深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)培訓(xùn)教育課件

深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)

采用深基坑隨著基礎(chǔ)埋深加大給施工帶來(lái)很多困難，尤其在城市建筑物密集地區(qū)，施工場(chǎng)地的狹小，鄰近建筑物、道路和管線(xiàn)縱橫交錯(cuò)，多數(shù)情況下不能放坡開(kāi)挖，需要采用支護(hù)結(jié)構(gòu)，這就是本課程所要研究的問(wèn)題。1．引言

隨著城市建設(shè)的發(fā)展，高層建筑和市政工程大量涌現(xiàn)。1929年我國(guó)在上海建成14層的錦江飯店，1934年建成24層的國(guó)際飯店。但我國(guó)高層建筑大規(guī)模發(fā)展還是從20世紀(jì)70年代末開(kāi)始的。在北京、上海、廣州等城市陸續(xù)建造了一大批高層建筑。如上海金茂大廈，達(dá)88層，高420．5m；上海環(huán)球金融中心，中國(guó)目前第一高樓，世界第二高樓、世界最高的平頂式大樓，樓高492米，地上101層，開(kāi)發(fā)商為“上海環(huán)球金融中心公司”，由日本森大樓公司（森ビル）主導(dǎo)興建。目前我國(guó)高層建筑建筑總數(shù)己達(dá)數(shù)千幢。2．深基坑開(kāi)挖的分類(lèi)、工作內(nèi)容與程序

深基坑工程根據(jù)場(chǎng)地條件、施工、開(kāi)挖方法，可以分為無(wú)支護(hù)開(kāi)挖與有支護(hù)開(kāi)挖。圖片關(guān)于基坑工程：1、基坑支護(hù)的目的（1）確?；娱_(kāi)挖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工安全、順利；（2）確?；优R近建筑物或地下管道正常使用；（3）防止地面出現(xiàn)塌陷、坑底管涌發(fā)生。

2、基坑支護(hù)的作用擋土、擋水、控制邊坡變形。

3、基坑工程的基本技術(shù)要求（1）安全可靠性；（2）經(jīng)濟(jì)合理性；（3）施工便利性和工期保證性。傳統(tǒng)支護(hù)方法

傳統(tǒng)方法(樁、板、墻、管、撐等)，曾經(jīng)對(duì)我國(guó)城市建設(shè)和人類(lèi)文明做出過(guò)重要貢獻(xiàn)，且至今仍在發(fā)揮一定作用。它受力明確，易于設(shè)計(jì)，設(shè)備簡(jiǎn)單，便了操作工序簡(jiǎn)化，易于施工，其中人工挖孔樁造價(jià)較低，故工程采用概率較高。在工程地質(zhì)條件較好．或基坑較淺(4—9m)時(shí)，仍常見(jiàn)這類(lèi)方法的應(yīng)用(圖I—l及圖1—2)。但是，隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和基坑：工程新特點(diǎn)的出現(xiàn)，它與基坑的不相適應(yīng)性日見(jiàn)突出。改良方法

改良方法(樁錨、板錨、墻錨、管錨、撐錨)是當(dāng)今國(guó)內(nèi)外較流行的方法，在基坑圍護(hù)工程中占有主導(dǎo)地位。改良方法的最大優(yōu)點(diǎn)是安全度較高，且其設(shè)計(jì)方法已基本形成，施工工藝亦趨完善，故近年來(lái)發(fā)展較快。以深圳、廣州為例，目前較重要一點(diǎn)的工程，大都是采用樁錨、墻錨或板錨法建造的。為了減少工程事故，有的城建管理部門(mén)還硬性規(guī)定，在某個(gè)深度以下．如采用人工挖孔樁護(hù)壁，則必須加設(shè)錨桿，即采用樁錨法。這一作法客觀上促進(jìn)了該方法的推廣應(yīng)用。如：樁錨支護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的類(lèi)型及適用條件

(1)無(wú)圍護(hù)放坡開(kāi)挖；（2）樁墻支護(hù)：它由樁墻結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分組成，樁墻結(jié)構(gòu)有鋼板樁、板樁墻、灌注樁排、地下連續(xù)墻；支護(hù)結(jié)構(gòu)類(lèi)型有內(nèi)支撐式、外拉錨桿式、地面錨定式、無(wú)錨式等。（3）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)：軟土地基可用深攪樁、旋噴樁、樹(shù)根樁等形成重力式的擋土結(jié)構(gòu)。

（4）中央開(kāi)挖施工法：先施工基坑四周排樁，樁內(nèi)放坡開(kāi)挖后施工中央部分基礎(chǔ)工程，待完工后再挖除排樁內(nèi)側(cè)土體，邊挖邊用支撐桿將支護(hù)排樁與中央部分基礎(chǔ)工程支撐起來(lái)，最后再施工周邊基礎(chǔ)工程。（5）開(kāi)槽施工法：與中央開(kāi)挖施工法施工正好相反，先在坑內(nèi)周邊挖槽，用內(nèi)支撐板樁墻法修筑周邊的基礎(chǔ)工程，形成一道重力式擋土墻，再挖除擋土墻內(nèi)的全部土體，構(gòu)筑中央部分的基礎(chǔ)工程。（6）墻前被動(dòng)區(qū)土體加固法：對(duì)于軟土地基深大基坑，為控制擋墻側(cè)向位移，降低護(hù)樁的入土深度，在基坑開(kāi)挖前用深攪樁、旋噴法對(duì)墻前土體進(jìn)行加固，加固深度3～6m，寬度5～9m。

（7）逆作法；（8）沉井法；（9）土釘墻支護(hù)；（10）組合型支護(hù)。

兩種以上的支護(hù)方法組合起來(lái)使用，既能保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全又降低成本。如上部放坡，下部樁墻錨桿支護(hù)；錨桿與土釘組合；深攪樁與灌注樁排組合；深攪樁中打入H鋼樁組合支護(hù)等。2、加固型

近幾年來(lái)，高層建筑與市政建設(shè)處于大發(fā)展時(shí)期，由于設(shè)計(jì)與施工隊(duì)伍對(duì)當(dāng)?shù)氐纳罨犹攸c(diǎn)不夠熟悉，因而發(fā)生了一些事故：為避免這些事故的發(fā)生，應(yīng)從如下幾方向進(jìn)行總結(jié)，并改進(jìn)這些方面的上作：(1)設(shè)計(jì)方面設(shè)計(jì)時(shí)首先對(duì)地質(zhì)資料(包括流砂、暗溝、洞穴、承壓水層等)了解清楚，查明周?chē)鞣N地下管線(xiàn)、建筑物或構(gòu)筑物的使用要求。(2)施工方面在施工中發(fā)生事故的原因大致是：施工質(zhì)量問(wèn)題：超挖問(wèn)題；施工管理問(wèn)題等等。（杭州地鐵一號(hào)線(xiàn)湘湖站塌方）

支撐結(jié)構(gòu)不合理，施工質(zhì)量差。如鋼管支撐支點(diǎn)數(shù)量少，聯(lián)接不牢固；有的鋼管與斜撐、支撐焊接質(zhì)量不好，經(jīng)常發(fā)生焊縫拉裂；有的鋼管使用多年，壁厚變薄，結(jié)果部分鋼管變形大，節(jié)點(diǎn)道破壞，而后整體破壞。

超挖是基坑施工中的“大敵”，有些工程沒(méi)有做到先撐后挖，而是一挖到底、先挖后撐的不良施工方法，往往會(huì)發(fā)生險(xiǎn)情甚至事故。

挖土前兩周，要進(jìn)行坑內(nèi)降水以保證坑內(nèi)的良好施工條件。當(dāng)坑內(nèi)開(kāi)挖不降水，由于開(kāi)挖坡度較陡和挖土振動(dòng)的影響，土的強(qiáng)度有所降低，土體將發(fā)生滑動(dòng)，導(dǎo)致國(guó)護(hù)墻傾斜，工程樁位移，甚至樁身斷裂。

現(xiàn)場(chǎng)施工管理，目前往往是工程總包一家，支撐系統(tǒng)一家，開(kāi)挖土方另一家，三家如何協(xié)調(diào)．偷工減料的事情是有發(fā)生。警鐘：事故教訓(xùn)

深圳

2008年4月1日龍崗區(qū)地鐵3號(hào)線(xiàn)荷坳段工地發(fā)生坍塌，混凝土傾瀉而下5人被埋，最終3死2傷。

廣州

2008年1月17日珠江大橋引橋下的雙橋路旁邊花圃?xún)?nèi)的地面突然下陷。事故沒(méi)有造成人員傷亡。

北京

2007年3月28日地鐵10號(hào)線(xiàn)工程蘇州街車(chē)站發(fā)生塌方事故，6名施工者被埋。(3)監(jiān)測(cè)方面深基坑施工中的監(jiān)測(cè)工作是指導(dǎo)施工、避免事故發(fā)生的必要措施，也是進(jìn)行信息化施工的手段；監(jiān)測(cè)也是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)理論的正確性和發(fā)展設(shè)計(jì)理論的重要依據(jù)，近年來(lái)，有的深基坑工程為了節(jié)約而不安排監(jiān)測(cè)，或減少監(jiān)測(cè)費(fèi)用；有的工程對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)不認(rèn)真分析，或者分析水平不高。因而造成各種大大小小的事故和不應(yīng)有的損失。支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇

根據(jù)場(chǎng)地、地層、基坑深度、設(shè)備等條件選擇支護(hù)的方法，并力求做到支護(hù)方案的優(yōu)選及設(shè)計(jì)計(jì)算的正確，具體參考建議：（1）粘性土、粉質(zhì)粘土等強(qiáng)度較高的地基，當(dāng)基坑深度H<6m時(shí)，放坡開(kāi)挖或懸臂樁（單、雙排）墻支護(hù)；當(dāng)H>6m時(shí)，用土釘支護(hù)，若地下水位高，進(jìn)行降水或施工防滲墻配合來(lái)土釘使用；也可采用錨桿樁墻支護(hù)的方案，錨桿層數(shù)不宜超過(guò)四層。（2）淤泥質(zhì)或飽和粘性土等軟弱地基，當(dāng)H<7m時(shí)，且只考慮邊坡穩(wěn)定時(shí)，優(yōu)先選用水泥土攪拌樁等重力式支護(hù)方案；當(dāng)基坑較深時(shí)，可采用地下連續(xù)墻內(nèi)支撐支護(hù)的方案或逆作法施工。

（3）對(duì)于松散的砂土層或粉細(xì)砂土層，可用化學(xué)注漿加固與樁墻支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方案；其次為土釘支護(hù)及地下連續(xù)墻的施工方案，也可考慮用插筋補(bǔ)強(qiáng)及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹(shù)根樁的支護(hù)方案。（4）對(duì)于防滲止水要求嚴(yán)格的基坑工程，護(hù)樁間土體宜采用高壓旋噴（或定噴、擺噴）注漿進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)加固；也可用地下連續(xù)墻（內(nèi)支撐、逆作法）或沉井法施工的方案。（5）為節(jié)約投資，基坑較深時(shí)應(yīng)多采用組合式的支護(hù)方案，對(duì)于直立性較好的土體，上部放坡開(kāi)挖（坡深3～4m）,下部樁墻支護(hù)，以減少錨桿層數(shù)；亦可采用土釘與錨桿相結(jié)合的支護(hù)方案。（6）對(duì)于大型基坑（平面尺寸及深度都較大）工程，可采用中央開(kāi)挖施工法、開(kāi)槽施工法等支護(hù)方案；每個(gè)邊坡的支護(hù)方法可以不同。加固型基坑工程(1)水泥攪拌樁加固法(2)高壓旋噴樁加固法〔3)注漿加固法(4)網(wǎng)狀樹(shù)根樁加固法（5)插筋補(bǔ)強(qiáng)法側(cè)壓力的計(jì)算

側(cè)向土壓力在深基坑支護(hù)工程問(wèn)題中是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。擋墻和板樁墻，支撐的和不支撐的開(kāi)挖，簡(jiǎn)倉(cāng)壁和儲(chǔ)箱上的谷物壓力，隧道墻以及其它地下結(jié)構(gòu)物上的土或巖石壓力都需要對(duì)構(gòu)件的側(cè)向壓力有定量的估算來(lái)作設(shè)計(jì)或穩(wěn)定性分析。

根據(jù)墻的移動(dòng)情況，作用在擋土墻墻背上的土壓力可以分為靜止土壓力、主動(dòng)土壓力(往往簡(jiǎn)稱(chēng)土壓力)和被動(dòng)土壓力(往往簡(jiǎn)稱(chēng)土抗力)三種，其中主動(dòng)土壓力值最小，被動(dòng)土壓力值最大，而靜止土壓力值則介乎兩者之間，它們與墻的位移關(guān)系如圖2—2所示。

算例[例1]某基坑開(kāi)挖深度6m．從地面到6m深度為三種土層，各土層厚度和主要物理性質(zhì)指標(biāo)如圖所示。試求主動(dòng)土壓力。

[解]當(dāng)由不同土層組成時(shí)，可分層計(jì)算土壓力。對(duì)任一層的上覆土層的自重壓力可近似地看作為作用在該層表面上的連續(xù)均布荷載。例2：求圖示擋土墻的主動(dòng)土壓力：(1)墻后填土無(wú)地下水；(2)因排水不良，墻后

地下水位在距墻底2m處。設(shè)填土為砂土＝18KN／m3：，飽和重度；20kN／m3，內(nèi)摩擦角＝30度(在水位以下假定其值不變)。

非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算1.承載能力極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載能力或土體失穩(wěn)、過(guò)大變形導(dǎo)致支護(hù)結(jié)構(gòu)或基坑周邊環(huán)境破壞；2.正常使用極限狀態(tài)：對(duì)應(yīng)于支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形已妨礙地下結(jié)構(gòu)施工或影響基坑周邊環(huán)境的正常使用功能?；觽?cè)壁安全等級(jí)及重要性系數(shù)安全等級(jí)

破壞后果γ0一級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或變形過(guò)大對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴(yán)重1.10二級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響一般1.00三級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.90（二）懸臂樁墻的計(jì)算排樁、地下連續(xù)墻嵌固深度設(shè)計(jì)值宜按下列規(guī)定：1.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計(jì)值hd宜按下式確定：樁墻底以上基坑內(nèi)側(cè)各土層被動(dòng)土壓力強(qiáng)度和樁墻底以上基坑外側(cè)各土層主動(dòng)土壓力強(qiáng)度和懸臂樁墻的計(jì)算合力作用點(diǎn)至樁、墻底的距離合力作用點(diǎn)至樁、墻底的距離h、分別為基坑挖深和樁墻入土深度

hhpEa1Ea2Ea4Ea3∑EaEP1EP2∑EP分別為被動(dòng)土壓力合力和主動(dòng)土壓力合力支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算當(dāng)確定懸臂式及單支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計(jì)值（構(gòu)造要求）

當(dāng)基坑底為碎石土及砂土，基坑內(nèi)排水且作用有滲透壓力時(shí)，嵌固深度設(shè)計(jì)值還應(yīng)滿(mǎn)足下式抗?jié)B穩(wěn)定條件：?jiǎn)沃c(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算單層支點(diǎn)結(jié)構(gòu)支點(diǎn)力及嵌固深度計(jì)算支點(diǎn)力：基坑底面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定彎矩零點(diǎn)至基坑底面距離hCl按下式確定h單支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

單層支點(diǎn)結(jié)構(gòu)支點(diǎn)力及嵌固深度計(jì)算支點(diǎn)力Tcl按下式計(jì)算支點(diǎn)至基坑底面的距離基坑底面至設(shè)定彎矩零點(diǎn)位置的位置

分別為合力作用點(diǎn)至設(shè)定彎矩零點(diǎn)的距離第6章排樁與地下連續(xù)墻一、懸臂式支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算要點(diǎn)：懸臂式支擋結(jié)構(gòu)主要依靠嵌入坑底土內(nèi)的深度平衡上部地面超載、主動(dòng)土壓力及水壓力所形成的側(cè)壓力。因此，對(duì)于懸劈式支擋結(jié)構(gòu)，嵌入深度至關(guān)重要。同時(shí)需計(jì)算支擋結(jié)構(gòu)所承受的最大彎矩．以便進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)的斷面設(shè)計(jì)和構(gòu)造。H．Blum建議的計(jì)算模式(1)支擋結(jié)構(gòu)嵌入深度由以上兩式可得：(2)支擋結(jié)構(gòu)的最大彎矩

圖4—1(b)的最大彎矩應(yīng)在剪力為零處。設(shè)在O點(diǎn)下Xm處剪力為零(主動(dòng)土壓力等于被動(dòng)土壓力)，則由圖可得：二、單支點(diǎn)支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1．頂部支撐(或拉錨)計(jì)算(1)支擋結(jié)構(gòu)嵌入深度

由式(4-7)可解得支擋結(jié)構(gòu)插入深度hd，如果土質(zhì)較差，施工時(shí)尚應(yīng)乘以1.1—1.2。(2)支撐(或拉錨)力頂部單支點(diǎn)支撐算例(4)最大彎矩

最大彎矩應(yīng)在剪力為零處。設(shè)在地面以下xm處剪力為零，則可得3支檔結(jié)構(gòu)任意位置的單支撐(或拉錨)計(jì)算

支擋結(jié)構(gòu)任意位置的單支撐(或拉錨)計(jì)算分兩種情況進(jìn)行，即支擋結(jié)構(gòu)嵌入深度較淺和支擋結(jié)構(gòu)嵌入深度較深兩種情況。（1）支擋結(jié)構(gòu)嵌入深度較深

如圖，此時(shí)，支擋結(jié)構(gòu)底部出現(xiàn)反彎矩，下部位移較小，可將支擋結(jié)構(gòu)底端作為固定端，支點(diǎn)A鉸接，采用等值梁法計(jì)算。等值梁法亦稱(chēng)假想支點(diǎn)法，圖中B點(diǎn)為零彎矩點(diǎn)，則為假想支點(diǎn)，AB為等值簡(jiǎn)支梁，通過(guò)簡(jiǎn)支梁分析求A、B支點(diǎn)的彎矩和支點(diǎn)反力、A點(diǎn)支反力TA則為支撐(或抗錨)力。B點(diǎn)以下通過(guò)被動(dòng)土壓力和B點(diǎn)支反力PB的平衡條件，確定支擋結(jié)構(gòu)所需嵌入深度。由于零彎矩點(diǎn)B與土壓力強(qiáng)度零點(diǎn)很接近，所以，工程中一般將主動(dòng)土壓力強(qiáng)度與被動(dòng)土壓力強(qiáng)度零點(diǎn)看作零彎矩點(diǎn)B。三、多支點(diǎn)支擋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算（略）6.2.4支護(hù)樁墻穩(wěn)定驗(yàn)算

1、放坡開(kāi)挖的基坑中，邊坡失穩(wěn)主要由于土方開(kāi)挖引起基坑內(nèi)外壓力差(包括水位差)。邊坡的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算通常采用因弧滑動(dòng)法(如條分讓)進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算。有支護(hù)的基坑的整體穩(wěn)定分析，同樣采用園弧滑動(dòng)法進(jìn)行驗(yàn)算。分析所需地質(zhì)資料要能反映基坑項(xiàng)面以下至少2—3倍基坑開(kāi)挖深度的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件。

采用圓弧滑動(dòng)法驗(yàn)算支護(hù)結(jié)構(gòu)和地基的整體抗滑移穩(wěn)定性時(shí)，應(yīng)注意支護(hù)結(jié)構(gòu)一般有內(nèi)支撐或外側(cè)的錨拉結(jié)構(gòu)，墻面垂直的特點(diǎn)，不同于邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算的圓弧滑動(dòng)，滑動(dòng)面的圓心一般在擋墻上方，靠坑內(nèi)側(cè)附近。通過(guò)試算確定最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面和最小安全系數(shù)。注意！考慮內(nèi)支撐作用時(shí)，通常不會(huì)發(fā)生整體穩(wěn)定破壞。因此，對(duì)只設(shè)一道支撐的支護(hù)結(jié)構(gòu)，需驗(yàn)算整體滑動(dòng)，對(duì)設(shè)置多道內(nèi)支撐時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)不作驗(yàn)算。

（一）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的破壞

包括強(qiáng)度破壞穩(wěn)定性破壞。A強(qiáng)度破壞（非重力式）

1拉錨破壞或支撐壓曲地面荷載增加過(guò)多、土壓力過(guò)大使拉桿斷裂，或錨固失敗、腰梁破壞、內(nèi)支撐受壓失穩(wěn)。2

地下墻在基坑底面以下的墻體部分稱(chēng)為插入深度，也稱(chēng)為入土深度。為確定墻體的插入深度，需要考慮基坑底地基的穩(wěn)定性要求和抗?jié)B要求。6.2.4.3基坑的抗隆起穩(wěn)定驗(yàn)算1、太沙基-派克法

太沙基研究了坑底的穩(wěn)定條件。設(shè)粘土的內(nèi)摩擦角=0，滑動(dòng)面為圓弧面與平面組成，如圖所示。太沙基認(rèn)為．對(duì)于基坑底部的水平斷面來(lái)說(shuō)，基坑兩側(cè)的土就如作用在該斷面上的均布超載。這個(gè)超載有趨向使無(wú)超載的坑底發(fā)生隆起的現(xiàn)象。

太沙基認(rèn)為，若荷載強(qiáng)度超過(guò)地基的極限承載力就會(huì)產(chǎn)生基坑隆起。則抗隆起的安全系數(shù)K為太沙基建議K．不少于1．5。6.2.4.4基坑的抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算1、坑底抗流砂穩(wěn)定性

在含水飽和的土層中進(jìn)行深基坑開(kāi)挖時(shí)，隨時(shí)都要考慮水壓力的存在，為確?；臃€(wěn)定，有必要驗(yàn)算在滲流情況下是否存在發(fā)生管涌(流砂)現(xiàn)象的可能性。當(dāng)?shù)叵滤畯幕拥酌嬉韵孪蚧拥酌嬉陨狭鲃?dòng)時(shí)，砂土地基中的砂土顆粒就會(huì)受到滲透壓力引起的浮托力，一旦出現(xiàn)過(guò)大的滲透壓力，砂土顆粒就會(huì)在流動(dòng)的水中呈懸浮狀態(tài)，從而發(fā)生管涌（流砂）現(xiàn)象。2、基坑底土突涌穩(wěn)定性

在不透水的粘土層下，有一層承壓含水層，或者含水層中雖然不是承壓水，但由于土方開(kāi)挖形成的基坑內(nèi)外水頭差，使基坑內(nèi)側(cè)含水層中的水壓力大于靜水壓力，如圖所示。可按6.37式驗(yàn)算基坑底部上的抗突涌穩(wěn)定性：四、樁墻式支檔結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與施工1、排式灌注樁支擋結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與施工

排式灌注樁支擋結(jié)構(gòu)主要有鉆(沖)孔灌注樁樁排和人工挖孔樁，按布置形式又可分為密排樁排、疏排樁排和雙排樁排，如圖。根據(jù)工程地質(zhì)情況，對(duì)于疏排樁排和雙排樁排一般與隔水帳幕一起使用。1．構(gòu)造用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的鉆(沖)孔灌注樁的直徑一般為500MM一1200MM。鄰樁的中心距一般不大于樁徑的1.5倍，最大不超過(guò)樁徑的2倍。對(duì)于疏排樁和雙排樁，為防止樁間土的剝落，可采用樁間土表面抹水泥砂漿或?qū)堕g土進(jìn)行注槳加固加以保護(hù)。灌注樁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20。如果用于主體的一部分，則必須預(yù)埋與主體結(jié)構(gòu)的梁、板、柱連接鋼筋。(2)圓形截面樁身配筋根據(jù)支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算出的內(nèi)力，按現(xiàn)行《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ10—2002)中的圓截面受彎桿件進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)同時(shí)受水平荷載和垂直荷載作用時(shí)可按彎壓構(gòu)件計(jì)算，如圖支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算

在基坑開(kāi)挖時(shí)，由于坑內(nèi)土體挖出后，使地基的應(yīng)力場(chǎng)和變形場(chǎng)發(fā)生變化，可能導(dǎo)致地基的失穩(wěn)，例如地基的滑坡、坑底隆起及涌砂等。所以在進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)(包括排樁支護(hù)與地下連續(xù)墻支護(hù)等）時(shí)，需要進(jìn)行基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算必要時(shí)應(yīng)采取必要的加強(qiáng)防范措施，使地基的穩(wěn)定性具有一走的安全度。1基坑的抗隆起穩(wěn)定驗(yàn)算（三）支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算的其它方法1等值梁法2彈性曲線(xiàn)法3豎向彈性地基梁法（基床系數(shù)法）4有限元法(轉(zhuǎn)到80頁(yè)）3．懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)擋土結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作條件，主要是墻身的位移情況，決定采用哪一種土壓力作為計(jì)算依據(jù)。一般基坑支抗護(hù)結(jié)構(gòu)上部分由于它受到墻后土的作用和地基變形，總要轉(zhuǎn)動(dòng)向前移動(dòng)，這些微小的轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)將足以使作用在培背上的土壓力接近于主動(dòng)土壓力，所以設(shè)計(jì)時(shí)多按主動(dòng)土壓力計(jì)算。在這同時(shí)，基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的下部分，由于結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)的可能位移，使土體處于被動(dòng)受壓狀態(tài)，產(chǎn)生了被動(dòng)土壓力以維持結(jié)構(gòu)的平衡作用。錨桿工程

支撐或拉錨是支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要組成部分，也是基坑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。其設(shè)計(jì)的合理可靠程度、施工的質(zhì)量好壞不僅對(duì)基坑的工程造價(jià)和施工周期影響很大，而且直接關(guān)系到土方開(kāi)挖和基坑的安全。一、土層錨桿的構(gòu)造

土層錨桿一般為灌漿錨桿，由拉桿、錨頭、腰梁、自由段保護(hù)套管和錨固體等組成。

如圖，當(dāng)錨頭是支擋結(jié)構(gòu)與拉桿的連接部分時(shí)，為了保證來(lái)自支擋結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)上荷載的有效傳遞，一方面必須保證錨頭構(gòu)件本身有足夠的強(qiáng)度，并緊密固定；同時(shí)應(yīng)盡量將較大的集中荷載分散開(kāi)。國(guó)內(nèi)目前常用的錨頭有VOM系列、JMl2系列以及QM系列等。錨頭一般由錨座、承壓板、緊固器組成。參考地鐵基坑中圖片

緊固器可以保證拉桿、錨座、承壓板、支檔結(jié)構(gòu)、腰梁等的緊密配合和牢固連接。由以上圖可以看出。不同的拉桿材料一般要采用不同的緊固器。2腰梁

腰梁是傳力結(jié)構(gòu)，將錨頭的軸向拉力傳導(dǎo)支擋結(jié)構(gòu)上。腰梁設(shè)計(jì)要充分考慮支護(hù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、材料、錨桿傾角、受力(特別是軸向力的垂直分力的大小)等情況。圖3是土錨腰梁的三種常用形式。3、拉桿

常用的土層錨桿拉桿有鋼管、粗鋼筋、鋼絲束和鋼絞線(xiàn)，一般把采用鋼管或粗鋼筋作拉桿的土層錨桿稱(chēng)錨桿，而用鋼絲束或鋼絞線(xiàn)的稱(chēng)為錨索。究競(jìng)采用何種拉桿，主要根據(jù)設(shè)計(jì)軸向承載力和現(xiàn)有材料的情況來(lái)選擇。為了使拉桿順利下到設(shè)計(jì)深度，并能將拉桿安裝在鉆孔的中心，防止非錨固段(自由段)產(chǎn)生過(guò)大的撓曲，同時(shí)為了增加拉桿和錨固體的握裹力，故在拉桿上必須按一定的間距(一般鋼筋拉桿為2m左右，鋼絲束拉桿不大于1m，鋼絞線(xiàn)為1—2M)設(shè)置一定數(shù)量的定位架(導(dǎo)正架、隔離件)，如圖4、圖5、圖6。鋼筋或鋼管拉桿的定位架用細(xì)鋼筋制作(一般按120。焊接)，而鋼絲束和鋼絞線(xiàn)拉桿則需特制的定位架和隔離件。定位架的直徑一般比鉆孔直徑小1cm。4、錨固體

如圖7，錨固體是指處于潛在滑動(dòng)面以外的穩(wěn)定土體中的錨桿尾端部分，通過(guò)錨固體與土體之間的相互作用，將拉桿的軸力傳遞到穩(wěn)定地層。錨固體提供的錨固力的大小是保證支擋結(jié)構(gòu)等穩(wěn)定的關(guān)鍵。3．按鎖定應(yīng)力情況分類(lèi)

按鎖定應(yīng)力情況可分為，預(yù)應(yīng)力錨桿和普通錨桿。普通描桿因錨頭與腰梁和支擋結(jié)構(gòu)之間、錨固體與土體之間均無(wú)應(yīng)力狀態(tài)，只有當(dāng)潛在滑動(dòng)面內(nèi)的土體發(fā)生滑動(dòng)或存在滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，錨桿才發(fā)揮作用，也就是說(shuō)，普通錨桿要發(fā)揮作用，土體和支擋結(jié)構(gòu)必須產(chǎn)生一定的位移。如果對(duì)支擋結(jié)構(gòu)和周邊土體的位移控制要求嚴(yán)格，則必須人為地對(duì)錨桿預(yù)先施加拉力，使錨桿、支擋結(jié)構(gòu)和土體首先產(chǎn)生約束應(yīng)力和摩阻力。另外，預(yù)加應(yīng)力也是錨桿在土層中的一次荷載試驗(yàn)。預(yù)應(yīng)力錨桿只是減少支擋結(jié)構(gòu)和土體等的位移，并不能增強(qiáng)錨桿的抗拔性能。4．按使用期限分類(lèi)

按使用期限可分為臨時(shí)性錨桿和永久性錨桿二、土層錨桿的承載力

1、錨桿的作用原理如圖,當(dāng)錨桿錨固段受力時(shí)，首先通過(guò)拉桿與周邊水泥砂漿(水泥漿)固結(jié)體之間的握裹力傳到固結(jié)體中，然后通過(guò)固結(jié)體傳到周?chē)馏w。傳遞過(guò)程隨著荷載的增加，拉桿與固結(jié)體之間的握裹力逐漸發(fā)展到錨桿的下端，待錨固體內(nèi)的握裹力發(fā)揮到最大時(shí)，錨固體與土體之間就會(huì)發(fā)生相對(duì)位移，產(chǎn)生土與錨固體之間的摩阻力，直到極限摩阻力。2．影響錨桿抗拔力因素及抗拔力計(jì)算(1)土體的抗剪強(qiáng)度土層錨桿與周?chē)馏w之間的摩阻力取決于土體的抗剪強(qiáng)度，土體抗剪強(qiáng)度可用庫(kù)侖定律表示如下：3土層錨桿的設(shè)計(jì)土層錨桿的設(shè)計(jì)主要考慮的內(nèi)容包括：1、錨桿的布置。2、錨桿抗拔力確定。3、錨桿截面設(shè)計(jì)、錨桿長(zhǎng)度設(shè)計(jì)、腰梁截面設(shè)計(jì)。4、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算等。5、腰梁截面設(shè)計(jì)必須對(duì)腰梁的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。1．錨桿布置錨桿布置包括確定錨桿的層數(shù)、錨桿的水平間距和錨桿的傾角等。(1)錨桿的層數(shù)錨桿的層數(shù)取決于支檔結(jié)構(gòu)的截面和其所受的荷載，要考慮挖土后未設(shè)置錨桿時(shí)支擋結(jié)構(gòu)所能承受力的大小和位移控制的要求。錨桿層數(shù)越多施工工期越長(zhǎng)。因此，錨桿層數(shù)的多少，必須根據(jù)支擋結(jié)構(gòu)承載力的大小、基坑工程的位移控制要求和基坑的穩(wěn)定性進(jìn)行合理的計(jì)算確定。在設(shè)計(jì)錨桿層位時(shí)，應(yīng)盡量避免在流砂層設(shè)置錨頭，以防流砂從錨孔流出。一般情況下，首層錨桿的錨固段的上覆土層不小于4m，相鄰排間距不小于2m。(2)錨桿的水平間距錨桿的水平間距取決于支擋結(jié)構(gòu)承受的荷載和每根錨桿能承受的拉力值。在支擋結(jié)構(gòu)的荷載一定的情況下，錨桿水平間距越大，每根錨桿承受的拉力則越大，因此，需經(jīng)過(guò)計(jì)算確定。另外，錨桿的水平間距過(guò)小，則錨桿間會(huì)產(chǎn)生相互影響，使單根錨桿的抗拔力降低。錨桿的水平間距一般要大于1．5。(3)錨桿傾角。錨桿傾角是指拉桿軸線(xiàn)與水平方向的夾角，其大小決定了錨桿水平分力和垂直分力的大小，也影響作錨固段和自由段的劃分，對(duì)錨桿的整體穩(wěn)定性和施工的便易也有影構(gòu)。錨桿傾角一般為13度一35度。且不大于45’。3．錨桿抗拔安全系數(shù)

土層錨桿的抗拔安全系數(shù)是指土層錨桿的極限抗拔力與錨桿的設(shè)計(jì)容許荷載的比值。表5.5表示國(guó)外及我國(guó)香港規(guī)定的土層錨桿抗拔安全系數(shù)。

我國(guó)土錨技術(shù)也取得了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，鐵道部科學(xué)研究院根據(jù)土層原型拉拔試驗(yàn)提出當(dāng)以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的屈服拉力作為設(shè)計(jì)依據(jù)時(shí)，應(yīng)采用不小于1．5酌安全系數(shù)，若以極限拉力作為設(shè)計(jì)依據(jù)，臨時(shí)性土錨采用2．0，永久性土錨采用2．5；同濟(jì)大學(xué)對(duì)上海土層情況，根據(jù)土錨的蛹變性能，提出安全系數(shù)為1．54。4錨桿的承載能力

錨桿的極限承載力(極限抗拔力)可按土的抗剪強(qiáng)度計(jì)算確定，也可按錨桿的抗拔試驗(yàn)確定。(以下內(nèi)容來(lái)自基坑支護(hù)規(guī)程JGJ120-99)

4.4.3錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)按下列規(guī)定確定：

1安全等級(jí)為一級(jí)及缺乏地區(qū)經(jīng)驗(yàn)的二級(jí)基坑側(cè)壁，應(yīng)按本規(guī)程附錄E進(jìn)行錨桿的基本試驗(yàn)，錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值可

取基本試驗(yàn)確定的極限承載力除以受拉抗力分項(xiàng)系數(shù)rs,受拉抗力分項(xiàng)系數(shù)可取1.3。

2基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)且有鄰近工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，可按下式計(jì)算錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值，并應(yīng)按本規(guī)程附錄E要求進(jìn)行

錨桿驗(yàn)收試驗(yàn)：2．錨桿抗拔試驗(yàn)

在錨桿工程施工前，應(yīng)進(jìn)行錨桿的錨固體與地基土之間的極限抗拔力試驗(yàn)，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)所估算的錨固長(zhǎng)度是否足夠安全，并可檢驗(yàn)所采用的土質(zhì)參數(shù)是否合理。

1)試驗(yàn)設(shè)備。錨桿抗拔試驗(yàn)的試驗(yàn)設(shè)備主要有加載裝置、量測(cè)裝置及反力裝置三部分。

2)試驗(yàn)方法與步驟。現(xiàn)場(chǎng)鉆孔、灌漿后的錨桿，待砂漿強(qiáng)度達(dá)到70%后才能進(jìn)行抗拔試驗(yàn)。一胺情況下對(duì)普通水泥必須養(yǎng)護(hù)8天左右，早強(qiáng)水泥4天左右。荷載分組施加，每級(jí)荷載按預(yù)估極限荷載的1／10—1／15施加，直至破壞。加載后每隔5-10MIN測(cè)讀一次變位。穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)為連續(xù)3次讀數(shù)的累計(jì)變位量不超過(guò)0.1MM。穩(wěn)定后即可加下一級(jí)荷載。若變位量不斷有所增加直至2小時(shí)后仍不能穩(wěn)定者即認(rèn)為錨桿已達(dá)破壞。卸載分級(jí)約為加荷的2—4倍，直至荷載全部卸除后，測(cè)得殘余變位值。3)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果可繪制荷載一位移曲線(xiàn).5.錨桿錨固段長(zhǎng)度6.錨桿自由段長(zhǎng)度7、錨桿（索）截面積（見(jiàn)書(shū)97頁(yè)）8．錨桿整體穩(wěn)定性計(jì)算(1)整體破壞模式錨桿抗拔力雖已有安全系數(shù)，但是擋土樁、墻、錨桿、土體組成的結(jié)構(gòu)，有可能出現(xiàn)整體性破壞。一種是從樁腳向外推移，整個(gè)體系沿著一條假定的滑縫下滑，造成上體破壞，如圖6—26所示：另—種是，樁、墻，錨桿的共同作用超過(guò)土的安全范圍，因而從樁腳處剪力面開(kāi)始向錨拉結(jié)的方向形成一條深層滑縫，造成傾覆，如圖6-27所示。(2)穩(wěn)定性驗(yàn)算土層錨桿圍護(hù)墻整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，通常采用通過(guò)墻底土層的圓弧滑動(dòng)面計(jì)算。深層滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算，可按德國(guó)學(xué)者克蘭茨方法進(jìn)行。對(duì)于單層錨桿圍護(hù)墻的深層滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算如圖所示，采用作圖分析法，具體步驟如下：2．錨桿抗投力的設(shè)計(jì)值

土層錨桿施工包括鉆孔、安放拉桿、灌漿、養(yǎng)護(hù)和張拉與鎖定。施工的一般工藝流程如下：

施工準(zhǔn)備--鉆孔安放拉桿--插入注漿管--灌漿--養(yǎng)護(hù)--上腰梁及錨頭--張拉--鎖定。三、土層描桿施工和質(zhì)量控制土釘墻支護(hù)技術(shù)

土釘墻支護(hù)技術(shù)的發(fā)展始于20世紀(jì)70年代，其設(shè)計(jì)思想源于20世紀(jì)60年代初的隧洞圍巖支護(hù)的“新奧法”，即在充分考慮結(jié)構(gòu)體本身的自承能力的前提下進(jìn)行支護(hù)設(shè)計(jì)。土釘墻支護(hù)技術(shù)是用于土體開(kāi)挖和邊坡穩(wěn)定的一種新的擋土技術(shù)。由于其節(jié)約投資、施工占地少、進(jìn)度快、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，在深基坑開(kāi)挖支護(hù)工程中得到較為廣泛的應(yīng)用。一、土釘墻支護(hù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍

1．土釘墻支護(hù)的工作原理土釘墻支護(hù)技術(shù)的工作原理是充分利用原狀土的自承能力，把本來(lái)完全靠外加支護(hù)結(jié)構(gòu)來(lái)支擋的土體，通過(guò)土釘技術(shù)的加固使其成為一個(gè)復(fù)合的擋土結(jié)構(gòu)。土釘墻支護(hù)是由被加固土體、放置在其中的土釘體和噴射混凝土面層組成，天然土體通過(guò)土釘?shù)募庸滩⑴c混凝土面板相結(jié)合，共同抵抗土壓力和其他荷載，以保證邊坡的穩(wěn)定性。如圖。

土釘在土釘墻支護(hù)體系中的作用主要有如下幾個(gè)方面：

(1)骨架約束作用由于土釘本身的強(qiáng)度和剛度，以及它在土體中的空間分布，并與土體構(gòu)成一個(gè)整體，從而對(duì)土體變形起骨架約束作用。(2)分擔(dān)作用一方面，：土釘和土體共同承擔(dān)外載和自重應(yīng)力；另一方面，由于土釘有較強(qiáng)的抗拉、抗剪強(qiáng)度和土體無(wú)法相比的抗彎強(qiáng)度、所以在土體進(jìn)入塑性狀態(tài)后，應(yīng)力逐漸向土釘轉(zhuǎn)移。當(dāng)土體開(kāi)裂時(shí)，土釘?shù)姆謸?dān)作用更加突出，這時(shí)土釘內(nèi)出現(xiàn)了彎剪、拉剪等復(fù)合應(yīng)力，從而導(dǎo)致土釘體中漿體碎裂、鋼筋屈服。工程實(shí)踐和試驗(yàn)表明，因?yàn)椴捎昧送玲?，使土體的塑性變形延遲，土體開(kāi)裂也呈漸進(jìn)性，這與土釘?shù)姆謸?dān)作用是密切相關(guān)的。(3)應(yīng)力傳遞和擴(kuò)散作用試驗(yàn)表明，隨著荷載增加到一定程度，且邊坡表面和內(nèi)部裂縫發(fā)展到一定寬度時(shí)，此時(shí)坡腳應(yīng)力最大。這時(shí)下層土釘伸入滑裂面外土體中的部分仍能提供較大的抗拉力。這樣，土釘通過(guò)其應(yīng)力傳遞作用，將滑裂面內(nèi)部分應(yīng)力傳遞到后部穩(wěn)定土體中，并分散在較大范圍的土體內(nèi)，降低了應(yīng)力集中程度。(4)坡面變形的約束作用坡面混凝土面板與土釘連接在一起，一方面，它可以有效發(fā)揮土釘?shù)淖饔?；另—方面，面板也起到?duì)坡面變形的約束作用。二、土釘墻支護(hù)的構(gòu)造

除土體外，土釘墻一般由三部分組成，即土釘、面層和泄防水系統(tǒng)。1．土釘

①鉆孔注漿土釘。這是一種最常用的土釘，即先在土中成孔，置入變形鋼筋，然后沿全長(zhǎng)注漿填孔，這樣整個(gè)鋼筋就由土釘鋼筋和外裹的水泥砂漿(細(xì)石混凝土或水泥漿)組成。為了保證土釘鋼筋處于鉆孔中心位置，周?chē)凶銐虻臐{體保土上釘鋼筋直徑一般為20一32mm，鉆孔直徑多為70一150mm。土釘鋼筋多為Ⅰ、級(jí)螺紋鋼。

3．土釘與面層連接

土釘可以布置在面層的縱橫主筋交叉處，也可布置在縱橫主筋圍成區(qū)域的中央.

三、土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)

土釘墻支護(hù)作為一種擋土結(jié)構(gòu)應(yīng)滿(mǎn)足規(guī)定的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、變形和耐久性等要求。土釘墻支護(hù)用于城市建筑物密集地區(qū)的基坑工程時(shí)，必須嚴(yán)格控制變形，保證周?chē)ㄖO(shè)施的安全?，F(xiàn)有的工程設(shè)計(jì)分析方法都不能很好地定量分析支護(hù)體系的變形。另外，土釘墻支護(hù)的變形不僅與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，而且在很大程度上取決于施工方法、施工工序和施工速度。1．土釘布置土釘?shù)拈g距顯然不能過(guò)大，土釘可按矩形網(wǎng)格或梅花形布置，一般多取土釘水平間距和豎向間距相等，在非飽和土中為1.2一1.5m，而對(duì)堅(jiān)硬粘土或風(fēng)化巖則可超過(guò)2m。(2)土釘長(zhǎng)度

試驗(yàn)和實(shí)際工程測(cè)量表面，沿支護(hù)高度上下分布的土釘，其在使用狀態(tài)最大內(nèi)力相差很大，一般呈中部大，上部和底部偏小，所以中部的土釘所起的作用較大。但是頂部土釘對(duì)限制變形甚為重要，如果過(guò)短，在土釘尾部和后部以外的上方土體容易出現(xiàn)較大的開(kāi)裂。底部土也不宜過(guò)短，否則不利于支護(hù)體系作為整體抵抗滑動(dòng)、傾覆和深部失穩(wěn)。在城市內(nèi)施工，一般非飽和土釘長(zhǎng)度與基坑深度之比在0.6一0.8范圍內(nèi)，對(duì)于頂部土釘不宜小于0.8；而在飽和軟土中，由于土體抗剪強(qiáng)度很低，而且土釘內(nèi)力因水壓作用增加，此時(shí)可能會(huì)超過(guò)2。(3)土釘傾角上釘傾角一般在00——250度之間取值.

由于土釘在土體中的作用是抗拔受拉，當(dāng)傾角越小時(shí)，其水平拉力越大，越有利于土釘對(duì)土體的加固，但傾角過(guò)小，不利于施工。根據(jù)工程施工經(jīng)驗(yàn)，土釘?shù)膬A角以不超過(guò)15。應(yīng)力圓與土的抗剪強(qiáng)度

CφBO1σ1σ3Ocτfσ

支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工，影響因素眾多，不少高層建筑的支護(hù)結(jié)構(gòu)費(fèi)用已超過(guò)工程樁基的費(fèi)用。為此，對(duì)待支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工均應(yīng)采取極慎重的態(tài)度，在保證施工安全的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)合理和便于施工。第一節(jié)支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型支護(hù)結(jié)構(gòu)包括擋墻和支撐（或拉錨）兩部分。檔墻或支撐中任何一部分的選型不當(dāng)或產(chǎn)生破壞（包括變形過(guò)大），都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)的失敗。支護(hù)結(jié)構(gòu)的型式放坡開(kāi)挖懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)土釘墻支護(hù)結(jié)構(gòu)環(huán)梁護(hù)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)其它形式支護(hù)結(jié)構(gòu)一.擋墻的選型（一）鋼板樁

1.槽鋼鋼板樁

2.熱軋鎖口鋼板樁（二）鋼筋混凝土板樁（三）鉆孔灌注樁擋墻（四）H型鋼支柱（或鋼筋混凝土樁支柱）（五）地下連續(xù)墻（六）深層攪拌水泥土樁擋墻（七）旋噴樁帷幕墻1.槽鋼鋼板樁由槽鋼并排或正反扣搭接組成。槽鋼長(zhǎng)6～8m，多用于深度不超過(guò)4m的基坑。

頂部宜設(shè)一道支撐或拉錨。

（一）鋼板樁2熱軋鎖口鋼板樁其形式有U型、Z型、一字型、H型和組合型。

U型Z型一字型

該板樁截面帶企口，有一定的擋水作用，頂部設(shè)圈梁，用后不再拔除，永留地基土中。適于3—6m基坑，但應(yīng)用較少。

（二）鋼筋混凝土板樁

常用Φ600—1000mm，是支護(hù)結(jié)構(gòu)中應(yīng)用最多的一種。宜形成排樁擋墻，頂部澆筑鋼筋混凝土圈梁。但施工難以做到相切，擋水效果差。（三）鉆孔灌注樁擋墻

該類(lèi)支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)。型鋼或支柱按一定間距打入，支柱間設(shè)木擋板或其它擋土設(shè)施。

（四）H型鋼支柱（鋼筋混凝土樁支

柱）、木擋板支護(hù)墻（五）地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻已是目前深基坑的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)之一。在地下結(jié)構(gòu)層數(shù)多的深基坑的施工非常有利。地下連續(xù)墻常是采用“逆筑法”的支護(hù)結(jié)構(gòu)的首選。

天津市的華聯(lián)商廈、紫金花園、鴻吉大廈、津匯廣場(chǎng)等很多工程均采用地下連續(xù)墻方法施工。

深層攪拌水泥土樁擋墻是用特制的進(jìn)入土深層的深層攪拌機(jī)將噴出的水泥漿固化劑與地基土進(jìn)行原位強(qiáng)制攪拌制成水泥土樁，相互搭接，硬化后即形成具有一定強(qiáng)度的壁狀擋墻，既可擋土又可形成隔水帷幕。（六）深層攪拌水泥土樁擋墻（

旋噴樁帷幕墻是鉆孔后，將鉆桿從地基土深處逐漸上提，同時(shí)利用插入鉆桿端部的旋轉(zhuǎn)噴嘴，將水泥漿固化劑噴入地基土中，形成水泥土樁，樁體相連形成帷幕墻。旋噴樁帷幕墻可用作支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻，也可用于擋水。（七）旋噴樁帷幕墻當(dāng)基坑深度較大，懸臂擋墻的強(qiáng)度和變形不能滿(mǎn)足要求時(shí)，需增設(shè)支撐系統(tǒng)。支撐系統(tǒng)有基坑內(nèi)支撐基坑外拉錨（頂部拉錨土層錨桿拉錨）常用的有鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼筋混凝土支撐二.支撐（拉錨）的選型1鋼管支撐對(duì)撐

（一）鋼結(jié)構(gòu)支撐1鋼管支撐角撐（一）鋼結(jié)構(gòu)支撐鋼管支撐示意圖(一)鋼結(jié)構(gòu)支撐2型鋼支撐

型鋼支撐主要采用H型鋼，用螺栓連接，為工具式鋼支撐，現(xiàn)場(chǎng)組裝方便，可重復(fù)使用。

有角撐、對(duì)撐、桁架式支撐，還有圓形、拱形和橢圓形等形狀的支撐。圓形支撐（二）鋼筋混凝土支撐第二節(jié)支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算一.支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式和計(jì)算內(nèi)容支護(hù)結(jié)構(gòu)可分為兩類(lèi)：重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)重力式包括深層攪拌水泥土樁擋墻旋噴樁帷幕墻非重力式包括鋼板樁、鋼筋混凝土預(yù)制樁、鉆孔灌注樁擋墻、地下連續(xù)墻等。包括強(qiáng)度破壞穩(wěn)定性破壞。Ⅰ強(qiáng)度破壞（非重力式）

1拉錨破壞或支撐壓曲地面荷載增加過(guò)多、（一）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的破壞土壓力過(guò)大使拉桿斷裂，或錨固失敗、腰梁破壞、內(nèi)支撐受壓失穩(wěn)。Ⅰ強(qiáng)度破壞（非重力式）

2支護(hù)墻體底部走動(dòng)支護(hù)墻入土深度不夠或挖土過(guò)深以及水的沖刷均可產(chǎn)生這種破壞。需正確的計(jì)算入土深度

（一）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的破壞3支護(hù)墻的平面變形過(guò)大或彎曲破壞支護(hù)墻截面過(guò)小、土壓力估不準(zhǔn)、墻后增大量地面荷載或挖土超深，需準(zhǔn)確計(jì)算最大彎矩值以驗(yàn)算截面。（一）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的破壞Ⅰ強(qiáng)度破壞（非重力式）Ⅱ非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞

1墻后土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)拉錨的長(zhǎng)度不夠、軟粘腿發(fā)生圓弧滑動(dòng)，引起支護(hù)結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)。（一）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的破壞Ⅱ非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞2擋墻傾覆3坑底隆起如挖土深度大，由于卸土過(guò)多，在墻后土重及地面荷載作用下引起坑底隆起。（一）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的破壞Ⅱ非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞

4管涌在砂土區(qū)，當(dāng)?shù)叵滤^高坑較深時(shí)，在動(dòng)水壓力作用下，地下水繞過(guò)支護(hù)墻連砂土一同涌入基坑。（一）非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)擋墻的破壞（二）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞包括強(qiáng)度破壞穩(wěn)定性破壞其強(qiáng)度破壞只是水 泥土抗剪強(qiáng)度不足，產(chǎn)生剪切破壞，為 此需驗(yàn)算最大剪應(yīng)力處的墻身應(yīng)力。（二）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞

重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性破壞包括：1.傾覆2.滑移3.土體整體滑動(dòng)失穩(wěn)4.坑底隆起5.管涌

二非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（一）支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的荷載支護(hù)結(jié)構(gòu)承受的荷載一般包括土壓力水壓力墻后地面荷載引起的附加荷載。二非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算1土壓力

⑴主動(dòng)土壓力：若擋墻在墻后土壓力作用下向前位移時(shí)隨位移增大，墻后土壓力漸減小。當(dāng)位移達(dá)某一數(shù)值時(shí)，土體內(nèi)出現(xiàn)滑裂面，墻后土達(dá)極限平衡狀態(tài)，此時(shí)土壓力稱(chēng)為主動(dòng)土壓力，以Ea表示。

Ea-Δ滑裂面二非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算⑵靜止土壓力：若擋墻在土壓力作用下墻本身不發(fā)生變形和任何位移（移動(dòng)或滑動(dòng)），墻后填土處于彈性平衡狀態(tài)，則此時(shí)作用在擋墻上的土壓力成為靜止土壓力。以E0表示。E0二非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算(3)被動(dòng)土壓力：若擋墻在外力作用下墻向墻背向移動(dòng)，隨位移增大，墻所受土的反作用力漸增大，當(dāng)位移達(dá)一定數(shù)值時(shí)，土體內(nèi)出現(xiàn)滑裂面，墻后土處被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，此時(shí)土壓力稱(chēng)為被動(dòng)土壓力，以Ep表示。+Δ外力Ep滑裂面土壓力表示主動(dòng)土壓力強(qiáng)度（無(wú)粘性土）

粘性土

對(duì)于粘性土按計(jì)算公式計(jì)算時(shí)，主動(dòng)土壓力在土層頂部（H=0處）為負(fù)值，即表明出現(xiàn)拉力區(qū)，這在實(shí)際上是不可能發(fā)生的。可計(jì)算臨界高度以下的主動(dòng)土壓力：土壓力分布ZcH可計(jì)算此種情況下的臨界高度Zc，進(jìn)而計(jì)算臨界高度以下的主動(dòng)土壓力。土壓力分布土壓力表示被動(dòng)土壓力強(qiáng)度無(wú)粘性土粘性土

土壓力表示懸臂式擋土結(jié)構(gòu)，對(duì)于土的性質(zhì)、荷載大小等非常敏感，它完全依靠足夠的入土深度來(lái)保持其穩(wěn)定性，故其高度一般不大于4ｍ。為了施工的安全，支撐和錨桿宜根據(jù)最大土壓力計(jì)算，即根據(jù)實(shí)測(cè)壓力曲線(xiàn)的包絡(luò)線(xiàn)來(lái)確定。該包絡(luò)線(xiàn)近似梯形或矩形，與庫(kù)倫理論計(jì)算的三角形土壓力不同。土壓力分布⑴懸臂無(wú)支撐擋墻，其壓力分布為主動(dòng)土壓力，是三角形分布，被動(dòng)土壓力也是三角形分布。被動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力土壓力分布⑵多支撐或多拉錨的擋墻背面上的土壓力分布圖形砂土為梯形，粘土土壓力分布圖是稍復(fù)雜的三角形。土壓力分布懸臂擋土墻所承受的主動(dòng)土壓力完全由其底部的被動(dòng)土壓力來(lái)平衡；而錨定板單支點(diǎn)的擋土結(jié)構(gòu)，其主動(dòng)土壓力則由錨定板拉桿和底部的被動(dòng)土壓力共同承受，加以平衡。TEa1Ea2EP土壓力分布

不同深度處土的內(nèi)聚力C不是一個(gè)常數(shù)，它與土的上覆荷重有關(guān)，一般隨深度的加大而增大，對(duì)于暴露時(shí)間長(zhǎng)的基坑，土的內(nèi)聚力可由于土體含水量的變化和氧化等因素的影響而減小甚至消失。

φ、C值是計(jì)算側(cè)向土壓力的主要參數(shù)，但在工程樁打設(shè)前后的φ、C值是不同的。在粘性土中打設(shè)工程樁時(shí)，產(chǎn)生擠土現(xiàn)象，孔隙水壓力急劇升高，對(duì)φ、C值產(chǎn)生影響。另外，降低地下水位也會(huì)使φ、C值產(chǎn)生變化。2.水壓力

作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的水壓力一般按靜水壓力考慮。有穩(wěn)態(tài)滲流時(shí)按三角形分布計(jì)算。ABCDEF2.水壓力ABCEHF在有殘余水壓力時(shí)，水壓力按梯形分布。水壓力和土壓力

水壓力和土壓力的分算或合算問(wèn)題，目前均采用。一般情況下，由于粘性土中水主要是結(jié)晶水和結(jié)合水，宜合算;在砂性土中土顆粒之間的空隙中充滿(mǎn)的是自由水，受重力作用，為靜水壓力作用，宜分算。水壓力和土壓力合算時(shí)，地下水位以下土的重力密度采用飽和重力密度γsat

；分算時(shí)，地下水位以下土的重力密度采用浮重力密度;另外單獨(dú)計(jì)算靜水壓力，按三角形分布考慮。3.墻后地面荷載引起附加荷載

有三種情況：

⑴墻后有均布荷載ｑ

⑵距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定距離有均布荷載ｑ

⑶距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定距離有集中荷載Ｐ（如塔吊、混凝土泵車(chē)等）由Ｐ引起的附加荷載分布在支護(hù)結(jié)構(gòu)的一定范圍ｈ2上。⑴墻后有均布荷載ｑ

如墻后堆有土方、材料等地面均布荷載對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)引起的附加荷載，可按下式計(jì)算：

qH⑵距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定

距離有均布荷載ｑ此時(shí)壓應(yīng)力傳到支護(hù)結(jié)構(gòu)上有一空白距離h1

,在h1之下產(chǎn)生均布的附加應(yīng)力：l1qHe1e23.墻后地面荷載引起附加荷載

⑶距離支護(hù)結(jié)構(gòu)一定距離有集中荷載Ｐ（如塔吊、混凝土泵車(chē)等）由Ｐ引起的附加荷載分布在支護(hù)結(jié)構(gòu)的一定范圍ｈ2上。HPl2h2φ非重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)的計(jì)算深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)采用以分項(xiàng)系數(shù)表示的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式進(jìn)行設(shè)計(jì)?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)可有兩類(lèi)：承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)等值梁法

圖中ab梁一端固定一端簡(jiǎn)支，彎矩圖的正負(fù)彎矩在c點(diǎn)轉(zhuǎn)折，若將ab梁在c點(diǎn)切斷，并于c點(diǎn)加一自由支承形成ac梁，則ac梁上的彎矩將保持不變，即稱(chēng)ac梁為ab

梁上ac段上的等值梁。等值梁原理ababc等值梁法介紹等值梁法：如ab梁一端固定，一端簡(jiǎn)支，彎矩圖的正負(fù)彎矩在c點(diǎn)轉(zhuǎn)折。若將ab梁在c點(diǎn)切斷，并在c點(diǎn)置一自由支承，形成ac梁，則ac梁上的彎矩將保持不變，則稱(chēng)ac梁為ab梁上ac段的等值梁。HAPaBCD等值梁法HAPaBCDPaP0等值梁板樁上土壓力分布圖板樁彎矩圖等值梁法

用等值梁計(jì)算板樁，先要知道正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置。因板樁地面下土壓力等于0的位置，接近正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，為簡(jiǎn)化即用土壓力等于0的位置代替它。P0Pa三重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（一）原理重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)是依靠結(jié)構(gòu)自身重力來(lái)維持極限平衡狀態(tài)的。（二）荷載組合

1土壓力；

2重力式結(jié)構(gòu)自重；

3地面超載包括：永久荷載、道路荷載、可變地下水位和施工荷載（施工機(jī)械荷載、材料堆放荷載）以及偶然荷載（地震荷載、人防荷載）。（三）重力式結(jié)構(gòu)計(jì)算內(nèi)容1滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算2傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算3.土體整體滑動(dòng)驗(yàn)算4.坑底隆起驗(yàn)算5.管涌驗(yàn)算重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算簡(jiǎn)圖重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)主要是深層攪拌水泥土樁墻和旋噴樁帷幕墻，計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖：EaEpBbbA（三）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（滑動(dòng)穩(wěn)定性）1滑動(dòng)穩(wěn)定性驗(yàn)算墻體自重；基底墻體與土的摩擦系數(shù)；

被動(dòng)土壓力合力；主動(dòng)土壓力合力。（三）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（傾覆穩(wěn)定性）2傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算

墻體自重；

墻體厚度之半；分別為對(duì)墻趾A點(diǎn)的力臂?？箖A覆穩(wěn)定安全系數(shù)；（三）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)（整體滑動(dòng)驗(yàn)算）3.土體整體滑動(dòng)驗(yàn)算水泥土樁擋墻由于水泥摻量少，故將其看作提高了強(qiáng)度的部分土體，進(jìn)行土體整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。R·重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（基坑隆起）4.坑底隆起

開(kāi)挖面以下墻體能起幫助抵抗地基土隆起的作用，宜假定土體沿墻體底面滑動(dòng)，認(rèn)為墻體底面以下為一圓弧，如圖所示。產(chǎn)生滑動(dòng)力的是和q,抵抗滑動(dòng)的則為土體抗剪強(qiáng)度。qzABOCDHE重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算(基坑隆起）對(duì)于非理想粘性土，土的抗剪強(qiáng)度AB面上應(yīng)為水平側(cè)壓力，取重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（基坑隆起）將滑動(dòng)力矩與抗滑力矩分別對(duì)圓心O取矩，得重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（基坑隆起）抗滑動(dòng)力矩將上式積分并整理后得抗隆起安全系數(shù)重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（基坑隆起）為達(dá)穩(wěn)定，避免基坑隆起，必須滿(mǎn)足如要嚴(yán)格控制地面沉降，則需增加擋墻入土深度，或進(jìn)行坑底土體加固，提高土體抗剪強(qiáng)度，使該系數(shù)達(dá)到1.5～2.0。5管涌驗(yàn)算當(dāng)基坑地下水的向上滲流力時(shí)土顆粒處于懸浮狀態(tài)，于是坑底產(chǎn)生管涌現(xiàn)象。不發(fā)生管涌的條件應(yīng)為：重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（管涌驗(yàn)算）tj擋墻入土深度如滿(mǎn)足以下要求，也不會(huì)產(chǎn)生管涌：重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算（管涌現(xiàn)象）如坑底以上的土層為松散填土、多裂隙土層等透水性好的土層，則地下水可略去，此時(shí)不產(chǎn)生管涌的條件為：第三節(jié)支護(hù)結(jié)構(gòu)施工一鋼板樁施工（一）常用種類(lèi)：U型、Z型、H型、直腹板式和組合式。鋼板樁的施工（二）打設(shè)前準(zhǔn)備工作

1鋼板樁的檢驗(yàn)和矯正

2導(dǎo)架安裝

3沉樁機(jī)械的選擇打設(shè)鋼板樁可用落錘、汽錘、柴油錘和振動(dòng)錘，前三種皆為