《基坑开挖》PPT课件.ppt

一、边坡工程,（二）支护 横撑式支撑 开挖较窄的基坑或沟槽时多采用横撑式支撑，如图所示。水平挡土板适用于湿度小、开挖深度H3m的条件；垂直挡土板适用于松散、湿度大的土质条件，而且开挖深度不限。,沟槽横撑式支撑图a)水平挡土板b)垂直挡土板1-水平挡土板;2-垂直支撑;3-工具式支撑；4-垂直挡土板；5-水平支撑；6-连接件,一、边坡工程,（二）支护 板桩式支护结构 深基坑可采用短桩隔墙板支撑、锚拉支撑、斜柱支撑、临时挡土墙支撑、钢板桩、挡土灌注桩、型钢构架横撑、土层锚杆、挡土灌注桩与土层锚杆相结合等多种支护形式支撑。这些支护都属于板桩式结构，由挡墙系统和支撑（或拉锚）系统两部分组成，其破坏形式如图。,板桩事故图a)入土深度不足导致板桩下部走动；b)拉锚强度不足导致板桩倾覆；c)拉锚长度、板桩入土深度不足导致整体滑移；d)刚度不足导致板桩侧向弯曲,一、边坡工程,（二）支护 重力式支护结构 水泥土重力式围护结构如图所示，利用柱状水泥土搅拌桩，彼此搭接形成重力式挡墙。它没有支撑或拉锚结构，费用较低。该支护结构适用于深度h0=46m的基坑，其面积置换率（加固土面积/总面积）约为0.60.8，墙体宽度B=（0.60.8）h0，墙体插入深度D=(0.81.2)h0。水泥土重力式围护结构设计应计算整体稳定性、抗渗性、抗倾性、抗滑移和墙体抗剪强度等。,水泥土重力式围护结构图1水泥土搅拌桩；2插筋；3混凝土面层,一、边坡工程,（二）支护 单支点、嵌固支撑板桩计算,计算模型图,一、边坡工程,（二）支护 单支点、嵌固支撑板桩计算,计算方法图相当梁法,一、边坡工程,（二）支护 单支点、嵌固支撑板桩计算步骤,板墙部分计算 a.计算板桩的主动土压力和被动土压力；计算板桩上土压力强度为零的点D至地面的距离；b.将板桩在D点截断，X=0,M=0 求AD的支座反力RD和拉锚力RA；c.由MC=0计算板桩入土深度t0d.板桩总的入土深度t=u+1.2t0e.在剪力为零处求得最大弯矩Mmax,一、边坡工程,（二）支护 单支点、嵌固支撑板桩计算步骤 拉锚系统计算,拉锚长度 应保证锚座板桩位于它本身引起的被动土楔滑移线、板桩位移引起的主动土楔滑移线和静土楔滑移线之外（阴影区），按下列两式计算，取其中大值。,二、排、降水工程,（一）排水 排水方法如图所示，采用集水沟、集水井集水，然后由水泵排出。排水沟截面为0.3m0.5m、坡度为3；集水井直径0.60.8m、间距2040m；所用水泵有离心泵、潜水泵、软轴泵等。排水适用条件为粗粒土层或粘性土层。,集水井降水图1-排水沟；2-集水井；3-水泵,二、排、降水工程,（二）降水流沙概念：当基坑（槽）挖土到地下水位以下，而土质又是细砂和粉砂，若采用明排水的方法疏干开挖，则坑（槽）底下面的土会形成流动状态，并随地下水涌入基坑，这种现象叫流砂。危害：流砂可造成边坡塌方、附近建筑物（构筑物）下沉、倾斜、倒塌等。流砂产生的原因：是单位体积颗粒所受的向上动水压力GD大于颗粒浸水容重，即：GDw，土颗粒处于悬浮状态，土的抗剪强度为零，土颗粒随水流一起流入基坑形成流砂。可见，产生流砂的条件是细砂或粉砂且颗粒较均匀；外因是动水压力GD。防治流砂的原则：可概括为“治砂先治水”，途径包括减少和平衡动水压力的大小和改变动水压力的方向。施工中采取的具体措施包括：1）枯水期施工；2）打板桩增加地下水的渗流长度，减小动水压力；3）水下挖土，平衡动水压力；4）地下连续墙截住地下水；5）人工降水等。,二、排、降水工程,（二）降水,降水的含义 基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备从中抽水，使地下水位降落在坑底以下，直至施工结束。降水效果 优点：工作面保持干燥，改善施工条件改变动水压力方向，防止流砂形成提高土的强度和密实度 缺点：基坑附近土壤会沉降,二、排、降水工程,（二）降水,降水方法：轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点的设备,滤管：1.01.2m、3857mm、2050%井点管：57m、3857mm集水总管和弯联管：100127mm、4m/节抽水设备 真空泵（每台负担 100200m）、离心水泵、水气分离器,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点降水全貌,轻型井点降水全貌图1井点管；2滤管；3总管；4弯联管；5水泵房；6原有地下水位线；7降水后的水位线,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点布置,平面布置单排：B6m、S 5m环形:大面积（B15m）单环形：L/B5、S 5m、B5 分段布置成多个环形高程布置 HH1+h+IL,H1井点埋设面至坑底距离(m)；h坑底至降水后地下水位的距离(m)；I地下水降落坡度，环形、双排布置时取1/10，单排布置时取1/4；L井点管至基坑中心的距离（单排井点为井点管至基坑另一侧的水平距离）(m)。,环形井点布置图(1)平面布置；(2)高程布置1总管；2井点管；3泵站,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点布置,单排线状基坑布置图（a）平面布置；（b）高程布置1总管；2井点管；3泵站,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点计算,井点系统涌水量计算（Q)井点管数量计算(n)井距计算(D)井距和井点管数量的调整(D、n)抽水设备的选择,二、排、降水工程,2、降水,轻型井点轻型井点计算,井点系统涌水量计算（Q),确定水井种类计算公式(无压完整井）,x0环状井点系统的假想半径(m)，当矩形基坑的长宽比不大于5时，可按下式计算：F环状井点系统所包围的面积(m2)。,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点计算,环形井点无压完整井涌水量计算公式：,式中，Q井点系统涌水量(m3/d)；K土壤渗透系数(m/d)；H含水层厚度(m)；S降水深度(m)；R抽水影响半径(m)，常按下式计算：,水井分类a)无压完整井;b)无压非完整井;c)承压完整井;d)承压非完整井,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点计算,确定井点管数量需要先确定单根井点管的出水量q(m3/d)，这取决于滤管的构造、尺寸及土的渗透系数K，按下式计算：式中，d滤管直径(内径）(m)；l滤管长度(m)；由此得井点管数量n为：式中，1.1备用系数。井点管间距(D)的计算 式中，L总管长度(m)；n井点管数量。,井点管数量(n)计算,井距和井点管数量的调整,井点管间距经计算后，在确定时还应注意以下几点：井点管间距不能过小，否则彼此干扰大，出水量会显著减小，一般取滤管周长的5倍10倍，即 5d10d。在渗透系数小的土中，井距不应完全按计算取值，还要考虑抽水时间，否则井距较大时水位降落时间很长，因此在此类土中井距宜取得较小些。在基坑（槽）周围拐角和靠近地下水流方向（河边）一边的井点管应适当加密。井距应与总管上的接头间距相配合（取接头间距的整数倍）。当采用多级井点排水时，下一级井距应小于上一级井距。根据综合考虑确定了实际井点管间距后，再确定所需的井点管根数和总管长度。,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点计算,抽水设备一般都已固定型号，选择的主要设备是真空泵（或射流器）和离心泵。真空泵的选用：常用干式真空泵，根据集水总管的长度确定型号：总管长度小于100m时可选用W5型，总管长度小于200m可选用W6型泵。离心泵的选用：根据流量（1.2Q)、吸水扬程、总扬程选型号。,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点计算,抽水设备的选择,二、排、降水工程,（二）降水,轻型井点轻型井点计算,轻型井点的安装和使用程序：总管-井点管-弯联管-抽水设备井点管埋设：射水法、冲孔法、钻孔法等使用：连续抽水（停抽会引起堵塞和塌方）,井点管的埋设a）冲孔；(b)埋管1冲管；2冲嘴；3胶皮管；4高压水泵；5压力表；6起重机吊钩；7井点管；8滤管；9填砂；10粘土封口,