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1、,基坑支護,2024/12/17,1,7.1,概述,7.1.1,支護的目的與作用,1,、基坑支護的目的,（,1,）確?；娱_挖和基礎結構施工安全、順利；,（,2,）確?；优R近建筑物或地下管道正常使用；,（,3,）防止地面出現塌陷、坑底管涌發(fā)生。,2,、基坑支護的作用,擋土、擋水、控制邊坡變形。,3,、基坑工程的基本技術要求,（,1,）安全可靠性；,（,2,）經濟合理性；,（,3,）施工便利性和工期保證性。,7.1.2,支護結構的類型及適用條件,（,1,）無圍護放坡開挖；,（,2,）樁墻支護：,它由樁墻結構及支護結構兩部分組成，樁墻結構有鋼板樁、板樁墻、灌注樁排、地下連續(xù)墻；,支護結構類型有內
2、支撐式、外拉錨桿式、地面錨定式、無錨式等。,（,3,）重力式支護結構：,軟土地基可用深攪樁、旋噴樁、樹根樁等形成重力式的擋土結構。,（,4,）中央開挖施工法：先施工基坑四周排樁，樁內放坡開挖后施工中央部分基礎工程，待完工后再挖除排樁內側土體，邊挖邊用支撐桿將支護排樁與中央部分基礎工程支撐起來，最后再施工周邊基礎工程。,（,5,）開槽施工法：,與中央開挖施工法施工正好相反，先在坑內周邊挖槽，用內支撐板樁墻法修筑周邊的基礎工程，形成一道重力式擋土墻，再挖除擋土墻內的全部土體，構筑中央部分的基礎工程。,（,6,）墻前被動區(qū)土體加固法：,對于軟土地基深大基坑，為控制擋墻側向位移，降低護樁的入土深度，在
3、基坑開挖前用深攪樁、旋噴法對墻前土體進行加固，加固深度,3,6m,，寬度,5,9m,。,（,7,）逆作法；（,8,）沉井法；（,9,）土釘墻支護；,（,10,）組合型支護。,兩種以上的支護方法組合起來使用，既能保證支護結構的安全又降低成本。如上部放坡，下部樁墻錨桿支護；錨桿與土釘組合；深攪樁與灌注樁排組合；深攪樁中打入,H,鋼樁組合支護等。,土釘與樁,-,錨復合支護,土釘,土層錨桿,鉆孔灌注樁,防滲帷幕,土釘與微型樁組成的復合支護,微型樁,土釘,土釘與微型樁組成的復合支護,鋼砼管樁,土釘,基坑支護工程：,7.1.3,支護結構方案的選擇,根據,場地,、,地層,、,基坑深度,、,設備,等條件選擇支
4、護的方法，并力求做到支護方案的優(yōu)選及設計計算的正確，具體參考建議：,（,1,）,粘性土、粉質粘土等強度較高的地基,，當基坑深度,H6m,時，用土釘支護，若地下水位高，進行降水或施工防滲墻配合來土釘使用；也可采用錨桿樁墻支護的方案，錨桿層數不宜超過四層。,（,2,）,淤泥質或飽和粘性土等軟弱地基,，當,H7m,時，且只考慮邊坡穩(wěn)定時，優(yōu)先選用水泥土攪拌樁等重力式支護方案；當基坑較深時，可采用地下連續(xù)墻內支撐支護的方案或逆作法施工。,（,3,）對于,松散的砂土層或粉細砂土層,，可用化學注漿加固與樁墻支護相結合的支護方案；其次為土釘支護及地下連續(xù)墻的施工方案，也可考慮用插筋補強及網狀結構樹根樁的支護
5、方案。,（,4,）對于,防滲止水要求嚴格的基坑工程,，護樁間土體宜采用高壓旋噴（或定噴、擺噴）注漿進行防滲補強加固；也可用地下連續(xù)墻（內支撐、逆作法）或沉井法施工的方案。,（,5,）為節(jié)約投資，,基坑較深時應多采用組合式的支護方案,，對于直立性較好的土體，上部放坡開挖（坡深,3,4m,）,下部樁墻支護，以減少錨桿層數；亦可采用土釘與錨桿相結合的支護方案。,（,6,）對于,大型基坑,（平面尺寸及深度都較大）工程，可采用中央開挖施工法、開槽施工法等支護方案；每個邊坡的支護方法可以不同。,7.2,支護結構的受力及破壞形式,7.2.1,支護板樁的受力性狀,（,1,）懸臂式板樁,：,插入土體部分視為固定
6、端，上部為自由端；即看作懸臂梁結構。,（,2,）淺埋單錨式板樁,：,插入土體部分視為固定鉸，上部錨拉作用點為活動鉸；即看作簡支梁結構。,（,3,）深埋單錨式板樁：,插入土體部分視為固定端，上部錨拉作用點為活動鉸；即看作靜不定梁結構。,（,4,）多層錨拉式板樁：,插入土體部分視為固定端，上部各個錨拉作用點為活動鉸；即看作連續(xù)梁結構。,7.2.2,支護板樁的側向土壓力計算,1,、側向土壓力計算模式,關于基坑樁墻側向土壓力計算模式很多，主要采用的有以下兩大類：,（,1,）以,朗肯、庫倫等理論公式,計算的土壓力；使用時應注意地基土的,c,、,的取值。計算時還應考慮地面荷載、地面不規(guī)則幾何形狀等對樁墻側
7、土壓力的影響。,土壓力與水壓力可分開計算，也可合并計算；合并計算時地下水以下土的重度取飽和含水重度，降水后土層按稍濕狀態(tài)考慮。對于粘性土，可忽略粘聚力，適當增加內摩擦角來計算。,（,2,）由土壓力計等測定換算的實測值為基礎的,土壓力分布模型,(,圖示法,),或側壓系數法,，亦稱用,表觀土壓力系數計算的土壓力,，圖示法中采用較多的是,Terzaghi,-Peck,所建議的土壓力分布模型法。,砂土 軟,中硬粘土 硬粘土,2,、基坑底樁前土壓力計算取值,基坑底樁前土抗力常采用的是,朗肯公式,計算，,由于計算出來的被動土壓力是以極限狀態(tài)為前提,的，當被動土壓力達到理論計算值時，其圍護結,構的變形位移將
8、很大，一般達到坑深或樁墻高度,的,5%,，這么大的變形位移是基坑支護結構所不能,允許的。因此，對于基坑支護被動土壓力計算中,，一般取其,折減系數,=0.3,0.5,。,3,、護樁與土體間的摩擦作用,樁墻支護結構在土壓力作用下發(fā)生變形變位,時，護樁和土體之間有相對位移而產生摩擦力，摩,擦力將使,樁墻后的主、被動土壓力減小,；相反確使,樁墻前面的被動土壓力增大,。為此進行支護結構設,計時應考慮樁墻與土體的摩擦作用，即將,墻前、后,的被動土壓力乘以修正系數,。,但為慎重起見對主動土壓力可不進行折減。一般使墻前被動土壓力增大的修正系數可取,K=1.5,2.8,；使墻后被動土壓力減小的修正系數可取,K=
9、1.0,0.35,。修正系數與土的內摩擦角,有關，,值越大，修正系數,K,越大,而,K,越小。,實際工程設計計算中，為簡化起見，既不進行被動土壓力理論計算值的折減，也不進行因摩擦作用而使墻前被動土壓力增大的修正。,1,、支護結構的破壞形式,（,1,）支錨結構系統(tǒng)破壞；,（,2,）板樁底部向基坑內側移,;,（,3,）板樁彎曲破壞；,7.2.3,支護結構的破壞形式,某復合土釘支護基坑整體失穩(wěn)時照片,邊坡型式的,破壞,（,4,）整體圓弧滑動；（,5,）基坑底管涌發(fā)生。,2,、支護結構設計應考慮的問題,（,1,）確保錨桿（支撐）的強度與穩(wěn)定；,（,2,）板樁的入土深度應滿足要求；,（,3,）板樁截面尺
10、寸、間距、抗彎強度夠用；,（,4,）基坑底穩(wěn)定驗算滿足要求。,7.3,支護板樁的設計計算,7.3.1,懸臂式板樁的計算,1,、單排式板樁計算,2,、雙排式板樁計算,將雙排樁看做鋼架結構計算內力。,（,1,）雙排樁的,M,max,是單排樁的,75%,；,（,2,）樁頂位移是單排樁的,30,40%,；,(3,）護樁入土深度是單排樁的,70%,；,7.3.2,單錨式板樁的計算,1,、,淺埋式單錨板樁的計算,（簡支梁法求解）,2,、,深埋式單錨板樁的計算（,等值梁法求,t,1,）,（,1,）以,d,點主、被動土,壓力強度相等，求,t,0,；,由,得,2,、深埋式單錨板樁的計算,（,2,）求相當梁的錨桿
11、支反力,R,、,t,0,處的支反力,、,M,max,及作用點,h,。,（,3,）求護樁的最小入土深度,t,1,；,（,4,）護樁實際埋深為：,7.3.3,多層錨拉板樁的計算,1,、,支錨結構的層間距布置型式及特點,（,1,）,等彎矩布置,：各跨度的最大彎矩相等，可充分利用板樁的抗彎強度；但是較深基坑，下部的支錨層距過小，層數多，不經濟。,（,2,）,等反力布置,：各層支錨水平反力基本相等，使錨桿設計簡化；但當基坑較深時，下部的支錨層距過小，層數多，同樣不經濟。,（,3,）,等間距布置,：,支錨結構的上、下排間距基本相同，基坑較深時，減少了支錨層數，較經濟；但帶來了較復雜的計算量。等間距布置在工
12、程實際中設計最為普遍。,1,、等彎矩布置,h=6wf,y,/Yk,a,1/3,h1=1.11h,h2=0.88h,h3=0.77h,h4=0.70h,h5=0.65h,h6=0.61h,h7=0.58h,h8=0.55h,2,、,等反力布置,h1=0.60h,h2=0.45h,h3=0.36h,h4=0.32h,3,、,等間距布置,7.3.3,多層錨拉板樁的計算,盾恩法求板樁的入土深度：,按著,1/2,分擔法可求出各層支錨結構的水平,反力，再乘以,1.35,不均勻系數就是水平力的設,計值；通過續(xù)梁可求出,M,max,及作用點,h,；,7.4,鋼筋混凝土樁抗彎設計計算,（見鋼筋混凝土結構設計，此處略）,7.5,基坑底穩(wěn)定驗算,1,、基坑底隆起,（,1,）地基穩(wěn)定驗算；,（,2,）地基強度驗算；,2,、,水壓力與基坑底管涌,（,1,）流砂與基坑底管涌,（,2,）承壓水沖潰坑底,
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