地下建筑结构第五章 基坑支护结构设计一.ppt

文档介绍：(地下建筑结构)第五章 基坑支护结构设计(一)
基坑工程概述
基坑是为了修筑建筑物的基础或地下室、埋设市政工程的管道以及开发地下空间（如地铁车站。地下商场）等所开挖的地面以下的坑。
基坑支护工程是指在基坑开挖时，为了保证坑壁不致坍塌、保护主体地下结构的安全以及使周围环境不受损害所采取的工程措施的总称。
基坑开挖施工有两种，有支护基坑工程和无支护基坑工程。无支护基坑工程一般在场地空旷、基坑开挖深度较浅、。环境要求不高的情况下才采用，如放坡开挖，这时主要考虑边坡稳定和排水问题。
随着城市的发展，建筑物基础深度加大，建筑物及地下管线等越来越密集，可施工的空间越来越小，而且有环境的要求，所以现在多采用有支护的基坑开挖施工。
随着我国城市化的快速发展，城市地下空间的开发利用在节约土地资源、调节城市土地使用结构、城市现代化基础设施建设、防灾救火和国防建设等方面将发挥越来越重要的作用。可以说，没有城市地下空问的有效开发利用就没有城市的可持续发展，这样也势必带来大规模的深基坑工程问题，也对深基坑开挖与支护提出了更高、更严格的要求;
(4)深基坑工程具有较强的时空效应
深基坑的深度和平面形状，对深基坑的稳定性和变形有较大影响。在深基坑设计中，要注意深基坑工程的空间效应。软土土体，特别是软粘土，具有较强的蠕变性。作用在支护结构上的土压力随时间变化，蠕变将使土体强度降低，使土坡稳定性减小，故基坑开挖时应注意其时空效应。
(5)深基坑工程具有较强的环境效应
深基坑工程的开挖，必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及市政地下管线产生影响，严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。施工过程中还会产生噪声和浮尘，土方及材料运输会干扰交通，对周围环境和居民生活都有较大影响。
（6）深基坑工程工程量大及工期紧
深基坑开挖深度一般较大，工程量比浅基坑增加很多。降雨以及开挖土体暴露时间长，都对结构稳定不利。因此，抓紧施工工期，不仅是施工管理上的要求，它对减小基坑变形、周围环境的变形及减少事故都具有特别的意义。
（7）深基坑工程质量要求高
深基坑开挖的区域也就是将来地下结构施工的区域，有时其支护结构还是地下永久结构的一部分，而地下结构的好坏又将直接影响到上部结构。所以，必须保证深基坑工程的质量，才能保证地下结构和上部结构的工程质量。
(8)深基坑工程具有较大的风险性
深基坑工程是个临时工程，安全储备相对较小，因此风险性较大。由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测，并应具备应急措施。深基坑工程造价较高，但一般为临时性工程，业主一般不愿投入较多资金，一旦出现事故，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。
(9)深基坑工程具有较高的事故率
深基坑工程施工周期长，从开挖到完成地面以下的全部隐蔽工程，常常经历多次降雨、周边堆载、振动等许多不利条件，安全度的随机性较大，事故的发生往往具有突发性。据有关资料统计，深基坑工程事故的发生率一般约占基坑工程数量的20%左右，有的城市甚至占30%左右。
(10)深基坑工程具有很高的不确定性
土体内部物质成分、结构构造、强度特征、应力历史、物理力学性质以及环境、荷载条件等不同使得任一点土性可能都有较大的变异性，其所能提供的土抗力(基床)系数、抗剪强度指标存在很大的离散性:另外，采取土样受扰动而与现场土样不一致;仪器本身存在着一定的精度;统计样本数量少或统计方法本身存在不足，另外还有土性参数间的相关性等，这些因素都使得土性参数具有极大的不确定性。
基坑支护结构种类
基坑支护工程是指在基坑开挖时，为了保证坑壁不致坍塌、保护主体地下结构的安全以及使周围环境不受损害所采取的工程措施的总称。
按基坑支护结构形式分：
支护结构
水泥土挡墙
深层搅拌水泥土桩
高压旋喷桩
板桩式
钢板桩
钢筋混凝土板桩
型钢横挡板
钻孔灌注桩
挖孔灌注桩
排桩和板墙式
现浇地下连续墙
预制装配式地下连续墙
板墙式
排桩式
边坡稳定式
土钉墙
喷锚网
逆作拱墙式
放坡
两个功能：一是挡土；二是止水。
基坑支护分两类：
支护型——将支护墙（排桩）作为主要受力构件；
支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等。
在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；
当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水平或斜向支撑，或锚定系统；形成空间力系是发展方向。
加固型——充分利用加固土体的强度。
加固型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。
支护结