基坑越冬防護專題研究培訓講義

基坑越越冬防防護專題研研究二、基坑坑凍害害形式式三、設設計計計算四、防護護措施施五、工程程實例例借鑒鑒二、基基坑的的凍害害形式式二、基基坑的的凍害害形式式冬季的低溫支護結(jié)構鐵件的低溫脆斷土體的凍脹作用1.支護結(jié)結(jié)構鐵鐵件的的低溫溫脆斷斷基坑支支護結(jié)結(jié)構中中的鐵鐵件在在低溫的情況況下，，易發(fā)發(fā)生脆性斷斷裂。如：：樁錨錨支護護體系系中的的鋼梁梁，一一般都都是雙雙支鋼鋼梁，，雙支支鋼梁梁間的的連接接鋪板板在受受凍后后在焊焊接處處容易易崩斷斷；鋼鋼筋及及鋼絞絞線錨錨桿在在受凍凍后易易在錨錨頭鎖鎖定處處脆斷斷；土土釘墻墻工程程在土土釘錨錨固處處由于于焊接接產(chǎn)生生集中中應力力容易易脆斷斷。二、基基坑的的凍害害形式式2.土體的的凍脹脹作用用土體的的凍脹作作用：土體體在凍凍結(jié)過過程中中，土體中的的水凍結(jié)后后體積積膨脹，，形成成冰層層、冰冰透晶晶體、、多晶晶體冰冰晶等等的冰冰侵入入體，，引起起土顆顆粒之之間的的相對對位移移，使使土體體產(chǎn)生生擴脹脹現(xiàn)象象。黏黏性土土一般般都有有凍脹脹性，，砂類類土的的凍脹脹性要要根據(jù)據(jù)工程程具體體情況況確定定。在基坑坑工程程中，，土體體的凍凍脹作作用會會對支護護結(jié)構構產(chǎn)生凍脹力力，從而而致使使基坑坑工程程發(fā)生生破壞壞。（1）基坑坑的支支護結(jié)結(jié)構發(fā)發(fā)生破破壞；；當凍脹脹作用用產(chǎn)生生的凍凍脹力力大于于支護護結(jié)構構所能能承擔擔的力力時，，支護護結(jié)構構會發(fā)發(fā)生破破壞。。（2）對基基坑周周圍環(huán)環(huán)境產(chǎn)產(chǎn)生凍凍害；；基坑周周圍有有管線線時，，由于于基坑坑側(cè)壁壁土的的凍脹脹側(cè)向向位移移帶動動管線線，易易使管管線破破壞；；當管管線為為水管管線或或供暖暖管線線，易易使管管線受受凍。。二、基基坑的的凍害害形式式三、設設計計計算三、設設計計計算越冬基基坑，，在基基坑圍圍護結(jié)結(jié)構設設計時時，支支護結(jié)結(jié)構的的作用用效果果中包包含溫溫度變變化及及凍脹脹對支支護結(jié)結(jié)構產(chǎn)產(chǎn)生的的內(nèi)力力和變變形。。根據(jù)《凍土地地區(qū)建建筑地地基基基礎設設計規(guī)規(guī)范》JGJ118，作用用于擋擋土墻墻背的的水平平凍脹脹應力力的大大小應應由現(xiàn)現(xiàn)場試試驗確確定。。在不不能進進行試試驗時時，其其分布布按下下圖選選定，，土中中最大大水平平凍脹脹應力力值應應按下下表規(guī)規(guī)定取取值。。荷載效效應組組合時時按《建筑地地基基基礎設設計規(guī)規(guī)范》GB5007的有關關規(guī)定定，荷荷載效效應組組合時時水平平凍脹脹力和和土壓壓不應應同時時組合合。四、防護護措施施四、防護護措施施1.排水措措施2.保溫隔隔水3.結(jié)構措措施4.應急措措施四、防護護措施施1.排水措措施水文條條件是是凍土土產(chǎn)生生的凍凍害的的主要要因素素。從從理論論上講講，如如果能能夠?qū)⒌叵孪滤蚧蛘咄馔獠拷到邓晖耆排懦?，，則凍凍害將將要大大大減減輕或或消除除，在在實際際工程程中不不可能能完全全消除除地下下水，，但在在基坑坑周圍圍設置置完善善的防防排水水系統(tǒng)統(tǒng)可以以在一一定程程度上上減輕輕凍害害。排水措措施主主要包包含兩兩方面面內(nèi)容容：一一是排排除基基坑內(nèi)內(nèi)積水水；二二是降降低地地下水水位。。（1）對于于上層層滯水水凍脹脹作用用應予予以足足夠的的重視視；（2）在土土體凍凍結(jié)前前，隔隔斷水水分補補給，，并排排除土土體中中水分分，可可減小小土體體凍脹脹，因因此越越冬基基坑應應連續(xù)續(xù)降水水，或或者在在坑壁壁上設設置超超過凍凍土深深度的的水平平排水水滲管管。四、防護護措施2.保溫隔水水（1）保溫措措施保溫措施施主要是是減少凍凍結(jié)厚度度，消減減凍脹量量，減少少鐵件的的因低溫溫產(chǎn)生的的脆性。。保溫措施施主要包包含：（1）人工補補充熱量量；（2）隔熱保保溫材料料。目前采用用較多的的是隔熱熱保溫材材料，選選取時要要選擇熱熱導率小小、承載載能力高高、耐水水性號、、且廉價價經(jīng)濟的的材料。。常見的的材料包包括：草草袋、草草簾、泡泡沫混凝凝土、石石棉板。。（2）隔水措措施常見的隔隔水措施施有：地面施加加混凝土土硬化覆覆蓋，防止地表表水入滲滲；地下水位位較高，，土中含含水量較較大時，，采用排水與隔隔水相結(jié)合的的措施；；冬季停工工期間，，基坑降水不停停止。珍珠巖保保溫板四、防護措措施3.結(jié)構措施施結(jié)構措施施的主要要途徑是是增大圍圍護結(jié)構構的承載載力，使使之滿足在凍脹力作作用下的穩(wěn)定強度要求求，進而達達到防凍凍害的目目的。采采用這種種方法時時，在設設計過程程中，應應進行凍凍脹力作作用下圍圍護結(jié)構構穩(wěn)定性性驗算。。對發(fā)生凍凍脹的基基坑要進進行嚴密密的監(jiān)測。處理凍脹脹影響的的措施首首先是在在預防階階段，越越冬基坑坑一旦發(fā)發(fā)生嚴重重的凍脹脹破壞，，要及時時采取應應急措施施，防止止凍脹影影響基坑坑安全。。（1）卸壓孔：在支護結(jié)構構段打卸壓孔孔，使凍土體體積膨脹不受受約束。（2）堆載反壓措施施：在基坑內(nèi)，，凍脹影響較較大區(qū)域，利利用土方機械械運土堆載，，形成發(fā)現(xiàn)壓壓力并增大約約束以減小支支護結(jié)構的變變形和凍脹的的影響。（3）坑外挖土卸荷荷措施：在基坑邊緣緣受凍脹影響響較大的區(qū)域域取土，形成成橫向坑槽，，達到卸荷、、減小支護結(jié)結(jié)構的變形、、消除凍脹力力的作用。4.應急措施五、工程實例借借鑒五、工程實例借借鑒沈陽某基坑工程概況該工程位于沈沈陽市沈河區(qū)區(qū)，工程的總總建筑面積約約40萬m2，主體由3棟塔樓和5層裙房組成。。主塔樓高約約286m，70層，采用鋼一一混凝土組合合框筒結(jié)構，，內(nèi)設18mX23m的鋼骨混凝土土核心筒，外外圍采用鋼管管混凝土框架架筒，混凝土土強度為C35~C80。另外2棟塔樓為公寓寓樓和住宅樓樓，層數(shù)分別別為52層和43層，采用鋼筋筋混凝土剪力力墻結(jié)構，局局部設鋼骨混混凝土柱。該工程帶3層地下室，基基礎采用平板板筏形基礎，筏板厚度為為1.00~3。.50m，底板埋深約20.00m，最深處為23.40m。工程地質(zhì)條件件該工程場地地地形平坦，地地貌單元為渾渾河北岸Ⅱ階地。地基土土在鉆孔揭露露深度范圍內(nèi)內(nèi)依次往下為為：（1）填土、（2）輕亞黏土、、（3）中砂、（4）圓礫和（5）卵石。場地地地下水埋深深約8.50m，屬于潛水類類型，局部地地段富存上層層滯水，埋深深約3.5m，無不良地質(zhì)質(zhì)現(xiàn)象。五、工程實例借借鑒沈陽某基坑基坑支護監(jiān)測方案對樁頂水平位位移進行監(jiān)測測。該基基坑坑安安全全等等級級為為一一級級，，重重要要性性系系數(shù)數(shù)為為1.1，采采用用鉆孔孔灌灌注注樁樁加加錨錨索索的的支支護護方式式。。整整個個基坑坑共設設計計有兩兩種種樁樁錨錨支支護護類類型型:公公寓寓樓樓東東面面和和北北面面、、住宅宅樓東東面面坑坑壁壁采用用Ⅱ型樁錨錨支支護護，，其其余余坑坑壁壁采Ⅰ型樁錨錨支護護。。ⅠⅡ五、工工程程實實例例借借鑒鑒沈陽陽某某基基坑坑效果果采取取措措施施以后后，，該該基基坑坑安安全全越越冬冬，，整整個個越冬冬期間間，，未未發(fā)發(fā)生生失失穩(wěn)穩(wěn)現(xiàn)現(xiàn)象象擔擔分析析監(jiān)監(jiān)測測結(jié)果果可可以以看看出出，，在在冬冬季季嚴嚴寒寒期期間間(2007年12月底底~2008年2月初初)，支支護護結(jié)結(jié)構構的的水水平平位位移移有有所增增大大，說說明明此此期期間間，，由由于于低低溫溫凍凍脹脹，，樁樁背背土土壓壓力力增大大。越冬冬措措施施該基坑坑從從2007年7月開開始始施施工工，，到到年年底底進入入冬冬季季即將將停停工工時時，，只只完完成成了了部部分分筏筏板板基基礎礎的的施工工。。此此時時，基基坑坑開開挖挖深深度度大大，，冬冬季季停停工工不不能能迅迅速速回回填填，基基坑坑長時時間間處處于于臨臨空空狀狀態(tài)態(tài)，，最最嚴嚴重重的的是是基基坑坑將將面臨臨沈陽陽冬季季-30~-40℃的嚴嚴寒寒天天氣氣，，樁樁背背地地基土土可能能產(chǎn)產(chǎn)生生巨巨大大凍凍脹脹力力，，對對基基坑坑的的安安全全與與穩(wěn)穩(wěn)定定造成成重大大影影響響基基坑坑能能否否安安全全越越冬冬，，成成為為該該工工程程所所面臨臨的一一個個難題題。。為此此，建建設設單單位位邀邀請請專專家家對對基基坑坑的的安安全全越冬冬問問題題進行行論論證證考考慮慮到到地地基基