大型深基坑支护结构和施工新技术
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2 基坑工程的新型支护结构 2.2 双排桩结构
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1－前排桩； 2－后排桩； 3－刚架梁
双排桩的设计 ——
嵌固稳定性验算： 以结构前后排桩与桩间土的
整体分析，但嵌固段 被动土的抗力 作用在总抵抗力矩中占主要部分 。
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2 基坑工程的新型支护结构
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2.2 双排桩结构
双排桩的设计 ——
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刚架结构受力分析：
1）前、后排桩的受力
1－前排桩； 2－后排桩； 3－刚架梁
前排受压；后排受拉 ，
并引起前、后排桩竖向位移和桩身弯矩。
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2 基坑工程的新型支护结构
1
第一阶段： 上一世纪 80年代末到 90年代末， 研究、探索阶段；
第二阶段： 新世纪初的十多年， 发展阶段。
3
1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程 两个阶段的标志 ——
第一阶段： 2000年前后基坑工程的国家行业标准 和地方标准的颁布；
第二阶段： 2009年《建筑基坑工程监测技术规范》 （GB50497 ）的颁布、一批相关的规范 全面修订。
6
1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程 对基坑稳定性的认识 —— 基坑事故主要是 岩土类型的破坏形式 。 整体滑动稳定性、抗隆起稳定性 等在软土中 尤其重视。
7
2 基坑工程的新型支护结构
常用的基坑支护结构 土体加固类——放坡、土钉墙、重力式水泥土墙等。
放坡
土钉墙
重力式水泥土墙
8
2 基坑工程的新型支护结构
4
1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程
基坑工程设计理念的改变 —— 早期： 设计往往以满足地下工程施工为主。 或以经验为主；或以理论为主。 现今： 满足环境保护已成为设计施工的基本出发点。 理论和经验相结合。
5
1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程
基坑设计方法 —— 极限平衡法 （卜鲁姆法、盾恩法、相当梁法等 ）； 弹性支点法 （解决变形分析问题）； 有限元法 （平面、空间；土体与结构共同作用； 考虑土的弹塑性等 ）
2
2.2 双排桩结构
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双排桩的设计 ——
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1
刚架结构Βιβλιοθήκη Baidu力分析：
2）前、后排桩之间土体 考虑其的 反力与变形关系
（桩间土看作水平向单向压缩体，按压缩模量 确定刚度系数） 考虑开挖后应力释放引起的 初始压力
（按桩间土自重占滑动体自重的比值确定）。
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2 基坑工程的新型支护结构 2.2 双排桩结构
常用的基坑支护结构 支挡、拉锚式——围护墙：排桩、地下连续墙；
支锚体系：拉锚式，内支撑。 围护墙：
型钢水泥土 搅拌墙
钢板桩
灌注桩排桩
地下连续墙
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2 基坑工程的新型支护结构
常用的基坑支护结构 支挡、锚拉式——围护墙：排桩、地下连续墙；
支锚体系：拉锚式，内支撑。 支锚体系：内支撑
混凝土支撑
钢支撑
10
2 基坑工程的新型支护结构
原位土层、土钉对结构稳定性的贡献： 应占有主要的份额
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2 基坑工程的新型支护结构 2.2 双排桩结构
双排桩结构 —— 由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁
组成的支挡式结构。
双排桩结构的特点 —— 结构： 有较大的侧向刚度，无需支撑或拉锚 施工： 适应性广、工艺简单、与土方开挖无 交叉作业、施工工期短等。
复合土钉墙使 开挖深度有所增加 （12~15m）。
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2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
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1－土钉； 2－预应力锚杆； 3－截水帷幕； 4－微型桩
复合土钉墙结构设计中应注意的问题 ——
可计入复合体的共同作用，但
复合体的作用： 不可过高估计；
大型深基坑支护结构 和施工新技术
中建三局建设工程股份有限公司 2013.07.15
1我国基坑工程的发展概况 2基坑工程的新型支护结构 3深基坑工程施工新设备和新工艺 4逆作法和利用“时空效应”的开挖技术 5结语
2
1 我国基坑工程的发展概况
上一世纪九十年代以来我国基坑工程技术长足发展。 基坑工程技术的发展历程 ——
常用的基坑支护结构 支挡、拉锚式——围护墙：排桩、地下连续墙；
支锚体系：拉锚式，内支撑。 支锚体系：拉锚和锚杆
土层锚杆
锚定式拉锚
2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
土钉支护结构的优点 —— 施工方便、设备简单、经济效益显著等。
土钉支护结构的主要问题 —— 适用有一定限制，仅适用于非软土场地。 软土地区：稳定性。
规程》JGJ/T199 ，标志了该技术已较为成熟。
a）截水帷幕复合土钉墙 b）预应力锚杆复合土钉墙 c）微型桩复合土钉墙
d）截水帷幕-预应 力锚杆复合土钉墙
e）截水帷幕-微 型桩复合土钉墙
f）微型桩-预应力 锚杆复合土钉墙
g）止水帷幕-微型桩预应力锚杆复合土钉墙
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2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
软土地区的应用 ——
水泥土搅拌桩复合土钉墙
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2 基坑工程的新型支护结构
2.1 复合土钉墙
土钉支护结构的主要问题 —— 软土地区：稳定性。
整体失稳
坑底隆起
过大变形
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2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
复合土钉墙 —— 采用水泥土搅拌桩、预应力锚杆、微型桩等的 一类或几类结构与土钉墙复合而成的支护结构。
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2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
双排桩的设计 —— 刚架结构受力分析： 3）桩顶梁
桩与桩顶梁的连接 形成刚架结构 。
23
2 基坑工程的新型支护结构 2.3 型钢水泥土搅拌墙
型钢水泥土搅拌墙 —— 由水泥土墙和内插的型钢组成的复合支护结构。
特点—— 支护性能好、造价低、环保（型钢可回收）等。 我国于 2010 年颁布了《型钢水泥土搅拌墙技术
以水泥土搅拌桩、微型桩等“超前支护”，
解决：隔水性； 土体的自立性 （加大自立高度和持续时间、 提高稳定性）。
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施加预应力
2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
非软土地区的应用 ——
超前桩 超前桩 -预应力锚杆复合土钉墙
通过微型桩、预应力锚杆等对 限制土体的位移 。
预应力锚杆复合土钉墙，加大预应力可使位移 减少40%~50% 。使其适应的基坑开挖深度有所增加。
2 基坑工程的新型支护结构 2.2 双排桩结构
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1－前排桩； 2－后排桩； 3－刚架梁
双排桩的设计 ——
嵌固稳定性验算： 以结构前后排桩与桩间土的
整体分析，但嵌固段 被动土的抗力 作用在总抵抗力矩中占主要部分 。
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2 基坑工程的新型支护结构
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2.2 双排桩结构
双排桩的设计 ——
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刚架结构受力分析：
1）前、后排桩的受力
1－前排桩； 2－后排桩； 3－刚架梁
前排受压；后排受拉 ，
并引起前、后排桩竖向位移和桩身弯矩。
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2 基坑工程的新型支护结构
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第一阶段： 上一世纪 80年代末到 90年代末， 研究、探索阶段；
第二阶段： 新世纪初的十多年， 发展阶段。
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1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程 两个阶段的标志 ——
第一阶段： 2000年前后基坑工程的国家行业标准 和地方标准的颁布；
第二阶段： 2009年《建筑基坑工程监测技术规范》 （GB50497 ）的颁布、一批相关的规范 全面修订。
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1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程 对基坑稳定性的认识 —— 基坑事故主要是 岩土类型的破坏形式 。 整体滑动稳定性、抗隆起稳定性 等在软土中 尤其重视。
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2 基坑工程的新型支护结构
常用的基坑支护结构 土体加固类——放坡、土钉墙、重力式水泥土墙等。
放坡
土钉墙
重力式水泥土墙
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2 基坑工程的新型支护结构
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1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程
基坑工程设计理念的改变 —— 早期： 设计往往以满足地下工程施工为主。 或以经验为主；或以理论为主。 现今： 满足环境保护已成为设计施工的基本出发点。 理论和经验相结合。
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1 我国基坑工程的发展概况
基坑工程技术的发展历程
基坑设计方法 —— 极限平衡法 （卜鲁姆法、盾恩法、相当梁法等 ）； 弹性支点法 （解决变形分析问题）； 有限元法 （平面、空间；土体与结构共同作用； 考虑土的弹塑性等 ）
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2.2 双排桩结构
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双排桩的设计 ——
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1
刚架结构Βιβλιοθήκη Baidu力分析：
2）前、后排桩之间土体 考虑其的 反力与变形关系
（桩间土看作水平向单向压缩体，按压缩模量 确定刚度系数） 考虑开挖后应力释放引起的 初始压力
（按桩间土自重占滑动体自重的比值确定）。
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2 基坑工程的新型支护结构 2.2 双排桩结构
常用的基坑支护结构 支挡、拉锚式——围护墙：排桩、地下连续墙；
支锚体系：拉锚式，内支撑。 围护墙：
型钢水泥土 搅拌墙
钢板桩
灌注桩排桩
地下连续墙
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2 基坑工程的新型支护结构
常用的基坑支护结构 支挡、锚拉式——围护墙：排桩、地下连续墙；
支锚体系：拉锚式，内支撑。 支锚体系：内支撑
混凝土支撑
钢支撑
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2 基坑工程的新型支护结构
原位土层、土钉对结构稳定性的贡献： 应占有主要的份额
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2 基坑工程的新型支护结构 2.2 双排桩结构
双排桩结构 —— 由前、后两排支护桩和梁连接成的刚架及冠梁
组成的支挡式结构。
双排桩结构的特点 —— 结构： 有较大的侧向刚度，无需支撑或拉锚 施工： 适应性广、工艺简单、与土方开挖无 交叉作业、施工工期短等。
复合土钉墙使 开挖深度有所增加 （12~15m）。
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2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
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1－土钉； 2－预应力锚杆； 3－截水帷幕； 4－微型桩
复合土钉墙结构设计中应注意的问题 ——
可计入复合体的共同作用，但
复合体的作用： 不可过高估计；
大型深基坑支护结构 和施工新技术
中建三局建设工程股份有限公司 2013.07.15
1我国基坑工程的发展概况 2基坑工程的新型支护结构 3深基坑工程施工新设备和新工艺 4逆作法和利用“时空效应”的开挖技术 5结语
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1 我国基坑工程的发展概况
上一世纪九十年代以来我国基坑工程技术长足发展。 基坑工程技术的发展历程 ——
常用的基坑支护结构 支挡、拉锚式——围护墙：排桩、地下连续墙；
支锚体系：拉锚式，内支撑。 支锚体系：拉锚和锚杆
土层锚杆
锚定式拉锚
2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
土钉支护结构的优点 —— 施工方便、设备简单、经济效益显著等。
土钉支护结构的主要问题 —— 适用有一定限制，仅适用于非软土场地。 软土地区：稳定性。
规程》JGJ/T199 ，标志了该技术已较为成熟。
a）截水帷幕复合土钉墙 b）预应力锚杆复合土钉墙 c）微型桩复合土钉墙
d）截水帷幕-预应 力锚杆复合土钉墙
e）截水帷幕-微 型桩复合土钉墙
f）微型桩-预应力 锚杆复合土钉墙
g）止水帷幕-微型桩预应力锚杆复合土钉墙
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2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
软土地区的应用 ——
水泥土搅拌桩复合土钉墙
12
2 基坑工程的新型支护结构
2.1 复合土钉墙
土钉支护结构的主要问题 —— 软土地区：稳定性。
整体失稳
坑底隆起
过大变形
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2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
复合土钉墙 —— 采用水泥土搅拌桩、预应力锚杆、微型桩等的 一类或几类结构与土钉墙复合而成的支护结构。
14
2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
双排桩的设计 —— 刚架结构受力分析： 3）桩顶梁
桩与桩顶梁的连接 形成刚架结构 。
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2 基坑工程的新型支护结构 2.3 型钢水泥土搅拌墙
型钢水泥土搅拌墙 —— 由水泥土墙和内插的型钢组成的复合支护结构。
特点—— 支护性能好、造价低、环保（型钢可回收）等。 我国于 2010 年颁布了《型钢水泥土搅拌墙技术
以水泥土搅拌桩、微型桩等“超前支护”，
解决：隔水性； 土体的自立性 （加大自立高度和持续时间、 提高稳定性）。
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施加预应力
2 基坑工程的新型支护结构 2.1 复合土钉墙
非软土地区的应用 ——
超前桩 超前桩 -预应力锚杆复合土钉墙
通过微型桩、预应力锚杆等对 限制土体的位移 。
预应力锚杆复合土钉墙，加大预应力可使位移 减少40%~50% 。使其适应的基坑开挖深度有所增加。