土力学与地基基础10基坑与边坡工程-PPT课件.ppt

1、土力学与地基基础土力学与地基基础第第5版版基坑与边坡工程边坡稳定分析边坡稳定分析基坑支护工程基坑支护工程 支挡式基坑支护结构设计支挡式基坑支护结构设计边坡支护工程边坡支护工程4123锚杆挡墙设计锚杆挡墙设计锚杆技术锚杆技术 注浆加固注浆加固8569基坑与边坡工程 坡稳定性的计算方法，可根据边坡类型和可能的破坏坡稳定性的计算方法，可根据边坡类型和可能的破坏形式，按下列原则选用形式，按下列原则选用： 土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡，宜采用圆弧滑动法计算；土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡，宜采用圆弧滑动法计算； 对可能产生平面滑动的边坡，宜采用平面滑动法；对可能产生平面滑动的边坡，宜采用平

2、面滑动法； 对可能产生折线滑动的边坡，宜采用折线滑动法；对可能产生折线滑动的边坡，宜采用折线滑动法； 对结构复杂的岩质边坡，可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影对结构复杂的岩质边坡，可配合采用赤平极射投影法和实体比例投影法分析；法分析； 当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法进行分析。当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法进行分析。地基处理地基处理 黏性土土坡的稳定分析(a) 实际滑动面；(b) 计算滑动面；(c) 作用于i土条上的力 基坑支护基坑支护设计应确保岩土开挖、地下结构施工的安全，并应确保周围设计应确保岩土开挖、地下结构施工的安全，并应确保周围环境不受损害。环境不受损害。地基处理基

3、坑周边典型的环境条件1建筑物；2基坑；3桩基；4围护墙；5浅基础建筑物；6隧道；7地铁车站；8地下管线就变形控制而言，应该就变形控制而言，应该满足如下要求满足如下要求： 不得影响地下结构的尺寸、形状和正常施工；不得影响地下结构的尺寸、形状和正常施工； 不得影响既有桩基的正常使用；不得影响既有桩基的正常使用； 对周围已有建对周围已有建(构构)筑物，引起的地基变形不得超过允许值筑物，引起的地基变形不得超过允许值 不得影响周边地下建（构）筑物、地下轨道交通及管线的正常使用。不得影响周边地下建（构）筑物、地下轨道交通及管线的正常使用。地基处理基坑支护设计文件内容基坑支护设计文件内容(1） 支护结构体系

4、的方案和技术经济比较；支护结构体系的方案和技术经济比较；(2） 基坑支护体系的稳定性验算；基坑支护体系的稳定性验算；(3） 支护结构的强度、稳定和变形计算；支护结构的强度、稳定和变形计算；(4） 地下水控制设计；地下水控制设计；(5） 对周边环境影响的控制设计；对周边环境影响的控制设计；(6） 基坑土方开挖方案；基坑土方开挖方案；(7） 基坑工程的监测要求。基坑工程的监测要求。地基处理 基坑支护设计应具备的资料基坑支护设计应具备的资料(1） 岩土工程勘察报告；岩土工程勘察报告；(2） 建筑物总平面图、用地红线图；建筑物总平面图、用地红线图；(3） 建筑物地下结构设计资料、桩基础或地基处理的设计

5、资料；建筑物地下结构设计资料、桩基础或地基处理的设计资料；(4） 基坑环境调查报告，包括基坑周边建（构）筑物、地下管线、地下基坑环境调查报告，包括基坑周边建（构）筑物、地下管线、地下设施及地下交通工程等的相关资料。设施及地下交通工程等的相关资料。地基处理 有关基坑工程的勘察与环境调查的主要规定是：有关基坑工程的勘察与环境调查的主要规定是： 宜在开挖边界外、开挖深度的宜在开挖边界外、开挖深度的12倍范围内布置勘探点。倍范围内布置勘探点。 查明场区的水文地质条件，包括：地下水位及其变化与水力条件，尤查明场区的水文地质条件，包括：地下水位及其变化与水力条件，尤其是土层的渗透系数，必要时应进行抽水试验

6、。其是土层的渗透系数，必要时应进行抽水试验。 各种地区性特殊土可能出现的工程地质问题的评价与建议。各种地区性特殊土可能出现的工程地质问题的评价与建议。 对岩体基坑除了进行常规勘察外，尤其要查明外倾结构面的工程水文对岩体基坑除了进行常规勘察外，尤其要查明外倾结构面的工程水文地质条件。地质条件。 基坑周边基坑周边2倍开挖深度范围内的建（构）筑物及设施的状况。倍开挖深度范围内的建（构）筑物及设施的状况。地基处理地基处理 支撑支挡式支护结构 （a）平面；（b）剖面1围护桩；2冠梁；3腰梁；4对撑；5角撑；6立柱；7止水帷幕图地基处理 锚拉支挡式支护结构1围护桩；2冠梁；3锚杆；4腰梁与锚头地基处理悬臂

7、式支护结构1围护桩；2弹簧支座h基坑深度；ld嵌固深度支撑支挡式支护结构地基处理双排桩支护结构 1前排桩；2后排桩；3刚架梁；4弹簧支座 土钉土钉是指植入土中并经注浆形成的承受拉力与剪力的杆件。杆件可以是指植入土中并经注浆形成的承受拉力与剪力的杆件。杆件可以是钢筋，也可以是钢管。是钢筋，也可以是钢管。地基处理复合土钉墙支护结构1土钉；2喷射混凝土面层；3水泥土桩或微型桩地基处理 土钉墙支护结构1土钉；2喷射混凝土面层地基处理水泥土墙重力式支护应考虑的作用（荷载）类型应考虑的作用（荷载）类型 基坑内、外土的自重（包括地下水）； 基坑周边既有和在建的建（构）筑物荷载； 基坑周边施工材料和设备荷载；

8、 基坑周边道路车辆与施工机械产生的荷载，包括振动荷载； 冻胀、温度变化等产生的作用。支护桩嵌入坑底之下部分称为支护桩嵌入坑底之下部分称为嵌固段嵌固段。地基处理弹性支点法1挡土结构; 2由锚杆或支撑简化而成的弹性支座; 3计算土反力的弹性支座 下列工况需验算下列工况需验算基坑开挖至各层内支撑施工面时；基坑开挖至坑底时；替换并拆基坑开挖至各层内支撑施工面时；基坑开挖至坑底时；替换并拆除局部支撑时。除局部支撑时。地基处理验算工况示意图（a）开挖到支撑面；（b）开挖到坑底；（c）替换支撑1围护桩；2冠梁；3内支撑；4替换支撑；5回填素混凝土 工程中，常用的桩型包括工程中，常用的桩型包括：混凝土灌注桩、

9、型钢桩、钢管桩、钢：混凝土灌注桩、型钢桩、钢管桩、钢板桩、型钢水泥搅拌桩等。板桩、型钢水泥搅拌桩等。对悬臂式排桩，桩径不宜小于对悬臂式排桩，桩径不宜小于600mm；对锚拉或支撑式排桩，桩径不宜；对锚拉或支撑式排桩，桩径不宜小于小于400 mm。排桩的中心距不宜大于。排桩的中心距不宜大于2.0倍的桩径。倍的桩径。采用混凝土灌注桩作为支护排桩时，桩身混凝土强度级别不宜低于采用混凝土灌注桩作为支护排桩时，桩身混凝土强度级别不宜低于C25。纵向受力钢筋宜选用纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB500钢筋，根数不宜少于钢筋，根数不宜少于8，间距不，间距不应小于应小于60 mm。桩身纵筋应按规定锚入冠梁

10、。纵筋的保护层不应小于。桩身纵筋应按规定锚入冠梁。纵筋的保护层不应小于35 mm， 采用水下混凝土工艺时，不应小于采用水下混凝土工艺时，不应小于50 mm。地基处理地基处理a水平对撑（单杆;b水平对撑（桁架）；c水平对撑（八字撑）；d水平斜撑（单杆）；e水平斜撑（桁架）；f正交平面杆系支撑；g环形杆系支撑；h竖向斜撑 常用的平面布置形式：常用的平面布置形式： 平面杆系支撑：如对撑、斜撑、正交或斜交支撑，可采用单杆、桁架平面杆系支撑：如对撑、斜撑、正交或斜交支撑，可采用单杆、桁架或八字形等；或八字形等； 环形杆系或板系支撑；环形杆系或板系支撑； 竖向斜撑。竖向斜撑。内支撑选型内支撑结构形式应综合

11、考虑基坑的平面形状、尺寸、开挖深内支撑选型内支撑结构形式应综合考虑基坑的平面形状、尺寸、开挖深度、周边环境条件、主体结构的形式等因素选用。其度、周边环境条件、主体结构的形式等因素选用。其一般原则包括：一般原则包括： 结构受力明确、连接可靠、施工方便；结构受力明确、连接可靠、施工方便； 对称且平衡性、整体性强的结构形式；对称且平衡性、整体性强的结构形式； 应与主体地下结构的形式、施工顺序协调，应便于主体结构施工；应与主体地下结构的形式、施工顺序协调，应便于主体结构施工； 应利于基坑土方开挖和运输；应利于基坑土方开挖和运输； 必要时，应考虑内支撑结构作为施工平台。必要时，应考虑内支撑结构作为施工平

12、台。地基处理 地下水控制要点：地下水控制要点： 截渗，截渗，采用竖向截渗帷幕实现完全截渗的目的。当采用竖向完全截渗采用竖向截渗帷幕实现完全截渗的目的。当采用竖向完全截渗在经济技术上不合理时，可考虑加设水平铺盖以实现封底隔水。在这一在经济技术上不合理时，可考虑加设水平铺盖以实现封底隔水。在这一条件下，降水设施的主要功能是疏干基坑。条件下，降水设施的主要功能是疏干基坑。 降水，降水，包括不设截渗帷幕条件下的降水、与只设置非完全截渗帷幕条包括不设截渗帷幕条件下的降水、与只设置非完全截渗帷幕条件下的降水。件下的降水。 回灌，回灌，当预估降水导致基坑周边的变形超过允许时，应考虑对基坑周当预估降水导致基坑

13、周边的变形超过允许时，应考虑对基坑周边实施回灌。边实施回灌。地基处理 基坑工程的使用与应急预案基坑工程的使用与应急预案 控制支护结构的使用条件：尤其要着重关注施工中邻近基坑部位的地控制支护结构的使用条件：尤其要着重关注施工中邻近基坑部位的地表堆载不得超过设计规定的限值；基坑土方按规范规定的要求进行开挖；表堆载不得超过设计规定的限值；基坑土方按规范规定的要求进行开挖；基坑内外的地下水位的控制等。基坑内外的地下水位的控制等。 拟定异常条件出现时的对策：开挖工程中发现工程地质和地下水条件拟定异常条件出现时的对策：开挖工程中发现工程地质和地下水条件与勘察报告的内容有较大的出入时，应及时拟定对策。与勘察

14、报告的内容有较大的出入时，应及时拟定对策。 监测数据超限的报警监测数据超限的报警 应急抢险的物质准备：基坑工程的事故具有突发性，所以抢险时应紧应急抢险的物质准备：基坑工程的事故具有突发性，所以抢险时应紧急进行急进行“坡顶卸载、坡底压脚坡顶卸载、坡底压脚”，需用的土方机械，以及排水机具、堵，需用的土方机械，以及排水机具、堵漏与堆载的材料等必须常备。漏与堆载的材料等必须常备。地基处理边坡分为边坡分为土质边坡与岩质边坡土质边坡与岩质边坡。 资料准备资料准备（1）工程用地红线图、建筑总平面布置图以及其他有关图件；）工程用地红线图、建筑总平面布置图以及其他有关图件；（2）场地和边坡勘察资料；）场地和边坡

15、勘察资料； （3）环境资料，包括地形、地貌、水文、气象、植被等历史、现状与发）环境资料，包括地形、地貌、水文、气象、植被等历史、现状与发展预测；展预测；（4）施工条件、施工技术、设备性能和施工经验等；）施工条件、施工技术、设备性能和施工经验等；（5）有条件时，宜取得类似边坡工程的经验。）有条件时，宜取得类似边坡工程的经验。地基处理 边坡支护设计原则边坡支护设计原则（1）设计使用期限永久边坡按）设计使用期限永久边坡按50年设计，临时边坡为年设计，临时边坡为2年，同时要求建年，同时要求建筑边坡工程的设计使用年限不应低于被保护的建（构）筑物设计使用年筑边坡工程的设计使用年限不应低于被保护的建（构）筑

16、物设计使用年限。（限。（2）边坡工程安全等级边坡工程按其破坏后果的严重程度、边坡类）边坡工程安全等级边坡工程按其破坏后果的严重程度、边坡类型、边坡高度等因素确定其安全等级。型、边坡高度等因素确定其安全等级。地基处理地基处理地基处理地基处理边坡构造 坡面排水组织坡面排水组织坡顶截水沟宜结合地形地貌、气候水文、坡体性质等布设。坡顶截水沟宜结合地形地貌、气候水文、坡体性质等布设。 截、排水沟截、排水沟沟底纵坡不宜小于沟底纵坡不宜小于0.3%，沟身需进行防渗处理。，沟身需进行防渗处理。 采用砌石结构时采用砌石结构时，砂浆强度不应低于，砂浆强度不应低于M7.5，块石、片石强度不应低，块石、片石强度不应低

17、于于MU30。 采用现浇混凝土或预制混凝土时，采用现浇混凝土或预制混凝土时，其强度等级不应低于其强度等级不应低于C20。截、排水沟出水口处的坡面坡度大于截、排水沟出水口处的坡面坡度大于10%、水头高差大于、水头高差大于1.0m时，应设时，应设置跌水或急流槽将水流引出坡面，并引入排水系统。置跌水或急流槽将水流引出坡面，并引入排水系统。地基处理 边坡防护：工程防护、植物防护。边坡防护：工程防护、植物防护。 边坡工程的安全控制与应急预案边坡工程的安全控制与应急预案（1）边坡支挡的施工程序。）边坡支挡的施工程序。（2）边坡的监测与观测）边坡的监测与观测（3）边坡正常工作条件的维护）边坡正常工作条件的维

18、护（4）坡顶卸荷与坡脚压载）坡顶卸荷与坡脚压载地基处理地基处理板肋式锚杆挡墙图格构式锚杆挡墙地基处理桩锚式锚杆挡墙 锚杆挡墙的结构设计内容锚杆挡墙的结构设计内容（1）侧压力计算）侧压力计算（2）稳定分析）稳定分析（3）锚杆结构设计）锚杆结构设计（4）挡墙结构设计：包括格构梁、柱、板与基础的布置、构造与计算等。）挡墙结构设计：包括格构梁、柱、板与基础的布置、构造与计算等。地基处理地基处理锚杆挡墙侧压力分布图锚杆挡墙分锚杆挡墙分板肋式、格构式和桩锚式板肋式、格构式和桩锚式三种。三种。 锚杆挡墙为钢筋混凝土结构锚杆挡墙为钢筋混凝土结构，其混凝土强度等级不应低于，其混凝土强度等级不应低于C25。立柱（

19、肋柱）截面宽度不宜小于立柱（肋柱）截面宽度不宜小于300mm，截面高度不宜小于，截面高度不宜小于400mm。如。如果设格构梁，则其截面宽度和高度均不宜小于果设格构梁，则其截面宽度和高度均不宜小于300mm。对永久性边坡，。对永久性边坡，现浇挡板或拱板厚度不宜小于现浇挡板或拱板厚度不宜小于200mm。挡墙立柱的顶部设置连系梁，挡。挡墙立柱的顶部设置连系梁，挡墙基础应置于稳定的地层内。挡墙在纵向设伸缩缝，缝的间距不宜大于墙基础应置于稳定的地层内。挡墙在纵向设伸缩缝，缝的间距不宜大于2025m。挡墙立柱的间距宜为。挡墙立柱的间距宜为2.06.0m，挡墙剖面宜与边坡走向垂直。，挡墙剖面宜与边坡走向垂直

20、。锚杆与岩层结构面应以较大的倾角相交，锚杆的垂直与水平间距均不宜锚杆与岩层结构面应以较大的倾角相交，锚杆的垂直与水平间距均不宜小于小于2.0m。地基处理地基处理 锚杆构造1锚头；2板肋；3自由段防护钢绞线；4无包裹钢绞线；5注浆管；6隔离架；7钻孔地基处理锚杆受力示意图la锚固段长度；lf自由段长度；D锚杆钻孔直径1滑裂面；2水泥砂浆地基处理sspbakybakyK NAfK NAf普通钢筋锚杆预应力锚索锚杆 锚杆设置的若干关键环节锚杆设置的若干关键环节（1）锚杆成孔（）锚杆成孔（2）锚杆的防腐蚀处理（）锚杆的防腐蚀处理（3）锚杆灌浆）锚杆灌浆从锚杆中的杆件（钢筋或锚索）长度与下端是否设置传力板的不同，锚从锚杆中的杆件（钢筋或锚索）长度与下端是否设置传力板的不同，锚杆可分为杆可分为拉力型、压力型、拉力分散型和压力分拉力型、压力型、拉力分散型和压力分散散型四种型四种地基处理地基处理 锚杆按锚着力的传递机理分类a拉力型锚杆；b压力型锚杆；c拉力分散型锚杆；d压力分散型锚杆谢谢