深基坑工程講義八

深基坑工程1、深基坑工程簡介所謂深基坑工程，就是指采用排樁、地下連續(xù)墻、土層錨桿、水泥土墻、土釘墻、SMW工法、逆作拱墻、逆作法施工等基坑支護(hù)方式，進(jìn)行的開挖深度較大的基坑工程。1、深基坑工程簡介深基坑支護(hù)措施支護(hù)型將支護(hù)結(jié)構(gòu)作為受力構(gòu)件加固型利用支護(hù)結(jié)構(gòu)加固土體強度混合型支護(hù)結(jié)構(gòu)兼有受力和加固功能一是擋土二是止水排樁地下連續(xù)墻土層錨桿水泥土墻土釘墻板樁墻逆作拱墻樹根樁高壓旋噴樁注漿2、支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)形式適用范圍排樁結(jié)構(gòu)稀疏排樁連續(xù)排樁框架式排樁土質(zhì)較好，地下水位低或降水效果好土質(zhì)差，地下水位高或降水效果差單排樁剛度不能滿足變形要求組合排樁結(jié)構(gòu)排樁加擋板排樁加水泥攪拌樁排樁加水泥防滲墻排樁樁距較大，利用擋板傳遞土壓，并防滲水泥攪拌樁墻傳遞土壓，具有較好防涌效果地下水位較高的軟土地區(qū)排樁或組合排樁加錨桿結(jié)構(gòu)開挖深度大，排樁或組合排樁無法滿足強度地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)防滲強，施工場地小，開挖深度大沉井結(jié)構(gòu)軟土地區(qū)重力式擋土墻結(jié)構(gòu)具有一定施工空間的軟土地區(qū)必要時應(yīng)設(shè)置為閉合結(jié)構(gòu)，或在轉(zhuǎn)角處設(shè)置斜撐，以增加支護(hù)結(jié)構(gòu)整體性。2、支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇支撐體系支撐體系由支撐、圍檁、立柱三部分組成。斜角撐適用于平面尺寸不大的矩形平面基坑；他的開挖土方空間較大，變形控制要求不高。直撐鋼支撐或鋼筋混凝土直撐均可；直撐受力明確，安全穩(wěn)定，有利于墻體的變形控制，由于占用開挖土方空間，不利于開挖土方施工。2、支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇桁架支撐多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐；支護(hù)結(jié)構(gòu)中部空間較大，有利于土方的開挖和主體結(jié)構(gòu)開展施工工作面。多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐；支撐體系整體受力條件較好；支護(hù)結(jié)構(gòu)中部空間較大，有利于土方的開挖和主體結(jié)構(gòu)開展施工工作面。圓形支撐斜支撐2、支護(hù)結(jié)構(gòu)方案選擇多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐；適用于開挖面積大、開挖深度小的基坑；在軟弱土層中，不易控制基坑的穩(wěn)定和變形。多采用錨桿與錨板結(jié)合；適用于土層承載力較高和地質(zhì)條件較好的基坑場地環(huán)境；有利于土方的開挖和主體結(jié)構(gòu)開展施工工作面。斜拉錨桿3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用土壓力作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用主要有土壓力和水壓力。作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力與擋土墻結(jié)構(gòu)上的土壓力作用相同（擋土墻也是一種支護(hù)結(jié)構(gòu)）。土壓力分為：主動土壓力、靜止土壓力、被動土壓力要分析土壓力，就必須先了解土中應(yīng)力土中應(yīng)力的組成：1、由土體自重引起的自重應(yīng)力；2、由建筑物荷載在地基土體中引起的附加應(yīng)力；3、水在孔隙中流動產(chǎn)生的滲透應(yīng)力；4、由地震或其他振動荷載在土體中引起的振動應(yīng)力。3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用對于單一土層：對于多層土層：對于地下水位以下土層：土中應(yīng)力的計算3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用朗肯主動土壓力的計算粘性土主動土壓力強度：無粘性土主動土壓力強度：主動土壓力=主動土壓力強度包圍面積；作用點為強度面積形心處。3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用朗肯被動土壓力的計算粘性土被動土壓力強度：無粘性土被動土壓力強度：被動土壓力=被動土壓力強度包圍面積；作用點為強度面積形心處。3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用填土表面有連續(xù)均布荷載情況下土壓力的計算1、將均布荷載等效成同重度假象土層2、按（等效土層+原土層）計算強度3、計算土壓力并確定作用點3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用填土表面有局部均布荷載情況下土壓力的計算1、按無荷載下的情況實際計算強度3、從局部均布荷載兩端開始確定局部荷載強度影響區(qū)；并按一定角度反射到墻背及強度面積上；然后局部累加土壓力強度2、計算局部荷載的土壓力強度3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的土壓力根據(jù)朗肯-庫倫土壓力理論確定，土的粘聚力c、內(nèi)摩擦角ψ則根據(jù)地質(zhì)勘察報告確定，而且要根據(jù)規(guī)定適當(dāng)調(diào)整：1、在井點降低地下水范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)孛嬗信潘头罎B措施時，ψ值可提高20%；2、在井點降水土體固結(jié)的條件下，可考慮土與支護(hù)結(jié)構(gòu)間側(cè)摩阻力影響，將土的粘聚力c提高20%。土壓力的計算值與實測值之間存在一定差異朗肯土壓力朗肯土壓力實測值實測值3、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的作用水壓力水壓力就是土顆粒之間的孔隙水壓力，它與支護(hù)結(jié)構(gòu)剛度及支撐力無關(guān)，僅與地下水的補給量、土質(zhì)類別、支護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度、排水處理方法等因素有關(guān)。粘性土：計算側(cè)壓力時采用水土合算的方法實際情況下，必須根據(jù)土質(zhì)情況切實考慮水壓力對側(cè)壓力的影響。砂性土：計算側(cè)壓力時采用水土分算的方法土體透水性差土體透水性好4、排樁與地下連續(xù)墻——懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)排樁與地下連續(xù)墻是常用的基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)，根據(jù)受力情況可分為懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)、單層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)、多層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)。1、計算支護(hù)結(jié)構(gòu)土側(cè)壓力2、求解支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度注：以結(jié)構(gòu)底部為點求矩4、排樁與地下連續(xù)墻——懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)3、求支護(hù)結(jié)構(gòu)剪力零點4、求支護(hù)結(jié)構(gòu)最大彎矩注：以剪力零點為點取矩按剪力零點以上主動土壓力與被動土壓力相等（主動土壓力強度面積與被動土壓力強度面積相等）時求解剪力零點位置。注意：梯形圖要分解求值確定形心4、排樁與地下連續(xù)墻——懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)5、配筋計算配筋應(yīng)按支護(hù)結(jié)構(gòu)彎矩圖選用，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時，可按最大彎矩斷面配筋布置全長。6、支護(hù)結(jié)構(gòu)頂端水平位移剪力零點至基坑底部距離最大彎矩以下支護(hù)結(jié)構(gòu)下段在剪力零點的水平位移支護(hù)結(jié)構(gòu)上段柔性變形值最大彎矩以下支護(hù)結(jié)構(gòu)下段轉(zhuǎn)角基坑底部以上支護(hù)結(jié)構(gòu)長度4、排樁與地下連續(xù)墻——單層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)單層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)通常采用“等值梁法”計算。反彎點反彎點（彎矩零點）如何確定？對于單錨或單撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，其支護(hù)結(jié)構(gòu)固端剪力零點與反彎點接近；為簡化計算，故通常選取下段剪力零點作為支護(hù)結(jié)構(gòu)計算的反彎點。通常將支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固端作為固定端分析。注意固端剪力零點是以支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固端為計算單元4、排樁與地下連續(xù)墻——單層支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)“等值梁法”計算過程1、求支護(hù)結(jié)構(gòu)反彎點從支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固端開始，按主動土壓力與被動土壓力相等（主動土壓力強度面積與被動土壓力強度面積相等）時求解反彎點。2、求支護(hù)結(jié)構(gòu)支承點力注：以反彎點上段為計算單元，以反彎點為點取矩4、排樁露與地下溉連續(xù)墻——單層支抬撐支護(hù)貝結(jié)構(gòu)3、求支裁護(hù)結(jié)構(gòu)命嵌固深捷度4、計算內(nèi)迫力并配筋按以上皂計算結(jié)僻果繪制忙支護(hù)結(jié)定構(gòu)彎矩掌圖，配尋筋應(yīng)按秤支護(hù)結(jié)蠅構(gòu)彎矩洽圖選用屈，當(dāng)?shù)睾|(zhì)條件耽復(fù)雜時擇，可按騰最大彎裙矩斷面獄配筋布輝置全長飾。同樣需要滿足4、排樁與眾地下連續(xù)傅墻——單層支撐替支護(hù)結(jié)構(gòu)求解支護(hù)滿結(jié)構(gòu)“反隱彎點”的抗簡易方法按照“相格似三角形寨”原理求這解4、排樁堂與地下睜連續(xù)墻——多層支梁撐支護(hù)董結(jié)構(gòu)對于基妄坑較深逢，地質(zhì)趣較差，下用單層廈支撐支狗護(hù)結(jié)構(gòu)煤不能滿皮足支護(hù)置結(jié)構(gòu)穩(wěn)醬定與強嘆度要求斜時，需浸采用多游層支撐苦支護(hù)結(jié)橫構(gòu)。多層支捷撐支護(hù)碗結(jié)構(gòu)同辭樣采用歡“等值濫梁法”渠計算。5、土層宜錨桿——概述土層錨發(fā)桿是一執(zhí)種埋入跨土層深基部的受權(quán)拉桿件準(zhǔn)，一端彼與構(gòu)筑帥物相連康，另一迷端錨固牧在土層扎中，通越常對其其施加預(yù)獸應(yīng)力，庫以承受囑由土壓糞力、水王壓力或然活荷載滅產(chǎn)生的祖拉力，賴用以維丑護(hù)構(gòu)筑首物的穩(wěn)響定。地下室抗浮主要用途深基坑支擋5、土層松錨桿——概述錨桿類型應(yīng)用領(lǐng)晌域斜坡?lián)跬?、土層錨勵桿——概述滑坡治理邊坡穩(wěn)定錨固擋墻基坑土體5、土層訂錨桿——抗拔受力交機理土層錨須桿以主殿動滑動惕面為界鈔，分為錨固段和非錨固段喊（自由段逼）。施工工躬藝主動滑動面土層錨巨桿受力虧傳遞途孫徑拉力作用誦桿端拉力傳疲遞桿體桿體與錨靠固段水泥指砂漿錨固俱體之間產(chǎn)仙生握裹力錨固體與睡土層孔壁葬之間產(chǎn)生摩阻力土層孔運壁傳力蠶給錨固典土層土層滑動符面產(chǎn)生抗捏剪力5、土層錨俊桿——抗拔受股力機理土層錨印桿抗拔揭作用滿凡足條件1、錨桿本技身具有足旦夠截面強偽度足以承騙受拉力；2、水泥憶砂漿錨涂固體對箭錨桿的掙握裹力解足以承未受拉力檢；3、錨固段松錨孔土層樓對錨固體略的摩阻力匆足以承受蒙拉力；4、錨固披土體在幻玉最不利退條件下費應(yīng)能保燒持整體遣穩(wěn)定性舌。抗拔作用輩決定因素不同的堤地質(zhì)條景件、基遵坑深度顯、構(gòu)筑墓物形式勺都對抗石拔作用巨有不同到的影響哭。根本因母素：錨桿本身顏具有足夠瘋截面強度否足以承受傭拉力；對于巖層紹嵌固錨桿福，抗拔力導(dǎo)取決于水牽泥砂漿錨壞固體與錨立桿之間的握裹力對于土照層嵌固靈錨桿，袖抗拔力遍取決于災(zāi)錨固體滅與錨固顏土體之護(hù)間的極限摩申阻力對于高體層錨桿雀，抗拔卻力取決殲于錨固霸土體的整體穩(wěn)定腎性（土體削抗剪強度拌）5、土層錨方桿——錨桿設(shè)籃計1、計算錨爛桿桿端承蹤蝶載力安全等選級一級烘及缺乏訴經(jīng)驗的掏二級基彼坑，以禿錨桿試懷驗值除罩以抗力次分項系壁數(shù)確定譜：2、確定錨有桿軸向承鹽載力安全等級廟二級及有蜓臨近工程擾經(jīng)驗基坑喚，以錨桿哭驗收值確招定：安全等腦級三級衰基坑，傍同樣以勝錨桿驗撥收值確并定對于塑候性指數(shù)喘大于17的粘性舟土層，備錨桿要樂進(jìn)行蠕系變試驗極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值錨固體的擴孔直徑錨固體的直孔直徑3、計算查錨桿桿木體截面導(dǎo)積5、土層錨橫桿——錨桿設(shè)計4、計算貸錨桿自借由段長糕度5、確定隙錨桿預(yù)絮加應(yīng)力守值根據(jù)地帖層條件蠶及支護(hù)其結(jié)構(gòu)變煌形要求濱，宜取繞錨桿軸想向承載茫力的0.5駕~0.宰65倍錨桿桿端至坑底以下坑壁內(nèi)側(cè)抗力標(biāo)準(zhǔn)值與外側(cè)荷載標(biāo)準(zhǔn)值相等處的距離5、土層脂錨桿——錨桿布粱置原則1、為了不慕使錨桿引籠起地面隆押起，最上吼層錨桿應(yīng)懂有必要覆飛土厚度，適即錨桿軸膊向承載力渾的豎向分丈力不得大玩于覆土土冒層重量。漢一般要求晚上覆土層夫厚度不得狼小于4.0m。2、錨桿偵的布置藝層數(shù)應(yīng)解計算確護(hù)定，上消下兩層耐錨桿布布置位置否之間的昆豎向間抬距不宜項小于2.5m，錨桿吩布置位千置之間臭的橫向蜓間距不具宜小于2.0姻m；如果按擁施工要求余需要密集必布置，應(yīng)閃降低單根電錨桿的軸墓向承載力也。3、錨桿妙與水平均面的夾伯角一般晉為向下琴傾斜至污少13o，以便昌利于灌長注水泥旱砂漿，玻但也不凝得大于45o，一般根爸據(jù)地層情革況選擇在15o~3頃5o范圍內(nèi)射選定，這以便于巾使錨固慮段位置我處于有膚利于錨舌固土層員整體穩(wěn)凝定的土艦層中。6、水泥土偏墻——概述水泥土墻深是由水泥例土攪拌樁喬排列組合徒搭接而成貝的墻體支掀護(hù)結(jié)構(gòu)。水泥土竟攪拌樁拔是用攪送拌機將怨水泥與骨地基土逃拌合后扛，回填冶至挖土當(dāng)區(qū)，從醒而達(dá)到錫加固土地體的目征的。水泥土攪訂拌樁施工胸工藝水泥土肆攪拌樁增擋土結(jié)皇構(gòu)優(yōu)點1、具有良德好抗?jié)B性翼，不需輔攻助井點降牌水；2、具有良賢好經(jīng)濟性暴，施工技殿術(shù)要求低蛾，工程成某本低；3、具有良零好環(huán)保性輸，施工期狐間基本無攻排污，無箱振動和噪摘聲的影響褲。6、水泥碼土墻——概述水泥土絕攪拌樁伴搭接布鉗置形式柱式正方形排列三角形排列塊式壁式無肋帶肋格柵式拱式6、水泥該土墻——土墻設(shè)袍計1、計算土驢側(cè)壓力2、抗滑移榴穩(wěn)定性驗陪算3、抗傾覆停穩(wěn)定性驗未算對于被動剃土壓力要疫將梯形分旋解表示，澇便于下面疲計算步驟裳的方便?？箖A覆驗居算以土墻摟前墻趾為來傾覆點6、水泥土先墻——土墻設(shè)計如果存在炸地表荷載蜻，也需計殘算在內(nèi)。4、地基穩(wěn)憲定性驗算地基穩(wěn)煌定性參媽考《建筑地鉛基基礎(chǔ)品設(shè)計規(guī)饞范》，采用津圓弧滑薄動面法桿驗算。挖對于深映埋的擋防墻基礎(chǔ)求，如果稿能夠滿鈔足抗滑辦移和抗慢傾覆驗厚算要求旺，一般究都能滿悔足地基蘆穩(wěn)定性屑要求，牽可不必冰驗算。6、水泥羅土墻——土墻設(shè)些計5、墻身應(yīng)破力驗算墻身應(yīng)力梨驗算以基攜坑坑底為紀(jì)驗算平面通常采用頓簡化驗算柴方式7、土釘墻——概述土釘墻是瞧由被加固參土體、土眾釘體、噴弦射混凝土衛(wèi)面板組成腰的重力式鉗擋土墻。（以土擋誰土）土釘是厲一種簡線易錨桿詢，通常福通過鉆獲孔、插救筋、注泄?jié){來設(shè)充置，俗觸稱砂漿何錨桿。者其施工悉工藝與么錨桿施磨工工藝藝相同。應(yīng)用領(lǐng)研域豎井擋墻托換基礎(chǔ)斜坡?lián)跬列泵娣€(wěn)定斜面護(hù)坡7、土釘收墻——土釘設(shè)計計算過程投與土層錨剃桿相似，薄參考課本交內(nèi)容構(gòu)造要滅求1、土釘墻計墻面坡度衡不宜＞1：0.1；2、土釘棵必須和菜面層有侵效連接深，應(yīng)設(shè)難置承壓玻板或加當(dāng)強鋼筋臉措施，鳳承壓板嘩或加強倦鋼筋應(yīng)刃與土釘曠螺栓連武接或與毫鋼筋焊飼接；3、土釘?shù)臏I長度宜為峽開挖深度段的0.5恥~1.沈2倍，間博距宜為1~2彩m，與水平剩面夾角宜浸為5°~20°；4、土釘突鋼筋宜拐采用Ⅱ、Ⅲ級鋼筋字，鋼筋寄直徑宜哄為16~3漁2mm，鉆孔疲直徑宜羽為70~1騰20mm；5、注漿材譜料宜采用吧水泥漿或峰水泥砂漿氏，其強度呀等級不宜＜M10；6、噴射妨混凝土稀面層宜興配置鋼看筋網(wǎng)，食鋼筋直曬徑宜為6~1鞋0mm，間距宜銷為150~就300m友m；混凝土犁等級不宜＜C20，面層矩厚度不院宜＜80m哥m；7、坡面上跡下段鋼筋兵網(wǎng)搭接長櫻度應(yīng)＞300m混m。7、土釘建墻——工程實際土釘墻成拐孔7、土釘襖墻——工程實際土釘墻害插筋、掛鋼高絲網(wǎng)7、土釘墻——工程實際土釘墻主診筋焊接7、土釘理墻——工程實墾際土釘墻孔膚內(nèi)灌漿7、土釘墻——工程實興際土釘墻孔離內(nèi)灌漿完舒畢7、土釘舟墻——工程實際土釘墻緒墻面噴隸漿7、土釘墻——工程實扇際土釘墻辭施工完蠟畢8、SMW工法——概述SMW工法擋屯土墻是恨由水泥壓攪拌樁副擋土墻停發(fā)展而岸來，即失在水泥苗土攪拌膽樁擋土摧墻中插義入型鋼愈，形成終勁性復(fù)施合圍護(hù)驚結(jié)構(gòu)。按照型鋼喚配置方式宿劃分截面繁形式全位“滿堂”全位“1隔1”全位“1隔2”半位“滿堂”半位“1隔1”8、SMW工法——概述截面形渡式適用裝范圍“半位”伏布置充孝分利用懸兩種材梅料（型雷鋼與水努泥土體睬）的特竟性，即正型鋼的牌抗拉性粉和水泥拆土體的爆抗壓性命，受力盾比較合勵理（類略似于鋼住筋混凝耕土構(gòu)件益）；尤雖其水泥浸土體參舌與抵抗蹤蝶變形的為貢獻(xiàn)較仆大，但養(yǎng)是截面上的整體剛剛度較組小，比地較適合英于負(fù)彎休矩較小暖的場合液?！叭弧辈笺曋幂^少充揀分利用兩乘種材料的頓特性，截芳面的整體呀剛度大，燥結(jié)構(gòu)布置掌對稱，抗儉彎能力大協(xié)，但是用島鋼量較大繼。優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)優(yōu)點構(gòu)造簡驕單工藝簡單止水性好可用于取地下水給位較淺附場地剛度較謀大材料配貼置合理成本較毯低型鋼插噴入深度譯小于水泛泥土體涼深度型鋼可重柔復(fù)利用8、SMW工法——結(jié)構(gòu)設(shè)計型鋼凈間步距的確定SMW工法擋癢墻結(jié)構(gòu)注中的水顛泥土體圣在型鋼剖的支點嶼作用下缸，基本踏是水平悔向受力未構(gòu)件。垃如果型揭鋼間距添較大，傭相對應(yīng)瓦的土側(cè)失壓力就杰大，那倚么型鋼嫌的撓度桑變化就賓較大，圣這時型飽鋼之間赴的水泥疊土體除支了受到身剪力、輸軸力作蛾用外，菠還受到半彎曲作奸用。由薯于水泥省土體的轟抗拉強惰度較小孤，不能嶄承受較歉大的彎儀曲應(yīng)力溜，因此刃要控制救好型鋼首間距，宋保證水歐泥土體電只在受慎剪和受宏壓作用藏范圍內(nèi)宋。8、SMW工法——結(jié)構(gòu)設(shè)季計水泥土強蒸度的校核水泥土彩強度的姥校核要竊根據(jù)型燦鋼的布