基坑支护工程设计课件.ppt
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1、基坑支护工程设计基坑支护工程设计武汉华中岩土工程有限责任公司武汉华中岩土工程有限责任公司20142014年年1212年年2222日日 1 1 前言前言 我公司于我公司于20012001年开始涉足基坑工程支护设计与施工技术,从年开始涉足基坑工程支护设计与施工技术,从刚开始只能进行一些简单的支护类型设计(放坡或喷锚支护)到刚开始只能进行一些简单的支护类型设计(放坡或喷锚支护)到如今可以进行较复杂的支护类型设计(排桩或内支撑支护),我如今可以进行较复杂的支护类型设计(排桩或内支撑支护),我们始终以谨慎的态度,对待每一项基坑工程,力求在安全的基础们始终以谨慎的态度,对待每一项基坑工程,力求在安全的基础
2、上做到更经济、更合理。上做到更经济、更合理。 2 2 基坑支护结构类型和适用条件基坑支护结构类型和适用条件 支护结构设计应根据基坑开挖深度、工程地质情况、场地条件、支护结构设计应根据基坑开挖深度、工程地质情况、场地条件、周边环境条件(包括基坑内工程桩情况)及施工条件,进行多方案周边环境条件(包括基坑内工程桩情况)及施工条件,进行多方案比选,制定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护结构比选,制定安全可靠、技术可行、施工方便、经济合理的支护结构方案,以保证工程的顺利进行。方案,以保证工程的顺利进行。基坑支护分类及适用条件基坑支护分类及适用条件 表表1 1 3 3 基坑设计与施工步骤基坑设计
3、与施工步骤 基坑工程设计与场地的地质条件、周边环境、工程项基坑工程设计与场地的地质条件、周边环境、工程项目规模和功能特殊要求、其他建筑材料和技术优势等密目规模和功能特殊要求、其他建筑材料和技术优势等密切相关。它是一项非常复杂的系统工程,所呈现的施工切相关。它是一项非常复杂的系统工程,所呈现的施工效果也是立竿见影的,因此必须周密考虑所有的客观条效果也是立竿见影的,因此必须周密考虑所有的客观条件,分清主次、轻重、缓急,对设计施工方案进行正确件,分清主次、轻重、缓急,对设计施工方案进行正确优化,备有足够的应急抢险措施。优化,备有足够的应急抢险措施。 3.1 3.1 基坑工程概况及周边环境条件基坑工程
4、概况及周边环境条件 基坑工程概况应明确的内容:工程项目的地理位置,规模、周长、基坑工程概况应明确的内容:工程项目的地理位置,规模、周长、面积,地下室层数,基础形式,底板、承台、基础梁及垫层的尺寸,面积,地下室层数,基础形式,底板、承台、基础梁及垫层的尺寸,地下结构的特殊施工要求,场地整平标高,地下结构的特殊施工要求,场地整平标高,0.000.00标高等。标高等。 周边环境条件应明确的内容:邻近建(构)筑物的重要程度、层周边环境条件应明确的内容:邻近建(构)筑物的重要程度、层数、结构形式、基础形式及埋深,现状特征;基坑周边道路、市政管数、结构形式、基础形式及埋深,现状特征;基坑周边道路、市政管线
5、情况及相对关系。线情况及相对关系。 (附周边环境图)(附周边环境图)周边环境平面图应重点标注与基坑之间的关系及尺寸。周边环境平面图应重点标注与基坑之间的关系及尺寸。基坑支护周边环境图基坑支护周边环境图 3.2 3.2工程地质及水文地质条件工程地质及水文地质条件 3.2.13.2.1工程地质条件工程地质条件武汉地区地貌形态主要有以下三种类型:剥蚀丘陵区,剥蚀堆积垅岗武汉地区地貌形态主要有以下三种类型:剥蚀丘陵区,剥蚀堆积垅岗区(区(级阶地),堆积平原区(级阶地),堆积平原区(级、级、级阶地)。级阶地)。与深基坑工程分布位置相关的主要是与深基坑工程分布位置相关的主要是级阶地堆积平原地区和级阶地堆积
6、平原地区和级阶级阶地垅岗地区两类地垅岗地区两类。3.2.1.1 3.2.1.1 级阶地堆积平原的地层构成及岩土体工级阶地堆积平原的地层构成及岩土体工程地质特征程地质特征 级阶地的地层主要由第四系全新统河流相及部分河湖相冲洪积级阶地的地层主要由第四系全新统河流相及部分河湖相冲洪积及冲湖积物构成。上部为粘性土,下部为砂性土(含卵砾石),深度及冲湖积物构成。上部为粘性土,下部为砂性土(含卵砾石),深度50m50m左右为基岩。地表有一定厚度的填土。与基坑相关的主要地层见左右为基岩。地表有一定厚度的填土。与基坑相关的主要地层见下表。下表。级阶地堆积平原地区的地层构成条件及评价级阶地堆积平原地区的地层构成
7、条件及评价 表表2 23.2.1.23.2.1.2垅岗地区(相当于垅岗地区(相当于级阶地)的地层构成级阶地)的地层构成及岩土体工程地质特征及岩土体工程地质特征 垅岗地区的地层主要由中、上更新统的粘性土(老粘土)组成,垅岗地区的地层主要由中、上更新统的粘性土(老粘土)组成,下部局部地段为粘土夹碎石层(坡残积层)。一般呈硬塑下部局部地段为粘土夹碎石层(坡残积层)。一般呈硬塑- -坚硬状态坚硬状态(部分为可塑状态),强度较高而变形较小,厚度为数米至(部分为可塑状态),强度较高而变形较小,厚度为数米至2020余米,余米,其下为基岩;地表常存在一定厚度、分布不均的人工填土层,在老城其下为基岩;地表常存在
8、一定厚度、分布不均的人工填土层,在老城区填土厚度更大,此外,在垅岗间的坳沟中存在有软塑至可塑的粘性区填土厚度更大,此外,在垅岗间的坳沟中存在有软塑至可塑的粘性土层或新近沉积的软土层,对基坑工程的影响与土层或新近沉积的软土层,对基坑工程的影响与级阶地相似。级阶地相似。 垅岗地区土质条件较好,老粘性土是一种超固结土,一旦开挖暴垅岗地区土质条件较好,老粘性土是一种超固结土,一旦开挖暴露,极易产生卸荷裂隙和干缩裂隙,水入浸老粘性土后,土体强度将露,极易产生卸荷裂隙和干缩裂隙,水入浸老粘性土后,土体强度将迅速下降,易发生崩塌、边坡失稳或增加对支护结构的压力。同时高迅速下降,易发生崩塌、边坡失稳或增加对支
9、护结构的压力。同时高塑性的老粘土还可能具有一定的膨胀性,失水干缩,遇水膨胀,对支塑性的老粘土还可能具有一定的膨胀性,失水干缩,遇水膨胀,对支护结构会产生一定的膨胀力。志留系面岩是一种薄层状的泥质岩石,护结构会产生一定的膨胀力。志留系面岩是一种薄层状的泥质岩石,节理裂隙发育,开挖暴露后极易风化、软化,导致各种边坡病害。节理裂隙发育,开挖暴露后极易风化、软化,导致各种边坡病害。3.2.23.2.2水文地质条件水文地质条件 武汉地区的地下水类型按其赋存条件,在武汉地区的地下水类型按其赋存条件,在、级阶地主要级阶地主要为上层滞水与孔隙承压水,局部地区有潜水,在垅岗位地区为层为上层滞水与孔隙承压水,局部
10、地区有潜水,在垅岗位地区为层间水或潜水及岩溶裂隙水。间水或潜水及岩溶裂隙水。 上层滞水主要赋存于填土层中,其含水与透水性取决于填土上层滞水主要赋存于填土层中,其含水与透水性取决于填土的类型。上层滞水的特征是水位连续性差,无统一的自由水面,的类型。上层滞水的特征是水位连续性差,无统一的自由水面,主要接受地表水和降水补给。当基坑工程在与湖水有水力联系或主要接受地表水和降水补给。当基坑工程在与湖水有水力联系或雨季施工时,应对该层地下水给予足够的重视。雨季施工时,应对该层地下水给予足够的重视。 孔隙承压水赋存于砂性土层中,含水层顶板为上部一般的粘性土,孔隙承压水赋存于砂性土层中,含水层顶板为上部一般的
11、粘性土,底板为基岩,与长江、汉江的水力联系密切,互补关系、季节性变化底板为基岩,与长江、汉江的水力联系密切,互补关系、季节性变化规律明显,富水性随含水层颗粒组成的增大而增大,其渗透性也随着规律明显,富水性随含水层颗粒组成的增大而增大,其渗透性也随着增大。此外,要重视对作为承压含水层增大。此外,要重视对作为承压含水层“过渡带过渡带”的粉土层或粉砂与的粉土层或粉砂与粉质粘土交互层的认识与处理,该层水平渗透性大于垂直渗透性,当粉质粘土交互层的认识与处理,该层水平渗透性大于垂直渗透性,当基底挖至该层时,在孔隙承压水的水压作用下,将直接进入基坑,易基底挖至该层时,在孔隙承压水的水压作用下,将直接进入基坑
12、,易形成管涌和流土,必须引起重视。形成管涌和流土,必须引起重视。 位于垅岗地区坳沟中的粉土含水与透水性均较差,水量不大,进位于垅岗地区坳沟中的粉土含水与透水性均较差,水量不大,进行防水处理即可,但坡残积层中的地下水量与粘性土含量和碎石含行防水处理即可,但坡残积层中的地下水量与粘性土含量和碎石含 量、结构密实度和孔隙大小以及补给水源有关,应考虑对基坑的影响。量、结构密实度和孔隙大小以及补给水源有关,应考虑对基坑的影响。3.2.33.2.3工程地质条件及水文地质条件应明确的内容工程地质条件及水文地质条件应明确的内容 场地地形、地貌特征,与基坑相关的地层描述,地下水类型及渗场地地形、地貌特征,与基坑
13、相关的地层描述,地下水类型及渗透性、补给与排泄条件,绘制基坑周边地层展开图及地层概化剖面图,透性、补给与排泄条件,绘制基坑周边地层展开图及地层概化剖面图,与基坑相关的物理力学指标。与基坑相关的物理力学指标。(附周边地层展开图及地层概化剖面图)(附周边地层展开图及地层概化剖面图)基坑周边地层展开图及地层概化剖面图基坑周边地层展开图及地层概化剖面图3.33.3支护体系的选择支护体系的选择3.3.13.3.1根据工程概况、周边环境条件、工程及水文地质条件确定基坑支护根据工程概况、周边环境条件、工程及水文地质条件确定基坑支护安全等级安全等级3.3.23.3.2根据工程概况、周边环境条件、工程及水文地质
14、条件确定经济合的根据工程概况、周边环境条件、工程及水文地质条件确定经济合的支护体系类型,然后依据天汉软件进行试算,以确定所选择的支护类支护体系类型,然后依据天汉软件进行试算,以确定所选择的支护类型是否符合规范要求。型是否符合规范要求。3.3.33.3.3常用支护类型设计及软件应用常用支护类型设计及软件应用 一般基坑设计应注明地面超载的类型及超载值,地层参数,土压力计一般基坑设计应注明地面超载的类型及超载值,地层参数,土压力计算模式,土水合算或分算,基坑设计的重要性系数等。算模式,土水合算或分算,基坑设计的重要性系数等。3.3.3.13.3.3.1自稳边坡土钉挂网支护自稳边坡土钉挂网支护 土钉挂
15、网是对自稳边坡采取的一种坡面保护措施,保护设施不土钉挂网是对自稳边坡采取的一种坡面保护措施,保护设施不作为受力构力构件设计。作为受力构力构件设计。1 1、适用条件:基坑周边开阔,自稳边坡可满足设计要求。、适用条件:基坑周边开阔,自稳边坡可满足设计要求。2 2、构造要求:、构造要求:a a、坡面喷射厚度、坡面喷射厚度50-80mm50-80mm,分,分2-32-3次喷射。次喷射。b b、骨料分布均匀,自上而下分层喷射,达初凝后立即洒水养护。、骨料分布均匀,自上而下分层喷射,达初凝后立即洒水养护。c c、挂网时可采用网距、挂网时可采用网距100-200mm100-200mm的钢丝或铁丝网,用的钢丝
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