基坑支護課件

第二章深基坑的支護結(jié)構(gòu)采用深基坑隨著基礎埋深加大給施工帶來很多困難，尤其在城市建筑物密集地區(qū)，施工場地的狹小，鄰近建筑物、道路和管線縱橫交錯，多數(shù)情況下不能放坡開挖，需要采用支護結(jié)構(gòu)，這就是本章所要研究的問題。支護結(jié)構(gòu)的設計和施工，影響因素眾多，不少高層建筑的支護結(jié)構(gòu)費用已超過工程樁基的費用。為此，對待支護結(jié)構(gòu)的設計和施工均應采取極慎重的態(tài)度，在保證施工安全的前提下，盡量做到經(jīng)濟合理和便于施工。第一節(jié)支護結(jié)構(gòu)的選型支護結(jié)構(gòu)包括擋墻和支撐（或拉錨）兩部分。檔墻或支撐中任何一部分的選型不當或產(chǎn)生破壞（包括變形過大），都會導致整個支護結(jié)構(gòu)的失敗。支護結(jié)構(gòu)的型式放坡開挖懸臂式支護結(jié)構(gòu)內(nèi)撐式支護結(jié)構(gòu)拉錨式支護結(jié)構(gòu)土釘墻支護結(jié)構(gòu)環(huán)梁護壁支護結(jié)構(gòu)其它形式支護結(jié)構(gòu)一.擋墻的選型（一）鋼板樁1.槽鋼鋼板樁2.熱軋鎖口鋼板樁（二）鋼筋混凝土板樁（三）鉆孔灌注樁擋墻（四）H型鋼支柱（或鋼筋混凝土樁支柱）（五）地下連續(xù)墻（六）深層攪拌水泥土樁擋墻（七）旋噴樁帷幕墻常用Φ600—1000mm，是支護結(jié)構(gòu)中應用最多的一種。宜形成排樁擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁。但施工難以做到相切，擋水效果差。（三）鉆孔灌注樁擋墻該類支護結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)。型鋼或支柱按一定間距打入，支柱間設木擋板或其它擋土設施。

（四）H型鋼支柱（鋼筋混凝土樁支

柱）、木擋板支護墻深層攪拌水泥土樁擋墻是用特制的進入土深層的深層攪拌機將噴出的水泥漿固化劑與地基土進行原位強制攪拌制成水泥土樁，相互搭接，硬化后即形成具有一定強度的壁狀擋墻，既可擋土又可形成隔水帷幕。（六）深層攪拌水泥土樁擋墻（

旋噴樁帷幕墻是鉆孔后，將鉆桿從地基土深處逐漸上提，同時利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中，形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻。旋噴樁帷幕墻可用作支護結(jié)構(gòu)擋墻，也可用于擋水。（七）旋噴樁帷幕墻當基坑深度較大，懸臂擋墻的強度和變形不能滿足要求時，需增設支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)有基坑內(nèi)支撐基坑外拉錨（頂部拉錨土層錨桿拉錨）常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼筋混凝土支撐二.支撐（拉錨）的選型鋼管支撐示意圖(一)鋼結(jié)構(gòu)支撐2型鋼支撐

型鋼支撐主要采用H型鋼，用螺栓連接，為工具式鋼支撐，現(xiàn)場組裝方便，可重復使用。第二節(jié)支護結(jié)構(gòu)計算一.支護結(jié)構(gòu)的破壞形式和計算內(nèi)容支護結(jié)構(gòu)可分為兩類：重力式支護結(jié)構(gòu)非重力式支護結(jié)構(gòu)重力式包括深層攪拌水泥土樁擋墻旋噴樁帷幕墻非重力式包括鋼板樁、鋼筋混凝土預制樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等。包括強度破壞穩(wěn)定性破壞。Ⅰ強度破壞（非重力式）1拉錨破壞或支撐壓曲地面荷載增加過多、（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞土壓力過大使拉桿斷裂，或錨固失敗、腰梁破壞、內(nèi)支撐受壓失穩(wěn)。Ⅰ強度破壞（非重力式）2支護墻體底部走動支護墻入土深度不夠或挖土過深以及水的沖刷均可產(chǎn)生這種破壞。需正確的計算入土深度

（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞3支護墻的平面變形過大或彎曲破壞支護墻截面過小、土壓力估不準、墻后增大量地面荷載或挖土超深，需準確計算最大彎矩值以驗算截面。（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞Ⅰ強度破壞（非重力式）Ⅱ非重力式支護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞1墻后土體整體滑動失穩(wěn)拉錨的長度不夠、軟粘腿發(fā)生圓弧滑動，引起支護結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。（一）非重力式支護結(jié)構(gòu)擋墻的破壞Ⅱ非重力紫式支護結(jié)到構(gòu)的穩(wěn)定五性破壞2擋溉墻傾覆3坑帶底隆起如挖土深驕度大，由酸于卸土過究多，在湊墻后土重及地面鬼荷載作用劫下引起坑底扎隆起。（一）非華重力式支皆護結(jié)構(gòu)擋鍬墻的破壞Ⅱ非重言力式支貨護結(jié)構(gòu)巡壽的穩(wěn)定蝕性破壞4管涌在砂土汁區(qū)，當鐮地下水較高坑較東深時，在窮動水壓力組作用下貫，地下水繞過愉支護墻劈燕連砂土一同涌入秒基坑。（一）非梳重力式支疏護結(jié)構(gòu)擋錫墻的破壞（二）花重力式羨支護結(jié)平構(gòu)的破忌壞重力式支純護結(jié)構(gòu)的煮破壞包括強度破辨壞穩(wěn)定性破記壞其強度破驅(qū)壞只是水門泥土抗辦剪強度不觸足，產(chǎn)生良剪切破壞低，為 此取需驗算最動大剪應力舉處的墻身具應力。（二）伸重力式絹支護結(jié)罷構(gòu)的破憐壞重力式支次護結(jié)構(gòu)的稍穩(wěn)定性破千壞包括：1.傾登覆2.滑澆移3.土屬體整體滑澡動失穩(wěn)4.壞坑底隆描起5.士管涌二非宴重力式拳支護結(jié)慢構(gòu)計算（一）支略護結(jié)構(gòu)承溪受的荷載支護結(jié)采構(gòu)承受側(cè)的荷載蘋一般包和括土壓力水壓力墻后地泡面荷載膠引起的排附加荷礎載。二初非重惹力式支亞護結(jié)構(gòu)悲計算1士土壓力⑴主動所土壓力：若擋形墻在墻無后土壓織力作用還下向前鮮位移時退隨位移掌增大，霉墻后土莫壓力漸掃減小。世當位移判達某一計數(shù)值時盟，土體材內(nèi)出現(xiàn)反滑裂面壇，墻后趟土達極維限平衡莫狀態(tài)，廣此時土勞壓力稱象為主動漸土壓力抖，以Ea表示。Ea-Δ滑裂面二非宗重力式敗支護結(jié)使構(gòu)計算⑵靜止土評壓力：若擋副墻在土壓稅力作用尤下墻本名身不發(fā)生變片形和任何商位移（移動遣或滑動亭），墻碑后填土處于舟彈性平衡畜狀態(tài)，則此時作雅用在擋墻胞上的土壓力成糕為靜止土飼壓力。以E0表示。E0二非蹄重力式姨支護結(jié)男構(gòu)計算(3)粥被動土今壓力：勿若擋墻象在外力猜作用下港墻向墻蒼背向移接動，隨觀位移增窩大，墻辣所受土學的反作欄用力漸專增大，嚼當位移旺達一定澇數(shù)值時燙，土體歐內(nèi)出現(xiàn)夢滑裂面獨，墻后做土處被剪動極限個平衡狀途態(tài)，此您時土壓威力稱為總被動土達壓力，毀以Ep鐘表示。+Δ外力Ep滑裂面對于粘四性土按凈計算公席式計算限時，主爺動土壓風力在土否層頂部威（H=徹0處）濫為負值坡，即表明出現(xiàn)輪拉力區(qū)，盛這在實際報上是不可倦能發(fā)生的高。可計算輸臨界高度優(yōu)以下的主粱動土壓力懲：土壓力因分布土壓力眼表示懸臂式蝴擋土結(jié)旅構(gòu)，對客于土的飽性質(zhì)、創(chuàng)荷載大因小等非他常敏感困，它完伏全依靠回足夠的爹入土深歪度來保及持其穩(wěn)旱定性，診故其高仿度一般篇不大于焰4ｍ。為了施鄰工的安黎全，支雞撐和錨烈桿宜根蜜據(jù)最大味土壓力舍計算，呼即根據(jù)侄實測壓段力曲線痰的包絡釣線來確槐定。該艇包絡線筍近似梯慰形或矩悉形，與滿庫倫理泳論計算腥的三角蟻形土壓巖力不同胳。土壓力分殿布⑴懸臂覺無支撐位擋墻，疤其壓力元分布為市主動土醋壓力，重是三角已形分布義，被動職土壓力衰也是三淹角形分欲布。被動土壓疾力主動土從壓力土壓力場分布⑵多支鼻撐或多塘拉錨的土擋墻背廉面上的數(shù)土壓力排分布圖荷形砂土蜻為梯形笨，粘土儀土壓力掃分布圖娘是稍復文雜的三拆角形。土壓力郊分布懸臂擋土禽墻所承受科的主動土秘壓力完性全由其底部的被肌動土壓力撇來平衡；而錨定板壤單支點的紙擋土結(jié)構(gòu)慌，其主樂動土壓力則由擺錨定板楚拉桿和底部的被藏動土壓力謎共同承受筑，加以滿平衡。TEa1Ea2EP土壓力齒分布不同深度鋒處土的內(nèi)庫聚力C不襲是一個常數(shù)數(shù)，它與筑土的上覆貝荷重有關綱，一般隨穿深度的加便大而增大億，對于暴冬露時間長政的基坑，慌土的內(nèi)聚輔力可由于薦土體含水提量的變化鞏和氧化等陜因素的影巴響而減小跌甚至消失擁。φ、C閉值是計算盼側(cè)向土壓籮力的主要儉參數(shù)，但召在工程樁鼓打設前后矩的φ、C仗值是不同脆的。在粘煌性土中打否設工程樁疏時，產(chǎn)生悅擠土現(xiàn)象竹，孔隙水錫壓力急劇師升高，對怖φ、C值鞠產(chǎn)生影響價。另外，糞降低地下州水位也會輪使φ、C潑值產(chǎn)生變護化。2.水懸壓力ABCEHF在有殘余咱水壓力時成，水壓力很按梯形哥分布。水壓力牽和土壓慕力水壓力和艷土壓力的杰分算或合非算問題，膏目前均采劑用。一般情困況下，池由于粘住性土中皆水主要延是結(jié)晶琴水和結(jié)形合水，件宜合算湯;在砂性土芳中土顆粒組之間的空預隙中充滿墳的是自由但水，受重敬力作用，佩為靜水壓盤力作用，器宜分算。水壓力和位土壓力合算時，歐地下水位逝以下土的現(xiàn)重力密度自采用飽和舞重力密度γsat；分算時鄭，地下去水位以懶下土的婆重力密蠢度采用扔浮重力嘆密度撫;另外單獨消計算靜水舅壓力，按堅三角形分貸布考慮。3.喇墻后地顆面荷載但引起附叫加荷載有三種壟情況：⑴墻后派有均布荷蛛載ｑ⑵距離排支護結(jié)構(gòu)記一定距離瘦有均布荷驢載ｑ⑶距尊離支護填結(jié)構(gòu)一孩定距離臺有集中冷荷載Ｐ污（如塔飼吊、混唐凝土泵動車等）乳由Ｐ引串起的附肉加荷載結(jié)分布在塔支護結(jié)鏈構(gòu)的一弦定范圍犁ｈ2上。⑴墻愚后有均東布荷載濤ｑ如墻后濤堆有土考方、材投料等地聾面均布愛荷載對藝支護結(jié)尸構(gòu)引起綿的附加芬荷載，兇可按下理式計算援：qH⑵距離占支護結(jié)構(gòu)色一定距離有均筒布荷載ｑ袖此時壓應蠟力傳到支窄護結(jié)構(gòu)上揪有一空白返距離h1,在h1之下產(chǎn)傲生均布博的附加傭應力：l1qHe1e23.縮慧墻后地興面荷載偏引起附品加荷載⑶距雷離支護旅結(jié)構(gòu)一定距離西有集中覺荷載Ｐ（如霞塔吊、匹混凝土泵車等呆）由Ｐ引起的附哥加荷載館分布在支護裂結(jié)構(gòu)的設一定范圍ｈ2上。HPl2h2φ非重力攝式支護無結(jié)構(gòu)的棉計算深基坑支聰護結(jié)構(gòu)應賺采用以分追項系數(shù)表派示的極限頁狀態(tài)設計羅表達式進夜行設計?；又Э孀o結(jié)構(gòu)志極限狀醋態(tài)可有字兩類：承載能柳力極限古狀態(tài)正常使用掩極限狀態(tài)非重力銷式支護償結(jié)構(gòu)的祝計算1.承載良能力極限姿狀態(tài)：對應于支川護結(jié)構(gòu)達揚到最大承懼載能力或駕土體失穩(wěn)臂、過大變就形導致支舊護結(jié)構(gòu)或瘡基坑周邊受環(huán)境破壞戶；2.正常喇使用極限友狀態(tài)：對應于支碧護結(jié)構(gòu)的耐變形已妨那礙地下結(jié)停構(gòu)施工或脈影響基坑感周邊環(huán)境蹦的正常使春用功能。基坑側(cè)拋壁安全組等級及暖重要性授系數(shù)安全等級破壞后果γ0一級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或變形過大對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴重1.10二級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響一般1.00三級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴重0.90（二）懸見臂樁墻的場計算排樁、攔地下連掛續(xù)墻嵌叉固深度文設計值完宜按下幫列規(guī)定幼：1.懸臂桑式支護結(jié)掛構(gòu)嵌固深撲度設計值繩hd宜按下蘿式確定蠢：樁墻底以慨上基坑內(nèi)期側(cè)各土層濟被動土壓雨力強度和樁墻底以前上基坑外仿側(cè)各土層攀主動土壓奏力強度和懸臂樁墻靈的計算合力作用點至子樁、墻底的嚷距離合力作用點拼至樁、咽墻底的鬧距離h、分別為基宗坑挖深和撓樁墻入土逼深度hhpEa1Ea2Ea4Ea3∑EaEP1EP2∑EP分別為紡被動土暮壓力合漏力和主湖動土壓標力合力支護結(jié)構(gòu)桐計算當確定懸靈臂式及單名支點支護祖結(jié)構(gòu)嵌固步深度設計忘值（構(gòu)造截要求）當基坑底脾為碎石土冷及砂土，崖基坑內(nèi)排浙水且作用私有滲透壓潔力時，嵌鑰固深度設然計值還應泰滿足下式躍抗?jié)B穩(wěn)定澆條件：單支點醬支護結(jié)渣構(gòu)計算單層支點誘結(jié)構(gòu)支點喝力及嵌固深匹度計算支嘆點力：基驗坑底面倘以下支護結(jié)構(gòu)設疊定彎矩零個點至基坑蘭底面距糞離hCl按下式確定h單支點支膚護結(jié)構(gòu)計劉算單層支點承結(jié)構(gòu)支點約力及嵌固略深度計算支點力冊Tcl按下式金計算支點至基妖坑底面的鑼距離基坑底面匹至設定彎漸矩零點位激置的位置分別為蹲合力香作用點棚至設定棵彎矩零時點的距訴離（三）支爺護結(jié)構(gòu)計紗算的其它韻方法1醉等值梁討法2彈性曲沖線法3豎向程彈性地基壯梁法（基顧床系數(shù)法題）4有雅限元法等值梁法圖中a搬b梁一養(yǎng)端固定斧一端簡鳴支，彎濱矩圖的鄉(xiāng)豐正負彎鞭矩在c課點轉(zhuǎn)折快，若將擾ab梁怕在c點待切斷，擱并于c鴉點加一飽自由支圈承形成輝ac梁易，則a灣c梁昂上的彎類矩將保學持不變攀，即稱隱ac梁桐為ab下梁上叮ac段賣上的等墊值梁。等值梁原屆理ababc等值梁法介紹等值答梁法：如ab譽梁一端椅固定，宗一端簡吃支，彎栗矩圖的撕正負彎扮矩在c興點轉(zhuǎn)折倉。若將壁ab梁錯在c點扮切斷，散并在c菜點置一厲自由支爺承，形萌成ac念梁，則柏ac梁爆上的彎扶矩將保崖持不變層，則稱食ac梁火為ab巖梁上a腫c段的戀等值梁鋸。HAPaBCD等值梁法HAPaBCDPaP0等值梁板樁上土壓力分布圖板樁彎矩圖等值梁毯法用等值梁搞計算板樁精，先要知隆道正負彎槳矩的轉(zhuǎn)折雙點的位置侵。因板樁后地面下土攔壓力等于擊0的位置想，接近正拆負彎矩的偶轉(zhuǎn)折點，摩為簡化即劇用土壓力朽等于0的欠位置代替此它。P0Pa三齊重力式卸支護結(jié)橋構(gòu)計算（一）南原理盒重力啦式支護久結(jié)構(gòu)是帖依靠結(jié)專構(gòu)自身勝重力來呈維持極斤限平衡摟狀態(tài)的擠。（二）君荷載蜘組合1土壓決力；2重力蒜式結(jié)構(gòu)自翻重；3地面靠超載包括字：永久荷夜載、道路界荷載、可駛變地下水肺位和施工惑荷載（施益工機械荷憶載、材料源堆放荷載繁）以及偶會然荷載（歉地震荷載刊、人防荷洽載）。（三）重塑力式結(jié)構(gòu)訂計算內(nèi)容1滑動有穩(wěn)定性驗廉算2傾題覆穩(wěn)定閃性驗算3.土跌體整體斧滑動驗膜算4.坑毅底隆起驗兔算5.管正涌驗算重力式支廢護結(jié)構(gòu)計段算簡圖重力式支資護結(jié)構(gòu)主要是籌深層攪忌拌水泥土樁恨墻和旋噴樁帷壤幕墻，味計算簡圖如暗圖：EaEpBbbA（三）吧重力式么支護結(jié)轎構(gòu)計算哀（滑動中穩(wěn)定性蒸）1滑額動穩(wěn)定奸性驗算墻體自重磨；基底墻宜體與土籍的摩擦櫻系數(shù)；被動土懶壓力合律力；主動土壓振力合力。（三）掀重力式馬支護結(jié)戀構(gòu)計算薪（傾覆廢穩(wěn)定性連）2傾續(xù)覆穩(wěn)定煩性驗算墻體自購重；墻體厚度這之半；分別為佳對豎墻趾A你點的力為臂。抗傾覆穩(wěn)逃定安全系動數(shù)；（三）重來力式支護憶結(jié)構(gòu)（整形體滑動驗挺算）3.土體捎整體滑動騾驗算水泥鍛土樁擋墻誕由于水泥壟摻量少，片故將其看悶作提高了岡強度的部忠分土體，汪進行土體糞整體穩(wěn)定掌性驗算。R·重力式支年護結(jié)構(gòu)計虎算（基恥坑隆起）4.坑分底隆起開挖面以勇下墻體能崗起幫助抵稱抗地基土泥隆起的作嗚用，宜假真定土體沿溝墻體底面存滑動，認喊為墻體底油面以下為益一圓弧，泡如圖所示愿。產(chǎn)生滑知動力的是垃和q,國抵抗滑動蹦的則為土花體抗剪強乘度。qzABOCDHE重力式支塌護結(jié)構(gòu)計塊算(基坑篇隆起）對于非理萄想粘性土牙，土的抗絡剪強度AB面援上徑應為跡水平側(cè)圖壓力，醉取抗隆起安旬全系數(shù)重力式提支護結(jié)沫構(gòu)計算豎（基坑哄隆起）為達穩(wěn)驚定，避栽免基坑反隆起，晝必須滿狹足忽如沙要嚴格喉控制地出面沉降厚，則需設增加擋得墻入土孤深度，搜或進行鵲坑底土拐體加固淹，提高墾土體抗翅剪強度儀，使該繪系數(shù)達疼到1.閱5～2撈.0。5管涌胃驗算當基坑稻地下水姻的向上錘滲流力推時竟土顆粒處于懸浮咸狀態(tài)，于掃是坑底產(chǎn)生管覆涌現(xiàn)象。不發(fā)生管瞎涌的條件跳應為：重力式滴支護結(jié)青構(gòu)計算匙（管涌境驗算）tj鋼板樁的嚇施工（二）直打設循前準備爸工作1通鋼板樁魄的檢驗括和矯正2導涼架安裝3沉贊樁機械的悠選擇打設鋼眼板樁可粉用落錘季、汽錘豬、柴油撲錘和振時動錘，栗前三種襲皆為沖養(yǎng)擊打入療法，此挖法可使攻樁錘的揀沖擊力闖均勻分嶺布，保息護樁頂搞免受損棄壞。鋼板樁送的施工（三）繼鋼板樁狐的打設焦和拔除1打趁設方式爽選擇⑴單獨觀打入法味即從彼板樁墻神的一角禮始，逐酬塊打設樹，直至復工程結(jié)肚束。⑵屏風式年打入法型即紹將10～囑20根鋼顏板樁成排惹插入導架繡內(nèi)，呈屏拒風狀，再聰分批施打利。（按屏渡風排數(shù)，益分為單屏值風、雙屏斑風和全屏呆風）鋼板樁的到施工4鋼偽板樁的拔虜除拔樁前要餅研究鋼板笛樁拔除順督序、拔除尚時間和樁似孔處理方柳法。拔除宜用猶振動錘或池振動錘與躺起重機共摩同拔除。二室鉆孔灌巷注樁擋寇墻施工鉆孔灌注罩樁擋墻施脖工（主要在板第五章介嗓紹）鉆孔灌羞注樁施撒工時無糟振動，癢不會危狐害周圍博建筑物斜等，造殲價低，廈有優(yōu)越撤性。施工速度睜慢，宜注汽意質(zhì)量。鉆孔灌說注樁的鮮間距由穴計算確糾定。鉆孔灌注癥樁用作支旨護樁時，切按鋼筋混誦凝土正截只面受彎構(gòu)窄件計算配扒筋。三深披層攪拌水蛙泥土樁墻庫施工（一）耐施工機鄰具1殼深層攪拌據(jù)機中心管惑噴漿方姥式葉片噴漿三方式前者的輸勺漿方式是朽水泥漿從稍兩根攪拌紙軸間的另臥一根管輸悅出；后者憐是使水泥落漿從葉片沫的小孔噴煮出。2載配下套機械鼻（灰漿量攪拌機謎、集料秋斗、灰志漿泵。頭）三筒深層攪溫拌水泥趨土樁墻嶼施工（二）破施工工駁藝定位—序預拌下笨沉—制芒備水泥謀漿—提閑升、噴彎漿、攪布拌—重擱復上、死下攪拌火—清洗賽、移位三.深層針攪拌水泥芬土樁擋墻（三）疲水泥土大的配合由比水泥土的剪抗壓強度這一般為5朝00～4熊000南KN/㎡坑,水泥的掘摻入量取申決于水泥補土擋墻設梅計的抗壓農(nóng)強度。水泥標炒號的提沈高，使笛水泥土欠強度相扒應提高既。攪拌施工國的水泥漿姨水灰比一疑般采用0弟.45～荒0.50砌，