高層建筑施工第三章 高層建筑深基坑支護(hù)1

1、第三章 高層建筑深基坑支護(hù)知識目標(biāo)：了解支撐結(jié)構(gòu)施工、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測等理解排樁支護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算、土錨設(shè)計(jì)計(jì)算、“逆筑法”施工原理等掌握鋼排樁、地下連續(xù)墻、土錨、土釘墻、水泥土墻等施工工藝能力目標(biāo)：能夠具有初步的設(shè)計(jì)計(jì)算的能力能夠解釋常見的深基坑支護(hù)類型的工藝原理,第一節(jié) 深基坑支護(hù)概述一、深基坑工程的內(nèi)容基坑土方開挖的施工工藝一般有兩種：放坡開挖（無支護(hù)開挖）和在支護(hù)體系保護(hù)下的開挖（有支護(hù)開挖）。前者既簡單又經(jīng)濟(jì)，

2、但需具備放坡開挖的條件，即基坑不太深而且具備基坑平面之外有足夠的空間供放坡之用。建筑密度很大的城市中心地帶，往往不具備基坑放坡開挖的條件，所以只能采用支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下的垂直開挖或基本垂直開挖。,在有支護(hù)開挖的情況下，基坑工程一般包括如下內(nèi)容：（1）基坑工程勘察；（2）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工；（3）控制基坑地下水位；（4）基坑土方工程的開挖與運(yùn)輸；（5）基坑土方開挖過程中的工程監(jiān)測；（6）基坑周圍的環(huán)境保護(hù)。,二、深基坑支護(hù)結(jié)

3、構(gòu)的設(shè)計(jì)（一）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則1.安全可靠：支護(hù)結(jié)構(gòu)要滿足強(qiáng)度、穩(wěn)定和變形的要求，確?；邮┕ぜ爸車h(huán)境的安全；2.經(jīng)濟(jì)合理：在支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全可靠的前提下，從造價(jià)、工期及環(huán)境保護(hù)等方面經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，最終確定具有明顯優(yōu)勢的方案；3.便利施工：在安全經(jīng)濟(jì)合理的原則下，要考慮施工的可能性和方便施工。,（二）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可分為下列兩類：1.承載能力極限狀態(tài)：對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力或基坑

4、底失穩(wěn)、管涌導(dǎo)致土體或支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞，內(nèi)支撐壓屈失穩(wěn)，支護(hù)樁墻錨桿抗拔失效等；2.正常使用極限狀態(tài)：對應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已破壞基坑周邊環(huán)境的平衡狀態(tài)并產(chǎn)生了不良影響，如引起周邊相鄰的建筑物傾斜、開裂；道路沉降、開裂；周邊的地下管線沉降變形開裂等。,,,,,,,,,（三）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)包括下列內(nèi)容： 1.支護(hù)體系的方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和選型；2.支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定和變

5、形計(jì)算；3.基坑內(nèi)外土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算；4.基坑降水或止水帷幕設(shè)計(jì)以及圍護(hù)墻的抗?jié)B設(shè)計(jì)； 5.基坑開挖與地下水變化引起的基坑內(nèi)外土體的變形及其對基礎(chǔ)樁、鄰近建筑物和周邊環(huán)境的影響；6.基坑開挖施工方法的可行性及基坑施工過程中的監(jiān)測要求。,三、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全等級根據(jù)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》JGJ120-99中3.1.3 規(guī)定，基坑側(cè)壁的安全等級分為三級，不同等級采用相對應(yīng)的及重要性系數(shù)（見表3-1）?；觽?cè)壁安全等級及重要

6、性系數(shù) 表3-1,,,,,對于安全等級為一級、二級的建筑基坑側(cè)壁，尚應(yīng)進(jìn)行基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移計(jì)算。如武漢地區(qū)深基坑技術(shù)指南中，對支護(hù)結(jié)構(gòu)的最大水平位移δ要求如下：    對于安全等級一級的支護(hù)，應(yīng)滿足δ≤40mm；    對于安全等級二級的支護(hù)，應(yīng)滿足δ≤100mm；    對于安全等級三級的支護(hù)

7、，應(yīng)滿足δ≤200mm。,,,,,四、深基坑工程勘察（一）開展勘察工作要求在建筑地基詳細(xì)勘察階段，對需要支護(hù)的工程宜按下列要求進(jìn)行勘察工作。1. 勘察范圍應(yīng)根據(jù)開挖深度及場地的巖土工程條件確定，并宜在開挖邊界外按開挖深度的1～2倍范圍內(nèi)布置勘探點(diǎn)，當(dāng)開挖邊界外無法布置勘探點(diǎn)時(shí)，應(yīng)通過調(diào)查取得相應(yīng)資料。對于軟土，勘察范圍尚宜擴(kuò)大；2.基坑周邊勘探點(diǎn)的深度應(yīng)根據(jù)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定，不宜小于1倍開挖深度，軟土地區(qū)應(yīng)穿越軟土層；

8、3. 勘探點(diǎn)間距應(yīng)視地層條件而定，可在15～30m內(nèi)選擇，地層變化較大時(shí)，應(yīng)增加勘探點(diǎn)，查明分布規(guī)律。,（二）勘察內(nèi)容1.水文地質(zhì)勘察（1）查明開挖范圍及鄰近場地地下水含水層和隔水層的層位、埋深和分布情況，查明各含水層（包括上層滯水、潛水、承壓水）的補(bǔ)給條件和水力聯(lián)系；（2）測量場地各含水層的滲透系數(shù)和滲透影響半徑；（3）分析施工過程中水位變化對支護(hù)結(jié)構(gòu)和基坑周邊環(huán)境的影響，提出應(yīng)采取的措施。,2.巖土勘察巖土勘察一般應(yīng)提供下

9、述資料：（1）場地土層的類型、特點(diǎn)和土層性質(zhì)；（2）基坑及圍護(hù)墻邊界附近，場地填土、暗浜、古河道及地下障礙物等不良現(xiàn)象的分布范圍與深度，表明其對基坑工程的影響；（3）場地淺層潛水和坑底深部承壓水的埋藏情況，土層滲流特性及產(chǎn)生流砂、管涌的可能性；（4）支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工所需的巖土工程測試參數(shù)：①土的常規(guī)物理試驗(yàn)指標(biāo)；②土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)；③室內(nèi)或原位試驗(yàn)測試土的滲透系數(shù)；④特殊條件下應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇其它適宜的試驗(yàn)方法測試設(shè)

10、計(jì)所需參數(shù)。,3.基坑周邊環(huán)境勘查（1）查明影響范圍內(nèi)建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)類型、層數(shù)、基礎(chǔ)類型、埋深、基礎(chǔ)荷載大小及上部結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀；（2）查明基坑周邊的各類地下設(shè)施，包括上、下水、電纜、煤氣、污水、雨水、熱力等管線或管道的分布和性狀；（3）查明場地周邊和鄰近地區(qū)地表水匯流、排泄情況，地下水管滲漏情況以及對基坑開挖的影響程度；（4）查明基坑四周道路的距離及車輛載重情況。,（三）針對勘察所提出的建議在取得勘察資料的基礎(chǔ)上，針對基坑特點(diǎn)

11、，應(yīng)提出解決下列問題的建議： 1.分析場地的地層結(jié)構(gòu)和巖土的物理力學(xué)性質(zhì)；2.地下水的控制方法及計(jì)算參數(shù)；3.施工中應(yīng)進(jìn)行的現(xiàn)場監(jiān)測項(xiàng)目； 4.基坑開挖過程中應(yīng)注意的問題及其防治措施。,五、深基坑支護(hù)分類與選型（一）深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的作用支護(hù)結(jié)構(gòu)，通常作為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)，當(dāng)基礎(chǔ)施工完畢即失去作用。有些支護(hù)結(jié)構(gòu)的材料可以回收利用，如鋼板樁和一些臨時(shí)性的工具式支撐。也有一些支護(hù)結(jié)構(gòu)屬于永久支護(hù)，即可以作為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的組成部分，例如地下