《深基坑工程》.ppt

单击此处编辑母版标题样式整理ppt1单击此处编辑母版副标题样式3 深基坑工程 陈有亮 上海理工大学土木工程系单击此处编辑母版标题样式整理ppt2单击此处编辑母版副标题样式目录 3.1 深基坑支护结构的类型及适用条件 3.2深基坑支护结构的破坏形式 3.3深基坑支护结构的设计原则 3.4深基坑支护结构的设计原理与计算方法 3.5深基坑支护结构的稳定性验算Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology3.1 深基坑支护结构的类型及适用条件 随着城市高层建筑、地铁和桥梁工程的大量兴建，产生了大批的深基坑工程 国外：圆形基坑的深度已达到74米（日本），直径最大达98米（日本），而非圆形基坑的深度已达到地下9层（法国）； 国内：上海金茂大厦基坑-平面尺寸为170米*150米，基坑开挖深度达19.5米润扬大桥南汊桥北锚碇基坑的深度达54米，直径60多米基坑与相邻建筑物的距离也越来越近，上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑的最近距离仅40厘米Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology3整理ppt3.1 深基坑支护结构的类型及适用条件 常见的支护结构有钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩和水泥土深层搅拌桩挡墙等形式，具体情况介绍如下： （1）钢板桩：用打入法或振动打入法施工，工程结束后可回收重复使用。

常用的钢板桩有槽钢钢板桩和“拉森”钢板桩槽钢钢板桩刚度比较小，而且容易渗水，一般在浅基础中应用. “拉森”钢板桩刚度大,而且通过锁口相互咬合,基本不透水,可应用于较深基础. 在软土地区使用钢板桩,打入时会产生挤土作用,常引起地面隆起,拔出时会带出土体,形成比钢板桩大的孔洞,若不及时采取措施,容易造成周围地面下沉.因此,在建筑物密集地区使用时要慎重. （）钢筋混凝土板桩：钢筋混凝土板桩是预制的钢筋混凝土构件，用打入法就位，并且相互嵌入这种板桩有较大的刚度和不透水性，一般是一次性的可用于较深且土体较软的基坑Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology4整理ppt3.1 深基坑支护结构的类型及适用条件 （）钻孔灌注桩：钻孔灌注桩作为挡土结构，在桩与桩之间用旋喷桩或压密注浆进行防渗堵水处理，排桩顶部浇注钢筋混凝土压顶圈梁，将桩连成整体这种支护结构又分为悬臂式、内支撑式和锚固式 悬臂式：挡土深度视地质条件和桩径而异其特点是场地开阔、挖土效率高、比较经济 内支撑式：在基坑内加钢支撑或钢筋混凝土支撑等。

内支撑有斜支撑和水平支撑斜支撑适用于支护结构高度不大，所需支撑力较小的情况，一般为单层水平支撑可单层设置，也可分层设置 锚固式：钻孔灌注桩与锚杆技术联合使用，可用于较深的基坑其特点是开挖效率高、施工方便，但水泥和钢材用量相对较多Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology5整理ppt3.1 深基坑支护结构的类型及适用条件 （）水泥土深层搅拌桩挡墙：目前国内常用深层搅拌法形成重力式挡墙一般形成格栅状这类挡土结构的优点是不设支撑，不渗水，并且只需水泥，不需要钢材，造价低但为了保持稳定，一般宽度很大 （）地下连续墙：这种结构常用于较深的基坑，如地铁车站或多层地下停车场等其强度与刚度都较高，但造价也高Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology6整理ppt3.2深基坑支护结构的破坏形式 深基坑支护结构可分为重力式支护结构（刚性支护结构）和非重力式支护结构（柔性支护结构）。

重力式支护结构包括水泥土深层搅拌桩档墙等非重力式支护结构包括钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙等目前，工程中一般以非重力式支护结构为主非重力式支护结构的破坏形式主要有强度破坏和稳定性破坏两方面，具体介绍如下Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology7整理ppt3.2.1 强度破坏 1 支护结构的倾覆破坏：一般是由于地面荷载过大，或土压力过大引起下部钳固端失效破坏 2 支护结构底部向外隆起破坏：一般当基坑开挖过深，基坑内卸载过多时，容易使基坑底部向上隆起，导致支护结构破坏 3 支护结构受弯破坏：当悬臂端过长，而土压力很大，且受弯承载力计算不足时，会引起受弯破坏Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology8整理ppt3.2.2 稳定性破坏 1 墙后土体整体失稳主要原因有：基坑开挖过深、地基过软或大面积堆载 2 坑底隆起破坏当地基土软弱、挖土深度过大或超载时容易引起这种破坏。

3 管涌或流砂当坑底土层为无粘性的细颗粒土，如粉土或粉细砂，且坑内外存在较大水位差时，易出现这种破坏Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology9整理ppt3.3深基坑支护结构的设计原则 深基坑支护结构一般按承载力极限状态和正常使用极限状态进行设计Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology10整理ppt3.3.1 深基坑支护结构的承载力极限状态设计 要求满足以下几方面要求： （1）抗倾覆破坏要求满足 EpEa MpMa Ea-支护结构产生的主动土压力； Ep-支护结构产生的被动土压力； Ma-主动土压力产生的倾覆力矩设计值； Mp-被动土压力产生的抗倾覆力矩设计值Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology11整理ppt3.3.1 深基坑支护结构的承载力极限状态设计 （2）桩身强度要求。

要求满足 抗剪：VuV 抗弯：MuM Vu-桩身抗剪极限承载力； V-土压力等在桩身上产生的剪力设计值； Mu-桩身抗弯极限承载力； M-土压力等在桩身上产生的弯距设计值Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology12整理ppt3.3.1 深基坑支护结构的承载力极限状态设计 （3）抗滑移破坏要求满足 sfvs s-滑移面上地基土的剪应力； fvs-地基土的抗剪强度Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology13整理ppt3.3.2 深基坑支护结构的正常使用极限状态 要求支护结构产生的顶点侧移必须满足侧向位移的限值，以保证支护结构产生位移时不致使基坑周围地面产生沉陷而影响相邻建筑物的正常使用或导致这些建筑物的破坏Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology14整理ppt3.4 深基坑支护结构的设计原理与计算方法 按受力特点分为悬臂式支护结构和支撑式支护结构。

Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology15整理ppt3.4.1 悬臂式支护结构 最小插入深度确定方法 （1）第一种情况：若支护结构插入坑底较深，且支护结构向坑内倾斜较小，下顶端没有位移时，由MB=0求出插入深度D（B为支护结构下端点位置）,然后增加20%作为实际入土深度，则支护结构总长度为 L=h+1.2D 然后根据水平向力的平衡条件求出最大弯距截面的位置和最大弯距3.7） （2）第二种情况：若支护结构插入坑底较浅，当达到最小插入深度时，它的上端向坑内倾斜较大，下顶端向坑外位移，根据水平向力的平衡条件和MB=0求出插入深度D和最大弯距Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology16整理ppt3.4.2支撑式支护结构 单点支护结构：单支点浅桩和单支点深桩 多点支护结构：二分之一分割法、分段等值梁法Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology17整理ppt3.5深基坑支护结构的稳定性验算 1 整体滑移失稳验算 单支点支护结构：若有足够的锚固长度，一般不发生整体滑动失稳； 多点支撑的支护结构：若支撑不发生弯曲，且有足够的锚固长度，一般也不发生整体失稳； 悬臂式支护结构：采用条分法验算。

Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology18整理ppt3.5深基坑支护结构的稳定性验算 2 坑底隆起验算 （1）地基稳定性验算法： 其中，Mz是抗滑移力矩，Md是滑移力矩 （2）地基承载力公式验算法Department of Civil Engineering University of Shanghai for Science and technology19整理ppt。