《基坑支護PPT課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基坑支護PPT課件.ppt（98頁珍藏版）》請在匯文網(wǎng)上搜索。

1、第二章 深基坑的支護結(jié)構(gòu),補償性基礎(chǔ)，即以天然地面到建筑物基礎(chǔ)埋置深度之間的土體重量，來補償一部分建筑物的荷重，故高層基礎(chǔ)埋深均較大。但基礎(chǔ)埋深加大給施工帶來很多困難，尤其是在城市建筑物密集地區(qū)，施工現(xiàn)場附近有建筑物、道路和地下管線縱橫交錯，很多情況下不允許采用較經(jīng)濟的放坡開挖，而需要在人工支護條件下進行基坑開挖，本章即要研究這個問題。,采用深基坑隨著基礎(chǔ)埋深加大給施工帶來很多困難，尤其在城市建筑物密集地區(qū)，施工場地的狹小，鄰近建筑物、道路和管線縱橫交錯，多數(shù)情況下不能放坡開挖，需要采用支護結(jié)構(gòu)，這就是本章所要研究的問題。,應(yīng)力圓與土的抗剪強度,C,B,O1,1,3,O,c,f,支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計

2、和施工，影響因素眾多，不少高層建筑的支護結(jié)構(gòu)費用已超過工程樁基的費用。為此，對待支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計和施工均應(yīng)采取極慎重的態(tài)度，在保證施工安全的前提下，盡量做到經(jīng)濟合理和便于施工。,第一節(jié) 支護結(jié)構(gòu)的選型,支護結(jié)構(gòu)包括擋墻和支撐（或拉錨）兩部分。檔墻或支撐中任何一部分的選型不當或產(chǎn)生破壞（包括變形過大），都會導(dǎo)致整個支護結(jié)構(gòu)的失敗。,支護結(jié)構(gòu)的型式放坡開挖懸臂式支護結(jié)構(gòu)內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)拉錨式支護結(jié)構(gòu)土釘墻支護結(jié)構(gòu)環(huán)梁護壁支護結(jié)構(gòu) 其它形式支護結(jié)構(gòu),一. 擋墻的選型（一） 鋼板樁 1.槽鋼鋼板樁 2. 熱軋鎖口鋼板樁（二） 鋼筋混凝土板樁（三） 鉆孔灌注樁擋墻（四） H型鋼支柱（或鋼筋混凝土樁支柱）（五

3、） 地下連續(xù)墻（六） 深層攪拌水泥土樁擋墻（七） 旋噴樁帷幕墻,1.槽鋼鋼板樁 由槽鋼并排或正反扣搭接組成。 槽鋼長68m，多用于深度不超過4m的基坑。 頂部宜設(shè)一道支撐或拉錨。,（一） 鋼板樁,2 熱軋鎖口鋼板樁 其形式有U型、Z型、一字型、H型和組合型。 U型 Z型 一字型,該板樁截面帶企口，有一定的擋水作用，頂部設(shè)圈梁，用后不再拔除，永留地基土中。適于36m基坑，但應(yīng)用較少。,（二）鋼筋混凝土板樁,常用6001000mm，是支護結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多的一種。宜形成排樁擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁。但施工難以做到相切，擋水效果差。,（三） 鉆孔灌注樁擋墻,該類支護結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、地下水位較低的

4、地區(qū)。型鋼或支柱按一定間距打入，支柱間設(shè)木擋板或其它擋土設(shè)施。,（四）H型鋼支柱（鋼筋混凝土樁支 柱）、木擋板支護墻,（五）地下連續(xù)墻,地下連續(xù)墻已是目前深基坑的主要支護結(jié)構(gòu)之一。在地下結(jié)構(gòu)層數(shù)多的深基坑的施工非常有利。地下連續(xù)墻常是采用“逆筑法”的支護結(jié)構(gòu)的首選。 天津市的華聯(lián)商廈、紫金花園、鴻吉大廈、津匯廣場等很多工程均采用地下連續(xù)墻方法施工。,深層攪拌水泥土樁擋墻是用特制的進入土深層的深層攪拌機將噴出的水泥漿固化劑與地基土進行原位強制攪拌制成水泥土樁，相互搭接，硬化后即形成具有一定強度的壁狀擋墻，既可擋土又可形成隔水帷幕。,（ 六） 深層攪拌水泥土樁擋墻,（,旋噴樁帷幕墻是鉆孔后，將鉆桿

5、從地基土深處逐漸上提，同時利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中，形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻。 旋噴樁帷幕墻可用作支護結(jié)構(gòu)擋墻，也可用于擋水。,（ 七） 旋噴樁帷幕墻,當基坑深度較大，懸臂擋墻的強度和變形不能滿足要求時，需增設(shè)支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)有基坑內(nèi)支撐基坑外拉錨（頂部拉錨土層錨桿拉錨）常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼筋混凝土支撐,二. 支撐（拉錨）的選型,1 鋼管支撐 對撐,（一） 鋼結(jié)構(gòu)支撐,1 鋼管支撐 角撐,（一） 鋼結(jié)構(gòu)支撐,鋼管支撐示意圖,(一) 鋼結(jié)構(gòu)支撐,2 型鋼支撐 型鋼支撐主要采用H型鋼，用螺栓連接，為工具式鋼支撐，現(xiàn)場組裝方便，可重復(fù)使用。,有角撐、對撐、桁架

6、式支撐，還有圓形、拱形和橢圓形等形狀的支撐。,圓形支撐,（二） 鋼筋混凝土支撐,第二節(jié) 支護結(jié)構(gòu)計算,一. 支護結(jié)構(gòu)的破壞形式和計算內(nèi)容支護結(jié)構(gòu)可分為兩類：重力式支護結(jié)構(gòu)非重力式支護結(jié)構(gòu)重力式包括深層攪拌水泥土樁擋墻旋噴樁帷幕墻非重力式包括鋼板樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等。,包括 強度破壞 穩(wěn)定性破壞。強度破壞（非重力式） 1 拉錨破壞或支撐壓曲 地面荷載增加過多、,（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞,土壓力過大使拉桿斷裂，或錨固失敗、腰梁破壞、內(nèi)支撐受壓失穩(wěn)。,強度破壞（非重力式） 2 支護墻體底部走動支護墻入土深度不夠或挖土過深以及水的沖刷均可產(chǎn)生這種破壞。需正確的計算

7、入土深度,（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞,3支護墻的平面變形過大或彎曲破壞支護墻截面過小、土壓力估不準、墻后增大量地面荷載或挖土超深，需準確計算最大彎矩值以驗算截面。,（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞,強度破壞（非重力式）,非重力式支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞 1 墻后土體整體滑動失穩(wěn)拉錨的長度不夠、軟粘腿發(fā)生圓弧滑動，引起支護結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。,（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞,非重力式支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞2 擋墻傾覆3 坑底隆起如挖土深度大，由于卸土過多，在墻后土重及地面荷載作用下引起坑底隆起。,（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞,非重力式支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞 4 管涌在砂土區(qū)，當?shù)叵滤^高坑較深時，

8、在動水壓力作用下，地下水繞過支護墻連砂土一同涌入基坑。,（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞,（二）重力式支護結(jié)構(gòu)的破壞,重力式支護結(jié)構(gòu)的破壞包括強度破壞穩(wěn)定性破壞其強度破壞只是水泥土抗剪強度不足，產(chǎn)生剪切破壞，為此需驗算最大剪應(yīng)力處的墻身應(yīng)力。,（二）重力式支護結(jié)構(gòu)的破壞,重力式支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞包括：1. 傾覆2. 滑移3. 土體整體滑動失穩(wěn)4. 坑底隆起5. 管涌,二 非重力式支護結(jié)構(gòu)計算,（一）支護結(jié)構(gòu)承受的荷載支護結(jié)構(gòu)承受的荷載一般包括土壓力水壓力墻后地面荷載引起的附加荷載。,二 非重力式支護結(jié)構(gòu)計算,1 土壓力 主動土壓力：若擋墻在墻后土壓力作用下向前位移時隨位移增大，墻后土壓力漸減

9、小。當位移達某一數(shù)值時，土體內(nèi)出現(xiàn)滑裂面，墻后土達極限平衡狀態(tài)，此時土壓力稱為主動土壓力，以Ea表示。,Ea,-,滑裂面,二 非重力式支護結(jié)構(gòu)計算,靜止土壓力：若擋墻在土壓力作用下墻本身不發(fā)生變形和任何位移（移動或滑動），墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)，則此時作用在擋墻上的土壓力成為靜止土壓力。以E0表示。,E0,二 非重力式支護結(jié)構(gòu)計算,(3)被動土壓力：若擋墻在外力作用下墻向墻背向移動，隨位移增大，墻所受土的反作用力漸增大，當位移達一定數(shù)值時，土體內(nèi)出現(xiàn)滑裂面，墻后土處被動極限平衡狀態(tài)，此時土壓力稱為被動土壓力，以Ep表示。,+,外力,Ep,滑裂面,土壓力表示,主動土壓力強度（無粘性土） 粘性土

10、,對于粘性土按計算公式計算時，主動土壓力在土層頂部（H=0處）為負值，即,表明出現(xiàn)拉力區(qū)，這在實際上是不可能發(fā)生的?？捎嬎闩R界高度以下的主動土壓力：,土壓力分布,Zc,H,可計算此種情況下的臨界高度Zc，進而計算臨界高度以下的主動土壓力。,土壓力分布,土壓力表示,被動土壓力強度無粘性土粘性土,土壓力表示,懸臂式擋土結(jié)構(gòu)，對于土的性質(zhì)、荷載大小等非常敏感，它完全依靠足夠的入土深度來保持其穩(wěn)定性，故其高度一般不大于4。為了施工的安全，支撐和錨桿宜根據(jù)最大土壓力計算，即根據(jù)實測壓力曲線的包絡(luò)線來確定。該包絡(luò)線近似梯形或矩形，與庫倫理論計算的三角形土壓力不同。,土壓力分布,懸臂無支撐擋墻，其壓力分布為

11、主動土壓力，是三角形分布，被動土壓力也是三角形分布。,被動土壓力,主動土壓力,土壓力分布,多支撐或多拉錨的擋墻背面上的土壓力分布圖形砂土為梯形，粘土土壓力分布圖是稍復(fù)雜的三角形。,土壓力分布,懸臂擋土墻所承受的主動土壓力完全由其底部的被動土壓力來平衡；而錨定板單支點的擋土結(jié)構(gòu)，其主動土壓力則由錨定板拉桿和底部的被動土壓力共同承受，加以平衡。,T,Ea1,Ea2,EP,土壓力分布,不同深度處土的內(nèi)聚力C不是一個常數(shù)，它與土的上覆荷重有關(guān)，一般隨深度的加大而增大，對于暴露時間長的基坑，土的內(nèi)聚力可由于土體含水量的變化和氧化等因素的影響而減小甚至消失。 、C 值是計算側(cè)向土壓力的主要參數(shù)，但在工程樁

12、打設(shè)前后的、C值是不同的。在粘性土中打設(shè)工程樁時，產(chǎn)生擠土現(xiàn)象，孔隙水壓力急劇升高，對、C值產(chǎn)生影響。另外，降低地下水位也會使、C值產(chǎn)生變化。,2. 水壓力,作用于支護結(jié)構(gòu)上的水壓力一般按靜 水壓力考慮。有穩(wěn)態(tài)滲流時按三角形分布計算。,A,B,C,D,E,F,2. 水壓力,在有殘余水壓力時，水壓力按梯形分布。,水壓力和土壓力,水壓力和土壓力的分算或合算問題，目前均采用。一般情況下，由于粘性土中水主要是結(jié)晶水和結(jié)合水，宜合算;在砂性土中土顆粒之間的空隙中充滿的是自由水，受重力作用，為靜水壓力作用，宜分算。,水壓力和土壓力,合算時，地下水位以下土的重力密度采用飽和重力密度sat ；分算時，地下水位

13、以下土的重力密度采用浮重力密度 ;另外單獨計算靜水壓力，按三角形分布考慮。,3. 墻后地面荷載引起附加荷載,有三種情況： 墻后有均布荷載 距離支護結(jié)構(gòu)一定距離有均布荷載 距離支護結(jié)構(gòu)一定距離有集中荷載（如塔吊、混凝土泵車等）由引起的附加荷載分布在支護結(jié)構(gòu)的一定范圍2上。, 墻后有均布荷載,如墻后堆有土方、材料等地面均布荷載對支護結(jié)構(gòu)引起的附加荷載，可按下式計算：,q,H, 距離支護結(jié)構(gòu)一定,距離有均布荷載此時壓應(yīng)力傳到支護結(jié)構(gòu)上有一空白距離h1,在h1之下產(chǎn)生均布的附加應(yīng)力：,3. 墻后地面荷載引起附加荷載, 距離支護結(jié)構(gòu)一定距離有集中荷載（如塔吊、混凝土泵車等）由引起的附加荷載分布在支護結(jié)構(gòu)

14、的一定范圍2上。,非重力式支護結(jié)構(gòu)的計算,深基坑支護結(jié)構(gòu)應(yīng)采用以分項系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計表達式進行設(shè)計?；又ёo結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可有兩類：承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài),非重力式支護結(jié)構(gòu)的計算,1.承載能力極限狀態(tài)： 對應(yīng)于支護結(jié)構(gòu)達到最大承載能力或土體失穩(wěn)、過大變形導(dǎo)致支護結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞；2.正常使用極限狀態(tài)： 對應(yīng)于支護結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能。,基坑側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù),（二）懸臂樁墻的計算,排樁、地下連續(xù)墻嵌固深度設(shè)計值宜按下列規(guī)定：1.懸臂式支護結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計值hd宜按下式確定：,樁墻底以上基坑內(nèi)側(cè)各土層被動土壓力強度和,樁墻底以上基

15、坑外側(cè)各土層主動土壓力強度和,懸臂樁墻的計算,合力,作用點至樁、墻底的距離,合力,作用點至樁、墻底的距離,h、 分別為基坑挖深和樁墻入土深度,分別為被動土壓力合力和主動土壓力合力,支護結(jié)構(gòu)計算當確定懸臂式及單支點支護結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計值（構(gòu)造要求）,當基坑底為碎石土及砂土，基坑內(nèi)排水且作用有滲透壓力時，嵌固深度設(shè)計值還應(yīng)滿足下式抗?jié)B穩(wěn)定條件：,單支點支護結(jié)構(gòu)計算,單層支點結(jié)構(gòu)支點力及嵌固深度計算支點力：基坑底面以下支護結(jié)構(gòu)設(shè)定彎矩零點至基坑底面距離hCl按下式確定,單支點支護結(jié)構(gòu)計算,單層支點結(jié)構(gòu)支點力及嵌固深度計算,支點力Tcl按下式計算,支點至基坑底面的距離,基坑底面至設(shè)定彎矩零點位置的位置

16、,分別為合力 作用點至設(shè)定彎矩零點的距離,（三）支護結(jié)構(gòu)計算的其它方法,1 等值梁法2彈性曲線法3 豎向彈性地基梁法（基床系數(shù)法）4 有限元法,等值梁法,圖中ab梁一端固定一端簡支，彎矩圖的正負彎矩在c點轉(zhuǎn)折，若將ab梁在c點切斷，并于c點加一自由支承形成ac梁，則ac 梁上的彎矩將保持不變，即稱ac梁為ab 梁上ac段上的等值梁。,等值梁原理,a,b,a,b,c,等值梁法,介紹等值梁法： 如ab梁一端固定，一端簡支，彎矩圖的正負彎矩在c點轉(zhuǎn)折。若將ab梁在c點切斷，并在c點置一自由支承，形成ac梁，則ac梁上的彎矩將保持不變，則稱ac梁為ab梁上ac段的等值梁。,等值梁法,等值梁法,用等值梁計算板樁，先要知道正負彎矩的轉(zhuǎn)折點的位置。因板樁地面下土壓力等于0的位置，接近正負彎矩的轉(zhuǎn)折點，為簡化即用土壓力等于0的位置代替它。,三 重力式支護結(jié)構(gòu)計算,（一） 原理 重力式支護結(jié)構(gòu)是依靠結(jié)構(gòu)自身重力來維持極限平衡狀態(tài)的。（二） 荷載組合 1 土壓力； 2 重力式結(jié)構(gòu)自重； 3 地面超載包括：永久荷載、道路荷載、可變地下水位和施工荷載（施工機械荷載、材料堆放荷載）以及偶然荷載（地震荷載、人防荷