第八章 基坑工程简介(新版)

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8.1.1 放坡开挖
放坡开挖是选择合理的基坑边坡以保证在开挖过程中边坡的稳定性 ，包括坡面的自立性和边坡整体稳定性。 适用于地基土质较好，开挖深度不深，以及施工现场有足够放坡场 所的工程。
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8.1.5 拉锚式支护结构
拉锚式围护结构由围护结构体系和锚固体系两部分组成。锚固体系 可分为锚杆式和地面拉锚式两种。随基坑深度不同，锚杆式也可分 为单层锚杆、二层锚杆和多层锚杆。
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来自百度文库锚式支护结构
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8.1 基坑围护结构的类型
围护结构型式
1 放坡开挖及简易围护； 2 悬臂式围护结构； 3 重力式围护结构； 4 内撑式围护结构； 5 拉锚式围护结构； 6 土钉墙围护结构； 7 其它型式围护结构。主要有门架式围护结构；拱式组合型围护结 构；喷锚网围护结构；沉井围护结构；加筋水泥土墙围护结构；冻 结法围护等。
第八章 基 坑 工 程
南京工业大学
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第八章 基坑围护结构
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 基坑围护结构类型 基坑工程设计内容 支护结构的受力及破坏形式 基坑围护结构内力计算 基坑稳定性计算 常见围护结构构造设计
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8.1.6 基坑围护结构的类型
土钉墙支护 变形较大，适用于2、3级非软土 地基，深度不大于12米，软土浅 基坑（深度不超过5米）；地下水 高于基坑底，需降水或截水
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土钉墙支护结构
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基坑围护结构的选型遵循原则： 基坑围护结构构件不应超出用地范围； 基坑围护结构的构件不能影响主体工程结构构件的正常施工； 基坑平面形状尽可能采用受力性能好的圆形、正多边形和矩形。 参考规范： 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)； 《上海市基坑工程设计规程》（DBJ08-61-97）
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内撑式支护结构
由围护结构体系和内撑体系两部分组成。围护结构体系常采用钢筋混 凝土桩、排桩墙和地下连续墙型式。内撑体系可采用水平支撑和斜支 撑。 内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管(或型钢)支撑两种。钢筋混凝土支撑 体系的优点是刚度好、变形小，而钢管文撑的优点是钢管可以回收、 且加预压力方便。
支撑（拉锚）的选型
当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能满足要求时，需增 设支撑系统。 支撑系统：内支撑，外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）
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8.1.6 土钉墙支护结构
土钉一般通过钻孔、插筋和注浆来设置，传统上称砂浆锚杆。也有采用 打入或射人方式设置土钉。边开挖基坑，边在土坡中设置土钉。在坡面 上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，形成土钉墙围护结 构。
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8.1.7 其它形式支护结构
门架式支护结构
拱式组合型支护结构
喷锚网支护结构
加筋水泥土挡墙支护
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放坡开挖与排桩墙
放坡开挖与内撑排桩墙
8.2 基坑工程设计内容
基坑工程支护设计内容
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水泥土重力式支护结构
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8.1.4 内撑式基坑围护结构 内撑式围护体系
围护墙、支撑、防水帷幕组成，墙体 厚度较小，通过墙体插入地 下一定深度和在开挖面上设置支撑或锚杆系统平衡墙后的水土压 力和维持边坡稳定。 挡土墙： 钢筋混凝土地下连续墙 柱列式钻孔灌注桩 钢板桩 钢筋混凝土板桩 支撑： 内支撑、土层锚杆
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8.2 基坑工程设计内容 基坑围护结构的选型
围护墙体和支撑结构体系的材料型式和布置方式选择依据： 规范规程 岩土工程勘察资料 工程环境条件：临近建筑、道路、地下管线、障碍物 主体工程设计资料：规模、特点、设计图纸 场地施工条件 地区工程经验 经综合比较，确保安全可靠前提下，选择切实可行、经济合理的 方案。
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悬臂式围护结构
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8.1.3 重力式围护结构 重力式围护体系
不设置支撑或锚杆的自立式墙体结构，墙体 厚度较大，通过墙体 自重、墙体与地基的摩擦力、墙体在开挖面以下受到土体的被动 抗力平衡水土压力，维持边坡稳定。 工业及民用：深搅桩、旋喷桩、树根桩 水工：钢架重力式挡土墙、沉井式重力挡土墙、混合式重力挡 土墙
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基坑工程是一个古老而现代的课题。。。
有难度——综合性课题 涉及到土力学的强度、稳定和变形问题 很多问题没有解决 土压力问题
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深基坑工程特点
临时结构，安全储备小，风险大 土性区域性强 个性强 学科综合性 土压力复杂性 时空效应强 系统工程 环境效应强
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钢板桩
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H型钢水泥土搅拌墙 (SMW工法)
适用于土质较好、地 下水位较低的地区。 型钢或支柱按一定间 距打入，支柱间设木 挡板或其它挡土设施 。
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基坑围护体系的作用
挡土 止水 保护环境
对基坑围护体系的要求
稳定性 截水、降水、排水 控制变形
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基坑工程的设计原则
安全可靠 经济合理 技术可行 方便施工
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主要设计内容： 1. 环境调查和基坑安全等级确定 2. 围护结构选型 3. 围护结构设计计算 4. 围护结构稳定性验算 5. 节点设计 6. 降水设计 7. 土方开挖方案 8. 基坑监测要求及方案
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《上海市基坑工程设计规程》（DBJ08-61-97）规定： 1、一级基坑工程： （1）支护结构作为主体结构的一部分； （2）基坑开挖深度大于、等于10m； （3）距基坑边两倍开挖深度范围内有历史文物、近 代优秀建筑、重 要管线需严加保护时。 2、 除一级和三级以外的均属二级基坑工程； 3、开挖深度小于7m，且周围环境无特别要求时，属三级基坑工程。
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8.3 支护结构的受力及破坏形式
8.3.2 支护板桩的受力性状 （1）悬臂式板桩： 插入土体部分视为固定端，上部为自由端；即看作悬臂梁结构。 （2）浅埋单支点撑(锚) 式板桩： 插入土体部分视为固定铰，上部支撑(锚拉)作用点为活动铰；即看 作简支梁结构。 （3）深埋单支点撑(锚)式板桩： 插入土体部分视为固定端，上部支撑(锚拉)作用点为活动铰；即看 作静不定梁结构。 （4）多支点撑(锚)式板桩： 插入土体部分视为固定端，上部各个支撑(锚拉)作用点为活动铰； 即看作连续梁结构。
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基坑支护结构的选型方案
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基坑支护结构的选型方案
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支撑体系的布置方式
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j m
k
l
a平面交叉式(单层或多层)支撑；b井字式支撑；c角(斜)撑式支撑；d周边桁架；e圆形环梁； f水平压杆支撑；g圆拱形支撑；h竖向斜撑；i中心岛式开挖及支撑j逆作法；k锚杆；l拉锚( NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 锚破)；m组合式支撑。
基坑侧壁安全等级及重要性系数
安全 等级
一级
破坏后果
支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环 境及地下构施工影响很严重 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环 境及地下结构施工影响一般 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边 环境及地下结构施工影响不严重
γ0
1.10
二级
1.00
三级
0.90
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8.3 支护结构的受力及破坏形式
8.3.1 支护结构上的荷载 (1) 地基土产生的土压力； (2) 地下水产生水压力； (3) 基坑顶面的超载（邻近建筑物、汽车、吊车及场地堆载等）； (4) 地震产生的垂直和水平荷载； (5) 温度影响和混凝土收缩引起的附加荷载。 作用于支护结构上的土压力是比较难于准确计算的荷载。
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钻孔灌注桩挡墙
常用Φ600—1000mm，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排桩 挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效果 差。
开挖侧
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开挖侧
钢筋混凝土桩+砼支撑
地下连续墙+砼、钢管支撑
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钢板桩
槽钢钢板桩 由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长6～8m，多用于深度不超过 4m的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。
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深层水泥土搅拌桩重力式支护结构
适用条件： 2、3级基坑; 施工范围内地基承载力不宜大 于150kPa; 基坑深度不大于6m.
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深层水泥土搅拌桩重力式支护结构
采用深层搅拌法形成，有时也采用高压喷射注 浆法形成。为了节省 投资，常采用格构体系。水泥土与其包围的天然土形成重力式挡墙支 挡周围土体，保持基坑边坡稳定。 重力式围护结构常用于软粘土地区开挖深度约在6.0m以内的基坑工 程。水泥土抗拉强度低，水泥土重力式围护结构适用于较浅的基坑工 程，其变形也比较大。
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8.1 基坑围护结构类型
什么是基坑？
为施工地下结构向地下开挖的深坑。 建筑物埋深要求 人类对地下空间的利用
什么是基坑工程？
为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损坏而采取 的支护结构、降水和土方开挖与回填等，称为基坑工程。 包括勘察、设计、施工和监测。
放坡开挖
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8.1.2 悬臂式支护结构
悬臂式围护结构依靠足够的人土深度和结构的抗弯能力来维持整体稳定 和结构的安全。 悬臂式结构对开挖深度很敏感，容易产生较大的变形，对相邻建(构)筑 物产生不良影响。悬臂式围护结构适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑 工程。
围护体系的选型，包括围护结构型式和止水体系； 围护结构的强度和变形计算(对锚撑结构，包括锚固体系或支撑体 系)； 止水体系的设计计算； 基坑内外土体稳定性验算； 基坑挖土施工组织设计； 监测设计及应急措施的制定。
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基坑支护结构设计资料
岩土工程勘察报告； 标有建筑红线、施工红线的地形图及基础结构设计图； 建筑场地及其附近的地下管线、地下埋设物的位置、深度、结构形式及 埋设时间等； 邻近的已有建筑的位置、层数、高度、结构类型、完好程度。已建时间 以及基础类型、埋置深度、主要尺寸、基础距基坑上口周边的净距等； 基坑周围的地面排水情况，地面雨水与污水、上下水管线排入或漏入基 坑的可能性； 基坑附近的地面堆载及大型车辆的动静荷载情况； 已有相似支护工程的经验性资料。