深基坑工程教案

课程教案

课程名称：深基坑支护技术

任课教师：

所属院部：建筑工程与艺术设计学院教学班级：土木1403 班

教学时间：2016—2017学年第二学期湖南工学院

课程基本信息

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第一章绪论

1.1基坑工程现状

一、本次课主要内容

本章介绍了基坑工程的特点、现状及发展，且着重介绍了基坑工程中围护结构

的常用形式及基坑工程的理论分析。

二、教学目的与要求

了解基坑工程的现状；熟悉基坑工程的发展概况；掌握基坑工程中围护结构常

用形式、基坑工程的理论分析及基坑工程的特点。

三、教学重点难点

重点：常见的支挡体系有：钻孔灌注桩围护、地下连续墙、SMW工法桩、拉

森钢板桩。

难点：基坑工程理论分析方法有：古典分析方法、解析方法、数值分析方法。

四、教学方法和手段

课堂讲授、提问、讨论；使用多媒体教学方式。

五、作业与习题布置

讨论：基坑工程有哪些特点。

作业：完成P15第二大题

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第1章绪论

1.1 基坑工程现状

近年来，我国深基坑工程呈现出新的特点，主要表现为：

（1）基坑的面积越来越大，主楼与裙楼连成一片、大面积地下车库、地下商业与休

闲中心一体化开发的模式频频出现，使得面积在10000～50000ｍ2 的基坑越来越多。

（2）基坑的开挖深度越来越大，开挖深度为20～30ｍ的基坑越来越多。

（3）基坑场地紧凑，有些地方紧贴红线，使得基坑周边几无施工场地。

（4）基坑周边环境复杂敏感，临近大量管线、建筑与地铁构筑物等。

大城市中的基坑工程往往周边建筑物密集、地下管线众多、环境保护要求高，因此，

基坑支护结构除满足自身强度要求外，还须满足变形要求，将基坑周边土体的变形

控制在允许范围之内，保证基坑周围的建（构）筑物和管线的正常使用，从而使得

基坑工程的设计及施工从强度控制转向了变形控制。

1.2 基坑工程发展概况

基坑工程是实用性、经验性极强的学科。近年来的工程实践既有大量成功的经

验，也有失败的教训，更有一系列有待进一步解决的问题。目前，我国基坑越来越

深，环保要求更加严格，这就需要工程技术人员以更加严谨的科学态度，在工程实

践中不断总结、创新，提高技术水平，为我国基坑工程技术的发展做出贡献。

基坑的类型主要包括以下几种：

（1）高层、超高层建筑深基坑

我国已建和在建高层、超高层建筑的基坑深度，已由6～8ｍ发展到20ｍ以上，基坑

的平面尺寸也越来越大。

（2）地铁站基坑

北京、上海、广州、天津、青岛、南京、沈阳等均有地铁在建，这些地铁沿线地下

车站百余座多采用明挖法施工。

（3）市政工程地下设施基坑

近几年来各地兴建了许多大型市政地下设施，例如：上海人民广场地下车库和商场，

建筑面积50000m2；上海合流污水治理工程彭约浦泵站是目前世界最大的污水治理泵

站，基坑深达26.45ｍ；哈尔滨奋斗路地下街长300ｍ，宽16ｍ。

（4）工业基坑

我国目前已有不少规模较大的工业基坑，例如：宝钢热轧厂铁皮坑深32ｍ，浦东耀

华皮尔金顿浮法玻璃溶窖坑，亚洲最高烟囱北仑港电厂240ｍ的高烟囱基坑等。

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1.3 围护结构常用形式

基坑支护体系一般包括两个部分：挡土体系和止水降水体系。基坑支护结构一

般要承受土压力和水压力，起到挡土和挡水的作用。一般情况下支护结构和止水帷

幕共同形成止水体系。但尚有两种情况：一种是止水帷幕自成止水体系；另一种是

支护结构本身也起止水帷幕的作用，如水泥土重力式挡土墙和地下连续墙等。

1.3.1 放坡开挖及土钉墙

放坡开挖分为有支护和无支护两种方式，土钉墙虽然在情况特殊时采用直立开

挖，但在一般情况下也会设置一定的开挖坡度，故从施工原理上也属于放坡开挖的

一种。放坡开挖的设计原则是通过选择安全合理的开挖坡度和支护参数，使开挖后

的土体依靠自身或在土钉加固后能保持施工期的稳定。由于基坑敞开式施工，因此

具有施工简便、工期短、造价较经济等优点。由于无须支撑体系，也可为主体结构

施工提供宽敞的作业空间。

放坡开挖主要适用于土质较好的浅基坑，要求基坑周围没有重要的影响建筑，

并需要有足够的施工场地，适用的基坑开挖深度一般在5m以内，配合土钉墙和矮挡

土墙，在地质较好的无水基坑也有高度达到10m左右的案例。

1.3.2 水泥土重力式挡土墙

水泥土重力式挡土墙是指使用水泥搅拌设备，以水泥系材料为固化剂，在基坑

周边就地将原状土强制搅拌，以形成具有一定强度和止水性能的柱状加固挡土墙，

其截面一般采用相互搭接的格栅形式。

水泥土重力式基坑开挖深度一般不超过７ｍ，除了具有放坡开挖的施工作业空

间开阔的优点外，更具有良好的止水性能和土层适用范围，对于地下水位较高和淤

泥质软土地质的浅基坑具有明显优势。其缺点是位移相对较大，红线宽度较大，当

基坑周边存在重要建（构）筑物时，应慎重选用。

1.3.3 悬臂式支护结构

悬臂式支护结构常采用钢筋混凝土桩、木板桩、钢板桩、钢筋混凝土板桩、地

下连续墙等形式。值得关注的是，钢筋混凝土咬合桩和ＳＭＷ工法目前已经被广泛

使用，钢筋混凝土桩常采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、沉管灌注桩及预制桩等。

悬臂式支护结构依靠足够的入土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定和结构

安全。悬臂式结构对开挖深度非常敏感，容易产生较大的变形，对相邻建（构）筑

物易产生不良影响。悬臂式结构适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。