《基坑支护基本知识》课件

基坑支护基本知识基坑支护是一种工程措施,旨在保护工棚或建筑物的基础,以及周边环境的稳定性。了解基坑支护的基本原理和常见方法,对于确保施工安全和质量至关重要。基坑支护简介基坑支护的作用基坑支护的主要作用是提供稳定的开挖边坡,保护施工作业人员和邻近建筑物的安全。合理的支护设计可减少土方开挖量,降低工程成本。支护系统的构成基坑支护系统包括围护结构、支撑系统、桩基础等,通过复杂的受力分析和合理的设计确保基坑的整体稳定性。支护施工的要点基坑支护施工需要严格控制支护系统的变形,保证基坑周边建筑物和设施的安全。此外,还要重视支护结构的质量管控与安全生产。基坑支护常见类型钢板桩支护采用钢板桩围护并通过锚杆、支撑等支承的支护形式。适用于浅层基坑支护。土钉墙支护通过土钉及网格支撑的支护形式。适用于中深基坑支护和边坡支护。连续墙支护采用钢筋混凝土连续墙围护并通过锚杆、支撑等支承的支护形式。适用于深基坑支护。木桩支护采用木桩围护并通过木板支承的支护形式。适用于浅层基坑支护。土压力理论基础土压力是建筑基坑支护中最重要的概念之一。土压力理论涉及土体的力学特性、应力状态和相互作用。它是基坑支护设计的核心理论基础,对支护结构的强度和稳定性有决定性影响。土压力理论主要包括库仑土压力理论、拉姆-斯特拉夫理论和胡克定律等,这些为支护结构的计算提供了理论依据。土压力分类1主动土压力当结构壁面发生向外偏移时,产生的土压力称为主动土压力。这种压力可能导致支护结构失稳。2被动土压力当结构壁面发生向内偏移时,产生的土压力称为被动土压力。这种压力可以增加支护结构的稳定性。3静止土压力当结构壁面无任何偏移时,产生的土压力称为静止土压力。这种压力处于主动和被动之间。4垂直土压力由于土体自重产生的压力称为垂直土压力,它会影响支撑系统的承载能力。土压力计算方法1确定土压力分布根据土层情况及支护结构形式确定土压力分布2选择适当的计算方法根据不同土压力分布选择Rankine、Coulomb或经验公式3计算土压力大小采用上述计算方法确定各部位的土压力大小4分析土压力影响因素考虑土质、地下水、剪切强度等因素对土压力的影响土压力计算是基坑支护设计的关键环节。通过确定土压力分布、选择适当的计算方法、计算土压力大小并分析影响因素,可以准确评估基坑支护所需承受的土压力,为后续设计提供可靠依据。支撑系统结构形式悬臂式支撑悬臂式支撑通过在基坑上下端固定水平或倾斜的支撑杆件来形成支撑体系,具有结构简单、施工方便的特点。框架式支撑框架式支撑由多根竖向支撑柱和水平梁组成,形成一个刚性框架结构,可承受较大土压力。锚杆式支撑锚杆式支撑在基坑外侧设置锚杆,利用锚杆与土体摩擦力产生的抗拉力来支撑围护结构。支撑梁式支撑支撑梁式支撑在基坑内设置水平支撑梁,利用梁的抗弯刚度来支撑围护结构。支撑系统承载力计算对基坑支撑系统的承载力进行合理的计算非常重要。这需要考虑多因素,如土壤特性、荷载条件及设计规范要求等。通过分析荷载作用下支撑结构的承载极限,可确保支护系统在施工期间的安全性。项目计算指标常用方法水平荷载计算土压力、锚架拉力等土压力理论、极限平衡法支撑轴向承载能力管柱允许压力、拔出承载力弹性稳定理论、极限平衡法连接部件承载能力接头承载力、焊缝强度极限承载力理论、焊接规范基坑支护的设计原则安全第一确保基坑施工过程中,工人、周边建筑物和地下设施的安全,是支护设计的首要目标。经济合理在满足安全要求的前提下,尽量选用施工简单、材料消耗少的支护方案,以降低工程造价。因地制宜因地质条件、周边环境等因素的不同,选用适合当地实际情况的支护措施,发挥最佳效果。施工可行支护方案应考虑现场的施工条件,确保具有可操作性和可靠性。基坑支护设计流程项目分析了解基坑位置、环境条件、地质情况等基本信息。方案选择根据具体情况,选择合适的基坑支护形式,如桩基、土钉墙等。荷载分析计算基坑的土压力、水压力等设计荷载,为后续设计提供数据依据。结构设计结合荷载分析,对支护结构进行尺寸、构件配置等方面的设计。稳定性验算评估基坑支护系统的抗滑、抗倾覆、抗浮等稳定性指标。优化修改根据验算结果,适当调整支护方案,确保满足安全性要求。基坑支护设计参数地质条件对场地地质状况、土层结构、地下水位等进行详细勘察,为后续设计提供基础数据。荷载条件根据建筑物使用性质、荷载标准等确定各种荷载组合,包括常规自重、活载、风载等。支护形式选择适合现场条件的支护结构形式,如钢板桩、排桩、锚杆等,并设置必要的加强和连接措施。支护深度根据基坑开挖深度及地基承载能力等因素确定支护结构的埋深,并预留适当的安全裕度。钢板桩基坑支护设计钢板桩基坑支护是常见的基坑支护形式之一。通过在基坑边缘安装钢板桩形成封闭的支护结构,能有效抵抗周围土体和地下水的压力,确保基坑的安全。钢板桩支护设计需考虑土压力分布、承载力计算、变形控制等多个方面,设计人员需根据实际地质情况选择合适的桩型和截面,同时优化支撑系统的布置。围护结构设计钢板桩围护钢板桩是基坑支护常用的围护结构之一,具有强度高、刚度好、安装快捷等优点。连续墙围护连续墙能有效抵御土压力,适用于地下室深基坑、高边坡等场合。桩基围护桩基围护主要包括角钢桩、槽钢桩、H型钢桩等,能形成刚性的围护结构。锚固式围护通过锚杆将围护结构与基坑外侧固定,提高支护效果。支撑系统设计1荷载分析仔细计算基坑内部产生的土压力、结构自重等荷载,为支撑系统设计奠定基础。2形式选择根据基坑深度、空间条件等因素,选择合适的支撑系统形式,如拉森钢板桩、内支撑等。3刚度控制合理控制支撑系统的刚度,使其能承受土压力作用下的变形,确保基坑支护稳定。4连接设计重点关注支撑与围护结构等部件之间的连接,确保连接可靠,传力顺畅。基坑稳定性检验1.2稳定系数基坑稳定性通过确保稳定系数大于1.2来保证。3主要因素基坑稳定性受基坑深度、支护类型和土层情况等3个主要因素影响。5检验方法常用5种方法检验基坑稳定性,包括极限平衡法、摩擦楔法等。基坑沉降分析基坑支护设计中,对基坑的沉降分析至关重要。需要考虑基坑的地质条件、土层特性、施工阶段等因素,预测基坑沉降量并控制在允许范围内。准确的沉降分析有助于确保基坑结构的安全性和稳定性,提高整体工程质量。基坑支护设计人员需要掌握相关理论和计算方法,并通过监测数据和实际观测不断修正和完善沉降分析模型,为后续施工提供可靠依据。基坑施工阶段分析1施工准备完成场地清理、测量放线等前期工作2基坑开挖按设计深度和坡度分层开挖基坑3支护系统安装依照方案安装各类支护结构4监测检查定期观测基坑变形并采取措施5回填与整理回填基坑并清理现场恢复环境基坑施工是一个分阶段进行的复杂过程。首先做好场地准备,按设计深度逐步开挖基坑。然后根据支护方案安装各类支护结构。在整个施工期间,需要密切监测基坑变形情况,并适时采取相应措施。最后进行回填整理,恢复现场环境。每个阶段都需要严格管控,确保施工安全有序进行。施工阶段支护系统计算在基坑支护工程的施工阶段,需要对支护系统进行严格的计算分析,确保结构安全和施工人员安全。这包括对支撑体系、围护结构以及基坑稳定性等方面的计算分析。3支撑类型常见的支撑体系包括临时支撑、永久支撑和混合支撑等3种类型。5稳定性检查在施工过程中,需要进行5种稳定性检查,包括整体稳定、边坡稳定、基坑底部稳定等。10%最大变形限值支护结构的最大允许变形一般不应超过基坑深度的10%。支护结构变形控制监测变形指标制定合理的监测方案,实时跟踪支护结构的位移、倾斜、应力等变形指标,为变形控制提供依据。分阶段分析处理结合施工进度,对不同阶段的变形特点进行分析,采取针对性的控制措施。合理设置预留量在设计中预留足够的变形余量,确保在变形控制范围内,满足安全使用要求。采取加固措施当变形超出预期时,及时采取注浆、搭设临时支撑等措施,加固支护结构。常见基坑支护施工技术钢板桩支护采用钢板桩作为围护结构,可有效抵御周围土体的侧向压力,广泛应用于城市地下空间开发等场景。土钉墙支护利用钢筋混凝土锚杆将围护墙和边坡连接,形成整体受力,适用于地质条件较好的基坑。帷幕墙支护采用钢筋混凝土或水泥土墙体作为围护结构,通过预留孔洞进行注浆加固,具有抗压性强的特点。内支撑支护在基坑开挖过程中设置水平或斜撑,通过向上或向下的荷载转移,达到支撑基坑的目的。基坑支护施工质量控制1施工前准备仔细检查施工方案、图纸和设计参数,确保设计合理可行。2材料质量管控对钢材、混凝土等关键材料进行严格的检验和监督。3施工过程监控全程监测基坑支护的变形情况,及时发现并纠正问题。4质量检验标准制定明确的质量检验标准,确保支护结构满足设计要求。基坑支护工程验收标准验收文件标准基坑支护工程验收时需提供完整的施工图纸、计算书、质量检验报告等文件,确保符合相关规范标准。现场验收检查对基坑支护结构、支撑系统、围护结构等进行全面检查,确保各构件尺寸、位置、连接等满足设计要求。结构安全性检测针对基坑支护结构进行荷载试验、变形监测等检测,确保其承载能力和稳定性满足设计指标。最终验收合格经过现场检查和试验检测合格后,颁发基坑支护工程验收合格证,满足相关验收标准。基坑支护工程常见问题及对策在基坑支护工程实践中,会出现一些常见的问题,如支护体系设计不合理、施工质量控制不严格、监测数据异常等。针对这些问题,需要采取有针对性的措施进行妥善解决。首先,要充分重视基坑支护工程的设计环节,根据地质条件、工程规模等因素,选用合理的支护体系。同时,在施工过程中要严格把控质量,确保各环节满足设计要求。此外,还应重视监测数据分析,一旦发现异常情况,应及时采取措施进行调整。基坑支护工程涉及面广、工艺复杂,如果处理不当,很容易出现安全隐患。因此,必须牢固树立安全第一的意识,全面落实安全生产管理措施,做好应急预案,切实保障施工安全。基坑支护工程安全生产管理制定详细的施工安全管理制度制定全面细致的施工安全管理制度,涵盖组织架构、岗位职责、安全操作规程、应急预案等,确保各环节安全可控。加强现场安全检查与培训定期开展现场安全检查并发现问题及时整改,同时对工人进行持续的安全生产培训,提高安全意识和操作技能。落实监测和预警机制建立健全的监测预警机制,实时监控基坑变形、水位等关键指标,及时发现异常情况并采取应急措施。确保施工设备安全运转定期维护保养施工机械设备,确保其安全可靠运行,避免因设备故障引发安全事故。基坑支护工程监测与检测监测的重要性监测是基坑支护工程施工全过程中不可或缺的一环,可及时发现问题并采取相应措施。检测方法多样包括现场勘察、测量仪器监测、非破坏性检测等,全面评估支护结构的性能和安全性。数据分析重要对监测数据进行及时分析和评估,为后续维修和加固提供依据。质量控制关键严格执行监测计划和标准规范,确保监测数据的准确性和可靠性。基坑支护工程实例分析通过分析具体的基坑支护工程案例,可以总结出许多实践经验和教训。例如北京某地下商城施工中,采用钢板桩支护遇到基岩裸露问题,后改用钢筋混凝土围护结构解决。上海某深基坑支护中,支撑系统在深挖阶段发生变形,迫使调整了支撑方案。以上实例表明,基坑支护设计和施工需要充分考虑地质条件、支护结构类型、施工工艺等诸多因素,并采取相应的应对措施,确保工程安全。BIM技术在基坑支护中的应用三维可视化BIM技术能够以三维模型的形式展现基坑支护方案,直观呈现各部件的空间位置和结构关系。施工过程仿真BIM模型可模拟基坑支护各施工阶段,优化施工流程,减少现场变更。风险管控BIM可帮助分析基坑支护施工过程中的潜在风险,制定有效的应急预案。数据协同共享BIM平台能实现设计、施工、监测数据的集成,提高基坑支护工程的信息化管理水平。基坑支护工程生命周期管理全生命周期规划基坑支护工程应制定全面的生命周期管理计划,涵盖从前期勘察设计到运维维护的各个阶段。风险评估与防控识别并评估各阶段的潜在风险,制定有效的应急预案,确保工程安全平稳运行。建筑信息模型(BIM)利用BIM技术辅助设计、施工和运维管理,提高工程效率和可视化管控水平。监测与维护建立健全的监测体系,定期检查维护,确保工程长期发挥应有功能。基坑支护工程可持续发展1环境保护通过采用绿色、环保的基坑支护方式,减少对周围环境的影响,实现可持续发展。2资源节约合理选用支护材料,提高材料利用率,减少资源浪费,降低整体工程成本。3技术创新运用BIM等新技术优化设计和施工,提高基坑支护工程的智能化水平。4全生命周期管理从设计、施工到运维,对基坑支护工