基坑工程课件PPT教案

1、会计学1基坑工程课件基坑工程课件11.1.2 基坑支护工程的主要特点基坑支护工程的主要特点第1页/共64页11.1.3 支护结构的类型及适用条件支护结构的类型及适用条件1. 基坑工程分类基坑工程分类 1）按开挖深度分。开挖深度）按开挖深度分。开挖深度H5m称为深基坑；称为深基坑；H5m为浅基坑。为浅基坑。 2）按开挖方式分。分为放坡开挖和支护开挖两大类。）按开挖方式分。分为放坡开挖和支护开挖两大类。 3）按功能用途分。楼宇基坑、地铁站基坑、市政工程基坑、工业地下厂房基坑等。）按功能用途分。楼宇基坑、地铁站基坑、市政工程基坑、工业地下厂房基坑等。 4）按安全等级分。）按安全等级分。基坑规程基坑规

2、程将基坑支护结构分为三个安全等级。将基坑支护结构分为三个安全等级。第2页/共64页5）按支护结构形式分）按支护结构形式分 2. 常见基坑支护结构的类型常见基坑支护结构的类型1）无围护放坡开挖）无围护放坡开挖 第3页/共64页2）桩墙支护）桩墙支护 桩墙支护结构形式桩墙支护结构形式第4页/共64页桩墙锚杆基坑支护工程内支撑基坑支护工程第5页/共64页3）重力式支护结构）重力式支护结构 4）中央开挖施工法）中央开挖施工法 第6页/共64页 a）施工排桩）施工排桩 b）施工中央基础工程）施工中央基础工程 c）周边支护与开挖）周边支护与开挖图图11-2 中央开挖施工法中央开挖施工法5）开槽施工法）开槽

3、施工法 第7页/共64页6）土钉墙支护）土钉墙支护 第8页/共64页7）墙前被动区土体加固法）墙前被动区土体加固法 8）逆作拱墙）逆作拱墙 第9页/共64页 逆作拱墙也称逆作拱墙也称闭合拱圈闭合拱圈，根据基坑周边场地条件可采用全封闭拱墙或局部拱墙，来支挡土压力以围护基坑的稳定。，根据基坑周边场地条件可采用全封闭拱墙或局部拱墙，来支挡土压力以围护基坑的稳定。 闭合拱墙闭合拱墙用钢筋混凝土就地浇注，只需在基坑深度范围内配置，并可分若干道自上而下施工，每道高用钢筋混凝土就地浇注，只需在基坑深度范围内配置，并可分若干道自上而下施工，每道高2m左右。左右。 9）地下连续墙逆作法）地下连续墙逆作法 高层建

4、筑深基础采用地下连续墙工程，可实施基坑开挖逆作法施工。高层建筑深基础采用地下连续墙工程，可实施基坑开挖逆作法施工。8）沉井法）沉井法 对于沉井工程，当向下开挖基坑时，沉井起到挡土挡水的支护作用；基坑开挖后沉井又可作为地下永久构筑物的外墙或地下基础。对于沉井工程，当向下开挖基坑时，沉井起到挡土挡水的支护作用；基坑开挖后沉井又可作为地下永久构筑物的外墙或地下基础。 第10页/共64页10）组合型支护）组合型支护 第11页/共64页第12页/共64页基坑支护工程：基坑支护工程：第13页/共64页第14页/共64页第15页/共64页第16页/共64页第17页/共64页第18页/共64页第19页/共64

5、页第20页/共64页第21页/共64页第22页/共64页第23页/共64页第24页/共64页第25页/共64页第26页/共64页第27页/共64页预应力锚杆土钉钢砼圈梁钻孔灌注桩水泥土搅拌桩土钉土钉土层锚杆土层锚杆钻孔灌注桩钻孔灌注桩防渗帷幕防渗帷幕第28页/共64页微型桩微型桩土钉土钉土钉与微型桩组成的复合支护土钉与微型桩组成的复合支护第29页/共64页钢砼管桩钢砼管桩土钉土钉土钉与微型桩组成的复合支护：土钉与微型桩组成的复合支护：第30页/共64页边坡型式的边坡型式的破坏破坏某复合土钉支护基坑整体失稳时照片：某复合土钉支护基坑整体失稳时照片：第31页/共64页11.2 支护结构的受力及变形

6、计算支护结构的受力及变形计算11.2.1 支护板桩的受力性状支护板桩的受力性状11.2.2 支护结构的侧向土压力计算支护结构的侧向土压力计算 基坑外侧的主动土压力视为水平荷载，应计算其水平荷载的标准值；基坑外侧的主动土压力视为水平荷载，应计算其水平荷载的标准值； 基坑内侧的被动土压力视为水平抗力，亦应计算其水平抗力的标准值。基坑内侧的被动土压力视为水平抗力，亦应计算其水平抗力的标准值。第32页/共64页1. 水平荷载标准值计算水平荷载标准值计算1）对于碎石土、砂土，按水土分算法计算基坑外侧的水平荷载标准值）对于碎石土、砂土，按水土分算法计算基坑外侧的水平荷载标准值当计算点位于地下水位以上时当计

7、算点位于地下水位以上时 （11-1）第33页/共64页 当计算点位于地下水位以下时当计算点位于地下水位以下时 waiwawawajaiikaiajkajk)()(2KhmhzKcKej（11-2）1k0krkajk（11-3）第34页/共64页 2）对于粉土、粘性土、淤泥及淤泥质土，可按水土合算法计算水平荷载标准值，）对于粉土、粘性土、淤泥及淤泥质土，可按水土合算法计算水平荷载标准值，其公式形式与式（其公式形式与式（11-1）相同。）相同。第35页/共64页2. 水平抗力标准值计算水平抗力标准值计算1）对于碎石土、砂土，按水土分算法计算基坑内侧水平抗力标准值）对于碎石土、砂土，按水土分算法计算

8、基坑内侧水平抗力标准值wpiwpjpiikpipjkpjk)1)(2KhzKcKe图图11-7 水平荷载标准值计算图水平荷载标准值计算图2）对于粉土、粘性土，可按水土合算法计算基坑内侧水平抗力标准值）对于粉土、粘性土，可按水土合算法计算基坑内侧水平抗力标准值 piikpipjkpjk2KcKe第36页/共64页3. 按按Terzaghi-Peck土压力分布模型法计算主动土压力土压力分布模型法计算主动土压力第37页/共64页4. 基坑底桩前土压力计算取值基坑底桩前土压力计算取值 11.2.3 基坑变形特征基坑变形特征1. 支护结构的变形支护结构的变形第38页/共64页2. 基坑周围地表沉降变形基

9、坑周围地表沉降变形3. 基坑失稳基坑失稳因支护结构的强度或刚度不足而引起的失稳：因支护结构的强度或刚度不足而引起的失稳： a）拉锚失效）拉锚失效 b）支撑压屈）支撑压屈 c）支挡结构变形过大）支挡结构变形过大第39页/共64页因支护结构地基土的强度不足而引起的基坑失稳：因支护结构地基土的强度不足而引起的基坑失稳： 4. 基坑管涌和流砂基坑管涌和流砂第40页/共64页粘土粘土承压水层第41页/共64页11.2.4 基坑的变形控制基坑的变形控制1. 基坑的变形控制标准基坑的变形控制标准 建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范规定的建筑物地基变形允许值见表规定的建筑物地基变形允许值见表7-10。第

10、42页/共64页2. 变形控制设计基本内容变形控制设计基本内容第43页/共64页11.2.5 支护结构的变形计算支护结构的变形计算 支护结构的变形计算方法较多，如竖向弹性地基梁法、弹性地基杆系有限元法、变形反分析法、等值梁法等；竖向弹性地基梁支护结构的变形计算方法较多，如竖向弹性地基梁法、弹性地基杆系有限元法、变形反分析法、等值梁法等；竖向弹性地基梁m法比较常用。法比较常用。1.坑底以下支挡结构的内力和位移计算坑底以下支挡结构的内力和位移计算zzM0q (z)zH0dzp (z y)oyq (z)Q+dQM+dMdzQMp (z y)设置于土中的弹性桩设置于土中的弹性桩第44页/共64页位移位

11、移 剪力剪力 弯矩弯矩 y20y30zBEIMAEIHyQ0Q0z.BMAHHM0M0zBMAHM （11-6） 第45页/共64页2. 坑底以下支挡结构最大剪力计算坑底以下支挡结构最大剪力计算00yyy.HMBAC（11-7）0yHQyQ0max)(HCBCAHH（11-8） 第46页/共64页3.坑底以下支挡结构最大弯矩计算坑底以下支挡结构最大弯矩计算00QQHMBAC （11-9）0MM0max)(MCCABMM（11-10）4. 开挖面处的水平位移和转角开挖面处的水平位移和转角第47页/共64页0HM0HH.MH0MM0MH.MHE1M0H0hdHEaE3EmbxE2支挡结构开挖面处位

12、移支挡结构开挖面处位移 （11-11）（11-12）第48页/共64页M0H0hdHE2E1EmE3Eabx悬臂式支护结构悬臂式支护结构 5.悬臂式支护结构计算悬臂式支护结构计算作用于基坑表面的荷载合力为：作用于基坑表面的荷载合力为： a0EHxa0.bEM（11-13）（11-14）第49页/共64页6.多层支锚结构计算多层支锚结构计算E1hdhjHTnT2TjT1EmhkEkE2多层支点支护结构多层支点支护结构njmkTEH1i1k0i1ik1k0.hThEMnjmk（11-15）（11-16）ij1iik1kii.njmkTEh（11-17）第50页/共64页iii/ KT（11-18）

13、经对以上各式的变换和推导，可得出支锚点的受力矩阵方程：经对以上各式的变换和推导，可得出支锚点的受力矩阵方程：BTA（11-19）ij3ijMMji2MHji3HHij/ 1000.)(aEIHDChhBhhAa（11-20）第51页/共64页 荷载分布形式不同，其位移系数向量各系数计算方法不同。荷载分布形式不同，其位移系数向量各系数计算方法不同。 三角形分布荷载，计算式为：三角形分布荷载，计算式为：（11-21） 矩形分布，计算式为：矩形分布，计算式为：（11-22） njiTeeh1ijjictiti.0（11-23） 第52页/共64页图图11-15 不同荷载分布的位移计算示意图不同荷载分

14、布的位移计算示意图第53页/共64页7.支撑（或锚杆）刚度计算支撑（或锚杆）刚度计算1）内支撑水平刚度系数）内支撑水平刚度系数 第54页/共64页2）锚杆的水平刚度系数）锚杆的水平刚度系数 第55页/共64页第56页/共64页【解解】 （1）有关参数计算）有关参数计算（2）如图）如图11-16b所示，第一层锚杆施工前的悬臂开挖状态计算所示，第一层锚杆施工前的悬臂开挖状态计算 第57页/共64页很明显，该值为反弯点的最大剪力，正方向的最大剪力位于基坑开挖面处。很明显，该值为反弯点的最大剪力，正方向的最大剪力位于基坑开挖面处。第58页/共64页基坑开挖面以上桩顶位移的计算：基坑开挖面以上桩顶位移的

15、计算：（3）如图）如图11-16c所示，第一层锚杆施工后的支护结构计算所示，第一层锚杆施工后的支护结构计算第59页/共64页第60页/共64页第61页/共64页基坑底面支护结构的位移和转角计算：基坑底面支护结构的位移和转角计算：第62页/共64页11.1 概述概述本次课小结本次课小结：11.1.1 基坑支护目的与作用基坑支护目的与作用11.1.2 基坑支护工程的主要特点基坑支护工程的主要特点11.1.3 支护结构的类型及适用条件支护结构的类型及适用条件11.2 支护结构的受力及变形计算支护结构的受力及变形计算11.2.1 支护板桩的受力性状支护板桩的受力性状11.2.2 支护结构的侧向土压力计算支护结构的侧向土压力计算11.2.3 基坑变形特征基坑变形特征11.2.4 基坑的变形控制基坑的变形控制11.2.5 支护结构的变形计算支护结构的变形计算（竖