4 支护结构设计.ppt

1、3.3 基坑支护工程,基坑支护工程中，支护结构除承受基坑周围土体的天然压力、水压力外，还主要承受基坑中由于土体的挖除而引起的土压力和水压力的变化，并将其传递于支撑，与支撑构件一起形成基坑施工时的支护体系。,3.3.1 支护工程特点,（1）临时结构，安全储备要求小，因而带来的风险大； （2）较强的地区性，应根据地质条件、周围环境等采取施工措施； （3）很强的复杂性，目前采用“理论导向、量测定量、经验判断”； （4）土压力计算复杂，影响因素多，理论不足，需加强研究分析 （5）时空效应。,支护工程是系统工程，涉及土力学、结构力学、基础工程及测试技术等，在施工中应加强设计、施工、监测的密切配合，做到信

2、息化施工。,3.3.2 支护结构类型,（1）排桩,排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩、H型钢桩加挡板、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩。,钢板桩,钢板桩,槽钢钢板桩：,热轧锁扣钢板桩：,顶部设支撑或拉锚，开挖深度34m，施工简便，可重复利用；,采用柴油或振动打桩机打（压）入地基，开挖深度510m，需与水平支撑、斜撑、角撑结合或拉锚拉结，止水性能好，但一次性投入量大，,钢筋混凝土板桩,使用后不再拔出，故只用于钢板桩难以拔除的地段和一些特殊情况。适用于开挖深度36m的基坑，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁，并设置一道支撑或拉锚。,H型钢桩加挡板,适用于粘土、砂土等土质相对较好、地下水较低的地基，施工简便，桩可拔出，成本低

3、，但噪音大，且拔桩后留下的空洞需处理，常与锚杆或锚拉相结合。,钻孔灌注桩,常用桩长1520m,直径5001000mm，并组成间隔排列式。刚度较大，经济效益好，可开挖深度610m的基坑。但很难做到相切，桩间留有间隙，挡水效果差，故有时须与深层搅拌水泥土桩组合应用，永久保留在地基土中。,挖孔灌注桩,人工挖孔，便于检验土层，易于扩孔，可多桩同时施工；多为大直径桩，可不设或少设支撑，宜用于土质较好的地区，但施工条件差，劳动强度高。,（2）地下连续墙,具有挡土、防水抗渗和承重三种功能，能适应任何地质，特别是软土地基；对相邻地基影响很小，如与“逆作法”结合使用，可省去挖土后地下连续墙的内部支撑，并减少地下

4、连续墙的深度，还能使上部结构及早投入施工。,（3）水泥土墙,水泥土墙,水泥土搅拌桩：,高压旋喷注浆桩：,形成水泥土柱状加固体，无支撑，具有挡土和止水的作用，相对位移大；,材料也是水泥浆，具有挡土和止水作用，施工工艺和机械不同于水泥搅拌桩，可用于空间较小处。,（4）组合式墙,也称SMW工法挡墙，在水泥土搅拌桩内插入H型钢，具有受力和抗渗的功能。,（5）土钉墙,一种边坡稳定式的支护，起主动的嵌固作用，用于土质较好的地区，经济性好。,（6）沉井（箱）,深基础工程的一种结构形式，挖土量少、操作简便，无需特殊的专业设备，对邻近建筑物的影响比较小。采用触变泥浆润滑套法、壁后压气法来降低井壁的摩阻力；在建筑

5、物密集地区，采用钻吸排土技术和中心岛式施工工艺，以确保地下管线和建筑物的安全。,3.3.3支护结构计算分析,水平荷载标准值（图3.3.1）,a.砂石图和砂土,(位于地下水以上),(位于地下水以下),其中：,（当密排桩、墙底部土层为隔水层时）,（当为透水层时）,（1）支护结构荷载计算,b.粉土和粘土,c.当按以上规定计算的基坑开挖面以上水平荷载标准值 小于0时，应取0.,图3.3.1 水平荷载标准值计算图,水平抗力标准值（图3.3.2）,a.砂土和碎石土,式中：,当密排桩、墙底部土层为隔水层时,当密排桩、墙底部土层为透水层时,b. 当为其他土层时，水平抗力取0.,图3.3.2 水平抗力标准值计算图,（2）稳定性验算,抗整体失稳（图3.3.3）,假定滑裂面通过墙底，,不计上部的土压力，则安全系数为：,图3.3.3 整体失稳验算图,抗隆起失稳（图3.3.4）,非开挖面上的竖向应力q1和基准面上的竖向应力q2分布为：,根据滑动线理论可得：,由此可得挡土墙的插入深度为：,当t不大于设计值时，可认为不发生基坑隆起。,图3.3.4