高層建筑施工第三章 高層建筑深基坑支護1

1、第三章 高層建筑深基坑支護知識目標：了解支撐結構施工、深基坑支護結構監(jiān)測等理解排樁支護的設計計算、土錨設計計算、“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：能夠具有初步的設計計算的能力能夠解釋常見的深基坑支護類型的工藝原理,第一節(jié) 深基坑支護概述一、深基坑工程的內容基坑土方開挖的施工工藝一般有兩種：放坡開挖（無支護開挖）和在支護體系保護下的開挖（有支護開挖）。前者既簡單又經(jīng)濟，

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，所以只能采用支護結構保護下的垂直開挖或基本垂直開挖。,在有支護開挖的情況下，基坑工程一般包括如下內容：（1）基坑工程勘察；（2）基坑支護結構的設計與施工；（3）控制基坑地下水位；（4）基坑土方工程的開挖與運輸；（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。,二、深基坑支護結

3、構的設計（一）基坑支護結構設計的原則1.安全可靠：支護結構要滿足強度、穩(wěn)定和變形的要求，確?；邮┕ぜ爸車h(huán)境的安全；2.經(jīng)濟合理：在支護結構的安全可靠的前提下，從造價、工期及環(huán)境保護等方面經(jīng)過技術經(jīng)濟比較，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）基坑支護結構設計的方法基坑支護結構極限狀態(tài)可分為下列兩類：1.承載能力極限狀態(tài)：對應于支護結構達到最大承載能力或基坑

4、底失穩(wěn)、管涌導致土體或支護結構破壞，內支撐壓屈失穩(wěn)，支護樁墻錨桿抗拔失效等；2.正常使用極限狀態(tài)：對應于支護結構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）基坑支護結構設計的內容根據(jù)承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求，基坑支護設計應包括下列內容： 1.支護體系的方案技術經(jīng)濟比較和選型；2.支護結構的強度、穩(wěn)定和變

5、形計算；3.基坑內外土體的穩(wěn)定性驗算；4.基坑降水或止水帷幕設計以及圍護墻的抗?jié)B設計； 5.基坑開挖與地下水變化引起的基坑內外土體的變形及其對基礎樁、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、深基坑支護結構的安全等級根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99中3.1.3 規(guī)定，基坑側壁的安全等級分為三級，不同等級采用相對應的及重要性系數(shù)（見表3-1）?；觽缺诎踩燃壖爸匾?/p>

6、性系數(shù) 表3-1,,,,,對于安全等級為一級、二級的建筑基坑側壁，尚應進行基坑支護結構水平位移計算。如武漢地區(qū)深基坑技術指南中，對支護結構的最大水平位移δ要求如下：    對于安全等級一級的支護，應滿足δ≤40mm；    對于安全等級二級的支護，應滿足δ≤100mm；    對于安全等級三級的支護

7、，應滿足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勘察階段，對需要支護的工程宜按下列要求進行勘察工作。1. 勘察范圍應根據(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倍范圍內布置勘探點，當開挖邊界外無法布置勘探點時，應通過調查取得相應資料。對于軟土，勘察范圍尚宜擴大；2.基坑周邊勘探點的深度應根據(jù)基坑支護結構設計要求確定，不宜小于1倍開挖深度，軟土地區(qū)應穿越軟土層；

8、3. 勘探點間距應視地層條件而定，可在15～30m內選擇，地層變化較大時，應增加勘探點，查明分布規(guī)律。,（二）勘察內容1.水文地質勘察（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結構和基坑周邊環(huán)境的影響，提出應采取的措施。,2.巖土勘察巖土勘察一般應提供下

9、述資料：（1）場地土層的類型、特點和土層性質；（2）基坑及圍護墻邊界附近，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）支護結構設計和施工所需的巖土工程測試參數(shù)：①土的常規(guī)物理試驗指標；②土的抗剪強度指標；③室內或原位試驗測試土的滲透系數(shù)；④特殊條件下應根據(jù)實際情況選擇其它適宜的試驗方法測試設

10、計所需參數(shù)。,3.基坑周邊環(huán)境勘查（1）查明影響范圍內建（構）筑物的結構類型、層數(shù)、基礎類型、埋深、基礎荷載大小及上部結構現(xiàn)狀；（2）查明基坑周邊的各類地下設施，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上，針對基坑特點

11、，應提出解決下列問題的建議： 1.分析場地的地層結構和巖土的物理力學性質；2.地下水的控制方法及計算參數(shù)；3.施工中應進行的現(xiàn)場監(jiān)測項目； 4.基坑開挖過程中應注意的問題及其防治措施。,五、深基坑支護分類與選型（一）深基坑支護結構的作用支護結構，通常作為臨時性結構，當基礎施工完畢即失去作用。有些支護結構的材料可以回收利用，如鋼板樁和一些臨時性的工具式支撐。也有一些支護結構屬于永久支護，即可以作為基礎結構的組成部分，例如地下