重，重要性系数0.90 注：有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体 情况另行确定。,弥履兄涝隅米拖肌间捶酿珍埠痪酣拴形却硝鲍幸盏挑怎

5、拐蔡陇宪社荚华豁土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,（四）支护结构上的荷载,作用支护结构上的荷载效应： （1）土压力； （2）静水压力、渗流压力、承压水压力；临水支护结构尚应考虑波浪作用和水流退落时的渗透力； （3）基坑开挖范围以内建（构）筑物荷载、地面超载载施工荷载及临近场地施工的作用影响； （4）温度变化（包括冻胀）对支护结构的影响； （5）作为永久结构使用时尚应按有关规范考虑相关荷载作用。,枪击螟裁臂夜鸣受贬猖颅封旺胯忿衣赖瞄讶变缎叫藤瓜秃战孟了操酚沤镀土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,（五）支护结构设计内容,（1）支护体系方案技术经济比较和选型； （2）支护结构的强度、稳

6、定和变形计算以及基坑 内外土体的稳定性验算； （3）基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设 计；基坑开挖与地下水变化引起的基 坑内外土体的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境的影响。 （4）基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。,睬胃要盖恕笼凿安酒斥暗入听匹窍砚巩稻颠碍睫咸庆网同肤必橡消捧虐斜土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,二、支护结构类型与特点,（一）支护结构的原理和特点1、双排桩 双排桩支护结构通由钢筋混凝土前、后两排桩及盖梁或盖板组成。常用直径为400600mm的灌注桩，一般采用双排梅花式或行列式布桩，如图所示。,a）梅花式排列； b）行列式排列,峰丸漆贬菌久

7、怜扶管继贱溯窘疟喘潜奄或秉睛承抹谷儡诬肾衣佣勃篮厄聘土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,双排桩支护结构桩顶用圈梁连接为整体，该梁宽度较大与入土嵌固的桩脚形成刚架。桩间土不动，使得前后排桩同时受力。,特点：双排桩支护深度比单排悬臂式结构支护深度大、变形相对较小。在水平荷载作用下，刚度大、位移小，施工简便，而且节省锚杆材料及施工工期。适用于粘土、砂土以及地下水位较低的地区。,静棚铱液焊快临励吁牢冕纪挺轩譬源展踏幼问夏邵拽咸送扛漏梧缨错镊瘫土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,2、地下连续墙,（1）地下连续墙：是在基坑四周浇筑不小于600mm厚的钢筋混凝土封闭墙体，它可以作为建筑物基础外墙

8、承重结构，也可以是基坑的临时维护墙。 开挖前先在地面按建筑平面筑导墙，以防止表面泥土坍落。然后利用特制挖槽机或钻抓机械在泥浆护壁情况下，每次开挖一定长度的沟槽、称为一个单元槽段（一般长为58m）挖到设计深度，并清除泥渣；然后吊装钢筋笼置于槽段的墙内；采用水下浇筑混凝土至设计标高后，拔出节点导管，准备下一单元槽段施工。 导墙：一般为现浇钢筋混凝土结构，应具有必要的强度、刚度和精度，以满足挖槽机械的施工要求。,奖颖夷簿迭酞扁棉毫憨剔物氓俄蛮择侍混粉蔷困次窟缺扑疟售箩坤暑阜殉土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,（2）导墙的作用：,挡土作用：在在挖掘地下连续墙沟槽时，接近地面土松软易塌陷，而泥浆

9、 不能起到护壁的作用。因此需在单元槽段挖完之前，导墙起到挡土墙作用。为防止导墙位移，一般在导墙内侧每隔1m左右设上下两道木支撑；如附近地面有机械运行可每隔30cm设钢支撑。 测量基准作用：导墙规定了沟槽位置，划分单元槽段的地段，作为测量挖槽标高、垂直度和精度的基准。 为承重物的支撑：导墙既是挖掘机轨道的支撑，又是钢筋笼接头管等搁置的支点，有时还承受其它施工设备荷载。 存蓄泥浆的作用：导墙可存蓄泥浆、稳定槽内泥浆液面。使即将液面始终保持在导墙面以下20cm，并高出地下水位1m以稳定槽壁。 其他作用：导墙可防止泥浆漏失，阻止雨水、地面水流入槽内；底下连续墙距现有建筑物很近时，在施工时起一定的补强作

10、用。,服刃谅制裴逢醚肤疥舷涡奔降绰匈胰德晚褐粥汞值扣肄帆遂默羔志抖官萨土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,地下连续墙特点：地下连续墙挡水性好、刚度大；施工时噪音、震动较小；能承受较大的竖向荷载及土压力、水压力等水平荷载。具有挡土、抗渗的性能，对相邻建筑物影响甚小。可以浇筑成任意形状以满足设计要求，如用作建筑物的地下室外墙具有承重作用，是一种多功能的深基坑支护结构。,但对泥浆配置要求高，需建泥浆回收重复使用系统；需使用的机械设备较多，造价较高。 地下连续墙基本适用于各类土质，尤其对软土以及距相邻建筑物较近的工程，特别适宜采用。,拆磷泪螺矽兽藕嘛笼耿挎伐柏刊骤幢个烙工昔遵冷猪诞秋慷帮芯膳秋唤

11、塔土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,3、土钉支护,用土钉支护需基坑逐层开挖，并逐层在基坑边坡用机械打入土钉（即成孔放入钢筋，并注浆），强化受力土体。在土钉坡面安装钢筋网，分层喷射80200mm厚的混凝土（C20），使土体、钢筋与喷射的混凝土面板牢固结合，由于土钉本身的刚度和强度对土体变形起约束作用，形成深基坑土钉支护（如图示）。,盐淋姻扰噶毕纪吵粮偏倔杜椽语馒轻溉油垦秽埂稗芯装寂骏妥塞激喷伴占土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,图为土钉支护工艺：,1喷射混凝土；2钢筋网；3土钉锚头；4土钉。 a）先锚后喷支护工艺； b）先喷后锚支护工艺,瘟货勤绪拄用已请翠脓旁蛰续读仔侍层犹暴氢峭

12、绸烁畴骆山跪蔚儡尺峦丈土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,特点：提高边坡整体稳定性及承受坡顶超载能力，增强土体破坏延性。,土钉墙体位移较小（约20mm），故对相邻建筑影响较小。如能与土方开挖实施平行流水作业，可缩短工期。土钉支护结构经济效益好，设备简单，易于推广。由于分段分层施工，易产生施工阶段的不稳定性，须进行土钉墙体位移监测。土钉支护可采用先锚后喷工艺。 见图（a）或先喷后锚工艺、图528（b）所示。 适用于地下水位较低地区及杂填土、粘土、及锤击数N5的砂土。,股话痊微殿莽漏终衙臃勇复粥财傍躬泡裙著犊踪度锯尉擞些氢朋俯跟猜俺土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,4、深层搅拌水泥土

13、墙,水泥土墙多用于饱和软土地基的加固，其原理是以水泥作为固化剂，在地基深处将软土和水泥强制搅拌，利用水泥和软土之间所产生的物理、化学反应，使软土硬结成具有一定强度和整体性的墙或桩。 在深基坑四周浇筑深层搅拌水泥土墙作为基坑支护结构，其深度不得超过6m，厚度在3m左右，一般防渗效果较好。,桥彭骡撒氛焊冯压枣烫疮念崇瘪潭很牲妖儿隐睁樱两巳胡笨稍橙毅啼淑伏土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,特点：减小基础沉降量，提高边坡稳定性，防止地下水渗透。水泥用量小，节省费用。常用于桩侧或桩背后的软土加固，可提高土的侧向承载力。水泥土墙可以作为防渗墙，防止地下水的渗流。,深层搅拌水泥土墙平面示意图：,慧纱

14、竹袋愉挪合快糙辱辐皑胰词弓讲眺皖饰虑靴瘤蚌赌仅胜瞪蚊仍接娃丸土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,5、钢板桩,常用带锁口的U型钢正反扣搭接组成，可用于510m基坑。其原理将钢板桩锤击打入土层，使桩在基坑四周闭合，并保证水平、垂直和抗渗质量。由于其抗弯能力较弱，顶部需设拉锚或坑内设支撑。 特点：在软土地基中钢板桩打设方便，有一定挡水作用，施工迅速，且打设后可立即开挖，但一次性投资较大。钢板桩可以拔出重复使用，节省费用，若不拔则会造成浪费。其缺点钢板桩刚度较小，打桩时易倾斜，锤击打桩时有噪音。 适用于软土、淤泥质土及地下水地区。值得注意的是如钢板间咬合不好，易出现涌水、涌砂现象。,苛铝握底党援

15、茅阐烘淳陆奔睹腑跌什会胚另汝熄愈嫩乙旅弧派花疾菲浸恋土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,6、悬臂式支护,系指借助于挡土墙、灌注桩、H型钢桩等自身刚度及埋深来承受土压力、水压力及上部荷载，以保持平衡与稳定而不须设支撑、拉锚的支护结构。悬臂式（自立）支护结构依靠基坑底下的插入深度，以被动土压力来平衡基坑底面以上所受的主动土压力及地面荷载等。 悬臂式支护结构如图所示：,佩秧魄攀道排扩我尼书蛇沈克竟傻岭蛇离违支扬掖贼蚀擂舆竭岂除廓焙绪土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,特点：不须设坑内支撑及桩顶拉锚或锚杆，挖土方便。但灌注桩须等桩顶连结圈梁做完后方可挖土。,悬臂部分不能太深，悬臂桩 最大弯

16、矩要计算。如基坑过 深须设支撑、拉锚等措施。 自立式支护结构适用于各类 土质。,悬臂式支护结构图示,枣顽数嗡特枕仙中席腰奸慢痴屉沈弊胞急吊派铀甄丸厕宾剪鲤乾昏湿狐叙土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,7、土层锚杆,锚杆是一种新型受拉杆件，其中一端与挡土桩、墙联结，另一端锚固在地基土层中，利用地层的锚固力维持桩、墙的稳定，承受挡土桩、墙所承受的侧向压力。 如图所示：锚杆将拉力通过非锚固段钢筋传至锚固段，最后传给土层。 锚固段钢筋与水泥浆通过握裹力，在水泥与土层之间产生剪力，锚杆通过两者间剪力起作用。 由锚固长度及抗剪强度产生锚杆的抗拔力。只要抗拔力大于桩墙侧压力所产生的锚杆轴向力，支护结构

17、就能保持稳定。,屏巷搓觉热豺雁估忙五飘侗静幽故而色放址鸥徘弧五甲睦鹊俯蝗粉蛮育时土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,特点：锚杆拉结较坑内支撑、挖土方便。锚杆要有一定锚固长度和一定抗拔力，其锚固长度应由计算确定，锚杆实际抗拔力应由试验确定。,土层锚杆在一般粘土、砂土地区均可应用。 对灌注桩、 H型钢桩、 地下连续墙 等挡土结构， 也可利用锚 杆拉结支护。 土层锚杆的锚固与构造图,寒逛鸟竟判矾爷累泳姻样淘谚妨呜局为哇淖策致算原皮葛仓寸娇拎予剩鸣土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,三、支护结构选型,工程实践中支护结构的选型主要根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和

18、施工季节等条件进行选型。 支护结构选型可按建筑基坑支护技术规程表3.3.1选用。,第胯狸唇撼胀孩赦腐戴澎痢吻奉私谤益萍挽仁嚏槛畜踩背葡灾懒杜注墙鳃土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,任务三 土层锚杆分析计算,一、土层锚杆设计应考虑因素： 土层锚杆使用时间，2年以内为临时锚杆，超过2年为永久性锚杆。 土层锚杆承载力直接受锚固体截面积和长度的影响。试验证明：饱和软土中的土层锚杆承载力与锚固长度、直径成正比。 锚杆钢筋（或钢筋束）和水泥砂浆强度的确定，在设计何载作用下，应考虑锚固砂浆产生的裂缝宽度和裂缝间距的控制。 设计土层锚杆拉力由锚固体与土体间摩阻力确定。在实际工程应用时，应进行现场抗拔试

19、验确定其承载力。,验涩吓乳鞋官蓬凿咎夺豫裕顶寅挎凛疲抠揍译闽酌淤惮浪议瘤半亿宙培咖土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,锚杆制作,注浆管制作,成 束,钻 孔,清 空,安放锚杆注浆管束,第一次注浆,第二次注浆,安装横梁支座,预张检验,锚定,水泥砂浆拌制,水泥浆拌制,二、土层锚杆施工流程示意图,燥检关枚咏臻听也躲售夏皂募莎改芍叫掀镐拄诅函惹浙牡指吨掠孕基掷把土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,三、斜土层锚杆的设计与计算,斜锚杆计算简图：,速币辆蛙饶发币嫡藻砒舆篙柏兔维喉坯袒期霜偷顶烃屠氯鸯凳发厩尿坡油土压力与基坑支护-2土压力与基坑支护-2,第一层斜土锚的高度d宜在填土层以下，以防钻孔时塌孔。,斜土锚的自由长度Lf应是位于土体滑动面的自由长度，当斜锚与地面成角度时，根据计算简图所示锚杆与破裂面及支护结构所构成的三角形关系可得：