基坑工程與圍堰工程

第6章基坑工程與圍堰工程

16.1基坑工程概述6.1.1基坑工程概念及現(xiàn)狀基坑工程是為保護基坑施工、地下結構的安全和周邊環(huán)境不受損害而采取的支護、基坑土體加固、地下水控制、開挖等工程的總稱，包括勘察、設計、施工、監(jiān)測、試驗等。大多數(shù)情況下，基坑工程屬于臨時性工程，并沒有引起巖土工程師們的足夠重視，因此目前存在概念、理論體系、計算方法等諸多不統(tǒng)一，工程設計保守浪費。國內(nèi)外基坑工程事故很多?；庸こ痰闹匾浴⒓夹g難度日益引起人們的關注。26.1.2支護結構的類型1.基坑支護結構的分類基坑支護結構可以分為以下兩類。1)樁、墻式支護結構2)實體重力式支護結構2.常用的支護結構形式36.1.3基坑工程的特點1.綜合性強基坑工程涉及工程地質(zhì)、土力學、滲流理論、結構工程、施工技術和監(jiān)測設計等。2.臨時性和風險性大一般情況下，基坑支護是臨時措施，支護結構的安全儲備較小，風險大。3.地區(qū)性各地區(qū)基坑工程的地質(zhì)條件不同，同一城市不同區(qū)域也有差異。因此，設計要因地制宜，不能簡單照搬。4.環(huán)境條件要求嚴格鄰近的高大建筑、地下結構、管線，地鐵等對基坑的變形限制嚴格，施工因素復雜多變，氣候、季節(jié)、周圍水體均可產(chǎn)生重大變化。46.1.4基坑工程設計內(nèi)容1.基坑支護結構設計的極限狀態(tài)基坑支護結構設計應滿足兩種極限狀態(tài)的要求。1)承載能力極限狀態(tài)2)正常使用極限狀態(tài)2.基坑支護結構的設計內(nèi)容(1)支護結構體系的選型及地下水控制方式。(2)支護結構的強度和變形計算。(3)基坑內(nèi)外土體穩(wěn)定性計算。(4)基坑降水、止水帷幕設計。(5)基坑施工監(jiān)測設計及應急措施的制定。(6)施工期可能出現(xiàn)的不利工況驗算。56.1.5基坑工程設計依據(jù)基坑工程設計時，首先應掌握以下設計資料(即設計依據(jù))：(1)巖土工程勘察報告。(2)建筑總平面圖、工程用地紅線圖、地下工程的建筑、結構設計圖。(3)鄰近建筑物的平面位置，基礎類型及結構圖、埋深及荷載，周圍道路、地下設施、市政管道及通信工程管線圖、基坑周圍環(huán)境對基坑支護結構系統(tǒng)的設計要求。66.1.6支護結構設計計算方法綜述樁、墻式支護結構必須按土與支護結構共同作用的原則進行設計計算，即結構內(nèi)力與支護結構的剛度、巖土體變形有關。按土與支護結構共同作用的原則進行分析是一個較難的課題，即使采用有限元法(考慮因素多，如模擬開挖過程；得到的結果也多，如可得到坑周土位移)，由于土性是復雜多變的，選擇完全符合工程特點的土的計算參數(shù)是十分困難的；另外，基坑支護結構與土共同工作的條件遠較一般基礎工程復雜。76.2支護結構設計的荷載及其組合支護結構的荷載應包括下列項目：(1)土壓力；(2)水壓力(靜水壓力、滲流壓力、承壓水壓力)；(3)基坑周圍的建筑物及施工荷載引起的側(cè)向壓力；(4)溫度應力；(5)臨水支護結構的波浪作用力和水流退落時的滲透力；(6)作為永久結構時的相關荷載。其中，對一般支護結構，其荷載主要是土壓力、水壓力。86.2.1土壓力與水壓力1.靜止土壓力靜止土壓力標準值，可按下式計算：2.主動土壓力和被動土壓力可按朗肯公式或庫侖公式；坑邊有超載情況下土壓力的計算，以及朗肯公式、庫侖公式參見土力學教材。93.水土分算法按朗肯理論計算主動與被動土壓力強度時，按下式計算4.水土合算法按朗肯理論計算主動與被動土壓力強度時，按下式計算：5.滲流作用對土壓力的影響在基坑內(nèi)外存在地下水位差，墻后土體的滲流作用，應通過流網(wǎng)分析計算，計算過程比較繁瑣、繪制流網(wǎng)通常較困難。103.水土分算法按朗肯理論計算主動與被動土壓力強度時，按下式計算4.水土合算法按朗肯理論計算主動與被動土壓力強度時，按下式計算：5.滲流作用對土壓力的影響在基坑內(nèi)外存在地下水位差，墻后土體的滲流作用，應通過流網(wǎng)分析計算，計算過程比較繁瑣、繪制流網(wǎng)通常較困難。116.2.2支護結構設計的荷載組合支護結構設計的荷載組合，應按照《建筑結構荷載規(guī)范》與《建筑結構可靠度設計統(tǒng)一標準》，并結合支護結構受力特點進行。在《建筑邊坡工程技術規(guī)范》(GB50330—2002)、《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007—2002)、《建筑基坑支護技術規(guī)程》(JGJ120—1999)中，支護結構設計的荷載組合并不統(tǒng)一。126.也3美基碌坑工概程設丑計計星算6.眼3.澤1樁墻仍式支斑護結扭構的幫內(nèi)力柄與變廣形計縮慧算1.靜力架平衡也法計絞算懸貴臂式董支護姜結構懸臂格式支窗護樁爹主要權靠插護入土婚內(nèi)深初度形貌成嵌臭固端凳，以蟲平衡滿上部公土壓匠力、橋水壓婚力及裹地面壺荷載巷形成蒜的側(cè)告壓力哪。2.靜力恰平衡昆法計握算錨盒撐擋啞土結駝構擋土腫結構蠶入土律深度籃較小滋或坡崖腳土被體較譯軟弱賊時，啞可視碌擋土房誠結構四下端短為自纖由端糠，用騙靜力星平衡池法計義算插喊入深痕度、環(huán)內(nèi)力押。3.等值爽梁法未計算那錨撐貍擋土挽結構擋土寺結構沒入土粱深度奶較大挪或為結巖層旗或坡集腳土侵體較染堅硬四時，醋可視顧立柱慎下端蠅為固捕定端遺，用頂?shù)戎翟琢悍ㄔ捰嬎闶Р迦雱由疃染?、?nèi)贈力。136.湊3.停2基坑隔的穩(wěn)撿定性夏分析1.整體碑穩(wěn)定眾性驗良算大量滾工程喜實踐翻經(jīng)驗籠表明氣，整制體穩(wěn)根定破賄壞大匙體是萄以圓辜弧滑鈴動破么壞面汁的形共式出餅現(xiàn)，轎條分胞法是但整體福穩(wěn)定球分析間最?；笔褂锰莸姆絾谭āＥ谧钗Ｅ茧U的餓滑動貨面上圣諸力層對滑釋動中竭心所鋼產(chǎn)生卡的抗匹滑力割矩與層滑動害力矩木應符棄合下絞式要栗求：MR/MS≥舞1.帥2142.傾覆訂及滑遍移穩(wěn)壇定性叔驗算抗傾孤覆穩(wěn)興定性炭按下戚式驗急算：3.基坑拜底隆伙起穩(wěn)木定性打驗算154.滲流景穩(wěn)定森性驗勇算1)流土(或流昏砂)穩(wěn)定農(nóng)性驗谷算2)突涌道穩(wěn)定聽性驗睛算166.街3.梳3內(nèi)支諷撐的行內(nèi)力頁與截色面計覆算1.作用倍在支默撐系達統(tǒng)上睡的荷茅載及唯內(nèi)力吃分析1)荷載作用敞在支卡撐結杠構上癢的水碑平力鳳應包幕括由除水、揪土壓千力和避坑外添地面企荷載臉引起裹的支技護樁任對腰養(yǎng)梁的預側(cè)壓稀力。皮作用準在支胸撐結搬構上暢的豎束向荷洞載應限包括紐奉結構芳自重君和支吸撐上黃可能套產(chǎn)生益的施槳工活賽荷載有。2)內(nèi)力安分析撈方法平面師支撐直體系醋，多夢數(shù)情令況下械，可呢由腰藏梁和怨由支魚撐形術成一啄個平駱面閉甚合框總架，靈作用該在平頑面閉頑合框霜架上唇的荷永載，襲即為迎支護廊樁的泳支撐涼反力澤。支別撐構撕件的鞋計算現(xiàn)長度訪，可研取支屬撐構金件的證中心頓距。172.支撐棄系統(tǒng)揭構件遼截面率設計1)腰梁腰梁字的截數(shù)面承午載力胃計算規(guī)，一拆般情棒況下家可按脈水平鋸方向炎的受丟彎構凡件計戀算。2)支撐支撐銷截面逝設計頸應按礙偏心煙受壓香構件壓計算玻。3)立柱立柱著的截鈔面設葉計應緣瑞按偏置心受其壓構羨件計圖算，鉤開挖計面以瓜下立責柱的畏豎向莖承載子力可陶按單捆樁豎效向和草水平搜承載副力驗牢算。4)豎向堪斜撐186.胞3.遼4錨桿除設計1.錨桿乖的可呢行性根據(jù)融場地膏的工銅程地桑質(zhì)及漠水文身地質(zhì)栽條件巨判斷慨是否隊適宜林采用袖錨桿核支護祝結構哲，尤所其是幣錨桿濱對周枕圍環(huán)籍境及熊鄰近秀場地眨后期語開發(fā)森使用極的影釣響。毅土層暗錨桿色宜在寄土質(zhì)督較好武的條桶件下證使用捷，在香未經(jīng)惜處理眼的下獨列土么層中體不宜逆采用際：①伯有機參質(zhì)土賽層；離②藝液限L>有50箭%的土矮層；恨③相征對密旨實度Dr<桐0.酬3的土顧層。2.錨桿貢布置(1絲式)錨固茅體的夸上覆殺土層進的厚散度不白宜小清于4m，錨夜固區(qū)堆離現(xiàn)面有建剩筑物幣的距尺離不疤小于5～6m。(2桶)錨桿漿錨固狐體上君下排相間距類不宜暴小于2.惡5m，水事平方煮向間迷距不史宜小楚于2m，以紅避免鹽群錨趨效應修。(3循)錨桿怠傾角促宜為10雁°～35個°。193.錨桿鄭鋼筋籮截面償積錨桿蘿鋼筋啟截面臨積應割滿足饑下式持的要仙求：4.錨桿丈錨固宣段長介度205.錨桿毀自由構段長耐度計至絲式潛在蝕滑裂研面(4昂5°嘗+茂/2柏)，且銳≥5m。6.錨桿貞的穩(wěn)蒸定性潑驗算錨桿怠的穩(wěn)禽定性啦驗算材包括午整體煎穩(wěn)定柿性驗漂算、獨錨桿既深部魚破裂逼穩(wěn)定易性驗弓算。216.濾3.嗓5土釘貓墻設竹計1.土釘?shù)瓑Φ男貥嬙焱玲斚髩σ皇莅阌晒玲敭?、面腸層、新泄排班水系做統(tǒng)等源三部觀分組妖成。2.土釘絞墻的此承載梳力驗希算土釘逗墻的析承載茄力驗平算，僑一般揉包括哲以下給兩部咸分：1)土釘愁抗拉葡承載們力驗榆算2)土釘削墻整控體穩(wěn)戲定性植驗算226.皺4葉圍記堰矛工選程1.圍堰令的基別本形排式及乓構造1)不過沃水土此石圍磚堰2)過水侮土石筑圍堰3)混凝牧土圍郊堰4)鋼板暫樁格釀型圍濾堰5)草土動圍堰2.圍堰咳的平嗚面布貸置與衣堰頂徐高程堰頂敞高程繭取決漢于導言流設哭計流篇量及輔圍堰盆的工喝作條恩件?？嫦掠位珖咂宓难邉敻咄コ逃蓱窒率侥鏇Q定譯：Hd=hd+ha+2