深基坑支护结构学习教案.pptx

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1、会计学1深基坑支护深基坑支护(zh h)结构结构第一页，共97页。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(ki w)，需要采用支护结构，这就是本章所要研究的问题。第1页/共97页第二页，共97页。应力应力(yngl)圆与土的圆与土的抗剪强度抗剪强度 CBO113Ocf第2页/共97页第三页，共97页。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(jngj)合理和便于

2、施工。第3页/共97页第四页，共97页。第一节第一节 支护支护(zh h)结构的选型结构的选型n n支护结构包括挡墙和支撑（或拉锚）两部分(b fen)。n n档墙或支撑中任何一部分(b fen)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。第4页/共97页第五页，共97页。n n支护(zh h)结构的型式n n放坡开挖n n悬臂式支护(zh h)结构n n内撑式支护(zh h)结构n n拉锚式支护(zh h)结构n n土钉墙支护(zh h)结构n n环梁护壁支护(zh h)结构n n 其它形式支护(zh h)结构第5页/共97页第六页，共97页。一一.挡墙的选型挡墙的选型

3、（一）（一）钢板桩钢板桩 1.1.槽钢钢板桩槽钢钢板桩 2.2.热轧锁口钢板桩热轧锁口钢板桩（二）（二）钢筋混凝土板桩钢筋混凝土板桩（三）（三）钻孔灌注桩挡墙钻孔灌注桩挡墙（四）（四）H H型钢支柱型钢支柱(zhzh)(zhzh)（或钢筋混凝土桩支（或钢筋混凝土桩支柱柱(zhzh)(zhzh)）（五）（五）地下连续墙地下连续墙（六）（六）深层搅拌水泥土桩挡墙深层搅拌水泥土桩挡墙（七）（七）旋喷桩帷幕墙旋喷桩帷幕墙第6页/共97页第七页，共97页。1.槽钢钢板(gngbn)桩 由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长68m，多用于深度不超过4m的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。（一）钢板(gngbn)桩

4、第7页/共97页第八页，共97页。2 热轧(r zh)锁口钢板桩 其形式有U型、Z型、一字型、H型和组合型。U型 Z型 一字型第8页/共97页第九页，共97页。该板桩截面带企口，有一定的挡水作用，顶部设圈梁，用后不再拔除，永留地基土中。适于36m基坑(j kn)，但应用较少。（二）钢筋(gngjn)混凝土板桩第9页/共97页第十页，共97页。常用6001000mm，是支护结构中应用最多的一种。宜形成(xngchng)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(zun kn)灌注桩挡墙第10页/共97页第十一页，共97页。该类支护结构(jigu)适用于土质较好、

5、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）（四）（四）（四）HH型钢支柱型钢支柱型钢支柱型钢支柱(zhzh)(zhzh)（钢筋混凝土桩支（钢筋混凝土桩支（钢筋混凝土桩支（钢筋混凝土桩支 柱）、木挡板支护墙柱）、木挡板支护墙柱）、木挡板支护墙柱）、木挡板支护墙第11页/共97页第十二页，共97页。（五）地下（五）地下(dxi)连续墙连续墙 地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。在地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。地下连续墙常是采用“逆筑法”的支护结构的首选。天津市的华联商厦、紫金花园、鸿吉大厦、津汇广场等很多工程(gngchng)均采用地下连续墙

6、方法施工。第12页/共97页第十三页，共97页。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(ynghu)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(jiobn)水泥土桩挡墙第13页/共97页第十四页，共97页。第14页/共97页第十五页，共97页。第15页/共97页第十六页，共97页。（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(zh h)结构挡墙，也可用于挡水

7、。（七）旋喷桩帷幕墙第16页/共97页第十七页，共97页。n n当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度(qingd)和变形不能满足要求时，需增设支撑系统。n n支撑系统有n n基坑内支撑n n基坑外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）n n常用的有n n钢结构支撑n n钢筋混凝土支撑二二.支撑支撑(zh chng)（拉锚）的选（拉锚）的选型型第17页/共97页第十八页，共97页。1 钢管(gnggun)支撑 对撑 （一）钢结构支撑(zh chng)第18页/共97页第十九页，共97页。1 钢管(gnggun)支撑 角撑（一）钢结构支撑(zh chng)第19页/共97页第二十页，共97页。钢管钢管(gnggu

8、n)支撑支撑示意图示意图第20页/共97页第二十一页，共97页。(一一)钢结构支撑钢结构支撑(zh chng)2 型钢支撑 型钢支撑主要采用H型钢，用螺栓连接，为工具(gngj)式钢支撑，现场组装方便，可重复使用。第21页/共97页第二十二页，共97页。有角撑、对撑、桁架式支撑(zh chng)，还有圆形、拱形和椭圆形等形状的支撑(zh chng)。圆形支撑(zh chng)（二）钢筋(gngjn)混凝土支撑第22页/共97页第二十三页，共97页。第二节第二节 支护支护(zh h)结构计算结构计算一.支护结构的破坏形式和计算内容(nirng)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

9、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。第23页/共97页第二十四页，共97页。n n包括 强度破坏 稳定性破坏。n n强度破坏（非重力式）n n 1 拉锚破坏或支撑压曲n n 地面(dmin)荷载增加过多、（一）非重力式支护（一）非重力式支护(zh h)结构挡墙的结构挡墙的破坏破坏土压力过大使拉杆(lgn)断裂，或锚固失败、腰梁破坏、内支撑受压失稳。第24页/共97页第二十五页，共97页。强度破坏（非重力式）强度破坏（非重力式）2 2 支护墙体底部走动支护支护墙体底部走动支护墙入土深度不够或挖土墙入土深度不够或挖土过深以及水

10、的冲刷过深以及水的冲刷(chngshu)(chngshu)均可产生这种均可产生这种破坏。破坏。需正确的计算入土深度需正确的计算入土深度 （一）非重力式支护（一）非重力式支护(zh h)结构挡墙的破坏结构挡墙的破坏第25页/共97页第二十六页，共97页。n n 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(zhnqu)计算最大弯矩值以验算截面。（一）非重力式支护结构（一）非重力式支护结构(jigu)挡墙的破坏挡墙的破坏强度破坏(phui)（非重力式）第26页/共97页第二十七页，共97页。非重力式支护(zh h)结构的稳定性破坏 1 墙后土体

11、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(zh h)结构整体失稳。（一）非重力式支护结构（一）非重力式支护结构(jigu)挡墙的破坏挡墙的破坏第27页/共97页第二十八页，共97页。非重力(zhngl)式支护结构的稳定性破坏2 挡墙倾覆3 坑底隆起如挖土深度大，由于卸土过多，在墙后土重及地面荷载作用下引起坑底隆起。（一）非重力式支护（一）非重力式支护(zh h)结构挡墙的破坏结构挡墙的破坏第28页/共97页第二十九页，共97页。非重力式支护结构的稳定性破坏(phui)4 管涌在砂土区，当地下水较高坑较深时，在动水压力作用下，地下水绕过支护墙连砂土一同涌入基坑。（一）非重力式支护

12、（一）非重力式支护(zh h)结构挡墙的破坏结构挡墙的破坏第29页/共97页第三十页，共97页。（二）重力式支护结构（二）重力式支护结构(jigu)的的破坏破坏n n重力式支护结构的破坏包括n n强度破坏n n稳定性破坏n n其强度破坏只是水 泥 土(nt)抗剪强度不足，产生剪切破坏，为此需验算最大剪应力处的墙身应力。第30页/共97页第三十一页，共97页。（二）重力式支护结构（二）重力式支护结构(jigu)的的破坏破坏n n 重力式支护(zh h)结构的稳定性破坏包括：n n1.倾覆n n2.滑移n n3.土体整体滑动失稳n n4.坑底隆起n n5.管涌第31页/共97页第三十二页，共97页

13、。二二 非重力式支护非重力式支护(zh h)结构计算结构计算（一）支护结构承受的荷载支护结构承受的荷载一般包括土压力水压力墙后地面荷载引起(ynq)的附加荷载。第32页/共97页第三十三页，共97页。二二 非重力式支护非重力式支护(zh h)结构计算结构计算 1 土压力 主动土压力：若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态，此时土压力称为(chn wi)主动土压力，以Ea表示。Ea-滑裂面第33页/共97页第三十四页，共97页。二二 非重力非重力(zhngl)式支护结构计式支护结构计算算静止土压力：若挡墙静止土压

14、力：若挡墙在土压力作用下墙本身在土压力作用下墙本身不发生变形不发生变形(bin xng)和任何位和任何位移移（移动或滑动），墙后（移动或滑动），墙后填土处于弹性平衡状态，填土处于弹性平衡状态，则此时作用在挡墙上的则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。土压力成为静止土压力。以以E0表示。表示。E0第34页/共97页第三十五页，共97页。二二 非重力式支护非重力式支护(zh h)结构计结构计算算(3)(3)被动土压力：若挡墙在外力被动土压力：若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动，作用下墙向墙背向移动，随位移增大，墙所受土的随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移反作用力渐增大，当位移达一定数值

15、时，土体内出达一定数值时，土体内出现滑裂面，墙后土处被动现滑裂面，墙后土处被动极限平衡极限平衡(pnghng)(pnghng)状态，状态，此时土压力称为被动土压此时土压力称为被动土压力，以力，以EpEp表示。表示。+外力(wil)Ep滑裂面第35页/共97页第三十六页，共97页。土压力土压力(yl)表示表示n n主动(zhdng)土压力强度（无粘性土）n n n n n n粘性土 第36页/共97页第三十七页，共97页。对于粘性土按计算公式计算时，主动土压力(yl)在土层顶部（H=0处）为负值，即表明出现拉力区，这在实际上是不可能发生的。可计算临界高度(god)以下的主动土压力：土压力(yl)

16、分布第37页/共97页第三十八页，共97页。ZcH可计算此种情况下的临界(ln ji)高度Zc，进而计算临界(ln ji)高度以下的主动土压力。土压力(yl)分布第38页/共97页第三十九页，共97页。土压力土压力(yl)表示表示n n被动(bidng)土压力强度n n无粘性土n n粘性土 n n 第39页/共97页第四十页，共97页。土压力土压力(yl)表示表示n n悬臂式挡土结构，对于土的性质、荷 载 大 小 等 非 常(fichng)敏感，它完全依靠足够的入土深度来保持其稳定性，故其高度一般不大于4。n n为了施工的安全，支撑和锚杆宜根据最大土压力计算，即根据实测压力曲线的包络线来确定。

17、该包络线近似梯形或矩形，与库伦理论计算的三角形土压力不同。第40页/共97页第四十一页，共97页。土压力土压力(yl)分布分布n n悬臂(xunb)无支撑挡墙，其压力分布为主动土压力，是三角形分布，被动土压力也是三角形分布。被动被动(bidng)土土压力压力主动土压力主动土压力第41页/共97页第四十二页，共97页。土压力土压力(yl)分布分布多支撑(zh chng)或多拉锚的挡墙背面上的土压力分布图形砂土为梯形，粘土土压力分布图是稍复杂的三角形。第42页/共97页第四十三页，共97页。土压力土压力(yl)分布分布悬臂挡土墙所承受的悬臂挡土墙所承受的主动土压力完全由其主动土压力完全由其底部的被

18、动土压力来底部的被动土压力来平衡；平衡；而锚定板单支点而锚定板单支点(zhdi(zhdi n)n)的挡的挡土结构，其主动土压土结构，其主动土压力则由锚定板拉杆和力则由锚定板拉杆和底部的被动土压力共底部的被动土压力共同承受，加以平衡。同承受，加以平衡。TEa1Ea2EP第43页/共97页第四十四页，共97页。土压力土压力(yl)分布分布n n 不不同同深深度度处处土土的的内内聚聚力力C C不不是是一一个个常常数数，它它与与土土的的上上覆覆荷荷重重有有关关，一一般般随随深深度度的的加加大大而而增增大大，对对于于暴暴露露时时间间长长的的基基坑坑，土土的的内内聚聚力力可可由由于于土土体体含含水水量的变

19、化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。量的变化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。n n 、C C 值值是是计计算算侧侧向向土土压压力力的的主主要要参参数数，但但在在工工程程桩桩打打设设前前后后的的、C C值值是是不不同同的的。在在粘粘性性土土中中打打设设工工程程桩桩时时，产产生生挤挤土土现现象象，孔孔隙隙水水压压力力急急剧剧升升高高(shn(shn o)o)，对对、C C值值产产生生影影响响。另另外外，降降低低地地下下水位也会使水位也会使、C C值产生变化。值产生变化。第44页/共97页第四十五页，共97页。2.水压力水压力(yl)作用于支护结构上的水压力一般按静 水压 力 考 虑(kol)。有

20、稳态渗流时按三角形分布计算。ABCDEF第45页/共97页第四十六页，共97页。2.水压力(yl)ABCEHF在有残余水压力时，水压力按梯形(txng)分布。第46页/共97页第四十七页，共97页。水压力水压力(yl)和土压力和土压力(yl)n n 水压力和土压力的分算或合算问题，目前均采用(ciyng)。n n一般情况下，由于粘性土中水主要是结晶水和结合水，宜合算;n n在砂性土中土颗粒之间的空隙中充满的是自由水，受重力作用，为静水压力作用，宜分算。第47页/共97页第四十八页，共97页。水压力水压力(yl)和土压力和土压力(yl)n n合算时，地下水位以下土的重力密度采用饱和重力密度sat

21、 ；n n分算时，地下水位以下土的重力密度采用浮重力密度 ;n n另外单独计算静水压力，按三角形分布(fnb)考虑。第48页/共97页第四十九页，共97页。3.墙后地面荷载引起墙后地面荷载引起(ynq)附加荷载附加荷载n n 有三种(sn zhn)情况：n n 墙后有均布荷载 n n 距离支护结构一定距离有均布荷载n n 距离支护结构一定距离有集中荷载（如塔吊、混凝土泵车等）由引起的附加荷载分布在支护结构的一定范围2上。第49页/共97页第五十页，共97页。墙后有均布荷载墙后有均布荷载(hzi)如墙后堆有土方、材 料 等 地 面(dmin)均 布 荷载对支护结构引起的附加荷载，可按下式计算：q

22、H第50页/共97页第五十一页，共97页。距离支护结构距离支护结构(jigu)一定一定 距距离离有有均均布布荷荷载载此此时时压压应应力力传传到到支支护护结结构构上上有有一一空空白白(kngbi)(kngbi)距距离离h1,h1,在在h1h1之之下下产产生均布的附加应力：生均布的附加应力：l1qHe1e2第51页/共97页第五十二页，共97页。3.墙后地面墙后地面(dmin)荷荷载引起附加荷载载引起附加荷载 距离支护结构一定距离有集中荷载（如塔吊、混凝土泵车等）由引起的附加荷载分布(fnb)在支护结构的一定范围2上。HPl2h2第52页/共97页第五十三页，共97页。非重力式支护非重力式支护(z

23、h h)结构的计算结构的计算n n深基坑支护结构应采用(ciyng)以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。n n基坑支护结构极限状态可有两类：n n承载能力极限状态n n正常使用极限状态第53页/共97页第五十四页，共97页。非重力式支护结构非重力式支护结构(jigu)的计算的计算1.1.承载能力极限状态：承载能力极限状态：承载能力极限状态：承载能力极限状态：对应于支护对应于支护对应于支护对应于支护(zh h)(zh h)结构达到最大承载能力或土体失稳、结构达到最大承载能力或土体失稳、结构达到最大承载能力或土体失稳、结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护过大变形导致支护过大变形

24、导致支护过大变形导致支护(zh h)(zh h)结构或基坑周边环境破坏；结构或基坑周边环境破坏；结构或基坑周边环境破坏；结构或基坑周边环境破坏；2.2.正常使用极限状态：正常使用极限状态：正常使用极限状态：正常使用极限状态：对应于支护对应于支护对应于支护对应于支护(zh h)(zh h)结构的变形已妨碍地下结构施工或结构的变形已妨碍地下结构施工或结构的变形已妨碍地下结构施工或结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。影响基坑周边环境的正常使用功能。影响基坑周边环境的正常使用功能。影响基坑周边环境的正常使用功能。第54页/共97页第五十五页，共97页。基坑基坑(j kn)侧壁

25、安全等级及重侧壁安全等级及重要性系数要性系数安全等级 破坏后果0一级支护结构破坏、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第55页/共97页第五十六页，共97页。（二）悬臂（二）悬臂(xunb)桩桩墙的计算墙的计算n n排桩、地下连续墙嵌固深度设计值宜按下列规定：n n1.悬臂式支护结构(jigu)嵌固深度设计值hd宜按下式确定：桩墙底以上基坑内侧各土层(t cn)被动土压力强度和桩墙底以上基坑外侧各土层主动土压力强

26、度和第56页/共97页第五十七页，共97页。悬臂悬臂(xunb)桩墙的计桩墙的计算算合力(hl)作用点至桩、墙底的距离(jl)合力作用点至桩、墙底的距离h、分别为基坑挖深和桩墙入土深度 hhpEa1Ea2Ea4Ea3EaEP1EP2EP分别为被动土压力合力和主动土压力合力第57页/共97页第五十八页，共97页。n n支护结构计算n n当确定悬臂式及单支点支护结构嵌固深度(shnd)设计值（构造要求）当基坑底为碎石土及砂土，基坑内排水且作用有渗透压力时，嵌固深度设计值还应满足下式抗渗稳定(wndng)条件：第58页/共97页第五十九页，共97页。单支点支护结构单支点支护结构(jigu)计算计算单

27、层支点结构支点力及嵌固深度计算支点力：基坑底面以下(yxi)支护结构设定弯矩零点至基坑底面距离hCl按下式确定h第59页/共97页第六十页，共97页。单支点支护单支点支护(zh h)结结构计算构计算n n单层支点(zhdin)结构支点(zhdin)力及嵌固深度计算支点(zhdin)力Tcl按下式计算支点至基坑底面的距离基坑底面至设定弯矩零点位置的位置 分别为合力 作用点至设定弯矩零点的距离第60页/共97页第六十一页，共97页。（三）支护（三）支护(zh h)结构计算的其它结构计算的其它方法方法n n1 等值梁法n n2弹性(tnxng)曲线法n n3 竖向弹性(tnxng)地基梁法（基床系数

28、法）n n4 有限元法第61页/共97页第六十二页，共97页。等值梁法等值梁法 图中图中abab梁一端梁一端(ydun)(ydun)固固定一端定一端(ydun)(ydun)简支，弯简支，弯矩图的正负弯矩在矩图的正负弯矩在c c点转点转折，若将折，若将abab梁在梁在c c点切断，点切断，并于并于c c点加一自由支承形点加一自由支承形成成acac梁，则梁，则ac ac 梁上的弯梁上的弯矩将保持不变，即称矩将保持不变，即称acac梁为梁为ab ab 梁上梁上acac段上的等段上的等值梁。值梁。等值梁原理(yunl)ababc第62页/共97页第六十三页，共97页。等值梁法等值梁法介绍等值梁法：介绍

29、等值梁法：如如abab梁一端固定，一端简支，梁一端固定，一端简支，弯矩图的正负弯矩在弯矩图的正负弯矩在c c点转点转折。若将折。若将abab梁在梁在c c点切断，点切断，并在并在c c点置一自由点置一自由(zyu)(zyu)支承，形成支承，形成acac梁，则梁，则acac梁上梁上的弯矩将保持不变，则称的弯矩将保持不变，则称acac梁为梁为abab梁上梁上acac段的等值梁。段的等值梁。HAPaBCD第63页/共97页第六十四页，共97页。等值梁法等值梁法HAPaBCDPaP0等值梁板桩上土压力分布图板桩弯矩图第64页/共97页第六十五页，共97页。等值梁法等值梁法 用等值梁计算板桩，先要知道正

30、负弯矩的转折点的位置。因板桩地面下土压力等于0的位置，接近正负弯矩的转折点，为简化(jinhu)即用土压力等于0的位置代替它。P0Pa第65页/共97页第六十六页，共97页。三三 重力重力(zhngl)式支式支护结构计算护结构计算n n（一）原理 重力式支护结构是依靠结构自身重力来维持极限平衡状态的。n n（二）荷载组合 n n 1 土压力；n n 2 重力式结构自重(zzhng)；n n 3 地面超载包括：永久荷载、道路荷载、可变地下水位和施工荷载（施工机械荷载、材料堆放荷载）以及偶然荷载（地震荷载、人防荷载）。第66页/共97页第六十七页，共97页。（三）重力式结构计算（三）重力式结构计算

31、(j sun)内容内容n n1 滑动稳定性验算n n2 倾覆稳定性验算n n3.土体整体滑动验算n n4.坑底隆起(ln q)验算n n5.管涌验算第67页/共97页第六十八页，共97页。重力式支护结构重力式支护结构(jigu)计算简计算简图图重力式支护结构主要是深层搅拌(jiobn)水泥土桩墙和旋喷桩帷幕墙，计算简图如图：EaEpBbbA第68页/共97页第六十九页，共97页。（三）重力式支护（三）重力式支护（三）重力式支护（三）重力式支护(zh h)(zh h)结构计算（滑动稳结构计算（滑动稳结构计算（滑动稳结构计算（滑动稳定性）定性）定性）定性）1 滑动(hudng)稳定性验算墙体自重(

32、zzhng)；基底墙体与土的摩擦系数；被动土压力合力；主动土压力合力。第69页/共97页第七十页，共97页。（三）重力式支护结构（三）重力式支护结构（三）重力式支护结构（三）重力式支护结构(jigu)(jigu)计算（倾覆稳定计算（倾覆稳定计算（倾覆稳定计算（倾覆稳定性）性）性）性）2 倾覆(qngf)稳定性验算 墙体自重(zzhng)；墙体厚度之半；分别为 对墙趾A点的力臂。抗倾覆稳定安全系数；第70页/共97页第七十一页，共97页。（三）重力式支护结构（整体滑动（三）重力式支护结构（整体滑动(hudng)验算）验算）3.土体整体(zhngt)滑动验算水泥土桩挡墙由于水泥掺量少，故将其看作提

33、高了强度的部分土体，进行土体整体(zhngt)稳定性验算。R第71页/共97页第七十二页，共97页。重力重力重力重力(zhngl)(zhngl)式支护结构计算式支护结构计算式支护结构计算式支护结构计算 （基（基（基（基坑隆起）坑隆起）坑隆起）坑隆起）4.坑底隆起(ln q)开挖面以下墙体能起帮助抵抗地基土隆起的作用，宜假定土体沿墙体底面滑动(hudng)，认为墙体底面以下为一圆弧，如图所示。产生滑动(hudng)力的是 和q,抵抗滑动(hudng)的则为土体抗剪强度。qzABOCDHE第72页/共97页第七十三页，共97页。重力式支护重力式支护(zh h)结构计算结构计算(基坑隆基坑隆起）起）

34、对于对于(duy)(duy)非理想粘性土，土的抗剪强度非理想粘性土，土的抗剪强度AB面上(min shn)应为水平侧压力，取第73页/共97页第七十四页，共97页。重力式支护结构计算重力式支护结构计算重力式支护结构计算重力式支护结构计算(j sun)(j sun)（基坑隆起）（基坑隆起）（基坑隆起）（基坑隆起）将滑动力矩(l j)与抗滑力矩(l j)分别对圆心O取矩，得第74页/共97页第七十五页，共97页。重力重力重力重力(zhngl)(zhngl)式支护结构计算（基坑隆式支护结构计算（基坑隆式支护结构计算（基坑隆式支护结构计算（基坑隆起）起）起）起）n n抗滑动抗滑动(hudng)(hud

35、ng)力矩力矩将上式积分(jfn)并整理后得第75页/共97页第七十六页，共97页。n n抗隆起(ln q)安全系数重力式支护重力式支护重力式支护重力式支护(zh h)(zh h)结构计算（基坑隆结构计算（基坑隆结构计算（基坑隆结构计算（基坑隆起）起）起）起）为达稳定，避免基坑隆起，必须满足 如要严格控制地面沉降，则需增加挡墙入土深度，或进行坑底土体加固，提高土体抗剪强度(qingd)，使该系数达到1.52.0。第76页/共97页第七十七页，共97页。n n5管涌验算管涌验算n n当基坑地下水的向上渗当基坑地下水的向上渗n n流力流力 时土颗粒时土颗粒n n处于悬浮处于悬浮(xunf)状态，于

36、是坑状态，于是坑n n底产生管涌现象。底产生管涌现象。n n不发生管涌的条件应为：不发生管涌的条件应为：重力式支护结构计算（管涌重力式支护结构计算（管涌重力式支护结构计算（管涌重力式支护结构计算（管涌(u u n yn y n n)验算）验算）验算）验算）tj第77页/共97页第七十八页，共97页。n n挡墙入土深度如满足以下要求，也不会(b hu)产生管涌：重力式支护结构计算重力式支护结构计算(j sun)（管涌现象）（管涌现象）如坑底以上的土层为松散填土、多裂隙土层等透水性好的土层，则地下水可略去(l q)，此时不产生管涌的条件为：第78页/共97页第七十九页，共97页。第三节第三节 支护

37、结构支护结构(jigu)施工施工一 钢板(gngbn)桩施工 （一）常用种类：U型、Z型、H型、直腹板式和组合式。第79页/共97页第八十页，共97页。钢板钢板(gngbn)桩的施桩的施工工（二）打设前准备工作 1 钢板桩的检验和矫正(jiozhng)2 导架安装 3 沉桩机械的选择 打设钢板桩可用落锤、汽锤、柴油锤和振动锤，前三种皆为冲击打入法，此法可使桩锤的冲击力均匀分布，保护桩顶免受损坏。第80页/共97页第八十一页，共97页。钢板钢板(gngbn)桩的施桩的施工工（三）钢板桩的打设和拔除(bch)1 打设方式选择单独打入法 即从板桩墙的一角始，逐块打设，直至工程结束。屏风式打入法 即将

38、1020根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，再分批施打。（按屏风排数，分为单屏风、双屏风和全屏风）第81页/共97页第八十二页，共97页。钢板钢板(gngbn)桩施工桩施工（三）钢板桩的打设和拔除2 钢板桩的打设 吊车对准插桩，经纬仪加以控制，分几次打入，注意(zh y)位置和方向的精度，每打入1m应测量一次。第82页/共97页第八十三页，共97页。钢板钢板(gngbn)桩的施桩的施工工3 钢板桩的转角和封闭钢板桩的转角和封闭 转角和封闭合拢施工的方法转角和封闭合拢施工的方法(fngf)：采用异型板桩采用异型板桩连接件法连接件法骑缝搭接法骑缝搭接法轴线调整法轴线调整法第83页/共97页第八十四页

39、，共97页。钢板钢板(gngbn)桩的施桩的施工工4 钢板桩的拔除钢板桩的拔除 拔桩前要研究拔桩前要研究(ynji)钢板桩钢板桩拔除顺序、拔除时间和桩孔拔除顺序、拔除时间和桩孔处理方法。处理方法。拔除宜用振动锤或振动锤与拔除宜用振动锤或振动锤与起重机共同拔除。起重机共同拔除。第84页/共97页第八十五页，共97页。二二 钻孔钻孔(zun kn)灌灌注桩挡墙施工注桩挡墙施工n n钻孔灌注桩挡墙施工n n（主要在第五章介绍）n n钻孔灌注桩施工时无振动，不会危害周围建筑物等，造价低，有优越性。n n施工速度慢，宜注意(zh y)质量。n n钻孔灌注桩的间距由计算确定。n n钻孔灌注桩用作支护桩时，

40、按钢筋混凝土正截面受弯构件计算配筋。第85页/共97页第八十六页，共97页。三三 深层搅拌深层搅拌(jiobn)水泥土桩墙施工水泥土桩墙施工（一）施工机具 1 深层搅拌机 中心管喷浆方式 叶片喷浆方式 前者的输浆方式是水泥浆从两根搅拌轴间的另一根管输出(shch)；后者是使水泥浆从叶片的小孔喷出。2 配套机械（灰浆搅拌机、集料斗、灰浆泵。）第86页/共97页第八十七页，共97页。三三 深层搅拌深层搅拌(jiobn)水泥土桩墙施工水泥土桩墙施工（二）施工工艺（二）施工工艺 定位定位预拌下沉预拌下沉制备水泥浆制备水泥浆提升提升(tshng)(tshng)、喷浆、搅拌、喷浆、搅拌重复上、下搅拌重复上

41、、下搅拌清洗、移清洗、移位位第87页/共97页第八十八页，共97页。三.深层搅拌(jiobn)水泥土桩挡墙（三）水泥土的配合比水泥土的抗压强度(qingd)一般为5004000 KN/,水泥的掺入量取决于水泥土挡墙设计的抗压强度(qingd)。水泥标号的提高，使水泥土强度(qingd)相应提高。搅拌施工的水泥浆水灰比一般采用0.450.50，为减少用水量，有利于泵送，可选用木质素磺酸钙作减水剂，另加入三乙醇胺早强剂。第88页/共97页第八十九页，共97页。三.深层搅拌(jiobn)水泥土桩墙（四）提高水泥土桩挡墙支护能力的措施(cush)1.卸载 挖去顶部一部分以减少主动土压力 2.加筋 可在

42、墙中压入竹筋等，有助于提高墙体 稳定性。3.起拱 将水泥土挡墙作成拱形，在拱脚处设钻孔灌注桩，可提高其支护能力。4.挡墙变厚度 对矩形基坑因边角效应，在角部的主动土压力有所减小，故角部可减薄水泥土挡墙的厚度，以节约投资。第89页/共97页第九十页，共97页。一一一一.支护结构监测支护结构监测支护结构监测支护结构监测(jin c)(jin c)项目项目项目项目第四节 支护(zh h)结构监测第90页/共97页第九十一页，共97页。二.支护结构监测常用仪器 支护结构与周围环境的监测，主要分为应力监测与变形监测。应力检测(jin c)主要用机械系统和电器系统的仪器。变形监测主要用机械系统、电器系统和

43、光学系统的仪器。第四节第四节 支护支护(zh h)(zh h)结构监结构监测测第91页/共97页第九十二页，共97页。二.支护结构(jigu)监测常用仪器 （一）变形监测仪器 常用的有 经纬仪 水准仪 测斜仪 主要是测斜仪。第四节第四节 支护结构支护结构(jigu)(jigu)监监测测第92页/共97页第九十三页，共97页。二二.支护结构监测常用仪器支护结构监测常用仪器 测斜仪是一种测量仪器轴线与铅直线之间夹角的变测斜仪是一种测量仪器轴线与铅直线之间夹角的变化化(binhu)(binhu)量，进行计算挡墙或土层各点水平位量，进行计算挡墙或土层各点水平位移的仪器。移的仪器。按工作原理，测斜仪可分

44、为按工作原理，测斜仪可分为 伺服加速度式伺服加速度式 电阻应变片式电阻应变片式 差动电阻式差动电阻式 差动电容式差动电容式 钢弦式钢弦式 最常用的是伺服加速度式和电阻应变片式。最常用的是伺服加速度式和电阻应变片式。第四节第四节 支护结构支护结构(jigu)(jigu)监测监测第93页/共97页第九十四页，共97页。二.支护结构(jigu)监测常用仪器（二）应力监测仪器 1.土压力观测仪器 土压力计（土压 力盒）液压式 气压平衡式 电器式 钢弦式第四节第四节 支护结构支护结构(jigu)(jigu)监测监测第94页/共97页第九十五页，共97页。二.支护结构监测常用仪器（二）应力监测仪器 2.孔

45、隙水压力计 测量孔隙水压力使用最多的是孔隙水压力计，其形式、工作原理均与土压力计相同。孔隙水压力计宜钻孔埋设，待钻孔至要求深度后，先将孔底填入部分干净的砂，将测头放入，再将测头周围(zhuwi)填砂，最后用粘土将上部钻孔封闭。第四节第四节 支护结构支护结构(jigu)(jigu)监测监测第95页/共97页第九十六页，共97页。二.支护(zh h)结构监测常用仪器（二）应力监测仪器 3.支撑内力测试 支撑内力测试常用的几种方法：用压力传感器 贴电阻应变片 用千分表位移量测装置 用应力、应变传感器第四节第四节 支护支护(zh h)(zh h)结构结构监测监测第96页/共97页第九十七页，共97页。