基坑圍護結構設計計算要點

地下結構工程第8章8.1．深基坑工程概述：大量的深基坑工程伴隨著城市高層建筑的發(fā)展大量出現。國外，圓形基坑的深度已達74m(日本)，直徑最大的達98m(日本)，而非圓形基坑的深度已達到地下９層（法國）。國內，上海88層的金茂大廈，基坑平面尺寸為170m×150m，基坑開挖深度達19.5m。上海的匯京廣場，圍護結構與相鄰建筑最近的距離僅40cm。而無支撐基坑的開挖深度也已達到了9m。兩個功能：一是擋土；二是止水?；又ёo分兩類：支護型——將支護墻（排樁）作為主要受力構件；支護型基坑支護包括板樁墻、排樁、地下連續(xù)墻等。在基坑較淺時可不設支撐，成懸臂式結構；當基坑較深或對周圍地面變形嚴格限制時，應設水平或斜向支撐，或錨定系統(tǒng)；形成空間力系是發(fā)展方向。加固型——充分利用加固土體的強度。加固型包括水泥攪拌樁、高壓旋噴樁、注漿和樹根樁等?；觽缺诎踩燃壖爸匾韵禂?/p>

安全等級破壞后果

一級支護結構破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響很嚴重1.10二級支護結構破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響一般1.00三級支護結構破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結構施工影響不嚴重0.908.1結構方案及選擇8.1.1結構類型支護結構類型及其適用范圍表3-1結構形式適用范圍排樁結構稀疏排樁土質較好，地下水位低或降水效果好連續(xù)排樁土質差，地下水位高或降水效果差框架式排樁單排樁剛度不能滿足變形要求組合排樁結構排樁加擋板排樁樁距較大，利用擋板傳遞土壓并有一定防滲作用排樁加水泥攪拌樁以水泥攪拌樁互搭組成平面拱代替擋板傳遞土壓力，具有較好防涌效果排樁加水泥防滲墻地下水位較高的軟土地區(qū)排樁或組合排樁加錨桿結構開挖深度較大，排樁或組合排樁結構強度無法滿足要求地下連續(xù)墻結構與地下室墻體合一，防滲性強，施工場地較小，開挖深度大沉井結構軟土地區(qū)重力式擋土墻結構具有一定施工空間，軟土地區(qū)圖8－1板樁

圖8-2組合擋土壁圖8-3單排與雙排樁支護結構圖8-4接頭管接頭的施工程序a)開挖槽段；b)吊放接頭管和鋼筋籠；c)澆筑砼；d)拔出接頭管；e)形成接頭8.1.2支撐體系支撐體系是用來支擋圍護墻體，承受墻背側土層及地面超載在圍護墻上的側壓力。支撐體系是由支撐、圍檁、立柱三部分組成。特點平面尺寸不大，且長短邊長相差不多的基坑宜布置角撐。它的開挖土方空間較大，但變形控制要求不能很高鋼支撐和鋼筋混凝土支撐均可布置；支撐受力明確，安全穩(wěn)定，有利于墻體的變形控制，但開挖土方較為困難多采用鋼筋混凝土支撐；中部形成大空間，有利于開挖土方和主體結構施工多采用鋼筋混凝土支撐；支撐體系受力條件好；開挖空間大，便于施工開挖面積大、深度小的基坑宜采用；在軟弱土層中，不易控制基坑的穩(wěn)定和變形便于土方開挖和主體結構施工，但僅適用于周邊場地具有拉設錨桿的環(huán)境和地質條件8.2支護結構上的作用

8.2.1土壓力主動土壓力和被動土壓力的產生，前提條件是支護結構存在位移；當支護結構沒有位移時，則土對支護結構的壓力為靜止土壓力。土壓力的分布與支點的設置及其數量都有關系；懸臂支護樁土壓力的實測值與按朗肯公式計算值的對比，非挖土側實測土壓力小于朗肯主動土壓力，即計算結果偏大。

圖8-5懸臂支護樁土壓力分布圖8-6芝加哥深基坑土壓力實測圖圖8-7柏林地道工程土壓力實測圖土的他內聚益力C、內蔑摩擦脅角φ值可米根據辰下列閘規(guī)定蜻適當洋調整誕：在井點始降低吸地下臉水范圍油內，雙當地洽面有霸排水船和防權滲措窗施時核，φ值可氧提高20肝%；在井點極降水窮土體掌固結的條奧件下沈，可落考慮齡土與游支護箭結構姿間側西摩阻疤力影化響，將土拴的內距聚力c提高20縱%。土壓亂力計醋算公樹式ex狼it主動鞏土壓如力：被動判土壓攝力：8.細2.忙2地面興附加椅荷載爹傳至n層土笑底面鏟的豎核向荷選載qn（1）地愧面滿俯布均液布荷開載q0時，友任何榜土層遭底面才處：（2）離皆開擋鴿土結跳構距獸離為a時:(3甩)作用烘在面做積為戲與光擋土岡結構浸平行病）的聚地面括荷載假，離貌開擋哨土結屑構距申離時薦。8.幕2.木3水壓羞力水壓千力，補主要根據長土質更情況確定管如何墨考慮最水壓周力的撫問題鳴。對于粘性波土，土蜂壤的棚透水碎性較奸差，倒此粘另性土卵產生購的側繩向壓崗力可歐采用水土增合算的方腦法，移即側睡壓力傍為相形應深罵度處刑豎向盆土壓雹力與率水壓跌力之設和乘撐以側桃壓力絹系數著。對于砂性云土，采伸用水土秒分算，即真?zhèn)葔簱閷捪鄳N深度種處豎樣向土粥壓力經乘以棉側壓甜力系澇數與牛該深厘度處徒水壓虹力之方和。對比砂土辛簡化像計算循，將跟水壓濤力與攤土壓繪力分脈別計矛算。主動右壓力=靜止橋壓力=被動貞壓力=喬h8.許3排樁乘、地刻下連甩續(xù)墻計算窩主動慌土壓復力和轎被動攪土壓洪力并確意定計仗算簡價圖，嚷確定僻嵌固摸深度誘、內滲力計疊算；支護炸樁或途墻的翅截面秘設計滲以及寬壓頂條梁的撒設計慚等。8.蘋3.矮1懸臂抽式支望護結址構根據營朗肯-庫倫個土壓迫力理爭論分義層計鉤算主奮動土內壓力鼓和被途動土識壓力減；在此斯基礎置上確紐奉定圖8-明10所示萌的計唱算簡埋圖。據此影簡圖憶求出餃嵌固屠深度hd;最大疊彎矩類截面僚位置時及最莊大彎飄矩值農；進行餓配筋拋設計釣或承付載力毅計算杰；計算啞支護哥結構綁頂端潛位移輸。懸臂計算搭簡圖據此訓求出麥嵌固釋深度hd配筋駁和撓仁度計壟算地質暴條件耀或其竟它影存響因絞素較氧為復嶼雜時姓，也腹可按箱最大奮彎矩吊斷面霜的配松筋貫鉆通全尼長。配筋秤應滿故足下沿式條殖件：支護伶結構嶺頂端炎的水瓶平位輛移值y——剪力邪為零賽處即D點至宵基坑源底的法距離偉；——懸臂翠梁上跡段結起構柔宗性變慣形值——下段嶼結構母在彎死矩Mma宇x作用荷下產防生的憲轉角——下段贈結構舞在彎華矩Mma挎x作用柄下在D點產涂生的牛水平襯位移上段客結構發(fā)柔性罷變形8.溜3.窗2單層斧支撐茫支護烏結構氧設孟計計算抽方法雜是“等值緒梁法”。等值展梁法厭的關奏鍵是如何邁確定慎反彎沈點的巾位置伸。對單茄錨或魚單撐給支護霞結構仙，地訪面以話下土恰壓力慮為零暈的位談置，即主椒動土章壓力罵等于伯被動耍土壓客力的鏡位置夏，與缺反彎恥點位榨置較防接近等。用等蜓值梁糾法計雨算馳單錨羽、單地支支紫護結隆構：圖8-律15單層閣支點葉支護拋結構深度勸計算劇簡圖（3）支塌點力TC夸1可按呢下式瀉計算盲：等值蝕梁法舌，對蛾反彎報點：（1）計煩算土摟壓力笛（2）基悼坑底枯面以軟下支接護結樸構設頸定彎是矩零吳點位巡壽置（4）嵌固零深度Hd設計喝值可缺按下式久確定:（5）計呢算內胖力和換配筋單層妙支撐單支護引結構帆的最示大彎因矩:發(fā)生哲在剪奔力0處，鋸應根秀據土特壓力袖平衡賊，求壺得處趕的位嘗置y,可得Mma漢x。彎矩假圖可處按靜構力平庫衡條示件求舅得可以分段化配筋，也?？梢詺獍醋畛髲潙┚財嗥旅嫱ㄩL監(jiān)配筋.8.紡3.窮3多層財錨拉聲式支徒護結迅構亮設計1)應根截據分刑層挖妨土深死度與賤每層楊錨桿襲設置君的實敢際施音工情恰況分購階段庸分層艇計算槳，這辱時假涂定下戶層挖多土不帖影響贏上層拘錨桿允計算歇的水辰平力核；2)多層掉布置赤時，室有等醫(yī)彎矩頂布置鈴和等虜反力康布置不兩種躬模式幅；3）懸悄臂式設及單頓支點芳支護主結構咸嵌固舌深度適設計惠不宜脫小于駝；多州支點灰支護形結構要嵌固救深度俗設計揭值小毅于0.秤2河h時，禿宜取燙?？?jié)B悟透穩(wěn)純定條衡件:當基思坑底疫為碎抗石土帖及砂挖土、蔑基坑餓內排做水且便作用米有滲慘透水袋壓力秤時，炊側向婆截水海的排菌樁、任地下維連續(xù)繡墻除敞應滿押足上將述規(guī)臘定外煤，嵌楚固深門度設牛計值近尚應娘滿足率式抗氏滲透首穩(wěn)定鐵條件:注意躍事項房誠：1）排蹈樁、苦地下?lián)徇B續(xù)償墻水閑平荷尼載計怎算單虎位；中心浴距和泛單位市長度；2）有化支撐泡變形碗計算流按彈尊性支銷點法東計算你，支點汽剛度丸系數摸及地隔基土滿水平濱抗力橫系數m應按筑地區(qū)渠經驗盒取值訪；3）支撐體交系（隨含具閘有一囑定剛然度的朋冠梁昨）或秋其與舊錨桿刑混合絮的支語撐體跪系應漏按支拜撐體左系與刃排樁筐、地申下連阿續(xù)墻辭的空吃間作帝用協(xié)茫同分挽析方粗法，驗計味算內辛力和煎變形棍。8.頑4土層沾錨桿土層菠錨桿權是一殺種埋世入土陶層深懶部的暮受拉舌桿件擁，它坑一端哀與構絹筑物觀相連清，另喬一端橋錨固條在土混層中花。8.籃4.磁2錨桿墓設計1）錨制桿承焦載力皮計算2）錨教桿桿尚體的性截面雖面積3）錨倚桿軸懶向受深拉承垂載力槐設計款值（1）安噴全等宇級為預一級康及缺組乏地餡區(qū)經規(guī)驗的作二級記基坑搏側壁票，應鼓進行惜錨桿竟的基臉本試磁驗，蒸受拉告抗力曾分項讀系數妙可取1.般3。（2）基膜坑側狀壁安艦全等休級為蜘二級外且有碧鄰近坊工程隆經驗江時有：（3）.對于待塑性古指數馳大于17的粘本性土叔層中膨的錨其桿應衣進行升蠕變統(tǒng)試驗狐。（4）錨鎮(zhèn)桿預去加力已值（弄鎖定耍值）劍應根策據地赤層條沿件及扎支護君結構粉變形他要求腎確定歡，宜糖取為境錨桿蜓軸向沾受拉晴承載釀力設黑計值園的0.陷50撤~0盯.6澡5倍。（5）宵自由蹦段計值算長擊度8.薪8艷S墓MWSM掙W擋土之墻是臂先施儉工水次泥土剖擋墻重，最勉后按師一定濁的形慕式在盈其中兄插入具型鋼再（如H鋼）霸，即昆形成暢一種勁性童復合掀圍護仇結構。：止水逝好，院剛度確大，虜構造怪簡單遍，型糟鋼插禾入深襖度一衫般小申于攪防拌深繪度，朽型鋼蓄可回增收重坦復使亮用，費成本青較低丘。SM莊W適宜票的基?？由钏槎葹?～10須m，國脆外開鼻挖深慚度已屢達20妹m。要求曲型鋼述間距群不能慣過大餅，保蓄證水性泥土振的強塌度由店受剪慮，受脊壓控臘制。（a）全榨位“滿堂”；（b）全勉位“1隔1”（c）全吊位“1隔2”；（d）半查位“滿堂”；（e）半順位“1隔1”1型鋼研凈間樸距的紗確定保證漠型鋼段間的香水泥余土在湊側向敏水土酒壓力熔作用點下不譽產生棵彎曲醫(yī)應力2.水泥愉土強雁度校連核“連續(xù)”截面捧剪力型鋼“間隔”布置驗算棒拱的勤軸力涉強度8.污9逆作攔拱墻在基掙坑四瞧周場遍地都窩允許黃起拱騾的條贈件下成（基狹坑各對邊長L的起萍拱矢偶高棕），誦可以誦采用閉合歡的水休平拱炭圈來支擋廉土壓綱力以全圍護泊基坑懷的穩(wěn)煤定，盤采用戀閉合居的水汽平拱繁圈來暴支擋勞土壓再力以殼圍護罩基坑蛾的穩(wěn)噴定匠；拱結茶構是拌以受遮壓力士為主天，能秘更好始地發(fā)礎揮混征凝土印抗壓萍強度棄高的矛材料炕特性塘，而損且拱缺圈支貧擋高蕉度只柿需在搖坑底住以上這個獸閉合放拱圈安可以印由幾桿條二萍次曲蛙線圍柱成的尤組合隊拱圈義（曲率續(xù)不連惡續(xù)），塌也可挖以是糧一個刑完整葉的橢艘圓或化蛋形得拱圈胃（曲率個連續(xù)）。安全絕可靠斬，每賢道拱識圈分虜別承雜受該叫道拱鬼圈高圖度內擦的壓專力，滅不相腫互影但響；節(jié)省執(zhí)工期注，施溉工方辱便；節(jié)省膚擋土星費用局，用槳拱圈門支護慣的費給用僅拉為用釀?chuàng)跬料麡兜?0偽%~哭60線%。而瞇且，松基坑訊越深浸，經狀濟效返益越倚顯著鵲。1.截面鴿形狀2.拱墻莖計算逆作何拱墻盆結構曲型式典根據量基坑騙平面廟形狀銀可采豪用全虧封閉銅拱墻沫，也稈可采襖用局沈部拱割墻，晴拱墻躁軸線問的矢駛跨比晃不宜踐小于1/嶺8，基翁坑開轟挖深奇度h不宜嫌大于12養(yǎng)m。當基綠坑開備挖深慕度范曲圍或矩基坑緒底土姥層為驚砂土艙時，剛應按丘抗?jié)B既透條阿件驗子算土街層穩(wěn)葛定性王；當基乞底土燥層為零粘性悅土時燒，基輝坑開崖挖深耍度滿皮足下扔列抗隆棕起驗孫算條門件：均布比荷載攻作用谷下，醒圓形扎閉合知拱墻擊結構晚軸向壓力暈設計等值應按兄下式捎計算鼻：圓拱晌的外斤圈半羨徑；拱墻歪分道究計算調高度在分警道高盒度范奶圍內繪的基扯坑外陵側水牽平荷持載標疏準值擱的平次均值盾。8.版10構造混凝巷土強孩度等透級不蟲宜低手于C2諷5；拱墻捆截面驕宜為Z字型期，拱秀壁的搏上、損下端邪宜加搞肋梁勾；當基偵坑較火深且芽一道Z字型勁拱墻阻的支霞護高誘度不宵夠時化，可擱由數在道拱箭墻疊她合組見成；肋梁雞，其誘豎向躲間距熄不宜防大于2.濫5m。圓形持拱墻院壁厚化不應象小于40集0m優(yōu)m，其麗他拱煮墻壁儉厚不烏應小辦于50看0m排m。8.竄11逆作晉法施罰工深地惰下室暑的常月規(guī)施染工是指通過性臨時協(xié)支護嘆基坑惰坑壁面，開筑挖至侮預定筆深度伯后，拉澆底舟板并牛由下王而上色施工帳各層包地下率室結斑構，嫂待地這下室伸完工慕后，音再逐抬層進把行地拳上結塞構的鄙施工翁。利用望地下信連續(xù)玻墻采敢用逆作洗法施破工較深城的多投層地彎下室便，成寧為發(fā)坐展的節(jié)方向章，這悔已在非國內周外到趙得了牢顯著副的效焦果。逆作該法施不工工懷藝是炭先沿林建筑副物外緞圍施工遭地下跨連續(xù)哈墻，作蚊為地江下室愈的邊單墻或涉基坑種的圍盾護結忘構。在建精筑物災內部峽的澆具筑中五間支刪承柱曉，開嘩挖土禿方至際第一構層地商下室挖底面殘標高藥，澆誓注梁飽及部調分的怕板，諷該層遙樓蓋破即可陸作為地下狂連續(xù)抄墻剛凳度很椅大的壟支撐糟系統(tǒng)仗。然后醬在梁耍間沒叨有澆炭板的巧空檔腫內，瞎向下多逐層垃施工功各層佳地下她室結搶構。拼與此同時，在蜂已完盲成底魚面梁答板結琴構的引基礎恒上，做沸上部困結構。地下夜室封行底前淘，地成面上漸允許優(yōu)施工間的層辭數要通過再計算痕確定傘。日本聚讀賣卵新聞侵社大侄樓駐逆作城法施甚工地上禽９層耍，地少下６礙層，農總工片期只頸用了無２２緞個月窗，比語常規(guī)醋方法追縮短燃了６默個月吼。該艙工程域用2.世0m大直賊徑鉆敵孔灌宋注樁株作為碑中間憂支承憤柱，塊Ｌ＝稼３０m,共用協(xié)３５遷根。逆作標法的撒優(yōu)點集：地下婚主體殲結構件的梁經、板場、柱喂作為乎擋土鎖墻的徑橫向相支撐鋸；大幅瘦度縮菜短工瘡期；逆作避法只餅開挖豪有效杠范圍盲內的欲土方且量，籍減少衫了大彩量的烏土方衫量；安全黃性好休，且議基本斥上不貝受氣臉候所更左右搞。不足找：封閉石狀態(tài)默下的膽環(huán)境叛進行住施工斥，作姐業(yè)環(huán)錄境較皺差；紙大型晴機械擁設備雪難于貴進場諷；地下屠結構房誠中墻什柱的雕混凝淚土接衫搭質輕量較貪難控秘制拖