地基基礎(chǔ)工程設(shè)計第六章基坑工程

2023/5/25第6章

基坑工程2023/5/25內(nèi)容提要

基坑工程概述圍護結(jié)構(gòu)的分類與適用范圍圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算支護結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗算基坑降排水設(shè)計2023/5/256.1基坑工程概述1、概念基坑工程是我國當(dāng)前地基基礎(chǔ)領(lǐng)域一個重要的研究方向。屬于巖土工程的一部分，是一個綜合性的巖土工程難題，它是指建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)工程或其他地下工程施工中所進行的基坑開挖、降水、支護和土體加固以及監(jiān)測等的綜合性工程。其是一個古老而又有時代特點的巖土工程課題。2023/5/252、基坑工程的特點（1）基坑圍護體系是臨時結(jié)構(gòu)，安全儲備較小，具有較大的風(fēng)險性。（2）基坑工程具有很強的區(qū)域性。（3）基坑工程具有很強的個性。（4）基坑工程綜合性強。（5）基坑工程具有較強的時空效應(yīng)。（6）基坑工程是系統(tǒng)工程。2023/5/25基坑開挖時，如巖土體較為均勻且坡頂無堆積荷載、坡底以上無地下水，則可以采用放坡開挖。放坡控制的邊坡高度和坡度可根據(jù)經(jīng)驗或參照同類巖土體的穩(wěn)定坡高和坡度確定。當(dāng)無經(jīng)驗時，可按表6-1、表6-2確定。6.2放坡開挖與支撐開挖2023/5/25土層類別土的狀態(tài)坡高允許值（m）坡度（高寬比）允許值人工填土中密以上51:1.00~1:1.50粘性土堅硬61:0.50~1:1.00硬塑51:0.80~1:1.25可塑51:1.00~1:1.50粉土中密51:1.00~1:1.25碎土石稍密51:0.75~1:1.00中密51:0.50~1:0.75密實61:0.40~1:0.50表6-1土層邊坡允許坡度值（取自中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJI20-99）巖土類別巖土類型風(fēng)化程度坡度（高寬比）允許值坡高≤8m8m≤坡高≤15m硬質(zhì)巖砂巖、石灰?guī)r、千枚巖、花崗巖微風(fēng)化1:0.0~1:0.11:0.1~1:0.2中風(fēng)化1:0.1~1:0.21:0.2~1:0.4強風(fēng)化1:0.2~1:0.41:0.4~1:0.6軟質(zhì)巖泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖微風(fēng)化1:0.2~1:0.31:0.3~1:0.4中風(fēng)化1:0.3~1:0.41:0.4~1:0.6強風(fēng)化1:0.4~1:0.61:0.6~1:0.8極軟巖泥巖、砂質(zhì)泥巖微風(fēng)化1:0.3~1:0.41:0.4~1:0.6中風(fēng)化1:0.4~1:0.61:0.6~1:0.82023/5/25表6-2巖土邊坡允許坡度值（取自中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》（JGJI20-99））如果坡高大于表6-1、表6-2允許值時。應(yīng)設(shè)置過渡平臺分級放坡，土質(zhì)邊坡的過渡平臺的寬度一般為1~2m，巖土邊坡的過渡平臺寬度應(yīng)不小于0.5m。采用人工放坡開挖時，應(yīng)采取坡頂、坡腳和坡面排降水措施。對坡面應(yīng)采取水泥砂漿抹面、沙（土）包疊置、塑料薄膜覆蓋、噴漿或掛網(wǎng)噴混凝土等保護措施。2023/5/25支撐開挖當(dāng)基坑位于城市中心地帶、建筑物稠密地區(qū)時，往往就不具備放坡開挖的條件。因為放坡開挖需要基坑平面以外有足夠的空間供放坡之用，如在此空間內(nèi)存在鄰近建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)、地下管線、運輸?shù)缆返?，都不允許放坡，此時就只能采用圍護墻進行垂直開挖的施工方法。如在坑內(nèi)對圍護墻加設(shè)支撐稱為內(nèi)支撐。如在坑外對圍護墻拉設(shè)支撐，則稱拉錨（土錨）。2023/5/25支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐體系包括圍檁、支撐和立柱。2023/5/25圖6-1對撐式內(nèi)支撐1—圍檁；2—支撐；3—立柱；4—樁（工程樁或?qū)ＴO(shè)樁）；5—圍護墻支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐，按材料分為鋼支撐和鋼筋混凝土支撐兩類。鋼支撐常用者為鋼管支撐和型鋼支撐兩種。鋼筋混凝土支撐，是隨著挖土的加深，根據(jù)設(shè)計規(guī)定的位置現(xiàn)場支模澆筑的支撐。支護結(jié)構(gòu)的支撐在平面上的布置形式有角撐、對撐、桁架式、框架式、環(huán)形等。支護結(jié)構(gòu)的支撐在豎向的布置，主要取決于基坑深度、圍護墻種類、挖土方式、地下結(jié)構(gòu)各層樓蓋和地板的位置等。2023/5/252023/5/252023/5/252023/5/25目前廣泛使用的基坑支護結(jié)構(gòu)類型主要有以下幾大類：（1）放坡開挖及簡易圍護結(jié)構(gòu)；（2）懸臂式圍護結(jié)構(gòu)；（3）內(nèi)撐式圍護結(jié)構(gòu)；（4）拉錨式維護結(jié)構(gòu)；（5）土釘墻圍護結(jié)構(gòu)；（6）其它型式圍護結(jié)構(gòu)。主要有門架式圍護結(jié)構(gòu)；拱式組合型圍護結(jié)構(gòu)；錨噴網(wǎng)圍護結(jié)構(gòu)；加筋水泥土墻圍護結(jié)構(gòu)；凍結(jié)法圍護結(jié)構(gòu)等。

6.3圍護結(jié)構(gòu)的分類與適用范圍放坡開挖結(jié)構(gòu)及適用范圍2023/5/252023/5/25懸臂式圍護結(jié)構(gòu)及適用范圍懸臂式圍護結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-5所示。懸臂式圍護結(jié)構(gòu)常采用鋼筋混凝土樁排樁墻、木板樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻等型式。懸臂式圍護結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、開挖深度較淺的基坑工程。2023/5/25內(nèi)撐式赤圍護結(jié)亦構(gòu)及適用范痕圍內(nèi)撐狐式圍潔護結(jié)買構(gòu)由圍護結(jié)使構(gòu)體系和內(nèi)撐厘體系兩部臨分組播成。劈燕圍護巨結(jié)構(gòu)戀體系掏常采蹄用鋼劉筋混叮凝土獵樁排陵樁墻桐和地界下連鴿續(xù)墻霉型式舞。內(nèi)芒撐體財系可趕采用孕水平發(fā)支撐社和斜炒支撐社。根橋據(jù)不社同開怠挖深粘度又疼可采環(huán)用單暗層水馳平支嫩撐、反二層陰水平曾支撐券及多剝層水韻平支芹撐，胖分別益如圖6-6（a）（b）及（d）所渴示。跑當(dāng)基桿坑平遺面面噸積很直大，咐而開葉挖深僵度不唯太大堤時，秒宜采逗用單強層斜烘支撐翼如圖6-6（c）所床示。內(nèi)撐倉式圍擴護結(jié)謎構(gòu)適淡用范佳圍廣訴，可籠適用沒各種票土層哀和基昂坑深米度。20瓜23董/5布/5202固3/5聯(lián)/5拉錨式琴圍護結(jié)亦構(gòu)及適用范宿圍拉錨式語圍護結(jié)烈構(gòu)由圍護結(jié)媽構(gòu)體系和錨固聯(lián)體系兩部分羽組成。圍護結(jié)唯構(gòu)體系境同于內(nèi)闊撐式結(jié)賤構(gòu)，常倚采用鋼莫筋混凝樓土排樁星墻和地鄙下連續(xù)腫墻兩種危。錨固塔體系可棍分為錨縱桿式和斯地面拉巾錨式兩禍種。隨前基坑深盤度不同命，錨桿隱式也可滋分為單坊層錨桿清、二層豆錨桿和攤多層錨突桿。地扇面拉錨裝式圍護鄭結(jié)構(gòu)和靠雙層錨知桿式圍句護結(jié)構(gòu)欄示意圖驢分別如德圖6-7（a）和撒（b）所示之。地面芹拉錨式傘需要有施足夠的鍵場地設(shè)遇置錨樁物，或其禿他錨固廚物。錨廚桿式需懷要地基匹土能提毅供錨桿寨較大的攤錨固力柱。錨桿幻玉式較適暗用于砂相土地基絨，或粘舉土地基識。由于租軟粘土置地基不跡能提供浙錨桿較眨大的錨益固力，電所以很悔少使用巖。20寒23篇/5肺/520銷23段/5類/5土釘墻垮圍護結(jié)過構(gòu)及適用揮范圍土釘雙一般焰通過況鉆孔菠、插先筋和息注漿間來設(shè)疲置，成傳統(tǒng)域上稱砂漿錨指桿。土釘墻秩圍護歸結(jié)構(gòu)僻適用岔于地蝴下水公位以輔上或宜人工咳降水訂后的酬粘性驚土、且粉土躍、雜某質(zhì)土燃及非芝松散藍(lán)砂土普、卵首石土冷等，混不適太用于銹淤泥加質(zhì)土畝及未藍(lán)經(jīng)降極水處廉理地億下水涂位一仗下的藥土層亦地基普中基冬坑圍杰護。園土釘押墻圍幅護基因坑深不度一護般不鑼超過18脊m，使喘用期勤限不俗超過18個月溪。20粱23治/5輛/5其他漁形式皮圍護倒結(jié)構(gòu)貞及適用定范圍門架呆式圍懶護結(jié)膏構(gòu)門架式圍撐護結(jié)構(gòu)建示意圖路如圖6-判9所示。門架姿式圍蜻護結(jié)倚構(gòu)適討用于濃開挖完深度俱已超釋過懸它臂式畢圍護艇結(jié)構(gòu)勢的合沿理圍駕護深偶度的礙基坑君工程典。其稀合理呀圍護役深度傭可通富過計磚算確責(zé)定。噴錨網(wǎng)扣圍護結(jié)轉(zhuǎn)構(gòu)噴錨網(wǎng)鑒圍護鵲結(jié)構(gòu)吃是由哨錨桿葉（或節(jié)錨索鋤）、睛鋼筋麥網(wǎng)噴周射混瘋凝土川面層拾于邊禁坡土棟體組皂成。噴錨劫網(wǎng)圍豪護結(jié)覽構(gòu)示哭意圖雀如圖6-榨10所示。退分析計劉算主要軟考慮土慕坡穩(wěn)定行。不適救用于含調(diào)淤泥土極和流砂灑的土層。20嬌23西/5膚/5凍結(jié)法剪圍護通過凍川結(jié)基坑轎四周土擱體，利鐮用凍結(jié)狡土抗剪令強度高形，止水盛性能好犯的特性忽，保持晚基坑邊背坡穩(wěn)定撤。凍結(jié)婚法圍護復(fù)對地基候土類適職用范圍粱廣，但述應(yīng)考慮每其凍融爐過程對漫周圍的摩影響，問電源不度能中斷權(quán)，以及竹工程費獸用等問牛題。202蛋3/5糕/520峽23臟/5難/5圍護債結(jié)構(gòu)哀的設(shè)啞計計情算包鑰含一錫下三愁中結(jié)突構(gòu)的騎設(shè)計朝計算短：（1）懸臂式圍護芬結(jié)構(gòu)設(shè)馳計計算（2）錨式斗圍護柳結(jié)構(gòu)設(shè)計計算（3）土層錨桿述結(jié)構(gòu)孕設(shè)計明計算6.殲4圍護探結(jié)構(gòu)隸的設(shè)訊計計舞算懸臂響式圍領(lǐng)護結(jié)鞋構(gòu)設(shè)設(shè)計計算懸臂勢式支丙擋結(jié)雁構(gòu)主炭要依次靠嵌僑入坑羽底土摔內(nèi)的宗深度梯平衡泥上部遺地面乖超載賠、主揀動土竿壓力晴及水展壓力寬所形階成的績側(cè)壓戲力。席因此記，對狗于懸冤臂式于支擋姜結(jié)構(gòu)茫，嵌踏入深賄度至假關(guān)重愿要。盯同時炎需計蜂算支炊擋結(jié)注構(gòu)所捎承受平的最逆大彎晚矩，輩以便是進行低支擋板結(jié)構(gòu)姻的斷電面設(shè)導(dǎo)計和乒構(gòu)造。202廟3/5枯/520升23舅/5傍/520跟23莖/5捕/5202繪3/5綢/520折23握/5遮/5202豬3/5盟/5錨式圍犁護結(jié)構(gòu)疑設(shè)計計算錨式慣圍護度結(jié)構(gòu)烏的設(shè)催計計繩算分林為三私部分：（1）支擋結(jié)構(gòu)售頂部拉這錨設(shè)計計算（2）支擋結(jié)構(gòu)斤任意位佛置拉錨叮設(shè)計計算（3）支擋結(jié)構(gòu)額多層拉責(zé)錨設(shè)計寬計算。202顫3/5序/5支擋結(jié)斃構(gòu)頂部雹拉錨的噴設(shè)計計算202亂3/5功/5202畏3/5捆/5202性3/5愈/520構(gòu)23鹿/5取/5支擋挺結(jié)構(gòu)冠任意咸位置賴的拉柿錨設(shè)鉆計計算支擋結(jié)民構(gòu)任意倒位置的蹲拉錨計麻算分兩柴種情況進行：（1）支擋結(jié)構(gòu)絨嵌入深蔬度較淺（2）支擋結(jié)似構(gòu)嵌塔入深店度較深20窗23盆/5香/5202零3/5追/5202預(yù)3/5散/520若23召/5劃/520媽23封/5養(yǎng)/5202布3/5從/5202殃3/5密/520尿23異/5梨/5202蘋3/5澡/5202彈3/5殺/5支擋寧結(jié)構(gòu)芳多層脆拉錨旬的設(shè)聰計計算20最23爆/5灑/5202記3/5獅/5202侵3/5扮/5202霜3/5神/5202寬3/5市/520吹23具/5銹/5202演3/5興/520男23拉/5唐/5202橫3/5肉/5土層錨歸桿結(jié)構(gòu)第設(shè)計計算20斃23帝/5窄/5202監(jiān)3/5浙/5202告3/5瓜/5202殃3/5鞏/520果23揭/5選/520圣