基坑支护结构设计培训讲义

基坑支护结构设计培训讲义演讲人：日期：基坑支护结构设计概述基坑支护结构的设计依据与标准悬臂桩支护结构设计与计算单支撑（锚杆）挡土桩设计与计算多层锚杆（支撑）挡土桩设计与计算非重力式桩墙支护结构整体稳定性验算桩（锚）支护结构施工与监测基坑支护结构设计案例研究contents目录01基坑支护结构设计概述基坑支护定义为防止基坑开挖时坑壁和周边环境发生变形、塌陷等危害，采用支挡、加固和保护等措施的统称。基坑支护作用确保基坑施工安全，保护基坑周边建筑物、道路和地下管线等设施不受损害，同时满足基坑开挖和主体施工的要求。基坑支护的定义与作用按照支护形式分类可分为灌注桩支护、预制桩支护、搅拌桩支护、土钉墙支护等。按照施工工艺分类按照受力特点分类包括悬臂式支护、内支撑式支护、拉锚式支护等。包括排桩支护、地下墙支护、重力式挡土墙支护、土钉墙支护等。基坑支护结构的分类安全性原则支护结构应满足强度、刚度和稳定性要求，确保基坑施工安全。经济性原则在满足安全性的前提下，应合理选择支护形式，降低工程造价。变形控制原则支护结构应控制基坑和周边地层的变形，减少对周边环境的影响。施工可行性原则支护设计应考虑施工工艺和设备能力，确保支护结构能够顺利施工。基坑支护设计的基本原则02基坑支护结构的设计依据与标准基坑工程安全等级划分一级基坑重要工程或支护结构作为主体结构的基坑；基坑深度大于12m二级基坑三级基坑基坑深度在6m至12m之间，或支护结构作为桩基、地下连续墙等的基坑基坑深度小于6m，或支护结构作用较小的基坑123设计依据与规范要求基坑支护结构设计应遵循国家及地方相关规范和标准，如《建筑基坑支护技术规程》等01.设计参数应依据地质勘察报告及现场实际情况确定，如土体抗剪强度、地下水位等02.设计应考虑基坑的稳定性、变形控制、渗流影响及环境保护等因素03.基坑支护结构承受的荷载主要包括土压力、水压力及地面超载等水压力计算应考虑地下水位、水压力分布及支护结构的抗渗性能等因素土压力计算应根据土体性质、支护结构类型及基坑深度等确定地面超载应考虑堆载、施工荷载及振动等因素对支护结构的影响基坑支护设计的荷载计算03悬臂桩支护结构设计与计算悬臂桩支护的基本原理悬臂桩定义及功能悬臂桩是一种特殊类型的支护桩，主要承受横向推力，用于基坑支护中悬臂结构的支撑。受力特点悬臂桩在基坑开挖过程中，主要承受由土体产生的横向推力和弯矩，同时桩身也承受竖向的摩擦力。支护效果通过悬臂桩的支护，可以有效地控制基坑的变形和位移，确保基坑施工的安全。悬臂桩的设计步骤确定支护桩类型根据基坑的实际情况和支护要求，选择合适的悬臂桩类型，如钢板桩、钢管桩等。02040301设计支护结构根据基坑的形状和大小，设计合理的支护结构，包括悬臂桩的布置、间距、连接方式等。计算桩的截面尺寸根据桩的受力特点和材料性能，计算桩的截面尺寸，以满足支护要求。稳定性验算对设计好的支护结构进行稳定性验算，确保支护结构在基坑开挖过程中不会发生失稳现象。01020304根据横向推力和桩的截面尺寸，计算桩身的内力，包括弯矩、剪力和轴力。悬臂桩支护的计算方法桩身内力计算根据计算结果进行验算，如果不满足支护要求，需要对设计进行调整，重新进行计算。验算与调整根据桩身内力和支护结构的刚度，计算支护结构的变形，包括水平位移和转角。支护结构变形计算根据基坑开挖引起的土体压力，计算悬臂桩所承受的横向推力。横向推力计算04单支撑（锚杆）挡土桩设计与计算锚杆与桩体连接锚杆通过锚固体与桩体连接，形成一个整体，共同承受土体压力。单支撑挡土桩的结构特点支护效果好单支撑挡土桩结构简单，施工方便，支护效果较好，适用于基坑深度较小、地下水位较低、土体较稳定的场地。受力明确单支撑挡土桩受力明确，锚杆受拉力，桩体受压力，易于进行力学分析和计算。根据基坑深度和地下水位情况，确定支护结构形式为单支撑挡土桩。确定支护结构形式根据锚杆拉力和场地条件，设计桩体的结构形式和尺寸，包括桩身截面形状、桩长和嵌固深度等。设计桩体结构根据桩体受力情况，计算锚杆所受的拉力，并确定锚杆的材料、直径和长度。计算锚杆拉力对支护结构进行整体稳定性验算，确保支护结构满足强度和变形要求。校核整体稳定性单支撑挡土桩的设计流程单支撑挡土桩的计算要点锚杆拉力计算锚杆拉力是支护结构的主要受力部分，需根据桩体受力情况准确计算。桩体强度验算验算桩体的截面尺寸和嵌固深度是否满足强度要求，确保桩体不会发生破坏。变形控制支护结构在使用过程中会发生变形，需验算支护结构的变形是否在允许范围内，以确保基坑周边的安全。05多层锚杆（支撑）挡土桩设计与计算多层锚杆挡土桩的结构形式锚杆和支护桩联合使用多层锚杆挡土桩通常由锚杆和支护桩联合使用，通过锚杆与土体之间的摩擦力与支护桩的支撑力共同承担土压力。锚杆布置形式支护桩的类型锚杆的布置形式包括垂直、倾斜和水平等，具体采用哪种形式需根据基坑的深度、土层的性质以及周边环境等综合考虑。支护桩的类型有灌注桩、预制桩等，其选择需根据地质条件、施工条件和工期等因素确定。123多层锚杆挡土桩的设计方法采用极限状态设计法，对锚杆和支护桩进行受力分析，通过计算确定其截面尺寸和数量。极限状态设计法需验算支护结构的整体稳定性、抗倾覆稳定性、抗滑移稳定性等，确保支护结构的安全可靠。稳定性验算对于变形要求严格的基坑，需进行变形控制设计，通过调整锚杆的间距、长度和预应力等参数，控制支护结构的变形量。变形控制设计某基坑采用多层锚杆挡土桩支护，基坑深度为10m，锚杆间距为1.5m，采用直径为40mm的HRB400钢筋作为锚杆，支护桩为直径800mm的灌注桩。经计算，锚杆的拉力为200kN，支护桩的弯矩和剪力均在允许范围内，满足安全要求。实例一某高层建筑基坑采用多层锚杆挡土桩支护，基坑深度为15m，锚杆采用倾斜布置，倾角为15度，支护桩为预制桩。经计算，锚杆的拉力、支护桩的弯矩和剪力均满足设计要求，且变形量控制在允许范围内。实例二多层锚杆挡土桩的计算实例06非重力式桩墙支护结构整体稳定性验算支护桩的设计主要是为了承受土体在基坑开挖过程中产生的横向推力，而非重力作用下的竖向压力。非重力式桩墙支护的特点支护桩主要承受横向推力支护桩通常采用高强度、高刚度的材料，如钢筋混凝土桩，以确保支护结构的稳定性和安全性。桩身强度和刚度较大非重力式桩墙支护结构适用于各种形状和深度的基坑，特别是在基坑深度较大、地下水位较高或施工空间受限的情况下更为常见。适用性强整体稳定性验算的原理极限平衡法通过计算支护桩在土体中的极限承载力，并与实际受到的推力进行比较，以判断支护结构的整体稳定性。滑移面分析法假设支护结构在某一滑移面上发生滑动，通过分析滑移面上的抗滑力和滑动力，确定支护结构的稳定性。数值模拟法利用计算机模拟软件对支护结构进行整体稳定性分析，可以考虑土体材料的非线性、弹塑性等因素，获得更为准确的分析结果。确定验算模型计算土压力根据基坑支护结构的实际情况，选择合适的验算模型，如平面模型、三维模型等。根据基坑开挖深度、支护桩的几何形状和土体的物理力学参数，计算支护桩受到的土压力。整体稳定性验算的步骤验算支护桩的稳定性根据支护桩的受力情况，验算其强度、刚度和稳定性是否满足要求。评估整体稳定性根据验算结果，评估支护结构的整体稳定性，如有必要可进行优化设计或加固措施。07桩（锚）支护结构施工与监测施工工艺流程包括准备、测量、开挖、支护、施工等流程，确保施工过程规范。桩（锚）支护结构的施工工艺施工方法与技术根据具体工程情况，选择适当的施工方法和技术，如钻孔灌注桩、锚杆支护等。施工设备选用符合规范的施工设备，如挖掘机、钻孔机、注浆机等，确保施工质量和效率。原材料质量严格按照设计要求进行施工，确保支护结构的尺寸、形状和位置准确。支护结构尺寸施工工艺控制加强施工过程中的质量控制，确保支护结构的施工质量和稳定性。严格把控支护结构原材料的质量，如混凝土、钢筋、锚杆等，确保其符合规范。施工过程中的质量控制支护结构的监测与维护监测内容对支护结构的位移、沉降、变形等进行实时监测，及时发现和处理异常情况。监测方法采用专业监测仪器和设备，如测斜仪、水准仪、位移计等，进行定期监测。维护与修复根据监测结果，及时对支护结构进行维护和修复，确保其长期稳定性和安全性。08基坑支护结构设计案例研究案例一：深基坑悬臂桩支护设计悬臂桩的类型与选择介绍了不同类型悬臂桩的特点及适用条件，如灌注桩、预制桩等。02040301悬臂桩的施工要点包括桩位布置、钻孔与清孔、钢筋笼制作与安装、混凝土浇筑等关键环节。悬臂桩的设计计算详细讲解了悬臂桩的受力分析、抗倾覆验算、抗滑移验算等设计方法。悬臂桩支护的效果评价通过实际监测数据，对悬臂桩支护的稳定性、变形等进行评估。案例二：多层锚杆挡土桩的应用阐述了锚杆挡土桩的支护原理，以及不同类型锚杆挡土桩的构造特点。锚杆挡土桩的原理与类型包括锚杆的间距、长度、预应力等参数的确定，以及锚杆与桩身的连接方式。分析了多层锚杆挡土桩在基坑支护中的相互作用及整体稳定性。锚杆挡土桩的设计要点详细介绍了锚杆的施工流程，如钻孔、注浆、张拉等，以及施工过程中的注意事项。锚杆挡土桩的施工方法01020403多层锚杆挡土桩的协同工作案例三：非重力式桩墙支护的稳定性分析列举了多种非重力式桩墙，如钢板桩、S