《深基坑支護設(shè)計》PPT課件.ppt

深基坑支護設(shè)計,地學(xué)院勘察與基礎(chǔ)工程研究所,第1章 緒論 1.1基本概念與特點,一與基坑工程有關(guān)的一些基本概念： 1基坑：為進行建筑物（構(gòu)筑物）基礎(chǔ)與地下室的施工所開挖的地面以下的空間。（地下室、私下車庫、地鐵車站等） 2基坑工程：為保證基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周邊環(huán)境不受損害而采取的支護結(jié)構(gòu)、降水止水、土方開挖和回填等工程的簡稱。包括勘察、設(shè)計、施工、監(jiān)測等。 3基坑側(cè)壁：構(gòu)成基坑周邊土體主動變形的一側(cè)。 4基坑周邊環(huán)境：基坑開挖影響范圍內(nèi)的建（構(gòu)）筑物、道路、地下設(shè)施、地下管線、巖土體、地下水體等的簡稱。包括： 1）影響范圍內(nèi)的建筑物結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、基礎(chǔ)類型、賣身、基礎(chǔ)荷載大小、上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀。 2）基坑周邊各類地下設(shè)施，如上下水、電纜煤氣、污水、雨水、熱力管線或管道等分布和性狀。 3）基坑周邊和鄰近地區(qū)地表水和地下水匯流排瀉情況、地下水管滲漏情況、對基坑開挖和支護的影響程度。 4）四周道路距離、車輛載重等。 5）相鄰基礎(chǔ)施工。 6）周邊的邊坡、河渠及其與基坑關(guān)系。 7）其他基坑堆載（包括臨時材料、車輛、土體、住房等堆載）,1.1基本概念與特點,5基坑支護：為保證基坑施工、主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周邊環(huán)境安全，對基坑側(cè)壁和周邊環(huán)境采樣的支擋、加固和保護措施。 6排樁：以某種樁型按照隊列式排列布置形成的基坑支護結(jié)構(gòu)。 7樁錨支護：排樁、圈梁、錨桿、腰梁、樁間護壁結(jié)構(gòu)等組成的基坑支護結(jié)構(gòu)。 8水泥土墻：有水泥土樁相互搭接形成格珊、壁狀等的重力式擋土結(jié)構(gòu)。 9地下連續(xù)墻：機械施工成槽，澆灌鋼筋混凝土形成的地下墻體。 10土釘支護（土釘墻）：采用土釘加固的基坑側(cè)壁土體與面層等一起組成的加固結(jié)構(gòu)。（包括：土釘、土釘范圍內(nèi)被加固土體、面層等三部分） 11土層錨桿：由設(shè)置于鉆孔內(nèi)、端部深入穩(wěn)定土層中的鋼筋、鋼絞線與孔內(nèi)注漿體組成的受拉桿體。 12支撐體系：由圍檁、支撐（或錨桿）、立柱等結(jié)構(gòu)組成的用于支撐基坑側(cè)壁的結(jié)構(gòu)體系。 13冠梁（圈梁）：設(shè)置在支護結(jié)構(gòu)頂部的鋼筋混凝土連梁。 14腰梁：設(shè)置在支護結(jié)構(gòu)頂部以下，傳遞支護結(jié)構(gòu)、錨桿或內(nèi)支撐支點力的鋼筋混凝土梁或鋼梁。 15支點：錨桿或內(nèi)支撐對支護結(jié)構(gòu)的水平約束點。 16支點剛度系數(shù)：錨桿或內(nèi)支撐對支護結(jié)構(gòu)的水平反作用力與其位移的比值。 17組合式支護結(jié)構(gòu)：由排樁、地下連續(xù)墻、土釘墻、重力式擋土墻、放坡等多種支護結(jié)構(gòu)組合在一起形成的支護結(jié)構(gòu)。,1.1基本概念與特點,18嵌固深度：排樁結(jié)構(gòu)在基坑坑底以下的埋置深度。 19嵌固深度設(shè)計值：根據(jù)基坑側(cè)壁安全等級和支護結(jié)構(gòu)驗算條件確定的支護結(jié)構(gòu)嵌入深度的設(shè)計值。 20地下水控制：為保證支護結(jié)構(gòu)施工、挖土、地下室施工和基坑周邊環(huán)境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。 21截水帷幕：用于阻截或減少基坑側(cè)壁基坑地地下水流入基坑而采用的連續(xù)止水體（包括懸掛式、落底式、全封閉式） 22人工降水：人為降低基坑及周邊一定范圍內(nèi)的地下水位。 23信息施工法：根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況和監(jiān)測數(shù)據(jù)，對地質(zhì)結(jié)論、設(shè)計參數(shù)進行驗證，對施工安全性進行判斷并及時修改施工方案的施工方法。 24動態(tài)設(shè)計法：根據(jù)信息施工法和現(xiàn)場勘察反饋資料，對地質(zhì)結(jié)論、設(shè)計參數(shù)、設(shè)計方案進行再驗證，如果確認與原設(shè)計條件變化較大，及時補充、修改原設(shè)計的設(shè)計方法。 25逆作法：自上而下分階開挖于支護的一種施工方法。,1.1基本概念與特點,二特點： 1建筑趨向高層化，基坑深度越大； 2基坑開挖面積大，給支撐系統(tǒng)帶來較大難度； 3軟土基坑位移、沉降大，影響周邊環(huán)境；工程地質(zhì)條件越來越差，尤其是沿海地區(qū)，填海、填湖、淤泥、泥潭、沼澤等，地質(zhì)條件十分復(fù)雜。 4深基坑施工周期長、場地狹窄、降雨、重物堆放對基坑穩(wěn)定不利； 5施工方法越來越多，各顯神通。周邊環(huán)境條件越來越復(fù)雜，四周建筑物、市政設(shè)施越來越密，不僅要保證自身穩(wěn)定，也不能殃及池魚。 6相鄰場地施工，如打樁、降水、挖土、基礎(chǔ)澆筑混凝土等工序會相互影響制約，增加協(xié)調(diào)工作難度。 7工程事故時有出現(xiàn)，成功率低。條件好。出現(xiàn)問題，條件差地區(qū)也出現(xiàn)問題。 三基本功能： 1提供地下工程安全施工的空間； 2保證主體工程地基和樁基的安全； 3保證周邊環(huán)境安全：包括相鄰地鐵、隧道、管線、建筑物、構(gòu)筑物、地下洞室、地下公用設(shè)施等等。,1.1基本概念與特點,四基坑工程發(fā)展： 1古老傳統(tǒng)課題 2綜合性的巖土工程問題：涉及土力學(xué)強度、穩(wěn)定、變形問題；涉及土與支護結(jié)構(gòu)相互作用的問題，隨著土力學(xué)理論、測試技術(shù)、計算技術(shù)、施工機械、施工技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。 3發(fā)展： 1）Terzaghi和Peck在20世紀(jì)40年代就提出預(yù)估挖方穩(wěn)定程度和支撐荷載大小的中應(yīng)力法； 2）Bjerrum和Eide50年代提出基坑隆起的分析方法； 3）60年代奧斯陸和墨西哥城軟粘土基坑開始使用儀器監(jiān)測；并逐步使用，信息化施工技術(shù)完善。 4）70 年代開始制定指導(dǎo)開挖的法規(guī)； 5）我國70年代之前的基坑較淺，如上海，一般小于4m；80年代基坑開始大量增加。90年代開始制定法規(guī)。逆作法施工技術(shù)使用。 6）由于周邊環(huán)境越來越復(fù)雜，環(huán)境保護越來越受到重視，預(yù)估變形方法有待發(fā)展，現(xiàn)在有賴于有限元等現(xiàn)代分析方法和土工參數(shù)的正確選用；單純常規(guī)室內(nèi)試驗不足以滿足要求，開始把室內(nèi)試驗、現(xiàn)場測試、監(jiān)測結(jié)果結(jié)合，能獲得較為滿意的結(jié)果。,1.1基本概念與特點,4基坑支護手段的發(fā)展： 1）20世紀(jì)70年代以前。為傳統(tǒng)方法階段； 、放坡、 樁（挖孔樁、鉆孔樁、預(yù)制樁、攪拌樁，圓形為主，異型也有）、板（槽鋼鋼板、工字鋼板、鋼混板）、墻（地下連續(xù)墻）、管（鋼管、鋼混管）、撐（鋼支撐、木支撐、沙袋堆撐）、沉井。 2）70年代以來為改良方法階段； 樁錨、板錨、墻錨、管錨、撐錨等，另外支撐出現(xiàn)圓形或與橢圓形的鋼混支撐結(jié)構(gòu)。 3）稍晚出現(xiàn)主動支護技術(shù) 土釘支護、注漿、凍結(jié)； 逆作法施工技術(shù)、信息化施工技術(shù)。,1.1基本概念與特點,5圍護結(jié)構(gòu)分類： 1）放坡開挖和簡易支護； 2）懸臂式圍護結(jié)構(gòu)； 3）重力式圍護結(jié)構(gòu)； 4）內(nèi)撐式圍護結(jié)構(gòu)； 5）拉錨式圍護結(jié)構(gòu)； 6）土釘支護； 7）其他：門架式、拱式、沉井和（橢）圓形墻、加筋水泥土、凍結(jié)法、,1.2基坑等級與重要性系數(shù),一基坑等級： 一般根據(jù)基坑環(huán)境、破壞后果、基坑深度、工程地質(zhì)和地下水條件等劃分。各地規(guī)范劃分標(biāo)準(zhǔn)不一。 基坑側(cè)壁安全等級和重要性系數(shù)o（JGJ120-99）,注：有特殊要求的基坑側(cè)壁安全等級根據(jù)具體情況確定。,基坑工程安全等級劃分（JGJ72-2004）,高層建筑巖土工程勘察規(guī)范 （JGJ 72-2004）基坑等級確定說明： 1基坑環(huán)境條件：指臨近既有建（構(gòu)）筑物、管線、道路的重要性、鄰近程度、荷載大小、基礎(chǔ)類型和埋深、變形控制要求等； 2破壞后果：包括對本工程或周邊環(huán)境的破壞后果； 3工程地質(zhì)條件復(fù)雜程度：按照側(cè)壁軟土、砂土層的性質(zhì)和厚度衡量； 4地下水位低：指地下水位低于基坑深度；,基坑等級,各地方和行業(yè)規(guī)范有各自的規(guī)定，可參照使用。例： 廣州地區(qū)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)定（GBJ02-98）基坑側(cè)壁安全等級,基坑等級,上海市基坑工程設(shè)計規(guī)程（DBJ08-61-97）基坑等級,基坑位于： 地鐵、隧道等大型地下設(shè)施安全保護區(qū)范圍內(nèi)； 城市生命線工程； 對位移有特殊要求的精密儀器使用場所； 等建筑物附近的基坑工程按照市府有關(guān)文件和規(guī)定執(zhí)行。 多為一級。,1.3基坑工程勘察,一般與主體工程勘察合并進行，也可在主體工程勘察后，對基坑支護需要的重點項目補充勘察。 一勘探點的設(shè)置： 1勘察范圍：根據(jù)巖土工程條件和開挖深度確定。 一般基坑外13倍基坑深度H內(nèi)均勻布置勘探點；無法布孔時，要調(diào)查清楚；軟土范圍要擴大。 2勘探深度：滿足支護結(jié)構(gòu)設(shè)計和降水要求。 坑底以下深度不小于基坑深度H的若干倍。廣州與湖北為2倍；上海為2.5倍；或進入中風(fēng)化或微風(fēng)化巖層一定深度。 有軟土和降水需要，鉆孔要穿透軟土層和含水層，進入底部相對硬土層或隔水層一定深度。 基坑深度內(nèi)遇到基巖，一般孔進入微風(fēng)化巖層微13m；控制孔還需超過基坑底部深度13m。控制孔為勘探點數(shù)的1/3以上，且每邊不少于2個控制孔。 3勘探點間距： 一般1530m。遇到暗浜、暗塘、填土和軟土等的厚度變化很大時、基巖面起伏很大、結(jié)構(gòu)面、巖溶發(fā)育等地質(zhì)情況復(fù)雜時，加密鉆孔。 每個剖面不少于3個勘探點。,1.3基坑工程勘察,二目的和任務(wù)： （一）巖質(zhì)基坑： 調(diào)查為主，以鉆探、物探、原位測試、室內(nèi)試驗為輔?；邮┕r應(yīng)進行施工地質(zhì)工作。主要內(nèi)容為： 1巖石堅硬程度； 2巖石完整程度； 3巖石風(fēng)化程度； 4主要結(jié)構(gòu)面（尤其是外傾結(jié)構(gòu)面）的力學(xué)性質(zhì)、產(chǎn)狀、延伸長度、結(jié)合程度、充填物狀態(tài)、組合關(guān)系、充水狀況、與臨空面的關(guān)系等 5坡體含水狀況。 （二）土質(zhì)基坑 1基坑勘察前委托方應(yīng)該提供的資料：（詳見基坑環(huán)境條件概念） 1）鄰近建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、基礎(chǔ)類型和埋深、持力層、上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀和要求。 2）周邊各類地下管線和地下工程情況； 3）周邊地表水匯集、排泄以及地下管網(wǎng)分布及滲漏情況； 4）周邊道路等級、荷載等情況。,1.3基坑工程勘察,2任務(wù)： 1）查明基坑周邊環(huán)境條件； 2）查明地層結(jié)構(gòu)與成因類型、巖土層性質(zhì)，尤其是軟土、砂土、其他特殊巖土的分布、產(chǎn)狀和性質(zhì)； 3）查明地下水類型、埋藏條件、水位、滲透性，提供基坑治水有關(guān)資料； 4）提供有關(guān)巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)及基坑支護設(shè)計施工所需的有關(guān)參數(shù)； 5）在取得有關(guān)勘察資料的基礎(chǔ)上，針對基坑特點，提出建議： A分析地層結(jié)構(gòu)和巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，提出基坑地質(zhì)模型和破壞模式； B分析地層結(jié)構(gòu)和巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，提出設(shè)計施工所需參數(shù)和支護結(jié)構(gòu)選型； C地下水控制方法和參數(shù)； D監(jiān)測項目； E應(yīng)注意問題和防治措施。,1.3基坑工程勘察,三測試參數(shù)： 1巖土常規(guī)物理力學(xué)試驗指標(biāo)； 2固結(jié)快剪C、； 3室內(nèi)和原位測試的滲透系數(shù)k； 4三軸固結(jié)不排水Ccu、cu； 5可能還需測試土體變形模量、土體水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)m； 6特殊情況下的特殊測試。,1.4基坑開挖和支護分類,一開挖分類與內(nèi)容：,有支護開挖,無支護開挖,圍護結(jié)構(gòu),支撐體系,降水工程,土方開挖,地基加固和坡面保護,監(jiān)測,環(huán)境保護,降水工程,土方開挖,地基加固和坡面保護,監(jiān)測,環(huán)境保護,1.4基坑開挖和支護分類,二常見支護方法適用范圍和條件： 尊重各地規(guī)范和成熟經(jīng)驗。例如： 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程（JGJ129-99）,二常見支護方法適用范圍,廣州地區(qū)建筑基坑致富技術(shù)規(guī)定（GJB02-98）： 1放坡： 適用條件： 1）基坑周邊開闊，滿足放坡條件； 2）基坑周邊土體允許有較大位移； 3）開挖面以上一定范圍內(nèi)無地下水或已經(jīng)降水處理； 4）可獨立或聯(lián)合使用。 不宜使用條件： 1）淤泥和流塑土層； 2）地下水高于開挖面或未降水處理；,二常見支護方法特點與適用范圍,2土釘墻： 適用條件： 1）巖土條件較好； 2）基坑周邊土體允許有較大位移； 3）已經(jīng)降水處理或止水處理的巖土； 4）開挖深度不宜大于12m。 5）地下水位以上為粘土、粉質(zhì)粘土、粉土和砂土； 不宜使用條件： 1）土層為富含地下水的巖土層、含水砂土層、且未降水處理 2）膨脹土等特殊土層； 3）基坑周邊有嚴格控制位移的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線等；,二常見支護方法特點與適用范圍,3水泥土墻： 適用條件： 1）基坑開挖深度不宜大于7m，基坑周邊土體允許有較大位移 2）填土、可塑流塑粘性土、粉土、粉細砂、松散的中粗砂； 3）坡頂超載不大于20kpa。 不宜使用條件： 1）周邊無足夠施工場地； 2）基坑周邊有嚴格控制位移的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線等； 3）墻深度范圍內(nèi)存在富含有機質(zhì)的淤泥；,二常見支護方法特點與適用范圍,4排樁： 適用條件 懸臂：基坑深度不宜大于8m。 樁錨：1）場地狹小且需要深開挖； 2）周邊有嚴格控制位移的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線等； 3）基坑邊壁有錨桿設(shè)置地下空間； 內(nèi)撐：1）場地狹小且需要深開挖； 2）周邊有更嚴格控制位移的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線等； 3）基坑周邊不允許施工錨桿。 不宜使用條件： 懸臂：周邊有嚴格控制位移的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線等。 樁錨：1）基坑周邊不允許施工錨桿； 2）錨固段只能錨固在淤泥或土質(zhì)較差的軟土層中。 （實踐中也可以運用） 內(nèi)撐：,二常見支護方法特點與適用范圍,5地下連續(xù)墻： 適用條件： 適用于嚴格止水要求以及各類復(fù)雜土層的支護工程；適用于任何周邊復(fù)雜環(huán)境的基坑支護工程。 不宜使用條件： 懸臂式地下連續(xù)墻：周邊有嚴格控制位移的建筑物、構(gòu)筑物和地下管線等，不宜使用。 地下連續(xù)墻與錨桿聯(lián)合使用時：下列情況不宜使用。 1）基坑周邊不允許施工錨桿； 2）錨固段只能錨固在淤泥或土質(zhì)較差的軟土層中。,三、支護方案選擇參考,常見基坑支護方案選用經(jīng)驗 王曙光深基坑支護事故處理經(jīng)驗錄，機械工業(yè)出版社，,四支護方案優(yōu)化流程,優(yōu)化步驟： 1場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境條件分析、工期、設(shè)備等； 2支護方案選型，確定合理支護形式； 3方法優(yōu)選，方案具體細節(jié)優(yōu)化； 4最終優(yōu)化方案。,無支護開挖,上部放坡，下部土釘支護,土釘支護,上部放坡，下部樁支護 上部土釘，下部樁支護,單、雙排懸臂樁、水泥土墻,錨桿加樁、墻,內(nèi)支撐加地下連續(xù)墻（或密排樁） 逆作法施工,上部放坡，下部樁錨 上部土釘，下部樁錨 土釘加預(yù)應(yīng)力錨桿,支護設(shè)計方案優(yōu)選流程,變形控制不嚴格,變形控制嚴格,其他優(yōu)化經(jīng)驗： 1利用基坑空間效應(yīng)，拐角1/31/5基坑邊長內(nèi)，適當(dāng)減少樁長與配筋； 2（*尤其是拐角）設(shè)置斜撐、角撐； 3雙排樁和單排樁混合布置?；觽?cè)壁中間雙排，拐角單排； 4圈梁、腰梁合二為一。 5增大圈梁尺寸。 設(shè)計方法優(yōu)化： 錨、撐點位置、樁直徑與樁間距、錨桿傾角等優(yōu)化。,1.5基坑設(shè)計基本要求,一基坑工程內(nèi)容與流程：,基坑工程,基坑勘察與調(diào)查,委托勘察單位,工程地質(zhì) 水文地質(zhì)勘察,環(huán)境條件調(diào)查,基坑開挖和支護 方案的建議,是否降、截水 降、截水方案,勘察報告,基坑開挖、支護、降水等技術(shù)方案 及工期、造價的比較,施工招標(biāo),勘察,基坑開挖、支護、降水等技術(shù)方案 及工期、造價的比較,開挖 方法,監(jiān)測 方法,支護 方法,降水 方法,可能事故 預(yù)測與防治,對環(huán)境 的影響,工期,造價,基坑深度超過7m時 應(yīng)經(jīng)專家委員會 審批,初定方案,確定施工單位,N,Y,支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、降止水設(shè)計,支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、降止水、 監(jiān)測設(shè)計,設(shè)計單位,基坑開挖、支護、降止水 的施工組織設(shè)計,基坑開挖、支護、降止水 等工程的實施,可能險情的 應(yīng)急處理,施工單位,監(jiān)測,基坑封底、基礎(chǔ)施工,驗收,Y,N,回填、支護結(jié)構(gòu)回收,基礎(chǔ)工程竣工,基礎(chǔ)工程施工總結(jié),上部結(jié)構(gòu)施工,1.5基坑設(shè)計基本要求,二基坑設(shè)計原則和極限狀態(tài)： （一）總原則： 1安全可靠：滿足支護結(jié)構(gòu)本身強度、穩(wěn)定性、變形要求。 2經(jīng)濟合理：在安全可靠的前提下，從工期、造價、材料、設(shè)備、人工、環(huán)境 保護綜合分析確定具有明顯技術(shù)經(jīng)濟效益的方案。 3施工便利并保證工期：在安全可靠、經(jīng)濟合理的前提下，最大限度的滿足方便施工（例如：合理的支撐布置、便于挖土施工等），縮短工期。 4信息化設(shè)計和施工。 （二）一般原則： 1重視基本理論的指導(dǎo)作用； 2設(shè)計要全面，避免漏項，考慮最不利的工況； 3做好基坑工程總體方案的選擇； 4做好地下水和地表水的控制； 5軟土地區(qū)重視“時空效應(yīng)“，精心安排挖土和施工方案； 6認真做好監(jiān)測、預(yù)測，及時反饋和采取合理措施； 7認真研究地方規(guī)范和經(jīng)驗。重大工程專家論證。,1.5基坑設(shè)計基本要求,（三）極限狀態(tài)分類： 1承載能力極限狀態(tài)：支護結(jié)構(gòu)達到最大承載能力或土體失穩(wěn)、過大變形導(dǎo)致 支護結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境破壞。 2正常使用極限狀態(tài)：支護結(jié)構(gòu)的變形妨礙地下結(jié)構(gòu)施工， 或者影響周邊環(huán)境的正常使用功能。 支護結(jié)構(gòu)均應(yīng)進行承載能力極限狀態(tài)的設(shè)計計算， 一級基坑和對變形有限定的二級基坑，還要進行支護結(jié)構(gòu)和周邊環(huán)境的變形計算。,1.5基坑設(shè)計基本要求,三設(shè)計內(nèi)容： （一）基坑設(shè)計前應(yīng)收集的資料： 1基坑勘察報告（包括水文氣象條件等） 2鄰近建筑物和地下設(shè)施的類型、分布、結(jié)構(gòu)特征、基礎(chǔ)類新和埋深、對變形要求等 3本工程有關(guān)的資料：用地界線和紅線圖、鄰近地下管線土、建筑總平面圖、 地下結(jié)構(gòu)平面圖和剖面圖、擬建建筑物基礎(chǔ)類型以及是否先期施工等等 4基坑開挖和支護期間是否有相鄰施工，其方法、施工工藝、與本基坑工程的相互影響。 5工期、質(zhì)量、經(jīng)濟等方面的業(yè)主要求。,1.5基坑設(shè)計基本要求,（二）設(shè)計內(nèi)容： 1工程概況和業(yè)主要求；場地巖土工程條件、環(huán)境條件； 2支護結(jié)構(gòu)方案比較和選型； 3支護結(jié)構(gòu)強度和變形計算； 4基坑穩(wěn)定性計算； 5抗?jié)B計算； 6降水或止水方案； 7挖土方案； 8監(jiān)測方案、環(huán)境保護要求。,1.6基坑施工 1.6.1基坑組織設(shè)計,一施工組織設(shè)計： 指導(dǎo)擬建工程進行施工準(zhǔn)備和組織實施施工的基本技術(shù)經(jīng)濟文件。 其任務(wù)是對具體擬建工程的施工準(zhǔn)備工作和整個的施工工程，在人力和物力、時間和空間、技術(shù)和組織上，作出一個合理全面，符合好、快、省、安全要求的計劃安排。 二要求： 1嚴格按照設(shè)計、有關(guān)規(guī)范進行施工；尤其是強制性條文、地方法規(guī)、業(yè)主要求，這很關(guān)鍵。 2施工組織設(shè)計（即施工方案）應(yīng)根據(jù)支護結(jié)構(gòu)形式、地下結(jié)構(gòu)、開挖深度、地質(zhì)條件、周邊環(huán)境、工期、氣候和地表荷載、現(xiàn)有人員、設(shè)備、材料等編制； 3開挖順序、方法與設(shè)計工況一致，遵循“開槽支撐、先撐后挖、分層（段）開挖、嚴禁超挖”的原則。,1.6.1基坑組織設(shè)計,三施工組織設(shè)計內(nèi)容： 1基坑工程概況 2施工部署和管理目標(biāo)； 3施工方案； 4施工進度計劃； 5資源使用計劃； 6施工平面圖； 7工期、質(zhì)量、進度控制與保證措施； 8文明、安全施工、冬雨期、及環(huán)境保護措施； 9信息化施工措施； 10主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。,施工組織設(shè)計內(nèi)容,（一）基坑工程概況： 1支護結(jié)構(gòu)概況與特點，與基坑工程相關(guān)的地下結(jié)構(gòu)及工程結(jié)構(gòu)特點，主要工程量和概算。 2施工條件：包括地區(qū)自然條件、地形、氣候、場地環(huán)境條件、基坑周邊環(huán)境、場地工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件、地下障礙物情況及交通情況。 （二）施工部署和管理目標(biāo)： 1施工準(zhǔn)備：包括勞動力準(zhǔn)備、施工機具準(zhǔn)備、材料、半成品和周轉(zhuǎn)材料準(zhǔn)備等。 2管理組織機構(gòu)：工人班組和管理人員組織。 3管理目標(biāo)：質(zhì)量目標(biāo)、進度目標(biāo)、安全管理目標(biāo)、經(jīng)濟目標(biāo)等。 （三）施工方案： 1施工順序及施工起點流向，一般包括常規(guī)施工和逆作法。 2各主要施工工序的施工方法。 3基坑支護工程中的關(guān)鍵技術(shù)問題和技術(shù)難點三處理和質(zhì)量要求。,施工組織設(shè)計內(nèi)容,（四）施工進度計劃： 包括個分項工程的開、竣工順序和交叉搭結(jié)施工時間的安排、人力物力的平衡、用進度表的形式控制施工時間和進度。 （五）資源使用計劃： 1勞動力需求量表（工人、技術(shù)人員、管理人員、后勤等等）； 2施工機械設(shè)備需求量表（型號、數(shù)量、動力、用途等等）； 3材料和半成品需計劃表（數(shù)量、質(zhì)量、規(guī)格、品種、儲運等等）； （六）施工平面圖： 包括施工所需的臨時設(shè)施和施工機具、材料堆場的空間布局，可同整個地下結(jié)構(gòu)部分施工統(tǒng)一布置。 主要內(nèi)容應(yīng)包括：垂直運輸布置、材料和半成品的堆場布置、道路和水電線路等管線布置，估算施工用水電量。,施工組織設(shè)計內(nèi)容,（七）質(zhì)量控制與保證措施： 1建筑材料的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、檢驗制度、保管方法及使用要求； 2各個工序、工種的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、檢驗制度和要點； 3成品保護； 4可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題和防治措施。 （八）文明、安全施工及環(huán)境保護措施： 1文明施工和環(huán)境保護措施：包括施工噪音控制、廢漿廢渣清運、基坑垃圾處理、施工灰塵控制、不明物體處理、施工工藝本身的不良效應(yīng)的控制（如擠土效應(yīng)、降水等）等； 2安全施工措施：包括場地清理、材料堆放、施工設(shè)備機具何用電用水的檢查、維修與保養(yǎng)、安全培訓(xùn)、管理和持證上崗、場地警示牌、具體施工環(huán)節(jié)的安全事項等等； 3冬期、雨期施工安全技術(shù)；,施工組織設(shè)計內(nèi)容,（九）信息化施工措施： 1進度控制及保證措施； 2安全控制及保證措施； 3風(fēng)險預(yù)測及事故搶險計劃措施； 4開挖監(jiān)測及配合監(jiān)測工作的保證措施與信息反饋系統(tǒng)； 5特殊工藝的有關(guān)專業(yè)措施等。,補充自學(xué)材料一：基坑工程施工知識,1.6.2基坑施工方案,一施工方案： 單位工程或分部（分項）工程中某施工方法的分析，是對施工實施過程中所耗用的勞動力、材料、機械、費用以及工期等在合理組織條件下，進行技術(shù)經(jīng)濟分析，力求采用新技術(shù)，從中選擇最優(yōu)施工方法即最優(yōu)方案。對于工程項目中的一些施工難點和關(guān)鍵分部、分項工程，經(jīng)常編制專門的施工方案。 因此，施工方案有包含在施工組織設(shè)計里，以及獨立編制兩種。 二施工方案內(nèi)容： 建設(shè)工程項目管理規(guī)范（GB/T50326-2001） 1施工流向和施工順序； 2施工階段劃分； 3施工方法和設(shè)備選擇； 4安全施工設(shè)計； 5環(huán)境保護內(nèi)容及方法。,1.6.2基坑施工方案,三分項工程單獨編制施工方案內(nèi)容： 1編制依據(jù)； 2分項工程概況和施工條件： 說明分項工程的具體情況，選擇本方案的優(yōu)點、因素以及方案施工前應(yīng)具備的作業(yè)條件。 3施工總體安排： 包括施工準(zhǔn)備、勞動力計劃、材料計劃、人員安排、施工時間、現(xiàn)場布置及流水段的劃分。 4施工方法工藝流程、施工順序、四新項目詳細介紹。可以附圖表直觀說明，必要時設(shè)計計算。 5質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)： 闡明主控項目、一般項目和允許偏差項目的具體根據(jù)和要求，注明檢測方法和工具。 6質(zhì)量管理要點和控制措施： 分析分項工程的要點和難點，制定針對性的施工和控制措施及成品保護措施。 7安全、文明、環(huán)境保護措施； 8其他。,1.6.3基坑施工方案和組織設(shè)計的關(guān)系,一整體和局部關(guān)系 二指導(dǎo)和被指導(dǎo)關(guān)系 三兩者的區(qū)別：,1.7基坑常見問題,一目前基坑工程中常見問題存在環(huán)節(jié)： 1勘察：不勘察或不準(zhǔn)確；破壞模式選擇不當(dāng)。 2設(shè)計： 1）對地質(zhì)資料要了解清楚（包括流砂、管涌、暗溝、洞穴、承壓水等等、軟土和特殊土分布、產(chǎn)狀和特征） 例如上海飽和砂土和地下防空洞，洞穴存在使樁達不到設(shè)計長度，砂土易產(chǎn)生流砂，影響周邊民房，產(chǎn)生裂縫，常用高壓注漿、旋噴樁、灌黃砂、干水泥等措施并加快施工進度。 2）查明周邊各類建筑物、地下管線的特征和使用要求； 3）選擇合適圍護結(jié)構(gòu)和支撐系統(tǒng)。 坑內(nèi)加固、井字形支撐加腳撐、圓形和橢圓形鋼混封閉框架支撐、鋼混支撐需要養(yǎng)護，拆除需要爆破，逐漸被鋼結(jié)構(gòu)支撐代替。,1.7基坑常見問題,3施工與管理： 施工質(zhì)量問題、超挖問題、施工管理問題。例如： 1）支撐結(jié)構(gòu)不合理，施工質(zhì)量差；如：鋼管支撐支點數(shù)量少、焊接不牢、使用多年的鋼管變形大、變薄等。 2）超挖：沒做到“開槽支撐、先撐后挖、分層（段）開挖、嚴禁超挖”， 不支護就開挖 支護結(jié)構(gòu)未達到要求的強度就開挖 未分層分段開挖而一挖到底等等 3）多家施工方管理協(xié)調(diào)不力； 4）層層分包，偷工減料； 4監(jiān)測和應(yīng)急處理： 監(jiān)測取消、監(jiān)測減少、數(shù)據(jù)分析不認真、分析水平不高，不及時分析發(fā)現(xiàn)問題并及時反饋； 應(yīng)急措施不及時、不果斷、不到位。,1.7基坑常見問題,一目前基坑工程中常見問題： 1支護結(jié)構(gòu)選型不當(dāng) 2實際主動土壓力值大于設(shè)計值，土壓力計算模式與地區(qū)經(jīng)驗不符合?；蛘咂茐哪Ｊ奖容^特殊，應(yīng)該計算滑坡推力，綜合考慮滑坡推力和土壓力等 1）雨季、漲潮、地下水管滲漏等使地下水位上升，粘聚力和內(nèi)摩擦角下降基坑側(cè)土壓力增大，引起破壞； 2）場地頂部堆放建筑材料、挖出的土方堆放；超載引起變形和破壞； 3）違規(guī)作業(yè)：如挖土機離基坑太近，并且反鏟挖土，側(cè)壓力和變形加大； 3防水、排水、降水措施不力： 1）時間跨度大，不做坡頂排水溝和擋水墻，不做坡頂護面和坡面防護，輕者沖刷樁間土，重者結(jié)構(gòu)破壞。 2）高水位地區(qū)未做止水帷幕，基坑降水漏斗范圍內(nèi)沉降破壞； 3）周邊地下管線年久失修，可能破壞滲漏，沒有提前處理； 4）止水帷幕設(shè)計未考慮地質(zhì)條件和不同開挖深度，采用同一長度止水帷幕，并且未穿透砂土層。,地下水滲漏，土質(zhì)下降，側(cè)壓力增加,地表堆載,1.7基坑常見問題,4錨桿失效： 1）錨桿位置不當(dāng)，位置過低或抗力不足，引起大的變形； 2）錨桿長度不夠，不能阻擋基坑整體滑移； 3）錨固力下降：地面水下滲、水管滲漏、地下水位上升等，使地下水位上升，粘聚力和內(nèi)摩擦角下降，錨固力下降； 4）地基土的凍脹，錨固力下降； 5）相鄰施工的機械振動和擠土效應(yīng)使孔隙水壓力上升，有效應(yīng)力下降，砂土液化，粘土觸變，錨固力下降； 6）錨頭鎖定失效和腰梁失效，錨固力下降或者喪失； 5支撐結(jié)構(gòu)不合理： 1）首道支撐位置太低，引起支護結(jié)構(gòu)頂部變形過大； 2）支撐間距太稀，受力大而產(chǎn)生彎曲變形甚至斷裂； 3）支撐支點數(shù)少，連接不牢靠，支撐桿件下?lián)?，產(chǎn)生彎曲變形而失去支撐作用； 4）基坑尺寸大，鋼管支撐，壓彎變形，支護結(jié)構(gòu)位移；,1.7基坑常見問題,6基坑土體穩(wěn)定性不足： 1）支護結(jié)構(gòu)插入深度不夠，Ep不夠； 2）飽和粉細砂降水引起管涌河流砂； 3）坑底承壓水造成基坑突涌。 7淤泥地基觸變： 1）飽和淤泥和軟土采用捶擊法施工擠土樁，造成擠土效應(yīng)而變形或破壞； 2）飽和淤泥和軟土未采用降水，挖土和運土引起擾動，變形和破壞。 8設(shè)計不合理，安全儲備過?。?1）破壞模式選擇不當(dāng)；因此側(cè)壓力計算不準(zhǔn)確； 2）為節(jié)約過大折減主動土壓力，減少配筋，當(dāng)土質(zhì)不利時，變形過大或者破壞； 3）設(shè)計人員缺乏經(jīng)驗，許多經(jīng)驗措施，如圈梁、護面等忽略，埋下隱患。,1.7基坑常見問題,9施工管理水平低、施工質(zhì)量差： 1）未監(jiān)測、少監(jiān)測或監(jiān)測技術(shù)落后或者不合理； 2）監(jiān)測數(shù)據(jù)分析不夠，不能及時預(yù)警和采取合理正確的措施； 3）施工時隨意變更設(shè)計，不按照設(shè)計和規(guī)范施工； 4）偷工減料，施工質(zhì)量差，強度達不到要求，止水帷幕不起作用； 5）施工環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)不力：樁和錨桿強度未達要求就開挖；超挖、一次挖到底等。 10勘察結(jié)果不準(zhǔn)確或未進行基坑勘察，破壞模式判別不準(zhǔn)確，參數(shù)取值不準(zhǔn)確。,補充自學(xué)材料：基坑常見事故及其預(yù)防措施,第2章 支護結(jié)構(gòu)荷載 2.1庫侖土壓力,一庫侖主動土壓力 二庫侖被動土壓力 庫侖土壓力計算見土力學(xué)地基基礎(chǔ)和邊坡工程。 庫侖主動土壓力大小一般比較準(zhǔn)確； 庫侖被動土壓力一般因基坑底部達不到被動極限狀態(tài)，結(jié)果偏大； 有些設(shè)計人員設(shè)計時，主動土壓力采取庫侖土壓力，被動土壓力采取朗金被動土壓力。,2.2朗金土壓力,一朗金主動土壓力 二朗金被動土壓力 朗金土壓力計算見土力學(xué)地基基礎(chǔ) 朗金主動土壓力大小一般稍偏大，偏于安全； 朗金被動土壓力結(jié)果偏小。 注意各地規(guī)范關(guān)于水土分算或者水土合算的規(guī)定。,2.3建設(shè)部基坑規(guī)范土壓力 2.3.1水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值,一有關(guān)基本規(guī)定： 1JGJ120-99首選各地經(jīng)驗土壓力，沒有經(jīng)驗時，才按照該規(guī)范計算土壓力。 2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值相當(dāng)于主動水土壓力，水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值相當(dāng)于被動水土壓力。 3計算土壓力時，C、設(shè)計值采用三軸固結(jié)不排水剪切試驗指標(biāo)Ccu、cu 。具有可靠經(jīng)驗時，可采用直剪固結(jié)快剪指標(biāo)。 4JGJ120-99坡頂局部超載 應(yīng)力擴散角為45度。 5 C、標(biāo)準(zhǔn)值的取值： 按照勘察報告確定。 一些設(shè)計人員采用等效內(nèi)摩擦角計算土壓力，即將粘聚力C的貢獻疊加在內(nèi)摩擦角上，將內(nèi)摩擦角增大，計算土壓力時不再考慮粘聚力，C=0。,應(yīng)力擴散角的取值不同規(guī)范 或教材可能不一樣， 如邊坡坡規(guī)范：取45+/2,2.3.1水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值,6超載垂直應(yīng)力的簡化考慮： 1）坡頂均布荷載： 直接按照均布荷載大小考慮。 2）坡頂局部荷載： 應(yīng)力擴散角為45度。作用范圍見圖 右圖中，坡頂局部超載大小 為q0，作用寬度為BC寬，即b 按照45度擴散原則， FA=FB=a FA段和E點以下的土體不考慮 坡頂局部超載的作用 該荷載作用范圍為AE段。 計算垂直荷載時，大小因為 應(yīng)力擴散，其值變?。?q= (q0b)/(b+2a),A,B,C,D,450,450,450,E,坑底,q0,q,b,F,a,2.3.1水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)基坑邊壁的局部荷載有一定埋深時，如淺基礎(chǔ)，上式中 q0取基底附加壓力，作用范圍相應(yīng)下移一個基礎(chǔ)埋深d，見下圖。,q0,a,b,q,450,450,a,A,F,坑底,d,2.3.1水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值,基坑上部放坡時，超載的考慮： 1）從上部邊坡坡腳處開始，按照45度擴散至支護結(jié)構(gòu)上， 上部邊坡視為超載，大小為q0， 2）BC間不受超載影響 B點標(biāo)高處計算超載引起的垂直應(yīng)力時取零 3）A點以下計算超載引起的垂直應(yīng)力時 取q=q0， 4）AB之間線性分布。 AB之間標(biāo)高垂直應(yīng)力為： q=(x/b) q0 式中： x為計算點低于B點的長度，0xb。,q0,q0,A,B,C,D,E,F,450,450,b,x,b,上部放坡,坑底,2.3.1水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值,二砂土和碎石土水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算：,地下水位以下的砂土因為水壓力的緣故，坑底以下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值可能不是矩形分布。,坑底,hwa,2.3.1水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值,二粉土和粘性土水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算：,三基坑外側(cè)土體豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值的計算：,2.3.2基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值,hwp,坑底,hi,(1/3)hi,hi,a,b,hzi,hi,(1/2)hi,三角形分布,梯形分布,矩形分布,2.3.3常用地表荷載的處理方法,一地表集中荷載折算成均布超載： 高大釗：深基坑工程第二版，機械工業(yè)出版社，2002 1繁重的起重機械： 距離支護結(jié)構(gòu)1.5m內(nèi)，按照60KPa取值；距離支護結(jié)構(gòu)1.5m3m內(nèi)，按照40KPa取值； 2輕型公路： 按照5KPa取值； 3重型公路： 按照10KPa取值； 4鐵道： 按照20KPa取值；,2.3.3常用地表荷載的處理方法,二高層建筑均布荷載取值： 機械工業(yè)部設(shè)計研究院：多層與高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)規(guī)定，1993.9,2.3.4水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算實例,h= 8m，hwa=2m，hwp=1m，L=16m。坡頂局部超載qo=20kPa，寬度3m，距離基坑邊壁1m。 粘性土，厚度3m，=18kN/m3；C=12kPa；=120 砂土，厚度8m， =20kN/m3；C=0；=320 粘性土=19kN/m3；C=15kPa；=180 局部超載作用范圍為 地表以下AB范圍 即地表下1m至6m范圍 q=203/(3+21)=12kPa Ka1=0.66，（ Ka1）1/2=0.81， Ka2=0.31 Ka3=0.53 ，（ Ka3）1/2=0.73， Kp1=3.25 Kp2=1.89 ，（ Kp2）1/2=1.38，,qo=20kPa,2m,3m,11m,粘性土,砂土,粘性土,坑底,1m,3m,1m,A,B,砂土,粘性土,8m,16m,3m,8m,2.3.3水平荷載、抗力標(biāo)準(zhǔn)值計算實例,一土壓力強度零點深度： 1不考慮超載： 2 考慮超載： 二水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值計算： 三水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的計算： 見黑板詳細計算過程。 本題如果用朗金公式計算，要求水土分算，怎么計算作業(yè),2.4滲流狀態(tài)下水土壓力計算,一簡化方法：,凈水壓力圖。凈水壓力單獨作用在主動區(qū)。 計算土壓力時，地下水位以下取浮重度，被動區(qū)和主動區(qū)不再單獨計算水壓力。,坑底,Pw,hw：主動區(qū)和被動區(qū)的水位差,Pw=whw Pw：最大水壓力強度,2.4滲流狀態(tài)下水土壓力計算,二考慮滲流效用的基坑支護結(jié)構(gòu)水土壓力的計算： （一）基坑支護結(jié)構(gòu)水流效應(yīng)：有利和不利。 1主動區(qū)水壓力減小，被動區(qū)水壓力增大。 2主動區(qū)有效土壓力增大，被動區(qū)有效土壓力減小。 3可用貼支護結(jié)構(gòu)面流線的水力坡降作為破裂土體內(nèi)的流線的水力坡降。主動區(qū)滲流力GD=wi，方向垂直向下.被動區(qū)滲流力方向向上。 計算主動區(qū)的水土壓力時，主動區(qū)地下水位以上土體的重度取,地下水位以下土體的重度?。?wi）, ； 計算被動區(qū)的水土壓力時，被動區(qū)地下水位以上土體的重度取, 地下水位以下土體的重度?。?wi）, ； （二）利用水流連續(xù)原理求各層土的水力坡降和水頭損失。 1水流連續(xù)原理某一流線上各段的流速相等。 V=k1i1=k2i2=k3i3=.=kiii 各層土的水力坡度和其滲透系數(shù)成反比。,2.4滲流狀態(tài)下水土壓力計算,2在水位差H作用下，各層土的水頭損失：hiii Hi=hiii=H 3各分層深度處水土總壓力： 1）主動土壓力強度：有效自重應(yīng)力+滲流力之和代替有效自重應(yīng)力。 2）被動土壓力強度：等于該點的有效自重應(yīng)力與滲流力之差代替有效自重應(yīng)力。 3）總的主動、被動土壓力求和可得。 （三）水流連續(xù)原理求水土壓力實例： 1 水下土層滲透系數(shù)之比 K2：K3：K4=4：8：60= 1：2：15 2 水力坡降關(guān)系：與K成反比 i2=15i4， i3=7.5i4， 3 利用hiii=H求水下土層的水力坡降: 2.5i2+9i3+7i4+7i4+3i3=8.5 求出：i2=0.9 i3=0.45 i4=0.06,填土,粉細砂,細砂,K2=410-4cm/s,K3=810-4cm/s,K4=610-3cm/s,1.5m,6.0m,3.0m,7.0m,2.5m,10m,粘性土,2.4滲流狀態(tài)下水土壓力計算,4利用朗金公式求主動區(qū)土壓力：,2.4滲流狀態(tài)下水土壓力計算,5利用朗金公式求被動區(qū)土壓力： 考慮到被動區(qū)破裂帶寬度比主動區(qū)破裂帶寬度大，一些學(xué)者如龔曉楠等，認為被動區(qū)土層的水力坡降為主動區(qū)相應(yīng)土層水力坡降的（0.750.8）倍。再考慮安全因素，取被動區(qū)土層的水力坡降ii*=0.85ii，,2.4滲流狀態(tài)下水土壓力計算,6求基坑支護結(jié)構(gòu)的凈水壓力：,2.5動用土壓力計算（土壓力的調(diào)整）,一提高的主動土壓力： 動用的主動土壓力介于靜止土壓力和主動土壓力之間，宜按照場地工程條件選用。 變形有嚴格限制的建筑物或地下管線位于區(qū)時，采用Ko計算土壓力；位于區(qū)時，采用(Ko+Ka）/2計算土壓力。,h,0.5h,h,坑底,區(qū)采用Ko 區(qū)采用 0.5(Ko+Ka),建筑物,地下管線,2.5動用土壓力計算（土壓力的調(diào)整）,二降低的被動土壓力： 一般來說，支護結(jié)構(gòu)墻體在被動區(qū)不允許達到被動極限狀態(tài)，被動土壓力也達不到極限值。降低的被動土壓力可以用極限狀態(tài)時的被動土壓力系數(shù)Kp乘以一個折減系數(shù)Cp計算。 方法一： Cp=0.50.8，結(jié)合經(jīng)驗確定。 方法二：利用位移計算折減系數(shù),2.5動用土壓力計算（土壓力的調(diào)整）,三板式支護結(jié)構(gòu)被動土壓力增大系數(shù)Cp： 考慮到板式支護結(jié)構(gòu)與被動區(qū)土體之間的摩擦貢獻，可以將被動區(qū)的被動土壓力系數(shù)乘以一個放大系數(shù)：,JGJ120-99不考慮,2.6土巖基坑或二元結(jié)構(gòu)基坑支護作用力,建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB9258-97 1根據(jù)具體基坑邊坡二元地層結(jié)構(gòu)特征，按照巖體土層分界或者軟土硬土層分界面計算滑坡推力；滑坡推力計算方法見邊坡工程學(xué)； 2如果基坑支護結(jié)構(gòu)處滑坡推力小于或等于0，則計算土層的水平荷載和抗力； 3如果基坑支護結(jié)構(gòu)處滑坡推力大于0，作用在支護結(jié)構(gòu)上的荷載取該滑坡推力加上土層的水平荷載。 即：滑坡推力+水土壓力 討論：這樣做合理嗎？ 4土巖二元結(jié)構(gòu)基坑邊坡，基坑各邊地質(zhì)條件不一樣，按照各自具體特征分別計算處理。應(yīng)該首先考慮水平推力的不對稱性和整體穩(wěn)定性。 另外，對于坑底以下巖石的側(cè)向抗力，有人按照巖體等效內(nèi)摩擦角（見勘察報告或者邊坡規(guī)范）計算三角形分布的被動土壓力；也有人按照矩形分布，取巖體的承載力特征值作為抗力。 坑底以上的巖石不再考慮主動土壓力，只考慮土層的土壓力和滑坡推力。,巖 體 或 堅 硬 土 層,土壓力,滑坡推力,土體或軟土層滑塊,建立正確的地質(zhì)模型和可能的多個基坑破壞模式非常重要。 基坑破壞模式，不一定只包括土層內(nèi)部朗金公式所提出的破壞模式。這與基坑側(cè)壁地質(zhì)模型和巖土層工程性質(zhì)、地表或淺部荷載特征（尤其是應(yīng)力集中部位首先破壞）、地下管道水和化糞池滲漏軟化土體而破壞、地下水滲流效應(yīng)、側(cè)壁地下工程特征等有關(guān)。,注意地層（尤其是軟土）傾角、厚度變化。,注意軟土分布和產(chǎn)狀變化,軟土,第3章 懸臂式支護結(jié)構(gòu) 3.1懸臂式支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟,本節(jié)主要講述懸臂式鋼筋混凝土支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容包括：樁徑、樁距、入土深度、樁身配筋、圈梁配筋、變形計算、穩(wěn)定性驗算等。 步驟如下： 一樁徑、樁距：按照經(jīng)驗取值。 樁徑D0.6m； 有地下水時，樁中心距（1.21.5）D，砂土和軟土取小值。粘性土取大值； 無地下水、降水或者土質(zhì)較好時，樁中心距（22.5）D； 對于確定的按經(jīng)驗配筋的樁，其抗彎彎矩可計算，為Mc，根據(jù)每米單寬土壓力可計算出樁身最大彎矩及設(shè)計值M，則樁中心距可取Mc/ M。,排樁支護經(jīng)驗參數(shù),一般當(dāng)基坑深度h12m時，灌注樁直徑D =0.60.8m或稍大；h12m時，灌注樁直徑D =0.81.2m。,支撐參數(shù)經(jīng)驗值（錨桿層數(shù)可參照支撐道數(shù)）,錨桿位置要低于基坑邊壁中相鄰建筑物的淺基礎(chǔ)底部。,嵌固深度hdoh 廣州地區(qū)懸臂樁和單支點排樁嵌固深度經(jīng)驗系數(shù)表,3.1懸臂式支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟,二計算土壓力：按照經(jīng)驗土壓力或?qū)崪y土壓力、或規(guī)范法計算土壓力。 三入土深度核算：土體分層多時，要假設(shè)一個經(jīng)驗入土嵌固深度試算。均質(zhì)土可以直接計算嵌固深度。 hpEpi-1.2ohaEai0 四最大彎矩計算：先確定剪力為零點，該點以上所有主動、被動土壓力對該點求力矩之差。（主動、被動土壓力的力矩方向不同），求出彎矩設(shè)計值。 五樁身配筋：按照樁身最大彎矩配筋。 六圈梁配筋： 圈梁高度一般為樁直徑的0.50.8倍，且0.4m；寬度樁的直徑。樁的主筋錨固于圈梁，錨固長度不小于30倍主筋直徑。焊接接頭分散布置，同一截面接頭數(shù)不得超過鋼筋數(shù)的一半。 圈梁配筋一般采用構(gòu)造配筋，一般符合最小配筋率要求，經(jīng)驗值為（0.50.8）As。As為樁身主筋配筋總面積。 當(dāng)圈梁兼作腰梁時，按照腰梁受力，以最大彎矩按照鋼筋混凝土梁計算配筋。 七變形估算： 有限元法或者彈性地基梁法。一般只能用軟件計算。實踐中懸臂式排樁只能用于變形控制不嚴的基坑周邊環(huán)境。變形靠監(jiān)測來控制。,3.1懸臂式支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計步驟,3.2懸臂式支護結(jié)構(gòu)的樁身配筋,一樁身配筋基本要求： 1樁身均勻配筋基本要求： 最小配筋率大于0.42%； 主筋保護層厚度大于5mm； 箍筋直徑68mm，螺紋狀，間距200300mm；加強筋直徑大于等于12mm，間距23m； 鋼筋籠距離孔底一般200500mm； 主筋之間的間距大于（1.21.5）dmax， dmax為混凝土粗骨料的最大直徑。實踐中，一般要求主筋間距盡可能大于10cm。 均勻配筋時，主筋至少616 2樁身不均勻配筋基本要求： 受拉區(qū)主筋實際配置圓心角分別為：2s(n-1)/n； 受壓區(qū)：2s(m-1)/2m。n和m分別為受拉區(qū)和受壓區(qū)主筋根數(shù)。 只配置受拉區(qū)主筋時，受拉區(qū)主筋最小配筋率大于0. 2%，至少3根；其他范圍內(nèi)應(yīng)配置構(gòu)造鋼筋，其直徑不宜小于受拉區(qū)主筋的1/2，且不小于10mm，構(gòu)造鋼筋的環(huán)向間距不應(yīng)大于圓截面的半徑和250mm中的小者，且不少于1根。對于大直徑（D1m，a=50mm，rs450mm ）基坑支護樁，構(gòu)造鋼筋間距不宜大于250mm。 其他要求同均勻配筋。,3.2懸臂式支護結(jié)構(gòu)的樁身配筋,保護層、樁的半徑r、鋼筋圓半徑rs、實際鋼筋分布長度L：,r,rs,保護層a,2s,Ls,Ls,2s,s一般取1/61/3,相對界限受壓區(qū)圓心角b,可內(nèi)插,3.2懸臂式支護結(jié)構(gòu)的樁身配筋,二配筋方法： 方法1：均勻配筋-查表法+核算法。 根據(jù)計算出來的樁身最大彎矩設(shè)計值M ，查表得出配筋，要求表中Mc大于等于計算出來的樁身最大彎矩設(shè)計值M 。配筋在第一列中。 劉建航基坑工程手冊中國建筑工業(yè)出版社，1997，P598602 但是，該表系根據(jù)舊版混凝土規(guī)范得出，新版混凝土規(guī)范中，混凝土和鋼筋的設(shè)計值與舊版有所差別。 注意樁身混凝土強度參數(shù)不能完全照搬混凝土規(guī)范取值，應(yīng)該乘以施工工藝系數(shù)：按照現(xiàn)行樁基礎(chǔ)規(guī)范，施工工藝系數(shù)取值如下： 混凝土預(yù)制樁：1 干作業(yè)非擠土灌注樁（挖孔樁）：0.9 泥漿、套管護壁非擠土灌注樁、部分擠土灌注樁、擠土灌注樁：0.8 所以，該表只能參照使用，按照彎矩設(shè)計值M查表初步得出一個符合要求的配筋（相當(dāng)于經(jīng)驗配筋值），然后再按照新版混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和下面步驟核算。,3.2懸臂式支護結(jié)構(gòu)的樁身配筋,1計算得出彎矩設(shè)計值M后，根據(jù)經(jīng)驗選擇一個配筋，或者根據(jù)彎矩設(shè)計值M 查表（劉建航基坑工程手冊）得出初步符合要求的配筋。（基于舊規(guī)范 下），確定此配筋的As、A以及此配筋在新規(guī)范中的fcm、fy； 2求系數(shù)K=(fyAs)/(fcmA) 3查劉建航基坑工程手冊P598附錄一求、 t; 4根據(jù)公式計算Mc，如果Mc大于等于彎矩設(shè)計值，且最小配筋率、主筋間距 核算都符合要求，則所選的初步配筋符合要求，否則，加大配筋量（不能超 筋）、或樁徑、或混凝土等級，重新按照上述步驟24計算，直至符合要求。,5核算最大、最小配筋率、主筋間距是否符合要求。,3.2懸臂式支護結(jié)構(gòu)的樁身配筋,方法2：均勻配筋-簡化法。即廣州、武漢等基坑規(guī)范 求出彎矩設(shè)計值M，然后配筋。 步驟： 1求出彎矩設(shè)計值M； 2求m=M/(fcm.A.r) 3根據(jù)m查表，得； 4求均勻配筋的主筋面積As：As=(fcmA)/fy 5 As=(0.86r/rs) As 6檢查均勻配置的主筋A(yù)s是否符合最小、最大配筋率的要求； 7檢查主筋所在圓上主筋間距是否符合大于（1.21.5）dmax的要求。 不符合要求，增大樁徑、混凝土等級或鋼筋直徑（鋼筋直徑不宜太粗，主筋HRB335鋼筋直徑大多在2028mm之間），再按照上述步驟計算。 大多數(shù)情況下非懸臂式排樁都采用均勻配筋， 方法2和方法3是一些地方規(guī)范推薦的配筋方法。,采用,3.2懸臂式支護結(jié)構(gòu)的樁身配筋,方法3：不均勻配筋-簡化法。 （一） 受拉單邊局部均勻配筋：教材查表簡化方法條件： 符合教材查表條件的受拉單邊配筋，受拉鋼筋對稱布置在合力方向兩邊各45度方向上。 即：s=0.25 ，在求出配筋面積As后，選定鋼筋級別（一般選用HRB335）和直