基坑越冬防护专题研究培训讲义

基坑越越冬防防护专题研研究二、基坑坑冻害害形式式三、设设计计计算四、防护护措施施五、工程程实例例借鉴鉴二、基基坑的的冻害害形式式二、基基坑的的冻害害形式式冬季的低温支护结构铁件的低温脆断土体的冻胀作用1.支护结结构铁铁件的的低温温脆断断基坑支支护结结构中中的铁铁件在在低温的情况况下，，易发发生脆性断断裂。如：：桩锚锚支护护体系系中的的钢梁梁，一一般都都是双双支钢钢梁，，双支支钢梁梁间的的连接接铺板板在受受冻后后在焊焊接处处容易易崩断断；钢钢筋及及钢绞绞线锚锚杆在在受冻冻后易易在锚锚头锁锁定处处脆断断；土土钉墙墙工程程在土土钉锚锚固处处由于于焊接接产生生集中中应力力容易易脆断断。二、基基坑的的冻害害形式式2.土体的的冻胀胀作用用土体的的冻胀作作用：土体体在冻冻结过过程中中，土体中的的水冻结后后体积积膨胀，，形成成冰层层、冰冰透晶晶体、、多晶晶体冰冰晶等等的冰冰侵入入体，，引起起土颗颗粒之之间的的相对对位移移，使使土体体产生生扩胀胀现象象。黏黏性土土一般般都有有冻胀胀性，，砂类类土的的冻胀胀性要要根据据工程程具体体情况况确定定。在基坑坑工程程中，，土体体的冻冻胀作作用会会对支护护结构构产生冻胀力力，从而而致使使基坑坑工程程发生生破坏坏。（1）基坑坑的支支护结结构发发生破破坏；；当冻胀胀作用用产生生的冻冻胀力力大于于支护护结构构所能能承担担的力力时，，支护护结构构会发发生破破坏。。（2）对基基坑周周围环环境产产生冻冻害；；基坑周周围有有管线线时，，由于于基坑坑侧壁壁土的的冻胀胀侧向向位移移带动动管线线，易易使管管线破破坏；；当管管线为为水管管线或或供暖暖管线线，易易使管管线受受冻。。二、基基坑的的冻害害形式式三、设设计计计算三、设设计计计算越冬基基坑，，在基基坑围围护结结构设设计时时，支支护结结构的的作用用效果果中包包含温温度变变化及及冻胀胀对支支护结结构产产生的的内力力和变变形。。根据《冻土地地区建建筑地地基基基础设设计规规范》JGJ118，作用用于挡挡土墙墙背的的水平平冻胀胀应力力的大大小应应由现现场试试验确确定。。在不不能进进行试试验时时，其其分布布按下下图选选定，，土中中最大大水平平冻胀胀应力力值应应按下下表规规定取取值。。荷载效效应组组合时时按《建筑地地基基基础设设计规规范》GB5007的有关关规定定，荷荷载效效应组组合时时水平平冻胀胀力和和土压压不应应同时时组合合。四、防护护措施施四、防护护措施施1.排水措措施2.保温隔隔水3.结构措措施4.应急措措施四、防护护措施施1.排水措措施水文条条件是是冻土土产生生的冻冻害的的主要要因素素。从从理论论上讲讲，如如果能能够将将地下下水或或者外外部降降水完完全排排除，，则冻冻害将将要大大大减减轻或或消除除，在在实际际工程程中不不可能能完全全消除除地下下水，，但在在基坑坑周围围设置置完善善的防防排水水系统统可以以在一一定程程度上上减轻轻冻害害。排水措措施主主要包包含两两方面面内容容：一一是排排除基基坑内内积水水；二二是降降低地地下水水位。。（1）对于于上层层滞水水冻胀胀作用用应予予以足足够的的重视视；（2）在土土体冻冻结前前，隔隔断水水分补补给，，并排排除土土体中中水分分，可可减小小土体体冻胀胀，因因此越越冬基基坑应应连续续降水水，或或者在在坑壁壁上设设置超超过冻冻土深深度的的水平平排水水渗管管。四、防护护措施2.保温隔水水（1）保温措措施保温措施施主要是是减少冻冻结厚度度，消减减冻胀量量，减少少铁件的的因低温温产生的的脆性。。保温措施施主要包包含：（1）人工补补充热量量；（2）隔热保保温材料料。目前采用用较多的的是隔热热保温材材料，选选取时要要选择热热导率小小、承载载能力高高、耐水水性号、、且廉价价经济的的材料。。常见的的材料包包括：草草袋、草草帘、泡泡沫混凝凝土、石石棉板。。（2）隔水措措施常见的隔隔水措施施有：地面施加加混凝土土硬化覆覆盖，防止地表表水入渗渗；地下水位位较高，，土中含含水量较较大时，，采用排水与隔隔水相结合的的措施；；冬季停工工期间，，基坑降水不停停止。珍珠岩保保温板四、防护措措施3.结构措施施结构措施施的主要要途径是是增大围围护结构构的承载载力，使使之满足在冻胀力作作用下的稳定强度要求求，进而达达到防冻冻害的目目的。采采用这种种方法时时，在设设计过程程中，应应进行冻冻胀力作作用下围围护结构构稳定性性验算。。对发生冻冻胀的基基坑要进进行严密密的监测。处理冻胀胀影响的的措施首首先是在在预防阶阶段，越越冬基坑坑一旦发发生严重重的冻胀胀破坏，，要及时时采取应应急措施施，防止止冻胀影影响基坑坑安全。。（1）卸压孔：在支护结构构段打卸压孔孔，使冻土体体积膨胀不受受约束。（2）堆载反压措施施：在基坑内，，冻胀影响较较大区域，利利用土方机械械运土堆载，，形成发现压压力并增大约约束以减小支支护结构的变变形和冻胀的的影响。（3）坑外挖土卸荷荷措施：在基坑边缘缘受冻胀影响响较大的区域域取土，形成成横向坑槽，，达到卸荷、、减小支护结结构的变形、、消除冻胀力力的作用。4.应急措施五、工程实例借借鉴五、工程实例借借鉴沈阳某基坑工程概况该工程位于沈沈阳市沈河区区，工程的总总建筑面积约约40万m2，主体由3栋塔楼和5层裙房组成。。主塔楼高约约286m，70层，采用钢一一混凝土组合合框筒结构，，内设18mX23m的钢骨混凝土土核心筒，外外围采用钢管管混凝土框架架筒，混凝土土强度为C35~C80。另外2栋塔楼为公寓寓楼和住宅楼楼，层数分别别为52层和43层，采用钢筋筋混凝土剪力力墙结构，局局部设钢骨混混凝土柱。该工程带3层地下室，基基础采用平板板筏形基础，筏板厚度为为1.00~3。.50m，底板埋深约20.00m，最深处为23.40m。工程地质条件件该工程场地地地形平坦，地地貌单元为浑浑河北岸Ⅱ阶地。地基土土在钻孔揭露露深度范围内内依次往下为为：（1）填土、（2）轻亚黏土、、（3）中砂、（4）圆砾和（5）卵石。场地地地下水埋深深约8.50m，属于潜水类类型，局部地地段富存上层层滞水，埋深深约3.5m，无不良地质质现象。五、工程实例借借鉴沈阳某基坑基坑支护监测方案对桩顶水平位位移进行监测测。该基基坑坑安安全全等等级级为为一一级级，，重重要要性性系系数数为为1.1，采采用用钻孔孔灌灌注注桩桩加加锚锚索索的的支支护护方式式。。整整个个基坑坑共设设计计有两两种种桩桩锚锚支支护护类类型型:公公寓寓楼楼东东面面和和北北面面、、住宅宅楼东东面面坑坑壁壁采用用Ⅱ型桩锚锚支支护护，，其其余余坑坑壁壁采Ⅰ型桩锚锚支护护。。ⅠⅡ五、工工程程实实例例借借鉴鉴沈阳阳某某基基坑坑效果果采取取措措施施以后后，，该该基基坑坑安安全全越越冬冬，，整整个个越冬冬期间间，，未未发发生生失失稳稳现现象象担担分析析监监测测结果果可可以以看看出出，，在在冬冬季季严严寒寒期期间间(2007年12月底底~2008年2月初初)，支支护护结结构构的的水水平平位位移移有有所增增大大，说说明明此此期期间间，，由由于于低低温温冻冻胀胀，，桩桩背背土土压压力力增大大。越冬冬措措施施该基坑坑从从2007年7月开开始始施施工工，，到到年年底底进入入冬冬季季即将将停停工工时时，，只只完完成成了了部部分分筏筏板板基基础础的的施工工。。此此时时，基基坑坑开开挖挖深深度度大大，，冬冬季季停停工工不不能能迅迅速速回回填填，基基坑坑长时时间间处处于于临临空空状状态态，，最最严严重重的的是是基基坑坑将将面临临沈阳阳冬季季-30~-40℃的严严寒寒天天气气，，桩桩背背地地基土土可能能产产生生巨巨大大冻冻胀胀力力，，对对基基坑坑的的安安全全与与稳稳定定造成成重大大影影响响基基坑坑能能否否安安全全越越冬冬，，成成为为该该工工程程所所面临临的一一个个难题题。。为此此，建建设设单单位位邀邀请请专专家家对对基基坑坑的的安安全全越冬冬问问题题进行行论论证证考考虑虑到到地地基基