第6章基坑工程ppt课件.ppt

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1、6.基坑工程基本概念基坑工程建筑物基础工程或其他地下工程（地下变电站、地铁车站等）施工中所进行的基坑开挖、降水、支护和土体加固以及监测等综合性工程。6.1.1基坑工程概念及特点基坑工程特点一般为临时性结构，安全储备较小，风险性较大。区域性、个案性。综合性:结构、岩土、工程地质及环境等学科；基坑开挖、降水、支护等环环相扣。较强的时空效应。对周边环境影响较大。基坑事故实例新加坡nicoll大道地铁基坑倒塌事故现场的软黏土抗剪强度低，基坑开挖较深，以及支护设计和基坑施工的缺陷是事故的主要原因。杭州地铁一号线湘湖站基坑事故施工单位违规施工、

2、冒险作业、基坑严重超挖；支撑体系存在严重缺陷且钢管支撑架设不及时；垫层未及时浇筑基坑工程设计施工要求满足支护结构本身强度、变形等安全要求的同时，确保周围环境的安全；保证安全可靠的前提下，具有较好的技术经济效益和环境效应；为施工提供最大限度的方便（如提供足够的施工空间、地下水位以上施工），并保证施工安全。6.1.2常用形式及适用条件放坡开挖及简易支护适合：土质好、开挖深度不大、有足够放坡场所图6.1基坑简易支护(a)土袋或块石堆砌支护；(b)短桩支护悬臂式支护结构特点依靠足够的入土深度和结构抗弯能力维持坑壁稳定；水平位移是支护深度的五

3、次方，对开挖深度敏感；适合土质较好、开挖深度较浅悬臂式混凝土灌注桩支护结构水泥土桩墙支护结构由深层搅拌机在原地将水泥和土强制和形成的水泥土桩搭接而成。利用桩墙体自重来维持基坑稳定；适合软土区的浅基坑(H≤6.0m)内撑式支护结构特点:包括支护桩或墙和内支撑；内支撑会占用施工空间。适合各种地基土层。环形内支撑拉锚式支护结构包括支护桩或墙和锚杆；不宜用于软粘土地层中图６.５(a)地面拉锚(b)土层拉锚自由段：将锚杆头处的拉力传至锚固体的区域，对锚杆施加预应力；锚固段：水泥浆体将预应力筋与土层粘结的区域，将锚固体与土层的粘结摩擦作用增大，

4、将自由段的拉力传至土体深处。土钉墙支护结构由被加固的原位土体、土钉和砼面板组成；适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等，不适合于淤泥或淤泥质土其他形式双排桩支护结构连拱式支护结构6.1.3基坑支护工程设计原则和设计内容基坑支护工程设计原则既保证支护结构本身的安全，又确保周围环境的安全；保证工程安全，又具有良好经济性和社会效益；为基坑工程施工与基础的施工提供最大限度的方便。基坑工程勘察设计内容：1.基坑内建筑场地勘察和基坑周边环境勘察；2.支护结构方案技术经济比较和选型；3.支护结构的强度、稳定和变形以及基坑内外土体的稳定性验算；4

5、.基坑降水和止水帷幕设计以及支护墙的抗渗设计；5.基坑开挖施工方案和施工检测设计。6.1.4作用于支护结构上的荷载土压力：竖向荷载作用下，土体侧向挤压产生的侧向压力。竖向荷载包括土体自重和土体上部超载。土压力=竖向荷载×土压力系数（k）Pa=kγh(简单情况)土压力可以看成竖向压力向侧向传递土压力的大小和支护结构位移有关支护结构土压力计算自重应力γh土压力土压力：按支护结构位移方向和大小可以分为：静止土压力：支护结构位移为0主动土压力：土推墙被动土压力：墙推土支护结构土压力类型静止土压力主动土压力被动土压力土压力大小：被动>静止>主

6、动；Ep>E0>Ea；原因：支护结构位移影响土体抗剪强度的发挥。静止土压力E0：静止土压力分布σ0=K0γz对于砂土、正常固结粘土：K0≈1-sinφ`静止土压力大小E0=1/2K0γH2支护结构土压力计算主动土压力Ea：土体抗剪强度的发挥，减小土压力。主动土压力分布:无粘性土粘性土主动土压力系数粘性土主动土压力大小被动土压力Ep：土体抗剪强度的发挥，土压力增大。被动土压力分布:无粘性土粘性土被动土压力系数粘性土被动土压力大小无粘性土粘性土静水压力分布:水压力计算支护结构水土压力计算水土分算：对于砂性土和粉土，分别计算土水压力，然后

7、叠加，抗剪强度指标采用有效应力强度指标。要保证土体孔隙中的水要连通，对一些渗透性差的土水土分算不适用。支护结构水土压力计算水土合算：采用土的饱和重度和总应力固结不排水强度指标计算总的水土压力水土合算跟土力学原理有冲突，机理上有问题，解释不清楚，但跟实际结果相近。水土分算，概念很清楚，但孔隙水压力很难确定。一般采用三角形分布的朗肯土压力计算。饱和土6-2排桩、地下连续墙支护结构6.3水泥土桩墙支护结构例题6-3某基坑开挖深度h=5.0m，采用水泥土搅拌桩墙进行支护，墙体宽度b=4.5m，墙体入土深度（基坑开挖面以下）hd=6.5m，墙

8、体重度g0=20kN/m3，墙体与土体摩擦系数μ=0.3。基坑土层重度g=19.5kN/m3，内摩擦角φ=24o，粘聚力c=0，地面超载为q0=20kpa。试验算支护墙的抗倾覆、抗滑移稳定性。6.4土钉支护结构6.5基坑稳定性分析分析