基坑工程结构设计施工及事故案例.ppt

1、基坑工程结构设计、施工及事故案例 1.基坑支护结构设计 2.基坑支护结构施工 3.基坑工程事故11.基坑支护结构的设计1.1 设计原则1.2 支护方案的选择 1.3 几种支护结构设计 21.1 设计原则 1.1.1 基坑工程的分级 1.1.2 基坑支护结构极限状态 1.1.3 设计计算内容 1.1.4 设计荷载 3 1.1.1 基坑工程的分级 建设部规范建筑基坑技术规范：安全等级 破 坏 后 果一级支护结构破坏对基坑周边环境影响很严重。1.10二级支护结构破坏对基坑周边环境影响很小，但对本工程地下结构施工影响严重。1.00三级支护结构破坏对基坑周边环境影响及地下结构施工影响不严重。0.9541

2、.1.21.1.2 基坑支护结构极限状态 基坑支护结构极限状态分为下列两类：1 1、承载能力极限状态、承载能力极限状态 对应于支护结构达到最大承载能力或基坑 底失稳、管涌导致土体或支护结构破坏；2 2、正常使用极限状态、正常使用极限状态 对应于支护结构的变形已破坏基坑周边的平衡状态并产生了不良影响。51.1.31.1.3 设计计算内容支护结构均应进行承载能力极限状态的计算。对有位移控制要求的工程应进行支护结构的位移计算。61.1.4 设计荷载 设计荷载设计荷载设计荷载设计荷载土压力土压力土压力土压力水压力水压力水压力水压力一般一般一般一般地面地面地面地面超载超载超载超载影响区影响区影响区影响区

3、内建筑内建筑内建筑内建筑（构筑）（构筑）（构筑）（构筑）物荷载物荷载物荷载物荷载施工施工施工施工荷载、荷载、荷载、荷载、邻近施邻近施邻近施邻近施工影响工影响工影响工影响其他其他其他其他71.2 设计方案选择1.2.1 1.2.1 方案选择的依据1.2.2 1.2.2 基坑变形控制标准1.2.3 1.2.3 不同开挖深度的方案选择81.2.1 方案选择的依据 基坑开挖深度；工程地质与水文地质；基坑等级（邻近环境）；土方开挖方法；地下水处理；支护工程造价91.2.2 基坑变形控制标准 保护要求 地面最大沉降（）支护墙最大水平位移（）特别0.1%h0.1%h0.15%h0.15%h重要0.2%h0.

4、2%h0.3%h0.3%h一般0.5%h0.5%h0.7%h0.7%h低1%h1%h1.5%h1.5%hh 基坑开挖深度基坑开挖深度101.2.3 不同开挖深度的方案选择 h3 m (h3 m (半地下室)挡土结构降水或止水措施1、放坡开挖明排水、井点降水2、土钉墙明排水、井点降水2、水泥土搅拌桩3、悬臂式钢(混凝土)板桩明排水、井点降水111.2.3 不同开挖深度的方案选择h=h=36m (36m (一层地下室一层地下室)挡土结构降水或止水措施1、土钉墙井点降水、搅拌桩止水2、水泥土搅拌桩3、悬臂式钢（砼）板桩明排水、井点降水4、钢(砼)板桩+一道支撑搅拌桩止水、井点降水5、灌注桩+一道支撑

5、搅拌桩止水121.2.3 不同开挖深度的方案选择 h=69m (h=69m (一 二层地下室)挡土结构降水或止水措施1.水泥土搅拌桩2.钢(砼)板桩+一 二道支撑搅拌桩止水3.灌注桩+一 二道支撑搅拌桩止水131.2.3 不同开挖深度的方案选择 h=h=912m (912m (二二 三层地下室三层地下室)挡土结构降水或止水措施1钢(砼)板桩+二 三道支撑搅拌桩止水2灌注桩+二三道支撑搅拌桩止水3SMW工法 4地下连续墙（搅拌桩止水）141.2.3 不同开挖深度的方案选择 h 12m h 12m (三层以上地下室三层以上地下室)挡土结构降水或止水措施1灌注桩+三四道支撑搅拌桩止水2SMW工法3地

6、下连续墙（搅拌桩止水）4半逆作法、逆作法地下连续墙15土钉墙16土钉墙17水泥土墙18水泥土墙19灌注桩排桩20地下连续墙21混凝土支撑22混凝土支撑23钢支撑24钢支撑25钢支撑26钢支撑27钢-混凝土组合支撑28钢-混凝土组合支撑29钢-混凝土组合支撑30土层锚杆311.3 1.3 几种支护结构设计 1.3.1 1.3.1 土钉墙1.3.2 1.3.2 水泥土搅拌桩1.3.3 1.3.3 排桩、地下连续墙321.3.1 土钉墙 （计算简图）1喷射混凝土面层；2土钉 1喷射混凝土面层；2土钉 33 1.3.1 土钉墙 （构造）土钉的长度一般为开挖深度的0.51.2倍(软土中为12倍)，间距1

7、 2m；土钉与面层必须有可靠的连接；墙面坡度不宜大于1:0.1；钢筋钉钻孔70120mm，钢筋直径1632mm；钢管钉一般用48/3钢管；注浆材料 水泥浆或水泥砂浆；喷锚网厚度80mm，混凝土不小于C20。341.3.1 土钉墙 （案例）351.3.1 土钉墙 （案例）361.3.2 水泥土墙 （计算简图）b=(0.60.8)h hd=(0.81.2)h371.3.21.3.2 水泥土墙 （构造）水泥土置换率0.60.8；格栅长宽比不宜大于2；搅拌桩之间的搭接100 200mm；插筋、面板、局部加墩；坑底加固。381.3.21.3.2 水泥土墙 （案例）391.3.21.3.2 水泥土墙 （案

8、例）401.3.21.3.2 水泥土墙 （案例）411.3.3 排桩、地下连续墙（计算简图）(a)支点力计算；(b)嵌固深度计算 421.3.3 排桩、地下连续墙（计算简图）弹性支点法431.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （构造）1.3.3.1 支护墙 排桩桩径与桩距 500，连续排桩净距宜取150200；地下连续墙厚度600；水下混凝土强度不应小于C20，纵向主筋计算确定，箍筋6 8200300、加强筋12 142000 顶部应设冠梁，冠梁宽度 桩径(墙宽度),高度 400，混凝土强度不应小于C20。441.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （构造）1.3.3.1 支撑体系 支撑支撑

9、 混凝土支撑 混凝土强度不应小于C20；整体浇筑，接点刚接。钢支撑 连接可采用高强螺栓或焊接；腰梁连接点宜设在支撑点附近；腰梁与支撑的连接节点处应设加劲板；钢腰梁与挡墙间应用细石混凝土（C20）填充。451.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （构造）1.3.3.1 支撑体系拉锚拉锚锚锭式拉锚 锚杆宜用普通低碳钢；锚杆间距1.5 4.0m;锚杆长度大于10m时应施加预拉应力。土层锚杆 锚杆锚固长度不应宜小于4m、自由长度不宜小于5m；锚杆水平间距不宜小于4.0m、竖向间距不宜小于2.0m；锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m；锚杆倾角15250，并不大于450 461.3.31.3.3 排桩、地

10、下连续墙 （案例）排 桩 471.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）排 桩 481.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）491.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）排 桩 501.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）排 桩 511.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）地下连续墙 521.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）地下连续墙 531.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）地下连续墙 541.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）地下连续墙 551.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）地下连续墙 561.3.31.3.

11、3 排桩、地下连续墙 （案例）地下连续墙 571.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）地下连续墙 581.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）SMW工法 591.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）SMW工法 601.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）SMW工法 611.3.31.3.3 排桩、地下连续墙 （案例）SMW工法 622.2.支护结构施工 2.1 水泥土搅拌桩 2.2 地下连续墙 2.3 SMW工法 2.4 基坑施工阶段的有关设施632.1 水泥土搅拌桩施工2.1.1 水泥土的形成2.1.2 水泥土的物理力学性质2.1.3 水泥土搅拌桩的应用2.1

12、.4 水泥土搅拌桩的施工 642.1.1 水泥土的形成 水泥土是通过机械强力将水泥水泥土是通过机械强力将水泥与土搅拌形成具有较好物理力学性与土搅拌形成具有较好物理力学性质的水泥加固土质的水泥加固土652.1.1 水泥土的形成662.1.2 水泥土的物理力学性质水泥土的物理性质1 1、重度 当水泥掺入比在8%20%之间，水泥土重度比原状土增加约3%6%2 2、含水量 水泥土的含水量一般比原状土降低7%15%3 3、抗渗性 渗透系数K一般在10-710-8cm/ces672.1.2 水泥土的物理力学性质水泥土的力学性质1 1、无侧限抗压强度 水泥土的无侧限抗压强度q qu u在0.30.34.0

13、MPa4.0 MPa之间，比原状土提高几十倍乃至几百倍2 2、抗拉强度 水泥土抗拉强度与抗压强度有一定关系，一般情况下，抗拉强度在（0.150.150.250.25）q qu u之间3 3、抗剪强度 当水泥土q qu u=0.5=0.54MPa4MPa时，其粘聚力C C在1001001000kPa1000kPa之间，其摩擦角 在2020 3030 之间4 4、变形特性 当q qu u=0.5=0.54.0MPa4.0MPa时，其50d50d后的变形模量相当于（120120150150）q qu u682.1.3 水泥土搅拌桩的应用1、支护结构 重力式支护结构；止水帷幕；SMW工法2、地基加固

14、提高地基强度；控制沉降；防止液化692.1.3 水泥土搅拌桩的应用地基加固702.1.3 水泥土搅拌桩的应用地基加固712.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.1.4.1 施工机械 2.1.4.2 施工工艺 2.1.4.3 水泥掺量及外加剂 2.1.4.4 水泥土墙施工注意事项 722.1.4 水泥土搅拌桩的施工2.1.4.1 施工机械 主机 732.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.4.1.2 施工工艺 742.1.4 水泥土搅拌桩的施工 2.4.1.2 施工工艺 一般的施工工艺流程（一次喷浆、二次搅拌）就位 预搅下沉（制备水泥浆）提升喷浆搅拌 沉钻复搅 重复提升搅拌752.1.4 水泥土搅拌桩的

15、施工2.1.4.3 水泥掺量及外加剂 水泥掺量水泥掺量 水泥掺入比（单位体积搅拌桩中水泥与土的重量比）一般为1116%外加剂外加剂外 掺 剂作 用掺量（%）碳 酸 钠早 强0.2 0.4氯 化 钙早 强2 5三乙醇胺早 强0.05 0.2木质素磺酸钙减水、可泵0.2 0.5粉 煤 灰填充、早强50 80762.1.4 水泥土搅拌桩的施工2.1.4.4 水泥土墙施工注意事项.（1 1）复搅工艺）复搅工艺 确保搅拌均匀（干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。确保搅拌均匀（干法工艺为一次搅拌，因而不均匀）。（2 2）提升速度）提升速度 喷浆速度喷浆速度 提升搅拌速度不宜大于提升搅拌速度不宜大于0.5m/

16、min0.5m/min；提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长喷浆均匀。提升速度与喷浆速度应协调，以保证延桩身全长喷浆均匀。（3 3）桩的搭接）桩的搭接 一般为一般为200200，搭接间歇时间不超过，搭接间歇时间不超过24h24h，宜留踏步式接头；，宜留踏步式接头；如因施工原因间歇时间超过如因施工原因间歇时间超过24h24h，应有措施（增加复搅、，应有措施（增加复搅、增加水泥掺量等）增加水泥掺量等）。772.2 地下连续墙施工 78 2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 79 2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 80 2.3 SMW（Soil

17、Mixing Wall）工法施工 81 2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 82 2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 83 2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 84 2.3 SMW（Soil Mixing Wall）工法施工 85 2.4 基坑施工阶段的有关设施 2.4.1 塔吊的设置 2.4.2 施工栈桥 2.4.3 工作平台86 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.1 水泥土墙边的塔吊设置 87 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.1 水泥土墙边的塔吊设置 直接放置在水泥土墙上 88 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1

18、.1 水泥土墙边 的塔吊设置直接放置在水泥土墙上 89 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.1 水泥土墙边 的塔吊设置 设置灌注桩90 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.2 排桩(地下连续墙)边的塔吊设置 91 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.3 基坑中央设置塔吊 92 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.3 基坑中央设置塔吊 93 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.3 基坑中央设置塔吊 94 2.4.1 塔吊的设置 2.4.1.3 基坑中央设置塔吊 95 2.4.2 栈桥的设置 96 2.4.2 栈桥的设置 97 2.4.2 栈桥的设置 98 2.4.2 栈桥的设置 99 2.4.3 工作平台 100 2.4.3 工作平台 101 2.4.3 工作平台 1023.支护结构事故水泥土墙 1033.支护结构事故 水泥土墙 1043.支护结构事故 排 桩 1053.支护结构事故 排 桩 1063.支护结构事故 地下连续墙 1073.支护结构事故 地下连续墙 1083.支护结构事故 地下连续墙 1093.支护结构事故 邻近基坑影响 110