基坑工程支护结构设计培训讲义PPT(40页)

基坑设计与施工
目录
一、基本概念 二、技术规范 三、设计内容 四、计算软件 五、施工方法 六、工程监测
一、基本概念
➢建筑基坑——建（构）筑物基础或地下室的施工所开挖的地面以下空间。
➢基坑支护——为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对开挖基坑侧壁及 周边环境采用的支挡、加固与保护措施。
➢基坑周边环境——基坑开挖影响范围内的建（构）筑物、道路、地下设施、地 下管线、岩土体及地下水体等的统称。
时，还需满足竖向承重结构的变形要求。
3.1、设计前期准备
支护结构设计前，应取得如下资料： 1 工程用地红线图、地下工程的平面和剖面图； 2 场地的工程地质和水文地质勘察报告； 3 基坑周边环境状况调查资料（2～4倍开挖深度范围内）； 4 建筑物设计和施工对基坑支护结构的要求； 5 有关基坑工程施工条件的资料，如可供选择的施工技术、设备性能、施
根据承载力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护应按照下 列规定进行计算和验算：
1、基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，包括： （1）根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性验算；如基坑整体稳定性，
基坑底抗隆起稳定性（基坑底为软土时）等。 （2）基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力验算； （3）当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。
1 开挖深度小于6m； 2 在周围3倍开挖深度范围无特殊要求保护的建（构）筑物、 管线和道路等市政设施； 3 地下水埋深大于5m，支护深度范围内软土层厚度小于2m。
注 1：凡符合基坑和环境条件中的一个条件即属于该侧壁安全等级，对同时满足不同安全等级条 件的侧壁，应按基坑工程施工可能造成的破坏后果确定安全等级。
➢主动侧——基坑支护周边土体主动变形一侧。

的控制条件而规定的 ❖ 应按照有所有可能实际发生的破坏形式建立计算模型
和计算控制条件进行设计
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不会发生的重力式挡土墙破坏模型
喷射砼面层
土钉 W
Eaz Ea Eax
Zf
Q N
Xo
Xf
K抗滑移 = (W+EE基aax坑z)支μ护技术讲座课件K抗倾覆 = W
Xo+Eaz Eax Zf
Xf
i1
Esi
Δe 1 Δe 2
Δp1 Δp2
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lgp
二、土钉墙设计的几个概念问题
❖ 土钉墙支护结构三类破坏形式 ❖ 土钉的三个破坏部位和抗拔力控制条件 ❖ 如何认识计算与设计的关系 ❖ 不合理的土钉分布形式 ❖ 土钉墙中预应力锚杆的合理设计
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土钉墙支护结构的三类破坏形式
安全系数K=1.6
则
L
L T0 3.8m
预应力土钉
dqs /k
普通土钉
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土钉的自锁现象
To
L
摩阻力分布曲线
qs
L
x
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三、桩锚支护结构设计的几个概念问题
❖ 桩锚与土钉墙组合结构土压力计算 ❖ 锚杆自由段的作用 ❖ 锚杆锚固段的合理长度 ❖ 护坡桩计算弯距的折减问题
271.6基坑59.支2 护12技7.0术讲32.座1 课件
271.6 65.2 127.0 42.6
成孔工艺对土钉承载力的试验曲线对比
荷载Q(kN)
120 100 80 60 40 20
0
甲工程 土钉长度：12m
杆体直径：φ22
乙工程
土钉长度：12m； 杆体直径：φ20

7.1.3 支护结构方案的选择 文档仅供参考，不能作为科学依据，请勿模仿；如有不当之处，请联系网站或本人删除。
根据场地、地层、基坑深度、设备等条件选择支护 的方法，并力求做到支护方案的优选及设计计算的正确， 具体参考建议： （1）粘性土、粉质粘土等强度较高的地基，当基坑深 度H<6m时，放坡开挖或悬臂桩（单、双排）墙支护； 当H>6m时，用土钉支护，若地下水位高，进行降水或 施工防渗墙配合来土钉使用；也可采用锚杆桩墙支护的 方案，锚杆层数不宜超过四层。 （2）淤泥质或饱和粘性土等软弱地基，当H<7m时， 且只考虑边坡稳定时，优先选用水泥土搅拌桩等重力式 支护方案；当基坑较深时，可采用地下连续墙内支撑支 护的方案或逆作法施工。 （3）对于松散的砂土层或粉细砂土层，可用化学注浆加 固与桩墙支护相结合的支护方案；其次为土钉支护及地 下连续墙的施工方案，也可考虑用插筋补强及网状结构 树根桩的支护方案。
2、基坑底桩前土压力计算取值 基坑底桩前土抗力常采用的是Rankine公式计
算，由于计算出来的被动土压力是以极限状态为 前提的，当被动土压力达到理论计算值时，其围 护结构的变形位移将很大，一般达到坑深或桩墙 高度的5%，这么大的变形位移是基坑支护结构所 不能允许的。因此，对于基坑支护被动土压力计 算中，一般取其折减系数η=0.3～0.5。
（5）开槽施工法：与中央开挖施工法施工正好相 反，先在坑内周边挖槽，用内支撑板桩墙法修筑周 边的基础工程，形成一道重力式挡土墙，再挖除挡
土墙内的全部土体，构筑中央部分的基础工程。 （6）墙前被动区土体加固法：对于软土地基深大 基坑，为控制挡墙侧向位移，降低护桩的入土深度， 在基坑开挖前用深搅桩、旋喷法对墙前土体进行加 固，加固深度3～6m，宽度5～9m。

1. 基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地 2. 基坑深度不宜大于 12m 3. 当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措
1. 基坑侧壁安全等级宜为三级 2. 施工场地应满足放坡条件 3. 可独立或与上述其他结构结合使用 4. 当地下水位高于坡脚时，应采取降水措施
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基坑支护常用方法及适用范围
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锚杆施工质量控制
• 锚杆的施工工艺流程 • 锚杆的质量控制
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●工艺流程
土方开挖至锚杆下50cm 测量放线定位
设备就位、钻进成孔 锚杆杆体安放 一次注浆
二次高压劈裂注浆 锚杆养护后张拉锁定
锚杆杆体制作 水泥浆拌制 腰梁制作安装
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（1）放线定位 • 锚杆位置允许偏差： ±100mm • （2）锚杆机就位、成孔 • 根据《建筑地基基础工程质量验收规范（GB50202-2002）》 规定，成孔允许偏差如下：
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土钉与预应力锚杆联合
• 当对基坑顶面的水平位移和沉降有严格要求时 , 可在土钉支护中配合使用预应力锚杆 。 • 预应力锚杆一般施作在基坑顶部的第一、二排, 对主动区土体施加初始拉力。 • 适用于一般的地层条件,可满足不同实际工程的 需要。
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土钉与微型钢管桩联合
• 基坑开挖前,在开挖线外侧垂直打入钢管,在钢管内高压注
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• 近年来，随着人们对建筑的工程质量、环境和功 能需求的不断增长，以及我国人口持续增长，可 耕地面积因人类活动而逐渐减少，用地紧张、交 通拥挤的矛盾在大城市和特大城市日趋突出。科 学、合理和持续利用地下空间，这是我国城市化 发展的客观要求。充分利用土地资源，在建筑工 程中节能省地、建设节约型社会，高层建筑越来 越多，高层建筑的基础向超大、超深、大跨、大 底盘方向发展。基坑也向超大、超深发展。

2、深基坑的支护类型：
①、排桩或地下连续墙； ②、水泥土桩墙（适于侧壁安全等级要求为二、三级、地基土承载力不大于150KP、基坑 深度不大于6m的基坑）； ③、逆作拱墙（侧壁安全等级要求为三级、拱墙轴线的矢跨比大于1/8、非淤泥和淤泥质 土，基坑深度不大于12m的基坑）。
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其中，基坑支护结构体系由挡土结构与支撑拉结两部分组成，如表1
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二、基坑支护招标的必备资料
• 1、经设计成本质量控制中心审定的地下室方案（含建筑平面图、剖面图，须
明确地下室范围大小、基坑上顶下底的标高）----是基坑验槽的必备资料和条件之 一；
• 2、经设计成本质量控制中心审定的基坑场地内建（构）筑物的基础及地板施
工图（或方案图，须明确基础顶的设计标高（招标经办人应复核与地下室底板垫 层下底标高、基坑的底标高是否一致））----是基坑验槽的必备资料和条件之一；
板状式
钢钢 预 板管 制 桩桩 钢
筋 砼 板 桩
挡土部分
柱
壁式
列
式
主灌深土 地ຫໍສະໝຸດ 桩注层钉 下横桩搅
连
档
拌
续
板
桩
墙
支撑拉结部分
组合式 锚拉 土 支护 层 （锚 锚
组 深层搅 拉梁 杆 合 拌桩 +桩） 式+ S 钻孔灌 M 注桩复 W 合机构 工 法
钢 现浇 支 钢筋 撑 砼环
梁支 撑
（二）降水井的主要类型及适用范围
三、基坑招标的其他重要资料
• 1、资格审查合格单位表（须有五家以上专业单位，地区公司
董事长签认）；
• 2、招标文件、招标文件会签表及会审记录、招标策划（招投

3.2 常用支护结构
2）内支撑的布置和形式
（1）内支撑布置时要综合考虑下列因素 ①基坑的平面形状、尺寸和开挖深度。 ②基坑周围的环境保护要求和邻近地下工
程的施工情况。 ③主体工程地下结构的布置。 ④土方开挖和主体工程地下结构的施工顺
序和施工方法。
3.2 常用支护结构
（2）内支撑的布置形式。
图3-11 支撑的平面布置形式
基础工程施工
单元3 基坑支护施工
3.1 基坑工程的特点
3.2
常用支护结构
3.3 支护结构施工
3.4
基坑支护工程施工安 全要点
单元3 基坑支护施工
教学目标
了解各种基坑支护工程的结构形式、施工技术以及基坑支护工程 的施工安全要点。
教学要求
单元3 基坑支护施工
引例
某工程基坑总长为532.233m，基坑的宽度为51.9m，基坑的深度约 为13.5m；出入段线左线，里程为LZSK0+780.000～LZSK0+897.224，基 坑总长为117.224m，基坑的宽度为51.9m，基坑所处地层条件较差，在 填土层下即为淤泥、砂层，另外基坑地下水位埋深浅，在淤泥层中降、 排水难度大。
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3.2 常用支护结构
（2）混凝土支撑。混凝土支撑是随着挖土的加深，根 据设计规定的位置经现场支模浇筑而成的。其优点是形状多 样性，可浇筑成直线、曲线构件；可根据基坑平面形状，浇 筑成最优化的布置形式；整体刚度大，安全可靠，可使围护 墙变形小，有利于保护周围环境；可方便地变化构件的截面 和配筋，以适应其内力的变化。其缺点是支撑成型和发挥作 用时间长，时间效应大，使围护墙因时间效应而产生的变形 增大；属一次性的，不能重复利用；拆除相对困难，如用控 制爆破拆除，有时周围环境不允许，如用人工拆除，则时间 较长，劳动强度大。

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2.3 钻土成孔
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1、洛阳铲人工成孔
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2.3 钻土成孔
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2、机械成孔
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基坑：房屋建筑、市政工程或地下 建筑物在施工时需开挖的地坑。
基坑工程：为保证基坑施工、主体 地下室结构的安全和周围环境不受损害 而采取的支护结构、降水和土方开挖与 回填、勘察、设计、施工和监控等。
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1.2 基坑支护方式及内容
降水工程
无
支
土方开挖
护
地基加固及土坡护面
基开 坑挖
监测
开
环境保护
挖
方
围护结构
基坑与土方工程
编制： 审核： 批准：
2011年8月
目录 第1部分 基坑概述 第2部分 支护施工工艺流程 第3部分 排水工程 第4部分 土方开挖与回填 第5部分 基坑监测
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第1部分 基坑概述
1.1 基坑概述 1.2 基坑支护方式及内容 1.3 支护概念
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1.1 基坑概述
随着城市建设的发展，地下室空间 在世界各大城市中得到开发利用。如高 层建筑地下室、地下仓库、地下人防以 及地下民用和工业设施等。在我国，地 铁及高层建筑的兴建，产生了大量的基 坑（深基坑）工程。基本术语：
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土钉墙施工工艺流程（以钢管土钉为例）
材料准备ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ