qAAA1基坑工程

1、2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第1页基坑工程基坑工程1 1 概述概述2 2 基坑支护方法基坑支护方法3 3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力4 4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算5 5 排桩、地下连续墙设计计算排桩、地下连续墙设计计算6 6 基坑的地下水控制基坑的地下水控制2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第2页n本讲学习要求：本讲学习要求： u掌握掌握:本章主要参考规范

2、本章主要参考规范建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程(jgj120-99)基坑开挖与降水基坑开挖与降水2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第3页1 概概 述述n1.1基本概念基本概念u建筑基坑建筑基坑：u基坑周边环境基坑周边环境基坑开挖影响范围内基坑开挖影响范围内u基坑支护基坑支护地下结构施工地下结构施工基坑周边环境基坑周边环境安全安全2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第4页

3、1 概概 述述u基坑工程基坑工程：是指为建：是指为建(构构)筑物基础工程及其他地筑物基础工程及其他地下工程施工所开展的基坑下工程施工所开展的基坑设计设计、开挖开挖、降水降水、支护支护、土体加固土体加固及及监测监测等综合性工程。等综合性工程。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第5页1 概概 述述武汉阳逻长江大桥南锚碇深基坑武汉阳逻长江大桥南锚碇深基坑(直径直径70m,深深61m,采用厚采用厚1.5m地下地下连续墙连续墙) 润杨大桥北锚碇润杨大桥北锚碇50m深基坑深基坑(矩形平面矩形平面6

4、9m*50m,采用厚采用厚1.2m 的嵌岩地下连续墙的嵌岩地下连续墙)2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第6页1 概概 述述n1.2基坑工程的特点基坑工程的特点临时支护结构临时支护结构地域性及个案性地域性及个案性系统工程系统工程时空效应时空效应周边环境周边环境2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第7页1 概概 述述n1.3基坑工程的设计原则及内容基坑工程的设计原则及内容u1.3.

5、1 设计原则设计原则支护结构支护结构基坑周边环境基坑周边环境技术可行性技术可行性经济合理性经济合理性u1.3.2 设计内容设计内容2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第8页1 概概 述述n1.4基坑支护设计的相关规定基坑支护设计的相关规定 建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程jgj 12099极限状态极限状态设计表达式设计表达式v承载能力极限状态承载能力极限状态2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基

6、础工程地基与基础工程第9页1 概概 述述v正常使用极限状态正常使用极限状态侧壁安侧壁安全等级及重要性系数全等级及重要性系数2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第10页1 概概 述述均应进行承载能力极限状态计算均应进行承载能力极限状态计算土体土体稳定性稳定性支护结构支护结构锚杆或支撑锚杆或支撑2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第11页1 概概 述述周边环境及支护结构变周边环境及支护

7、结构变形进行验算形进行验算。抗渗透稳定性抗渗透稳定性基坑底突涌稳定性基坑底突涌稳定性地下水位控制地下水位控制2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第12页2 基坑支护方法基坑支护方法n2.0 概述概述 常见的基坑支护结构的类型如下：常见的基坑支护结构的类型如下：2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第13页2 基坑支护方法基坑支护方法n2.1放坡开挖及简易支护放坡开挖及简易支护u原理原

8、理：按一定坡度，保持土体自稳，必要时支护。：按一定坡度，保持土体自稳，必要时支护。u特点特点：施工简便、费用低；挖土及回填土方量大。：施工简便、费用低；挖土及回填土方量大。u适用条件适用条件：土质较好、深度不大、具有充足的施工：土质较好、深度不大、具有充足的施工场地时，场地时，坑壁安全等级宜为三级坑壁安全等级宜为三级。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第14页2 基坑支护方法基坑支护方法n2.2悬臂式支护结构悬臂式支护结构u方法方法：不设内撑和锚拉结构，靠支护结构入土深：不设内撑和锚拉

9、结构，靠支护结构入土深度提供支护力，如板桩、排桩墙。度提供支护力，如板桩、排桩墙。u原理原理：靠支护结构足够的：靠支护结构足够的入土深度入土深度和和抗弯能力抗弯能力提提供支护反力，保持侧壁稳定。供支护反力，保持侧壁稳定。u特点特点：对开挖深度敏感，容易产生较大变形，支：对开挖深度敏感，容易产生较大变形，支护结构护结构弯矩弯矩较大。较大。u适用条件适用条件：地基土质较好、开挖深度较浅：地基土质较好、开挖深度较浅(通常通常支护高度支护高度14m (四层以上地下室或特殊结构四层以上地下室或特殊结构)v软土地区软弱土层、地下水位较高时软土地区软弱土层、地下水位较高时方案方案1：有支撑的地下连续墙作临时

10、围护结：有支撑的地下连续墙作临时围护结构，亦可兼作主体结构，采用顺筑法或逆构，亦可兼作主体结构，采用顺筑法或逆筑法，半逆筑法施工；筑法，半逆筑法施工；方案方案2：对于特殊地下构筑物，特殊情况下：对于特殊地下构筑物，特殊情况下可采用沉井（箱）可采用沉井（箱）2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第58页2 基坑支护方法基坑支护方法v地质条件较好、地下水位较低时地质条件较好、地下水位较低时方案方案1：有经验、工程实例前提下，可采用挖：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

11、内支撑；孔灌注桩或钻孔灌注桩加锚杆或内支撑；方案方案2：采用地下连续墙作临时围护结构，亦：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，半可兼作永久结构，采用顺筑法或逆筑法，半逆筑法施工；逆筑法施工；方案方案3：可应用：可应用smw工法。工法。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第59页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力n3.1土压力及其影响因素土压力及其影响因素(土力学内容，回顾土力学内容，回顾)u 基本概念基本概念v静止土压力：静止土压力：v

12、主动土压力：主动土压力：v被动土压力：被动土压力：2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第60页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力u3.1.2 支护结构上土压力的影响因素支护结构上土压力的影响因素v(1) 结构变形；结构变形；v(2) 基坑开挖状况；基坑开挖状况；v(3) 土类与土性；土类与土性；v(4) 其他因素：其他因素：时空效应；时空效应；地下水地下水(形态形态/降排降排)；堆载、超载；堆载、超载；2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与

13、基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第61页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力u3.2 支护结构上的水压力支护结构上的水压力v3.2.1 地下水赋存形态及土压力计算地下水赋存形态及土压力计算(1) 上层滞水上层滞水定义定义：赋存于包气带：赋存于包气带(地表与潜水面之间地表与潜水面之间的地带的地带)中局部隔水透镜体上方的水中局部隔水透镜体上方的水.特点特点：分布有限：分布有限, 自由水面自由水面, 受大气降水、受大气降水、地表水补给，不稳定。地表水补给，不稳定。工程影响工程影响：弱透水层中的上层滞水弱透水层中的上层滞水，可不，可不考虑静水压力，按饱和重度计算水土

14、压力考虑静水压力，按饱和重度计算水土压力.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第62页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力承压水承压水潜水潜水上层潜水上层潜水包气带包气带2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第63页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力(2) 潜水潜水定义定义：赋存于地表下第一隔水层上面的水：赋存于地表下第一隔水层上面的水特点特点：受降水、地表水补给；具自由水

15、面：受降水、地表水补给；具自由水面.工程影响工程影响：水压按静水压力计算；：水压按静水压力计算；砂砂 层层: 水土压力分算水土压力分算，取有效重度；，取有效重度；弱隔水层弱隔水层: 水土压力合算水土压力合算，取饱和重度。，取饱和重度。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第64页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力(3) 承压水承压水定义定义：赋存于两个隔水层之间的有压水：赋存于两个隔水层之间的有压水.特点特点：承压：承压, 无自由水面无自由水面.工程影响工程影响：基坑下部有承压水时，

16、：基坑下部有承压水时，坑底有突涌坑底有突涌破坏危险，需验算破坏危险，需验算。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第65页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力v3.2.1 基坑排水情况下均匀土层内的水压力基坑排水情况下均匀土层内的水压力 基坑开挖过程中水压变化：基坑开挖过程中水压变化：降排水诱发内外降排水诱发内外水头差水头差，发生渗流；，发生渗流；渗流状态渗流状态与渗透系数、开挖速度有关；与渗透系数、开挖速度有关；严格来讲应严格来讲应考虑渗流计算考虑渗流计算基坑内外水压力基坑内外水压力

17、.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第66页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力基坑快速开挖、土体渗透性差时：基坑快速开挖、土体渗透性差时：渗流难以达到稳定，水压随时间变化；渗流难以达到稳定，水压随时间变化；简化：按简化：按“净水压力净水压力”计算计算2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第67页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力考虑渗流时的基坑内外水压力计算：考虑渗流时

18、的基坑内外水压力计算：渗流时渗流时水头损失水头损失取决于取决于水力坡降、渗流路径水力坡降、渗流路径;支护底部内、外水压相等支护底部内、外水压相等(“净水压力净水压力”为零为零)。z水力坡降水力坡降i2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第68页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力. 02)(;2;22)(;22;22212)(:;22;,(;2;2:;:,dwwdwddddwcwdddwbwddwdwdwwwddddhhhlzhzpzlhhlhzdhhhhhphhzlchhhhphzl

19、bhhhzhhhzhhhlzhzphzzhhhzhhhllihzllzhhhihhh；点：图中点：图中点：图中相应水压头高度；渗流条件下，实际水高度为无渗流时该点初始水头渗流过程水头损失：则渗流路径记作）距最高水位深为支护右侧任取一点则平均水力梯度：最短渗流路径两侧水头差损损损损2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第69页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力考虑渗流时基坑内外考虑渗流时基坑内外土压力土压力的计算：的计算：渗流对土颗粒产生同方向的渗流对土颗粒产生同方向的“渗流力渗流力”

20、 ；应考虑应考虑“渗流力渗流力”对土体竖向应力的改变；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。土体竖向应力直接影响侧向土压力的大小。v考虑渗流时，水、土压力计算可参考：考虑渗流时，水、土压力计算可参考：汤连生等汤连生等. 考虑地下水渗流的基坑水土压力计算新图考虑地下水渗流的基坑水土压力计算新图式式j. 岩土力学岩土力学, 2004, 25(4):565569注：该文注：该文566页，式页，式(6)中中 “2”误误“z”，式，式(6)下面下面一段，一段，b点水压力表达式有误！点水压力表达式有误！2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基

21、础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第70页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力u3.3 水土压力计算水土压力计算v3.3.1 地下水位以上水土压力计算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；基坑工程：地表一般呈水平状态；计算方法：朗肯计算方法：朗肯(rankine)土压力理论土压力理论基坑外侧：主动土压力；基坑外侧：主动土压力；基坑内侧：被动土压力。基坑内侧：被动土压力。注：注： 1）回顾）回顾rankine、coulomb土压力理论的土压力理论的公式由来、适用条件！公式由来、适用条件！ 2）理解土性分层、顶面存在超载、存在地）理解土性分层、顶面存

22、在超载、存在地下水条件下的土压力计算方法！下水条件下的土压力计算方法！2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第71页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力v3.3.1 地下水位以下水土压力计算地下水位以下水土压力计算无粘性土无粘性土(碎石、砂土等碎石、砂土等)水土压力分算；水土压力分算；土取有效重度；土取有效重度；土的强度指标：有效应力指标。土的强度指标：有效应力指标。粘性土粘性土水土压力合算水土压力合算土取饱和重度；土取饱和重度；土的强度指标：快剪指标土的强度指标：快剪指标.注：分算注

23、：分算/合算之关键，在于土体能否自由传合算之关键，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递静水压力！分算、合算涉及土体抗剪强度指标指标(快剪快剪/慢剪慢剪/固结快剪固结快剪)选择，较复杂！选择，较复杂！2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第72页3 基坑支护之水土压力基坑支护之水土压力v重点推荐的学术文章：重点推荐的学术文章：关于水土压力的分算与合算关于水土压力的分算与合算:李广信李广信. 基坑支护结构上水土压力的分算与合算基坑支护结构上水土压力的分算与合算j. 岩土工

24、程学报岩土工程学报, 2000, 22(3): 348352陈愈炯陈愈炯,温彦峰温彦峰. 基坑支护结构上的水土压力基坑支护结构上的水土压力j. 岩土工程学报岩土工程学报, 1999, 21(2):139143魏汝龙魏汝龙. 再论总应力法及水和土压力再论总应力法及水和土压力与陈愈与陈愈教授商榷教授商榷. 岩土工程学报岩土工程学报, 1999, 21(4):5095102021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第73页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算n4.1 基坑工程的失效形式基坑工程的失效形式u

25、基坑整体失稳破坏；基坑整体失稳破坏；u基坑底土体隆起破坏；基坑底土体隆起破坏；u围护结构滑移破坏；围护结构滑移破坏；u围护结构倾覆破坏；围护结构倾覆破坏；u围护结构底部地基破坏；围护结构底部地基破坏；u围护结构围护结构“踢脚踢脚”失稳；失稳；u围护结构的自身结构性破坏；围护结构的自身结构性破坏；u止水帷幕功能失效及坑底渗透变形破坏；止水帷幕功能失效及坑底渗透变形破坏；u支锚体系失稳破坏。支锚体系失稳破坏。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第74页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算基坑壁失

26、稳基坑壁失稳,道路塌陷道路塌陷2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第75页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算土钉墙的垮塌土钉墙的垮塌2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第76页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算地连墙失稳地连墙失稳2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第77页4 基

27、坑的稳定计算基坑的稳定计算支撑结构自身破坏支撑结构自身破坏2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第78页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算钢支撑围护结构失稳钢支撑围护结构失稳2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第79页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算n4.2 基坑的一般稳定验算基坑的一般稳定验算u4.2.1 基坑整体稳定性验算基坑整体稳定性验算v(1) 破坏形式破坏形式：坑壁土体及围护

28、结构整体滑移，：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，围护结构上部向坑外倾倒，底部向坑内移动，坑底隆起，坑外地面下陷。坑底隆起，坑外地面下陷。 基坑整体失稳基坑整体失稳2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第80页基坑整体稳定性验算(p190,6-38)v(2) 验算公式验算公式：以下为基本公式；以下为基本公式；注意：滑动面过桩体、含水压力情况下的公式注意：滑动面过桩体、含水压力情况下的公式.;sin)(tancos)(00,个可能的整体滑移面第个土条；滑移体

29、中的第jjiiwbqwbqlckiiiiiiiiijsf3 . 1,.),min(2 ,1 ,sfsfsfkkk土体强度指标：土体强度指标：快剪快剪指标，或三轴试指标，或三轴试验中的验中的不排水强度指标不排水强度指标。目的：确定支护结构的嵌固深度目的：确定支护结构的嵌固深度2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第81页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算u4.2.2 基坑底隆起破坏基坑底隆起破坏v(1) 破坏形式破坏形式：受基坑内外竖向压力差作用，坑：受基坑内外竖向压力差作用，坑外土体过量沉陷

30、，坑底土体严重隆起。外土体过量沉陷，坑底土体严重隆起。常发生在常发生在软土基坑软土基坑；2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第82页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算v(2) 验算方法之一验算方法之一:考虑墙体极限弯矩的抗隆起分析考虑墙体极限弯矩的抗隆起分析假定假定: 滑动面是过墙底的滑动面是过墙底的圆弧面圆弧面; 开挖面下墙体抵抗开挖面下墙体抵抗土体隆起。土体隆起。滑动力矩滑动力矩ms,l: 开挖深度开挖深度 以上墙后土重及地表超载以上墙后土重及地表超载.抗滑力矩抗滑力矩mr,l: 竖向

31、滑动面摩阻力；竖向滑动面摩阻力；圆弧滑动面摩阻力；圆弧滑动面摩阻力；墙体极限抵抗矩墙体极限抵抗矩.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第83页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算抗隆起安全系数抗隆起安全系数: kl=mr,l/ms,l1.21.3计算流程计算流程：选定墙体嵌固深度；选定墙体嵌固深度；抗隆起安全性验算；抗隆起安全性验算；kl为最小值时的入土深度为所求嵌固深度为最小值时的入土深度为所求嵌固深度.方法适用方法适用：中等强度和较软弱的粘性土地层。中等强度和较软弱的粘性土地层。2021

32、-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第84页太沙基和普朗特坑底抗隆起太沙基和普朗特坑底抗隆起稳定性验算稳定性验算v(3) 验算方法之二验算方法之二:太沙基和普朗特抗隆起分析太沙基和普朗特抗隆起分析假定假定: 墙底视为求地基承载墙底视为求地基承载力的基准面力的基准面;参照地基整体滑动参照地基整体滑动破化形态及承载力公式破化形态及承载力公式开展验算。开展验算。滑动力矩滑动力矩ms,l: 墙底埋深墙底埋深 以上墙后土重及地表超载以上墙后土重及地表超载.抗滑力矩抗滑力矩mr,l: 滑动土体的抗剪强度；滑

33、动土体的抗剪强度；墙底平面以上坑内土体墙底平面以上坑内土体自重自重(相当于基底以上超载相当于基底以上超载).2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第85页太沙基和普朗特坑底抗隆起太沙基和普朗特坑底抗隆起稳定性验算稳定性验算抗隆起安全系数抗隆起安全系数: .3 . 12 . 1)(012特公式计算可按太沙基公式或普朗地基承载力系数，、cqdcqdlnnqhhcnnhk2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础

34、工程地基与基础工程第86页基坑底软土抗隆起稳定性验算基坑底软土抗隆起稳定性验算v(4) 验算方法之三验算方法之三:坑底软土抗隆起分析坑底软土抗隆起分析抗隆起安全系数抗隆起安全系数:.,.14. 56 . 14 . 1)(00验确定或三轴不固结不排水试由十字板剪切软土抗剪强度承载力系数，条基取cdcdlnqhhnhk2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第87页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算u4.2.3 基坑底渗流稳定性验算基坑底渗流稳定性验算v(1) 破坏形式破坏形式：流砂或流土破坏流砂

35、或流土破坏：砂土等透水性地层中，：砂土等透水性地层中，受基坑内外水头差作用受基坑内外水头差作用, 水力梯度超过临界水力梯度超过临界梯度时梯度时,出现流砂或流土出现流砂或流土.坑底土体突涌破坏坑底土体突涌破坏：坑底以下存在承压含：坑底以下存在承压含水层时，隔水层厚度不足将无法抵抗含水水层时，隔水层厚度不足将无法抵抗含水层水压力，导致坑底土体突涌。层水压力，导致坑底土体突涌。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第88页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算v(2) 流砂、流土验算公式流砂、流土验算

36、公式： 0 . 25 . 1)2()2/().)(; （验算公式：土的有效重度；渗流力动水压力流砂、流土发生条件：wwdwdwwwlshhhhhhhhhhjkjj2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第89页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算v(3) 坑底土体突涌验算公式坑底土体突涌验算公式： .2 . 1.11承压含水层水压力基坑底隔水层厚度；基坑底隔水层重度；突涌验算公式：wswstyphphk2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与

37、基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第90页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算u4.2.4 围护结构倾覆失稳破坏围护结构倾覆失稳破坏v(1) 破坏形式破坏形式：坑外主动土压力作用下，围护结：坑外主动土压力作用下，围护结构绕下部某点转动，顶部向坑内倾倒破坏。主要构绕下部某点转动，顶部向坑内倾倒破坏。主要发生在重力或悬臂式围护结构。发生在重力或悬臂式围护结构。v(2) 说明说明：抗倾覆力矩抗倾覆力矩：结构：结构自重自重、坑底被动抗力坑底被动抗力力矩。力矩。倾覆力矩倾覆力矩：墙后主动土压力、墙底水的扬压力：墙后主动土压力、墙底水的扬压力; ;转动中心的位置：传统方法视为围护结构转动中心的

38、位置：传统方法视为围护结构前趾前趾；但也有认为应为但也有认为应为前趾上或下面某一点前趾上或下面某一点，特别是，特别是软土中，软土中，前趾有下沉可能前趾有下沉可能。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第91页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算v(3) 重力式挡墙抗倾覆稳定验算公式重力式挡墙抗倾覆稳定验算公式:.312数和墙两侧水压的力矩代力矩；墙底水的总扬压力的墙底水的总扬压力；总被动土压力的力矩；总主动土压力的力矩墙前总被动土压力；墙后总被动土压力；式中：验算公式：wwpapjaiwaia

39、wpjpmluhheemehulbgeh2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第92页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算u4.2.5 围护结构水平滑移破坏围护结构水平滑移破坏v(1) 破坏形式破坏形式：主要发生在重力式结构中，在坑：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。外主动土压力作用下，围护结构向坑内平移。v(2) 说明说明：抗滑移的阻力抗滑移的阻力：底面摩阻力、粘聚力、内侧底面摩阻力、粘聚力、内侧被动土压力被动土压力。滑动力滑动力：墙后主动土压力、水压力合力

40、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，墙体发生滑移失稳时，墙体发生滑移失稳2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第93页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算v(2) 抗水平滑移验算公式抗水平滑移验算公式:.31tan)(墙两侧水压力的合力墙底土体的内聚力；墙底土体内摩擦角；式中：验算公式：wwaipjeceecbuge2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与

41、基础工程地基与基础工程地基与基础工程第94页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算u4.2.6 基坑支护结构踢脚破坏基坑支护结构踢脚破坏v(1) 破坏形式：破坏形式：侧向水土压作用下，支护结构侧向水土压作用下，支护结构绕水平支撑点发生转动失稳破坏。绕水平支撑点发生转动失稳破坏。挠支撑点转动挠支撑点转动踢脚踢脚2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第95页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算v(2) 踢脚失稳验算公式踢脚失稳验算公式:.510 . 1)(3161()32(,2,的墙背主动土压力强度底位

42、置踢脚失稳转动点及墙、底距离；踢脚失稳转动点到墙式中：验算公式：dabatdtdabadtpapteehhheehhemmkep2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第96页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算n4.3 重力式水泥土挡墙的稳定性验算重力式水泥土挡墙的稳定性验算u 抗倾覆稳定性验算抗倾覆稳定性验算见前文见前文u 抗水平滑移稳定性验算抗水平滑移稳定性验算见前文见前文u 墙底地基承载力验算墙底地基承载力验算略略u 墙身强度验算墙

43、身强度验算略略v参见周景星教材参见周景星教材p2792021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第97页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算n4.4 土钉墙的稳定性验算土钉墙的稳定性验算u基本概念：基本概念：v土钉墙土钉墙：采用土钉加固土体与护面等组成的支采用土钉加固土体与护面等组成的支护结构。护结构。v土钉土钉：安设于土体钻孔内，通过灌浆形成受拉：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杆体，提高土体抗剪强度及整体性的加筋材料.v土层锚杆土层锚杆：由设置于钻孔内，

44、端部深入到稳定：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土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体形成的受拉杆体。拉杆体。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第98页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算u4.4.1 整体抗圆弧滑动稳定性验算整体抗圆弧滑动稳定性验算v滑动力：滑动力：土条自重力土条自重力(含顶面超载含顶面超载)沿滑动面切向分量沿滑动面切向分量.v阻滑力：阻滑力：土条底端面上的土条底端面上的粘聚力粘聚力；自重力自重力(含顶面超载含顶面超载)沿滑动面的法向分量引

45、沿滑动面的法向分量引起的起的摩擦阻力摩擦阻力；土钉拉力土钉拉力沿沿滑动面的切向分量，及其法向沿沿滑动面的切向分量，及其法向分量引起的摩擦阻力分量引起的摩擦阻力.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第99页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算u4.4.1 整体抗圆弧滑动稳定性验算整体抗圆弧滑动稳定性验算ijjjji2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第100页4 基坑的稳定计算基坑的稳定

46、计算.;3 . 1sin)(tan)sin()cos(tancos)(1111出切线与水平方向夹角个土条底端破裂面中点第向夹角，滑裂面切线与水平方根土钉与滑坡面交点处第夹角；根土钉轴线与水平方向第；个土条沿滑裂面的弧长第根土钉的极限拉力；第向长度；计算滑动体沿坑壁周式中：ijjiljtsqbwstqbwsslcijjiujniiimjjjjjjujniiiiiniii2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第101页4 基坑的稳定计算基坑的稳定计算.cos/6 . 1土钉的水平、竖向间距根土

47、钉与相邻第、水平主动土压力；根土钉处基坑第荷载折减系数；土钉受力计算公式：土钉抗拔承载力设计值验算公式：jssjpssptlqdtttzjxjajjzjxjajjisijdjdjju4.4.2 土钉的抗拉拔稳定性验算土钉的抗拉拔稳定性验算pajsxjszjj2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第102页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算n5.1 嵌固深度的确定嵌固深度的确定u5.1.1 悬臂式支护结构悬臂式支护结构.;2 . 1.0;,0; 力坑内总净主动土压力合力

48、坑内总净被动土压力合根据下式确定：的距离处到支护底端净土压为确定根据处距基坑底的深度净土压为嵌固深度：aipjaiapjppadeeehehttppxtxhxt净土压线净土压线aieahpie2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第103页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算u5.1.2 具有单层支点的支护结构具有单层支点的支护结构aiext净土压线净土压线ahpietthaietxhehthtehheththeteththxppdaiatpjpaiaitpjpjaia

49、tpa支护结构嵌固深度：或式确定根据抗倾覆要求，按下计算出根据点是弯矩令净土压力零点同时也计算出由的点位置：确定净土压力为土压力计算，绘图；基本步骤：. 52 . 1)(2 . 1)(: t. 4;)(;0. 3;0. 2 1.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第104页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算u5.1.3建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程jgj120-99关于嵌关于嵌固深度的规定固深度的规定v4.1.13.多层支点排桩、地下连续墙嵌固深度按圆多层

50、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弧滑动简单条分法确定(见规程附录见规程附录d)；4.按上述方法确定的悬臂结构、单层支点支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护结构的嵌固深度hd0.3h时，宜取时，宜取hd0.3h ;多层支点结构多层支点结构hd0.2h，宜取，宜取hd0.2h.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第105页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算v4.1.2 当基坑底为碎石土与砂土，基坑内排水且当基坑底为碎石土与砂土，基

51、坑内排水且作用有渗透水压力时，侧向截水的排桩、地下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连续墙的嵌固深度还应满足以下抗渗透稳定性条件：条件：v例题例题自学！自学！例例6-1 p283-284例例6-2 p288-289.)(2 . 100等级基坑侧壁稳定性安全wadhhh2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第106页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算n5.2土层锚杆与支撑体系土层锚杆与支撑体系u作用作用：v减小嵌固深度；减小

52、嵌固深度；v减小支护结构内力；减小支护结构内力；v减小坑壁侧移与墙后地表沉降，减轻对周边减小坑壁侧移与墙后地表沉降，减轻对周边环境的影响。环境的影响。2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第107页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算u5.2.1 土层锚杆土层锚杆v适用适用：土质好：土质好(非软粘土非软粘土)，有施工条件的场地，有施工条件的场地.v锚杆抗拉承载力设计值的确定锚杆抗拉承载力设计值的确定1.现场锚杆拉拔试验法现场锚杆拉拔试验法抗拉承载力设计值极限承载力抗拉承

53、载力设计值极限承载力/fs;适用：坑壁安全等级为一级，或缺乏地区适用：坑壁安全等级为一级，或缺乏地区经验的二级基坑。经验的二级基坑。2.公式计算法公式计算法适用：具有地区经验的二级基坑坑壁，以适用：具有地区经验的二级基坑坑壁，以及安全等级为三级的基坑坑壁及安全等级为三级的基坑坑壁v锚杆长度：锚杆长度：2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第108页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算v锚杆长度锚杆长度：锚固段锚固段.自由段：超过滑动破裂面。自由段：超过滑动破裂面。202

54、1-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第109页5 排桩、地下连续墙的设计计算排桩、地下连续墙的设计计算u5.2.2 内支撑结构内支撑结构v支撑结构的内力计算支撑结构的内力计算：结构力学方法结构力学方法立柱：受压构件；立柱：受压构件；腰梁：多跨连续梁腰梁：多跨连续梁.具体的荷载取值、计算方法参见具体的荷载取值、计算方法参见:建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程jgj120-992021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程

55、地基与基础工程地基与基础工程第110页6 基坑的地下水控制基坑的地下水控制n6.1基坑工程中控制地下水的必要性基坑工程中控制地下水的必要性u地下水作用：地下水作用：影响岩土性状、建筑稳定和耐久性影响岩土性状、建筑稳定和耐久性v浮托作用浮托作用;v渗流：潜蚀、流砂、涌土渗流：潜蚀、流砂、涌土;v静水压力静水压力;v物理化学作用：土体结构不稳定物理化学作用：土体结构不稳定,混凝土结混凝土结构腐蚀构腐蚀u地下水控制目的：地下水控制目的：2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第111页6 基坑的地

56、下水控制基坑的地下水控制n6.2地下水控制的原理与方法地下水控制的原理与方法u原理：原理：v截水、防渗截水、防渗：基坑周围或底部形成止水帷幕：基坑周围或底部形成止水帷幕v排水、降水排水、降水：需防控降水诱发的不均匀沉降需防控降水诱发的不均匀沉降u方法：方法：v截水；截水；v集水明排；集水明排；v井点降水；井点降水；v回灌；回灌；v引渗引渗.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第112页6 基坑的地下水控制基坑的地下水控制n6.3 截水截水u基坑周围或底部形成止水帷幕，常用防渗墙。基坑周围

57、或底部形成止水帷幕，常用防渗墙。u防渗墙防渗墙：v一般应深入不透水地层，也可采用悬挂式垂直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防渗与坑内水平防渗相结合的方案.v常用形式：常用形式：钢筋混凝土地连墙钢筋混凝土地连墙;smw;旋喷桩；旋喷桩；搅拌桩；搅拌桩；注浆帷幕注浆帷幕.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第113页6 基坑的地下水控制基坑的地下水控制n6.4 集水明排集水明排u基坑开挖及基础施工、养护期间，基坑四周开挖基坑开挖及基础施工、养护期间，基坑

58、四周开挖集水沟，汇集坑壁及坑底渗水，并引向集水井。集水沟，汇集坑壁及坑底渗水，并引向集水井。u特点特点：v设备简单，费用低；设备简单，费用低；v可单独使用，也可与其他方法联合使用。可单独使用，也可与其他方法联合使用。u适用适用：v适用于涌水量不大、坑壁土体较稳定的工程；适用于涌水量不大、坑壁土体较稳定的工程；v单独使用时，降水深度不大于单独使用时，降水深度不大于5m。v为防止抽水引发流砂，饱和粉细砂层避免采用为防止抽水引发流砂，饱和粉细砂层避免采用.2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第

59、114页6 基坑的地下水控制基坑的地下水控制2021-11-142021-11-142021-11-14地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第115页6.6 基坑的地下水控制基坑的地下水控制n6.4 降水法降水法u基坑周围地层中，埋设带滤管的降水工具，在不基坑周围地层中，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。扰动土体结构的条件下，抽排地下水。u分类分类：v轻型井点；轻型井点；v喷射井点；喷射井点；v管井井点；管井井点；v深井泵井点深井泵井点;v电渗井点。电渗井点。2021-11-142021-11-142021-11-14地

60、基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程地基与基础工程第116页6 基坑的地下水控制基坑的地下水控制u轻型井点降水轻型井点降水：v利用利用真空作用抽水真空作用抽水。系统由滤管、集水总管、。系统由滤管、集水总管、连接管和抽水设备等组成。连接管和抽水设备等组成。v特点特点：能有效拦截地下水流入基坑，有利于保：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、持边坡和桩间土稳定。占用场地大、设备多、投资大。投资大。v适用条件适用条件：粘土、粉土、砂土、填土等渗透系数较小，粘土、粉土、砂土、填土等渗透系数较小，k=0.120(或或50)m/d的地层。