地下建筑结构-第12章基坑工程

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1、深圳大学地下建筑结构第12章12.1．深基坑工程概述：大量的深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现。国外，圆形基坑的深度已达74m(日本)，直径最大的达98m(日本)，而非圆形基坑的深度已达到地下９层（法国）。国内，上海88层的金茂大厦，基坑平面尺寸为170m×150m，基坑开挖深度达19.5m。上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅40cm。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了9m。设计与施工工况紧密相关，必须保证围护结构在施工全过程中各工况条件下的安全，同时还要控制围护结构及其周围土体的变形，以保

2、证周围环境(相邻建筑及地下公共设施等)的安全。在安全前提下，设计要合理，又能节约造价、方便施工、缩短工期。要提高基坑工程的设计与施工水平，必须正确选择土压力计算方法和参数，选择合理的围护结构体系，同时还要具有丰富的设计和施工经验。12.1.1基坑围护结构的分类分类：桩(墙)式围护体系；重力式围护体系桩(墙)式围护体系一般有围护墙结构、支撑(或锚杆)结构以及防水帐幕等部分组成。根据围护墙材料，桩(墙)式围护体系又可分为钢筋混凝土地下连续墙、柱列式钻孔灌注桩、钢板桩和钢筋混凝土板桩等形式。根据对围护墙的支撑方式，

3、又可以分为内支撑体系和土层锚杆体系两类。原理：桩(墙)式围护体系的墙体厚度相对较小，通常是借助墙体在开挖面以下的插入深度和设置在开挖面以上的支撑或锚杆系统来平衡墙后的水、土压力和维持边坡稳定。对于开挖深度不大的基坑，经过验算也可采用无支撑、无锚杆的悬臂式桩(墙)式围护体系。重力式围护体系一般是指不用支撑及锚杆的自立式墙体结构，厚度相对较大，主要借助其自重、墙底与地基之间的摩擦力以及墙体在开挖面以下受到的土体被动抗力来平衡墙后的水压力和维持边坡稳定。在基坑工程中，重力式围护体系的墙体在开挖面以下往往需要有一定的

4、埋入深度。目前，在我国各地常用的水泥土围护体系以及地下连续墙一般都归在重力式围护体系中，其受力性能类似于悬臂式的桩(墙)式围护结构，但在板式围护结构中一般不计墙体自重及墙底摩阻力对墙体稳定的影响。类型支护方式支护形式及特点边坡支护结构土钉墙支护适用于硬土地层或软土浅基坑，饱和含水地层采用复合土钉支护结构，特点是造价低廉钢丝网护坡适用于岩石及硬土边坡或软土临时边坡护坡桩支护采用抗滑桩支护重力式支护结构水泥土搅拌桩重力式挡土墙适用于深度较小（软弱地层中小于7米）的基坑刚架重力式挡土墙利用两排或以上刚性挡土墙结构连

5、接形成一定宽度的重力坝，可以减小重力坝宽度及位移沉井式重力挡土结构适用于深水环境的挡土结构混合重力式挡土墙在不同重力坝结构中插入劲性材料或刚性桩，以减少重力坝位移支（锚）撑式支护结构锚杆或锚碇式支护结构自钻式锚杆，可回收锚杆，预应力锚杆，非预应力锚杆内支撑支护结构井字形对撑，边桁架支撑，圆环支撑中心岛支护结构全中心岛全部采用中心岛结构进行支护半中心岛首层或浅层开挖采用内支撑，以下则采用中心岛支护，可以减少中心岛边坡高度及其放置时间以及减少基坑的位移。逆作法支护结构全逆作法利用先施工的主体结构楼板作支撑，从上往

6、下逐层施工半逆作法首层土方开挖采用顺做法支护，深层采用逆作法支护，其特点是加快浅层土方开挖速度中心岛、逆作混合支护结构采用中心岛施工中心部位主体结构，基坑周边采取逆作支护施工，可以减少全逆作法的施工困难。盖挖法支护结构对地面交通环境影响小，时间短，特别适用于地面环境控制严格的城市地面道路下的基坑工程。12.1.2基坑围护结构设计的特点1.外力的不确定性。外力往往随着环境条件、施工方法和施工步骤等因素的变化而改变；2.变形的不确定性。围护墙体的刚度、支撑(或锚杆)体系的布置和构件的截面特性、地基土的性质、地下水

7、的变化、潜蚀和管涌以及施工质量和现场管理水平等等都是产生变形的原因。3.土性的不确定性。地基土的非均质性(成层)和地基土的特性不是常量4.一些偶然变化所引起的不确定因素。施工场地内土压力分布的意外变化、事先没有掌握的地下障碍物或地下管线的发现以及周围环境的改变等等12.2基坑工程的设计内容12.2.1环境调查及基坑安全等级基坑工程围护设计，首先应根据基坑的深度、地质条件以及周边环境条件确定基坑的安全等级，才能开始设计。进行基坑工程设计前，基坑围护结构设计所需的基本资料主要有：(1)工程水文地质资料；(2)场地

8、环境条件资料，包括建筑红线，周边地下管线的种类、埋深、使用年限以及场地内地下人防等地下障碍物等；(3)所建工程的地下室结构、基础桩基图纸等；(4)与施工条件有关的资料，如对于地下连续墙设计时还应根据不同的安全等级提供有关实验资料。对于围护结构应该与其它建筑设计一样，要求在规定的时间内和规定的条件下完成各项预定功能，即：(1)能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种功能；(2)在正常情况下，具有良好