(土木建筑)第二章-天然地基上的浅基础-13-14节课件.ppt
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- 土木建筑 土木 建筑 第二 天然 地基 基础 13 14 课件
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1、 基 础 工 程董董 云云 (Tel:13905236279 E-mail: QQ:944194836 Office Add:3119)淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 第二章 天然地基上的浅基础2.13浅基础施工要点浅基础施工要点2.14减轻地基不均匀沉降的措施减轻地基不均匀沉降的措施第七章第七章 基坑工程基坑工程3董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点本节简要介绍浅基础施工中的主要问题,包括基坑开挖、本节简要介绍浅基础施工中的主要问题,包括基坑开挖、放坡及支挡、坑内排水与降低地下水位,基础结构制作放坡及支挡、坑内排水与降低
2、地下水位,基础结构制作等。等。2.13.1 基坑开挖基坑开挖 1)准备工作准备工作 4董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点2)土方开挖土方开挖 5董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点6董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点2)土方开挖土方开挖 7董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点3)验槽验槽 4)异常情况的处理异常情况的处理 8董董 云云淮阴工学院建
3、筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点4)异常情况的处理异常情况的处理 9董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点4)异常情况的处理异常情况的处理 5)地面排水地面排水 10董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点6)基坑开挖的安全措施基坑开挖的安全措施11董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 2.13.2 2.13.2 基坑边坡基坑边坡(1)(1)竖直开挖坑壁的条件竖直开挖坑壁的条件 粘性土由于具有内聚力,可以保持一定高度的竖
4、粘性土由于具有内聚力,可以保持一定高度的竖直坑壁,其高度可按式直坑壁,其高度可按式(2.170)(2.170)计算:计算:2.13 2.13 浅基础施工要点浅基础施工要点12董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(2)基坑边坡的坡度基坑边坡的坡度 (3)(3)坑壁支护坑壁支护 根据支撑的材料可以分为钢根据支撑的材料可以分为钢(木木)支撑、钢支撑、钢(木木)板板桩、钢筋混凝土护坡桩和地下连续墙。桩、钢筋混凝土护坡桩和地下连续墙。13董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 2.13.3 2.13.3 坑内排水的一般规定坑内排水的一般规定 浅基坑或排水量不大的基坑可在基坑底做
5、成一定浅基坑或排水量不大的基坑可在基坑底做成一定的坡度,并按需要在基坑边设置排水沟,在四角的坡度,并按需要在基坑边设置排水沟,在四角或每隔或每隔303040m40m设置一个直径为设置一个直径为707080cm80cm的集水井。的集水井。2.13.4 2.13.4 人工降低地下水位人工降低地下水位 人工降低地下水位常用井点降水的方法。人工降低地下水位常用井点降水的方法。2.13.5 2.13.5 钢筋混凝土基础的制作钢筋混凝土基础的制作(1)(1)柱基础浇筑柱基础浇筑(2)(2)条形基础浇筑条形基础浇筑(3)(3)大体积混凝土浇筑大体积混凝土浇筑 1)1)大体积混凝土基础的整体性要求大体积混凝土
6、基础的整体性要求 2)2)大体积混凝土基础的浇筑方案,分为全面分层、大体积混凝土基础的浇筑方案,分为全面分层、分段分层和斜面分层分段分层和斜面分层3 3种种14董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 3)浇筑大体积混凝土的防裂措施浇筑大体积混凝土的防裂措施 4)4)节省混凝土的措施节省混凝土的措施 2.14 2.14 减轻地基不均匀沉降的措施减轻地基不均匀沉降的措施 2.14.1 2.14.1 建筑措施建筑措施(1)(1)建筑物体型力求简单建筑物体型力求简单 建筑物体型是指其平面形状与立面轮廓。建筑物体型是指其平面形状与立面轮廓。(2)(2)控制建筑物长高比及合理布置纵横墙控制建筑
7、物长高比及合理布置纵横墙 长高比大的建筑物整体刚度小,纵墙很容易因挠曲长高比大的建筑物整体刚度小,纵墙很容易因挠曲变形过大而开裂变形过大而开裂(图图2.88)2.88)。(3)(3)设置沉降缝设置沉降缝 根据经验,沉降缝的位置通常选择在下列部位上。根据经验,沉降缝的位置通常选择在下列部位上。15董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 平面形状复杂的建筑物的转折部位;平面形状复杂的建筑物的转折部位;建筑物的高度或荷载突变处;建筑物的高度或荷载突变处;图图2.89 2.89 基础沉降缝构造基础沉降缝构造 16董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 长高比较大的建筑物适当部位
8、;长高比较大的建筑物适当部位;地基土压缩性显著变化处;地基土压缩性显著变化处;建筑结构建筑结构(包括基础包括基础)类型不同处;类型不同处;分期建造房屋的交界处。分期建造房屋的交界处。(4)(4)控制相邻建筑物基础的间距控制相邻建筑物基础的间距17董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(5)调整建筑物的局部标高调整建筑物的局部标高 2.14.2 2.14.2 结构措施结构措施(1)(1)减轻建筑物自重减轻建筑物自重(2)(2)设置圈梁设置圈梁 (3)(3)减小或调整基底附加压力减小或调整基底附加压力(4)(4)增强上部结构刚度或采用非敏感性结构增强上部结构刚度或采用非敏感性结构 2.
9、14.3 2.14.3 施工措施施工措施 施工顺序施工顺序 预压沉降期预压沉降期 本本 章章 提提 要要 本章主要内容包括悬臂式围护结构设计与计算本章主要内容包括悬臂式围护结构设计与计算的方法的方法,明降排水方案的设计明降排水方案的设计,常用围护结构的类常用围护结构的类型及其适用条件型及其适用条件,撑锚式围护结构的设计与计算撑锚式围护结构的设计与计算,围护结构的稳定性验算,基坑工程的特点和土层围护结构的稳定性验算,基坑工程的特点和土层锚杆技术。锚杆技术。7.17.1概述概述基坑:由地面向下开挖的地下空间。基坑:由地面向下开挖的地下空间。围护结构:基坑开挖时设置的挡土和截水结构。围护结构:基坑开
10、挖时设置的挡土和截水结构。第第7 7章章 基基 坑坑 工工 程程19董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系围护结构满足的基本要求:(1)挡土作用:保证基坑周围土体稳定(2)控制土体变形:保证周围既有建筑稳定(3)截水作用:保证作业面在地下水位以上7.2 基坑工程特点围护结构与土方开挖两个方面的互相作用。开挖深度是主导因素,地质条件和周围环境决定支护方案,开挖方式直接影响基坑安全。工程量大。基坑围护方法多。对工程勘察要求高。基坑工程事故多。20董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 基坑工程技术标准滞后。基坑工程技术标准滞后。基坑工程技术有待提高。基坑工程技术有待提高。7
11、.3 7.3 围护结构类型及适用范围围护结构类型及适用范围 7.3.1 7.3.1 围护结构的分类围护结构的分类21董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 按结构形式分类:按结构形式分类:(1)1)放坡开挖及简易支护放坡开挖及简易支护(2)2)悬臂式围护结构悬臂式围护结构(3)3)重力式围护结构重力式围护结构(4)4)内撑式围护结构内撑式围护结构(5)5)拉锚式围护结构拉锚式围护结构(6)6)土钉墙围护结构土钉墙围护结构(7)7)其他围护结构:门架式围护、拱式组其他围护结构:门架式围护、拱式组合围护、喷锚网围护、沉井围护、加筋水合围护、喷锚网围护、沉井围护、加筋水泥土围护、冻结围护
12、等。泥土围护、冻结围护等。22董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 7.3.2 7.3.2 常用围护结构简介(常用围护结构简介(P284P284)(1)H)H型钢桩加插板型钢桩加插板(2)(2)钢板桩钢板桩(3)(3)钻孔灌注桩钻孔灌注桩(4)(4)地下连续墙地下连续墙(5)(5)深层搅拌水泥土墙深层搅拌水泥土墙(6)(6)土钉支护土钉支护 7.47.4支护结构上的荷载支护结构上的荷载 荷载:土压力、水压力、其他荷载荷载:土压力、水压力、其他荷载 计算方法:土水分算、土水合算计算方法:土水分算、土水合算23董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系7.4.1 土水分算 对
13、于渗透性较强的土如砂土、粉土等采用。分别计算土、水压力,然后叠加。有效应力法:主动土压力:被动土压力:总应力法:主动土压力:被动土压力:24董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系7.4.2 土水合算 对于渗透性较差的土如粘土采用,是目前应用较多的一种计算方法,能够较好的模拟渗透性较差的土侧压力。主动土压力:被动土压力:所需的土工指标有:饱和重度、主动(被动)土压力系数、固结不排水剪切强度等。7.4.3挡土结构位移对土压力的影响表现在两个方面:对主动土压力分布产生的影响和对土压力量值产生的影响。25董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系挡土结构位移和变形对土压力分布的影响
14、:(1)完全刚性:静止土压力,三角形分布(2)下端向外位移:主动土压力,抛物线分布(3)中部向外位移:主动土压力,马鞍形分布(4)平行向外位移:主动土压力,抛物线分布(5)绕下端向外倾斜:主动土压力与一般挡土墙一致。(6)向前位移或转动时:由静止土压力逐渐减小到最小值,进一步向墙后填土移动或转动时,产生被动土压力。26董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系27董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 7.5 悬臂式围护结构设计计算悬臂式围护结构设计计算 7.5.1 围护结构的破坏形式围护结构的破坏形式(1)非重力式围护结构的破坏非重力式围护结构的破坏 1)强度破坏强度破坏
15、 支护结构的强度破坏支护结构的强度破坏28董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 2)稳定性破坏稳定性破坏 a a墙后填土失稳;墙后填土失稳;b b坑底隆起;坑底隆起;c c管涌或流砂管涌或流砂支护结构的稳定破坏支护结构的稳定破坏(2)2)重力式围护结构的破坏形式重力式围护结构的破坏形式 倾覆破坏。倾覆破坏。滑移破坏。滑移破坏。29董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系土体整体滑动失稳、坑底隆起、管涌或流砂与非重力式围护结构相似。7.5.2 悬臂式围护结构计算简图不同于一端固定的悬臂梁:无法确定固定端,嵌入土体部分受力无法确定。可取单元体进行受力分析。根据实测结果的受力
16、简图:支护结构位移产生主动土压力。土体受压在开挖侧的顶部和非开挖侧的底部出现被动土压力,被动土压力大小未知,通过静力平衡无法同时求解。30董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(1)(1)非均质土层或有地下水作用时的非均质土层或有地下水作用时的简化图式简化图式 当悬臂式围护桩全长范围内作用在不同的土层或当悬臂式围护桩全长范围内作用在不同的土层或有地下水作用时,只能采用试算的方法,简化图有地下水作用时,只能采用试算的方法,简化图式如下:式如下:可以把可以把BEBE段的被动土压力简化为一集中力作用在段的被动土压力简化为一集中力作用在杆件低段。可以通过静力平衡求解反力杆件低段。可以通过静
17、力平衡求解反力PrPr和埋置和埋置深度深度d d。31董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(2)(2)均质土体作用在悬臂桩两侧的简化图式均质土体作用在悬臂桩两侧的简化图式 对于砂性土,假设对于砂性土,假设c c0,0,在杆下端右侧的被动土压在杆下端右侧的被动土压力假设呈三角形分布(图力假设呈三角形分布(图a a)。)。对于砂性土,假设对于砂性土,假设c c0,0,在杆下端右侧的被动土压在杆下端右侧的被动土压力假设为一集中力作用在杆端处(图力假设为一集中力作用在杆端处(图b b)。)。对于粘性土,在杆下端右侧的被动土压力假设为对于粘性土,在杆下端右侧的被动土压力假设为一集中力作用在
18、杆端处(图一集中力作用在杆端处(图c c)。)。a b c32董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 7.5.3 7.5.3 悬臂式围护结构内力分析悬臂式围护结构内力分析(1)(1)确定计算参数和计算简图确定计算参数和计算简图(2)(2)确定嵌入深度确定嵌入深度 支护结构的变形支护结构的变形 对于非均质土体先假设埋深对于非均质土体先假设埋深d d,然后分层计算主动、,然后分层计算主动、被动土压力,满足稳定要求即可。被动土压力,满足稳定要求即可。对于均质土层可直接通过解析方法计算对于均质土层可直接通过解析方法计算33董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 由由 得得 (3
19、)3)内力或强度计算内力或强度计算 非均质土层:由剪力为零确定最大弯矩所在位置,按下式非均质土层:由剪力为零确定最大弯矩所在位置,按下式试算:试算:最大弯矩为:最大弯矩为:均质土层:直接按计算简图按解析方法计算。均质土层:直接按计算简图按解析方法计算。34董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(4)位移计算35董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系7.6 撑(锚)式围护结构的设计计算7.6.1 单撑(锚)围护结构(1)单撑(锚)浅桩(自由端)适用于底端自由支承的单锚式挡土结构。当挡土结构的入土深度不大,非嵌固时,由于墙后土压力的作用形成极限平衡的单跨简支粱。挡土结构因受
20、土压而弯曲,并绕顶部锚系点旋转。计算浅桩的最小插入深度Dmin和支反力R36董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 由静力平衡条件由静力平衡条件 根据剪力为零时弯矩最大的原则求出最大弯根据剪力为零时弯矩最大的原则求出最大弯矩。矩。根据最大弯矩设计支护结构的截面根据最大弯矩设计支护结构的截面(截面尺寸、截面尺寸、配筋等配筋等)。37董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系(2)单撑单撑(锚锚)深桩深桩(固定端固定端)(等值梁法)(等值梁法)有支撑或有锚杆的挡土结构的变形曲线上有反弯点(如图)有支撑或有锚杆的挡土结构的变形曲线上有反弯点(如图)有三个未知量有三个未知量T T,
21、D D,E Ep2p2。先找出反弯点位置,假定该点弯矩为先找出反弯点位置,假定该点弯矩为0 0。从反弯点将挡土结构断开,上部为一简支粱,下部为一次从反弯点将挡土结构断开,上部为一简支粱,下部为一次超静定结构,可按结构力学方法求解内力。超静定结构,可按结构力学方法求解内力。桩身土压力与等值梁法计算简图桩身土压力与等值梁法计算简图38董董 云云淮阴工学院建筑工程系淮阴工学院建筑工程系 7.6.2 7.6.2 多层撑多层撑(锚锚)支护结构的计算支护结构的计算(1)二分之一分割法二分之一分割法 将各道支撑均匀分布,假设桩、墙体不发生变形,每道支将各道支撑均匀分布,假设桩、墙体不发生变形,每道支撑承担相
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