岩土工程课件：深基础设计与计算

岩土工程课件深基础设计与计算欢迎来到深基础设计与计算的岩土工程课件本课程旨在全面介绍深基础的设计理论、计算方法和施工技术，涵盖桩基础、沉井基础和地下连续墙等多种类型通过本课程的学习，您将掌握深基础设计的基本原则和实践技能，为实际工程应用奠定坚实基础让我们一起探索深基础的奥秘，提升岩土工程专业水平课程简介深基础的重要性与应用提高建筑稳定性适应复杂地质条件应用广泛深基础能够将建筑荷载传递到深层坚硬土深基础适用于软弱地基、高地下水位等地深基础广泛应用于桥梁、码头、高层建筑层，显著提高建筑物的稳定性，尤其在高质条件，通过深埋基础克服不良地质影响、隧道等工程领域，是现代工程建设不可层建筑和复杂地质条件下至关重要，确保工程安全可靠或缺的关键技术深基础类型桩基础、沉井基础、地下连续墙桩基础沉井基础12通过打入或钻孔等方式将桩体利用自身重量克服阻力下沉，置入土中，利用桩的竖向承载逐步挖土并下沉至设计标高，力和侧向摩阻力传递荷载，适适用于高承载力要求的工程，用于各种地质条件如桥墩、码头等地下连续墙3在地面沿基坑周边分段开挖并浇筑混凝土墙体，形成连续的地下墙壁，用于基坑支护、止水等，广泛应用于城市地铁、隧道等工程设计流程概述勘察、选型、计算、施工岩土勘察通过现场调查、钻探、取样和室内试验，获取详细的岩土工程参数，为深基础设计提供依据基础选型根据工程特点、地质条件、荷载要求等因素，选择合适的深基础类型，如桩基础、沉井基础或地下连续墙设计计算进行承载力计算、沉降计算、稳定性分析等，确保深基础满足安全、适用、经济的要求施工组织制定详细的施工方案，选择合适的施工设备和工艺，进行质量控制和安全管理，确保深基础施工顺利完成岩土勘察现场调查与室内试验现场调查钻探取样室内试验包括地形地貌调查、地质构造调查、水文通过钻机钻孔取样，获取不同深度土层的对土样进行物理力学性质试验，如含水量地质调查、工程地质调查等，了解场地地土样，为室内试验提供材料、密度、压缩试验、剪切试验等，确定土质环境的基本情况的工程参数土层剖面与土性指标土层名称土层厚度天然重度内摩擦角粘聚力m kN/m³度kPa粉质黏土

3.

518.51525砂土

5.

020.0320砾石无限

22.0385土层剖面描述了场地地质的垂直分布情况，土性指标反映了土的物理力学性质，是深基础设计的重要参数依据不同的土层具有不同的工程特性，需根据土层参数进行针对性设计桩基础受力特点与设计原理受力特点设计原理设计要点桩承受竖向荷载、水平荷载和弯矩的作根据地质条件、荷载要求和桩的类型，桩长、桩径、桩间距、桩的材料强度等用，通过桩端阻力和桩侧摩阻力传递荷计算单桩承载力、群桩效应、桩基沉降是桩基础设计的重要参数，需综合考虑载至土层等，确保桩基的安全性和适用性确定单桩竖向承载力计算理论公式法理论公式法基于土力学理论，通过计算桩端阻力和桩侧摩阻力来确定单桩竖向承载力该方法考虑了土的强度参数和桩的几何尺寸，具有一定的理论基础，但计算过程较为复杂，且受土参数取值影响较大常用的理论公式包括太沙基公式、迈耶霍夫公式等，适用于均匀地基土条件下，对土参数要求较高，需要准确的土性指标Quk=Ap*cNc+qNq+

0.5γBNγ+ΣAsi*τsi单桩竖向承载力计算经验公式法经验公式法基于大量的工程实践和统计分析，通过建立经验公式来估算单桩竖向承载力该方法简单易用，但适用范围有限，需根据工程经验进行修正常用的经验公式包括《建筑桩基技术规范》中的经验公式，适用于特定地区的特定土层条件，需要进行工程验证和修正Quk=α*ΣAsi*fsi单桩竖向承载力计算规范法规范法是根据国家或地方的工程规范，按照规定的计算方法和参数取值，确定单桩竖向承载力该方法具有强制性和权威性，是工程设计的重要依据我国的《建筑桩基技术规范》提供了详细的桩基设计计算方法和参数，包括静力触探试验、标准贯入试验等参数的取值，确保工程安全可靠Quk=minQuk1,Quk2群桩效应群桩承载力计算承载力折减21群桩效应桩间土影响3群桩效应是指群桩的承载力并非单桩承载力的简单叠加，由于桩间土的相互影响，群桩的承载力会发生折减群桩承载力计算需要考虑桩间距、桩的排列方式、土的性质等因素常用的计算方法包括费多罗夫公式、规范法等，适用于不同类型的土层和桩的排列方式，确保群桩基础的安全可靠桩基沉降计算弹性理论法弹性理论法基于弹性力学理论，将土视为弹性体，通过计算桩周土的应力应变来确定桩基沉降该方法适用于均匀地基土条件下，对土参数要求较高常用的计算公式包括明德林公式、波谢辛尼公式等，适用于不同类型的桩和荷载条件，需要准确的土性指标s=pB/Es*Iw桩基沉降计算经验公式法统计分析经验修正适用性基于大量的工程实践和常用的经验公式包括《该方法简单易用，但适统计分析，通过建立经建筑桩基技术规范》中用范围有限，需根据工验公式来估算桩基沉降的经验公式，适用于特程经验进行修正，需要该方法简单易用，但定地区的特定土层条件进行工程验证和修正适用范围有限，需根据，需要进行工程验证和工程经验进行修正修正桩基承台设计受力分析与配筋受力分析配筋计算设计要点承台承受上部结构传递的荷载，并将荷载根据承台的内力分布，计算所需的钢筋数承台的尺寸、形状、钢筋配置等是承台设分配到桩上，需进行受力分析，确定承台量和布置方式，确保承台具有足够的强度计的重要参数，需综合考虑确定的内力和应力分布和刚度桩基承台设计承台尺寸确定桩的排列方式冲切验算构造要求根据桩的数量和布置要求，确定承台的平根据上部结构传递的荷载，进行承台的冲根据规范要求，确定承台的最小厚度和边面尺寸，确保桩位于承台范围内切验算，确定承台的厚度，防止承台发生缘尺寸，满足构造要求冲切破坏桩基承台设计钢筋配置原则强度要求构造要求12钢筋的配置应满足承台的强度钢筋的配置应满足构造要求，要求，能够抵抗上部结构传递保证钢筋的锚固长度和保护层的荷载厚度经济性3在满足强度和构造要求的前提下，应尽量减少钢筋用量，降低工程成本桩基承台设计构造要求钢筋保护层1钢筋保护层厚度应满足规范要求，防止钢筋锈蚀钢筋锚固长度2钢筋锚固长度应满足规范要求，保证钢筋的有效锚固钢筋间距3钢筋间距应满足规范要求，保证混凝土的浇筑质量和钢筋的有效受力沉井基础构造特点与施工方法构造特点施工方法设计要点沉井基础由井壁、刃脚、封底等组成，具沉井基础采用逐层挖土、逐步下沉的施工沉井的尺寸、形状、井壁强度、刃脚设计有整体性强、承载力高等特点方法，适用于高承载力要求的工程等是沉井基础设计的重要参数，需综合考虑确定沉井下沉过程阻力分析与控制摩擦阻力1土的抗剪强度2井壁构造3刃脚形式4土的粘聚力5沉井下沉过程中，会受到井壁与土的摩擦阻力、刃脚的切土阻力等作用，需进行阻力分析，并采取有效措施控制下沉过程，防止沉井倾斜、卡住等问题沉井基础设计井壁强度计算侧压力稳定性井壁承受土的侧压力、水的压力等井壁的强度计算需要考虑侧压力对作用，需进行强度计算，确定井壁井壁的稳定性的影响，确保安全的厚度和配筋钢筋配置根据井壁的内力分布，计算所需的钢筋数量和布置方式，确保井壁具有足够的强度和刚度沉井基础设计刃脚设计切土能力刃脚是沉井切土的关键部位，其设计应保证具有足够的切土能力，能够顺利下沉强度要求刃脚的强度设计需要考虑切土阻力对刃脚的稳定性的影响，确保安全材料选择刃脚的材料选择应保证硬度，例如选择特种钢材等以保证切土效率沉井基础设计封底设计12作用厚度计算封底是沉井基础的底部，其设计应保封底的厚度应满足强度要求，能够抵证能够承受上部结构的荷载，并与地抗上部结构传递的荷载和地基反力基土紧密结合3材料强度封底的材料强度应满足规范要求，保证封底的整体稳定性和耐久性沉井基础设计地基承载力验算稳定性验证21承载力计算规范要求3沉井基础设计需要进行地基承载力验算，确保地基能够承受沉井基础传递的荷载，防止地基失稳破坏地基承载力验算需要考虑土的强度参数、沉井的尺寸和形状、荷载的大小和分布等因素地下连续墙施工工艺与特点施工工艺特点适用性地下连续墙采用分段开挖、泥浆护壁、钢地下连续墙具有止水性能好、强度高、变地下连续墙适用于城市地铁、隧道等工程筋笼吊放、混凝土浇筑等工艺，形成连续形小等特点，适用于深基坑支护、地下结，能够有效控制地下水和土的变形，保证的地下墙壁构防渗等工程工程安全地下连续墙墙体稳定性分析抗倾覆稳定抗滑动稳定墙体应具有足够的抗倾覆稳定性，墙体应具有足够的抗滑动稳定性，防止在土压力作用下发生倾覆破坏防止在土压力作用下发生滑动破坏强度要求地下连续墙应该具有足够的强度保证整体结构的稳定性地下连续墙墙后土压力计算123主动土压力静止土压力被动土压力墙后土压力是地下连续墙设计的重要参数，考虑周围环境的影响，计算需要考虑静止土部分情况，也需要考虑被动土压力对墙体的需要根据土的性质、墙的变形等因素进行计压力影响算，通常考虑主动土压力常用的计算方法包括朗肯土压力理论、库仑土压力理论等，适用于不同类型的土层和墙的变形条件地下连续墙墙体配筋设计抗弯配筋1根据墙体的弯矩分布，计算所需的抗弯钢筋数量和布置方式，确保墙体具有足够的抗弯强度抗剪配筋2根据墙体的剪力分布，计算所需的抗剪钢筋数量和布置方式，确保墙体具有足够的抗剪强度构造配筋3钢筋配置需要满足构造要求，以保证结构的整体性和耐久性地下连续墙接头处理止水要求地下连续墙的接头是止水的薄弱环节，需采取有效措施进行处理，防止地下水渗漏接头形式常见的接头形式包括企口接头、钢板止水带等，适用于不同的止水要求和施工条件施工质量接头处理的施工质量直接影响止水效果，需加强质量控制，确保接头密实可靠深基坑支护方案选择原则经济性1施工条件2周围环境3地质条件4工程特点5深基坑支护方案的选择需要综合考虑工程特点、地质条件、周围环境、施工条件和经济性等因素，选择安全可靠、经济合理的支护方案不同的支护方案适用于不同的工程条件，需进行方案比选和优化深基坑支护重力式挡土墙构造简单适用性成本较高重力式挡土墙依靠自身重量抵抗土压力，重力式挡土墙适用于开挖深度较小、地基重力式挡土墙需要大量的砌体或混凝土，构造简单，施工方便条件较好的基坑支护材料用量大，成本较高深基坑支护悬臂式挡土墙构造轻巧经济性悬臂式挡土墙依靠墙体的抗弯强度悬臂式挡土墙适用于开挖深度较小抵抗土压力，构造轻巧，材料用量、地基条件较好的基坑支护，具有较少一定的经济性适用性适用于开挖深度较小的区域，能够保证结构的安全性和稳定性深基坑支护锚杆挡土墙锚固承载深基坑锚杆挡土墙通过锚杆将锚杆挡土墙施工过程中锚杆挡土墙适用于开挖墙体与后方土体连接，需要对锚杆的承载力进深度较大的区域，能够提高墙体的稳定性，适行检测和验证，确保锚保证深基坑的稳定性用于开挖深度较大的基固效果坑支护深基坑支护排桩支护桩间距1排桩支护通过在基坑周边设置一排桩，抵抗土压力，适用于开挖深度较大的基坑支护稳定性2排桩支护的桩间距、桩的尺寸和深度等需要根据土压力计算确定，保证支护结构的稳定性工程质量3排桩支护的施工质量直接影响支护效果，需要严格控制桩的垂直度、桩间距等参数深基坑支护地下连续墙支护止水性能整体性成本较高地下连续墙具有良好的止水性能，能够有地下连续墙具有整体性，能够有效控制土地下连续墙施工工艺复杂，成本较高，适效控制地下水渗漏，适用于地下水位较高的变形，保证基坑周围建（构）筑物的安用于对支护要求较高的基坑工程的基坑支护全深基坑支护内支撑系统支撑力类型多样内支撑系统通过在基坑内部设置支内支撑系统的形式多样，包括钢支撑结构，抵抗土压力，减小墙体的撑、混凝土支撑等，适用于不同的变形，适用于开挖深度较大的基坑工程条件支护监测内支撑系统的施工过程中需要对支撑力进行监测和调整，确保支护结构的稳定性深基坑支护喷锚支护喷射混凝土锚固岩土喷锚支护通过在基坑壁喷锚支护施工过程中需喷锚支护能够稳定岩土面喷射混凝土，并用锚要对锚杆的承载力进行，确保在喷锚支护的基杆加固，形成稳定的支检测和验证，确保锚固坑的稳定性护结构，适用于岩质边效果坡和土质边坡的支护基坑降水方法与效果降低水位1基坑降水通过降低基坑周围的地下水位，减少土压力和水压力，提高基坑的稳定性排水方法2基坑降水的方法多样，包括明排法、井点降水法、真空降水法等，适用于不同的土层条件和降水要求保护环境3基坑降水需要注意保护周围环境，防止因降水引起地面沉降和水资源污染基坑降水计算与布置渗流计算降水井布置监测基坑降水需要进行渗流计算，确定降水井降水井的布置需要考虑土层条件、地下水降水的效果需要通过监测井进行监测，根的数量、位置和抽水速率，保证降水效果位、降水深度等因素，合理布置降水井，据监测结果调整降水方案，确保降水效果提高降水效率深基础施工常见问题与处理质量问题安全问题深基础施工中常见的质量问题包括深基础施工中常见的安全问题包括桩身断裂、沉井倾斜、地下连续墙基坑坍塌、设备事故、人员伤亡等渗漏等，需要及时处理，防止工程，需要加强安全管理，防止安全事事故故应急预案在深基础施工中应该有应急预案，保证突发状况能够有响应，降低损失桩基础施工质量控制要点垂直度桩的垂直度是保证桩基础承载力的重要因素，需要严格控制桩的垂直度，防止桩身倾斜桩身强度桩身强度是保证桩基础安全的关键，需要严格控制混凝土的强度和钢筋的配置，确保桩身具有足够的强度成桩质量桩的成桩质量直接影响桩的承载力，需要严格控制成桩工艺，防止桩身出现缺陷沉井基础施工下沉控制技术均衡下沉1分层开挖2纠偏措施3监测数据4阻力分析5沉井下沉过程中，需要进行阻力分析，采取分层开挖、均衡下沉、纠偏措施等技术手段，控制沉井的下沉速度和方向，防止沉井倾斜、卡住等问题地下连续墙施工成槽质量保证槽壁稳定垂直度接头密实成槽过程中需要采取泥成槽的垂直度是保证墙成槽的接头处理直接影浆护壁等措施，保证槽体质量的重要因素，需响墙体的止水效果，需壁的稳定，防止塌孔要严格控制槽的垂直度要严格控制接头的密实，防止墙体倾斜性，防止渗漏特殊土地区深基础设计软土、膨胀土软土地区膨胀土地区针对性设计软土地区土的强度低、压缩性高，深基础膨胀土地区土的胀缩性大，深基础设计需特殊土地区需要具体问题具体分析，针对设计需要采取加固措施，提高地基承载力要采取抗膨胀措施，防止土的胀缩引起基性设计深基础，确保结构的稳定性和安全，减小沉降础破坏性软土地基处理加固方法选择换填法排水固结法加筋法适用于处理浅层软土，通过换填优质土适用于处理深层软土，通过排水固结，适用于处理强度低的软土，通过在土中，提高地基承载力提高土的强度，减小沉降加入加筋材料，提高土的强度膨胀土地基抗膨胀措施隔离层换填124改良土桩基础3膨胀土地基需要采取抗膨胀措施，防止土的胀缩引起基础破坏常用的抗膨胀措施包括设置隔离层、换填非膨胀土、采用桩基础等设计时需根据膨胀土的性质和工程要求，选择合适的抗膨胀措施工程实例分析桥梁桩基础设计桥梁荷载地质条件设计优化桥梁桩基础设计需要考虑桥梁的荷载特点桥梁桩基础设计需要考虑桥址的地质条件桥梁桩基础设计需要进行多方案比较和优，包括车辆荷载、风荷载、地震荷载等，，包括土层的分布、土的性质、地下水位化，选择安全可靠、经济合理的桩基础方确保桩基础能够承受这些荷载等，选择合适的桩型和桩长案工程实例分析高层建筑桩基础设计承载力要求群桩效应高层建筑桩基础设计需要满足高承高层建筑桩基础设计需要考虑群桩载力要求，确保建筑物不发生过大效应，合理布置桩的位置和间距，的沉降和倾斜提高桩基础的整体承载力复杂工况需要考虑地震等复杂工况对桩基础造成的影响，提高整体结构的安全性工程实例分析码头沉井基础设计荷载大冲刷腐蚀码头沉井基础设计需要码头沉井基础设计需要码头沉井基础设计需要承受巨大的水平荷载和考虑海水的冲刷作用，考虑海水的腐蚀作用，竖向荷载，需要进行详采取防冲刷措施，保证采取防腐蚀措施，提高细的受力分析和强度计沉井的稳定沉井的耐久性算工程实例分析地铁地下连续墙设计止水性能1地铁地下连续墙设计需要满足严格的止水要求，防止地下水渗漏到隧道内部变形控制2地铁地下连续墙设计需要控制墙体的变形，防止对周围建筑物和管线产生不良影响施工空间3地铁地下连续墙设计需要考虑施工空间狭小的问题，选择合适的施工工艺和设备新技术应用智能化深基础设计技术物联网技术人工智能技术BIMBIM技术可以实现深基础设计的可视化、物联网技术可以实现深基础施工的远程监人工智能技术可以实现深基础设计的优化协同化和智能化，提高设计效率和质量控和智能管理，提高施工效率和安全和自动化，提高设计水平和效率技术在深基础设计中的应用BIM可视化设计协同设计碰撞检查BIM技术可以实现深基础的三维可视化BIM技术可以实现多专业协同设计，减BIM技术可以进行碰撞检查，发现设计设计，方便设计人员进行方案比较和优少设计冲突和错误中的问题，提高设计质量化可持续发展理念在深基础设计中的体现节能环保深基础设计应采用节能环保的材料和工艺，减少对环境的影响资源利用深基础设计应充分利用当地资源，减少对外部资源的依赖耐久性深基础设计应提高结构的耐久性，延长使用寿命，减少资源消耗深基础设计的未来发展趋势12智能化绿色化深基础设计将更加智能化，利用人工深基础设计将更加注重绿色环保，采智能、大数据等技术，提高设计效率用可持续发展的理念，减少对环境的和质量影响3信息化深基础设计将更加信息化，利用BIM、GIS等技术，实现设计、施工和运维的信息共享和协同规范与标准深基础设计依据行业标准21国家规范地方标准3深基础设计需要依据国家规范、行业标准和地方标准，确保设计的安全可靠和符合法律法规常用的规范和标准包括《建筑桩基技术规范》、《岩土工程勘察规范》、《混凝土结构设计规范》等常用软件介绍深基础计算软件PKPM MIDAS GTS NXPlaxisPKPM是国内常用的结构设计软件，具有MIDASGTSNX是岩土工程有限元分析Plaxis是国际上常用的岩土工程有限元分强大的桩基础计算功能，可以进行单桩承软件，可以进行深基础的精细化分析，考析软件，具有强大的非线性分析功能，可载力计算、群桩效应分析、桩基沉降计算虑土与结构的相互作用以模拟复杂的岩土工程问题等案例分析设计错误与教训地质勘察不足计算模型简化因地质勘察不足，导致对土层性质因计算模型简化过度，忽略了群桩的判断失误，造成桩基础承载力不效应的影响，导致桩基础的实际承足，导致沉降过大载力低于设计值施工质量控制不严因施工质量控制不严，导致桩身出现缺陷，影响了桩基础的承载能力和耐久性提问与解答欢迎大家提出关于深基础设计与计算的问题，我们将尽力解答通过提问和解答，可以加深对深基础设计理论和实践的理解，共同提高专业水平课程总结深基础设计要点回顾地质勘察承载力计算施工控制详细的地质勘察是深基础设计的基础准确的承载力计算是保证深基础安全的关键严格的施工控制是保证深基础质量的保证参考文献•《建筑桩基技术规范》•《岩土工程勘察规范》•《混凝土结构设计规范》•《深基坑支护技术规范》•《地基处理手册》感谢聆听感谢各位的聆听！希望本次关于深基础设计与计算的课程能够帮助大家更好地理解和掌握深基础设计与计算的理论和实践祝大家在未来的工程实践中取得更大的成就！。