建筑施工技術(shù)第1章 土方工程2

1、2021-12-311 1.3 1.3 建筑基坑支護(hù)建筑基坑支護(hù) 建筑基坑建筑基坑(building foundation pit)(building foundation pit)為為進(jìn)行建筑物進(jìn)行建筑物( (包括構(gòu)筑物包括構(gòu)筑物) )基礎(chǔ)與地下室的施工所基礎(chǔ)與地下室的施工所開(kāi)挖的地面以下空間開(kāi)挖的地面以下空間。 基坑支護(hù)基坑支護(hù) (retaining and protecting for (retaining and protecting for foundation excavation) foundation excavation)為保證地下結(jié)構(gòu)施為保證地下結(jié)構(gòu)施 工及基坑周邊環(huán)境的安

2、全工及基坑周邊環(huán)境的安全, ,對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán) 境采用的支擋、加固與保護(hù)措施境采用的支擋、加固與保護(hù)措施 。2021-12-312一、一、 基坑支護(hù)的作用基坑支護(hù)的作用: : 擋土和截水擋土和截水, ,保證基坑側(cè)壁的穩(wěn)定。保證基坑側(cè)壁的穩(wěn)定。二、基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)原則二、基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)原則: : ( (一一) )分類分類: : 1.1.承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài) 2.2.正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 2021-12-313( (二二) )基坑側(cè)壁安全等級(jí)基坑側(cè)壁安全等級(jí) 基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)基坑側(cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)0 0安全等級(jí)破 壞 后 果0 一級(jí)支護(hù)結(jié)

3、構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重 1.10 二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般 1.00 三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重 0.90 注:有特殊要求的建筑基坑側(cè)壁安全等級(jí)可根椐具體情況另行確定。 2021-12-314 ( (三三) )設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)內(nèi)容 1.1.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行承截能力極限狀態(tài)的計(jì)算?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行承截能力極限狀態(tài)的計(jì)算。 2.2.對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的 二級(jí)建筑基坑側(cè)壁二級(jí)建筑基坑側(cè)壁, ,尚應(yīng)

4、對(duì)基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)尚應(yīng)對(duì)基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié) 構(gòu)變形進(jìn)行驗(yàn)算。構(gòu)變形進(jìn)行驗(yàn)算。 3.3.地下水控制計(jì)算和驗(yàn)算。地下水控制計(jì)算和驗(yàn)算。2021-12-315 三三、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型: :水泥土擋墻式水泥土擋墻式排樁與板墻式排樁與板墻式邊坡穩(wěn)定式邊坡穩(wěn)定式深層攪拌水泥土樁墻深層攪拌水泥土樁墻高壓旋噴樁墻高壓旋噴樁墻板樁式板樁式排樁式排樁式板墻式板墻式組合式組合式土釘墻土釘墻錨桿支護(hù)錨桿支護(hù)鋼板樁鋼板樁混凝土板樁混凝土板樁型鋼橫擋板型鋼橫擋板鋼管樁、預(yù)制混凝土樁鋼管樁、預(yù)制混凝土樁鉆孔灌筑樁鉆孔灌筑樁挖孔灌筑樁挖孔灌筑樁現(xiàn)澆地下連續(xù)墻現(xiàn)澆地下連續(xù)墻預(yù)制裝配式地下連續(xù)墻預(yù)制裝配

5、式地下連續(xù)墻加筋水泥土樁加筋水泥土樁 （SWMSWM工法工法) )高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土墻高應(yīng)力區(qū)加筋水泥土墻2021-12-316 支護(hù)結(jié)構(gòu)選型表支護(hù)結(jié)構(gòu)選型表 結(jié) 構(gòu) 型 式 適 用 條 件排樁或地下連墻 1.適于基坑側(cè)壁安全等級(jí)一、二、三級(jí) 2.懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場(chǎng)地中不宜大于5m 3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻 水泥土墻 1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí) 2.水泥地樁施工范圍內(nèi)地基土承截力不宜大于150kpa 3.基坑深度夾不宜大于6m 土釘墻 1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土地 2.基坑深度不宜大于12m 3.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),應(yīng)采用降

6、水或截水措施 逆作拱墻 1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí) 2.淤泥和淤泥質(zhì)土場(chǎng)地不宜采用 3.拱墻軸線的矢跨比不宜小用1/8 4.基坑深度不宜大于12m 5.當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí),應(yīng)采用降水或截水措施 放 坡 1.基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為三級(jí) 2.施工場(chǎng)地應(yīng)滿足放坡條件 3.可獨(dú)立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用 4.當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時(shí),應(yīng)采用降水措施2021-12-317四、基坑支撐的選型四、基坑支撐的選型 鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼結(jié)構(gòu)支撐 坑內(nèi)支撐坑內(nèi)支撐 鋼筋混凝土支撐鋼筋混凝土支撐 頂部拉錨頂部拉錨 坑外拉錨坑外拉錨 土層錨桿拉錨土層錨桿拉錨五、基坑支護(hù)五、基坑支護(hù)( (支撐支撐) )的破壞形式的破壞形

7、式 a)a)拉錨破壞或支撐壓曲拉錨破壞或支撐壓曲 承載力破壞承載力破壞 b)b)支護(hù)破壞支護(hù)破壞( (底部走動(dòng)底部走動(dòng)) ) c) c)平面變形過(guò)大或彎曲破壞平面變形過(guò)大或彎曲破壞 d)d)整體失穩(wěn)整體失穩(wěn) 穩(wěn)定性破壞穩(wěn)定性破壞 e)e)基坑隆起基坑隆起 f)f)管涌和流砂管涌和流砂2021-12-318123452121216887(a)(b)(d)(c) 支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)支撐和拉錨1-支護(hù)墻體;2-圍檁;3-內(nèi)支撐;4-支撐立柱;5-土層錨桿;6-錨碇;7-錨樁;8-拉桿;2021-12-3191.3.11.3.1 土方邊坡土方邊坡一、條件與因素一、條件與因素 T C T土體下滑力。下滑土體的分

8、力，受坡上荷載、雨水、靜水壓力影響。C土體抗剪力。由土質(zhì)決定，受氣候、含水量及動(dòng)水壓力影響。 1、邊坡穩(wěn)定的條件 2、確定邊坡大小的因素（主要6個(gè)方面）土質(zhì)、開(kāi)挖深度、開(kāi)挖方法、留置時(shí)間、排水情況、坡上荷載（動(dòng)、靜、無(wú)）或者說(shuō)：土體的穩(wěn)定條件是：或者說(shuō)：土體的穩(wěn)定條件是：在土體的重力及外部荷載作用下所產(chǎn)生的剪應(yīng)力剪應(yīng)力小于土體的抗剪強(qiáng)度小于土體的抗剪強(qiáng)度。QTC滑坡面2021-12-3110二、放坡與護(hù)面二、放坡與護(hù)面1、直壁（不加支撐）的允許深度： 2、放邊坡 （1）邊坡坡度）邊坡坡度 m坡度系數(shù)。mB/H HB1:mi=tg=H/B=1:(B/H)=1:m2021-12-3111（2 2）

9、邊坡形式：）邊坡形式：斜坡、折線坡、踏步（臺(tái)階）式斜坡、折線坡、踏步（臺(tái)階）式 （3 3）最陡坡度規(guī)定）最陡坡度規(guī)定：土質(zhì)均、水位低、時(shí)間短、5m深以內(nèi)。2021-12-3112深度在5m內(nèi)的基坑、基槽、管溝邊坡的最陡坡度3、邊坡護(hù)面措施：、邊坡護(hù)面措施：覆蓋法，掛網(wǎng)法，掛網(wǎng)抹面法，土袋、砌磚壓坡法，噴混凝土法、土釘墻土的類別邊坡坡度（高:寬）坡頂無(wú)無(wú)荷載坡頂有靜靜載坡頂有動(dòng)動(dòng)載中密的砂土1 :1.001:1.251:1.50中密的碎石類砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石類粘土1:0.501:0.671:0.752021-12-31

10、13基坑邊坡護(hù)面方法示意圖基坑邊坡護(hù)面方法示意圖（d）土袋或砌石壓坡護(hù)面）土袋或砌石壓坡護(hù)面（c）鋼絲網(wǎng)混凝土或鋼筋混凝土護(hù)面）鋼絲網(wǎng)混凝土或鋼筋混凝土護(hù)面（a）薄膜或砂漿覆）薄膜或砂漿覆蓋蓋（b）掛網(wǎng)或掛網(wǎng)抹砂漿護(hù)面）掛網(wǎng)或掛網(wǎng)抹砂漿護(hù)面2021-12-3114護(hù)腳矮墻護(hù)腳矮墻立緣石立緣石拱緣石拱緣石填心土填心土2021-12-3115錨索地梁錨索地梁2021-12-3116錨桿行列式布置錨桿行列式布置, ,間距間距1.253m, ,傾角傾角10200; 巖石護(hù)面噴射砼巖石護(hù)面噴射砼2021-12-3117石籠網(wǎng)是由熱鍍鋅石籠網(wǎng)是由熱鍍鋅鋼鋼絲絲或包覆或包覆PVCPVC鋼絲編織鋼絲編織而成的

11、生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)。而成的生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)。廣泛用于渠道河床或廣泛用于渠道河床或護(hù)岸、護(hù)坡。護(hù)岸、護(hù)坡。 2021-12-3118客車被埋客車被埋, ,車上車上有乘客有乘客3131人人2021-12-3119 1.4 1.4 地下水控制地下水控制 地下水控制地下水控制 (groundwater controlling) (groundwater controlling) 為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑挖土為保證支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、基坑挖土 、地下室施工及基、地下室施工及基坑周邊環(huán)境安全而采取的排水、降水坑周邊環(huán)境安全而采取的排水、降水 、截水或回灌、截水或回灌措施。措施。方法名稱土 類滲透系數(shù)(m/d)降水深度(m

12、)水文地質(zhì)特征 集水明排 填土、粉土、粘性土、砂土 7 20.0 5上層滯水或水量不大的潛水降 水真空井點(diǎn) 0.120.0單級(jí)6多級(jí)20噴射井點(diǎn) 0.120.0 5含水豐富的潛水、承壓水、裂隙水 截 水粘性土、粉土、砂土、碎石、巖溶巖 不 限 不 限 回 灌 填土、粉土、砂土、碎石土 0.1200 不 限地下水控制方法適用條件2021-12-3120方法方法1.1.集水明排集水明排4.4.回灌回灌2.2.降水降水真空井點(diǎn)真空井點(diǎn) , ,噴射井點(diǎn)噴射井點(diǎn) , ,管井井點(diǎn)管井井點(diǎn)3.3.截水截水2021-12-3121 一、集水明排一、集水明排: :2021-12-3122GDGD2 21 1 動(dòng)

13、力壓力原理圖動(dòng)力壓力原理圖(a)(a)水在土中滲流的力學(xué)現(xiàn)象水在土中滲流的力學(xué)現(xiàn)象;(b);(b)動(dòng)力壓力對(duì)地基土的影響動(dòng)力壓力對(duì)地基土的影響 1 1、2-2-土顆粒土顆粒w wh2 2F Fh1 1h2 2w wh1 1F FTLFL二、流砂及其防治二、流砂及其防治: :流砂現(xiàn)象流砂現(xiàn)象: :當(dāng)基坑開(kāi)挖到地下水位以下時(shí)當(dāng)基坑開(kāi)挖到地下水位以下時(shí), ,有時(shí)坑底土有時(shí)坑底土 會(huì)進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài)會(huì)進(jìn)入流動(dòng)狀態(tài), ,隨地下水涌入基坑。隨地下水涌入基坑。( (一一) )動(dòng)水壓力動(dòng)水壓力: : 2021-12-3123X = 0X = 0 wwILhhT= =- -= =21wh1 1F - -wh2 2F

14、- -TLF = 0= 0得得:動(dòng)水壓力動(dòng)水壓力 G GD D: 流動(dòng)中的地下水對(duì)土顆粒產(chǎn)生的壓力。流動(dòng)中的地下水對(duì)土顆粒產(chǎn)生的壓力。GD = = - -T = = - -I I w 2021-12-3124（二）流砂發(fā)生的外部條件（二）流砂發(fā)生的外部條件 : : 式中式中: - : - 土的浸水密度土的浸水密度( ( 浮密度浮密度 );); - - 土的重力密度土的重力密度; ; - - 水的密度。水的密度。GD = - -wwGD2021-12-31252021-12-3126( (三三) )、流砂的防治、流砂的防治: :1.1.途徑途徑: : (1)(1)減小或平衡動(dòng)水壓力。減小或平衡動(dòng)

15、水壓力。 (2)(2)改變動(dòng)水壓力的方向。改變動(dòng)水壓力的方向。 (3)(3)截?cái)嗟叵滤?。截?cái)嗟叵滤鳌?.2.方法方法: : （1 1）搶挖法；）搶挖法； （2 2）打鋼板樁法；）打鋼板樁法； （3 3）水下挖土法；）水下挖土法； （4 4）在枯水季節(jié)開(kāi)挖基坑；）在枯水季節(jié)開(kāi)挖基坑； （5 5）地下連續(xù)墻法；）地下連續(xù)墻法； （6 6）用井點(diǎn)法降低地下水位；）用井點(diǎn)法降低地下水位； 2021-12-3127三、降三、降 水水: : 作用作用: : 消除流砂（管涌）現(xiàn)象消除流砂（管涌）現(xiàn)象 、穩(wěn)定土方邊坡、穩(wěn)定土方邊坡 、加速土的固結(jié)。、加速土的固結(jié)。2021-12-3128( (一一) )、

16、真空井點(diǎn)、真空井點(diǎn):(:(輕型井點(diǎn)輕型井點(diǎn)) )2021-12-31291 1、井點(diǎn)設(shè)備、井點(diǎn)設(shè)備: :(1)(1)管路系統(tǒng)管路系統(tǒng): : 濾濾 管管：直徑：直徑50mm50mm，長(zhǎng)，長(zhǎng)1m1m、1.2m1.2m、1.5m1.5m 井點(diǎn)管井點(diǎn)管：直徑：直徑50mm50mm，長(zhǎng)，長(zhǎng)5 m5 m、6m6m或或7m7m的鋼管的鋼管 總總 管管：直徑：直徑100 100 127mm127mm，每段，每段4m4m， 接頭間距接頭間距 0.8m0.8m 彎聯(lián)管彎聯(lián)管：硬塑料透明管：硬塑料透明管 (2)(2)抽水設(shè)備抽水設(shè)備: : 真空泵設(shè)備：真空泵、離心泵、水氣分離箱真空泵設(shè)備：真空泵、離心泵、水氣分離箱

17、 射流泵設(shè)備：射流器、離心泵、循環(huán)水箱射流泵設(shè)備：射流器、離心泵、循環(huán)水箱7 76 65 54 43 32 21 18 81000100015001500 濾管構(gòu)造1-鋼管;2-管壁上小孔;3-纏繞的鐵絲;4-細(xì)濾網(wǎng);5-粗濾網(wǎng);6-粗鐵絲保護(hù)網(wǎng);7-井點(diǎn)管;8-鑄鐵頭2021-12-31302 2、井點(diǎn)布置、井點(diǎn)布置: :(1)(1)平面布置平面布置 : : 單排布置單排布置：基坑上口寬度：基坑上口寬度 B 6mB=1.85(4.8+1)=10.73m含水層厚度，取含水層厚度，取 H H0 0= H=7.5m= H=7.5m 00lglg)2(366.1xRSSHKQ-=82.08 .58 .4=lss8 .4= sKHSR095.1=m79.4155 .75 .395.1=mFx95.818140=pp2021-12-3151代入公式代入公式 ：（3 3）井點(diǎn)管數(shù)量和間距）井點(diǎn)管數(shù)量和間距: : 單根井點(diǎn)管的最大出水量：?jiǎn)胃c(diǎn)管的最大出水量： 井點(diǎn)管數(shù)量井點(diǎn)管數(shù)量 井距井距 標(biāo)準(zhǔn)距離標(biāo)準(zhǔn)距離 D= 0.8 D= 0.8 * *3 = 2.4m D