高層建筑深基坑支護培訓講義

第三章高層建筑深基坑支護知識目標：了解支撐結構施工、深基坑支護結構監(jiān)測等理解排樁支護的設計計算、土錨設計計算、“逆筑法”施工原理等掌握鋼排樁、地下連續(xù)墻、土錨、土釘墻、水泥土墻等施工工藝能力目標：能夠具有初步的設計計算的能力能夠解釋常見的深基坑支護類型的工藝原理第一節(jié)深基坑支護概述一、深基坑工程的內(nèi)容基坑土方開挖的施工工藝一般有兩種：放坡開挖（無支護開挖）和在支護體系保護下的開挖（有支護開挖）。前者既簡單又經(jīng)濟，但需具備放坡開挖的條件，即基坑不太深而且具備基坑平面之外有足夠的空間供放坡之用。建筑密度很大的城市中心地帶，往往不具備基坑放坡開挖的條件，所以只能采用支護結構保護下的垂直開挖或基本垂直開挖。在有支護開挖的情況下，基坑工程一般包括如下內(nèi)容：（1）基坑工程勘察；（2）基坑支護結構的設計與施工；（3）控制基坑地下水位；（4）基坑土方工程的開挖與運輸；（5）基坑土方開挖過程中的工程監(jiān)測；（6）基坑周圍的環(huán)境保護。二、深基坑支護結構的設計（一）基坑支護結構設計的原則1.安全可靠：支護結構要滿足強度、穩(wěn)定和變形的要求，確?；邮┕ぜ爸車h(huán)境的安全；2.經(jīng)濟合理：在支護結構的安全可靠的前提下，從造價、工期及環(huán)境保護等方面經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，最終確定具有明顯優(yōu)勢的方案；3.便利施工：在安全經(jīng)濟合理的原則下，要考慮施工的可能性和方便施工。（二）基坑支護結構設計的方法基坑支護結構極限狀態(tài)可分為下列兩類：1.承載能力極限狀態(tài)：對應于支護結構達到最大承載能力或基坑底失穩(wěn)、管涌導致土體或支護結構破壞，內(nèi)支撐壓屈失穩(wěn)，支護樁墻錨桿抗拔失效等；2.正常使用極限狀態(tài)：對應于支護結構的變形已破壞基坑周邊環(huán)境的平衡狀態(tài)并產(chǎn)生了不良影響，如引起周邊相鄰的建筑物傾斜、開裂；道路沉降、開裂；周邊的地下管線沉降變形開裂等。（三）基坑支護結構設計的內(nèi)容根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，基坑支護設計應包括下列內(nèi)容：1.支護體系的方案技術經(jīng)濟比較和選型；2.支護結構的強度、穩(wěn)定和變形計算；3.基坑內(nèi)外土體的穩(wěn)定性驗算；4.基坑降水或止水帷幕設計以及圍護墻的抗?jié)B設計；5.基坑開挖與地下水變化引起的基坑內(nèi)外土體的變形及其對基礎樁、鄰近建筑物和周邊環(huán)境的影響；6.基坑開挖施工方法的可行性及基坑施工過程中的監(jiān)測要求。三、深基坑支護結構的安全等級根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99中3.1.3規(guī)定，基坑側壁的安全等級分為三級，不同等級采用相對應的及重要性系數(shù)（見表3-1）?；觽缺诎踩燃壖爸匾韵禂?shù)表3-1

對于安全等級為一級、二級的建筑基坑側壁，尚應進行基坑支護結構水平位移計算。如武漢地區(qū)深基坑技術指南中，對支護結構的最大水平位移δ要求如下：

對于安全等級一級的支護，應滿足δ≤40mm；

對于安全等級二級的支護，應滿足δ≤100mm；

對于安全等級三級的支護，應滿足δ≤200mm。四、深基坑工程勘察（一）開展勘察工作要求在建筑地基詳細勘察階段，對需要支護的工程宜按下列要求進行勘察工作。1.勘察范圍應根據(jù)開挖深度及場地的巖土工程條件確定，并宜在開挖邊界外按開挖深度的1～2倍范圍內(nèi)布置勘探點，當開挖邊界外無法布置勘探點時，應通過調查取得相應資料。對于軟土，勘察范圍尚宜擴大；2.基坑周邊勘探點的深度應根據(jù)基坑支護結構設計要求確定，不宜小于1倍開挖深度，軟土地區(qū)應穿越軟土層；3.勘探點間距應視地層條件而定，可在15～30m內(nèi)選擇，地層變化較大時，應增加勘探點，查明分布規(guī)律。（二））勘察察內(nèi)容容1.水文地地質勘勘察（1）查明明開挖挖范圍圍及鄰鄰近場場地地地下水水含水水層和和隔水水層的的層位位、埋埋深和和分布布情況況，查查明各各含水水層（（包括括上層層滯水水、潛潛水、、承壓壓水））的補補給條條件和和水力力聯(lián)系系；（2）測量量場地地各含含水層層的滲滲透系系數(shù)和和滲透透影響響半徑徑；（3）分析析施工工過程程中水水位變變化對對支護護結構構和基基坑周周邊環(huán)環(huán)境的的影響響，提提出應應采取取的措措施。。2.巖土勘勘察巖土勘勘察一一般應應提供供下述述資料料：（1）場地地土層層的類類型、、特點點和土土層性性質；；（2）基坑坑及圍圍護墻墻邊界界附近近，場場地填填土、、暗浜浜、古古河道道及地地下障障礙物物等不不良現(xiàn)現(xiàn)象的的分布布范圍圍與深深度，，表明明其對對基坑坑工程程的影影響；；（3）場地地淺層層潛水水和坑坑底深深部承承壓水水的埋埋藏情情況，，土層層滲流流特性性及產(chǎn)產(chǎn)生流流砂、、管涌涌的可可能性性；（4）支護護結構構設計計和施施工所所需的的巖土土工程程測試試參數(shù)數(shù)：①土的的常規(guī)規(guī)物理理試驗驗指標標；②土的的抗剪剪強度度指標標；③室內(nèi)內(nèi)或原原位試試驗測測試土土的滲滲透系系數(shù)；；④特殊殊條件件下應應根據(jù)據(jù)實際際情況況選擇擇其它它適宜宜的試試驗方方法測測試設設計所所需參參數(shù)。。3.基坑周周邊環(huán)環(huán)境勘勘查（1）查明明影響響范圍圍內(nèi)建建（構構）筑筑物的的結構構類型型、層層數(shù)、、基礎礎類型型、埋埋深、、基礎礎荷載載大小小及上上部結結構現(xiàn)現(xiàn)狀；；（（2）查明明基坑坑周邊邊的各各類地地下設設施，，包括括上、、下水水、電電纜、、煤氣氣、污污水、、雨水水、熱熱力等等管線線或管管道的的分布布和性性狀；；（（3）查明明場地地周邊邊和鄰鄰近地地區(qū)地地表水水匯流流、排排泄情情況，，地下下水管管滲漏漏情況況以及及對基基坑開開挖的的影響響程度度；（4）查明明基坑坑四周周道路路的距距離及及車輛輛載重重情況況。（三））針對對勘察察所提提出的的建議議在取得得勘察察資料料的基基礎上上，針針對基基坑特特點，，應提提出解解決下下列問問題的的建議議：1.分析場場地的的地層層結構構和巖巖土的的物理理力學學性質質；2.地下水水的控控制方方法及及計算算參數(shù)數(shù)；3.施工中中應進進行的的現(xiàn)場場監(jiān)測測項目目；4.基坑坑開開挖挖過過程程中中應應注注意意的的問問題題及及其其防防治治措措施施。。五、、深深基基坑坑支支護護分分類類與與選選型型（一一））深深基基坑坑支支護護結結構構的的作作用用支護護結結構構，，通通常常作作為為臨臨時時性性結結構構，，當當基基礎礎施施工工完完畢畢即即失失去去作作用用。。有有些些支支護護結結構構的的材材料料可可以以回回收收利利用用，，如如鋼鋼板板樁樁和和一一些些臨臨時時性性的的工工具具式式支支撐撐。。也也有有一一些些支支護護結結構構屬屬于于永永久久支支護護，，即即可可以以作作為為基基礎礎結結構構的的組組成成部部分分，，例例如如地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻一一般般可可以以作作為為復復合合式式地地下下室室外外墻墻。。不管管是是哪哪一一類類支支護護結結構構，，均均具具有有擋擋土土、、擋擋水水和和保保護護環(huán)環(huán)境境的的作作用用，，保保護護基基礎礎工工程程在在施施工工安安全全的的前前提提下下，，盡盡力力做做到到經(jīng)經(jīng)濟濟合合理理和和便便于于施施工工。。（三三））支支護護結結構構選選型型表3-3支護護結結構構選選型型表表六、、深深基基坑坑支支護護結結構構設設計計荷荷載