第八章不同类型工程的地质问题评价

第八章不同类型工程的地质问题评价 建筑工程地基稳定性问题边坡工程稳定性问题基坑工程稳定性问题地下工程选址与稳定性问题道路桥梁工程选线与稳定性问题海港及离岸工程选址与防护问题地下水控制环境工程问题

建筑工程地基稳定性问题 1. 土质地基稳定性 • 土基的变形与破坏地基承载力沉降与差异沉降滑移和倾倒 • 土基整体稳定性分析表层抗滑稳定性深层抗滑稳定性

建筑工程地基稳定性问题 2. 岩质地基稳定性岩体坝基的变形＆破坏 • 沉降 • 滑移破坏 • 软弱夹层 • 抗滑稳定性

边坡工程稳定性问题 • 边坡变形破坏： • 松弛张裂卸荷回弹 • 崩塌坠石 • 倾倒 • 蠕动 • 滑坡

边坡工程稳定性问题 • 边坡稳定性评价 1、地质分析法地貌形态的演变、滑动因素分析、滑前迹象 2、力学分析法极限平衡法、剩余推力法、有限元法 3、工程地质类比法边坡岩性、岩体结构、边坡类型

基坑工程稳定性问题 支护结构的设计和施工，影响因素众多，不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用。为此，对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度，在保证施工安全的前提下，尽量做到经济合理和便于施工。

支护结构的选型 • 支护结构包括挡墙和支撑（或拉锚）两部分。 • 挡墙或支撑中任何一部分的选型不当或产生破坏（包括变形过大），都会导致整个支护结构的失败。

支护结构的型式 • 放坡开挖及简单支护 • 悬臂式支护结构 • 内撑式支护结构 • 拉锚式支护结构 • 土钉墙支护结构 • 环梁护壁支护结构 • 其它形式支护结构

一. 挡墙的选型 （一）钢板桩（二）钢筋混凝土板桩（三）钻孔灌注桩挡墙（四） H型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱）（五）地下连续墙（六）深层搅拌水泥土桩挡墙（七）旋喷桩帷幕墙

（一）钢板桩 1. 槽钢钢板桩由槽钢并排或正反扣搭接组成。槽钢长6～8m，多用于深度不超过4m的基坑。顶部宜设一道支撑或拉锚。

2 热轧锁口钢板桩 其形式有U型、Z型、一字型、H型和组合型。 U型 Z型一字型

（二）钢筋混凝土板桩 该板桩截面带企口，有一定的挡水作用，顶部设圈梁，用后不再拔除，永留地基土中。适于3—6m基坑，但应用较少。

（三）钻孔灌注桩挡墙 常用Φ600—1000mm，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效果差。

（四）H型钢支柱、木挡板支护墙 该类支护结构适用于土质较好、地下水位较低的地区。型钢或支柱按一定间距打入，支柱间设木挡板或其它挡土设施。

（五）地下连续墙 地下连续墙已是目前深基坑的主要支护结构之一。在地下结构层数多的深基坑的施工非常有利。地下连续墙常是采用“逆筑法”的支护结构的首选。

（六）深层搅拌水泥土桩挡墙 深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制搅拌制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。

（七）旋喷桩帷幕墙 旋喷桩帷幕墙是钻孔后，将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中，形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡墙，也可用于挡水。

二. 支撑（拉锚）的选型 • 当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能满足要求时，需增设支撑系统。 • 支撑系统有 • 基坑内支撑 • 基坑外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚）

（一）钢结构支撑 1 钢管支撑对撑

（一）钢结构支撑 1 钢管支撑角撑

钢管支撑示意图

（二）钢筋混凝土支撑 有角撑、对撑、桁架式支撑，还有圆形、拱形和椭圆形等形状的支撑。圆形支撑

基坑工程稳定性问题 基坑工程事故原因分析： • 支护结构变形破坏 • 支护体系失稳破坏 • 坑底隆起破坏 • 基坑渗透破坏

道路桥梁工程选线与稳定性问题 • 公路是一种延伸很长、且以地壳表层为基底的线形建筑物，它常常要穿越许多自然条件不同的地段，故路桥工程必然要受到不同地段的地质、地理各种因素的影响，这是公路工程区别于房屋、水库、矿山等工程建筑物最主要的特性。

道路桥梁工程选线与稳定性问题 • 道路的结构大多由三类建筑组成： • 路基工程 (路堤、路堑) • 桥隧工程（桥梁、隧道、涵洞） • 防护建筑物（明硐、挡土墙、护坡、排水沟等）

道路桥梁工程选线与稳定性问题 • 道路选线的工程地质论证： • 河谷线 • 山脊线 • 山坡线 • 越岭线 • 跨谷线

道路桥梁工程选线与稳定性问题 • 道路工程的主要工程地质问题： • 路基边坡稳定性问题 • 路基基底稳定性问题 • 道路冻害问题桥梁工程的主要工程地质问题： • 桥墩台地基稳定性问题 • 桥墩台的冲刷问题

地下水控制 • 概述 • 基坑渗透稳定要求 • 深基坑渗流设计 • 渗流计算 • 渗流控制措施

深基坑地下水控制 • 基坑深度越来越深； • 占地面积越来越大； • 与地下水关系越来越密切； • 承压水影响越来越突出； • 基坑的破坏60%以上与地下水有关

基坑渗透水流特性

渗透稳定需要的入土深度hd • 当墙hd太小时，在0.5 hd范围内会发管涌破坏。 • 为保持基坑的渗透稳定，入土深度不能太短。

降水深度要求 • JGJ120-99 第8.3.2条要求： • 设计降水深度不宜小于基坑底面以下0.5米。 • 这对潜水或承压水都是必须做到的。说明：工程桩、钻孔、降水井穿透隔水层

渗流计算方法 （1）三维空间有限差分法（2）平面有限元法（3）手算法 • 对于超深基坑来说，现有规范渗流计算公式不完全适用，应进行专门计算。

渗流计算目的 • （1）地基中的任何部位都不发生管涌和流土。 • （2）坑底不会因承压水的顶托而产生突涌（水）、流泥、隆起等。 • （3）基坑四周和底部涌水量不太大，不影响基坑开挖和砼浇筑。 • （4）坑内软土（淤泥质土）能较快地脱水固结。

有限差分法示意图

抗承压水措施 • (1)把地连墙底加长，使其进入下一个隔水层内足够深度； • (2)也可墙底不加长，而在墙底或其外侧做高压旋喷桩止水帷幕。 • (3)在上述条件下，降低坑内的承压水，确保基坑开挖和浇筑工作顺利进行。

基坑渗流控制措施 • 主要有以下几种： • 1 .对于超深基坑来说，首先采用地下连续墙做支护； • 深度较浅的基坑，可采用咬合桩、灌注桩与高喷桩或水泥土搅拌桩、土钉墙做为支护结构，总之要因地制宜才好。

基坑渗流控制措施 • 2 其它措施： • （1）底部灌浆(岩石地基) • （2）底部高压喷射灌浆(土层) • （3）墙底加长(不放钢筋) • （4）坑内降水(承压水) • （5）坑外降水(承压水 • （6）坑底加固 (高压旋喷灌浆或水泥搅拌桩)。

旋喷加固底板和降承压水图

基坑降水 • 这里所说的降水，是指降低基坑内外的承压水位。当上复土重不足以克服承压水的浮托力时，就需要降低承压水的压力水头。 • 通常降水应在坑内进行。 • 降低承压水时往往对坑外的周边环境造成不利影响，有时需要在坑外设置回灌井，以减少坑外地下水的下降幅度。

基坑抽水特点 • 有底水桶（封闭基坑） • 无底水桶（未封闭基坑）

第八章 不同类型工程的地质问题评价