深基坑教案课件

深基坑工程杨涛课程目标?1．认识和了解深基坑支护的特点，掌握深基坑工程的根本理论知识和分析计算方法；?2.培养学生解决实际工程问题的能力；?参考书籍：?刘宗仁，基坑工程，哈尔滨工业大学出版社，2007年??建筑基坑支护技术规程?〔JGJ120-99〕课程主要内容：?介绍深基坑开挖与支护的主要特点，国内外深基坑工程的开展现状；?掌握作用在基坑支护构造上的荷载。?学习常见的基坑支护构造的设计施工方法，包括悬臂桩、单层及多层锚杆档土桩、土层锚杆、土钉支护等。?掌握基坑工程降水设计的根本原理和计算方法。第一章概述1.2.3.4.5.6.深基坑工程的特点深基坑开挖支护构造形式深基坑工程的设计内容和要求基坑支护设计的根本规定基坑监测深基坑工程的特点基坑工程?深基坑：开挖深度超过5m〔含5m〕或地下室三层以上〔含三层〕，或深度虽未超过5m〔含5m〕，但地质条件和周围环境及地下管线极其复杂的工程。符合上述条件的基坑都属于深基坑。基坑工程一般特点1.基坑支护体系是临时构造，平安储藏较小，具有较大的风险性2.基坑工程具有很强的区域性和个性(地质、场地)3.基坑支护构造所承受的土压力特点4.基坑工程具有明显的环境效应(生活、地层)5.基坑工程综合性强，是系统工程(知识、工程)6.基坑工程具有较强的时空效应杭州西湖文化广场：42720m2超过40mi?总耗资近27亿，占地120000平方米，平均埋深－米、局部深度到达－米，总计运出120万方土深基坑的工程环境?要保护周边构筑物的平安使用?一般的基坑支护大多是临时构造?如何平安、合理地选择适宜的支护构造并根据基坑工程的特点进展科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。?降水设计?在工程实践中，一般采用理论导向、量测定量和经历判断三者相结合的方法。?基坑工程是理论与实践并重的技术，具有高风险性???全面、高精度的监测是保证基坑工程平安的透视眼。施工过程中也应严密结合监测结果，及时调整施工方案，做到信息化施工深基坑开挖放坡开挖放坡开挖?适用于硬质、可塑性粘土和良好性砂土?需要核算边坡外表的稳定性?砂质地基：坡角主要取决于砂的内摩擦角特别注意降水?粘性土地基：稳定性主要取决于滑动计算，其平安系数要求为?斜面高度，通常限于3~6米，支护开挖支护开挖适用于土质软弱、场地狭窄、开挖深度较大人工开挖和机械开挖???3支护构造形式放坡开挖支护构造包括:挡墙和支撑〔或拉锚〕两局部〔1〕支护构造??????地下连续墙混凝土灌注桩水泥土桩墙土钉墙逆作拱墙其它形式①地下连续墙地下连续墙?地下连续墙可兼作地下室外墙，一般集挡土、承重、止水和防渗功能于一身。对多种地质条件和复杂的施工环境适应能力较强?适用于基坑侧壁平安等级一、二、三级?最深己用于约35m深开挖基坑工程。常用墙厚、、和米?缺乏之处在于单体造价较高。②混凝土灌注桩混凝土灌注桩?悬臂式构造在软土场地中不宜大于5m，?但与土层锚杆共同使用后，那么适用于基坑侧壁平安等级一、二、三级。?是目前深基坑工程中应用最多的一种支护构造形式?成孔方式主要有机械钻孔和人工挖孔两种③水泥土桩墙水泥土桩墙?插入型钢一般采用H型钢、槽钢或拉森板桩。通常内插型钢在施工完毕后可拔除回收－SWM法。?一般用于深度不超过13m的基坑工程?基坑侧壁平安等级宜为二、三级?主要用于软土地区，具有抗渗防水和挡土的性能，施工便利，并且较为经济。④土钉墙土钉墙?施工简便，节省工期，经济效益好，是基坑的首选型式?基坑深度不宜大于12m?当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施?基坑侧壁平安等级宜为二、三级的非软土场地⑤逆作拱墙逆作拱墙?基坑深度不大于12m、基坑侧壁平安等级宜为二、三级?淤泥和淤泥质土场地不宜采用?发挥混凝土受压的特性，节约钢材和投资?场地周围须有较大空间，施工要求严格⑥环梁支护构造体系⑦钢板桩〔2〕支撑?当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能满足要求时，需增设支撑系统。?支撑系统有–基坑内支撑–基坑外拉锚〔顶部拉锚、土层锚杆拉锚〕?常用的有–钢构造支撑–钢筋混凝土支撑钢支撑钢筋混凝土支撑钢－混凝土组合支撑圆环梁的直径66m，圆内无支撑，外与钢管连接4深基坑工程的设计内容和要求?收集以下资料：?岩土工程勘察报告；?邻近建筑物和地下设施及地下管网的类型和分布图；?用地界限及红线图、建筑总平面图、地下构造平面图和剖面图等?????设计内容，一般应包括：支护构造的方案比较和选型；支护构造的内力和变形计算；基坑稳定性验算；构造长度〔高度〕设计及截面尺寸和配筋验算；?降水设计；?挖土方案；?监测方案和环保要求。5基坑支护设计的根本规定?基坑支护构造应采用分项系数表示的极限状态设计表达式进展设计。(1)承载能力极限状态对应于支护构造到达最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护构造破坏或基坑周边环境破坏；(2)正常使用极限状态对应于支护构造的变形已阻碍地下构造施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。承载能力极限状态基坑支护构造设计应根据?建筑基坑支护技术规程?〔JGJ120-99〕表选用相应的侧壁平安等级及重要性系数平安等级破坏后果支护构造破坏、土体失稳或过大变形对基一级坑周边环境及地下构造施工影响很严重。支护构造破坏对基坑周边环境影响很小，二级但对本工程地下构造施工影响严重。三级支护构造破坏对基坑周边环境影响及地下构造施工影响不严重。支护构造选型表构造形式排桩或地下连续墙水泥土墙土钉墙适用条件1．适用于基坑侧壁平安等级一、二、三级2．悬臂式构造在软土场地中不宜大于5m3．当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙1．基坑侧壁平安等级宜为二、三级2．水泥土桩施工范围内地基承载力不宜大于150kPa3．基坑深度不宜大于6m1．基坑侧壁平安等级宜为二、三级的非软土场地2．基坑深度不宜大于12m3．当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施1．基坑侧壁平安等级宜为二、三级2．淤泥和淤泥质土场地不宜采用3．拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/84．基坑深度不宜大于12m1．基坑侧壁平安系数等级宜为三级2．施工场地应满足放坡条件3．可独立或与上述其他构造结适宜用4．当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施逆作拱墙放坡第二章荷载与抗力1.水平荷载2.水平抗力1水平荷载?〔1〕支护构造承受的荷载?支护构造承受的荷载一般包括–土压力–水压力–墙后地面荷载引起的附加荷载。(2)土压力主动土压力Ea-ΔE0被动土压力静止土压力外力Ep+Δ滑裂面朗肯主动土压力eajk??ajkKai?2cikKai〔〕K---第i层土的主动土压力系数K20aiai?tg(45??ik2)ajk---作用在深度zj处的竖向力标准值，?ajk???k??ok?ok---基坑外测任意深度由地面超载产生的竖向应力标准值??k---计算点深度zj处的自重竖向应力标准值〕〔?自重竖向应力标准值1〕当计算点在基坑底面以上时：??k??mjzj〔〕?mj---计算点深度zj以上土的加权平均重度2〕当计算点在基坑底面以下时：?jk??mhh〔〕?mh---基坑底面以上土的加权平均重度---支护构造顶面至坑底的距离h粘性土临界高度Zc对于粘性土按计算公式计算时，主动土压力在土层顶部〔H=0处〕为负值，即??ea??2c·tg(45?2)说明出现拉力区，这在实际上是不可能发生的。可计算临界高度以下的主动土压力：可计算此种情况下的临界高度Zc，进而计算临界高度以下的主动土压力。2cKaZcZC?2c?tg(45??2?2?)Hea??(H?ZC)tg(45?)2??(H?ZC)Ka?ea??(H?ZC)Ka〔3〕水压力－砂性土〔水土分算〕〔a〕水压力计算ew?(zi?hwa)?w〔b〕水减重作用ewa??(mj?hwa)?waKai?wmj：当zj＜h时，取zj；当zj≥h时，取h；ηwa：当hwa≤h时，取1；当hwa＞h时，取零；水平荷载标准值计算图砂性土中的水－土压力2〕当计算点位于地下水位以下时eajk??ajkKai?2cikKai?[(zi?hwa)?(mj?hwa)?waKai]?w〔〕〔〔4〕地面超载?有三种情况：?⑴墙后有均布荷载ｑ?⑵距离支护构造一定距离有均布荷载ｑ?⑶距离支护构造一定距离有一定宽度的均布荷载q。①墙后有均布荷载ｑ如墙后堆有土方、材料等地面均布荷载对支护构造引起的附加荷载，可按下式计算：e2qHe2?qKaσok＝q0〔〕e1e2②距离支护构造一定距离距离有均布荷载ｑ此时压应力传到支护构造上有一空白距离h1,在h1之下产生均布的附加应力：h1?l1?tg(45???2)e2?q?tg(45???2)l1qh45???12He1e2③地面上均布荷载在一定宽度范围内当距支护构造b1外侧，地表作用有宽度为b0的条形附加荷载q1时，基坑外侧深度CD范围内的附加竖向应力值σ1k可按下式确定：?b01k?q1b0?2b〔〕1几种集中荷载折算为均布荷载?繁重的起重机械：距桩内按60kPa取值；距桩，按40kPa取值；?轻型公路：按5kPa取值；?重型公路：按10kPa取值；?铁道:按20kPa取值。碎石土和砂土按水土分算原那么计算，例如：对于重度为γ的均匀砂土，按水土分算原那么，其主动土压力应为：eajk?以有效重度计算的土压力＋水压力????h????z?hK?2cK?z?h???????wawjwaaiikaijwaw????w??zjKai?2cikKai??z?h?z?hK????jwajwaai??2水平抗力基坑内侧水平抗力标准值epjk宜按以下规定计算：?1〕对于砂土及碎石土，基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算：epjk??pjkKpi?2ciKpi??zj?hwp??1?Kpi??w〔式中：σpjk——作用于基坑底面以下深度为Zj的竖向应力标?pjk??mjzj，其中γmj为深度zj以上准值，?ik??Kpi?tan?45??Kpi——第i层土的被动土压力系数，?2??2土的加权平均天然重度；?2〕对于粉土及粘性土基坑内侧水平抗力标准值宜按下式计算：epjk??pjkKpi?2cikKpi粉土和粘性土按水土合算原那么计算。引水渠道基坑开挖边坡失稳?4孔箱涵，单孔尺寸为?，总长75m?地面标高＋，设计基坑底面标高－，开挖深度近10m?按三级放坡，从上至下依次为1:1.5、1:2和1:3，变坡处留宽的马道?二级轻型井点降水?采用水冲法施工，泥浆沉淀池设置在基坑顶部南北两侧，距基坑外缘12m