深基坑支护结构选型与结构设计.ppt
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1、深基坑支护技术深基坑支护技术支护结构的选型支护结构的选型支护结构的设计支护结构的设计1深基坑支护技术深基坑支护技术依据新标准:依据新标准:2一、支护结构的选型一、支护结构的选型支护结构选型时,应综合考虑下列因素:支护结构选型时,应综合考虑下列因素:1 基坑深度;基坑深度;2 土的性状及地下水条件;土的性状及地下水条件;3 基坑周边环境对基坑变形的承受能力,以及支护结构一旦基坑周边环境对基坑变形的承受能力,以及支护结构一旦失效可能产生的后果;失效可能产生的后果;4 主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状;主体地下结构及其基础形式、基坑平面尺寸及形状;5 支护结构施工工艺的可行性;支护结构施
2、工工艺的可行性;6 施工场地条件及施工季节;施工场地条件及施工季节;7 经济指标、环保性能和施工工期。经济指标、环保性能和施工工期。深基坑支护技术深基坑支护技术3支支护护结结构构重力式结构重力式结构(水泥土墙)(水泥土墙)支挡式支挡式结构结构支护结构的类型支护结构的类型 按工作机理和支护形式分下列几种类型:按工作机理和支护形式分下列几种类型:挡土构件挡土构件(单、双排支护桩;地下连续墙)(单、双排支护桩;地下连续墙)撑锚构件撑锚构件(坑内支撑;外拉锚杆)(坑内支撑;外拉锚杆)加固式结构加固式结构(单一土钉墙、复合土钉墙)(单一土钉墙、复合土钉墙)一、支护结构的选型一、支护结构的选型深基坑支护技
3、术深基坑支护技术4一、支护结构的选型一、支护结构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构适用的安全等级:一、二、三级适用的安全等级:一、二、三级主要支挡构件:主要支挡构件:支护桩、地下连续墙支护桩、地下连续墙主要支护形式:主要支护形式:悬臂式结构:悬臂式结构:适用于较浅的基坑;适用于较浅的基坑;锚拉式、支撑式结构:锚拉式、支撑式结构:适用于较深的基坑;适用于较深的基坑;双排桩:双排桩:当上述类型不适用时,可考虑采用;当上述类型不适用时,可考虑采用;逆作法:逆作法:适用于基坑周边环境条件很复杂的深基坑。适用于基坑周边环境条件很复杂的深基坑。深基坑支护技术深基坑支护技术5一、支护结构的选型一、支护结
4、构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构1、排、排 桩桩 沿基坑侧壁排列设置的支护桩及冠梁所组成的支挡式结沿基坑侧壁排列设置的支护桩及冠梁所组成的支挡式结构部件或悬臂式支挡结构。构部件或悬臂式支挡结构。适用于可采用降水或截水帷幕的适用于可采用降水或截水帷幕的基坑。基坑。排桩的桩型:排桩的桩型:型钢桩、钢管桩、型钢桩、钢管桩、钢板桩钢板桩 混凝土灌注桩混凝土灌注桩 型钢水泥土搅拌桩型钢水泥土搅拌桩 深基坑支护技术深基坑支护技术6一、支护结构的选型一、支护结构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构2、地下连续墙、地下连续墙分槽段用专用机械成槽、浇筑钢筋混凝土所形成的连续地分槽段用专用机械成槽、浇筑
5、钢筋混凝土所形成的连续地下墙体。下墙体。现浇地下连续墙现浇地下连续墙与排桩相比,更有整体性好、抗渗止水的特点;与排桩相比,更有整体性好、抗渗止水的特点;地下连续墙需专用成墙施工设备,工艺较复杂,工程造地下连续墙需专用成墙施工设备,工艺较复杂,工程造价较高。价较高。宜同时用作主体地下结构外墙,可同时用于截水。宜同时用作主体地下结构外墙,可同时用于截水。深基坑支护技术深基坑支护技术7一、支护结构的选型一、支护结构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构3、锚、锚 杆杆深基坑支护技术深基坑支护技术主要组成:主要组成:(图图)拉杆、锚固体、锚头。拉杆、锚固体、锚头。拉杆:拉杆:杆体杆体(钢绞线、粗钢筋)
6、、(钢绞线、粗钢筋)、套管、连接器、定位支架套管、连接器、定位支架等;等;杆体采用钢绞线时,也称杆体采用钢绞线时,也称锚索锚索。锚固体:锚固体:注浆形成的固结体,锚固在稳定岩土体内;注浆形成的固结体,锚固在稳定岩土体内;锚头:锚头:锚具、支座垫块,通过腰梁锚具、支座垫块,通过腰梁(冠梁冠梁)连接挡土构件。连接挡土构件。8一、支护结构的选型一、支护结构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构3、锚、锚 杆杆深基坑支护技术深基坑支护技术锚杆的应用特点:锚杆的应用特点:在土质较好地区,且场外条件允许时可用;有利于基坑土在土质较好地区,且场外条件允许时可用;有利于基坑土方开挖、地下工程施工,对尺寸较大基
7、坑也较经济。方开挖、地下工程施工,对尺寸较大基坑也较经济。锚杆不宜用在软土层和高水位的碎石土、砂土层中;锚杆不宜用在软土层和高水位的碎石土、砂土层中;当邻近基坑有建筑物地下室、地下构筑物等,锚杆的有效锚当邻近基坑有建筑物地下室、地下构筑物等,锚杆的有效锚固长度不足时,不应采用锚杆;固长度不足时,不应采用锚杆;当锚杆施工会造成基坑周边建(构)筑物的损害或违反城市当锚杆施工会造成基坑周边建(构)筑物的损害或违反城市地下空间规划等规定时,不应采用锚杆地下空间规划等规定时,不应采用锚杆。9一、支护结构的选型一、支护结构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构4、内支撑、内支撑设置在基坑内用以支撑挡土构件
8、的结构部件。设置在基坑内用以支撑挡土构件的结构部件。深基坑支护技术深基坑支护技术内支撑包括:内支撑包括:腰腰梁或冠梁(围檩)、梁或冠梁(围檩)、支撑、支撑、立柱立柱。(图图)内支撑分类:内支撑分类:钢内支撑、混凝土内支撑。钢内支撑、混凝土内支撑。10一、支护结构的选型一、支护结构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构4、内支撑、内支撑深基坑支护技术深基坑支护技术主要优点主要优点:装拆方便、速度快;装拆方便、速度快;能尽快发挥支撑作用,减小时间效应,使围护墙变形小;能尽快发挥支撑作用,减小时间效应,使围护墙变形小;可重复使用,多为租赁方式、专业化施工;可重复使用,多为租赁方式、专业化施工;可以施
9、加预紧力,并能根据围护墙变形情况,及时调整预可以施加预紧力,并能根据围护墙变形情况,及时调整预紧力值以限制围护墙变形的发展。紧力值以限制围护墙变形的发展。(1)钢支撑)钢支撑包括钢管支撑(多用包括钢管支撑(多用609钢管)、型钢支撑钢管)、型钢支撑(多用(多用H型钢)。型钢)。(图图)11一、支护结构的选型一、支护结构的选型(一)支挡式结构(一)支挡式结构4、内支撑、内支撑深基坑支护技术深基坑支护技术主要优点主要优点:形状多样性形状多样性(可浇筑成直线、曲线构件)(可浇筑成直线、曲线构件);整体刚度大,气温影响小,安全可靠整体刚度大,气温影响小,安全可靠(可使围护墙变形小,(可使围护墙变形小,
10、有利于保护周围环境)有利于保护周围环境);能方便地变化构件的截面和配筋,以适应其内力的变化。能方便地变化构件的截面和配筋,以适应其内力的变化。(2)混凝土支撑)混凝土支撑根据设计规定的支撑位置,现场支模浇筑根据设计规定的支撑位置,现场支模浇筑而成。而成。(图图)12一、支护结构的选型一、支护结构的选型(二)土钉墙(二)土钉墙土钉墙的类型:土钉墙的类型:单一土钉墙单一土钉墙 复合土钉墙复合土钉墙(锚杆复合土钉墙、水泥土桩复合土钉墙、微(锚杆复合土钉墙、水泥土桩复合土钉墙、微型桩复合土钉墙)型桩复合土钉墙)由随基坑开挖分层设置的、纵横向密布的土钉群、喷射混由随基坑开挖分层设置的、纵横向密布的土钉群
11、、喷射混凝土面层及原位土体所组成的支护结构。凝土面层及原位土体所组成的支护结构。一般用于非软土基坑,一般用于非软土基坑,地下水位较高时,应采取降水或截水措施。地下水位较高时,应采取降水或截水措施。适用的安全等级:适用的安全等级:二、三级二、三级深基坑支护技术深基坑支护技术13一、支护结构的选型一、支护结构的选型(二)土钉墙(二)土钉墙单一土钉墙:单一土钉墙:适用于无地下水影响的非软土基坑,深度适用于无地下水影响的非软土基坑,深度 12m。锚杆复合土钉墙:锚杆复合土钉墙:适用于无地下水影响的非软土基坑,深度适用于无地下水影响的非软土基坑,深度 15m。水泥土桩复合土钉墙:水泥土桩复合土钉墙:用于
12、非软土基坑时,深度用于非软土基坑时,深度 12m;用;用于淤泥质土基坑时,深度于淤泥质土基坑时,深度 6m;不宜用在高水位的碎石土、;不宜用在高水位的碎石土、砂土、粉土层中砂土、粉土层中。微型桩复合土钉墙:微型桩复合土钉墙:用于无地下水影响的非软土基坑时,深用于无地下水影响的非软土基坑时,深度度 12m;用于淤泥质土基坑时,深度;用于淤泥质土基坑时,深度 6m。深基坑支护技术深基坑支护技术14一、支护结构的选型一、支护结构的选型(二)土钉墙(二)土钉墙 当基坑潜在滑动面内有建筑物、重要地下管线时,当基坑潜在滑动面内有建筑物、重要地下管线时,不宜采用土钉墙。不宜采用土钉墙。深基坑支护技术深基坑支
13、护技术15一、支护结构的选型一、支护结构的选型(三)重力式水泥土墙(三)重力式水泥土墙水泥土桩相互搭接成格栅或实体的重力式支护结构。水泥土桩相互搭接成格栅或实体的重力式支护结构。适用适用于淤泥质土、淤泥基坑,且基坑深度不宜大于于淤泥质土、淤泥基坑,且基坑深度不宜大于7m。适用的安全等级:适用的安全等级:二、三级二、三级水泥土桩类型:水泥土桩类型:采用喷浆搅拌法工艺施工的水泥土搅拌桩。采用喷浆搅拌法工艺施工的水泥土搅拌桩。(图图)深基坑支护技术深基坑支护技术16二、支护结构的设计二、支护结构的设计(一)支护结构的荷载(一)支护结构的荷载作用在支护结构上的水平荷载,由以下三种:作用在支护结构上的水
14、平荷载,由以下三种:深基坑支护技术深基坑支护技术1、土压力、土压力 按按“库仑土压力理论库仑土压力理论”计算计算 包括:外侧主动土压力、内侧被动土压力包括:外侧主动土压力、内侧被动土压力2、水压力、水压力 水土分算时,按水土分算时,按“静水压力理论静水压力理论”计算计算 包括:外侧、内侧静止地下水的水压力包括:外侧、内侧静止地下水的水压力3、附加荷载、附加荷载 基坑外侧计算地面以上重物的作用基坑外侧计算地面以上重物的作用 包括:建包括:建(构构)筑物、堆土、材料设备等荷载筑物、堆土、材料设备等荷载17二、支护结构的设计二、支护结构的设计(一)支护结构的荷载(一)支护结构的荷载作用在支护结构上的
15、水平荷载,由以下三种:作用在支护结构上的水平荷载,由以下三种:深基坑支护技术深基坑支护技术1、土压力、土压力2、水压力、水压力3、附加荷载、附加荷载18二、支护结构的设计二、支护结构的设计(一)支护结构的荷载(一)支护结构的荷载作用在支护结构上的水平荷载,由以下三种:作用在支护结构上的水平荷载,由以下三种:深基坑支护技术深基坑支护技术1、土压力、土压力2、水压力、水压力3、附加荷载、附加荷载19二、支护结构的设计二、支护结构的设计(二)支挡式结构的构造(二)支挡式结构的构造1、排桩的设计要求、排桩的设计要求排桩的排桩的桩型与成桩工艺桩型与成桩工艺应根据桩所穿过土层的性质、地下水应根据桩所穿过土
16、层的性质、地下水条件及基坑周边环境要求等选择;条件及基坑周边环境要求等选择;当支护桩的施工影响范围内当支护桩的施工影响范围内存在存在对地基变形敏感、结构性能对地基变形敏感、结构性能差的建筑物或地下管线时,差的建筑物或地下管线时,不应采用不应采用挤土效应严重、易塌孔、挤土效应严重、易塌孔、易缩径或有较大震动的桩型和施工工艺;易缩径或有较大震动的桩型和施工工艺;采用采用挖孔桩挖孔桩且其成孔需要降水时,且其成孔需要降水时,降水降水引起的地层变形应满引起的地层变形应满足周边建筑物和地下管线的要求,否则应采取足周边建筑物和地下管线的要求,否则应采取截水截水措施。措施。深基坑支护技术深基坑支护技术20二、
17、支护结构的设计二、支护结构的设计(二)支挡式结构的构造(二)支挡式结构的构造1、排桩的设计要求、排桩的设计要求采用混凝土灌注桩:采用混凝土灌注桩:对悬臂式排桩,支护桩的对悬臂式排桩,支护桩的桩径桩径宜宜600mm;对锚拉式排桩或支;对锚拉式排桩或支撑式排桩,支护桩的桩径宜撑式排桩,支护桩的桩径宜400mm;排桩的排桩的中心距中心距不宜大于桩直径的不宜大于桩直径的2.0倍;倍;桩身桩身混凝土强度混凝土强度等级不宜低于等级不宜低于C25;支护桩的纵向支护桩的纵向受力钢筋受力钢筋宜选用宜选用HRB400、HRB500级钢筋,单级钢筋,单桩的纵向受力钢筋不宜少于桩的纵向受力钢筋不宜少于8根,净间距不应
18、小于根,净间距不应小于60mm;纵向;纵向钢筋伸入冠梁的长度宜取冠梁厚度;钢筋伸入冠梁的长度宜取冠梁厚度;深基坑支护技术深基坑支护技术21二、支护结构的设计二、支护结构的设计采用混凝土灌注桩:采用混凝土灌注桩:箍筋箍筋可采用螺旋式箍筋,其直径不应小于纵向受力钢筋最大直可采用螺旋式箍筋,其直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的径的1/4,且不应小于,且不应小于6mm;箍筋间距宜取;箍筋间距宜取100200mm;沿桩身配置的沿桩身配置的加强箍筋加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求,宜选用应满足钢筋笼起吊安装要求,宜选用HPB300、HRB400级钢筋,其间距宜取级钢筋,其间距宜取10002000mm;纵向
19、受力钢筋的纵向受力钢筋的保护层保护层厚度不应小于厚度不应小于35mm;采用水下灌注混;采用水下灌注混凝土工艺时,不应小于凝土工艺时,不应小于50mm。深基坑支护技术深基坑支护技术(二)支挡式结构的构造(二)支挡式结构的构造1、排桩的设计要求、排桩的设计要求22二、支护结构的设计二、支护结构的设计支护桩顶部应设置混凝土支护桩顶部应设置混凝土冠梁冠梁。冠梁宽度。冠梁宽度 桩径,高度桩径,高度 0.6倍倍桩径。冠梁钢筋应符合梁的构造配筋要求;当冠梁用作支撑或桩径。冠梁钢筋应符合梁的构造配筋要求;当冠梁用作支撑或锚杆的传力构件或按空间结构设计时,尚应按受力构件进行截锚杆的传力构件或按空间结构设计时,尚
20、应按受力构件进行截面设计。面设计。排桩的排桩的桩间土桩间土应采取应采取防护措施防护措施:宜挂钢筋网或钢丝网、喷射厚:宜挂钢筋网或钢丝网、喷射厚度度 50mm的的C20混凝土面层,钢筋网的纵横向间距不宜大于混凝土面层,钢筋网的纵横向间距不宜大于200mm,并宜用横向拉筋与两侧桩体连接。钢筋网宜采用桩间,并宜用横向拉筋与两侧桩体连接。钢筋网宜采用桩间土内打入钢筋钉固定,打入长度不宜小于排桩净间距的土内打入钢筋钉固定,打入长度不宜小于排桩净间距的1.5倍且倍且不应小于不应小于500mm。深基坑支护技术深基坑支护技术(二)支挡式结构的构造(二)支挡式结构的构造1、排桩的设计要求、排桩的设计要求23二、
21、支护结构的设计二、支护结构的设计在有可能出现渗水的部位应设置在有可能出现渗水的部位应设置泄水管泄水管,泄水管应采取防止土,泄水管应采取防止土颗粒流失的反滤措施。颗粒流失的反滤措施。采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩间隔布置的钻孔咬合桩咬合桩形式时,形式时,支护桩的桩径可取支护桩的桩径可取8001500mm,相邻桩咬合不宜小于,相邻桩咬合不宜小于200mm。素混凝土桩应采用强度等级素混凝土桩应采用强度等级 C15的的超缓凝超缓凝混凝土,其初凝时间混凝土,其初凝时间宜控制在宜控制在4070h之间,坍落度宜取之间,坍落度宜取1214cm。深基坑支护技术深基坑支护技
22、术(二)支挡式结构的构造(二)支挡式结构的构造1、排桩的设计要求、排桩的设计要求24二、支护结构的设计二、支护结构的设计地下连续墙的地下连续墙的墙体厚度墙体厚度宜按成槽机的规格,选取宜按成槽机的规格,选取600mm、800mm、1000mm或或1200mm。一字形一字形槽段长度槽段长度宜取宜取4m6m。当成槽施工可能对周边环境产。当成槽施工可能对周边环境产生不利影响或槽壁稳定性较差时,应取较小的槽段长度。必要生不利影响或槽壁稳定性较差时,应取较小的槽段长度。必要时,宜采用搅拌桩对槽壁进行加固。时,宜采用搅拌桩对槽壁进行加固。深基坑支护技术深基坑支护技术(二)支挡式结构的构造(二)支挡式结构的构
23、造2、地下连续墙的设计要求、地下连续墙的设计要求25二、支护结构的设计二、支护结构的设计地下连续墙的地下连续墙的混凝土混凝土设计强度等级宜取设计强度等级宜取C30C40。地下连续。地下连续墙用于截水时,墙体混凝土抗渗等级不宜小于墙用于截水时,墙体混凝土抗渗等级不宜小于P6,槽段接头应,槽段接头应满足截水要求。满足截水要求。当地下连续墙当地下连续墙同时作为同时作为主体地下结构主体地下结构时,墙体混凝土抗渗等级时,墙体混凝土抗渗等级应满足现行国家标准应满足现行国家标准地下工程防水技术规范地下工程防水技术规范GB50108及其及其它相关规范的要求。它相关规范的要求。纵向纵向受力钢筋受力钢筋宜选用宜选
24、用HRB400、HRB500钢筋,直径钢筋,直径 16mm,净间距净间距 75mm;水平钢筋及;水平钢筋及构造钢筋构造钢筋宜选用宜选用HRB300或或HRB400钢筋,直径钢筋,直径 12mm,水平钢筋间距宜取,水平钢筋间距宜取200400mm。深基坑支护技术深基坑支护技术(二)支挡式结构的构造(二)支挡式结构的构造2、地下连续墙的设计要求、地下连续墙的设计要求26二、支护结构的设计二、支护结构的设计地下连续墙纵向受力钢筋的地下连续墙纵向受力钢筋的保护层保护层厚度,在基坑内侧不宜小于厚度,在基坑内侧不宜小于50mm,在基坑外侧不宜小于,在基坑外侧不宜小于70mm。钢筋笼钢筋笼端部与槽段接头之间
25、、钢筋笼端部与相邻墙段混凝土接端部与槽段接头之间、钢筋笼端部与相邻墙段混凝土接头面之间的头面之间的间隙间隙应应 150mm,纵筋下端,纵筋下端500mm长度范围内宜按长度范围内宜按1:10的斜度向内的斜度向内收口收口。地下连续墙墙顶应设置混凝土地下连续墙墙顶应设置混凝土冠梁冠梁。冠梁宽度。冠梁宽度 墙厚,高度墙厚,高度 0.6倍墙厚。冠梁钢筋应符合梁的构造配筋要求;当冠梁用作支倍墙厚。冠梁钢筋应符合梁的构造配筋要求;当冠梁用作支撑或锚杆的传力构件或按空间结构设计时,尚应按受力构件进撑或锚杆的传力构件或按空间结构设计时,尚应按受力构件进行截面设计。行截面设计。深基坑支护技术深基坑支护技术(二)支
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- 基坑 支护 结构 选型 结构设计