申俊甫支護(hù)設(shè)計中問題探討1zsjf03版ppt課件

1、 隨著城鄉(xiāng)建設(shè)工程高速、跨越式發(fā)展，基坑工程無論其數(shù)量、地域、規(guī)模、深度、也在迅速的擴大，基坑工程設(shè)計及施工技術(shù)也在隨之迅速的發(fā)展。我省基坑工程技術(shù)規(guī)程DB42/T159-2019修訂版已頒發(fā)實施。借這次“貫標(biāo)會議的平臺，向大家講一講本人對深基坑設(shè)計中若干問題的思考，供大家參考，如有謬誤請予指正 申俊甫申俊甫2022-4-201當(dāng)坑中坑與基坑周邊的間距大于2m而相對高差較大時建議按如下模式處理:45+/2HHh1h2h1h1h2h2h1h2坑底土坑底土層為軟層為軟可塑性可塑性粘性土粘性土?xí)r時坑底坑底土層土層較好較好時時 2022-4-202 當(dāng)建設(shè)場地土層條件較差，開挖深度稍有增加時對支護(hù)設(shè)計

2、影響敏感的情況下，建議建設(shè)單位，基坑支護(hù)設(shè)計單位及主體設(shè)計單位進(jìn)行溝通協(xié)商，采取盡可能減少開挖深度的措施。 1、當(dāng)?shù)夭涣贾苓叺幕A(chǔ)梁底深度大于底板底時，可采取將基礎(chǔ)梁上翻至墻內(nèi)，則計算深度可取底板底。 2、當(dāng)臨邊的電梯井埋深較大時，可建議適當(dāng)提高電梯井前室的地面標(biāo)高，出前室處設(shè)坡道或臺階。上述措施既可適當(dāng)減少電梯井處的開挖深度，若需降水控制時刻適當(dāng)減少承壓水的降深，一舉兩得。 3、當(dāng)坑邊的坑底土層尚未達(dá)到主體設(shè)計基礎(chǔ)持力層要求，需要超挖換填且深度較大時，建議局部采取復(fù)合地基或墩基處理，避免過度的增加支護(hù)計算深度。 4、當(dāng)坑底土層較好，周邊基礎(chǔ)承臺可跳挖跳澆時，可考慮計算深度至底板底或臨邊基礎(chǔ)梁

3、底。 5、當(dāng)規(guī)劃允許時適當(dāng)提高0.000標(biāo)高，則相應(yīng)減少基坑計算深度。2022-4-203 基坑支護(hù)是沿地下室周邊布置，是長線設(shè)防。而地層條件沿此長線可能變化多端，因此研讀地勘報告是支護(hù)設(shè)計的必須功課，研讀時建議注意以下方面問題： 1、注意在垂直坑邊方向的土層變化 為基坑設(shè)計的勘察孔，往往布設(shè)于擬建地下室周邊外側(cè)一定距離一般5m左右），因此在研讀報告時，尚應(yīng)結(jié)合主體結(jié)構(gòu)的勘察資料，注意在垂直坑邊方向的土層變化，若為順坡時則應(yīng)考慮土層界面滑移時對支護(hù)的不利影響，并采取必要的加強措施。 2、注意土質(zhì)的橫向變化 地勘報告所提供的土層參數(shù)為統(tǒng)計值，而為某一個勘察孔的資料則是該孔所在區(qū)的代表值，若該代表

4、值低于統(tǒng)計值時，則該區(qū)處是基坑沿線設(shè)防中的薄弱環(huán)節(jié)，往往也是安全隱患所在之處。當(dāng)基坑支護(hù)局部出現(xiàn)險情時，再復(fù)查地勘資料時，往往是該險情部位的地層參數(shù)低于統(tǒng)計值。因此設(shè)計時應(yīng)對土層條件的薄弱處采取防患于未然的安全措施。2022-4-204 當(dāng)基坑需要采取地下水控制設(shè)計時，應(yīng)注意研讀地勘報告：當(dāng)基坑需要采取地下水控制設(shè)計時，應(yīng)注意研讀地勘報告： 1、注意基坑范圍內(nèi)含水層埋深的變化、注意基坑范圍內(nèi)含水層埋深的變化 地下水降水設(shè)計是基坑全面積設(shè)防，應(yīng)查閱基坑范圍內(nèi)承壓水層地下水降水設(shè)計是基坑全面積設(shè)防，應(yīng)查閱基坑范圍內(nèi)承壓水層的頂板埋深的變化，并根據(jù)其埋深標(biāo)高及相應(yīng)部位的開挖深度進(jìn)行的頂板埋深的變化，

5、并根據(jù)其埋深標(biāo)高及相應(yīng)部位的開挖深度進(jìn)行抗突涌驗算和確定降水深度，降水井根據(jù)含水層標(biāo)高及基礎(chǔ)埋深采抗突涌驗算和確定降水深度，降水井根據(jù)含水層標(biāo)高及基礎(chǔ)埋深采取針對性布井，而不宜均勻布井。取針對性布井，而不宜均勻布井。 2、注意交互層的處理、注意交互層的處理 當(dāng)基坑側(cè)壁和坑底存在互層土?xí)r，用深井降水對互層土的層間水當(dāng)基坑側(cè)壁和坑底存在互層土?xí)r，用深井降水對互層土的層間水排降不僅滯后而且難以奏效，當(dāng)基坑開挖深度較大，互層土又較厚排降不僅滯后而且難以奏效，當(dāng)基坑開挖深度較大，互層土又較厚時，為防止層間水產(chǎn)生攪滲及滲透性破壞。建議分布情況，加強和時，為防止層間水產(chǎn)生攪滲及滲透性破壞。建議分布情況，加強

6、和加深側(cè)壁止水帷幕，最好能隔封互層土層，降水井則主要用于減少加深側(cè)壁止水帷幕，最好能隔封互層土層，降水井則主要用于減少地下水豎向補給和防止突涌。對坑底互層土可采取較大口徑的濾水地下水豎向補給和防止突涌。對坑底互層土可采取較大口徑的濾水淺井明排，結(jié)合盲溝，盲渠明排處理。淺井明排，結(jié)合盲溝，盲渠明排處理。2022-4-205 當(dāng)環(huán)境及場地條件允許和開挖深度不大的情況下，采用放緩坡卸載是軟土中基坑支護(hù)的有效方法，放坡宜采用分階形式，上下坡向設(shè)置一定寬度的平臺，在上坡前緣設(shè)置23排密集木樁等韌性較好的豎向構(gòu)件，進(jìn)行構(gòu)造加固，其下端宜進(jìn)入相對較好的土層，確保上坡穩(wěn)定，下坡前緣設(shè)置高度不大于2m的水泥土擋

7、墻，并進(jìn)行上下坡聯(lián)合的整體穩(wěn)定性驗算和下坡?lián)鯄Φ脑O(shè)計。具體構(gòu)造如下圖：水泥土擋墻多排木樁2022-4-206 若坑底以下軟土層厚度較大，水泥土擋墻計算中的墻底土體承載力不足時，一般處理是將墻體加深至相對較好土，以滿足承載力要求，此時則因擋墻體量大造價高。建議在擋墻計算中如抗滑移、抗傾覆、墻身抗壓抗拉及擋墻底整體穩(wěn)定性已滿足規(guī)程規(guī)定，而僅僅是墻底承載力不足的情況下，可將部分?jǐn)嚢铇都由钪料鄬^好土層，形成墻底以下的復(fù)合地基，以滿足承載力要求，如下圖示： 水泥土擋墻加深攪拌樁形成墻底復(fù)合地基相對好土層2022-4-207bh 排樁+擋墻及被動區(qū)加固，如右圖示： 1、當(dāng)條件允許時，將支護(hù)樁邊被動區(qū)加固

8、上翻，b=2h，此情況下，上翻加固體在滿足水泥土剛性角1:2的前提下，可減短支護(hù)樁的懸臂高度，樁徑可適當(dāng)減小。 2、排樁可插入較大深度解決深層滑移整體穩(wěn)定性問題。 3、被動區(qū)加固可改善坑底土體，有利于控制位移。2022-4-208 關(guān)于水泥土攪拌樁增強加固關(guān)于水泥土攪拌樁增強加固 基坑側(cè)壁和坑底為淤泥，淤泥質(zhì)土或承載力底的飽和軟弱土層，采用放基坑側(cè)壁和坑底為淤泥，淤泥質(zhì)土或承載力底的飽和軟弱土層，采用放坡坡肩設(shè)置水泥土攪拌樁增強抗滑體，或采用水泥土攪拌復(fù)合土釘支護(hù)方坡坡肩設(shè)置水泥土攪拌樁增強抗滑體，或采用水泥土攪拌復(fù)合土釘支護(hù)方式，往往因安全性不足導(dǎo)致支護(hù)失效的事故時有發(fā)生。其原因在軟土中攪式

9、，往往因安全性不足導(dǎo)致支護(hù)失效的事故時有發(fā)生。其原因在軟土中攪拌樁水泥土強度較低。拌樁水泥土強度較低。 由于攪拌樁或樁工藝原因，抗滑體水泥土成千層餅結(jié)構(gòu)，抗拉及抗剪強由于攪拌樁或樁工藝原因，抗滑體水泥土成千層餅結(jié)構(gòu)，抗拉及抗剪強度變低，當(dāng)受側(cè)向土壓力時抗彎先于抗剪破壞，其二土釘在軟土中的錨固度變低，當(dāng)受側(cè)向土壓力時抗彎先于抗剪破壞，其二土釘在軟土中的錨固抗力不可靠，故選用此類支護(hù)設(shè)計時應(yīng)慎重，當(dāng)必須使用時，僅可作為不抗力不可靠，故選用此類支護(hù)設(shè)計時應(yīng)慎重，當(dāng)必須使用時，僅可作為不參與計算的增強措施，彌補抗滑計算中的稍有不足。參與計算的增強措施，彌補抗滑計算中的稍有不足。2022-4-209 1

10、、單排樁一長一短間隔布置，計算時全部排樁按短樁計算，基本位移、抗彎承載力、抗傾覆滿足設(shè)計要求，長樁計算則應(yīng)滿足深層滑移穩(wěn)定性要求，長樁的凈間距不宜大于“樁徑+400mm”，凈間距過大對軟土的隔柵作用降低，不利于抗深層滑移穩(wěn)定要求。 2、雙排樁可按前后1長1短布置，先對雙排樁的協(xié)同性進(jìn)行基本計算，而后宜將后排樁加長滿足深層抗滑移穩(wěn)定要求。長樁的凈向間距以不宜過大。2022-4-2010 修編規(guī)程中提供了內(nèi)支撐布置的若干模式，但由于基坑的平面形狀、規(guī)模、深度、周邊環(huán)境、土層條件等實際情況復(fù)雜多變，因此支撐布置應(yīng)進(jìn)行多方案計算比較，進(jìn)一步優(yōu)化和深化。其過程建議注意如下問題：（一支撐平面布置除規(guī)程提供

11、的原則和要求外，尚應(yīng)考慮土方開挖和出土方便，對超高層建筑應(yīng)考慮主體結(jié)構(gòu)中重型鋼構(gòu)件的吊裝和安裝空間。（二對于復(fù)雜的支撐體系，應(yīng)考慮地層荷載和土方開挖的不對稱和不均勻性，支撐可能作為施工棧橋以及拆撐先后實施的可行性，均應(yīng)對不利工況進(jìn)行不利組合和磨合計算，避免存在薄弱環(huán)節(jié)和安全隱患。 1、支撐平面布置應(yīng)有明確的傳力路線，角撐、對頂撐的主要受力桿件應(yīng)直線拉通，不應(yīng)過多和過大的彎折、計算中不應(yīng)出現(xiàn)拉力過大的桿件。 2、圓環(huán)支撐主要傳力桿件宜指向圓心，邊角應(yīng)設(shè)置隱性角撐，薄弱邊桁架宜設(shè)置現(xiàn)澆板帶，以利于控制圓環(huán)受力不對稱或拆撐時產(chǎn)生失控性漂移變形。 3、角撐、對頂撐與相鄰的懸臂樁含雙排樁連接時，應(yīng)考慮不

12、同的變形型態(tài)的不利影響，予以加強并處理好銜接過渡。 2022-4-2011 4、對相對窄長的基坑如地鐵站或大型溝槽基坑采用多層單肢鋼管支撐，且隨坑內(nèi)土方呈縱向臺階式開挖，以使支撐隨挖隨支的工況條件者，其第一道支撐應(yīng)采用鋼筋混凝土支撐并施工到位后方可開挖土方。對于下部的鋼管支撐，除了應(yīng)規(guī)定支撐到位的時限要求外，尚應(yīng)每隔20m左右將相鄰的二榀單肢支撐組合成幾何不變的平面桁架，桁架與其他單支撐間設(shè)置水平連系桿，以增加支撐平面剛度和穩(wěn)定性。（三支撐立柱布置，應(yīng)盡可能利用工程樁位，此類立柱與支撐軸線稍有偏心時，可在支撐桿件上設(shè)置牛腿或懸挑梁，對牛腿以及偏心而使桿件產(chǎn)生的扭矩，和懸臂梁均應(yīng)進(jìn)行承載力計算和

13、詳圖設(shè)計。上述措施是為了盡量避免支撐桿件軸線過度強調(diào)與立柱對齊而產(chǎn)生彎折的本末倒置現(xiàn)象出現(xiàn)。（四支撐的豎向布置，對于兩層及以上的支撐體系，豎向支撐點的設(shè)置高度很有講究，布置十分重要。一方面要滿足土方開挖運輸出土方便及方便結(jié)構(gòu)施工，更重要的是應(yīng)使單元計算中正逆工況的內(nèi)力和位移計算結(jié)果基本一致。如果正逆工況的計算結(jié)果存在較大差異時，應(yīng)調(diào)整支撐點的標(biāo)高，進(jìn)一步計算和優(yōu)化。（五對利用計算機程序進(jìn)行計算的結(jié)果，應(yīng)進(jìn)行分析，對不合理的結(jié)果，應(yīng)進(jìn)一步檢查輸入的數(shù)據(jù)是否正確和符合實際。2022-4-2012AB段樁單元計算結(jié)果段樁單元計算結(jié)果平面有限元計算結(jié)果平面有限元計算結(jié)果 樁、撐先后分步計算，由于計算條

14、件不同，得出的位移值不可能完全吻合。樁單元計算中的支撐剛度系數(shù)一般是假定的，而平面有限元的計算結(jié)果針對于一定的圍壓和支撐系統(tǒng)是精確的。如右圖所示，AB段跨中位移顯然大于樁單元計算得出的對應(yīng)位移值。需要注意以下幾點： 1、平面有限元的計算的位移值2對應(yīng)的是支撐施加后的位移增量1 ，而不是累計位移。 2、應(yīng)根據(jù)平面有限元的計算得出的圍壓與位移的關(guān)系檢驗樁單元計算設(shè)定的剛度系數(shù)是否得當(dāng)。 3、如果2大于1很多，說明樁單元計算輸入的剛度系數(shù)過大，應(yīng)降低剛度系數(shù)重新計算。或者，加大支撐系統(tǒng)剛度如加大支撐桿件截面、縮小支撐間距、加設(shè)邊桁架等），實現(xiàn)變形的大致協(xié)調(diào)。AB第二工況支護(hù)樁在支撐第二工況支護(hù)樁在支

15、撐標(biāo)高處的位移增量標(biāo)高處的位移增量12qP設(shè)樁單元計算時設(shè)定剛度系數(shù)為K1 ,按有限元計算結(jié)果可得到剛度系數(shù)K2 = q /2, K2是精確值,可用以檢驗K1是否恰當(dāng)。（ K1 、 K2均以KN/m/m為單位）2022-4-2013 1、PHC或PHS管樁為預(yù)應(yīng)力高強度混凝土構(gòu)件，均有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)圖集，并有省標(biāo)規(guī)范，其抗彎承載力取值，根據(jù)GB50204-2019相關(guān)規(guī)定，按管樁圖集提供的極限抗彎承載力檢測值除以1.351.4取用?？辜舫休d力可按剪切承載力檢測值除以1.5取用。 2、支護(hù)樁計算中應(yīng)重視抗剪承載力驗算。 3、對非預(yù)制樁的縱向鋼筋根數(shù)問題，規(guī)程提出不宜少于8根，而未規(guī)定鋼筋最大間距限值

16、。支護(hù)樁直徑變化從500mm1500mm，變化幅度較大，在縱筋根數(shù)不少于8根的前提下，建議縱向鋼筋的最大間距不宜大于150mm，不應(yīng)大于200mm，以保證在受拉區(qū)有多根鋼筋可有效發(fā)揮受力作用。注：樁徑為500mm，配筋8根鋼筋是其間距約為150mm。 4、樁的縱向鋼筋可按樁身彎矩包絡(luò)圖豎向分段配置。但樁頂部分不宜減少，下部可按鋼筋根數(shù)減半處理，但減短的鋼筋應(yīng)向下延伸一個錨固長度。構(gòu)件設(shè)計構(gòu)件設(shè)計支護(hù)樁支護(hù)樁2022-4-2014 支撐體系是基坑安全的重要保證，而巖土工程的計算具有相對的不確定因素，因此支撐桿件設(shè)計應(yīng)留有適當(dāng)?shù)母挥喽群脱有浴?建議支撐的截面尺寸按軸壓比控制。軸壓比為： N/fcA

17、 N 為軸力設(shè)計值； fc 為混凝土抗壓強度設(shè)計值； A 為支撐截面積。 軸壓比控制值建議如下： 對主要受力支撐桿件，重要性等級為一級時基坑軸壓比不大于0.5，二級基坑取不大于0.6， 對次要連系桿件軸壓比取0.8-1.0。構(gòu)件設(shè)計構(gòu)件設(shè)計混凝土支撐的截面控制混凝土支撐的截面控制2022-4-2015 1、承載力彎、剪、偏壓應(yīng)按GB50010相關(guān)規(guī)定計算，并滿足構(gòu)造規(guī)定。 2、圍檁圍檁帶撐冠梁的內(nèi)力現(xiàn)在一般是通過平面有限元計算確定。 問題： 但目前計算中，對帶撐冠梁未考慮支護(hù)樁排的縱向約束作用，圍檁未考慮其與支護(hù)樁墻的摩擦阻力的約束作用。當(dāng)支撐體系有角撐時，其軸力呈直方圖模式遞增，這種軸力計算

18、是否符合實際尚待進(jìn)一步通過實測應(yīng)力來判斷、討論。 但受彎構(gòu)件若按偏壓構(gòu)件設(shè)計是否有利也待探討。若論圍檁帶撐冠梁但受彎構(gòu)件若按偏壓構(gòu)件設(shè)計是否有利也待探討。若論圍檁帶撐冠梁按受彎構(gòu)件設(shè)計可能更偏于安全。目前的平面有限元分析計算，如梁約束方式按受彎構(gòu)件設(shè)計可能更偏于安全。目前的平面有限元分析計算，如梁約束方式和設(shè)置部位失當(dāng)，則會出現(xiàn)異常計算結(jié)果，對桿件設(shè)計帶來一定得困難。和設(shè)置部位失當(dāng)，則會出現(xiàn)異常計算結(jié)果，對桿件設(shè)計帶來一定得困難。2022-4-2016 彎矩峰值處的圍檁截面包括支撐在內(nèi)，其有效高度甚大，不應(yīng)作彎矩峰值處的圍檁截面包括支撐在內(nèi)，其有效高度甚大，不應(yīng)作為構(gòu)件控制性計算。為構(gòu)件控制性計算。 需要對圍檁截面計算的，是在支撐與圍檁交匯需要對圍檁截面計算的，是在支撐與圍檁交匯處和支撐加腋與圍檁相交處的兩個截面處和支撐加腋與圍檁相交處的兩個截面a-a b-b 。 a a b1qqMAbQa a a bbqb22AqaQaMMa22AqbQbMMbqaQQaqbQQbMaMbMA2022-4-2017 1、管樁與冠梁的連接不宜采用填芯錨筋式連接，填芯混凝土容易被