基坑工程2011

1、19:41119:412概述概述n大量的深基坑工程伴随着城市高层建筑的大量的深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现。发展大量出现。n国外，圆形基坑的深度已达国外，圆形基坑的深度已达74m(日本日本)，直直径最大的达径最大的达98m(日本日本)，而非圆形基坑的深，而非圆形基坑的深度已达到地下层度已达到地下层（法国）（法国）。n国内，上海国内，上海88层层的的金茂大厦金茂大厦，基坑平面尺寸，基坑平面尺寸为为170m170m150m150m，基坑开挖深度达，基坑开挖深度达19.5m。上。上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅的距离仅40cm。而无支撑基

2、坑的开挖深度。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了也已达到了9m。19:41319:41419:415上海轨道交通宜山路车站为上海轨道交通宜山路车站为9号线一期：主体结构最号线一期：主体结构最深地下连续墙为深地下连续墙为62米，基坑开挖最深为米，基坑开挖最深为30.6米，是米，是地下四层岛式车站，地下四层岛式车站，19:41619:4172007年广州地铁年广州地铁 多！多！90个深基坑同时施工；个深基坑同时施工； 悬！最深达悬！最深达342米；米； 险！离房屋最近只有险！离房屋最近只有16米米19:418一、基坑工程的概念及特点一、基坑工程的概念及特点 基坑工程基坑工程指建筑物基础工程或其他地下

3、工指建筑物基础工程或其他地下工程（地下变电站、地铁）施工中所进行的程（地下变电站、地铁）施工中所进行的基坑开挖、降水、支护和土体加固基坑开挖、降水、支护和土体加固以及以及监监测测等综合性工程等综合性工程深基坑工程深基坑工程：是指开挖深度超过：是指开挖深度超过5m（含（含5m）或地下室三层以上（含三层）或地下室三层以上（含三层），或深，或深度虽未超过度虽未超过5m（含（含5m），但地质条件和），但地质条件和周围环境及地下管线周围环境及地下管线极其复杂极其复杂的工程。的工程。基坑工程是一个综合性岩土工程问题，涉基坑工程是一个综合性岩土工程问题，涉及：土及：土力学、工程地质、水文地质、计算力学、工程

4、地质、水文地质、计算技术、测试技术、施工设备和技术技术、测试技术、施工设备和技术19:419基坑工程的特点基坑工程的特点 （1）一般是临时结构，安全储备较小，风）一般是临时结构，安全储备较小，风险较大险较大 （2）具有很强的区域性和个案性）具有很强的区域性和个案性 （3）是一项综合性很强的系统工程）是一项综合性很强的系统工程 （4）具有有较强的时空效应）具有有较强的时空效应 （5）对周边环境会产生较大影响）对周边环境会产生较大影响19:4110二、深基坑支护工程设计原则二、深基坑支护工程设计原则（一）设计状态（一）设计状态n 承载力极限状态：支护结构和被支护土体的破坏承载力极限状态：支护结构和

5、被支护土体的破坏及基坑底失稳、管涌等导致土体或支护结构破坏及基坑底失稳、管涌等导致土体或支护结构破坏n 正常使用极限状态：支护结构的变化过大已妨碍正常使用极限状态：支护结构的变化过大已妨碍地下结构施工，或影响基坑周边环境的正常使用地下结构施工，或影响基坑周边环境的正常使用功能。功能。 所有所有基坑支护结构均应进行承载力极限状态的计基坑支护结构均应进行承载力极限状态的计算算对于对于安全等级为一级安全等级为一级及对支护结构变形有限定的及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，还应对基坑周边环境及支护二级建筑基坑侧壁，还应对基坑周边环境及支护结构变化验算。结构变化验算。19:4111（二）基坑安全等

6、级（二）基坑安全等级安全安全等级等级破坏后果破坏后果0一级一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工周边环境及地下结构施工影响很严重影响很严重1.10二级二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工周边环境及地下结构施工影响一般影响一般1.00三级三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工周边环境及地下结构施工影响不严重影响不严重0.9019:4112基坑工程的内容基坑工程的内容（1）基坑工程勘察）基坑工程勘察（2）支

7、护结构设计与施工）支护结构设计与施工（3）基坑土方开挖：放坡、支护开挖）基坑土方开挖：放坡、支护开挖（4）地下水控制）地下水控制（5）基坑工程监测）基坑工程监测（6）环境保护）环境保护19:4113第二节第二节 基坑支护类型基坑支护类型一、支护结构两个基本功能：一、支护结构两个基本功能：挡土止水挡土止水（1）节约施工空间）节约施工空间（2）保护邻近构筑物和地下设施）保护邻近构筑物和地下设施（3）减小基底回弹）减小基底回弹（4）利用支护结构进行地下水控制）利用支护结构进行地下水控制（5）利用支护结构作为永久性结构的一部）利用支护结构作为永久性结构的一部分分19:4114二、二、 基坑支护类型基坑

8、支护类型支护结构一般由支护结构一般由挡土结构挡土结构与与支撑体系支撑体系组成组成基坑支护分两类：基坑支护分两类：支护型和加固型支护型和加固型n 支护型支护型将支护墙（排桩）作为主要受力构件；将支护墙（排桩）作为主要受力构件；支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等。支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等。在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水平或斜向支撑，或锚定系统；形成空间力系是发展平或斜向支撑，或锚定系统；形成空间力系是发展方向。方向。n 加固型加固型充分

9、利用加固土体的强度。充分利用加固土体的强度。加固型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根加固型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等桩等19:4115基坑支护结构的类型及适用条件基坑支护结构的类型及适用条件n（1）放坡开挖）放坡开挖 及简易支护及简易支护用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，只要求稳定，位移控制无严格要求，价钱只要求稳定，位移控制无严格要求，价钱最便宜，回填土方较大。最便宜，回填土方较大。 有时为增加边坡稳定性和减小土方量，常有时为增加边坡稳定性和减小土方量，常采用简易支护：如土袋或块石堆砌、短桩采用简易支护：如土袋或块石堆砌、短桩19:4

10、11619:411719:4118基坑支护结构的类型及适用条件基坑支护结构的类型及适用条件n（2）悬臂式支护结构）悬臂式支护结构不带内支撑和拉锚的板桩墙、排桩墙和地不带内支撑和拉锚的板桩墙、排桩墙和地下连续墙支护结构。下连续墙支护结构。 水平位移式深度的水平位移式深度的5次放函数，对开挖深度次放函数，对开挖深度很敏感，容易产生大变形，只适用于土质很敏感，容易产生大变形，只适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程较好、开挖深度较浅的基坑工程19:4119基坑支护结构的类型及适用条件基坑支护结构的类型及适用条件n（3）水泥土桩墙支护结构）水泥土桩墙支护结构利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅利用水泥

11、作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌合，拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌合，形成具有一段强度和遇水稳定的水泥土桩。形成具有一段强度和遇水稳定的水泥土桩。 适合软土地区适合软土地区19:4120基坑支护结构的类型及适用条件基坑支护结构的类型及适用条件n（4）内支撑支护结构）内支撑支护结构由支护桩或墙和内支撑组成。由支护桩或墙和内支撑组成。 钢筋混凝土桩、钢板桩钢筋混凝土桩、钢板桩地下连续墙地下连续墙内支撑采用木方、钢筋混凝土梁或钢管、内支撑采用木方、钢筋混凝土梁或钢管、型钢型钢适合各种地基土层，内支撑或占用一段的适合各种地基土层，内支撑或占用一段的施工空间施工空间19

12、:4121基坑支护结构的类型及适用条件基坑支护结构的类型及适用条件n（5）拉锚式支护结构）拉锚式支护结构利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌合，拌机械在地下深部将水泥和土体强制拌合，形成具有一段强度和遇水稳定的水泥土桩。形成具有一段强度和遇水稳定的水泥土桩。 适合软土地区适合软土地区19:4122二、支护结构类型二、支护结构类型结结 构构 形形 式式适适 用用 范范 围围排排桩桩结结构构稀疏排桩稀疏排桩土质较好，地下水位低或降水效果好土质较好，地下水位低或降水效果好连续排桩连续排桩土质差，地下水位高或降水效果差土质差，地下水

13、位高或降水效果差框架式排桩框架式排桩单排桩刚度不能满足变形要求单排桩刚度不能满足变形要求组组合合排排桩桩结结构构排桩加挡板排桩加挡板排桩桩距较大，利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩桩距较大，利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩加水泥排桩加水泥搅拌桩搅拌桩以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力，具有较以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力，具有较好防涌效果好防涌效果排桩加水泥防渗墙排桩加水泥防渗墙地下水位较高的软土地区地下水位较高的软土地区排桩或组合排桩或组合排桩加锚杆结构排桩加锚杆结构开挖深度较大，排桩或组合排桩结构强度无法满足要求开挖深度较大，排桩或组合排桩结构强度无法满足要求

14、地下连续墙结构地下连续墙结构与地下室墙体合一，防渗性强，施工场地较小，开挖深度大与地下室墙体合一，防渗性强，施工场地较小，开挖深度大沉井结构沉井结构软土地区软土地区重力式挡土墙结构重力式挡土墙结构具有一定施工空间，软土地区具有一定施工空间，软土地区19:4123支护结构类型支护结构类型支支护护结结构构水泥土挡墙式水泥土挡墙式排排桩桩与与板板墙墙式式深层搅拌水泥土墙深层搅拌水泥土墙高压旋喷桩墙高压旋喷桩墙板桩式板桩式桩排式桩排式板墙式板墙式组合式组合式边坡稳定式边坡稳定式土钉墙土钉墙逆筑拱墙式逆筑拱墙式喷锚支护喷锚支护钢板桩、混凝土桩、型钢挡板桩钢板桩、混凝土桩、型钢挡板桩现浇、预制混凝土地下连续墙现浇、预制混凝土地下连续墙加筋水泥土桩（加筋水泥土桩（SMW工法）工法）高应力区水泥土墙高应力区水泥土墙钢管桩、预制混凝土桩钢管桩、预制混凝土桩钻孔、挖孔