基坑支护课件

第二章深基坑的支护结构采用深基坑随着基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其在城市建筑物密集地区，施工场地的狭小，邻近建筑物、道路和管线纵横交错，多数情况下不能放坡开挖，需要采用支护结构，这就是本章所要研究的问题。支护结构的设计和施工，影响因素众多，不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用。为此，对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度，在保证施工安全的前提下，尽量做到经济合理和便于施工。第一节支护结构的选型支护结构包括挡墙和支撑（或拉锚）两部分。档墙或支撑中任何一部分的选型不当或产生破坏（包括变形过大），都会导致整个支护结构的失败。支护结构的型式放坡开挖悬臂式支护结构内撑式支护结构拉锚式支护结构土钉墙支护结构环梁护壁支护结构其它形式支护结构一.挡墙的选型（一）钢板桩1.槽钢钢板桩2.热轧锁口钢板桩（二）钢筋混凝土板桩（三）钻孔灌注桩挡墙（四）H型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱）（五）地下连续墙（六）深层搅拌水泥土桩挡墙（七）旋喷桩帷幕墙常用Φ600—1000mm，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效果差。（三）钻孔灌注桩挡墙该类支护结构适用于土质较好、地下水位较低的地区。型钢或支柱按一定间距打入，支柱间设木挡板或其它挡土设施。

（四）H型钢支柱（钢筋混凝土桩支

柱）、木挡板支护墙深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制搅拌制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。（六）深层搅拌水泥土桩挡墙（

旋喷桩帷幕墙是钻孔后，将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中，形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡墙，也可用于挡水。（七）旋喷桩帷幕墙当基坑深度较大，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）常用的有钢结构支撑钢筋混凝土支撑二.支撑（拉锚）的选型钢管支撑示意图(一)钢结构支撑2型钢支撑

型钢支撑主要采用H型钢，用螺栓连接，为工具式钢支撑，现场组装方便，可重复使用。第二节支护结构计算一.支护结构的破坏形式和计算内容支护结构可分为两类：重力式支护结构非重力式支护结构重力式包括深层搅拌水泥土桩挡墙旋喷桩帷幕墙非重力式包括钢板桩、钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等。包括强度破坏稳定性破坏。Ⅰ强度破坏（非重力式）1拉锚破坏或支撑压曲地面荷载增加过多、（一）非重力式支护结构挡墙的破坏土压力过大使拉杆断裂，或锚固失败、腰梁破坏、内支撑受压失稳。Ⅰ强度破坏（非重力式）2支护墙体底部走动支护墙入土深度不够或挖土过深以及水的冲刷均可产生这种破坏。需正确的计算入土深度

（一）非重力式支护结构挡墙的破坏3支护墙的平面变形过大或弯曲破坏支护墙截面过小、土压力估不准、墙后增大量地面荷载或挖土超深，需准确计算最大弯矩值以验算截面。（一）非重力式支护结构挡墙的破坏Ⅰ强度破坏（非重力式）Ⅱ非重力式支护结构的稳定性破坏1墙后土体整体滑动失稳拉锚的长度不够、软粘腿发生圆弧滑动，引起支护结构整体失稳。（一）非重力式支护结构挡墙的破坏Ⅱ非重力紫式支护结到构的稳定五性破坏2挡溉墙倾覆3坑带底隆起如挖土深骄度大，由酸于卸土过究多，在凑墙后土重及地面鬼荷载作用劫下引起坑底扎隆起。（一）非华重力式支皆护结构挡锹墙的破坏Ⅱ非重言力式支货护结构巡寿的稳定蚀性破坏4管涌在砂土汁区，当镰地下水较高坑较东深时，在穷动水压力组作用下贯，地下水绕过愉支护墙劈燕连砂土一同涌入秒基坑。（一）非梳重力式支疏护结构挡锡墙的破坏（二）花重力式羡支护结平构的破忌坏重力式支纯护结构的煮破坏包括强度破辨坏稳定性破记坏其强度破驱坏只是水门泥土抗办剪强度不触足，产生良剪切破坏低，为 此取需验算最动大剪应力举处的墙身具应力。（二）伸重力式绢支护结罢构的破怜坏重力式支次护结构的稍稳定性破千坏包括：1.倾登覆2.滑浇移3.土属体整体滑澡动失稳4.坏坑底隆描起5.士管涌二非宴重力式拳支护结慢构计算（一）支略护结构承溪受的荷载支护结采构承受侧的荷载苹一般包和括土压力水压力墙后地泡面荷载胶引起的排附加荷础载。二初非重惹力式支亚护结构悲计算1士土压力⑴主动所土压力：若挡形墙在墙无后土压织力作用还下向前鲜位移时退随位移掌增大，霉墙后土莫压力渐扫减小。世当位移判达某一计数值时盟，土体材内出现反滑裂面坛，墙后趟土达极维限平衡莫状态，广此时土劳压力称象为主动渐土压力抖，以Ea表示。Ea-Δ滑裂面二非宗重力式败支护结使构计算⑵静止土评压力：若挡副墙在土压税力作用尤下墙本名身不发生变片形和任何商位移（移动遣或滑动亭），墙碑后填土处于舟弹性平衡畜状态，则此时作雅用在挡墙胞上的土压力成糕为静止土饲压力。以E0表示。E0二非蹄重力式姨支护结男构计算(3)粥被动土今压力：勿若挡墙象在外力猜作用下港墙向墙苍背向移接动，随观位移增窝大，墙辣所受土学的反作栏用力渐专增大，嚼当位移旺达一定涝数值时烫，土体欧内出现梦滑裂面独，墙后做土处被剪动极限个平衡状途态，此您时土压威力称为总被动土达压力，毁以Ep钟表示。+Δ外力Ep滑裂面对于粘四性土按净计算公席式计算限时，主爷动土压风力在土否层顶部威（H=彻0处）滥为负值坡，即表明出现轮拉力区，盛这在实际报上是不可倦能发生的高。可计算输临界高度优以下的主粱动土压力惩：土压力因分布土压力眼表示悬臂式蝴挡土结旅构，对客于土的饱性质、创荷载大因小等非他常敏感困，它完伏全依靠回足够的爹入土深歪度来保及持其稳旱定性，诊故其高仿度一般篇不大于焰4ｍ。为了施邻工的安黎全，支鸡撑和锚烈杆宜根蜜据最大味土压力舍计算，呼即根据侄实测压段力曲线痰的包络钓线来确槐定。该艇包络线笋近似梯慰形或矩悉形，与满库伦理泳论计算腥的三角蚁形土压岩力不同胳。土压力分殿布⑴悬臂觉无支撑位挡墙，疤其压力元分布为市主动土醋压力，重是三角已形分布义，被动职土压力衰也是三淹角形分欲布。被动土压疾力主动土从压力土压力场分布⑵多支鼻撑或多塘拉锚的土挡墙背廉面上的数土压力排分布图荷形砂土蜻为梯形笨，粘土仪土压力扫分布图娘是稍复文杂的三拆角形。土压力郊分布悬臂挡土禽墙所承受科的主动土秘压力完性全由其底部的被肌动土压力撇来平衡；而锚定板壤单支点的纸挡土结构慌，其主乐动土压力则由摆锚定板楚拉杆和底部的被藏动土压力谜共同承受筑，加以满平衡。TEa1Ea2EP土压力齿分布不同深度锋处土的内库聚力C不袭是一个常数数，它与筑土的上覆贝荷重有关纲，一般随穿深度的加便大而增大亿，对于暴冬露时间长政的基坑，慌土的内聚辅力可由于荐土体含水提量的变化巩和氧化等陕因素的影巴响而减小跌甚至消失拥。φ、C闭值是计算盼侧向土压箩力的主要俭参数，但召在工程桩鼓打设前后矩的φ、C仗值是不同脆的。在粘煌性土中打否设工程桩疏时，产生悦挤土现象竹，孔隙水锡压力急剧师升高，对怖φ、C值鞠产生影响价。另外，粪降低地下州水位也会轮使φ、C泼值产生变护化。2.水悬压力ABCEHF在有残余咱水压力时成，水压力很按梯形哥分布。水压力牵和土压慕力水压力和艳土压力的杰分算或合非算问题，膏目前均采剂用。一般情困况下，池由于粘住性土中皆水主要延是结晶琴水和结形合水，件宜合算汤;在砂性土芳中土颗粒组之间的空预隙中充满坟的是自由但水，受重敬力作用，佩为静水压盘力作用，器宜分算。水压力和位土压力合算时，欧地下水位逝以下土的现重力密度自采用饱和舞重力密度γsat；分算时郑，地下去水位以懒下土的婆重力密蠢度采用扔浮重力叹密度抚;另外单独消计算静水舅压力，按坚三角形分贷布考虑。3.喇墙后地颗面荷载但引起附叫加荷载有三种垄情况：⑴墙后派有均布荷蛛载ｑ⑵距离排支护结构记一定距离瘦有均布荷驴载ｑ⑶距尊离支护填结构一孩定距离台有集中冷荷载Ｐ污（如塔饲吊、混唐凝土泵动车等）乳由Ｐ引串起的附肉加荷载结分布在塔支护结链构的一弦定范围犁ｈ2上。⑴墙愚后有均东布荷载涛ｑ如墙后涛堆有土考方、材投料等地聋面均布爱荷载对艺支护结尸构引起绵的附加芬荷载，凶可按下理式计算援：qH⑵距离占支护结构色一定距离有均筒布荷载ｑ袖此时压应蜡力传到支窄护结构上揪有一空白返距离h1,在h1之下产傲生均布博的附加佣应力：l1qHe1e23.缩慧墙后地兴面荷载偏引起附品加荷载⑶距雷离支护旅结构一定距离西有集中觉荷载Ｐ（如霞塔吊、匹混凝土泵车等呆）由Ｐ引起的附哥加荷载馆分布在支护裂结构的设一定范围ｈ2上。HPl2h2φ非重力摄式支护无结构的棉计算深基坑支聪护结构应赚采用以分追项系数表派示的极限页状态设计罗表达式进夜行设计。基坑支挎护结构志极限状醋态可有字两类：承载能柳力极限古状态正常使用掩极限状态非重力销式支护偿结构的祝计算1.承载良能力极限姿状态：对应于支川护结构达扬到最大承惧载能力或驾土体失稳臂、过大变就形导致支旧护结构或疮基坑周边受环境破坏户；2.正常喇使用极限友状态：对应于支碧护结构的耐变形已妨那碍地下结停构施工或脉影响基坑感周边环境蹦的正常使春用功能。基坑侧抛壁安全组等级及暖重要性授系数安全等级破坏后果γ0一级支护结构破坏、土体失稳或变形过大对基坑周边环境及地下结构施工影响严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.90（二）悬见臂桩墙的场计算排桩、拦地下连挂续墙嵌叉固深度文设计值完宜按下帮列规定幼：1.悬臂桑式支护结挂构嵌固深扑度设计值绳hd宜按下萝式确定蠢：桩墙底以慨上基坑内期侧各土层济被动土压雨力强度和桩墙底以前上基坑外仿侧各土层攀主动土压奏力强度和悬臂桩墙灵的计算合力作用点至子桩、墙底的嚷距离合力作用点拼至桩、咽墙底的闹距离h、分别为基宗坑挖深和挠桩墙入土逼深度hhpEa1Ea2Ea4Ea3∑EaEP1EP2∑EP分别为纺被动土暮压力合漏力和主湖动土压标力合力支护结构桐计算当确定悬灵臂式及单名支点支护祖结构嵌固步深度设计忘值（构造截要求）当基坑底脾为碎石土冷及砂土，崖基坑内排浙水且作用私有渗透压洁力时，嵌钥固深度设然计值还应泰满足下式跃抗渗稳定浇条件：单支点酱支护结渣构计算单层支点诱结构支点喝力及嵌固深匹度计算支叹点力：基验坑底面倘以下支护结构设叠定弯矩零个点至基坑兰底面距粪离hCl按下式确定h单支点支肤护结构计刘算单层支点承结构支点约力及嵌固略深度计算支点力册Tcl按下式金计算支点至基妖坑底面的锣距离基坑底面匹至设定弯渐矩零点位激置的位置分别为蹲合力香作用点棚至设定棵弯矩零时点的距诉离（三）支爷护结构计纱算的其它韵方法1醉等值梁讨法2弹性曲冲线法3竖向程弹性地基壮梁法（基顾床系数法题）4有雅限元法等值梁法图中a搬b梁一养端固定斧一端简鸣支，弯滨矩图的乡丰正负弯鞭矩在c课点转折快，若将扰ab梁怕在c点待切断，搁并于c鸦点加一饱自由支圈承形成辉ac梁易，则a湾c梁昂上的弯类矩将保学持不变攀，即称隐ac梁桐为ab下梁上叮ac段卖上的等垫值梁。等值梁原届理ababc等值梁法介绍等值答梁法：如ab誉梁一端椅固定，宗一端简吃支，弯栗矩图的撕正负弯扮矩在c兴点转折仓。若将壁ab梁错在c点扮切断，散并在c菜点置一厉自由支爷承，形萌成ac念梁，则柏ac梁爆上的弯扶矩将保崖持不变层，则称食ac梁火为ab岩梁上a肿c段的恋等值梁锯。HAPaBCD等值梁法HAPaBCDPaP0等值梁板桩上土压力分布图板桩弯矩图等值梁毯法用等值梁搞计算板桩精，先要知隆道正负弯桨矩的转折双点的位置侵。因板桩后地面下土拦压力等于击0的位置想，接近正拆负弯矩的偶转折点，摩为简化即剧用土压力朽等于0的欠位置代替此它。P0Pa三齐重力式卸支护结桥构计算（一）南原理盒重力啦式支护久结构是帖依靠结专构自身胜重力来呈维持极斤限平衡搂状态的挤。（二）君荷载蜘组合1土压决力；2重力蒜式结构自翻重；3地面靠超载包括字：永久荷夜载、道路界荷载、可驶变地下水肺位和施工惑荷载（施益工机械荷忆载、材料源堆放荷载繁）以及偶会然荷载（歉地震荷载刊、人防荷洽载）。（三）重塑力式结构订计算内容1滑动有稳定性验廉算2倾题覆稳定闪性验算3.土跌体整体斧滑动验膜算4.坑毅底隆起验兔算5.管正涌验算重力式支废护结构计段算简图重力式支资护结构主要是筹深层搅忌拌水泥土桩恨墙和旋喷桩帷壤幕墙，味计算简图如暗图：EaEpBbbA（三）吧重力式么支护结轿构计算哀（滑动中稳定性蒸）1滑额动稳定奸性验算墙体自重磨；基底墙宜体与土籍的摩擦樱系数；被动土懒压力合律力；主动土压振力合力。（三）掀重力式马支护结恋构计算薪（倾覆废稳定性连）2倾续覆稳定烦性验算墙体自购重；墙体厚度这之半；分别为佳对竖墙趾A你点的力为臂。抗倾覆稳逃定安全系动数；（三）重来力式支护忆结构（整形体滑动验挺算）3.土体捎整体滑动骡验算水泥锻土桩挡墙诞由于水泥垄掺量少，片故将其看闷作提高了冈强度的部忠分土体，汪进行土体粪整体稳定掌性验算。R·重力式支年护结构计虎算（基耻坑隆起）4.坑分底隆起开挖面以勇下墙体能岗起帮助抵称抗地基土泥隆起的作呜用，宜假真定土体沿沟墙体底面存滑动，认喊为墙体底油面以下为益一圆弧，泡如图所示愿。产生滑知动力的是垃和q,国抵抗滑动蹦的则为土花体抗剪强乘度。qzABOCDHE重力式支塌护结构计块算(基坑篇隆起）对于非理萄想粘性土牙，土的抗络剪强度AB面援上径应为迹水平侧图压力，醉取抗隆起安旬全系数重力式提支护结沫构计算竖（基坑哄隆起）为达稳惊定，避栽免基坑反隆起，昼必须满狭足忽如沙要严格喉控制地出面沉降厚，则需设增加挡得墙入土孤深度，搜或进行鹊坑底土拐体加固淹，提高垦土体抗翅剪强度仪，使该绘系数达疼到1.阅5～2捞.0。5管涌胃验算当基坑稻地下水姻的向上锤渗流力推时竟土颗粒处于悬浮咸状态，于扫是坑底产生管覆涌现象。不发生管瞎涌的条件跳应为：重力式滴支护结青构计算匙（管涌境验算）tj钢板桩的吓施工（二）直打设循前准备爸工作1通钢板桩魄的检验括和矫正2导凉架安装3沉赞桩机械的悠选择打设钢眼板桩可粉用落锤季、汽锤猪、柴油扑锤和振时动锤，栗前三种袭皆为冲养击打入疗法，此挖法可使攻桩锤的拣冲击力闯均匀分岭布，保息护桩顶搞免受损弃坏。钢板桩送的施工（三）继钢板桩狐的打设焦和拔除1打趁设方式爽选择⑴单独观打入法味即从彼板桩墙神的一角礼始，逐酬块打设树，直至复工程结肚束。⑵屏风式年打入法型即绍将10～嘱20根钢颜板桩成排惹插入导架绣内，呈屏拒风状，再聪分批施打利。（按屏渡风排数，益分为单屏值风、双屏斑风和全屏呆风）钢板桩的到施工4钢伪板桩的拔虏除拔桩前要饼研究钢板笛桩拔除顺督序、拔除尚时间和桩似孔处理方柳法。拔除宜用犹振动锤或池振动锤与躺起重机共摩同拔除。二室钻孔灌巷注桩挡寇墙施工钻孔灌注罩桩挡墙施脖工（主要在板第五章介嗓绍）钻孔灌羞注桩施撒工时无糟振动，痒不会危狐害周围博建筑物斜等，造歼价低，厦有优越撤性。施工速度睁慢，宜注汽意质量。钻孔灌说注桩的鲜间距由穴计算确纠定。钻孔灌注症桩用作支旨护桩时，切按钢筋混诵凝土正截只面受弯构窄件计算配扒筋。三深披层搅拌水蛙泥土桩墙库施工（一）耐施工机邻具1壳深层搅拌据机中心管惑喷浆方姥式叶片喷浆三方式前者的输勺浆方式是朽水泥浆从稍两根搅拌纸轴间的另卧一根管输悦出；后者怜是使水泥落浆从叶片沫的小孔喷煮出。2载配下套机械鼻（灰浆量搅拌机谜、集料秋斗、灰志浆泵。头）三筒深层搅温拌水泥趋土桩墙屿施工（二）破施工工驳艺定位—序预拌下笨沉—制芒备水泥谋浆—提闲升、喷弯浆、搅布拌—重搁复上、死下搅拌火—清洗赛、移位三.深层针搅拌水泥芬土桩挡墙（三）疲水泥土大的配合由比水泥土的剪抗压强度这一般为5朝00～4熊000南KN/㎡坑,水泥的掘掺入量取申决于水泥补土挡墙设梅计的抗压农强度。水泥标炒号的提沈高，使笛水泥土欠强度相扒应提高既。搅拌施工国的水泥浆姨水灰比一疑般采用0弟.45～荒0.50砌，