4-常見基坑支護(hù)形式(4)ppt課件(26頁P(yáng)PT)

1、地 下 結(jié) 構(gòu) 工 程主講教師 ： 白 哲第4章 常見基坑支護(hù)形式1第1頁，共26頁。本章內(nèi)容 4.1 大開挖基坑工程4.2 排樁4.3 水泥土重力式圍護(hù)墻4.4 土釘墻4.5 土層錨桿4.6 型鋼水泥土攪拌墻4.7 地下連續(xù)墻4.8 逆作拱墻4.9 逆作法施工2第2頁，共26頁。 地下連續(xù)墻是利用特制的成槽機(jī)械，在泥漿護(hù)壁的情況下進(jìn)行開挖，形成一定槽段長度的溝槽，再將在地面上制作好的鋼筋籠放入溝槽內(nèi)，采用導(dǎo)管法進(jìn)行水下混凝土澆筑，完成一個(gè)單元的墻段，各墻段之間以特定的接頭方式相互連接，各段墻順次施工并連接成整體，形成一條連續(xù)的地下鋼筋混凝土墻。4.7 地下連續(xù)墻3第3頁，共26頁。4.7 地

2、下連續(xù)墻地下連續(xù)墻的施工工藝4第4頁，共26頁。4.7 地下連續(xù)墻4.7.1 地下連續(xù)墻的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）施工時(shí)振動小、噪聲低，對周邊環(huán)境影響小。2）墻體剛度大、整體性好，安全性高，支護(hù)結(jié)構(gòu)變形較小。3）墻身具有良好的抗?jié)B能力，坑內(nèi)降水時(shí)對坑外影響小。4）可作為地下室結(jié)構(gòu)的外墻，可配合逆作法施工，以縮短工期、降低造價(jià)。5第5頁，共26頁。4.7 地下連續(xù)墻4.7.1 地下連續(xù)墻的特點(diǎn)缺點(diǎn)：1）棄土及廢棄泥漿的處理問題，增加工程費(fèi)用，如處理不當(dāng)，造成環(huán)境污染。 2）土質(zhì)條件特殊時(shí)，易出現(xiàn)不規(guī)則超挖或槽壁坍塌等問題。3）與板樁、灌注樁及水泥土攪拌樁相比，地下連續(xù)墻造價(jià)高。4）施工機(jī)械設(shè)備價(jià)格昂貴，施

3、工專業(yè)化程度高。6第6頁，共26頁。4.7 地下連續(xù)墻4.7.2 地下連續(xù)墻的適用條件深度較大的基坑工程，一般開挖深度大于10m。臨近存在保護(hù)要求較高的建筑物，基坑本身的變形與防水要求較高。場地內(nèi)空間有限，地下室外墻與紅線距離極近。圍護(hù)結(jié)構(gòu)亦作為主體結(jié)構(gòu)的一部分，且對防水、抗?jié)B有較嚴(yán)格要求。采用逆作法施工，地上和地下同步施工時(shí) 。超深基坑，采用其它圍護(hù)體無法滿足要求時(shí)。7第7頁，共26頁。4.7 地下連續(xù)墻4.7.3 地下連續(xù)墻的結(jié)構(gòu)形式板壁式：應(yīng)用最多，適用于各種直線段和圓弧段墻體T形和形地下連續(xù)墻：適用于開挖深度較大，支撐垂直間距大的情況格形地下連續(xù)墻：前兩種組合在一起的結(jié)構(gòu)形式，可不設(shè)支

4、撐，靠其自重維持墻體的穩(wěn)定預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力U形折板地下連續(xù)墻：新式地下連續(xù)墻，是一種空間受力結(jié)構(gòu)，剛度大、變形小、能節(jié)省材料。板壁式U形折板 T形形8第8頁，共26頁。4.7 地下連續(xù)墻4.7.4 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)強(qiáng)度：墻體的水平和豎向截面承載力；變形：墻體的水平變形和作為豎向承重結(jié)構(gòu)的豎向變形；穩(wěn)定性：基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、坑底抗隆起穩(wěn)定性、抗?jié)B流穩(wěn)定性。9第9頁，共26頁。4.7 地下連續(xù)墻4.7.4 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)（1）墻體厚度和槽段寬度地下連續(xù)墻厚度一般為0.51.2m，常用墻厚為0.6、0.8、1.0、1.2m。槽段寬度一般取36m。（2）地下連續(xù)墻的入土深度地下

5、連續(xù)墻的入土深度需考慮擋土和隔水兩方面的要求。入土深度一般取1050m。10第10頁，共26頁。4.7 地下連續(xù)墻4.7.4 地下連續(xù)墻的設(shè)計(jì)（3）內(nèi)力與變形計(jì)算平面彈性地基梁法，適用于常規(guī)工程；具有明顯空間效應(yīng)的深基坑工程，采用空間彈性地基板法；對于復(fù)雜基坑工程需采用連續(xù)介質(zhì)有限元法。（4）承載力驗(yàn)算截面承載力驗(yàn)算和配筋計(jì)算。正截面受彎、受壓，斜截面受剪承載力及配筋設(shè)計(jì)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行。僅作為基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，按照承載能力極限狀態(tài)對地下連續(xù)墻進(jìn)行配筋計(jì)算；又作為主體結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)按正常使用極限狀態(tài)根據(jù)裂縫控制要求進(jìn)行配筋計(jì)算。11第11頁，共26頁。4.8 逆作拱墻在基坑四周場地都允許起拱

6、的條件下（基坑各邊長L的起拱矢高f0.12L），可以采用閉合的水平拱圈來支擋土壓力以圍護(hù)基坑的穩(wěn)定；拱結(jié)構(gòu)是以受壓力為主，能更好地發(fā)揮混凝土抗壓強(qiáng)度高的材料特性，而且拱圈支擋高度只需在坑底以上 。4.8.1 逆作拱墻的構(gòu)造與特點(diǎn)12第12頁，共26頁。斷面形狀拱圈的斷面一般為Z字形，拱壁的上下加肋梁以提高拱圈的剛度和穩(wěn)定性。4.8 逆作拱墻4.8.1 逆作拱墻的構(gòu)造與特點(diǎn)13第13頁，共26頁。安全可靠性高：擋土拱圈以受壓為主，彎矩很小，本身強(qiáng)度破壞或失穩(wěn)的可能性很小。分道施工，每道拱圈分別承受該道拱圈高度內(nèi)的壓力，不相互影響。節(jié)省工期，施工方便：拱圈施工與基坑開挖同步進(jìn)行，施工拱圈猶如逆作法

7、形成一條彎曲的地梁，施工方便。節(jié)省擋土費(fèi)用：用拱圈支護(hù)的費(fèi)用僅為用擋土樁的40%60%。而且，基坑越深，經(jīng)濟(jì)效益越顯著。缺點(diǎn)：超挖土方，要有臨時(shí)占用的起拱場地；不能作為防水體系使用。逆作拱墻的特點(diǎn)4.8 逆作拱墻4.8.1 逆作拱墻的構(gòu)造與特點(diǎn)14第14頁，共26頁。4.8 逆作拱墻4.8.2 拱墻計(jì)算逆作拱墻結(jié)構(gòu)型式根據(jù)基坑平面形狀可采用全封閉拱墻，也可采用局部拱墻，拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/8，基坑開挖深度h不宜大于12m。當(dāng)基坑開挖深度范圍或基坑底土層為砂土?xí)r，應(yīng)按抗?jié)B透條件驗(yàn)算土層穩(wěn)定性 。（1）當(dāng)坑底土層為粘性土?xí)r，基坑開挖深度滿足下列抗隆起驗(yàn)算條件： 15第15頁，共26頁。（2

8、）均布荷載作用下，圓形閉合拱圈結(jié)構(gòu)軸向壓力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下式計(jì)算：R圓拱的外圈半徑；hi拱墻分道計(jì)算高度ea在分道高度范圍內(nèi)的基坑外側(cè)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的平均值。4.8 逆作拱墻4.8.2 拱墻計(jì)算16第16頁，共26頁?；炷翉?qiáng)度等級不宜低于C25 ；拱墻截面宜為Z字型，拱壁的上、下端宜加肋梁；當(dāng)基坑較深且一道Z字型拱墻的支護(hù)高度不夠時(shí)，可由數(shù)道拱墻疊合組成，設(shè)置數(shù)道肋梁，其豎向間距不宜大于2.5m；拱墻結(jié)構(gòu)水平方向應(yīng)通常雙面配筋，總配筋率不應(yīng)小于0.7%；圓形拱墻壁厚不應(yīng)小于400mm，其他拱墻壁厚不應(yīng)小于500mm。4.8 逆作拱墻4.8.3 構(gòu)造要求17第17頁，共26頁。深地下室的常規(guī)施工是

9、通過臨時(shí)支護(hù)基坑坑壁，開挖至預(yù)定深度后，澆底板并由下而上施工各層地下室結(jié)構(gòu)，待地下室完工后，再逐層進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)的施工。對有多層地下室的情況，上述常規(guī)方法的工期很長，施工中采用的常規(guī)支護(hù)結(jié)構(gòu)有局限性或容易產(chǎn)生嚴(yán)重事故。因此，利用地下連續(xù)墻采用逆作法施工較深的多層地下室，成為發(fā)展的方向，并收到了顯著的效果。 4.9 逆作法施工概述18第18頁，共26頁。逆作法施工工藝是先沿建筑物外圍施工地下連續(xù)墻。同時(shí)在建筑物內(nèi)部的有關(guān)部位澆筑或打下中間支承柱。然后開挖土方至第一層地下室頂面標(biāo)高，并完成該層樓面的梁及部分的板。然后在梁間沒有澆板的空檔內(nèi)，繼續(xù)下挖，并依此向下逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)。與此同時(shí)，在已完

10、成底面梁板結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，做上部結(jié)構(gòu)，即接高柱子或墻板，向上逐層施工。如此以地面為始點(diǎn)，上、下同時(shí)施工，直至工程結(jié)束。4.9 逆作法施工逆作法的施工工藝19第19頁，共26頁。1. 邊樁施工2. 破路面挖土3. 中間柱施工5. 路面恢復(fù)通車6. 挖地下一層土7. 地下一層底板施工8. 地下一層側(cè)墻施工9. 挖地下二層土10. 地下二層底板施工11. 地下二層側(cè)墻施工12. 地下二層地面工程施工完成4.頂板施工20第20頁，共26頁。1 - 地下連續(xù)墻；2 - 中間支承柱； 3 - 地下室頂板； 4 - 底板 4.9 逆作法施工逆作法的工程實(shí)例圖4-44為日本讀賣新聞社大樓用逆作法施工的情況，地上

11、 9 層， 地下6層，總工期只用了22個(gè)月，比常規(guī)方法縮短了6個(gè)月。該工程用2.0m大直徑鉆孔灌注樁作為中間支承柱，L =30m，共用35根。 21第21頁，共26頁。（1）可將地下主體結(jié)構(gòu)的梁、板、柱作為擋土墻的橫向支撐，減少了基坑周圍土體的側(cè)向位移。（2）地上地下可同時(shí)施工， 可大幅度縮短工期。（3）由于利用地下構(gòu)筑物當(dāng)作臨時(shí)擋土支護(hù)結(jié)構(gòu)，大大降低施工費(fèi)用。（4）因逆作法施工不進(jìn)行一次性大開挖，避免了基坑長時(shí)期的暴露而造成邊坡的風(fēng)化和護(hù)坡樁間土的塌落。（5）周邊的地下連續(xù)墻既可作為擋土截水結(jié)構(gòu)，又可作為地下工程的外墻，這樣降低了成本。（6）逆作法只開挖有效范圍內(nèi)的土方量，因而比傳統(tǒng)的大開挖

12、減少了大量的土方量。（7）封閉式逆作法施工時(shí)，地下施工人員因在剛度和強(qiáng)度很大的地下框架內(nèi)作業(yè)，故安全性好。 4.9 逆作法施工逆作法的優(yōu)點(diǎn)22第22頁，共26頁。（1）封閉式逆作法使施工人員在地下各層基本處于封閉狀態(tài)下的環(huán)境進(jìn)行施工， 作業(yè)環(huán)境較差。（2）封閉式逆作法系在封閉狀態(tài)下施工，大型機(jī)械設(shè)備難于進(jìn)場。（3）在逆作法施工中，地下結(jié)構(gòu)中墻柱的混凝土搭接質(zhì)量較難控制，如措施不力，易出現(xiàn)漏水、降低承載力等后果。（4）在逆作法施工中，控制導(dǎo)柱的垂直度和承載力較難。（5）敞開式逆作法由于未同期澆筑各層樓板，側(cè)向剛度較封閉式逆作法的小。4.9 逆作法施工逆作法的不足23第23頁，共26頁。逆作法施工的重要特點(diǎn)是地下室結(jié)構(gòu)（梁、板、柱、墻）都是自上而下分層澆筑的，因而其模板都要支承在剛開挖的土層上。為減少沉降，對土層可采取臨時(shí)加固的方法。如澆素混凝土（ 挖下一層土方時(shí)隨土一同挖去）或鋪設(shè)砂墊層后上架枕木，也可以用懸吊模板的方法來解決，由于混凝土是從側(cè)面進(jìn)入模板內(nèi)澆筑的，因而構(gòu)件頂部模板需做成喇叭形。上部墻、柱鋼筋應(yīng)插入砂墊層，以便與下層后澆結(jié)構(gòu)的鋼筋連接。4.9 逆作法施工土層的臨時(shí)加固24第24頁，共26頁。逆