基坑支护监理细则止水帷幕的CAD画法是怎么样的?

基坑支护结构工程设计方法及CAD研究71-第2页
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基坑支护结构工程设计方法及CAD研究71-2
――――――――――J――――_-―――――――;1绪论;随着城市化进程的日益深化,城市用地日趋紧张;1.1基坑支护工程概述;建(构)筑物的基坑深度较小且士质较好时,基坑可以;关于深基坑开挖支护,传统意义上指设置于基坑边缘用;深基坑开挖是基础和地下工程施工中的一个古老的传统;由于对基坑开挖引起的不良环境效应问题日益重视;湖南大学结构工程专业博士学位论文:基坑
――――――――――J――――_-――――――――――__―_―――――――w_――――――――――-_-―――――――-――●――――――――一。..―――――――――――――――――――――ji―!§!―――――.――――――――――――――――――――――――.―一1绪论随着城市化进程的日益深化,城市用地日趋紧张。为解决城市人口、资源、环境三大危机,城市建设应向三维空间发展,即实行立体化的再开发。以高层建筑和高架道路为标志的向上部发展模式已经从发达国家转向诸如亚洲地区的发展中国家.而前者已把对城市地下空间的开发利用作为实施城市可持续发展的重要途径。从发展进程来看。2l世纪将出现地下空间开发利用的高潮nl。城市向高空和地下发展涉及到大量的基坑开挖问题,由于城市建(构)筑密度较大、交通拥挤、施工条件差、环境要求严格,使得基坑开挖和支护成为岩土工程的一大难题,目前往往存在工程实践超越理论的现象,因此基坑支护分析设计的理论研究将具有重大的工程意义。1.1基坑支护工程概述建(构)筑物的基坑深度较小且士质较好时,基坑可以不加支护进行直立开挖,当无场地条件限制时,可用放坡开挖,这是土力学中的一个经典课题,主要是要考虑土体的整体稳定性。然而在城市市区开挖基坑.往往由于场地的限制,在基坑平面以外没有足够的空间安全放坡,不得不采用附加的结构体系来防止坑壁土体的坍塌,以保证施工顺利进行.这就是基坑支护。它是60年代以来各国岩土工程师和土力学家们面临的一个重要的基础工程课题。关于深基坑开挖支护,传统意义上指设置于基坑边缘用以防渗挡土的护壁及有关的支撑和拉锚,主要是保证基坑内施工作业的安全。随着基坑开挖工程的不断实践,人们逐步认识到基坑开挖会引起不良的环境效应,如过大的地面沉陷和水平位移会影响相邻建筑物、地下构筑物的安全,城市供排水管道、电缆、煤气管道的安全,以及附近道路交通的正常运行等。由于目前工程建设规模不断增大,基坑开挖的深度和难度也随之增加,问题变得更为复杂。因此支护的含义也发生了变化,它不但指对基坑坑壁安全与稳定的防护措施与结构,而且还包括对施工程序的配合、环境效应的考虑、l临时支护结构与地下室永久性保护作用的结合,以及地基土、建筑物桩基与支护结构的协同作用等。因此,应该将基坑支护看作一个系统来对待【2l。深基坑开挖是基础和地下工程施工中的一个古老的传统课题,同时又是一个具有综合性的岩土工程难题,既涉及到土力学中典型的强度与稳定问题,又包含了变形问题,同时还涉及到土与支护结构的共同作用问题。对这些问题的认识及其对策的研究,是随着现代土力学理论、分析技术、测试技术及施工技术的进步而逐步完善的p,“。由于对基坑开挖引起的不良环境效应问题日益重视。支护体系的设计理论也逐步由传统的强度与稳定性控制的验算趋向于由支护结构内力与周围土体变形控制的验算【2】。为了准确估计由于开挖引起的支护结构内力及支护与土体的变形,除了成功应用有限元等现湖南大学结构工程专业博士学位论文:基坑支护结构工程设计方法理坠望堕窭代分析方法和依赖于土的技术参数的正确性之外n”,还取决于对基坑支护工程特点的深刻认识。这是由于岩土工程存在很大的不确定性造成的.从而也使得基坑支护设计要经过事前设计、现场观测、施工中不断调整设计等多个步骤?即所谓的“动态设计”。基坑支护工程具有以下一些特点:一、地区性强岩土工程问题往往具有地区性强的特点。这是由于不同地区的土质类型有较大的差异,从而使得在某一地区比较成功的一种支护方法运用到另一个地区时,则有可能失败。因此基坑支护往往需要结合当地的经验,因地制宜地确定方案。这种特点也体现于规范的多样性。除了国家的行业标准《建筑基坑支护技术规程》问之外,还存在不少地方性和部门性的规程和指南17,s]。二、基坑支护类型多样目前在我国已经应用的支护结构类型有钢板桩(槽钢钢板桩板桩、热轧锁口钢板桩)、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、地下连续墙、水泥土墙、SMW工法、拱圈支护、喷锚网支护(土钉墙)等。对于以上的某些支护.有时还要加支撑或土层锚杆以减小支护的内力和变形:当地下水位较高影响基坑的安全和施工时,还要用深层搅拌桩、旋喷桩等傲止永帷幕:当存在承压水时,有时还要考虑采用旋喷注浆、化学注浆等方法抵抗坑底承压水:在软土地区,还常常采用被动区土体加固的方法提高土体的抗剪强度,以减小支护的变形。如果将支护作为一个系统来考虑.还涉及到基坑的不同开挖方式.从而使基坑支护的类型千变万化,增加了设计计算的难度,要计在算中金面考虑所有的因素是非常困难的。另一方面,基坑支护存在实践超越理论的现象。在很多情况下,由于工程建设任务的需要,工程师们不得不改变或发展传统的一些做法.设计出和实施一些新的支护形式和结构,这些技术和结构在概念和理论上与传统支护结构完全不同,迫切需要新的理论来指导、充实和完善。三、基坑支护的破坏形式和破坏特点由于支护结构类型多样.造成基坑的破坏形式也较多。文献【9】将支护结构分为重力式和非重力式两种类型,列举了其破坏形式。非重力式支护结构的破坏包括强度破坏和稳定性破坏。强度破坏包括:(1)拉锚破坏和支撑压曲:(2)支护墙底部走动;(3)支护墙平面变形过大和弯曲破坏。稳定性破坏包括:(1)墙后土体整体滑动失稳:(2)坑底隆起:(3)管涌。重力式支护结构的破坏也包括强度破坏和稳定性破坏。强度破坏只有水泥土抗剪强度不足.产生剪切破坏。稳定性破坏包括:(1)倾覆;(2)滑移;(3)土体整体滑动失稳;(4)坑底隆起;(5)管涌。文献【10】根据国内的一些深基坑重大破坏事故和南京市深基坑的破坏事故,总结了一些深基坑破坏因素及特点:(1)对于粉土和砂性土,往往由于支护结构的止水帷幕有局部空洞,在基坑内外水头差的动水压力作用下。造成大量的泥砂通过承重结构的间隙流入基坑;(2)对于软土(淤泥和淤泥质土)在内外土压力作用下,由于支护结构之间的空隙,也易造成大量软土涌入基坑,形成周围的掏空区;(3)支撑的失稳与破坏,由此造成支挡结构的险情甚至支护结构的破坏,主要原因有:支撑受力过大而失稳破坏;立柱的倾斜造成水平支撵弯扭而破坏,或囡坑底土隆起使立拄上浮。当支撑与立柱剐性连接时,由于次应力增加了钢支撑负荷而导致挡墙破坏;(4)基坑的整体失稳,主要原因是软土地区,挡.2.1绪论墙嵌入坑底深度不够,大量的泥砂绕过挡墙的下端涌入基坑而引起基坑失稳;(5)悬臂结构的侧向变形过大,导致挡土结构剪切变形过大而开裂,产生斜向裂缝;(6)由于地层的沉陷和水平移动,常造成基坑周围的煤气管道泄漏,电缆沟的沉陷破坏.给排水管断裂等。水管断裂,使大量压力水冲向支护结构,加速挡墙的破坏:(7)软土地区的土层锚杆失效,使挡墙变形过大;(8)软土基坑底部的隆起量过大使基坑整体失稳。四、基坑的变形特点和影响因素1.支护结构的变形处于悬臂状态的支护结构的变形表现为支护顶部位移晟大.向基坑方向的水平位移呈三角形分布(图i.1a)。柔性支护结构设置支撑后,表现为支护顶部的位移不变或向基坑外移动,支护腹部向基坑内突出(图l-lb)。(b)图I-1支护结构水平变形图i-2基底隆起变形支护结构除发生水平变形外,还可能发生竖向变形。由于基坑开挖土体自重应力的释放.致使支护结构有所上升,支护结构的上升给基坑的稳定性,地表沉降及支护结构自身的稳定性均带来极大的危害。当围护墙底因清孔不净,围护墙在开挖中会下沉。此外,采用的拉锚倾角较大时,由于拉锚的竖向分力作用,也会导致支护结构下沉。2.基坑底部的隆起由于基坑开挖卸载,坑底土会发生隆起变形。在开挖深度不大时,坑底为弹性隆起,其特征为坑底中部隆起最高(图1.2a),当开挖到一定的深度且基坑较宽时,出现塑性隆起,隆起量也逐渐由中部最大变为两边大中间小的形式(图t-2b),但对于较窄的基坑,仍是中间大,两边小分布。3.基坑周围土体的位移根据工程实践经验和现场测试…】,当基坑开挖到晟终深度时,基坑周围地表沉降的典型曲线形状如图l一3所示。图1-3a的情况主要发生在地层较软弱且支护结构的的入土深度又不大时.墙底处显示较大的水平位移。支护结构旁边出现较大的地表沉降。图1.3b的情况主要发生在有较大的入土深度或支护底端入土在刚性较大的地层内,支护的变形类同于梁的变位,此时地表沉降的最大值不是在支护旁边,而是位于离支护一定距离的位置上a文献[12】对此的解释是,图l-3b支护结构的位移较小,如果支护不发生沉降,支护与土之间的摩擦力就不会完全发挥出来,这种摩擦力支持住支护边上的土;当支护结构发生大位移时,摩擦力完全发挥出来,无法阻挡土的进一步位移,因此最大地面沉降发生在支-3.湖南大学结构工程专业博士学位论文:基坑支护结构工程设计方法及CAD研究护边(图1.3a)。一‘∞:^、-.,。’―蝻;矗/rb、//gl硬地层蚓叫世鞋K嘣丧辎2罱肜圉1-3地表的沉降曲线形式图1.4基坑周围地表沉降分布Peck!”谰归一化图描述了支护结构背后发生的沉降沿横向分布的范围,如图1.4所示。支护结构后面的土层的沉降可以分为三个带,砂或软至硬粘土在一般工作状态下的沉降位于带I内;基坑底下面存在有限深度的软粘土层时,沉降处于带II内:由施工影响产生的沉降一般也位于带II内;基坑底部存在较大深度的软粘土层时沉降将处于带ⅡI内。文献[101总结出基坑开挖变形的三个阶段:(1)挡墙和止水帷幕施工产生的变形。当支护桩为打入式的钢板桩、预制桩时,施工时产生横向挤土,常引起地层的沉陷、隆起和桩移:采用钻孔灌注桩在砂层施工,泥浆护壁效果不好造成砂层塌孔、地层的变形;(2)开挖过程中随着侧向土压力增加、挡墙的侧移,引起地层的沉陷和位移;(3)开挖后,地层土壤的蠕变、松弛,或因降水引起地层的固结沉降。影响基坑变形的因素非常复杂,文献[12】总结出以下12种因素:(1)支护系统的类型:(2)支护系统的剐度;(3)挡墙的埋置深度;(4)预加荷载的大小:(5)支护系统的施工方法:(6)施工期限的长短:(7)挖方内部结构的施工方法:(8)超载的大小:(9)气候i(10)地基土的情况和特性;(11)周围的建筑物;(12)挖方的形状和深度。Lambernl定性分析了影响基坑周围土体变形的各种因素,并将其归为八个方面:(1)基坑长度、宽度和深度;(2)土的性质;(3)地下水条件:(4)基坑暴露时间;(5)支撑系统:(6)开挖和支撑的顺序:(7)临近的结构和设施;(8)活荷载。可见,影响基坑变形的因素非常多,而且这些影响因素中只有部分(或有限地)处于设计施工人员的控制之下。有些重要参数可以引起基坑位移的变化,但却无法预估出来,因此任何预测的基坑变形的精度都是有限的。五.信息化施工与反分析由于岩士工程的不确定性以及影响基坑变形和稳定的因素非常复杂,很难单纯从理论上预测工程中可能遇到的问题,而且理论预测值还不能全面而准确地反映工程中的各种变化。因此,基坑工程施工中的监测成为不可缺少的手段。通过现场监测,及时报警,一旦发现监测数据超过警戒值,立即采取措施进行补救。这也即所谓的信息化旆工。另一方面,通过现场测试数据与理论计算的预测值对比,进行土体参数的反分析,获取较为准确的土体参数,以提高下一个工况的预测精度。-4.―――――――――●-―●●_-―――――――――.,.―――――.,―――――!―――――――――――――-―_d_―――――――――――――_q――――●●_―_―_―●――――-―――――――――――――――一一――j!!;―....,.―.――.―――――――,―――――――。―――――――――.―――一1.2基坑支护设计计算方法综述基坑开挖支护结构的设计计算方法与基坑工程规模及支护结构形式相适应,在不同的发展阶段有不同的设计理论。早在40年代,Terzaghi(1941,1943)、Peck(1943)、Skempton和Goldel(1948)等人就提出了预估挖方稳定程度和支撑荷载大小的方法。50年代BjelTHm和Eide(1956)对深基坑的底板隆起分析提出的一个通解。此后不久,于60年代初期在奥斯陆和墨西哥城软粘土的深基垅中采用了仪器进行监测,分析实测资料,提高了预测的准确性。70年代产生了相应的指导开挖的法规。随着基坑工程数量的增多和规模的扩大,人们对基坑工程特性的认识日益丰富,设计计算理论也不完善,已经从侧重于支护结构内力大小和基坑稳定性的传统设计观念扩展到同时考虑基坑周围土体变形,以满足正常使用极限状态的设计观念。然而,基坑工程是一个实践性很强的岩土工程问题。目前,基坑的稳定性、支护结构的内力和变形及基坑周围地层的位移的计算分析尚不能准确地得出定量结果,故在工程实践中采用理论导向、量测定量和经验判断三者相结台的方法【“。Cloughc”q认为预测带支撑基坑位移的方法有以下三种,即基于现场测试的经验方法、现场经验和理论分析结合的半经验方法及理论分析方法。Hashasht”I认为估计挡墙的侧移和地面沉降的方法有经验数据内插法和有限元数值分析。可见,目前基坑支护设计处于工程经验和理论分析方法结合使用的阶段。1,2.1工程经验总结法工程经验总结是对现有的实测资料进行统计分析而得出的一些规律性的认识。这些规律性的认识可以直接用于基坑支护设计或对理论分析结果进行检验。Peck/”J曾对基坑周围地面沉降、挡墙的侧移、支撑荷载等实测数据进行统计。这些数据显示,软士中的开挖,地面沉降范围达到3至4倍的基坑开挖深度,靠近挡墙的最大沉降达到0.02倍的开挖深度。随后的研究中,Mana和Clought“1、Clough和O’rourkeosl指出,挡墙的晟大侧移和基坑的抗隆起安全系数有关,当软粘土中基坑的抗隆起安全系数小于1.5时,挡墙的最大位移将超过0。02~o.03倍的开挖深度。BellHubbardt”】、Teddt”】、Garre一”】和Clarketlq分别对伦敦环城地铁M25和M26路段的Common隧道和DuntonGreen挡墙进行了大量的现场测试,获取了在裂隙硬粘土中唐孟雄【20】从挡土墙墙顶和墙身的实测位移资料回归出墙顶和墙身位移分布函数,推挡墙的受力变形及土压力分布的一些规律,为在该类土中的支护设计提供了有用的指导。导挡土墙任意位置处的侧移函数和地袭任意点沉降计算公式。这样.用实际工程中挡土墙的位移监钡4数据即可计算出任意时刻的地表沉降和变形值。由于基坑支护的土压力影响因素较多,单纯用理论方法计算出的士压力在有些情况下与实际相差较大。因此,许多学者通过丈量的工程实测提出各种实用的土压力模式。Terzaghi[211对柏林地铁砂土挖方支撑压力的量测结果表明,虽然砂土分布十分均匀,但土压力差异较大。从总体上看分布曲线接近于抛物线(图1-5a)。Terza曲i根据Coulomb主动土压力,提出了有支撑支护体系的士压力计算图式,如图I.5b所示。美国西雅图一5.包含各类专业文献、各类资格考试、生活休闲娱乐、行业资料、应用写作文书、中学教育、基坑支护结构工程设计方法及CAD研究71等内容。 
 基坑支护设计方法_建筑/土木_工程科技_专业资料。基坑...4、确定基坑支护结构顶面荷载大小及作用形式为静载...①、按比例尺绘制基坑支护剖面图,可采用 CAD 绘制...  ―0― 1.本课题所涉及的问题是国内(外)的研究...基坑支护工程的设计与施工,既要保证整个支护结构 在...并使用基坑支护验算分析的安全性, 并画出 CAD 施工...  工程(房屋建筑方向) 淮安苏宁广场 深基坑支护设计 ...基坑支护有多种结构类型和多种施工方法,遵循“安全...(5)利用 CAD 绘制设计图 (6)撰写毕业设计报告。 ...  《建筑结构 CAD 设计与实例》可供广大土木工程、路桥、隧道、边坡支护 结构、...土木工程专业的教材,也可作为从事工程建设及相关专业的工作人员学习和研究的 参考...  深基坑围护结构及土方分层开挖支护结构施工设计图纸_建筑/土木_工程科技_专业资料...深基坑围护结构及土方分层开挖支护结构施工设计图纸 包含 CAD 图: 施工平面布置...  基坑工程是一门综合性很强的学科,它包括结构的强度...最后绘制 CAD 图纸。 本设计主要对此基坑边坡进行...桩支护、钢板桩支护和地下连续墙支护三种支 护方式...  支护结构形式选择 的合理,不仅关系到整个基坑以及建筑...锻炼自 我规范的进行工程设计与 CAD 制图的能力。 ...有助于培养我们 进行科学研究,查阅技术文献和资料...  完成初步培养从事科学研究工作和专业工程技术工作基本...的工程进行基坑支护结构计算及施工排降水方案的设计;...(8)能熟练使用 CAD 软件,结合施工现场实际情况完成...基坑支护及止水帷幕在长沙某工程中的应用_百度文库
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基坑支护及止水帷幕在长沙某工程中的应用
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止水帷幕和管井降水在深基坑支护中的应用
结​合​在​武​汉​三​金​.​鑫​城​国​际​C​地​块号​基​坑​处​理​的​施​工​经​验​,​介​绍​了​粉​喷​桩​止​水​帷​幕​和​管​井​降​水​的​的​方​案​选​择​、​设​计​以​及​施​工​要​点​,​取​得​了​很​好​的​应​用​效​果​,​从​而​达​到​了​基​坑​稳​定​性​要​求​,​可​供​类​似​工​程​参​考​。
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基坑支护止水帷幕的CAD画法是怎么样的
我国大量的深基坑工程始于20世纪80年代,由于城市高层建筑的迅速发展,地下停车场、高层建筑埋深、人防等各种需要,高层建筑需要建设一定的地下室。近几年,由于城市地铁工程的迅速发展地铁车站、局部区间明挖等也涉及大量的基坑工程,在双线交叉的地铁车站,基坑深达20-30m。水利、电力也存在着地下厂房、地下泵房的基坑开挖问题。 无论是高层建筑还是地铁的深基坑工程,由于都是在城市中进行开挖,基坑周围通常存在交通要道、已建建筑或管线等各种构筑物,这就涉及到基坑开挖的一个很重要内容,要保护其周边构筑物的安全使用。而一般的基坑支护大多又是临时结构、投资太大也易造成浪费,但支护结构不安全又势必会造成工程事故。因此,如何安全、合理地选择合适的支护结构并根据基坑工程的特点进行科学的设计是基坑工程要解决的主要内容。以下简单介绍当前基坑工程中常见的支护结构类型及不同地基土条件下的基坑工程支护结构选型原则。 1 基坑支护的类型及其特点和适用范围 1.1 放坡开挖 适用于周围场地开阔,周围无重要建筑物,只要求稳定,位移控制五严格要求,价钱最便宜,回填土方较大。 1.2 深层搅拌水泥土围护墙 深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。水泥土围护墙优点:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土;具有挡土、止水的双重功能;一般情况下较经济;施工中无振动、无噪音、污染少、挤土轻微,因此在闹市区内施工更显出优越性。水泥土围护墙的缺点:首先是位移相对较大,尤其在基坑长度大时,为此可采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;其次是厚度较大,只有在红线位置和周围环境允许时才能采用,而且在水泥土搅拌桩施工时要注意防止影响周围环境。 1.3 高压旋喷桩 高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。高压旋喷桩的施工费用要高于深层搅拌水泥土桩,但其施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪音也较低,不会对周围 建筑物带来振动的影响和产生噪音等公害,它可用于空间较小处,但施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。 1.4 槽钢钢板桩 这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。槽钢长6~8m ,型号由计算确定。其特点为:槽钢具有良好的耐久性,基坑施工完毕回填土后可将槽钢拔出回收再次使用;施工方便,工期短;不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施;抗弯能力较弱,多用于深度≤4m的较浅基坑或沟槽,顶部宜设置一道支撑或拉锚;支护刚度小,开挖后变形较大。 1.5 钢筋混凝土板桩 钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。 1.6 钻孔灌注桩 钻孔灌注桩围护墙是排桩式中应用最多的一种,在我国得到广泛的应用。其多用于坑深7~15m 的基坑工程,在我国北方土质较好地区已有8~9m 的臂桩围护墙。钻孔灌注桩支护墙体的特点有:施工时无振动、无噪音等环境公害,无挤土现象,对周围环境影响小;墙身强度高,刚度大,支护稳定性好,变形小;当 工程桩也为灌注桩时,可以同步施工,从而施工有利于组织、方便、工期短;桩间缝隙易造成水土流失,特别时在高水位软粘土质地区,需根据工程条件采取注浆、水泥搅拌桩、旋喷桩等施工措施以解决挡水问题;适用于软粘土质和砂土地区,但是在砂砾层和卵石中施工困难应该慎用;桩与桩之间主要通过桩顶冠梁和围檩连成整体,因而相对整体性较差,当在重要地区,特殊工程及开挖深度很大的基坑中应用时需要特别慎重。
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