专题六 基坑支护的类型（课件）-河北省对口升学《地基与基础工程施工》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题六 基坑支护的类型 《地基与基础工程施工》（第2版） 高教社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 1.单一土钉墙由土钉和面层两部分构成。土钉是植入基坑边坡土体中的杆件，能将土体进行加固，传递拉力；面层通常为喷射混凝土层，可起到保护坡面、分散土钉拉力的作用。 1 2.悬臂式支挡结构主要依靠结构自身的抗弯能力和埋入地下部分的土抗力来平衡基坑侧壁的土压力，常见的有排桩、地下连续墙等形式。 2 3.微型桩复合土钉墙是在单一土钉墙的基础上，加入微型桩组合形成的支护结构。微型桩可在施工初期为边坡提供临时支护，增强整体结构的刚度和稳定性，弥补了单一土钉墙在某些复杂地质条件下的不足。 3 4.锚拉式支挡结构由支挡结构主体和锚杆组成，锚杆通过锚固在稳定土层中，为支挡结构提供拉力，从而平衡土压力。 4 常见考点 一、考纲解读 考试要求： 02 1.能准确说出基坑支护的常见类型，包括放坡、重力式水泥土墙、单一土钉墙、微型桩复合土钉墙、悬臂式支挡结构、锚拉式支挡结构等。 01 03 2.理解各类支护结构的基本构成，比如单一土钉墙中土钉与面层各自的角色，微型桩复合土钉墙中微型桩与土钉墙的结合方式等。 3.掌握不同支护结构的适用场景特点，知晓在何种地质条件、基坑深度等情况下，更适合选用放坡、重力式水泥土墙或是锚拉式支挡结构等。 易考题型： 选择题：准确识记基坑支护的常见结构类型。 简答题：清楚单一土钉墙中 “土钉” 与 “面层” 的各自功能。 实操分析题：知晓放坡、重力式水泥土墙、悬臂式支挡结构、锚拉式支挡结构的核心支护原理 。 一、考纲解读 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、基坑支护 基坑支护是指基坑开挖时,为了保证坑壁稳定,保护地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、基坑支护 基坑支护形式的选取主要取决于基坑开挖深度、场地条件、周边环境[邻近既有建(构)筑物、市政道路、管线]、场地水文地质条件等因素,应综合分析,合理选择。常见的支护结构有放坡、重力式水泥土墙、单一土钉墙、微型桩复合土钉墙、悬臂式支挡结构和锚拉式支挡结构等常见支护结构的适用条件见表 2-1。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、基坑支护 二、知识点梳理和重点概念复习 二、放坡 放坡是指为了防止土壁塌方,确保施工安全,当挖方超过一定深度时,其边沿放出的边坡如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、放坡 场地允许,土质条件较好的地区,宜优先选用天然放坡； 开控深度大于4m应采用多级放坡,多级放坡应设置平台,如图所示; 软土地区大面积放坡开挖的基坑,边坡表面应设置钢筋网片护坡面层; 二、知识点梳理和重点概念复习 二、放坡 若开挖面在地下水位之下,坡顶和平台处应采取井点降水措施,提高坡体稳定性,如图所示;坡顶应设置挡水坎或排水沟,防止坑外积水流入坑内,侵蚀坡体。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、放坡 与其他支护类型相比,放坡具有以下特点: (1)方便开挖,施工工期较短。由于采用放坡开挖,不需要施工支护结构,仅需进行土方开挖工作,施工速度较有支护结构的施工方法更快。 (2)放坡开挖适用范围有限。当地质条件较好时,放坡开挖可适用的开挖深度较大;在软土地区,放坡开挖不适用于深基坑。 (3)一般放坡开挖位移较大,对周边环境的影响较大,当对周边环境保护要求较高时,不适合采用。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、重力式水泥土墙 重力式水泥土墙是以水泥系材料为固化剂,通过高压旋喷或搅拌机械将固化剂和地基土强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡土墙,如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、重力式水泥土墙 重力式水泥土墙是无支撑自立式挡土墙,依靠墙体自重、墙底摩擦力和墙前基坑开挖面以下土体的被动土压力稳定墙体,以满足围护墙的整体稳定、抗倾稳定、抗滑稳定和控制墙体变形等要求。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、重力式水泥土墙 重力式水泥土墙适用于软土地层中开挖深度不超过7m、对周围环境保护要求不高的基坑;当基坑周边1~2倍开挖深度范围内存在对沉降和变形敏感的建筑物时,应慎用。 与其他支护类型相比,重力式水泥土墙具有以下特点: (1)有效利用原位土体,较为经济。 (2)施工操作简单,且施工时无振动、无噪声、无泥浆,对环境影响较小。 (3)坑内无支撑,便于机械化施工,施工速度较快。 (4)墙体具有隔水防渗性能。 (5)占用坑外空间较大,变形较大。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、单一土钉墙 单一土钉墙是指由随基坑开挖分层设置的、纵横向密布的土钉群,喷射的混凝土面层及原位土体所组成的支护结构,如图 2-8所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、单一土钉墙 1.土钉 土钉是指放置于原位土体中的细长杆件,是土钉墙支护结构中的主要受力构件。常用的土钉有: (1)钻孔注浆型土钉(钢筋土钉) 先用钻机在土体中成孔,成孔后植入杆体(一般采用HRB400或HRB500钢筋,如图所示),然后沿全长注水泥浆或水泥砂浆。 这种土钉适用地层广,抗拔力较高,造价低,质量较可靠,是最常用的土钉类型。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、单一土钉墙 (2)打入注浆型土钉(钢管土钉) 在钢管中部及尾部设置注浆孔,如图所示,直接将钢管打人土中后压灌水泥浆形成土钉。 这种土钉适用于成孔困难的淤泥及淤泥质土、各种填土和砂土。造价比钻孔注浆型土钉略高。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、单一土钉墙 2.面层 面层通常是先在坑壁上铺设钢筋网,并将其与土钉连接在一起,然后在其上喷射混凝土制作而成的,如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 四、单一土钉墙 单一土钉墙适用于地下水位以上或经人工降水后的一般黏性土、弱胶结砂土及人工填土等。基坑的开挖深度一般不宜超过12 m,且对周边环境保护要求不高。 与其他支护类型相比,单一土钉墙具有以下特点: (1)能有效利用土体的自稳能力,将土体作为支护结构的一部分,结构合理。 (2)施工设备及工艺简单,对基坑形状适应性强,经济性较好。 (3)坑内无支撑,坑内施工作业面较大,有利于土方的开挖。 (4)施工所需场地小,基本不占用场地内的空间。 二、知识点梳理和重点概念复习 五、微型桩复合土钉墙 微型桩复合土钉墙是指将土钉墙与微型桩支护有机组合在一起而成的土钉墙,如图 2-12所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 五、微型桩复合土钉墙 微型桩一般为小直径混凝土桩、钢管、型钢等,直径或等效直径宜为100~300 mm,间距宜为 0.5~2m,嵌固深度不宜小于2m。微型桩具有良好的超前支护作用。 微型桩复合土钉墙适用于土体强度较低、侧壁土体自立性较差的浅基坑开挖工程,一般基坑开挖深度不宜超过7m。 二、知识点梳理和重点概念复习 五、微型桩复合土钉墙 微型桩复合土钉墙除具有单一土钉墙的全部优点外,又拓展了应用范围,主要表现在以下几点。 (1)与单一土钉墙相比,对土层的适应性更强,除一般土层外,也可用于杂填土、新近填土、砂砾石层、软土等。 (2)增加了支护深度,有利于基坑的稳定等。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、悬臂式支挡结构 悬臂式支挡结构是指不带内支撑和拉锚的支护结构,悬臂式排桩支挡结构如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、悬臂式支挡结构 悬臂式支挡结构依靠足够的入土深度和支护结构的抗弯能力来维持基坑壁的自身稳定性和支护结构自身的安全。施工较简便且无支撑占用施工空间,便于坑内土体开挖及地下结构的施工。悬臂式支挡结构可以采用不同的挡土结构,主要有排、钢板桩等。 二、知识点梳理和重点概念复习 六、悬臂式支挡结构 与其他支护类型相比,悬臂式支挡结构具有以下特点: (1)结构简单、施工方便、成本低、平面布置灵活。 (2)对开挖深度特别敏感,易产生较大的变形,一般宜用于开挖深度不大于6m,基坑周边环境对支护结构位移限制不严格的基坑。 二、知识点梳理和重点概念复习 七、锚拉式支挡结构 锚拉式支挡结构是将受拉杆件(锚杆或锚索)的一端(锚固段)固定在开挖基坑的稳定地层中,另一端与工程构筑物相连接(如钢板桩、挖孔桩、灌注桩以及地下连续墙等),以承受由于士压力、水压力等施加于构筑物的推力,从而利用地层的锚固力维持构筑物(或土层)的稳定,如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 七、锚拉式支挡结构 锚拉式支挡结构适用于场地狭小且需要深开挖的基坑,或周边有严格控制位移的建(构)筑物和地下管线基坑,但基坑周围必须有设置锚杆的空间。锚杆(索)锚固段不宜设置在软土及松散填土层中，与其他支护类型相比,锚拉式支挡结构具有以下特点: 二、知识点梳理和重点概念复习 七、锚拉式支挡结构 (1)施工对岩土体扰动小,可通过施加预应力有效控制变形 (2)锚杆(索)的作用部位、方向、间距可以根据需要灵活调整 (3)能够提供开阔的施工空间,方便土方开挖和主体结构施工。 (4)锚杆(索)施工机械和设备的作业空间小,适合各种地形和场地。 题目 1： 单一土钉墙中的“面层”通常采用哪种材料？（ ） A. 钢筋混凝土 B. 喷射混凝土 C. 水泥砂浆 D. 钢板 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：B 解析：单一土钉墙的面层需快速施工、与土钉紧密结合，喷射混凝土（通常掺加钢筋网）具有施工速度快、适应性强的特点，能有效封闭坡面、传递土钉拉力，是最常用的面层材料。 题目 2： 下列哪种支护结构无需依赖“土体与支护构件的摩擦力”维持稳定？（ ） A. 单一土钉墙 B. 锚拉式支挡结构 C. 重力式水泥土墙 D. 微型桩复合土钉墙 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：C 解析：单一土钉墙（土钉-土体摩擦力）、锚拉式支挡结构（锚杆-土体摩擦力）、微型桩复合土钉墙（土钉-土体摩擦力）均依赖摩擦力；重力式水泥土墙仅依靠自身重量和抗滑能力，无需摩擦力。 题目 3： 悬臂式支挡结构若开挖深度过大，最易出现的问题是（ ）？ A. 结构自重不足，发生滑动 B. 嵌固段长度不够，发生倾覆或滑移 C. 土钉拉力不足，导致面层开裂 D. 锚杆锚固力不足，发生拔脱 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：B 解析：悬臂式支挡结构的稳定依赖嵌固段反力，开挖深度过大时，侧压力增大，若嵌固段长度不足，会导致结构绕嵌固点倾覆或沿嵌固段底部滑移，这是其最主要的失稳风险。 题目 4： 下列哪种支护类型的施工流程中，“先开挖后设置支护构件”的特征最明显？（ ） A. 重力式水泥土墙 B. 放坡 C. 单一土钉墙 D. 悬臂式支挡结构 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：C 解析：单一土钉墙通常采用“分层开挖、分层设置土钉和面层”的流程，即先开挖一层土体，再在该层设置土钉、喷射面层，循环进行；重力式水泥土墙和悬臂式支挡结构需先施工支护构件再开挖；放坡无支护构件。 题目 5： 微型桩复合土钉墙中的“微型桩”通常采用哪种施工方式？（ ） A. 深层搅拌法 B. 钻孔灌注桩（小直径） C. 高压喷射注浆法 D. 土钉钻孔注浆法 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：B 解析：微型桩一般指直径小于300mm的小直径桩，常用施工方式为钻孔灌注桩，通过钻孔、下放钢筋笼、浇筑混凝土形成，能快速提供刚度；深层搅拌法和高压喷射注浆法用于施工水泥土墙，土钉钻孔注浆法用于施工土钉。 题目 6： 锚拉式支挡结构若锚杆“锚固段”未进入稳定土层，可能导致的后果是（ ）？ A. 支挡墙体开裂 B. 锚杆发生拔脱，支护失效 C. 基坑底部隆起 D. 面层渗水 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：B 解析：锚杆的锚固力依赖锚固段与稳定土层的摩擦力，若锚固段未进入稳定土层，摩擦力不足，会导致锚杆被拔出，无法提供拉力平衡侧压力，最终引发支护体系失效。 1. 悬臂式支挡结构的变形特征为______大、______小，呈现“上大下小”的趋势。 答案：顶部；底部 解析：悬臂结构受力时，顶部受侧压力力矩最大，变形最明显，底部因嵌固约束变形较小。 2. 锚拉式支挡结构中，锚杆的______段需埋入稳定土层，长度不足会导致锚固力不足。 答案：锚固 解析：锚杆分为自由段和锚固段，锚固段与土体粘结提供拉力，是锚杆受力的关键部分。 填空题 三、常考习题练习与讲解 3. 放坡开挖时，若边坡高度较大，可采用______放坡，即设置平台分段开挖。 答案：分级（或台阶式） 解析：分级放坡通过设置中间平台减小单级坡高，降低边坡失稳风险，适用于深度较大的基坑。 4. 重力式水泥土墙在______地基中使用时，需验算墙体的______稳定性，避免墙体下沉或倾斜。 答案：软土；地基承载力（或整体） 解析：软土地基承载力低，重力式墙体自重较大，需确保地基能承受墙体荷载，防止失稳。 填空题 三、常考习题练习与讲解 1. 悬臂式支挡结构的变形由顶部向底部逐渐增大。（ ） 答案：错误 解析：悬臂式结构受力时，顶部受侧压力作用产生最大变形，向底部逐渐减小，呈现“上大下小”的变形特征。 2. 锚拉式支挡结构的锚杆越长，锚固效果越好。（ ） 答案：错误 解析：锚杆长度需根据锚固段土层性质确定，过长会增加成本，且超过有效锚固长度后，锚固力提升不明显。 判断题 三、常考习题练习与讲解 3. 放坡开挖的坡度越大（坡越陡），越经济但安全性越低。（ ） 答案：正确 坡度越大，开挖土方量越少，成本越低，但边坡稳定性下降，易发生滑坡。 4. 重力式水泥土墙可在软土地基中单独使用，无需其他辅助支护措施。（ ） 答案：错误 解析：软土地基中，重力式水泥土墙可能因承载力不足或变形过大，需结合锚杆、支撑等措施增强稳定性。 判断题 三、常考习题练习与讲解 三、常考习题练习与讲解 1.悬臂式支挡结构为何仅适用于浅基坑？其变形特征是什么？ 答案：原因是悬臂式结构仅依靠底部嵌固段抵抗侧压力，受力时顶部弯矩和变形较大，深度增加会导致变形超限。变形特征为“上大下小”，顶部变形最大，向底部逐渐减小。 简答题 三、常考习题练习与讲解 2.锚拉式支挡结构的组成及工作原理是什么？ 答案：由挡土结构（如支护桩、地下连续墙）和锚杆组成。工作原理是：挡土结构直接承受基坑外侧土压力，锚杆一端与挡土结构连接，另一端锚固在稳定土层中，通过施加预拉力平衡侧压力，减少挡土结构变形。 简答题 三、常考习题练习与讲解 3.土钉墙施工中，为何必须确保土钉穿过潜在滑动面？ 答案：若土钉未穿过潜在滑动面，仅锚固在滑动面以内的不稳定土体中，无法将拉力传递至稳定土层，无法阻止土体沿滑动面滑移，会导致土钉墙失效。 简答题 三、常考习题练习与讲解 4.重力式水泥土墙与锚拉式支挡结构在受力方式上的本质区别是什么？ 答案：重力式水泥土墙依靠自身重力和刚度平衡侧压力（被动抵抗）；锚拉式支挡结构通过锚杆的主动拉力平衡侧压力（主动承载）。 简答题 重点复习知识点： 1.放坡是基坑支护中较为简单的方式，主要通过将基坑边坡做成一定坡度的斜面，利用土体自身的稳定性来实现支护。其特点是施工简便、成本较低，但对场地空间要求较高，适用于地质条件较好、基坑深度较浅且周边空旷、无重要建筑物或管线的场景。 2.重力式水泥土墙依靠其自身的重力和刚度来抵抗基坑侧壁的土压力，从而保证基坑的稳定。它通常采用水泥土搅拌桩等方式形成，具有一定的整体性和抗渗性。该结构适用于软土地基、基坑深度中等的情况，不过对周边环境的沉降有一定影响，施工时需加以关注。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五、课堂小结 感谢观看 $$