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深基坑工程设计案例概要--105页
挖第1层土
浇筑第1道支撑 挖
第2层土 浇筑第2道支撑 挖第3层
土 浇筑底板。
工况1
工况2
工况3
工况4
工况5
工况6
设计时要按照上述工况进行分别验算, 施工时要严格按照设计规定的程序实施 ,才能保证围护结构的稳定性和控制变 形。在平面上按设定的挖土与设置支撑 流程由一侧向另一侧推进,也可以由中 部向两侧推进,但每一层作业作为一个 工况考虑进行计算,忽略平面上流程的 时间差对围护结构受力的影响。
悬臂式挡墙
悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维 持其稳定的围护结构,由于围护结构承受比 较大的弯矩,需要采用钢筋混凝土材料。当 重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时, 悬臂式挡墙就能克服这个缺点,可以在1.5~ 2m的狭窄范围内安置悬臂式挡墙。但悬臂式 挡墙的位移比较大,难以满足周边环境的严 格要求,同时在开挖深度较大时墙身弯矩很 大,因此适用的开挖深度也不深。
中心岛法
对于平面面积很大的基坑,采用分层开 挖、分层支护的方法在技术和经济上都 不太合理。由于支撑的长度很长,为了 增大支撑刚度,需要加大支撑截面和侧 向支撑,使支撑的造价很高,而且一层 平面的挖土量也很大,前后延续的时间 比较长,这就需要在平面上加以划分。
中心岛法是平面划分的一种考虑,它结合 将厚底板分设后浇带的划分,将平面分成 两个部分,中心部分先施工,此时先施工 的面积比较小,而且具有放坡的余地,可 以在坑内按照放坡办法施工,在中心部分 浇筑底板以及地下室的部分结构(如核心 筒、剪力墙或柱)以后,再分层开挖四周 的留土,分层将支撑连接到已建成的底板 或地下室的构件上去。
如整体稳定性允许,可以采用放坡开挖方案
时。但有时受场地的限制,只能取用较陡的 坡度;如坡面的稳定性不能得到保证时,则 可采用喷锚支护或土钉墙的方案。喷锚支护 和土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自 立式挡墙,而是属于坡面加固处理的一种方 法,通过加强土体共同受力的方式来保持坡 面的稳定性,属于自承支护体系。如果坑底 土质比较差,整体稳定性不足,则喷锚支护 和土钉墙的方案就不能采用。
由于坡体不可避免地会产生一定的位移,如
果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受 较大的变形,亦常常限制了放坡开挖方法的 采用;开挖深度也是一个制约条件,但开挖 深度是相对于土质而言的,如土质比较好, 坡度可以比较陡,占用场地也比较小,深度 限制就不那么明显;在软土地区,由于土质 软弱,放坡开挖深度就不能太深。
深基坑工程设计案例
方案设计在深基坑设计中的重要性
深基坑工程的设计分为方案设计和施工 图设计两个阶段
方案设计是控制性的。这是由于深基坑 设计需要处理各方面的关系,基坑与地 下结构的施工,基坑与主体结构的施工 ,基坑与地质条件的适应性,基坑与周 围建筑物或地下管线的相互影响。
基坑工程设计不单纯是支护结构设计, 而需要从开挖方案作为出发点,与地下 水的处理与控制相协调。
外部稳
内部稳定
定
有支撑的开挖
在不具备采用土层锚杆条件的场地,深 基坑只能采取有支撑开挖的方案,但是 深基坑的平面尺寸一般都比较大,给支 撑的设置带来了困难;由于支撑和挖土 的工序互相交叉,形成许多各具特色的 支护开挖方案。
分层开挖分层支护法
这是最基本的方法,按照结构受力分析 和便于施工的原则布置每道支撑的位置, 在深度方向分层挖土与支撑设置交替施工。
锚固式挡墙
锚固式挡墙是依靠锚杆传递的拉力来维持其稳 定的围护结构,对于深基坑可以采用多道锚杆 来平衡土压力,因而可以适用于开挖得很深的 基坑。锚固式挡墙分为拉锚式和土层锚杆式两 种,拉锚常用于钢板桩顶部的锚固,或作为辅 助的锚固措施;土层锚杆要求具有比较好的地 质条件,同时还必须有足够开阔的场地条件或 者容许锚杆可以伸入红线以外的土层中。
第一阶段,放坡,浇筑中间部分地下室
第二阶段,对周围部分采用分层开挖分层支撑方
法施工.
地下室梁板
支撑
底板
组合型的开挖方案
在方案设计时,可以根据工程的具体情 况将上述几种方法加以组合,以发挥各 自的优点,形成最经济合理的方案。可 以在立面上组合,也可以在平面上组合 。
无支撑开挖
当不能采用放坡开挖方案时,必须选用围 护结构以支承坑外的土体。在可能的条件 下应尽可能采用无支撑开挖的方案,因为 这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件 ,便于挖土、运土以及地下室的施工;同 时,也比较经济。
重力式挡墙
重力式挡墙是依靠自身的重力维持其稳定的 围护结构,由于可以采用价格比较低廉的水 泥土等材料制作,是一种比较经济的方案。 在开挖深度不大(如软土地区不大于6~7m ),环境对位移的要求可允许有50mm左右 的条件下是首选方案,但重力式挡墙的宽度 比较大,在地下室外墙与红线之间的距离过 小时就很难放得下宽度较大的重力式挡墙。
锚固、加固
锚固
无
有
设计前提
无 有 根据需要
有
有
4m
更深
不严格,允许有较大偏差
严格
更严格
很小
一般
大
更大
枣核形分布
在自由段内相同
12m
20m
良质土
良质土或劣质土
短而密
长而密
定点
定点
表面崩 滑移体施加荷载的一部分 滑移体施加全部荷载
落荷载
多用喷锚混凝土面层
多用墙、桩
5~15
水平
15~35
敏感
不敏感
影响很少
不同的开挖方案,就会形成不同的支护 方案,不同的支护体系,设计计算的内 容不同,安全性和经济性就会不同。
所以,就从开挖方案开始讲起。
开挖方案选择
放坡开挖 无支撑开挖 重力式挡墙 悬臂式挡墙 锚固式挡墙 有支撑的开挖 组合型的开挖方案
放坡开挖
放坡开挖的直接费用最少,而且为主体 工程创造了比较宽敞的施工作业空间, 因而工作面宽,工期也比较短,如果场 地条件允许,放坡开挖应该是首选的方 案。制约采用放坡开挖的因素主要是周 围场地和开挖深度的限制。放坡需要占 用比较大的场地,在市或建成区往往 没有这个条件。
术语
基本概念 预应力
边坡滑动面
自由段 有效锚固段 有效锚固段埋
深 筋体面层定位 筋体拉力大小 筋体内力分布 基坑开挖深度
适用土类 布置密度 面层荷载
面部结构 最佳倾角 雨季敏感程度
稳定性
土钉墙
加固 无
验算依 据 无 无
自承支护体系的术语比较
土钉支护
土锚支护
喷锚网支护
锚钉支护
锚杆支护 锚索支护
强度稳定型 控制变形型