建筑深基坑支护Word下载.docx

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（2）构造：

1）根据土层选择稳定坡度；

2）坡顶、坡脚设置排水沟；

3）必要时采用喷射混凝土护面并埋设排水管；

4）基坑底部设置集水坑抽水。

2、排桩：

1）适用面广，1～3级基坑均可使用；

2）配合锚杆使用，深度几乎不受限制；

3）截水性能好；

4）悬臂长度不宜大于5m（软土）；

5）可用人工挖孔或机械钻孔；

6）造价稍高。

（2）构造：

1）桩体：

直径不小于600mm（人工挖孔不小于800mm）；

2）冠梁：

高度不小于400mm；

3）混凝土等级C20以上；

4）腰梁：

可设多道；

5）桩间采用C20以上混凝土填充，或挂网喷射混凝土，并埋设排水管；

6）锚杆。

锚杆：

A、垂直距离不小于2m，水平距离不小于1.5m；

B、锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于4m；

C、锚杆倾角宜15˚~25˚，不得大于45˚；

D、锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，强度不宜低于M10；

E、锚杆自由段长度不宜小于5m，并应超过潜在滑裂面1.5m；

F、锚杆锚固体长度不宜小于4m；

G、一级和缺乏经验的二级基坑侧壁必须按规定作锚杆试验；

H、锚杆种类。

锚杆种类：

普通锚杆：

由钢筋制成，为被动式工作，位移较大。

a）临时简易型，注入水泥浆或水泥砂浆，压力0.3～0.5MPa；

b）压力注浆，压力2～5MPa，可适当挤土形成扩大区，增加锚固力；

c）机械扩孔，增大锚固力。

预应力锚杆：

由钢绞线制成，为主动式工作，可严格控制位移，腰梁及锚固体达75℅强度且大于15MPa时才能张拉。

（3）结构计算：

1）嵌固深度计算：

a、悬臂桩（或连续墙）：

hpΣEpj-1.2У0haΣEaj≥0

b、单支点桩（或连续墙）：

hpΣEpj+Tc1（hT1+hd）-1.2У0haΣEaj≥0

c、多层支点桩（或连续墙）采用圆弧滑动简单条分法：

Σecik1i+Σ（q0bi+wi）cosθitgφik-УkΣ（q0bi+wi）sinθi≥0

其中：

Cik、φik

、-最危险滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水剪粘聚力、内摩擦角标准值；

li---------第i土条的弧长；

bi---------第i土条的宽度；

γk-------整体稳定分项系数，取1.3；

--------第i土条弧线中点切线与水平线的夹角。

2）结构计算

a、力学计算方法

i）极限平衡法

适用于悬臂桩或单支点桩的简单结构，属静定问题，可手工计算。

ii）弹性支点法

计算模型精度较高，将桩看作一个竖向弹性地基梁，将每个锚杆当作一个弹性支点，同时将与土侧面的接触面看作是一系列连续的弹性支撑，充分考虑了土的压缩弹性。

这种力学模型比较符合实际，但手工很难操作，必须使用计算机求解，国内商品化的软件有理正软件等，可以直接生成施工图。

b、效应设计值：

按上述方法可求出截面的弯矩、剪力、支点计算值Mc、Vc和Td，再加上结构重要性系数等安全条件，便可求出相应的截面设计值：

弯矩设计值：

M=1.25У0Mc

剪力设计值：

V=1.25У0Vc

支点设计值：

Tdj=1.25У0Tcj

根据求出的截面弯矩、剪力设计值，可以最后确定截面的大小和配筋。

3）锚杆计算

锚杆的规格和大小：

Td≤Nucosθ

Td------结构计算求出的锚杆水平拉力设计值；

Nu------锚杆轴向受拉承载力设计值；

θ------锚杆与水平面的倾角。

3、连续墙：

（1）特点：

2）深度不受限度；

4）刚度大，承载能力强；

5）造价高，多为大型工程所采用（逐年增多）；

6）属永久性设施，可成为主体结构的一部分；

7）对相邻建筑物影响小；

8）采用大型机械化连续作业。

（2）构造

1）须先筑1000－1500mm深混凝土导墙；

2）采用泥浆护壁；

3）分段挖槽浇注，每段长4～8m（由钢筋笼吊装能力确定）；

4）墙厚度500－1000mm，保护层厚度50～100mm；

5）每段采用接头管封堵（也可采用其他如接头箱封堵）；

6）浇筑高度应高于墙顶300～500mm，终凝后凿除；

7）混凝土等级不低于C20，骨料粒径最大40mm，宜用中砂，含砂量40～45%，水灰比不大于0.6；

8）一般需在混凝土中掺入早强减水剂，减少水灰比，增大流动性。

与排桩相同，也有商品化软件使用。

（3）锚杆与土钉的区别：

1）锚杆分为自由段和锚固段，自由段全长受力相同；

而土钉全长锚固，受力中段大两端小；

2）锚杆可施加预应力，可以主动约束土体；

土钉不能施加预应力，只能在土体变形时被动工作，不能主动约束土体。

（4）结构计算：

1）土钉抗拉承载力

a）单根土钉受拉荷载标准值Tjk：

eajk——第j个土钉位置处的基坑水平荷载标准值；

Sxj、Szj—第j根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距；

αj--——第j根土钉与水平面夹角；

ζ———荷载折减系数：

（57页）

β———土钉坡面与水平面夹角。

b）单根土钉抗拉承载力设计值Tuj：

i、二级及其以上基坑土钉抗拉承载力由试验确定；

ii、三级基坑土钉抗拉承载力由下式计算：

（58页）

γs—土钉抗拉抗力分项系数，取1.3；

dnj—第j根锚固体直径；

qsik—土钉穿越第i层土土体与锚固体极限摩阻力标准值，由现场试验确定，如无资料，可按（JGJ120-99）表6.1.4确定；

li—第j根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内长度，破裂面与水平面的夹

角为β+φk。

2

c）单根土钉土钉抗拉承载力应符合下式要求：

1.25У0Tjk≤Tuj

γ0—结构重要性系数；

2）土钉墙整体稳定验算

可按（JGJ120-99）6.2.1式计算：

（62页）

其中：

n—滑动体分条数；

m—滑动体内土钉数；

γk—整体滑动分项系数，可取1.3；

wi—第i分条土重，滑裂面位于粘土或粉土中时，岸上覆土的饱和土重度计算；

滑裂面位于砂土或碎石类土中时，按上覆土的浮重度计算；

bi—第i分条宽度；

cik—第i分条滑裂面处土体固结不排水剪粘聚力标准值；

φik—第i分条滑裂面处土体固结不排水剪内摩擦角标准值；

θi—第i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角；

αj—土钉与水平面夹角；

Li—第i分条滑裂面处弧长；

S—计算滑动体单元厚度；

Tnj—第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉力，其值为：

Tuj=∏（66页）

lni—第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度。

5、逆作拱墙

原理：

使基坑支护形成水平方向拱圈，抵抗土压力。

1）宜用于二、三级基坑；

2）利用拱受力原理挡土；

3）从上向下施工（逆作）；

4）基坑开挖深度不宜大于12m；

5）淤泥及淤泥质土场地不宜采用；

6）造价低于排桩。

1）拱墙轴线矢跨比不宜小于1/8；

2）钢筋混凝土拱混凝土等级不宜低于C25；

3）拱墙结构水平方向应通长双面配筋，总配筋率不得小于0.7%；

4）拱璧厚度：

圆形拱不小于400mm，其他拱不小于500mm；

5）拱璧上下端宜加肋梁，中部可以加数道肋梁，肋梁竖向间距不宜大于2.5m；

6）拱墙需另行设置防水体系。

3）支撑竖向布置要求

a、基坑深度小于8m时可设1道竖向支撑，10~16m时可设2～4道竖向支撑；

b、多道（层）支撑各层应上下对齐，处于同一竖向平面，各竖向平面间的水平距离不能小于3m（机械挖土不小于4m）；

c、支撑顶面不能太高，以避免与地下室顶盖支模发生冲突；

d、第一层支撑低于墙顶圈梁时，应另设腰梁；

e、最下一层支撑宜尽可能降低，以改善支撑体系的受力性能。

4）竖向斜撑体系

a、由腰梁、斜撑和斜撑基础组成；

b、斜撑一般采用型钢或组合型钢；

c、斜撑与水平夹角应与边坡稳定角度一致，一般不宜大于35°

，软土地区不宜大于26°

；

d、斜撑水平投影长度不得小于开挖面以下深度的1.5倍；

e、斜撑长度超过15m时，应在中部加设立柱，同时设置立柱顶部间系杆；

f、斜撑应沿腰梁长度方向均匀布置，间距不宜大于6m。

五、地下水控制

1、抽排水

2、止水帷幕阻隔水

3、人工井点降水

地下水处理的三种方法：

1、抽排水

（1）地表水：

在坑四周设截水沟和排水沟，防止流向基坑；

（2）基坑渗水：

在坑内侧四周设排水沟和集水坑，将坑内积水抽排。

2、止水帷幕阻隔水

（1）阻隔基坑外侧上层渗水；

（2）阻隔地下承压水；

（3）止水帷幕做法。

止水帷幕做法：

1）旋喷

由连续重叠的多个旋喷桩构成止水挡墙：

a、单管法：

将高压水泥浆（15MPa以上）通过2mm直径横向喷嘴向土中喷射，边喷射边360˚旋转边提升，在不断切削土体的同时进行不断搅拌，以形成不透水柱状水泥土加固体。

b、二重管法：

浆液、气体喷射法。

将高压水泥浆和空气同时横向喷射，使水泥浆在四周形成空气膜的条件下，扩大加固范围。

加固直径1000mm。

c、三重管法：

水、气喷射，浆液灌注搅拌混合法。

用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，切割地基土体，借空气上升力将破碎土从地表排出，同时通过另一个喷嘴将水泥浆以较低的压力注入被切割搅拌的土体中。

加固直径800～2000mm。

2）摆喷

工作原理与旋喷相同，不同的地方是不是旋转360˚，而是用两侧喷嘴旋转13～40˚，形成薄片式的帷幕。

采用人工井点降水方法将基坑附近地下水水位降低到坑底以下：

（1）水量不大，不阻水直接用井点降水。

（2）止水帷幕阻截不完全成功时用井点降水。

（3）井点降水的检测与控制。

六、基坑位移控制

1、施工前周边建筑现状测量和处理

2、施工基坑位移监控

3、应急抢险方案

（1）由具有资质的第三方、周边建筑业主、施工单位共同测量并作出记录，避免事后纠纷。

（2）地下管线的调查和保护。

（1）施工单位自行测量监控；

（2）具有资质第三方的测量监控；

（3）信息化监控管理。

（1）确定危险源及险情技术指标：

a、坑顶过大水平位移：

控制值3～5‰H

（H为实际开挖深度）；

b、坑底管涌透水；

　　f、物体打击；

c、坑底隆起；

　　　　g、高处坠落；

d、坑壁崩塌；

　　　　h、触电；

e、地表开裂；

　　　　i、机械伤害。

（2）制定险情应急方案及措施：

a、临时支撑（木桩、钢板桩、顶撑）；

b、压砂包；

c、坡顶卸载；

d、紧急降水；

e、临时遮盖坡面和裂缝，防止雨水灌入和冲刷，条件许可时用水泥浆或水泥砂浆灌缝。

（3）抢险物资准备：

a、临时支撑用木桩、型钢桩；

b、土包砂袋；

c、钢花管；

d、编织布；

e、水泵、发电机；

f、卫生药品。

七、深基坑事故实例

1、勘察

2、设计

3、施工

4、管理

5、业主干预

6、综合因素

（1）勘察失误

（2）勘察费用过低，勘察成果作假

（3）根本不做勘察

许多工程根本没有地勘报告，或不做支护补充勘察，盲目决策，导致事故发生。

（1）不能正确对待勘察结果

（2）设计考虑不周

（3）修改过于轻率

（1）护壁桩未按设计达到指定深度

（2）施工挖坏污水管未及时补救

（3）止水帷幕施工方案不当

1）协调不到位

（2）不注意限制基坑边的堆载

（3）相邻工程互相干扰

（1）取消支护

（2）随意中止施工

1）设计及施工失误

（2）设计施工管理不当

（3）设计不安全、施工质量低劣，管理不当

1.4基坑开挖和支护分类

•二常见支护方法适用范围和条件：

•尊重各地规范和成熟经验。

例如：

•建筑基坑支护技术规程（JGJ129-99）

结构形式

适用条件

排桩或地下连续墙

1）适用于1、2、3级基坑；

2）悬臂式结构在软土中不宜大于5m；

3级基坑为主；

3）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水、或地下连续墙；

水泥土墙

1）基坑等级为2、3级；

2）水泥土桩施工范围内软土地基承载力不宜大于150kPa；

3）基坑深度不宜大于6m。

土钉墙

1）基坑等级为2、3级的非软土场地（否则用复合土钉支护）；

2）基坑深度不宜大于12m（实践中已突破此范围），否则应采用复合土钉支护（结合放坡、微型桩、搅拌桩、预应力锚杆等）。

3）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水措施。

逆作拱墙

2）淤泥和淤泥质土场地不宜；

3）拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；

4）基坑深度不宜大于12m；

（实践中已突破此范围）

5）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水措施。

放坡

1）基坑等级为宜为3级；

2）施工场地应满足放坡条件；

3）可独立或与其他支护方法联合使用；

4）地下水位高于坑底时，应采用降水措施。

可组合使用。

二常见支护方法适用范围

•广州地区建筑基坑致富技术规定（GJB02-98）：

•1放坡：

•适用条件：

•1）基坑周边开阔，满足放坡条件；

•2）基坑周边土体允许有较大位移；

•3）开挖面以上一定范围内无地下水或已经降水处理；

•4）可独立或联合使用。

•不宜使用条件：

•1）淤泥和流塑土层；

•2）地下水高于开挖面或未降水处理；

二常见支护方法特点与适用范围

•2土钉墙：

•1）岩土条件较好；

•3）已经降水处理或止水处理的岩土；

•4）开挖深度不宜大于12m。

•5）地下水位以上为粘土、粉质粘土、粉土和砂土；

•1）土层为富含地下水的岩土层、含水砂土层、且未降水处理

•2）膨胀土等特殊土层；

•3）基坑周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；

•3水泥土墙：

•1）基坑开挖深度不宜大于7m，基坑周边土体允许有较大位移

•2）填土、可塑~流塑粘性土、粉土、粉细砂、松散的中粗砂；

•3）坡顶超载不大于20kpa。

•1）周边无足够施工场地；

•2）基坑周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；

•3）墙深度范围内存在富含有机质的淤泥；

•4排桩：

•适用条件

•悬臂：

基坑深度不宜大于8m。

•桩锚：

1）场地狭小且需要深开挖；

•2）周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；

•3）基坑边壁有锚杆设置地下空间；

•内撑：

•2）周边有更严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；

3）基坑周边不允许施工锚杆。

周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等。

1）基坑周边不允许施工锚杆；

•2）锚固段只能锚固在淤泥或土质较差的软土层中。

•（实践中也可以运用）

•5地下连续墙：

•适用于严格止水要求以及各类复杂土层的支护工程；

适用于任何周边复杂环境的基坑支护工程。

•悬臂式地下连续墙：

周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等，不宜使用。

•地下连续墙与锚杆联合使用时：

下列情况不宜使用。

•1）基坑周边不允许施工锚杆；

三、支护方案选择参考

等级

支护方案

说明

一级基坑

1地下连续墙加锚杆

2地下连续墙加内支撑

3地下连续墙加逆作法

4排桩加锚杆

5排桩加内支撑

6密排桩加逆作法

7组合式支护

1排桩施工工艺有多种，挖空桩、冲、钻孔桩、预制桩（单/双排）、板桩；

2排桩应该有冠梁和腰梁；

3地下连续墙可兼作永久结构和承重结构；

4坑底以上有地下水时，应止水才可用挖空排桩。

且坑内降水。

5采用逆作法时有可靠施工通风、照明等条件。

二级基坑

8悬臂式桩、墙结构

9土钉墙，或者土钉墙加预应力锚杆

1坑底以上有地下水时，

土钉支护宜进行坑外降水；

排桩支护应采用帷幕，且坑内降水。

2对于土钉支护（复合土钉或超前支护）

可采用预制桩、板桩、微型灌注桩加预应力锚杆来控制位移；

局部土体放坡段应喷射混凝土护面或堆压砂包。

三级基坑

1放坡

2土钉墙

3深层搅拌水泥土墙

4悬臂式排桩，或者单层锚杆钢板桩

1高压喷射注浆、搅拌桩等水泥土挡土墙可采用格珊或壁式；

2坑底以上有地下水时，宜进行坑内、外降水

3深度较大，分级放坡，分级之间留平台。

H/m

地下室层数

土质较差

土质较好

≤8

2

1土钉加喷锚网

2钢板桩加支撑

3灌注桩加1层顶部锚杆

4土坑分2层开挖；

2喷锚网

9~15

3~4

1喷锚网

2灌注桩加2层锚杆

3逆作法施工

4土坑分3层开挖；

2逆作法或局部逆作法施工

16~22

4~5

1逆作法施工

2台阶形支护用喷锚网

3采用喷锚网，局部加支撑

4基坑边局部预留土方

2台阶形支护，底部排桩，上部可采用喷锚网

3灌注桩加3锚杆

四支护方案优化流程

•优化步骤：

•1场地工程地质、水文地质、环境条件分析、工期、设备等；

•2支护方案选型，确定合理支护形式；

•3方法优选，方案具体细节优化；

•4最终优化方案。

其他优化经验：

•1利用基坑空间效应，拐角1/3~1/5基坑边长内，适当减少桩长与配筋；

•2（*尤其是拐角）设置斜撑、角撑；

•3双排桩和单排桩混合布置。

基坑侧壁中间双排，拐角单排；

•4圈梁、腰梁合二为一。

•5增大圈梁尺寸。

•设计方法优化：

•锚、撑点位置、桩直径与桩间距、锚杆倾角等优化。

1.5基坑设计基本要求

•二基坑设计原则和极限状态：

•

（一）总原则：

•1安全可靠：

满足支护结构本身强度、稳定性、变形要求。

•2经济合理：

在安全可靠的前提下，从工期、造价、材料、设备、人工、环境

•保护综合分析确定具有明显技术经济效益的方案。

•3施工便利并保证工期：

在安全可靠、经济合理的前提下，最大限度的满足方便施工（例如：

合理的支撑布置、便于挖土施工等），缩短工期。

•4信息化设计和施工。

•

（二）一般原则：

•1重视基本理论的指导作用；

•2设计要全面，避免漏项，考虑最不利的工况；

•3做好基坑工程总体方案的选择；

•4做好地下水和地表水的控制；

•5软土地区重视“时空效应“，精心安排挖土和施工方案；

•6认真做好监测、预测，及时反馈和采取合理措施；

•7认真研究地方规范和经验。

重大工程专家论证。

•（三）极限状态分类：

•1承载能力极限状态：

支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致

•支护结构和周边环境破坏。

•2正常使用极限状态：

支护结构的变形妨碍地下结构施工，

•或者影响周边环境的正常使用功能。

•支护结构均应进行承载能力极限状态的设计计算，

•一级基坑和对变形有限定的二级基坑，还要进行支护结构和周边环境的变形计算。

•三设计内容：

•

（一）基坑设计前应收集的资料：

•1基坑勘察报告（包括水文气象条件等）

•2邻近建筑物和地下设施的类型、分布、结构特征、基础类新和埋深、对变形要求等

•3本工程有关的资料：

用地界线和红线图、邻近地下管线土、建筑总平面图、

•地下结构平面图和剖面图、拟建建筑物基础类型以及是否先期施工等等

•4基坑开