深基坑工程(高大釗)課件

深基坑工程同濟(jì)大學(xué)高大釗2008年3月深基坑工程同濟(jì)大學(xué)高大釗1內(nèi)容深基坑工程在我國的發(fā)展逆作法與凍結(jié)法的應(yīng)用基坑工程的失效模式與案例深基坑工程方案設(shè)計(jì)內(nèi)容深基坑工程在我國的發(fā)展2在我國，深基坑工程是最近20多年中迅速發(fā)展起來的一個(gè)領(lǐng)域。以前的幾十年中，由于建筑物的高度不高，基礎(chǔ)的埋置深度很淺，很少用地下室，基坑的開挖一般僅作為施工單位的施工措施，最多用鋼板樁解決問題，沒有專門的設(shè)計(jì)，也并沒有引起工程界太多的關(guān)注。在我國，深基坑工程是最近20多年中迅速發(fā)展起320多年來，由于高層建筑、地下空間的發(fā)展，深基坑工程的規(guī)模之大、深度之深，成為巖土工程中事故最為頻繁的領(lǐng)域，給巖土工程界提出了許多技術(shù)難題。因此也是巖土工程中發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一，成為巖土工程的技術(shù)熱點(diǎn)和難點(diǎn)。

20多年來，由于高層建筑、地下空間的發(fā)展，深4技術(shù)難點(diǎn)：1.土力學(xué)的強(qiáng)度、變形、滲透三大課題全部都出現(xiàn)；2.施工因素的影響既巨大而又具有非常的不確定性；3.各種破壞模式相互交叉，互為因果，設(shè)計(jì)計(jì)算模式的不清晰性；技術(shù)難點(diǎn)：5熱點(diǎn)：1.事故的頻率高，災(zāi)害的涉及面寬，對(duì)社會(huì)的影響非常大，引起政府和社會(huì)的高度關(guān)注；2.工程費(fèi)用占造價(jià)的比例高，業(yè)主對(duì)基坑工程的壓價(jià)，方案不合理和安全度過低是高事故率的潛在因素；3.施工方過度追求高速度和低成本是高事故率的直接引發(fā)因素。熱點(diǎn)：6通過20多年的工程實(shí)踐和業(yè)內(nèi)人士的努力，學(xué)術(shù)研究和工程研發(fā)非常活躍，在深基坑工程領(lǐng)域中，取得了很大的進(jìn)展，主要表現(xiàn)為下面幾個(gè)方面：深基坑工程(高大釗)ppt課件71.設(shè)計(jì)思想的更新2.施工技術(shù)的發(fā)展3.設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步4.管理制度的建立5.標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展深基坑工程領(lǐng)域的進(jìn)展1.設(shè)計(jì)思想的更新深基坑工程領(lǐng)域的進(jìn)展8設(shè)計(jì)思想的更新1.深基坑工程的設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)項(xiàng)目或設(shè)計(jì)階段；2.深基坑工程設(shè)計(jì)包括方案設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，方案設(shè)計(jì)階段的工作是決定性的環(huán)節(jié)。基坑工程設(shè)計(jì)的條件很大程度上取決于施工，基坑工程設(shè)計(jì)與施工組織設(shè)計(jì)的關(guān)系異常密切，在方案設(shè)計(jì)時(shí)必須統(tǒng)一考慮；設(shè)計(jì)思想的更新1.深基坑工程的設(shè)計(jì)是一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)項(xiàng)目或93.深基坑工程設(shè)計(jì)不僅要滿足地下室施工空間和安全的要求，而更重要的是必須滿足保護(hù)環(huán)境的要求；4.深基坑工程設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度和變形兩種極限狀態(tài)，在許多情況下，由于環(huán)境條件的限制，滿足變形控制的要求比滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求更為嚴(yán)格，基坑工程的成敗經(jīng)常取決于變形控制。3.深基坑工程設(shè)計(jì)不僅要滿足地下室施工空間和安全的要求，而更105.地下水是控制基坑工程性狀的重要條件，水壓力占作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向壓力的重要部分，地下水的動(dòng)水壓力和滲透破壞常常是基坑工程失效的主要原因，地下水影響是基坑工程設(shè)計(jì)中不確定性最大、控制最困難的問題。5.地下水是控制基坑工程性狀的重要條件，水壓力占作用于圍護(hù)結(jié)11施工技術(shù)的進(jìn)步這里講的是綜合性的施工技術(shù)，施工技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)設(shè)計(jì)、檢測等方法的進(jìn)步。逆作法凍結(jié)法SMW工法施工技術(shù)的進(jìn)步這里講的是綜合性的施工技術(shù)，施工技術(shù)的進(jìn)步帶動(dòng)12設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步1.

符合兩墻合一使用要求的設(shè)計(jì)方法“兩墻合一”是指圍護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)作為地下主體結(jié)構(gòu)一部分，即圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻與地下室外墻合一?！皟蓧弦弧笔浅浞职l(fā)揮地下連續(xù)墻承載作用的一種設(shè)計(jì)思路，具有很大的經(jīng)濟(jì)意義，是地下連續(xù)墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向，正在一些重要的工程中采用。采取兩墻合一設(shè)計(jì)的基坑工程，在設(shè)計(jì)方法上不同于一般的圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于承載、防滲、結(jié)構(gòu)連接都提出了非常高的要求，推動(dòng)了基坑工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的發(fā)展。設(shè)計(jì)方法的進(jìn)步1.

符合兩墻合一使用要求的設(shè)計(jì)方法132.深基坑工程數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展作用于柔性結(jié)構(gòu)上的土壓力實(shí)際上是結(jié)構(gòu)與土共同作用的響應(yīng)，采用有限元方法在原理上可以解決這類問題的計(jì)算，在實(shí)現(xiàn)中還有各種困難需要進(jìn)一步去解決，20多年來深基坑工程的數(shù)值解計(jì)算方法得到了長足的進(jìn)步。2.深基坑工程數(shù)值計(jì)算方法的發(fā)展143.

計(jì)算軟件及商業(yè)化開發(fā)研究深基坑工程的設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容和要求日益提高，已經(jīng)必須依靠計(jì)算機(jī)才能實(shí)現(xiàn)深基坑工程設(shè)計(jì)的計(jì)算工作要求。于是，計(jì)算程序的開發(fā)研究有了很大的發(fā)展，形成了一些商業(yè)化的計(jì)算軟件。但計(jì)算軟件只能作為一種工具和手段，garbageinto，garbageout.正確的方法應(yīng)當(dāng)是計(jì)算加工程判斷。不能盲目地依賴計(jì)算軟件。3.

計(jì)算軟件及商業(yè)化開發(fā)研究15上海力學(xué)學(xué)會(huì)舉行的一次

深基坑工程計(jì)算軟件考核開挖深度為15m的3層地下室基坑采用1000mm厚的地下連續(xù)墻三道鋼筋混凝土支撐支撐的尺寸、位置平面布置都統(tǒng)一規(guī)定土層的設(shè)計(jì)參數(shù)和地面荷載也都統(tǒng)一規(guī)定上海力學(xué)學(xué)會(huì)舉行的一次

深基坑工程計(jì)算軟件考核開挖深度為1516深基坑工程(高大釗)ppt課件17深基坑工程(高大釗)ppt課件18深基坑工程(高大釗)ppt課件19深基坑工程(高大釗)ppt課件20深基坑工程(高大釗)ppt課件21管理制度的建立許多主要的城市都先后建立了不同形式的機(jī)構(gòu)，規(guī)定了深基坑工程的設(shè)計(jì)方案必須經(jīng)過評(píng)審，這一制度的建立為深基坑工程走向健康的發(fā)展提供了制度的保證。管理制度的建立許多主要的城市都先后建立了不同22標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展20年來，在總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，許多城市編制了地方的深基坑工程技術(shù)規(guī)范，二本全國性的深基坑工程技術(shù)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，初步確立了我國深基坑工程的標(biāo)準(zhǔn)化體系，給深基坑工程的設(shè)計(jì)和施工有章可循，有法可依。第二輪的規(guī)范修編工作正在開展，總結(jié)十余年來的經(jīng)驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)化工作的開展20年來，在總結(jié)工程經(jīng)驗(yàn)的基23逆作法與凍結(jié)法的應(yīng)用逆作法與凍結(jié)法的應(yīng)用24深基坑工程的逆作法深基坑工程的逆作法25逆作法是地上和地下同時(shí)施工的方法，又稱為逆筑法。逆作法利用先施工的地下連續(xù)墻和中間支承柱承受荷載，從地面逐層下挖并從上到下地完成地下室的梁板、樓面工程，利用上一層的樓板結(jié)構(gòu)作為下一層開挖時(shí)的支撐，逐層交替開挖與澆筑樓板結(jié)構(gòu)；與此同時(shí)，逐層向上建造上部結(jié)構(gòu)，使地面上和地下可同時(shí)進(jìn)行施工。因此，可以縮短工期，降低造價(jià)，是一種合理的建筑方法，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

逆作法是地上和地下同時(shí)施工的方法，又稱為逆筑法。逆作261935年日本首次提出逆作法施工的概念，經(jīng)歷了60余年的研究與工程實(shí)踐，目前已應(yīng)用于高層建筑的多層地下室、大型地下商場、地下車庫、地鐵、隧道和大型變電站及污水處理池等構(gòu)筑物。國際上采用逆作法建造的地下建筑：最大的是東京八重洲地下街，共３層，建筑面積７萬m2；最深的地下街是莫斯科切爾坦沃住宅小區(qū)地下街，深達(dá)70~100m;最高的地下綜合體是德國慕尼黑卡爾斯廣場綜合體，共６層。1935年日本首次提出逆作法施工的概念，經(jīng)歷了60余年的271994年日本新建的高層建筑中，地下結(jié)構(gòu)有18.2%采用逆作法施工。1965~1989年，德國慕尼黑地鐵共建57座地鐵車站中，20座采用逆作法施工。我國在最近10余年來，在北京、上海、遼寧、深圳、廣州等地推廣了逆作法施工技術(shù)，有60多項(xiàng)工程項(xiàng)目的地下結(jié)構(gòu)采用了逆作法施工。1994年日本新建的高層建筑中，地下結(jié)構(gòu)有18.2%采用28逆作法施工的基本概念圖示逆作法施工的基本概念圖示29深基坑工程(高大釗)ppt課件30深基坑工程(高大釗)ppt課件31深基坑工程(高大釗)ppt課件32深基坑工程(高大釗)ppt課件33深基坑工程(高大釗)ppt課件34深基坑工程(高大釗)ppt課件35深基坑工程(高大釗)ppt課件36深基坑工程(高大釗)ppt課件37深基坑工程(高大釗)ppt課件381.縮短工程施工的總工期2.基坑變形小，相鄰建筑物的沉降小3.可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用4.使底板設(shè)計(jì)趨向合理5.可節(jié)省支撐費(fèi)用6.可最大限度利用紅線內(nèi)的地下空間逆作法的特點(diǎn)1.縮短工程施工的總工期逆作法的特點(diǎn)39縮短工程施工的總工期帶多層地下室的高層建筑，如采用傳統(tǒng)方法施工，其總工期為地下結(jié)構(gòu)的工期加地上結(jié)構(gòu)的工期，再加裝修等所占的工期。

地下結(jié)構(gòu)施工主體結(jié)構(gòu)施工裝修縮短工程施工的總工期帶多層地下室的高層建筑，40采用逆作法施工，一般情況下只有地下一層占絕對(duì)工期，其他各層地下室可與地上結(jié)構(gòu)同時(shí)施工，不占絕對(duì)工期，因此可以縮短工程的總工期。地下結(jié)構(gòu)施工主體結(jié)構(gòu)施工裝修地下一層地下地上同時(shí)施工裝修采用逆作法施工，一般情況下只有地下一層占絕對(duì)工期，其他各層地41日本讀買新聞社大樓，地上９層，地下６層，用封閉式逆作法施工，總工期只用了２２月，比傳統(tǒng)施工方法縮短工期６個(gè)月。法國巴黎拉弗埃特百貨大樓，６層地下室，用逆作法施工，工期縮短1/3。廣州新中國大廈，地上４３層，地下５層，平均開挖深度１９ｍ，采用逆作法施工，工期縮短１１個(gè)月。日本讀買新聞社大樓，地上９層，地下６層，用封42工程名稱地下層數(shù)地上層數(shù)逆作工期節(jié)省造價(jià)逆作層數(shù)上海恒積大廈4225月11％4/4上海明天廣場3567月12％6/3上海京沙大廈2275月10％4/2杭州凱悅大酒店93工程名稱地下地上逆作工期節(jié)省造價(jià)逆作層數(shù)上海恒積大廈422543基坑變形小，相鄰建筑物的沉降小采用逆作法施工，是利用逐層澆筑的地下室結(jié)構(gòu)作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)支撐。與臨時(shí)支撐相比，地下結(jié)構(gòu)的剛度大得多，所以，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形小得多，相鄰建筑物的變形也小得多。同時(shí)，由于中間支承柱的存在，底板增加了支點(diǎn)，澆筑后的底板成為多跨的連續(xù)板結(jié)構(gòu)，減少了隆起?；幼冃涡?，相鄰建筑物的沉降小采用逆作法施工44工程名稱管線最大位移地下墻最大水平位移相鄰柱最大沉降差上海恒積大廈水平14.6mm豎直17.0mm33.0mm13.7mm上海明天廣場水平18.4mm豎直24.9mm19.0mm8.5mm上海京沙大廈水平23.5mm豎直16.5mm37.5mm7.0mm工程名稱管線地下墻最大水平位移相鄰柱上海恒積大廈水平14.645德意志聯(lián)邦銀行大樓用逆作法施工；而聯(lián)邦德國國家銀行總部大樓的深度相同，用地下連續(xù)墻加五層土錨的傳統(tǒng)方法施工。兩者的比較如下：施工方法變形量（ｍｍ）連續(xù)墻的水平變形底板隆起鄰近建筑物沉降逆作法26~35184~20傳統(tǒng)方法20~606025~50德意志聯(lián)邦銀行大樓用逆作法施工；而聯(lián)邦德國國家銀行總部大46逆作法有七個(gè)“小”的特點(diǎn)墻前水平位移?。粔蟪两敌?；坑底隆起小；差異變形小；樓板應(yīng)力??；土壓力??；墻體應(yīng)力小。逆作法有七個(gè)“小”的特點(diǎn)墻前水平位移??；47可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用多層地下室采用常規(guī)的支護(hù)結(jié)構(gòu)，包括錨桿與內(nèi)支撐，都需要圍護(hù)樁或圍護(hù)墻，錨桿或內(nèi)支撐，花費(fèi)的工程費(fèi)用很可觀。采用逆作法施工，要求圍護(hù)墻也能發(fā)揮永久性結(jié)構(gòu)的承重作用，材料得到充分的利用，節(jié)省了地下室外墻與外墻下工程樁的費(fèi)用，據(jù)分析可以節(jié)省地下室工程造價(jià)的1/3左右?？晒?jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費(fèi)用多層地下室采用常規(guī)的支48順作法施工逆作法施工順作法施工逆作法施工49使底板設(shè)計(jì)趨向合理鋼筋混凝土底板要滿足抗浮要求。用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，底板的支點(diǎn)少，跨度大，上浮力產(chǎn)生的彎矩大，有時(shí)為了滿足施工時(shí)的抗浮要求，而需要加大底板的厚度，或增強(qiáng)底板的配筋。用逆作法施工時(shí)，底板的支點(diǎn)增多，跨度小，彎矩比較小，底板的設(shè)計(jì)可以更為合理。使底板設(shè)計(jì)趨向合理鋼筋混凝土底板要滿足抗浮要求。用傳統(tǒng)方法施50可節(jié)省支撐費(fèi)用深度大的多層地下室，用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，為了減少支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形，需要設(shè)置強(qiáng)大的內(nèi)支撐或錨桿，消耗大量的材料，費(fèi)用相當(dāng)可觀。用逆作法施工，利用地下室的梁板系統(tǒng)來支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)置臨時(shí)的支、錨體系，節(jié)省材料，不需要拆撐，縮短工期，避免污染環(huán)境。可節(jié)省支撐費(fèi)用深度大的多層地下室，用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，為了減少51可最大限度利用紅線內(nèi)的地下空間多層地下室采用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，在地下室外墻與紅線之間必須留有支護(hù)結(jié)構(gòu)截面尺寸和施工操作面所必要的距離，縮小了地下室的建筑面積。采用逆作法施工時(shí)，在滿足室外管線或構(gòu)筑物布置的前提下，作為地下室外墻的地下連續(xù)墻可以緊靠建筑紅線?？勺畲笙薅壤眉t線內(nèi)的地下空間多層地下室采用傳統(tǒng)方法施工時(shí)，52深基坑工程(高大釗)ppt課件53逆作法施工的一些代表性工程上海寥創(chuàng)興金融中心上海仲盛商業(yè)中心廣州新中國大廈上海世博500kV地下變電站逆作法施工的一些代表性工程上海寥創(chuàng)興金融中心54上海寥創(chuàng)興金融中心主樓37層，裙房3層，5層地下室，基坑平均開挖深度22.4m，地下室每層面積4000m2。上海寥創(chuàng)興金融中心主樓37層，裙房3層，5層地下室，基坑平均55地下連續(xù)墻厚度1000mm，深度35m。地下連續(xù)墻與中柱樁之間，中柱樁之間的差異變形不超過20mm和1/400柱距，使樓板不致產(chǎn)生裂縫。墻體側(cè)斜孔的最大位移20.01~34.59mm之間。地下連續(xù)墻頂?shù)乃轿灰坪芪⑿《鴽]有測到。地下連續(xù)墻頂?shù)呢Q向位移6.1~15.4mm之間。地下連續(xù)墻厚度1000mm，深度35m。56

地下連續(xù)墻后的土體水平位移18.84~21.65mm之間。支撐軸力和樓板應(yīng)力均控制在設(shè)計(jì)允許范圍以內(nèi)。支撐軸力86kN~392kN之間。樓板應(yīng)力2.01kN~5.41kN之間。中柱樁的隆起變形13.5mm~29.9mm之間。地下連續(xù)墻后的土體水平位移18.84~21.65mm之間57上海仲盛商業(yè)中心地上五層，地下三層。基坑面積50000m2，開挖深度13.5m。上海仲盛商業(yè)中心地上五層，地下三層。58深基坑工程(高大釗)ppt課件59中心島順作，三級(jí)放坡，周邊環(huán)板一層逆作；地下連續(xù)墻兩墻合一；基坑外側(cè)采用卸土放坡；中心島順作，三級(jí)放坡，周邊環(huán)板一層逆作；60廣州新中國大廈地上13層，地下5層，開挖深度19m，工程占地7343m2。地下連續(xù)墻厚度800mm，深度25m。布置了6個(gè)深度為22ｍ的降水井。采用逆作法，工期比順作法減少11個(gè)月。廣州新中國大廈地上13層，地下5層，開挖深度19m，61深基坑工程(高大釗)ppt課件62上海世博500kV地下變電站上海世博500kV地下變電站，開挖深度34m，基坑面積13000m2，地下結(jié)構(gòu)外墻外壁直徑130m。采用地下連續(xù)墻兩墻合一，地下連續(xù)墻厚度1200mm，結(jié)構(gòu)梁板代替水平支撐，環(huán)形臨時(shí)支撐，逆作法施工。上海世博500kV地下變電站上海世博500kV地下變電站63深基坑工程(高大釗)ppt課件64深基坑工程(高大釗)ppt課件65上海市的逆作法工法簡介

(YJGF02-96)1.工法特點(diǎn)2.工藝原理3.適用范圍4.施工工藝5.質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)6.機(jī)械設(shè)備7.施工安全8.工程實(shí)例及效益分析上海市的逆作法工法簡介

(YJGF02-96)1.工法特點(diǎn)66工法特點(diǎn)利用柱下樁和地下連續(xù)墻作為逆作法施工期間承受地上、地下結(jié)構(gòu)荷載和施工荷載的構(gòu)件，利用地下室樓板作為基坑施工的支撐。首層樓板結(jié)構(gòu)完成以后，在樓板下挖土，采用土模承重法澆筑下一層樓板。循環(huán)采用上述方法繼續(xù)施工。工法特點(diǎn)利用柱下樁和地下連續(xù)墻作為逆作法施工期間承受地上、地67工藝原理先沿建筑物周圍施工地下墻，在建筑物內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線施工柱下支承樁。然后進(jìn)行地下首層施工，完成后同時(shí)施工地下、地上結(jié)構(gòu)。待大底板完成后，再進(jìn)行復(fù)合柱、復(fù)合墻的施工。工藝原理先沿建筑物周圍施工地下墻，在建筑物內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線施工68施工工藝（要點(diǎn)）按設(shè)計(jì)圖紙要求，埋設(shè)地下結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的鋼板及連接鋼筋；暴露節(jié)點(diǎn)后按設(shè)計(jì)要求清理、焊接。結(jié)構(gòu)沉降差控制，對(duì)地下連續(xù)墻底部和柱下樁的底部進(jìn)行注漿；根據(jù)靜載荷試驗(yàn)曲線，計(jì)算各工況的沉降，得出在極限沉降差范圍內(nèi)的上部結(jié)構(gòu)可能施工的層數(shù)；進(jìn)行沉降觀測，擬合荷載～沉降關(guān)系，預(yù)測施工過程中的沉降差，控制施工。施工工藝（要點(diǎn)）按設(shè)計(jì)圖紙要求，埋設(shè)地下結(jié)構(gòu)相關(guān)節(jié)點(diǎn)的鋼69凍結(jié)法施工凍結(jié)法施工70利用人工制冷技術(shù)，使土層中的水結(jié)冰將天然土變成凍土以增加其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，凍結(jié)加固均勻完整，形成一道凍土墻，不僅可以承受水土壓力和基坑開挖過程中的各種施工荷載，而且可作為一道防水性很好的止水帷幕，發(fā)揮圍護(hù)結(jié)構(gòu)的作用，在凍土墻的保護(hù)下進(jìn)行地下結(jié)構(gòu)的施工。凍結(jié)法施工在采礦工程中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。但用于深基坑工程則是近幾年的發(fā)展。利用人工制冷技術(shù)，使土層中的水結(jié)冰將天然土變成凍土以增加71人工凍結(jié)法的應(yīng)用開始于19世紀(jì)。1883年，德國阿爾里德煤礦井筒施工中首次應(yīng)用凍結(jié)法并獲得成功。1886年，瑞典24ｍ長的人行隧道建設(shè)工程中，首先將凍結(jié)法應(yīng)用于城市土木工程。100多年來，人工凍結(jié)法在各種工程建設(shè)中得到了應(yīng)用，解決了許多困難的施工問題。人工凍結(jié)法的應(yīng)用開始于19世紀(jì)。1883年，德國阿爾里德72德國多塞道夫中心火車站附近，擴(kuò)展的地鐵要經(jīng)過居民建筑和鬧市街道，隧道頂部離建筑物基礎(chǔ)只有很小頂距離，在三段40m長的隧道施工中成功地采用了人工凍結(jié)法。日本名古屋建造地下輸電隧道時(shí)，在兩個(gè)隧道地連接處，成功地應(yīng)用了人工凍結(jié)法技術(shù)。德國多塞道夫中心火車站附近，擴(kuò)展的地鐵要經(jīng)過居民建筑和鬧7370年代，北京地鐵建設(shè)時(shí)首次采用人工凍結(jié)法，凍結(jié)段長90m，深度28m。1975年，沈陽地鐵２號(hào)井采用凍結(jié)法施工，井筒直接7m，凍結(jié)深度51m。1992年、1998年上海地鐵施工中成功采用凍結(jié)法施工技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)成為成熟的施工方法，用以區(qū)間隧道的修筑旁通道。1997年北京復(fù)八線采用凍結(jié)法加固隧道頂部土層。70年代，北京地鐵建設(shè)時(shí)首次采用人工凍結(jié)法，凍結(jié)段長9074凍結(jié)技術(shù)用于基坑工程的可行性取決于設(shè)計(jì)要求、現(xiàn)場及工程項(xiàng)目的限制條件。其中，地質(zhì)條件和水文條件是評(píng)價(jià)凍結(jié)法可行性的兩個(gè)重要因素。當(dāng)?shù)叵滤魉傩∮?.5m/d時(shí)采用凍結(jié)法是可行而且是經(jīng)濟(jì)的；水質(zhì)、水溫是決定凍結(jié)法費(fèi)用的重要因素，對(duì)于含鹽量高的土，凍結(jié)成本會(huì)提高。凍脹可能引起地層移動(dòng)，但并非人們想象的那么大，這在上海和北京的地鐵應(yīng)用凍結(jié)法施工中已有證實(shí)，可以通過速凍和泄壓等方法減少凍脹量。

凍結(jié)技術(shù)用于基坑工程的可行性取決于設(shè)計(jì)要求、現(xiàn)場及工程項(xiàng)目的75潤楊大橋南錨碇潤楊大橋南汊橋采用跨徑1490m雙塔單跨雙鉸鋼箱梁懸索橋。２根6.8×105kN的拉力通過錨碇及重力嵌巖基礎(chǔ)傳至地基?；鶐r為風(fēng)化花崗巖，全風(fēng)化層和強(qiáng)風(fēng)化層分布不均勻，場地地下水位1.8~2.2m，區(qū)域賦存第四系孔隙微承壓及基巖裂隙微承壓兩大含水層組。潤楊大橋南錨碇潤楊大橋南汊橋采用跨徑1490m雙塔單跨雙76南錨碇凍結(jié)排樁圍護(hù)體系是以含水地層凍結(jié)形成的凍結(jié)帷幕為基坑的封水結(jié)構(gòu)，以排樁及內(nèi)支撐體系為抵抗水土壓力的承力結(jié)構(gòu)，形成了新的圍護(hù)技術(shù)，較好地解決了基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌巖及封水問題。錨碇的平面尺寸70.5×52.5m，基坑開挖到基巖，深度29m，采用鉆孔排樁擋土，1.3m厚的凍土薄壁隔水，“排樁凍結(jié)法”。排樁直徑1.5m，中心距1.7m，樁長35m，嵌巖6m。

南錨碇凍結(jié)排樁圍護(hù)體系是以含水地層凍結(jié)形成的凍結(jié)帷幕為基77凍結(jié)帷幕布置在外側(cè)，采用單排凍結(jié)孔凍結(jié)封水，與排樁插花布置，凍結(jié)孔深40m，凍結(jié)帷幕入巖11m。先澆排樁結(jié)構(gòu)，再在外側(cè)凍土。為了降低凍脹力對(duì)排樁結(jié)構(gòu)的不利影響，在凍結(jié)帷幕外設(shè)置288個(gè)直徑25cm的卸壓孔。開挖過程中，實(shí)測凍脹力0.0907MPa衰減到0.0576MPa。從0°～－4°凍脹力增加到幅度最大，低于－4°以后變化很小。凍結(jié)帷幕布置在外側(cè)，采用單排凍結(jié)孔凍結(jié)封水，與排樁插花布78深基坑工程(高大釗)ppt課件79北京復(fù)八線地鐵區(qū)間隧道施工時(shí)，拱頂遇到飽和含水的粉細(xì)砂層，此段隧道地處格貿(mào)立交橋下，又有多條地下管線，為了確保地下管線和地面交通的安全運(yùn)行，采用隧道內(nèi)水平凍結(jié)法施工，水平距離45m。設(shè)計(jì)凍結(jié)壁厚1.2m，平均溫度-10°C，凍結(jié)粉細(xì)砂持久抗壓強(qiáng)度6MPa，抗彎強(qiáng)度2.5MPa。北京復(fù)八線地鐵區(qū)間隧道施工時(shí)，拱頂遇到飽和含水的粉細(xì)砂層，此80深基坑工程(高大釗)ppt課件81基坑工程的失效模式與案例深基坑工程(高大釗)ppt課件82深基坑工程的技術(shù)要求與類型失效的若干案例地下連續(xù)墻的垮塌拱圈圍護(hù)結(jié)構(gòu)的垮塌引水渠道基坑開挖邊坡失穩(wěn)土釘墻的垮塌基坑工程的失效模式深基坑工程的技術(shù)要求與類型83深基坑工程的技術(shù)要求

深基坑工程是指包括基坑開挖、降水和支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工與監(jiān)測在內(nèi)的總稱。支護(hù)結(jié)構(gòu)則由包括具有擋土、止水功能的圍護(hù)結(jié)構(gòu)和維持圍護(hù)結(jié)構(gòu)平衡的支、錨體系兩部分組成；支、錨體系是指內(nèi)支撐體系或錨桿體系，內(nèi)支撐體系由支撐、圍檁和立柱等構(gòu)件組成，錨桿體系則由錨桿、腰粱和臺(tái)座等組成。

深基坑工程的技術(shù)要求深基坑工程是指包括基坑開挖、降水和支護(hù)84對(duì)深基坑工程的技術(shù)要求包括：一深基坑工程的功能要求1.擋土功能為地下室施工創(chuàng)造安全的施工面2.止水功能為地下室施工創(chuàng)造干燥的施工面3.作為地下結(jié)構(gòu)外墻的使用功能地下室施工結(jié)束后成為地下室的結(jié)構(gòu)外墻深基坑工程(高大釗)ppt課件85二環(huán)境保護(hù)與處理相鄰關(guān)系的要求1.控制圍護(hù)結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起對(duì)環(huán)境的影響通過減小變形保護(hù)相鄰建筑物2.控制降低地下水位對(duì)環(huán)境的影響減少坑外地下水位的變化3.控制土錨對(duì)相鄰場地的影響保護(hù)相鄰場地的地下資源的使用權(quán)二環(huán)境保護(hù)與處理相鄰關(guān)系的要求86深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型

按功能劃分

按圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度劃分

按圍護(hù)結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定方式劃分

按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝與材料劃分深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型按功能劃分87按功能劃分按圍護(hù)結(jié)構(gòu)功能劃分為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)和兼有永久性結(jié)構(gòu)功能（兩墻合一）兩類。

臨時(shí)性圍護(hù)結(jié)構(gòu)的功能比較單一，設(shè)計(jì)時(shí)只要滿足施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)的擋土、止水和環(huán)境保護(hù)的要求；永久性結(jié)構(gòu)除了滿足上述施工圍護(hù)結(jié)構(gòu)的要求外，還應(yīng)滿足作為永久性結(jié)構(gòu)的許多要求，例如傳力、協(xié)調(diào)變形、防滲等要求。同時(shí)還要處理與地下室梁、板、柱的連接構(gòu)造，對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形也有更嚴(yán)格的要求。

按功能劃分按圍護(hù)結(jié)構(gòu)功能劃分為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)和兼有永久性結(jié)構(gòu)功能88按圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度劃分按圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料本身的傳力特性可以分為剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)兩類。剛性結(jié)構(gòu)圍護(hù)體材料的抗拉強(qiáng)度很低，一般不考慮承受彎矩，其變形的特點(diǎn)主要是平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)生撓曲變形時(shí)很容易出現(xiàn)開裂；柔性結(jié)構(gòu)圍護(hù)體材料能承受較大的彎矩和拉應(yīng)力，因此可以容許發(fā)生較大的撓曲而結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫。按圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度劃分按圍護(hù)結(jié)構(gòu)材料本身的傳力特性可以分為剛性結(jié)89按圍護(hù)結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定方式劃分自立式圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以不依靠支撐或錨桿的傳力作用而保持其平衡，按照保持穩(wěn)定的機(jī)制可以分為重力式和懸臂式兩類。重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)依靠自身的重力所形成的穩(wěn)定力矩和摩阻力來抵抗土壓力所引起的傾覆和滑移；懸臂式則依靠插入深度范圍內(nèi)土的嵌固作用維持穩(wěn)定。支錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)則需要依靠內(nèi)支撐或土錨才能保持圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。按圍護(hù)結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定方式劃分自立式圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以不依靠支撐或錨桿90主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep基底摩阻力H重力G重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep基底摩阻力H重力G重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)91主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep被動(dòng)抗力E′p懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)抗力Ep被動(dòng)抗力E′p懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)92拉錨土錨土錨或拉錨拉錨土錨土錨或拉錨93支撐立柱立柱樁圍護(hù)墻圍檁坑底加固內(nèi)支撐體系支撐立柱立柱樁圍護(hù)墻圍檁坑底加固內(nèi)支撐體系94按圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝與材料劃分按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝與材料劃分可分為以水泥穩(wěn)定土為材料的水泥攪拌樁，以鋼為材料的鋼板樁和以鋼筋混凝土為材料的鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻或鋼筋混凝土板樁。按圍護(hù)結(jié)構(gòu)施工工藝與材料劃分按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的施工工藝與材料劃分可95圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能與材料密切有關(guān)。用水泥攪拌樁做成的壩體是剛性的、自立式的。用鋼材或鋼筋混凝土制成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)是柔性的，一般需要采用支錨體系來維持其穩(wěn)定。但鋼筋混凝土地下連續(xù)墻也可以做成如圖所示的重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；水泥攪拌樁可以加勁性的型鋼成為柔性的圍護(hù)結(jié)構(gòu)（SMW工法），也可以用作柔性的排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的止水帷幕。圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性能與材料密切有關(guān)。用水泥攪拌樁做成的壩體是剛96基坑工程失效案例基坑工程失效案例97地下連續(xù)墻的垮塌地下連續(xù)墻的垮塌98基坑面積2600m2，周邊長度260m，開挖深度12.35m，采用600mm厚、24m深的地下連續(xù)墻，設(shè)四道支撐，第一道鋼筋混凝土支撐，其余為609mm的鋼管支撐基坑面積2600m2，周邊長度260m，開挖深度12.35m99深基坑工程(高大釗)ppt課件100深基坑工程(高大釗)ppt課件101深基坑工程(高大釗)ppt課件102幾點(diǎn)教訓(xùn)設(shè)計(jì)：荷載用標(biāo)準(zhǔn)值，抗力用設(shè)計(jì)值，設(shè)計(jì)表達(dá)式兩端不匹配，降低了安全度。鋼支撐直接支承在與其斜交的地下連續(xù)墻上，沒有用圍檁，更無平衡剪力垛。施工：未按設(shè)計(jì)圖紙的要求施工，包括超挖、不及時(shí)支撐，坑底沒有加固。幾點(diǎn)教訓(xùn)設(shè)計(jì)：荷載用標(biāo)準(zhǔn)值，抗力用設(shè)計(jì)值，設(shè)計(jì)表達(dá)式兩端不匹103監(jiān)測：沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，沒有發(fā)出警報(bào)。管理：鄰近工程的負(fù)責(zé)人發(fā)現(xiàn)問題，向這個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)理提出忠告，但項(xiàng)目經(jīng)理卻置若罔聞，沒有引起警覺。事故發(fā)生前晚，已發(fā)現(xiàn)預(yù)兆，但沒有及時(shí)采取工程措施搶險(xiǎn)。監(jiān)測：沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情，沒有發(fā)出警報(bào)。104拱圈圍護(hù)結(jié)構(gòu)的垮塌拱圈圍護(hù)結(jié)構(gòu)的垮塌105拱圈逆作法拱圈逆作法106拱圈逆作法的主要問題１．大面積的建筑基坑平面受力狀態(tài)不同于圓拱的受力條件；２．從上而下修筑的欄墻沒有插入深度，對(duì)于敞開開挖的施工條件，會(huì)發(fā)生從底部涌入坑內(nèi)的塑性流動(dòng)；２．止水措施不足以阻止地下水從坑外向坑內(nèi)流動(dòng)。拱圈逆作法的主要問題１．大面積的建筑基坑平面受力狀態(tài)不同于圓107深基坑工程(高大釗)ppt課件108引水渠道基坑開挖邊坡失穩(wěn)4孔箱涵，單孔尺寸為3.25m3.60m，總長75m地面標(biāo)高＋4.2~4.7m，設(shè)計(jì)基坑底面標(biāo)高－5.33m，開挖深度近10m按三級(jí)放坡，從上至下依次為1:1.5、1:2和1:3，變坡處留1.0m寬的馬道二級(jí)輕型井點(diǎn)降水采用水沖法施工，泥漿沉淀池設(shè)置在基坑頂部南北兩側(cè)，距基坑外緣12m～15m引水渠道基坑開挖邊坡失穩(wěn)4孔箱涵，單孔尺寸為3.25m3.10910m高的土坡滑動(dòng)滑坡發(fā)生在挖到基坑底面，澆筑墊層后，正在綁扎箱涵的鋼筋時(shí)沒有進(jìn)行任何的位移觀測，因此沒有發(fā)現(xiàn)滑坡的預(yù)兆，突發(fā)性的事故塌入基坑中的土方5000立方米，泥面涌高6m第一級(jí)井點(diǎn)向基坑中移動(dòng)13m10m高的土坡滑動(dòng)滑坡發(fā)生在挖到基坑底面，澆筑墊層后，正在綁110深基坑工程(高大釗)ppt課件111事故分析1.10m的高差形成的壓力差超過了軟土的承載能力；2.由于坡面非常平緩，滑動(dòng)的形式是深層滑動(dòng)，以中點(diǎn)圓的形式破壞；事故分析1.10m的高差形成的壓力差超過了軟土的承載能力；1123.卸載引起負(fù)的孔隙水壓力，產(chǎn)生強(qiáng)度較高的假象，隨著負(fù)壓的消散，土的抗剪強(qiáng)度降低，滑坡并不發(fā)生的開挖的同時(shí)，而滯后一定的時(shí)間；4.沒有進(jìn)行監(jiān)測的教訓(xùn)。3.卸載引起負(fù)的孔隙水壓力，產(chǎn)生強(qiáng)度較高的假象，隨著負(fù)壓的113土釘墻的垮塌土釘墻的垮塌114深基坑工程(高大釗)ppt課件115陽角處土釘墻的破壞陽角處土釘墻的破壞116鋼支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)鋼支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)117深基坑工程(高大釗)ppt課件118深基坑工程(高大釗)ppt課件119不同類型圍護(hù)結(jié)構(gòu)接頭處及深、淺坑之間支檔墻的失穩(wěn)不同類型圍護(hù)結(jié)構(gòu)接頭處及深、淺坑之間支檔墻的失穩(wěn)120深基坑工程(高大釗)ppt課件121深基坑工程(高大釗)ppt課件122基坑工程的失效模式深基坑工程(高大釗)ppt課件123基坑工程的失效模式1.整體失穩(wěn)

2.坑底隆起

3.圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn)

4.圍護(hù)結(jié)構(gòu)滑移失穩(wěn)

5.圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部地基承載力失穩(wěn)

6.“踢腳”失穩(wěn)

7.止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞8.圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞9.支、錨體系失穩(wěn)破壞基坑工程的失效模式1.整體失穩(wěn)124整體失穩(wěn)整體失穩(wěn)是指在土體中形成了滑動(dòng)面，圍護(hù)結(jié)構(gòu)連同基坑外側(cè)及坑底的土體一起喪失穩(wěn)定性，一般的失穩(wěn)形態(tài)是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的上部向坑外傾倒，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底部向坑內(nèi)移動(dòng)，坑底土體隆起，坑外地面下陷。

整體失穩(wěn)整體失穩(wěn)是指在土體中形成了滑動(dòng)面，圍護(hù)結(jié)構(gòu)連同基坑外125深基坑工程(高大釗)ppt課件126深基坑工程(高大釗)ppt課件127坑底隆起坑底隆起是指坑底土體產(chǎn)生向上的塑性變形?；娱_挖以后，坑底向上位移的原因有兩種，一是卸載引起的回彈，其數(shù)值較??；另一種是在開挖引起的壓力差作用下土體中產(chǎn)生的塑性變形，這種變形如果數(shù)量較大，表示土體中的塑流已經(jīng)比較嚴(yán)重，如果圍護(hù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)支撐能形成整體性好的體系，則塑流僅引起坑外地面下沉，影響環(huán)境安全；如果是自立式結(jié)構(gòu)或節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度差的支撐體系，隆起可能是整體失穩(wěn)的前兆；如果穩(wěn)定性不能得到有效的控制，就會(huì)發(fā)生整體性失穩(wěn)?？拥茁∑鹂拥茁∑鹗侵缚拥淄馏w產(chǎn)生向上的塑性變形。基坑開挖以后128深基坑工程(高大釗)ppt課件129圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傾覆失穩(wěn)主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)或懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，重力式結(jié)構(gòu)在坑外主動(dòng)土壓力的作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞其下部的某點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的頂部向坑內(nèi)傾倒。抵抗傾覆失穩(wěn)的力矩主要由圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身的重力形成，坑底的被動(dòng)抗力也是構(gòu)成抵抗力矩的因素。關(guān)于轉(zhuǎn)動(dòng)中心的位置有不同的看法，傳統(tǒng)的方法是將轉(zhuǎn)動(dòng)中心放在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的前趾，但也有認(rèn)為繞前趾上面或下面的某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)比較合理，特別的軟土地區(qū)由于基底土比較軟弱，在力矩作用下前趾有下沉的可能。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的傾覆失穩(wěn)主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)或懸臂130深基坑工程(高大釗)ppt課件131圍護(hù)結(jié)構(gòu)滑移失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滑移失穩(wěn)亦主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)中，在坑外主動(dòng)土壓力的作用下，圍護(hù)結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)平移。抵抗滑移的阻力主要由圍護(hù)體底面的摩阻力以及內(nèi)側(cè)的被動(dòng)土壓力構(gòu)成。當(dāng)坑底土軟弱或圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部的地基土軟化時(shí)，墻體發(fā)生滑移失穩(wěn)。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)滑移失穩(wěn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的滑移失穩(wěn)亦主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)中，132圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部地基承載力失穩(wěn)重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底面壓力過大，地基承載力不足引起的失穩(wěn)。由于在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的外側(cè)還作用著土壓力，因此其合力是傾斜的。在傾斜荷載作用下，地基土發(fā)生向坑內(nèi)的擠出，圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的沉降，可能導(dǎo)致部分圍護(hù)結(jié)構(gòu)的開裂損壞。圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部地基承載力失穩(wěn)重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的底面壓力過大，地基133深基坑工程(高大釗)ppt課件134深基坑工程(高大釗)ppt課件135“踢腳”失穩(wěn)

在單支撐的基坑中，可能發(fā)生撓支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)上部向坑外傾倒，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的下部向上翻的失穩(wěn)模式，故形象地稱為“踢腳”失穩(wěn)。在多支撐的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中一般不會(huì)產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)，除非其它支撐都已失效，只有一道支撐起作用的情況。

“踢腳”失穩(wěn)在單支撐的基坑中，可能發(fā)生撓支撐點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，圍護(hù)結(jié)136深基坑工程(高大釗)ppt課件137止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞

止水帷幕喪失擋水功能，產(chǎn)生滲漏、涌水、流土或流砂。由于水土流失使基坑外地面下沉、塌陷，導(dǎo)致鄰近建筑物的開裂和損壞。引起圍護(hù)結(jié)構(gòu)止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素，其次是設(shè)計(jì)因素和材料的因素。由于施工質(zhì)量低劣，止水帷幕有空洞或裂縫，成為漏水的通道是最普遍的現(xiàn)象；止水帷幕設(shè)計(jì)過短，沒有全部切斷透水層也是漏水的可能原因。

止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞止水帷幕喪失擋水功能，產(chǎn)138由于止水帷幕失效產(chǎn)生過大的水力坡降引起坑底滲透變形破壞?？觾?nèi)采用排水或降水措施后，造成了坑內(nèi)外的水頭差，地下水在水頭差的作用下向坑內(nèi)滲流，在滲流出口處土的細(xì)顆粒被帶出，或土顆粒處于懸浮狀態(tài)涌出。這種由滲透引起的破壞因破壞機(jī)理不同而有不同的名稱，如管涌、流砂或流土。如不及時(shí)制止，由滲透變形引起的坑外土體的位移和陷落是嚴(yán)重的。

由于止水帷幕失效產(chǎn)生過大的水力坡降引起坑底滲透變形破壞。坑內(nèi)139深基坑工程(高大釗)ppt課件140深基坑工程(高大釗)ppt課件141圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞是指圍護(hù)體本身發(fā)生開裂、折斷、剪斷或壓屈，致使結(jié)構(gòu)失去了承載能力的破壞模式。

結(jié)構(gòu)性損壞的原因可能是方案性的錯(cuò)誤，如支撐體系不當(dāng)或圍護(hù)結(jié)構(gòu)不閉合；也可能是設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)荷載估計(jì)不足或結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度估計(jì)過高，支撐或圍檁截面不足導(dǎo)致破壞；此外，結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)處理不當(dāng)，也會(huì)因局部失穩(wěn)而引起整體破壞，特別在鋼支撐體系中，節(jié)點(diǎn)多，加工與安裝質(zhì)量不易控制。節(jié)點(diǎn)處理包括支撐和墻體的連接處，如不設(shè)置圍檁或連接強(qiáng)度不夠。

圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞圍護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞是指圍護(hù)體本身發(fā)142深基坑工程(高大釗)ppt課件143深基坑工程(高大釗)ppt課件144支、錨體系失穩(wěn)破壞支錨體系的失穩(wěn)破壞包括兩種不同的破壞模式。錨桿的破壞主要表現(xiàn)為錨桿的拔出、斷裂或預(yù)應(yīng)力松弛，土錨的破壞大多是局部的，群錨的破壞實(shí)際上是土體的失穩(wěn)而并非是錨桿的結(jié)構(gòu)性破壞；支撐的失穩(wěn)很可能是整體性的，其形態(tài)因體系不同而不同，支撐體系大多是超靜定的，局部的破壞會(huì)造成整體的失穩(wěn)，尤其是鋼支撐體系，局部節(jié)點(diǎn)的失效概率比較大。

支、錨體系失穩(wěn)破壞支錨體系的失穩(wěn)破壞包括兩種不同的破壞模式。145深基坑工程(高大釗)ppt課件146深基坑工程(高大釗)ppt課件147深基坑工程(高大釗)ppt課件148深基坑工程方案設(shè)計(jì)深基坑工程方案設(shè)計(jì)149方案設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì)深基坑工程設(shè)計(jì)一般分為總體方案設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，總體方案設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)主體工程的性質(zhì)和對(duì)地下室的使用要求、場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、相鄰環(huán)境對(duì)基坑施工的制約程度等因素，選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)與支撐體系、協(xié)調(diào)基坑工程與主體工程的關(guān)系、控制環(huán)境質(zhì)量，為施工圖設(shè)計(jì)和基坑施工組織計(jì)劃提供控制性方案。

方案設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì)深基坑工程設(shè)計(jì)一般分為總體方案設(shè)計(jì)和施工150基坑工程方案設(shè)計(jì)1）

確定開挖方案，包括地下水的處理方案；2）

選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型；3）

選用土層錨桿或內(nèi)支撐，選擇支撐材料；4）

對(duì)土層錨桿或內(nèi)支撐進(jìn)行平面和豎向布置，包括圍檁和立柱的布置；基坑工程方案設(shè)計(jì)1）

確定開挖方案，包括地下水的處理方案；1515）

進(jìn)行各項(xiàng)穩(wěn)定驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐、圍檁或錨桿的材料強(qiáng)度和截面尺寸，確定是否需要加固坑底；進(jìn)行降水的控制性計(jì)算；6）

進(jìn)行變形驗(yàn)算以檢驗(yàn)是否滿足環(huán)境要求；7）

對(duì)施工方案提出要求；8）

進(jìn)行多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，優(yōu)選方案。5）

進(jìn)行各項(xiàng)穩(wěn)定驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算以確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)、支撐、圍152基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù)深大基坑的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的設(shè)計(jì)工作，它與上部結(jié)構(gòu)（包括地下室）設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)勘察、地下室施工方案以及周圍的自然環(huán)境、工程環(huán)境和社會(huì)環(huán)境都有密切的關(guān)系，因此，在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)必須具備下列幾個(gè)方面的資料：

基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù)深大基坑的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的設(shè)計(jì)工作，它與153基坑工程設(shè)計(jì)必需的資料主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙

工程勘察報(bào)告環(huán)境調(diào)查資料基坑周邊地區(qū)建筑物情況基坑周邊地區(qū)市政設(shè)施情況基坑周邊地區(qū)道路情況基坑工程施工條件基坑工程設(shè)計(jì)必需的資料主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙154方案設(shè)計(jì)討論及案例開挖方案的選擇選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型支錨體系的選擇支撐的平面布置支撐和錨桿的豎向布置立柱的設(shè)置降水方案設(shè)計(jì)討論及案例開挖方案的選擇155開挖方案選擇放坡開挖

無支撐開挖

重力式擋墻

懸臂式擋墻

錨固式擋墻有支撐的開挖組合型的開挖方案

開挖方案選擇放坡開挖156放坡開挖放坡開挖的直接費(fèi)用最少，而且為主體工程創(chuàng)造了比較寬敞的施工作業(yè)空間，因而工作面寬，工期也比較短，如果場地條件允許，放坡開挖應(yīng)該是首選的方案。制約采用放坡開挖的因素主要是周圍場地和開挖深度的限制。放坡需要占用比較大的場地，在城市或建成區(qū)往往沒有這個(gè)條件。

放坡開挖放坡開挖的直接費(fèi)用最少，而且為主體工程創(chuàng)造了比較寬敞157如整體穩(wěn)定性允許，可以采用放坡開挖方案時(shí)。但有時(shí)受場地的限制，只能取用較陡的坡度；如坡面的穩(wěn)定性不能得到保證時(shí)，則可采用噴錨支護(hù)或土釘墻的方案。噴錨支護(hù)和土釘墻從受力機(jī)理上講不同于無支撐的自立式擋墻，而是屬于坡面加固處理的一種方法，通過加強(qiáng)土體共同受力的方式來保持坡面的穩(wěn)定性，屬于自承支護(hù)體系。如果坑底土質(zhì)比較差，整體穩(wěn)定性不足，則噴錨支護(hù)和土釘墻的方案就不能采用。

如整體穩(wěn)定性允許，可以采用放坡開挖方案時(shí)。但有時(shí)受場地的限制158無支撐開挖當(dāng)不能采用放坡開挖方案時(shí)，必須選用圍護(hù)結(jié)構(gòu)以支承坑外的土體。在可能的條件下應(yīng)盡可能采用無支撐開挖的方案，因?yàn)檫@種方案能提供比較開闊的坑內(nèi)施工條件，便于挖土、運(yùn)土以及地下室的施工；同時(shí)，也比較經(jīng)濟(jì)。

無支撐開挖當(dāng)不能采用放坡開挖方案時(shí)，必須選用圍護(hù)結(jié)構(gòu)以支承坑159重力式擋墻

重力式擋墻是依靠自身的重力維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于可以采用價(jià)格比較低廉的水泥土等材料制作，是一種比較經(jīng)濟(jì)的方案。在開挖深度不大（如軟土地區(qū)不大于6～7m），環(huán)境對(duì)位移的要求可允許有50mm左右的條件下是首選方案，但重力式擋墻的寬度比較大，在地下室外墻與紅線之間的距離過小時(shí)就很難放得下寬度較大的重力式擋墻。

重力式擋墻重力式擋墻是依靠自身的重力維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，160懸臂式擋墻

懸臂式擋墻是依靠自身的剛度和強(qiáng)度就能維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受比較大的彎矩，需要采用鋼筋混凝土材料。當(dāng)重力式擋墻因場地寬度不夠而不能采用時(shí)，懸臂式擋墻就能克服這個(gè)缺點(diǎn)，可以在1.5～2m的狹窄范圍內(nèi)安置懸臂式擋墻。但懸臂式擋墻的位移比較大，難以滿足周邊環(huán)境的嚴(yán)格要求，同時(shí)在開挖深度較大時(shí)墻身彎矩很大，因此適用的開挖深度也不深；使用條件不當(dāng)時(shí)可能產(chǎn)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)損壞或嚴(yán)重影響環(huán)境的事故。懸臂式擋墻懸臂式擋墻是依靠自身的剛度和強(qiáng)度就能維持其穩(wěn)定的161錨固式擋墻

錨固式擋墻是依靠錨桿傳遞的拉力來維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于深基坑可以采用多道錨桿來平衡土壓力，因而可以適用于開挖得很深的基坑。錨固式擋墻分為拉錨式和土層錨桿式兩種，拉錨常用于鋼板樁頂部的錨固，或作為輔助的錨固措施；土層錨桿要求具有比較好的地質(zhì)條件，同時(shí)還必須有足夠開闊的場地條件或者容許錨桿可以伸入紅線以外的土層中。在軟土地區(qū)，由于土層缺乏足夠的錨固力而很少采用錨桿，如將錨桿錨固在很深的砂層中，則錨桿的長度很長，也就不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的方案。

錨固式擋墻錨固式擋墻是依靠錨桿傳遞的拉力來維持其穩(wěn)定的圍護(hù)162有支撐的開挖

在不具備采用土層錨桿條件的場地，深基坑只能采取有支撐開挖的方案，但是深基坑的平面尺寸一般都比較大，給支撐的設(shè)置帶來了困難；由于支撐和挖土的工序互相交叉，形成許多各具特色的支護(hù)開挖方案。

有支撐的開挖在不具備采用土層錨桿條件的場地，深基坑只能采取163分層開挖分層支護(hù)法

這是最基本的方法，按照結(jié)構(gòu)受力分析和便于施工的原則布置每道支撐（或錨桿）的位置，在深度方向分層挖土與支撐設(shè)置交替施工。挖第1層土澆筑第1道支撐挖第2層土澆筑第2道支撐挖第3層土澆筑底板。分層開挖分層支護(hù)法這是最基本的方法，按照結(jié)構(gòu)受力分析和便于164工況1工況2工況3工況4工況5工況6工況1工況2工況3工況4工況5工況6165設(shè)計(jì)時(shí)要按照上述工況進(jìn)行分別驗(yàn)算，施工時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)定的程序?qū)嵤?，才能保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和控制變形。在平面上按設(shè)定的挖土與設(shè)置支撐流程由一側(cè)向另一側(cè)推進(jìn)，也可以由中部向兩側(cè)推進(jìn)，但每一層作業(yè)作為一個(gè)工況考慮進(jìn)行計(jì)算，忽略平面上流程的時(shí)間差對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)受力的影響。設(shè)計(jì)時(shí)要按照上述工況進(jìn)行分別驗(yàn)算，施工時(shí)要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)定的166中心島法

對(duì)于平面面積很大的基坑，采用分層開挖、分層支護(hù)的方法在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都不太合理。由于支撐的長度很長，為了增大支撐剛度，需要加大支撐截面和側(cè)向支撐，使支撐的造價(jià)很高，而且一層平面的挖土量也很大，前后延續(xù)的時(shí)間比較長，這就需要在平面上加以劃分。中心島法對(duì)于平面面積很大的基坑，采用分層開挖、分層支護(hù)的方167中心島法是平面劃分的一種考慮，它結(jié)合將厚底板分設(shè)后澆帶的劃分，將平面分成兩個(gè)部分，中心部分先施工，此時(shí)先施工的面積比較小，而且具有放坡的余地，可以在坑內(nèi)按照放坡辦法施工，在中心部分澆筑底板以及地下室的部分結(jié)構(gòu)（如核心筒、剪力墻或柱）以后，再分層開挖四周的留土，分層將支撐連接到已建成的底板或地下室的構(gòu)件上去。中心島法是平面劃分的一種考慮，它結(jié)合將厚底板分設(shè)后澆帶的劃分168第一階段，放坡，澆筑中間部分地下室第二階段，對(duì)周圍部分采用分層開挖分層支撐方法施工底板地下室梁板支撐第一階段，放坡，澆筑中間部分地下室底板地下室梁板支撐169組合型的開挖方案在方案設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)工程的具體情況將上述幾種方法加以組合，以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，形成最經(jīng)濟(jì)合理的方案?？梢栽诹⒚嫔辖M合，也可以在平面上組合。

組合型的開挖方案在方案設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)工程的具體情況將上述幾170立面組合主要是指為了減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)支承的開挖深度，將圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂面的標(biāo)高壓低后形成上部是放坡，下部是支錨的組合斷面。圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂面標(biāo)高壓低以后，可以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的工程量，減少支錨的數(shù)量；上部的處理方法視標(biāo)高降低的數(shù)量和土質(zhì)條件而定，以保持上部開挖面的穩(wěn)定為原則。如降低1m左右，可以不放坡，采用磚砌擋墻保護(hù)；如標(biāo)高壓低較多，則可采取放坡的辦法，也可以采用噴錨護(hù)坡的辦法。立面組合的方案可以有效地減少基坑工程的難度，明顯降低造價(jià)。

立面組合主要是指為了減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)支承的開挖深度，將圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂171立面組合立面組合172平面組合是指在基坑的幾個(gè)側(cè)面采用不同的方法，根據(jù)各個(gè)側(cè)面場地寬余程度的不同，采取不同的方法。在場地比較寬敞的部位盡可能采用放坡的辦法，場地能容納重力式的地方盡量采用重力式擋墻，在實(shí)在放不下重力式擋墻的部位才采用排樁式。這樣做的目的是為了節(jié)省造價(jià)，但在技術(shù)上帶來了一定的困難，主要是在不同型式的結(jié)構(gòu)連接處需要做好構(gòu)造處理，這些部位往往是最薄弱的環(huán)節(jié)，也是最容易產(chǎn)生事故的地方。

平面組合是指在基坑的幾個(gè)側(cè)面采用不同的方法，根據(jù)各個(gè)側(cè)面場地173實(shí)例1組合型的開挖方案工程名稱：上海東方明珠廣播電視塔地點(diǎn)：上海浦東基坑尺寸：基底面積2700m2，開挖深度12.5m，局部電梯井部位深度19.5m圍護(hù)結(jié)構(gòu)：采用二次開挖，三級(jí)支護(hù)，二級(jí)降水的方案。先在地面設(shè)置第一級(jí)輕型井點(diǎn)，然后將基坑大開挖至－5.3m，放坡1:1.5，土坡采用細(xì)石混凝土護(hù)坡，在－5.3m基坑內(nèi)進(jìn)行沉樁和打設(shè)鋼板樁；沿坡腳布置第二級(jí)輕型井點(diǎn)，進(jìn)行第二階段挖土，按先撐后挖原則設(shè)置二道內(nèi)支撐，完成－12.5m的基坑開挖，最后對(duì)深坑進(jìn)行第三級(jí)支護(hù)。

實(shí)例1組合型的開挖方案工程名稱：上海東方明珠廣播174深基坑工程(高大釗)ppt課件175支撐情況：二道鋼支撐實(shí)測結(jié)果：邊坡水平位移不大于50mm，鋼板樁上口水平位移不大于50mm，下部位移較大，局部達(dá)400mm，立柱最大上拔量120mm比較造價(jià)：費(fèi)用為常規(guī)深基坑施工的三分之一挖土速度：工期為常規(guī)深基坑施工的三分之一方案評(píng)述：對(duì)于場地周圍環(huán)境要求不高的基坑工程，在立面上采取放坡和鋼板樁支護(hù)相結(jié)合的方案，將深基坑轉(zhuǎn)化為開挖深度相對(duì)較淺的基坑，技術(shù)難度和工程量都有降低，從而縮短了工期，大幅度降低造價(jià)，這個(gè)方案的思路是可取的。

支撐情況：二道鋼支撐176平面分區(qū)方案平面分區(qū)開挖的目的是為了總體上滿足工期要求或者為了分期投資的目的。平面分區(qū)包括地下室同一個(gè)平面和不同底標(biāo)高兩種不同的情況。但分區(qū)開挖必須設(shè)置區(qū)域之間的分隔圍護(hù)結(jié)構(gòu)，這部分費(fèi)用是額外增加的，比整體開挖肯定費(fèi)用貴。需要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。平面分區(qū)方案平面分區(qū)開挖的目的是為了總體上滿足工期要求或者為177金茂大廈基坑分區(qū)復(fù)合順作法基坑開挖面積20000m2，地下三層，基坑開挖至-15.1m，四道支撐。為了不使裙房的基坑施工影響主樓的工期，采用主樓和裙房分區(qū)開挖施工方案。裙房外圍采用地下連續(xù)墻，兩墻合一。主樓與裙房之間用鉆孔灌注樁分隔，準(zhǔn)備后期拆除，打通地下室。主樓裙房都采用順作法施工。金茂大廈基坑分區(qū)復(fù)合順作法基坑開挖面積20000m2，地下三178環(huán)球金融中心基坑分區(qū)順逆作基坑開挖面積22500m2，地下三層，基坑開挖至-18.45m，四道支撐。也采用主樓和裙房分區(qū)開挖施工方案。裙房外圍采用地下連續(xù)墻，兩墻合一。主樓與裙房之間用鉆孔灌注樁分隔，準(zhǔn)備后期拆除，打通地下室。采用主樓順作，裙房逆作的方法施工，可以節(jié)省支撐。環(huán)球金融中心基坑分區(qū)順逆作基坑開挖面積22500m2，地下三179選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型

確定了開挖方案以后，根據(jù)開挖方案的要求選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)，從總體來說，圍護(hù)結(jié)構(gòu)按材料和施工方法大體分為三種類型，即水泥土攪拌樁、排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)和地下連續(xù)墻。選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮開挖深度、地質(zhì)條件、地下水條件、施工條件和工程要求等因素綜合確定。

選擇圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型確定了開挖方案以后，根據(jù)開挖方案的180深基坑工程(高大釗)ppt課件181深基坑工程(高大釗)ppt課件182SMW工法在水泥攪拌樁體內(nèi)加勁性型鋼，形成組合結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)墻體，這種在日本已成熟應(yīng)用的方法稱為SMW工法，它組合了型鋼受力水泥土止水的各自優(yōu)點(diǎn)，截面比較小，適應(yīng)性強(qiáng)。在我國推廣使用的主要障礙是型鋼造價(jià)高，一些單位致力于研究將型鋼在工后拔出的技術(shù)，已取得進(jìn)展。

SMW工法在水泥攪拌樁體內(nèi)加勁性型鋼，形成組合結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)183深基坑工程(高大釗)ppt課件184實(shí)例2型鋼-水泥土組合結(jié)構(gòu)（SMW工法）工程名稱：上海申海大廈地點(diǎn)：上海海防路基坑尺寸：基底邊長30.65m×60.30m，基坑面積1798m2，開挖深度6.3~7m圍護(hù)結(jié)構(gòu)：采用雙排攪拌樁內(nèi)插H型鋼組合結(jié)構(gòu)形式。H型鋼選用45號(hào)工字鋼，型鋼長12m，攪拌樁長度14m，采用直徑為700mm的雙軸攪拌鉆機(jī)施工。H型鋼按間隔布置，間距為1.0m。基坑頂部設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，圈梁寬1.2m，高1.0m支撐情況：二道直徑為580mm鋼支撐，圍檁采用槽鋼復(fù)貼鋼板。第一道支撐軸線標(biāo)高-1.0m，第二道支撐軸線標(biāo)高-4.0m。實(shí)例2型鋼-水泥土組合結(jié)構(gòu)（SMW工法）185實(shí)測結(jié)果：對(duì)撐部位的墻體最大位移10.88~13.70mm,支撐薄弱部位的墻體最大位移26.65mm，鄰近水管最大沉降31.44mm,煤氣管最大沉降5.55mm方案評(píng)述：由型鋼和水泥攪拌樁組合而成的圍護(hù)結(jié)構(gòu)具有抗彎能力，又能止水，且造價(jià)比較便宜，是一種有開發(fā)前景的圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式。由于我國經(jīng)濟(jì)條件的制約，在地下室建成以后如何將型鋼方便地拔出成為普遍推廣使用這一結(jié)構(gòu)型式的關(guān)鍵技術(shù)，近年來這方面的研究已有一定的進(jìn)展。實(shí)測結(jié)果：對(duì)撐部位的墻體最大位移10.88~13.70mm,186另一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵是組合式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，特別是對(duì)于型鋼和水泥土在受力條件下共同作用的機(jī)理，是合理設(shè)計(jì)組合結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，這一課題也已有進(jìn)展。上述方案是一項(xiàng)試驗(yàn)性工程，位于鬧市中心，基坑與相鄰建筑物及道路的距離都很近，現(xiàn)工程已經(jīng)順利完成，型鋼也都已拔出，對(duì)相鄰建筑物和城市道路沒有造成損害，技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)都達(dá)到了預(yù)期的要求。另一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵是組合式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，特別是對(duì)于型鋼187灌注樁加強(qiáng)的攪拌樁墻體在水泥攪拌樁墻體的兩側(cè)或一側(cè)加鉆孔灌注樁，形成組合斷面以實(shí)現(xiàn)對(duì)深度大于7m的深基坑采用無內(nèi)支撐的重力式擋墻（改良的重力式擋墻）或簡易支撐的擋墻方案。開始時(shí)，在水泥土中加筋作為一種技術(shù)措施采用，用廉價(jià)的毛竹插入水泥土中。發(fā)展至采用鉆孔灌注樁加筋已經(jīng)不是一種技術(shù)措施，而是一種組合結(jié)構(gòu)，這種方案的最大優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)便宜。但這種復(fù)合型的結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法尚需進(jìn)一步研究，鉆孔灌注樁的布置原則也需進(jìn)一步明確。

灌注樁加強(qiáng)的攪拌樁墻體在水泥攪拌樁墻體的兩側(cè)或一側(cè)加鉆孔灌注188深基坑工程(高大釗)ppt課件189實(shí)例3水泥攪拌樁墻體加鉆孔灌注樁工程名稱：上海新亞湯臣大酒店地點(diǎn)：上海浦東基坑尺寸：基底面積6000m2，開挖深度8.6m，局部開挖深度11.2m；圍護(hù)結(jié)構(gòu)：寬度4.2~5.2m的重力式擋墻，墻身每隔3m設(shè)置一根直徑600mm的鉆孔灌注樁加強(qiáng)；支撐情況：在地面下2.5m處設(shè)置鋼筋混凝土環(huán)形支撐。實(shí)例3水泥攪拌樁墻體加鉆孔灌注樁190實(shí)測結(jié)果：實(shí)測最大水平位移32mm方案評(píng)述：在水泥攪拌樁重力式擋墻中采用鉆孔灌注樁加強(qiáng)，并可以設(shè)置支撐以避免重力式擋墻位移過大的缺點(diǎn)；在8.6m開挖深度的基坑中，一般的排樁支護(hù)需要設(shè)置二道支撐，而在復(fù)合式的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中只需一道支撐，可以節(jié)省造價(jià)，且水平位移也不大。

實(shí)測結(jié)果：實(shí)測最大水平位移32mm191雙排樁模型試驗(yàn)由雙排鉆孔灌注樁和樁頂圈梁形成的字形斷面，構(gòu)成無支錨的懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可用于較大的開挖深度而有寬敞的施工條件；這種結(jié)構(gòu)型式的計(jì)算尚未形成統(tǒng)一的方法，國內(nèi)曾經(jīng)做過模型試驗(yàn)，得到比較好的規(guī)律。雙排樁模型試驗(yàn)由雙排鉆孔灌注樁和樁頂圈梁形成的字形斷面，構(gòu)192模型樁采用直徑為30mm的黃銅管，樁長1.8m，單排樁距60mm，雙排樁的排距取為樁距的2倍和4倍，即120mm和240mm兩種。試驗(yàn)得到的樁體水平位移曲線見圖，當(dāng)開挖深度為1.4m時(shí)的樁頂水平位移值見表

。從圖示曲線可以看出，單排樁和雙排樁的變形曲線形態(tài)有很大的差別，由于樁頂剛性連接梁的制約，限制了樁頂?shù)霓D(zhuǎn)角，尤如剛架的變形。模型試驗(yàn)數(shù)據(jù)充分說明了雙排樁可以有效地減少樁的水平位移。模型樁采用直徑為30mm的黃銅管，樁長1.8m，單排樁距60193單排樁雙排樁，排距120mm雙排樁，排距240mm單排樁雙排樁，排距120mm雙排樁，排距194通過模型試驗(yàn)對(duì)雙排樁的內(nèi)力分析，得出不同排距的雙排樁彎矩分布圖如圖所示。當(dāng)排距為120mm時(shí)，前排樁和后排樁的彎矩僅有一些數(shù)量的差別而沒有性質(zhì)的差別；但排距為240mm的雙排樁前后樁樁身彎矩方向相反，樁的外側(cè)受拉，與前排樁有性質(zhì)的根本區(qū)別，說明后排樁在樁頂受到由前排樁傳來的拉力，起了錨拉的作用而不是懸臂擋土的作用。通過模型試驗(yàn)對(duì)雙排樁的內(nèi)力分析，得出不同排距的雙排樁彎矩分布195模型試驗(yàn)的結(jié)果顯示，雙排樁的排距是影響結(jié)構(gòu)體系性能的重要因素，在排距較小時(shí)，前、后排樁共同作為懸臂樁承受荷載，能減少變形和內(nèi)力的余地不大；當(dāng)排距足夠大時(shí)，前、后排樁的作用及受力狀態(tài)不同，后排樁并不作為懸臂樁發(fā)揮作用，而起了拉錨的作用。因此對(duì)于不同排距的雙排樁，要根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，采用不同的計(jì)算方法。模型試驗(yàn)的結(jié)果顯示，雙排樁的排距是影響結(jié)構(gòu)體系性能的重要因素196后排樁發(fā)揮了拉錨的作用前、后排樁只起懸臂作用后排樁發(fā)揮了拉錨的作用前、后排樁只起懸臂作用197實(shí)例4雙排樁支護(hù)工程工程名稱：北京安外華僑公寓地點(diǎn)：北京安定門外大街基坑尺寸：長119m，寬21.9m，周長281.8m，開挖深度14.04m；圍護(hù)結(jié)構(gòu)：東、北兩側(cè)先以10.6的坡度放坡開挖至－7.0m處，再做直徑為600mm的鉆孔灌注樁，雙排梅花形布置；樁長13.20m，樁間距2.0m，排距1.20m，樁嵌入土深度為5.56m；圈梁寬1800m，高500m；實(shí)例4雙排樁支護(hù)工程198支撐情況：無支撐方案評(píng)述：

該項(xiàng)目采用雙排樁懸臂支護(hù)的方案，省去了土層錨桿，可以縮短工期一個(gè)月，節(jié)省工程造價(jià)50萬元。不失為一種具有新意的支護(hù)方案，在其它地方，也有過類似的設(shè)計(jì)，但不如北京在試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)概念清楚，提出了計(jì)算的方法，比較系統(tǒng)和完整。

支撐情況：無支撐199組合型的重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)由地下連續(xù)墻構(gòu)成的T字形斷面或字形斷面，成為自立式圍護(hù)結(jié)構(gòu)。如上海耀華皮爾金頓浮法玻璃熔窯無支撐格形地下連續(xù)墻工程。大型玻璃熔窯是浮法生產(chǎn)線的關(guān)鍵部位，平面尺寸為90m×50m，開挖深度為13m。圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用由T字形槽段組成的格形結(jié)構(gòu)，由內(nèi)墻、外墻、剪力墻、墻頂圈梁和格內(nèi)的土體共同承受水平荷載，成為重力式結(jié)構(gòu)。組合型的重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)由地下連續(xù)墻構(gòu)成的T字形斷面或字形斷200深基坑工程(高大釗)ppt課件201實(shí)例5無支撐格形地下連續(xù)墻工程名稱：上海耀華皮爾金頓浮法玻璃熔窯地點(diǎn)：上海浦東基坑尺寸：長90m，寬50m，周長280m，開挖深度12.8m圍護(hù)結(jié)構(gòu)：內(nèi)墻采用厚度為0.8m的T形槽段和肋墻組成，翼墻長6.0m，深22m；肋墻長2.5m，厚0.6m，深15.1m。外墻由T形槽段和板墻組成，墻厚0.6m。剪力墻厚度為0.6m。支撐情況：無支撐實(shí)測結(jié)果：外墻墻頂水平位移110mm，內(nèi)墻墻頂水平位移80mm外墻最大沉降19mm，內(nèi)墻最大沉降6mm；

實(shí)例5無支撐格形地下連續(xù)墻202比較造價(jià)：與鋼筋混凝土角對(duì)撐比較節(jié)省一半造價(jià)；與型鋼支撐相比可節(jié)省造價(jià)30%；挖土速度：13.5萬土方，用32天完成，平均每天4500m3，最高7000m3

方案評(píng)述：

無支撐格形地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)是一種依靠格內(nèi)土體自重增加穩(wěn)定性的重力式擋墻。其結(jié)構(gòu)由內(nèi)墻、外墻和剪力墻組成，可以認(rèn)為，內(nèi)墻是直接承受水土壓力的主要擋土結(jié)構(gòu)，通過剪力墻與外墻連接，剪力墻的作用相當(dāng)于拉桿，而外墻相當(dāng)于錨碇墻；但實(shí)際上是具有一定剛度的整體結(jié)構(gòu)與格內(nèi)土體共同作用?；娱_挖時(shí)墻頂位移大于有內(nèi)支撐的基坑，但不影響安全和使用，且能縮短工期，節(jié)省造價(jià)。

比較造價(jià)：與鋼筋混凝土角對(duì)撐比較節(jié)省一半造價(jià)；與型鋼支撐相比203支、錨體系的選擇

當(dāng)無法采用自立式擋墻（包括重力式和懸臂式）時(shí)，必須采用內(nèi)支撐或錨桿體系來平衡土壓力，以維持圍護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

錨桿要受場地條件和地質(zhì)條件的限制，而內(nèi)支撐的適應(yīng)性比較強(qiáng)；由于錨桿體系對(duì)坑內(nèi)施工的干擾比較少，因此當(dāng)具備可以采用錨桿體系的條件時(shí)，一般首選錨桿方案；

支、錨體系的選擇當(dāng)無法采用自立式擋墻（包括重力式和懸臂式）204在不具備采用錨桿體系的條件時(shí)，才考慮采取內(nèi)支撐體系，但內(nèi)支撐對(duì)坑內(nèi)挖土和澆筑地下室的干擾比較大，在選用支撐的材料和形式時(shí)要根據(jù)施工要求，采取合適的布置方案，盡量減少對(duì)坑內(nèi)施工的干擾。

按深基坑支撐的受力特征，支撐體系實(shí)際上是一個(gè)空間體系，但設(shè)計(jì)時(shí)通常將它分解為平面支撐體系和立柱分別計(jì)算；對(duì)于開挖深度不大的基坑或基坑的某些局部，可以布置豎向斜撐或豎向斜撐體系。

在不具備采用錨桿體系的條件時(shí)，才考慮采取內(nèi)支撐體系，但內(nèi)支撐205

內(nèi)支撐材料的選擇內(nèi)支撐材料的選擇206深基坑工程(高大釗)ppt課件207支撐的平面布置

支撐的平面布置時(shí)應(yīng)考慮支撐材料的性質(zhì)、基坑的開挖深度、基坑面積大小與平面形狀、挖土與出土方案以及環(huán)境對(duì)變形控制的要求等因素，通常應(yīng)考慮幾種不同的布置方案進(jìn)行比較、論證，選擇最佳方案采用。鋼支撐和鋼筋混凝土支撐的材料剛度和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造有較大的差異，平面布置時(shí)考慮問題的側(cè)重面也不相同。

支撐的平面布置支撐的平面布置時(shí)應(yīng)考慮支撐材料的性質(zhì)、基坑的208深基坑工程(高大釗)ppt課件209深基坑工程(高大釗)ppt課件210深基坑工程(高大釗)ppt課件211深基坑工程(高大釗)ppt課件212深基坑工程(高大釗)ppt課件213深基坑工程(高大釗)ppt課件214實(shí)例6大直徑圓形鋼筋混凝土內(nèi)支撐之一工程名稱：萬都大廈地點(diǎn)：上海虹橋開發(fā)區(qū)主體結(jié)構(gòu)：54層主樓，4層裙房，2層地下室基坑尺寸：長137.9m，寬112.3m，周長476m，基坑面積1255m2，開挖深度12.8m支撐尺寸：兩道圓形鋼筋混凝土內(nèi)支撐，直徑92.3m，平面布置見圖實(shí)測結(jié)果：上道圓形支撐平均軸力17500kN；下道圓形支撐平均軸力19500kN；平行位移＋3.9~－6.7mm；立柱平均上浮23.8mm；圍護(hù)結(jié)構(gòu)（排樁）最大沉降22.7mm，水平位移6.7mm；管線最大沉降47.1mm。實(shí)例6大直徑圓形鋼筋混凝土內(nèi)支撐之一215比較造價(jià)：與鋼筋混凝土角對(duì)撐比較節(jié)省一半造價(jià)；與型鋼支撐相比可節(jié)省造價(jià)30%；挖土速度：13.5萬土方，用32天完成，平均每天4500m3，最高7000m3方案評(píng)述：

圓形鋼筋混凝土內(nèi)支撐是一種受力性能好、布置合理的支撐體系；所形成的敞開空間，為挖土和混凝土澆筑施工提供了非常方便的條件，同時(shí)又減少了混凝土支撐的工程量節(jié)省造價(jià)、縮短了工期，是一舉數(shù)得的事。

比較造價(jià)：與鋼筋混凝土角對(duì)撐比較節(jié)省一半造價(jià)；與型鋼支撐216實(shí)例7大直徑圓形鋼筋混凝土內(nèi)支撐之二工程名稱：天津今晚報(bào)大廈地點(diǎn)：天津南開區(qū)主體結(jié)構(gòu)：38層主塔樓，2層地下室基坑尺寸：平面不規(guī)則，最大尺寸為長134m，寬115m，周長500m，開挖深度9m圍護(hù)結(jié)構(gòu)：鉆孔灌注樁，樁徑800mm，樁長19.7m支撐尺寸：一道圓形鋼筋混凝土內(nèi)支撐，直徑66m，斷面2000mm×1000mm，36根放射形鋼管支撐。實(shí)例7大直徑圓形鋼筋混凝土內(nèi)支撐之二217實(shí)測結(jié)果：鋼管支撐軸力1500kN~2000kN

圓形支撐變形為＋50~－30mm

坑底回彈量24mm

圍護(hù)結(jié)構(gòu)（排樁）最大位移112mm，一般在40~70mm

管線最大沉降47.1mm方案評(píng)述：天津與上海同時(shí)發(fā)展了圓環(huán)形內(nèi)支撐體系，這兩個(gè)實(shí)錄有異曲同工之妙。

實(shí)測結(jié)果：鋼管支撐軸力1500kN~2000kN218深基坑工程(高大釗)ppt課件219支撐和錨桿的豎向布置

錨桿錨固體上下排間距不宜小于2.5m，水平方向間距不宜小于1.5m。錨桿錨固體的上覆土層厚度不宜小于4.0m。傾斜錨桿的傾角以15~35為宜。

支撐的豎向布置比錨桿復(fù)雜得多，因?yàn)閮?nèi)支撐的位置不僅取決于滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和變形的要求，而且在很大程度還受控于地下室梁板構(gòu)件的位置以及施工最小空間的要求。支撐和錨桿的豎向布置錨桿錨固體上下排間距不宜小于2.5m220實(shí)例8三圍檁二支撐的鋼筋混凝土內(nèi)支撐體系工程名稱：外灘京城地點(diǎn)：上海北京東路主體結(jié)構(gòu)：建筑面積213,376m2；基坑尺寸：基坑面積13萬m2，開挖深度12.5m，局部14.25m；支撐尺寸：兩道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，第2道支撐與兩道圍檁連接見圖；比較造價(jià)：

與3道支撐方案相比，節(jié)省造價(jià)803萬元；

實(shí)例8三圍檁二支撐的鋼筋混凝土內(nèi)支撐體系221挖土速度：16萬土方，用88天完成，平均每天2500m3，最高每天4500m3，與3道支撐方案相比縮短挖土工期5個(gè)月。

方案評(píng)述：

支撐豎向布置方案既要滿足圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形和強(qiáng)度的要求，間距不能太大；但必須便于機(jī)械化施工，為了滿足汽車在支撐上通行的凈空要求，需要加大支撐豎向間距。將一道支撐支承在兩道圍檁上，既加大支撐的豎向間距，又不改變圍護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算支點(diǎn)間距，本例是一個(gè)創(chuàng)造，改變了支撐布置的固有格局。

挖土速度：16萬土方，用88天完成，平均每天2500m222深基坑工程(高大釗)ppt課件223支撐與圍檁連接的節(jié)點(diǎn)支撐與圍檁連接的節(jié)點(diǎn)224

立柱的設(shè)置立柱是內(nèi)支撐體系的豎向受力桿件，承受內(nèi)支撐體系的重量，為了保持支撐體系的穩(wěn)定，應(yīng)具有一定的剛度和強(qiáng)度，并和支撐在節(jié)點(diǎn)處固定連接以形成支撐體系的整體剛度。

立柱的設(shè)置立柱是內(nèi)支撐體系的豎向受力桿件，承受內(nèi)支撐體系2251.立柱采用角鋼制成的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)；2.立柱必須牢固安置于立柱樁中；3.立柱樁必須滿足承載力和變形的要求；4.支撐與立柱的連接構(gòu)造；5.立柱與底板的防水措施；1.立柱采用角鋼制成的格構(gòu)式結(jié)構(gòu)；226深基坑工程(高大釗)ppt課件227降水降水是在地下水位比較高的地區(qū)進(jìn)行基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)面臨的一個(gè)重要問題。采取何種方案主要取決于水文地質(zhì)條件及周邊環(huán)境的要求。從施工來說則要求提供一個(gè)比較干燥的坑內(nèi)施工環(huán)境，為此應(yīng)使地下水位低于基坑底面0.5～1.0m左右。如地下水位高于這個(gè)位置，需要采取降水的措施，降水的方法很多，都可以達(dá)到這個(gè)目的。

降水降水是在地下水位比較高的地區(qū)進(jìn)行基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)面臨228降水設(shè)計(jì)內(nèi)容1.降水設(shè)計(jì)要求2.降水方法的選擇3.降水井的布設(shè)4.降水系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.降水效果預(yù)測6.防范井點(diǎn)降水不良影響的措施降水設(shè)計(jì)內(nèi)容1.降水設(shè)計(jì)要求229降水設(shè)計(jì)要求1.基坑開挖及地下結(jié)構(gòu)施工期間，地下水位保持在基坑底以下0.5~1.0m；2.深