《地下結(jié)構(gòu)工程》(東南大學(xué).穆保崗)

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1、東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育地下結(jié)構(gòu)工程主講教師：穆保崗第03章3．深基坑工程概述：大量的深基坑工程伴隨著城市高層建筑的發(fā)展大量出現(xiàn)。國外，圓形基坑的深度已達74m(日本)，直徑最大的達98m(日本)，而非圓形基坑的深度已達到地下９層（法國）。國內(nèi)，上海88層的金茂大廈，基坑平面尺寸為170m×150m，基坑開挖深度達19.5m。上海的匯京廣場，圍護結(jié)構(gòu)與相鄰建筑最近的距離僅40cm。而無支撐基坑的開挖深度也已達到了9m。兩個功能：一是擋土；二是止水?；又ёo分兩類：支護型——將支護墻（排樁）作為主要受力構(gòu)件

2、；支護型基坑支護包括板樁墻、排樁、地下連續(xù)墻等。在基坑較淺時可不設(shè)支撐，成懸臂式結(jié)構(gòu)；當(dāng)基坑較深或?qū)χ車孛孀冃螄?yán)格限制時，應(yīng)設(shè)水平或斜向支撐，或錨定系統(tǒng)；形成空間力系是發(fā)展方向。加固型——充分利用加固土體的強度。加固型包括水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、注漿和樹根樁等?；觽?cè)壁安全等級及重要性系數(shù)安全等級破壞后果一級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.10二級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大

3、變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.903.1結(jié)構(gòu)方案及選擇3.1.1結(jié)構(gòu)類型支護結(jié)構(gòu)類型及其適用范圍表3-1結(jié)構(gòu)形式適用范圍排樁結(jié)構(gòu)稀疏排樁土質(zhì)較好，地下水位低或降水效果好連續(xù)排樁土質(zhì)差，地下水位高或降水效果差框架式排樁單排樁剛度不能滿足變形要求組合排樁結(jié)構(gòu)排樁加擋板排樁樁距較大，利用擋板傳遞土壓并有一定防滲作用排樁加水泥攪拌樁以水泥攪拌樁互搭組成平面拱代替擋板傳遞土壓力，具有較好防涌效果排樁加水泥防滲墻地下水位較高的軟土地區(qū)排樁或組合排樁加錨桿結(jié)構(gòu)開挖深度較大，排樁或組合排樁結(jié)構(gòu)強度

4、無法滿足要求地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)與地下室墻體合一，防滲性強，施工場地較小，開挖深度大沉井結(jié)構(gòu)軟土地區(qū)重力式擋土墻結(jié)構(gòu)具有一定施工空間，軟土地區(qū)圖3－1板樁圖3-2組合擋土壁圖3-3單排與雙排樁支護結(jié)構(gòu)圖3-4接頭管接頭的施工程序a)開挖槽段；b)吊放接頭管和鋼筋籠；c)澆筑砼；d)拔出接頭管；e)形成接頭3.1.2支撐體系支撐體系是用來支擋圍護墻體，承受墻背側(cè)土層及地面超載在圍護墻上的側(cè)壓力。支撐體系是由支撐、圍檁、立柱三部分組成。特點平面尺寸不大，且長短邊長相差不多的基坑宜布置角撐。它的開挖土方空間較

5、大，但變形控制要求不能很高鋼支撐和鋼筋混凝土支撐均可布置；支撐受力明確，安全穩(wěn)定，有利于墻體的變形控制，但開挖土方較為困難多采用鋼筋混凝土支撐；中部形成大空間，有利于開挖土方和主體結(jié)構(gòu)施工多采用鋼筋混凝土支撐；支撐體系受力條件好；開挖空間大，便于施工開挖面積大、深度小的基坑宜采用；在軟弱土層中，不易控制基坑的穩(wěn)定和變形便于土方開挖和主體結(jié)構(gòu)施工，但僅適用于周邊場地具有拉設(shè)錨桿的環(huán)境和地質(zhì)條件3.2支護結(jié)構(gòu)上的作用3.2.1土壓力主動土壓力和被動土壓力的產(chǎn)生，前提條件是支護結(jié)構(gòu)存在位移；當(dāng)支護結(jié)構(gòu)沒

6、有位移時，則土對支護結(jié)構(gòu)的壓力為靜止土壓力。土壓力的分布與支點的設(shè)置及其數(shù)量都有關(guān)系；懸臂支護樁土壓力的實測值與按朗肯公式計算值的對比，非挖土側(cè)實測土壓力小于朗肯主動土壓力，即計算結(jié)果偏大。圖3-5懸臂支護樁土壓力分布圖3-6芝加哥深基坑土壓力實測圖圖3-7柏林地道工程土壓力實測圖土的內(nèi)聚力C、內(nèi)摩擦角φ值可根據(jù)下列規(guī)定適當(dāng)調(diào)整：在井點降低地下水范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)孛嬗信潘头罎B措施時，φ值可提高20%；在井點降水土體固結(jié)的條件下，可考慮土與支護結(jié)構(gòu)間側(cè)摩阻力影響，將土的內(nèi)聚力c提高20%。土壓力計算公式

7、exit主動土壓力：被動土壓力：3.2.2地面附加荷載傳至n層土底面的豎向荷載qn（1）地面滿布均布荷載q0時，任何土層底面處：（2）離開擋土結(jié)構(gòu)距離為a時(3)作用在面積為與擋土結(jié)構(gòu)平行）的地面荷載，離開擋土結(jié)構(gòu)距離時。3.2.3水壓力水壓力，主要根據(jù)土質(zhì)情況確定如何考慮水壓力的問題。對于粘性土，土壤的透水性較差，此粘性土產(chǎn)生的側(cè)向壓力可采用水土合算的方法，即側(cè)壓力為相應(yīng)深度處豎向土壓力與水壓力之和乘以側(cè)壓力系數(shù)。對于砂性土，采用水土分算，即側(cè)壓力為相應(yīng)深度處豎向土壓力乘以側(cè)壓力系數(shù)與該深度處水

8、壓力之和。對比砂土簡化計算，將水壓力與土壓力分別計算，并把水看作是：主動壓力=靜止壓力=被動壓力=h3.3排樁、地下連續(xù)墻計算主動土壓力和被動土壓力并確定計算簡圖，確定嵌固深度、內(nèi)力計算；支護樁或墻的截面設(shè)計以及壓頂梁的設(shè)計等。3.3.1懸臂式支護結(jié)構(gòu)圖根據(jù)朗肯-庫倫土壓力理論分層計算主動土壓力和被動土壓力；在此基礎(chǔ)上確定圖3-10所示的計算簡圖。圖據(jù)此簡圖求出嵌固深度hd;最大彎矩截面位置及最大彎矩值；進行配筋設(shè)計或承載力計算；計算支護結(jié)構(gòu)頂端位移。懸臂exit計算簡圖據(jù)此求出嵌