《基坑开挖》PPT课件

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1、土木工程 施工 一 、 边 坡 工 程 （ 二 ）支护 v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 土木工程 施工 一 、 边 坡 工 程 （ 二 ）支护

2、v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

3、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 土木工程 施工 一 、 边 坡 工 程 （ 二 ）支护 v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=4 6m的 基 坑 ， 其 面 积置 换 率 （ 加 固 土 面 积 /总 面积 ） 约 为 0.6 0.8， 墙

4、 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 土木工程 施工 一 、 边 坡 工 程 （ 二 ）支护 v单 支 点 、 嵌 固 支 撑 板 桩 计 算 计 算 模 型 图 土木工程 施工 一 、 边 坡 工 程 （ 二 ）支护 v单 支 点 、 嵌 固 支 撑 板 桩 计 算 计

5、算 方 法 图 相 当 梁 法 土木工程 施工 一 、 边 坡 工 程 （ 二 ）支护 v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 Mmaxa

6、p a KK HKu )( 60 ap DKKr Rt 土木工程 施工 一 、 边 坡 工 程 （ 二 ）支护 v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 。)90tan( )245tan()245tan()( 121 HL huH LLL 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （

7、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0.3m 0.5m、 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 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v流 沙概 念 ： 当 基 坑 （ 槽 ） 挖 土 到 地 下 水 位 以 下

8、 ， 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 ： GD w ， 土 颗 粒 处 于 悬 浮 状 态 ， 土 的 抗 剪 强 度 为 零

9、 ， 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

10、； 4） 地 下 连 续 墙 截 住 地 下 水 ； 5） 人 工 降 水 等 。 土木工程 施工 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

11、 坑 附 近 土 壤 会 沉 降 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v 降 水 方 法 ： 轻 型 井 点 、 喷 射 井 点 、 电 渗 井 点 、 管 井 井 点 、 深 井 井 点各 种 井 点 适 用 范 围井 点 类 型 土 的 渗 透 系 数 (m/d) 降 水 深 度 (m)一 级 轻 型 井点多 级 轻 型 井点喷 射 井 点电 渗 井 点 0.1- 500.1- 500.1- 5015轻型井点 管井类 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v 轻 型 井 点 轻 型 井 点 的 设 备 滤 管 ： 1.01.2m、

12、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 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v 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 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程

13、 （ 二 ） 降 水v 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+ILH1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

14、 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 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v 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 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v 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

15、 (D) 井 距 和 井 点 管 数 量 的 调 整 (D、 n) 抽 水 设 备 的 选 择 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 2、 降 水v 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 ） 土木工程 施工 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v 轻 型 井 点 轻

16、型 井 点 计 算环 形 井 点 无 压 完 整 井 涌水 量 计 算 公 式 ： 0lglg )2(366.1 xR SSHkQ 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 ： KHR 95.1Fx 0 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 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v 轻 型 井 点 轻 型 井 点

17、 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 。 365 Kdlq qQn 1.1 nLD井 点 管 数 量 (n)计 算 土木工程 施工 井 距 和 井 点 管 数 量 的

18、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 5d 10d。 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

19、（ 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v 轻 型 井 点 轻 型 井 点 计 算 土木工程 施工 抽 水 设 备 一 般 都 已 固 定 型 号 ， 选 择 的 主 要 设 备 是

20、 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v 轻 型 井 点 轻 型 井 点 计 算 抽 水 设 备 的 选 择 土木工程 施工 二 、 排 、 降 水 工 程 （ 二 ） 降 水v 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