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文档简介

1、软土地基与深基础工程2003年12月主要内容一、 软土工程性质二 、 地基处理三、 基坑开挖四、 桩基础五、 地基与基础共同作用一、软土工程性质 1. 软土一般工程特性 2. 土的本构关系 3. 地基应力与沉降 4. 地基固结与流变 5. 地基承载力 6. 土坡稳定计算三 基坑开挖1 概述2 曾宪明等的基坑围护方法分类3 对深基坑整个过程的一般性总结4 上海深基坑围护的若干实践问题5 国内在深基坑支护方面的一些研究1 概述 随着城市建设的发展,地下空间在世界各大城市中得到开发利用。如高层建筑地下室、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。在我国,地铁及高层建筑的兴建,产生了大量的基

2、坑(深基坑)工程。深基坑的一般模式图支护体系位移示意图 (1)基坑开挖的组成 放坡大开挖 基坑开挖 支护系统(挡土结构)(2)挡土结构的类型 (a)挡土墙(填土工程)传统型 重力式挡墙(开挖较浅时) 分为: 悬垂式 扶垛式 (b)板桩墙(i)板桩墙的种类 按受力形式分 悬臂式 锚定式 木质板桩(很少用)按材料分为以下几种: 预制砼板桩 钢板桩(ii)板桩墙的设计主要特点:挡土墙:厚、浅,截面强度足够,但抗倾覆、抗滑动功能较差,对于设计,主要是稳定验算。板桩墙:薄、深,抗弯功能差,抗倾覆、抗滑动性能好,对于设计,主要验算抗弯(拉)。(iii)悬臂式板桩墙施工方便,常用,一般用于开挖深度小于10m

3、的工程。设计内容:确定板桩的截面尺寸(厚度)、插入深度(开挖线以下板桩的长度)。一般以Blum理论为依据。鲁姆(德):假定板桩墙受力后变形绕0点转动,沿深度分成A、B、C三区,如下图示。 然后,根据静力平衡条件,求出土压力分布和插入深度、计算弯矩,确定截面尺寸。 (c)排桩墙(桩 压顶 支撑) 悬臂式 支撑(拉锚式) 单排桩墙:开挖深度较小 双排桩墙:钢架式,开挖深度较大 (d)组合型挡墙(式样根据具体情况而定) 钢筋混凝土桩:起到挡土作用 深层搅拌桩:挡土又挡水2 曾宪明等的基坑围护方法分类 共分为四类:传统方法改良方法喷锚网支护方法土钉墙法 人工挖孔桩 机械钻孔桩 预制钢筋混凝土桩 搅拌桩

4、 槽钢钢板桩 工字钢板桩 地下连续墙 管钢管桩 钢支撑 木支撑 砂袋堆撑桩板墙管撑(1)传统方法 桩锚(喷网) 桩锚(喷网) 桩锚 管锚(喷网) 撑锚(喷网) (2)改良方法(3)喷锚网支护法(包容注浆、拉锚) (4)土钉墙法(钻孔注浆土钉等包容注浆法)传统方法的特点 曾对我国城市建设做出过重要贡献,且至今仍在发挥一定作用。它受力明确,易于设计,设备简单。在工程地质条件较好,或基坑较浅(49m)时,仍常见这类方法的应用。但是,随着基坑工程新特点的出现,它于基坑不相适应性日见突出。 例如,当基坑沿建筑红线垂直下挖(这种情况越来越多)时,无论是搅拌桩还是人工挖孔桩,或是机械钻孔桩均无法施作;基坑位

5、于住宅区,则钢板桩或预制桩或机械钻孔桩的有害噪声对居民滋扰严重;基坑过深(如大于15m)土层自稳时间过短(如半小时或为0),则地下连续墙或难以施作或不经济。 特别是由于传统方法(除搅拌桩群外),基本都可以简化为悬臂式支挡结构类型,其受力性能欠佳,开挖过程中坑壁易产生较大变形,甚至失稳破坏,危及施工人员安全及临近建筑物稳定。事实上,许多失稳破坏的基坑,大多是采用传统方法施作的。 改良方法的特点 该方法是当今国内外最流行的方法,在基坑围护工程中占有主导地位。它的最大优点是安全度较高,且其设计方法已基本形成,施工工艺亦趋完善,故近年来发展较快。该法实质上是对对传统方法进行改良而得到的,它引进了先进的

6、锚固技术,传统的桩、板、墙、管、撑法变成了桩锚、板锚、墙锚、管锚、撑锚法,受力性能大为改善。该法的缺点是成本高,还保留了传统方法的一些缺陷。 喷锚网支护法的特点 该方法是喷混凝土、各类锚杆(管、索、栓)和钢筋网联合支护的简称。它完全摒弃了传统法及其被动支挡的概念,最大限度地利用基坑边壁土体固有力学强度、变土体荷载为支护结构体系的一部分的基本原理。喷射混凝土在高压空气作用下高速喷向土层表面,先期骨料嵌入表土层内,并为后继料流所充填包裹,在喷层与土层间产生“嵌固效应”,并随开挖逐步形成全封闭支护体系,喷层与嵌固层具有保护和加固表土层,使之避免雨水冲刷、浅层坍塌、局部剥落等。锚杆内锚固段深固于滑移线以外的土体内部,其外锚固端同喷网联为一体,可把边壁不稳定体“危机”转移到内锚固段及其附近并消除于无形。

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