第二部分 基坑支护结构的计算 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。 一、支护结构承受的荷载 支护结构承受的荷载一般包括 –土压力 –水压力 –墙后地面荷载引起的附加荷载。 1 土压力 ⑴主动土压力： 若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态，此时土压力称为主动土压力，以Ea表示。 ⑵静止土压力： 若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移（移动或滑动），墙后填土处于弹性平衡状态，则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。以E0表示。 (3)被动土压力： 若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动，随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面，墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称为被动土压力，以Ep表示。
主动土压力计算 ?主动土压力强度 ?无粘性土 粘性土 土压力分布 对于粘性土按计算公式计算时，主动土压力在土层顶部（H=0处）为负值，即 表明出现拉力区，这在实际上是不可能发生的。只计算临界高度以下的主动土压力。土压力分布 可计算此种情况下的临界高度Zc，进而计算临界高度以下的主动土压力。
被动土压力计算 被动土压力强度 ?无粘性土 粘性土 计算土压力时应注意 ?不同深度处土的内聚力C不是一个常数，它与土的上覆荷重有关，一般随深度的加大而增大，对于暴露时间长的基坑，土的内聚力可由于土体含水量的变化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。 ?、C 值是计算侧向土压力的主要参数，但在工程桩打设前后的、C值是不同的。 在粘性土中打设工程桩时，产生挤土现象，孔隙水压力急剧升高，对、C值产生影响。另外，降低地下水位也会使、C值产生变化。 水压力
1水土分算的概念与原理 1.1基本概念 水土分算原则,即分别计算土压力和水压力,两者之和即为总的侧压力。这一原则适用于土体孔隙中存在自由的重力水的情况,或土的渗透性较好的情况,一般适用于砂土、粉土和粉质粘土。 1.2侧压力计算原理 1.2.1土压力计算 侧向土压力通常按朗金主动土压力和被动土压力计算,计算时地下水位以下的土的重度采用浮重度。朗金理论的基本假定为: ①挡土墙背竖直,墙面光滑,不计墙面和土层之间的摩擦力; ②挡土墙后填土的表面为水平面,土体向下和水平方向都能伸展到无穷,即为半无限空间; ③挡土墙后填土处于极限平衡状态。在弹性均质的半空间体中,离开地表面深度为Z处的任意一点的竖向应力和水平应力分别为: σz= γZ(1) σx=K0γZ(2) 在朗金主动土压力状态下,最大主应力为σ1=γZ,最小主应力为σ3=Pa, Pa=γZtg2(45°-φ/2)-2ctg(45°-φ/2) (3)在朗金被动土压力状态下,最大主应力为被动土压力σ1=Pp,最小主应力为竖向压力σ 3=γZ ,Pp=γZtg2(45°+φ/2)+2ctg(45°+φ/2)(4)引入主动土压力系数Ka和被动土压力系数 Kp,并令: Ka=tg2(45°- φ/2) (5) Kp=tg2(45°+ φ/2) (6) 将式(5)、式(6)分别代入式(3)、式(4)得: Pa= γZKa-2c Ka(7) Pp= γZKp+2c Kp(8) 用朗金或库仑理论进行土压力计算时,通常要用到土的物性参数:重度γ、摩擦角φ和粘聚力c。而各层土的物性参数是不一样的,在工程应用中一般有两种处理方法。 (1)直接取用各层土物性参数的方法 当地层由多层土组成时,可分别采用各层土的物性参数,分别计算得到各层土的主动土压力强度和被动土压力强度。由于通常各土层是不同的,因此土压力强度图形沿挡土墙深度方向是不连续的;在土压力计算过程中要比单一土层情况复杂些,但计算结果比较符合工程实际。目前基坑支护结构土压力计算多采用专用程序计算,土层的数量几乎不会对计算速度产生影响。因此,该方法在工程实际中得到广泛采用。 (2)取土层物性参数加权平均的方法 该方法一般在地下结构的初步设计阶段,希望采用简单的计算方法来初步确定基坑的支护方案,不需要对土压力进行精确计算。为简化计算,将土层简化成单一均质土层的情况,通常采用土层厚度进行加权平均,算出等效的地层物性参数。 1.2.2土层中水压力的计算 地下水位稳定的地下结构物的侧向水压力可按静水压力确定,水压力强度根据帕斯卡定理计算: p w=h wγw(9) 式中p w———侧向静水压力的强度值; h w———水头高度,即地下水位到计算点的垂直距离;
浅谈双排灌注桩深基坑支护结构计算 摘要：深基坑双排灌注桩支护是在单排悬臂桩支护技术基础上新开发的一项技术。它仍属于悬臂式支护结构类型。工程实践证明：在稳定性较好的一般粘性土和砂土层中采用这种支护型式，与单排悬臂桩相比具有刚度大、位移小、支护高度大、节约投资等特点。 关键词：基坑支护；土压力；内力计算 0前言 单排悬臂桩支护已有较成熟的设计计算方法，而双排桩支护结构的设计计算则还处于研讨中，本文中依据作者近年来的工程施工设计实践经验，提出一套设计分析方法，供类似工程参考。 1 双排桩支护的受力特性 双排桩支护型式简单，前后排桩按一定排距布置成三角形或矩形平面，桩顶用现浇钢筋混凝土连梁或板连接起来，形成桩脚嵌固的刚架型式。它虽属于悬臂支护型式，但受力机理与单排悬臂桩有本质的区别。即桩间土对双排桩有土压力作用，而且作用力的大小与桩的排距大小有关，故双排桩支护结构可看成前后排桩都受到大小不等土压力作用的平面刚架。把土视为弹性体，并取矩形平面单元，把桩视为梁单元，利用有限元法分析得后排桩失去挡土作用的距离b max 为： 式中：h—桩的挡土高度；t—桩的理论埋深；μ—土 的波松比，μ≤0.5； 偏保守地取μ=0.5，t=0.2h代入式(1)得：b max≈1.6 h；同理，经分析得：后排桩受力超过前排桩的临界点满足： 因此，可将双排桩土压力分布大致分为三种情况： (1)当b ≤.125h时，后排桩承受全部土压力，前排桩通过横梁受到桩顶推力；双排桩土压力分布如图1(a)；按库仑强度理论，图1中滑楔与水平面夹角为45°+ 。 (2)当1.6h>b>0.125h时，前、后排桩同时受到土压力作用，横梁可能受
基坑支护常见类型及设计要点 摘要：通过对几种常见基坑支护类型各自优缺点的介绍和比较，引导并探索基坑支护的发展前景，从而确保建筑基础工程施工质量。 关键词：基坑支护、放坡开挖、水泥土维护墙、高压旋喷桩、槽钢钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔灌注桩、地下连续墙、土钉墙 进入21世纪后我国城市高层建筑迅速发展，地下停车场、高层建筑埋深、人防、城市地铁工程统统涉及大量的基坑支护工程。普遍深度5m~10m，甚至达到20m~30m。由于基坑工程大多在城市中进行开挖，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 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、3 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。
思考题 第一章： 1． 对于砂土，在以下三轴排水试验中，哪些试验在量测试样体变时应考虑膜嵌入 (membrane penetration)的影响？HC, CTC, CTE, RTC, RTE, 以及平均主应力为常数的TC TE 试验。 2．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验量侧的孔隙水压力有没有影响，为什么？对于常规三轴固结排水试验对于试验有无影响？ 3．对于砂土，在常规三轴固结不排水(CU)压缩试验中，围压σ3为常数，其膜嵌入 (membrane penetration)效应对于试验的不排水强度有没有影响， 4．在周期荷载作用下饱和砂土的动强度τd (或σd )如何表示？定性绘出在同样围压σ3，不同初始固结比σ1/σ3下的动强度曲线。 5．在一定围压下，对小于、等于和大于临界孔隙比e cr 密度条件下的砂土试样进行固结不排水三轴试验时，破坏时的膜嵌入对于量侧的孔隙水压力有何影响？对其固结不排水强度有什么影响（无影响、偏大还是偏小）？ 6．在土工离心模型试验中进行固结试验，如果模型比尺为100，达到同样固结度，模型与原型相比，固结时间为多少？ 7．举出三种土工原位测试的方法，说明其工作原理、得到的指标和用途。 8．对于粗颗粒土料，在室内三轴试验中常用哪些方法模拟？各有什么优缺点？ 9．真三轴试验仪器有什么问题影响试验结果？用改制的真三轴试验仪进行试验，其应力范围有何限制？ 10． 在饱和土三轴试验中，孔压系数A 和B 反映土的什么性质？如何提高孔压系数B ？ 11． 在p, q 坐标、?σ,?τ坐标和在π平面坐标下画出下面几种三轴试验的应力路径（标出应力路径的斜率）。 （1） CTC （常规三轴压缩试验） （2） p ＝常数，b=0.5＝常数，真三轴试验； （3） RTE （减压的三轴伸长试验）。其中： 22)()()(21 3/)(3 13 12 132********σστσσσσσσσσσσσσ－＝＋＝-+-+-=++=q p
第一章设计方案综合说明 1.1 概述 1.1.1 工程概况 拟建南京新城科技园 B 地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处 东南隅，北侧为规四路（隔马路为A地块基坑），东侧为青石路。B地块±0. 00m 相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为 6.1 ～8.0m。拟建场地属Ⅱ级复杂场地。 2，包括 3 幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用 该基坑用地面积约20000 m 框架结构，最大单柱荷载标准值为23000KN，拟采用钻孔灌注桩基础设计方案。 有关拟建物层数、结构型式、柱网和室内外地坪设计标高具体见表 1.1 。 表1.1 栋号建筑物层数 结构型 式 室内地坪 设计标高 （m） 室外地坪 设计标高 （m） 01 办公楼19 框架结 构 7.3 7.0-7.2 02 国家实验 室 1、10、11 框架结 构 7.3 7.0-7.2 03 会议楼、 商务楼 2、18 框架结 构 7.5 7.2 南、北地下 室 -1 框架~抗 震墙结 构 04 1.9 7.0-7.2 注：表 1.1 内建筑物室内外地坪设计标高系吴淞高程。 本工程重要性等级为二级，抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）3.1 节，划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。 1.1.2 基坑周边环境条件 基坑四面均为马路，下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基坑（A地块）
第一章设计方案综合说明 1.1.3 工程水文地质条件 拟建场地地形总体较为平坦，地面高程在 4.87~8.78m（吴淞高程系）之间。对照场地地形图看，场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江 漫滩。 在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层： ①~1 杂填土：杂色，松散，由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾 填积，其中2.7~4.5m 填料为粉细砂，填龄不足 2 年。层厚0.3~4.9m； ①~2 素填土：黄灰~灰色，可~软塑，由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填积，含少量腐植物，填龄在10 年以上。埋深0.8~5.3m，层厚0.2~2.6m； ①~2a 淤泥、淤泥质填土：黑灰色，流塑，含腐植物，分布于暗塘底部， 填龄不足10年。埋深0.2~2.9m，层厚0.6~4.0m； ②~1 粉质粘土、粘土：灰黄色~灰色，软~可塑，切面有光泽，韧性、干 强度较高。埋深0.3~4.7m，层厚0.3~2.1m； ②~2 淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含腐植物，夹薄层粉土，切面稍有 光泽，韧性、干强度中等。埋深 1.1~6.2m，层厚11.2~12.4m； ②~2a 粉质粘土与粉土互层：灰色，粉质粘土为流塑，粉土呈稍密，局 部为流塑淤泥质粉质粘土，具水平层理。切面光泽反应弱，摇震反应中等， 韧性、干强度低。埋深 1.6~5.7m，层厚0.4~3.3m； ②~3粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，夹薄层（局部为层状） 粉土、粉砂，具水平层理。切面稍有光泽，有轻微摇震出水反应，韧性、干 强度中等偏低。埋深10.5~15.6m，层厚1.2~7.7m； ②~4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂：灰色，粉质粘土、淤泥 质粉质粘土为流塑，粉土、粉砂为稍~中密，局部为互层状，具水平层理。光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度较低。埋深14.2~21.5m，层厚1.2~8.8m； ②~5 粉细砂：青灰~灰色，中密，砂颗粒成分以石英质为主，含少量腐 植物及云母碎片。埋深20.0~25.6m，层厚10.3~12.3m； ②~5a 粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，切面稍有光泽，韧性、 干强度中等。呈透镜体状分布于②~5 层中。埋深23.6~25.0m，层厚0.4~0.5m； ②~6细砂：青灰色，密实，局部为粉砂，砂颗粒成分以石英质为主，含 云母碎片。层底部局部地段含少量卵砾石。埋深29.2~33.5m，层厚14.2~22.1m； ②~6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土，灰色，流~ 软塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~6 层中。埋深35.9~45.5m，层厚 0.3~1.4m。 ⑤~1 强风化泥岩、泥质粉砂岩：棕红~棕褐色，风化强烈，呈土状，遇水极易软化，属极软岩，岩体基质本量等级分类属Ⅴ级。埋深47.0~52.3m，层厚0.6~5.8m。 ⑤~2 中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩：紫红~棕褐色，泥质胶结，夹层状泥岩，属极软岩~软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，充填有石膏，遇水易软化，岩体基本质量等级分类属Ⅴ级。埋深48.0~57.9m，未钻穿。 ⑤~2a 中风化泥质粉砂岩、细砂岩：紫红~棕褐色，泥质胶结，属软岩~ 较软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，基本质量等级分类属Ⅳ级。该层 呈透镜体状分布于⑤~2 层中。埋深52.5~59.5m，层厚0.3~0.4m。 2
苏州新港（扬州）置业有限公司 名泽园地下室 基坑支护设计计算书 （设计编号：勘2014-92） 批准： 审核： 校对： 设计： 扬州大学工程设计研究院 2014.12.18
东侧放坡(4.2m～5.1m) ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 天然放坡支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012支护结构安全等级三级 支护结构重要性系数γ00.90 基坑深度H(m) 5.100 放坡级数2 超载个数1 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数 10.500 2.5000.750 2 1.000 2.6000.750 ---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m) 120.000---------------
深基坑支护结构类型 摘要：基坑是建筑工程中的一个重要部分，其发展与建筑业的发展有着密切的关系，同时，深基坑支护的选型都是工程施工的技术难点，以下介绍了几种常用的深基坑支护结构的类型，以及它们的特点和适用范围。 关键字：深基坑、支护结构、围护墙、支撑体系。 众所周知，，近年来随着我国城镇建设中高层及超高层建筑的大量涌现，以及大型市政设施建设工程的高速发展及大量地下空间的开发，必然会有大量的深基坑工程产生。然而无论是高层建筑还是其他设施的深基坑工程，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，加上密集的建筑物、基坑周围复杂的地下设施使得放坡开挖基坑这一传统技术不再能满足现代城镇建设的需要，因此，深基坑支护的选型都是工程施工的技术难点，深基坑开挖与支护引起了各方面的广泛重视。 同时，深基坑支护工程是一种特殊的工程构筑物，它具有复杂性、可变性和临时性的特点。无论采用何种支护结构，对支护结构的强度、嵌入深度、支护受力及构造都必须进行设计和详细计算，一定要做到结构可靠、经济合理、确保安全。 支护结构的种类很多，合理地选择支护结构的类型应根据场地地质条件、周围环境要求、工程功能、当地的常用施工工艺设备以及经济技术条件综合考虑而因地制宜地选择围护结构类型，那么常见的支
护结构类型主要有： 1、深层搅拌水泥土挡墙，将土和水泥强制拌和成水泥土桩，结硬后成为具有一定强度的整体壁状挡墙，用于开挖深度3～6m的基坑，适合于软土地区、环境保护要求不高，施工低噪声、低振动，结构止水性较好，造价经济，但围护挡墙较宽，一般需3～4m。 2、钢板桩，主要有两种（槽钢钢板桩和热轧锁扣钢板桩），用槽钢正反扣格接组成，或用U型、H型和Z型截面的锁口钢板桩。用打入法打入土中，相互连接形成钢板桩墙，既用于挡土又用于挡水，用于开挖深度3～10m的基坑。钢板桩具有较高的可靠性和耐久性，在完成支挡任务后，可以回收重复使用；与多道钢支撑结合，可适合软土地区的较深基坑，施工方便、工期短。但钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小，开挖后绕度变形较大,打拔桩振动噪声大、容易引起土体移动，导致周围地基较大沉陷。 3、型钢横挡板，型钢横挡板围护墙亦称桩板式支护结构。这种围护墙由工字钢桩和横挡板组成，再加上围檩、支撑等则形成一种支护体系。施工时先按一定间距打设工字钢或H型钢桩，然后在开挖土方时边挖边加设横挡板。施工结束拔出工字钢或H型钢桩，并在安全允许条件下尽可能回收横挡板。另外，横档板长度取决于工字钢桩的间距，而厚度由计算确定，多用厚度60mm的木板或预制混凝土薄板。型钢横挡板围护墙多用于土质较好、地下水位较低的地区。 4、钻孔灌注桩挡墙，常用桩径直径600～1000mm，桩长15～30m，组成排桩式挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁，多用于开挖深度为7～
水土分算和水土合算方法的适用条件 一、计算方法概述 在一般地基基础工程计算中，建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基。无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点，荷载大小明确，计算与实测结果基本接近。而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力，水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上。支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关，还与土的强度、变形特性和渗透性有关，具有很大的不确定性。由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载，而这种水平荷载具有间接得出的特点，因此，由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定，水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果。 目前，工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法。在水土分算时，水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等。而水土合算时不需单独考虑水压力作用。 关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类，可参考有关土力学教科书，本处不在详述。二、水土分算和水土合算方法的适用条件 基坑支护工程的土压力、水压力计算，常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法，根据不同的土性和施工条件，分为水土合算和水土分算两种方法。由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大，对基坑挡土结构工程造价影响很大，故需要非常慎重的舍取，要根据具体情况合理选择。 地下水位以下的水压力和土压力，按有效应力原理分析时，水压力与土压力应分开计算。水土分算方法概念比较明确。但是在实际使用中有时还存在一些困难，特别是对黏性土，水压力取值的难度大，土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标，在实际工程中往往难以解决。因此，在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力，即将水压力和土压力混合计算，也有了一定的工程实验经验。
基坑土层力学参数 层号土层名称层厚(m)重度(kN/m3) 浮重度 (kN/m3)粘聚力 (kPa) 内摩擦角 (°) m值 1杂填土——2 粉质黏 土 ——3 粉质黏 土 ——4 粉质黏 土 ——5 粉质黏 土 ——6 粉质黏 土 7粉质黏
土 8中砂——9粗砂——10砾砂——11粗砂—— 基坑存在的超载表超载位 置类型 超载值 (kPa) 作用深 度(m) 作用宽 度(m) 距坑边 距(m) 形式 长度 (m) A-A’局部荷 载 条形—— 此深基坑工程需要基坑支护结构来保证基坑的安全稳定，各种支护 结构设计均遵循《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)，《混凝 土结构设计规范》(GB 50010-2010)，《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)。因此，本文将设计3种支护结构，分别为锚杆支护体系+护坡
桩、地下连续墙、地下连续墙+锚杆支护体系。 由规程知，设计支护形式需考虑作用在结构上的水平荷载，影响基坑支护的水平荷载有土体、基坑周围的建筑、车辆、施工材料及设备、温度及水等因素。确定荷载需要确定基坑内外土压力，土体在重力作用下会对支护结构产生侧压力，基坑外侧土体作用在支护结构上的力为主动土压力，主动土压力使支护结构变形挤压基坑内侧土体，此时基坑内侧土体土体对支护结构作用的力为被动土压力。土压力计算方法为朗金土压力计算方法，即分别按下式计算： 2,tan 452i a i K ?? ? =?- ?? ? （3-1） ,2ak ak a i p K c σ=- （3-2） 2,tan 452i p i K ?? ? =?+ ?? ? （3-3） ,2pk pk p i p K c σ=+（3-4） 式中：,a i K 、,p i K ——分别表示第i 层土的主动土压力系数与被动土压力系数； i ?、i c ——分别表示第i 层土的内摩擦角（°）与黏聚力 （kPa ）； ak σ、pk σ——分别表示支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向
基坑围护结构类型 什么是基坑围护结构，现阶段，我国基坑围护结构类型有哪些？基本情况怎么样？以下是相关基坑围护结构类型相关内容，基本情况如下： 基坑围护结构主要承受基坑开挖卸荷所产生的水压力和土压力，并将此压力传递到支撑，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。 基坑围护结构类型主要包括：板桩式基坑围护、柱列式基坑围护、地下连续墙基坑围护、自立式水泥土挡墙基坑围护、组合式基坑围护、沉井法基坑围护类型，下面梳理相关常用处理方式，基本情况如下： ⑴深层搅拌桩支护。 它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂通过深层搅拌机械, 将软土和固化剂( 浆液或粉体) 强制搅拌, 利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应, 使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体( 水泥土搅拌桩) , 利用搅拌桩作为基坑的支护结构。水泥搅拌桩适宜于各种成因的饱和粘性土, 包括淤泥、淤泥质土、粘土和粉质粘土等, 加固深度可从数米至50～60 米。由于其抗拉强度远小于抗压强度, 故常适用于基坑深度不大( 5～7 米) 、可采用重力式挡墙结构形式的基坑。这种支护结构防水性能好,可不设支撑, 基坑能在开敞的条件下开挖, 具有较好的经济效益。 ⑵排桩支护。 排桩包括钢板桩、钢筋混凝土板桩及钻孔灌注桩、人工挖孔桩等, 其支护形式包括:
①柱列式排桩支护: 当边坡土质较好、地下水位较低时, 可利用土拱作用, 以稀疏的钻孔灌注桩或挖孔桩作为支护结构; ②连续排桩支护: 在软土中常不能形成土拱, 支护桩应连续密排, 并在桩间做树根桩或注浆防水; 也可以采用钢板桩、钢筋混凝土板桩密排。 ③组合式排桩支护: 在地下水位较高的软土地区, 可采用钻孔灌注桩排桩与水泥搅拌桩防渗墙组合的形式。对于开挖深度小于 6 米的基坑,在无法采用重力式深层搅拌桩的情况下, 可采用600mm 密排钻孔桩, 桩后用树根桩防护, 也可采用打入预制混凝土板桩或钢板桩, 板桩后注浆或加搅拌桩防渗, 顶部设圈梁和支撑;对于开挖深度为6～10 米的基坑, 常采用800～1000mm 的钻孔桩, 后面加深层搅拌桩或注浆防水, 并设置2～3 道支撑; 对于开挖深度大于10 米的基坑,可采用地下连续墙加支撑的方法, 也可采用800～1000mm 大直径钻孔桩加深层搅拌桩防水, 设置多道支撑。
水土分算和水土合算的学习 一、计算方法概述 在一般地基基础工程计算中,建筑物的自重以及作用于建筑物上的各种荷载通过基础传给地基.无论是建筑物的自重或是其他竖向活荷载都具有由其自重导出的特点,荷载大小明确,计算与实测结果基本接近.而支护结构的主要荷载是地层中水土的水平压力,水土压力是由定值的竖向水土压力按照一定规律转化为水平压力作用于支护结构上.支护结构荷载与上部结构荷载的根本区别在于它不是仅与土的重量有关,还与土的强度、变形特性和渗透性有关,具有很大的不确定性.由于作用在支护结构上的荷载主要是水平荷载,而这种水平荷载具有间接得出的特点,因此,由水土竖向压力转化为水平压力的计算方法的合理与否直接影响到水平荷载的确定,水平荷载的精确度又直接影响到支护结构内力与变形的计算结果. 目前,工程上常采用的土压力计算方法有朗肯土压力、库仑土压力和各种经验土压力确定方法.在水土分算时,水压力的计算方法有：按静水压力计算的方法、按渗流计算确定水压力分布的方法等.而水土合算时不需单独考虑水压力作用. 关于土压力的各种基本理论、主动土压力和被动土压力形成的条件、各种土的抗剪强度指标试验方法和分类,可参考有关土力学教科书,本处不在详述. 二、水土分算和水土合算方法的适用条件
基坑支护工程的土压力、水压力计算,常采用以朗肯土压力理论为基础的计算方法,根据不同的土性和施工条件,分为水土合算和水土分算两种方法.由于水土分算和水土合算的计算结果相差较大,对基坑挡土结构工程造价影响很大,故需要非常慎重的舍取,要根据具体情况合理选择. 地下水位以下的水压力和土压力,按有效应力原理分析时,水压力与土压力应分开计算.水土分算方法概念比较明确.但是在实际使用中有时还存在一些困难,特别是对黏性土,水压力取值的难度大,土压力计算还应采用有效应力抗剪强度指标,在实际工程中往往难以解决.因此,在很多情况下黏性土往往采用总应力法计算土压力,即将水压力和土压力混合计算,也有了一定的工程实验经验.然而,这种方法亦存在一些问题,可能低估了水压力的作用. （1）水土分算 水土分算是分别计算土压力和水压力,以两者之和为总的侧压力.水土分算适用于土孔隙中存在自由的重力水的情况或土的渗透性较好的情况,一般适用于碎石土和砂土,这些土无黏聚性或弱黏聚性,地下水在土颗粒间容易流动,重力水对土颗粒中产生孔隙水压力.对于砂土、粉性土和粉质黏土等渗透性较好的土层,应该采用水土分算的原则来确定支护结构的侧向压力.侧向土压力通常可按朗肯主动压力和被动压力公式计算.地下水无渗流时,作用于挡土结构上的水压力按静水压力三角形分布计算.地下水有稳定渗流时,作用于挡土结构上的水压力可通过渗流分析计算各点的水压力,或近似地按静水压
4.1 基坑围护墙、外的土压力、水压力计算 4.1.1主动土压力的计算 按照水土分算原则计算土压力时，可采用总应力抗剪强度指标按下式计算主动土压力。 ()a a i i a K C K h q p 2-+=∑γ 式中，a p ——计算点处的主动土压力强度（kPa ），0≤a p 时，取0=a p ； i γ——计算点以上各土层的重度（kN/m 3），地下水位以上取天然重度，地下水位以下取水下重度； i h ——各土层的厚度（m ）； a K ——计算点处土的主动土压力系数，()245tan 2?-=οa K ； C 、?——计算点处土的总应力抗剪强度指标。按三轴固结不排水试验或直剪固结快剪试验峰值强度指标取用。 计算式： ①填土 () 33.021045tan 21=-=οοa K ; 在水位以上 ()1111112a a a K C K h r q p -''+='; m h 01='； ())(6.633.0233.002011Kpa p a =?-?+='； m h 5.01='； ())(57.933.00233.05.0182012Kpa p a =?-??+='。 在水位以下 ()111111 112a a a K C K h r h r q p -+''+=； m h 01=； ())(57.933.00233.05.0182011Kpa p a =?-??+=； m h 11=； ())(21.1233.00233.0185.0182012Kpa p a =?-??+?+=。 ②褐黄色粉质粘土
()49.022045tan 22=-=οοa K ； ()22222111 122a a a K C K h r h r h r q p -++''+=； m h 02=； ()49.018249.0185.0182021?-??+?+=a p )(07.7Kpa -=； m h 5.12=； ()49.018249.05.16.8185.0182022?-??+?+?+=a p )(75.0Kpa -= ； ③淤泥质粉质粘土夹砂 ()74.025.845tan 23=-=οοa K ； ()3333322111 132a a a K C K h r h r h r h r q p -+++''+=； m h 03=； ()74.05.23274.05.16.8185.0182031?-??+?+?+=a p )(49.3Kpa -=； m h 9.43=； ()74.09.48.75.16.8185.0182032??+?+?+?+=a p 74.05.232?- )(41.18Kpa =； ④淤泥质粘土 ()6.023.1445tan 24=-=οοa K ； ()444443322111 142a a a K C K h r h r h r h r h r q p -++++''+=； m h 04=； )9.909.48.75.16.8185.01820(41?+?+?+?+?+=a p 6.01326.0??-? )(69.37Kpa =； m h 9.94=； ()9.979.48.75.16.8185.0182042?+?+?+?+?+=a p 6.08.926.0?-?
基坑支护结构概况 1.概述 土木工程施工中首先要解决的就是“三通一平”，“一平”指施工场地的平整。城市地下工程施工中，常见的土方工程施工有如下几种形式：场地平整、基坑与沟槽的挖方与填方、地坪与路基填筑等。土木施工过程包括降水、土方开挖和土方回填等。 尤其是软土工程中的土方工程施工，工程量大，直接改变场地地貌，直接或间接影响场地周围的环境，且受施工地质情况、气候与水文等条件影响较大，所以必须在施工前对所在地区的土层性质、施工环境做好充分调查，选择合理的施工方案，做好地下水的降水和排水措施，以减小对环境的影响 土方工程中必须理解土层的性质，与施工密切的、反应图层性质的物理力学指标主要为：土的容重γ、土的相对密度G、土的天然含水量ω、土的孔隙比e和孔隙率n、土的饱和度S r、以及土的干容重γd、土的渗透系数k、土的相对密实度D r。 2.大开挖土方工程的边坡稳定 2.1大开挖土方工程 是指不采用支撑形式而采用直立或者放坡施工方法进行开挖的基坑工程。 使用条件：基坑挖深较浅、施工场地开阔、周围建筑物和地下管线及市政设施距离基坑较远。 2.2边坡失稳的破会形式和原因 基坑边坡破坏形式与土层的岩土性质、地面超载以及边坡形状等因素密切相关主要形式有： （1）沿近似圆弧的滑动面转动，这种破坏常常发生在较为均质的粘性土层； （2）沿近似平面的滑动，这种破坏常常发生在无粘性土层。 边坡的失稳常常是在外界不理因素的影响下触发和加剧的，一般有如下几种原因可能导致边坡原来受力状态失去平衡： （1）受荷：或由于地震或临近基坑打桩、车辆行驶、爆破等原因，使得侧向水平压力增加，破坏了原来的平衡状态。 （2）土体抗剪强度降低：由于水的作用而发生风化、淋溶、矿物成分的变化，或当边坡暴露时，雨水和地面水渗入边坡，导致含水量增加及孔隙水压力上升和土体软化， 或发生蠕变，从而最终造成土体的抗剪强度降低；对饱和砂性土，打桩、车辆行驶、爆破、地震等引起的振动导致土体的液化，从而降低土体的抗剪强度。 （3）静水压力的作用：降水或认为因素导致地下水位升高，增加了边坡的侧向静水压力。 2.3基坑边坡失稳的防止措施 （1）边坡修坡：可坡顶卸土、坡度减小、台阶放坡； （2）设置边坡护面：护面可做成10cm混凝土面层，为增加抗裂强度，内部可配置一定的构造钢筋（Φ6@300）； （3）边坡坡脚抗滑加固。 3.深基坑支护结构
3.1 设计原则 3.1.1基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。 3.1.2基坑支护结构极限状态可分为下列两类： 1 承载能力极限状态：对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏； 2 正常使用极限状态：对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。 3.1.3基坑支护结构设计应根据表3.1.3选用相应的侧壁安全等级及重要性系数。 表3.1.3 基坑侧壁安全等级及重要性系数 安全等级破坏后果Υ0 一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下 1.10 结构施工影响很严重 二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下 1.00 结构施工影响一般 三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地 下 0.90
结构施工影响不严重 注：有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。 3.1.4支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。 3.1.5 当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素，确定地下水控制方法。当场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时，应对基坑采取保护措施。 3.1.6根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护应按下列规定进行计算和验算。 1 基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，计算内容应包括： 1) 根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算； 2) 基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算； 3) 当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。 2 对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。 3 地下水控制验算：
嘉荷银座深基坑支护设计计算书 工程概况 嘉荷银座工程，地上17层，地下1层，框架剪力墙结构，地下室为整体筏板基础，深基坑开挖至地下 5.8m，基坑开挖支 护平面如图，工程地质情况如表所示，冬季施工不考虑地下水位的影响。 各土层主要物理，力学指标值 基坑形状如图: 39400 32000 地质情况 根据现场勘察资料，拟建场区地形基本平坦，本工程所涉及的地层从上至下分述如下： 1、杂填土：地表2.7m厚 2、粉质砂土:1.7m厚 3、粘土层：1.4m厚
4、其中地下水位在自然地坪下12n处一CFG桩设计1.计算主动土压力强度： 计算第一层土的土压力强度；层顶处和层底处分别为： 二a。= ' i z tan 2(45 - 1/ 2) 二0 匚ai = i h i tan 2(45 一:i / 2 ) 2 O 0 =i5 .5 2 tan 2(45 - i6 / 2 ) =i7 .6 KPa 第二层土的土压力 强度层顶处和层底处分别为： r仃i h i tan2(45 - 2/2)- 2ctan(45 - 2/2) — 15.5 2 tan 2(45 - 17 .2 /2) - 2 10
tan( 45 - 17 .2 /2) =1 .94 KPa 二 2 =(恂2h2)tan2(45 - 2/2)- 2c?tan(45 - 2/2) = (15.5 2 18.5 3) tan2(45 -17.2/2)-2 10 tan(45 -17.2 /2) 二31.9KPa 第三层土的土压力强度层顶处和层底处分别为： -^(忤2h2)tan2(45 - 3/2) - 2c s tan(45 - 3/2) = (15.5 2 18.5 3) tan2(45 - 21/2)-2 12 tan( 45-21/2) = 24.1KPa 「日3=(巾1 2h2 3h3)tan2(45 - 3/2)- .2. 2c3tan(45 - 3/2) o O -(15.5 2 18.5 3 20.5 3) tan 2(45 - 21 /2)- 2 12 tan(45 - 21 /2) 二53 KPa 计算被动土压力强度： 5 二3h3tan2(45 - 3/2)2c3tan(45 3/2) 二20.5 3 tan2(45 - 21 /2) 2 12 tan(45 21 /2) 二36KPa 二p2 3h d tan 2(45 - 3/2) 2c3 tan( 45 3/2) =20 .5 3 tan 2(45 - 21 /2) 2 12 tan( 45 21 /2) =36 43 .1h d 3.计算嵌固深度： A.基坑底面以下，支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距h cl
地铁深基坑各种常见支护类型施工总结 中铁一局第五工程有限公司陈国康 1 前言 1.1深基坑支护的作用 深基坑不论何种支护形式,它的作用主要是为了挡土、截水、保证坑底稳定的作用, 同时可以承担必要的施工荷载、控制土体变形、保证基坑周边已有建筑物在施工过程中的安全，同时为在建地下结构工程施工提供起码的施工条件。 1.2深基坑支护形式的选择 随着我国城市建设的规模越来越大，地铁和高层建筑基础设计越来越深，对深基坑 支护要求越来越高，基坑开挖支护项目愈来愈多，而基坑支护技术具有技术复杂、综合性强的特点，它与水文地质勘察、支护计算、开挖作业方式、施工质量要求、监控和现场管理等诸多因素有 密切关联，同时对工程工期、造价、和临近建筑物又有举足重轻的影响，而深基坑支护工程大多为临时性工程，设计院一般会综合考虑支护结构的安全、经济性、便利性及参考业主意见，合理选择支护方式。 2 地铁深基坑常见的几种支护方式 地铁基坑支护应综合考虑场地工程地质与水文地质条件、基坑开挖深度、降排水条件、基础类型、周边环境对基坑侧壁变形控制的要求、基坑周边荷载、施工季节及施工 条件、支护结构使用期限等因素，做到因地制宜、因时制宜，基坑支护常见方式：1、放坡开挖+喷锚支护、土钉墙、钢筋混凝土板桩、槽钢钢板桩、SMW工法桩、深层搅拌水 泥土围护墙、地下连续墙、钻孔围护桩+旋喷桩止水帷幕+钢支撑（锚索）等。 3 各种 支护形式的适用范围和施工方法 3.1放坡开挖+喷锚（短钉）支护 3.1.1适用范围 本支护形式适用于周围场地开阔，周围无重要建筑物，地质条件主要以回填土、粘土、亚粘土、少量砂卵层及强风化岩层，只要求稳定，位移控制无严格要求，不适用于粉砂层厚和周边有承压水的基坑，本支护方式是价钱最便宜，回填土方较大。 我公司施工的长沙地铁项目西广场明挖地铁区间和出入段线明挖地铁区间使用的本 支护方式。 3.1.2施工方法 ⑴开挖施工
第一章设计方案综合说明 概述 1.1.1 工程概况 拟建南京新城科技园B地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处东南隅，北侧为规四路（隔马路为A地块基坑），东侧为青石路。B地块±0.00m 相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为～8.0m。拟建场地属Ⅱ级复杂场地。该基坑用地面积约20000 m2，包括3幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用框架结构，最大单柱荷载标准值为23000KN，拟采用钻孔灌注桩基础设计方案。 有关拟建物层数、结构型式、柱网和室内外地坪设计标高具体见表。 | 本工程重要性等级为二级，抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）节，划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。 #
1.1.2 基坑周边环境条件 基坑四面均为马路，下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基坑（A地块） 1.1.3 工程水文地质条件 拟建场地地形总体较为平坦，地面高程在~8.78m（吴淞高程系）之间。对照场地地形图看，场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江漫滩。 在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层： ①~1杂填土：杂色，松散，由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾填积，其中~4.5m填料为粉细砂，填龄不足2年。层厚~4.9m； ①~2素填土：黄灰~灰色，可~软塑，由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填积，含少量腐植物，填龄在10年以上。埋深~5.3m，层厚~2.6m； ①~2a淤泥、淤泥质填土：黑灰色，流塑，含腐植物，分布于暗塘底部，填龄不足10年。埋深~2.9m，层厚~4.0m； \ ②~1粉质粘土、粘土：灰黄色~灰色，软~可塑，切面有光泽，韧性、干强度较高。埋深~4.7m，层厚~2.1m； ②~2淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含腐植物，夹薄层粉土，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。埋深~6.2m，层厚~12.4m； ②~2a粉质粘土与粉土互层：灰色，粉质粘土为流塑，粉土呈稍密，局部为流塑淤泥质粉质粘土，具水平层理。切面光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度低。埋深~5.7m，层厚~3.3m； ②~3粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，夹薄层（局部为层状）粉土、粉砂，具水平层理。切面稍有光泽，有轻微摇震出水反应，韧性、干强度中等偏低。埋深~15.6m，层厚~7.7m； ②~4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂：灰色，粉质粘土、淤泥质粉质粘土为流塑，粉土、粉砂为稍~中密，局部为互层状，具水平层理。光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度较低。埋深~21.5m，层厚~8.8m； ②~5粉细砂：青灰~灰色，中密，砂颗粒成分以石英质为主，含少量腐植物及云母碎片。埋深~25.6m，层厚~12.3m； ②~5a粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~5层中。埋深~25.0m，层厚~0.5m； ②~6细砂：青灰色，密实，局部为粉砂，砂颗粒成分以石英质为主，含云母碎片。层底部局部地段含少量卵砾石。埋深~33.5m，层厚~22.1m； · ②~6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土，灰色，流~ 软塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~6层中。埋深~45.5m，层厚~1.4m。 ⑤~1强风化泥岩、泥质粉砂岩：棕红~棕褐色，风化强烈，呈土状，遇水极易软化，属极软岩，岩体基质本量等级分类属Ⅴ级。埋深~52.3m，层厚~5.8m。 ⑤~2中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩：紫红~棕褐色，泥质胶结，夹层状泥岩，属极软岩~软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，充填有石膏，遇