基礎(chǔ)工程課件-第八章-基坑工程

第7章基坑工程【知識(shí)點(diǎn)】基坑工程的概念及特點(diǎn),基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及適用條件,基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)內(nèi)容,作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載及土壓力計(jì)算,排樁、地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu),水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu),土釘支護(hù)結(jié)構(gòu),基坑穩(wěn)定性分析,地下水控制,基坑現(xiàn)場監(jiān)測(cè)與信息化施工。【重點(diǎn)】基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及適用條件,基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)內(nèi)容,作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載及土壓力計(jì)算,常見支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,基坑穩(wěn)定性分析?！倦y點(diǎn)】基坑穩(wěn)定性分析。7.1概述建筑基坑是指為進(jìn)行建筑物（包括構(gòu)筑物）基礎(chǔ)與地下室的施工所開挖的地面以下空間。為保證基坑施工以及主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周圍環(huán)境不受損害,需對(duì)基坑進(jìn)行包括土體、降水和開挖在內(nèi)的一系列勘察、設(shè)計(jì)、施工和檢測(cè)等工作。這項(xiàng)綜合性的工程就稱為基坑工程?；庸こ淌且粋€(gè)綜合性的巖土工程問題,既涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度、穩(wěn)定與變形問題,又涉及土與支護(hù)結(jié)構(gòu)共同作用以及工程、水文地質(zhì)等問題,同時(shí)還與計(jì)算技術(shù)、測(cè)試技術(shù)、施工設(shè)備和技術(shù)等密切相關(guān)?；庸こ袒庸こ痰奶攸c(diǎn)①支護(hù)結(jié)構(gòu)通常都是臨時(shí)性的結(jié)構(gòu),一般情況下安全儲(chǔ)備相對(duì)較小,風(fēng)險(xiǎn)性較大。②由于場地的工程水文地質(zhì)條件、巖土的工程性質(zhì)以及周邊環(huán)境條件的差異性,基坑工程往往具都有很強(qiáng)的地域性特征。因此,它的設(shè)計(jì)和施工,必須因地制宜,切忌生搬硬套。③是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的系統(tǒng)工程。它不僅涉及結(jié)構(gòu)、巖土、工程地質(zhì)及環(huán)境等多門學(xué)科,而且勘察、設(shè)計(jì)、施工、檢測(cè)等工作環(huán)環(huán)相扣、緊密相連。④具有較強(qiáng)的時(shí)空效應(yīng)。支護(hù)結(jié)構(gòu)所受荷載（如土壓力）及其產(chǎn)生的應(yīng)力和變形在時(shí)間上和空間上具有較強(qiáng)的變異性,在軟粘土和復(fù)雜體型基坑工程中尤為突出。⑤對(duì)周邊環(huán)境會(huì)產(chǎn)生較大影響?；娱_挖、降水勢(shì)必引起周邊場地上的應(yīng)力和地下水位發(fā)生改變,使土體產(chǎn)生變形,對(duì)相鄰建（構(gòu)）筑物和地下管線等產(chǎn)生影響,嚴(yán)重者將危及到它們的安全和正常使用。大量土方運(yùn)輸也將對(duì)交通和環(huán)境衛(wèi)生產(chǎn)生影響?；又ёo(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)1設(shè)計(jì)內(nèi)容2設(shè)計(jì)原則3設(shè)計(jì)荷載4設(shè)計(jì)方案1設(shè)計(jì)內(nèi)容基坑支護(hù)應(yīng)確保巖土開挖、地下結(jié)構(gòu)施工的安全，并使周圍環(huán)境不受損害。基坑工程設(shè)計(jì)的基本技術(shù)要求包括:（1）安全可靠性確?；庸こ痰陌踩约爸車h(huán)境的安全。（2）經(jīng)濟(jì)合理性基坑工程在支護(hù)結(jié)構(gòu)安全可靠的前提下，要從工期、材料、設(shè)備、人工以及環(huán)境保護(hù)等多方面綜合研究經(jīng)濟(jì)合理性。（3）施工便利性和工期保證性在安全可靠經(jīng)濟(jì)合理的原則下，最大限度地滿足便利施工和縮短工期的要求。2設(shè)計(jì)原則基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)的基本原則是:（1）在滿足支護(hù)結(jié)構(gòu)本身強(qiáng)度、穩(wěn)定性和變形要求的同時(shí)，確保周圍環(huán)境的安全；（2）在保證安全可靠的前提下，設(shè)計(jì)方案應(yīng)具有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效應(yīng)；（3）為基坑支護(hù)工程施工和基礎(chǔ)施工提供最大限度的施工方便，并保證施工安全。3設(shè)計(jì)荷載

設(shè)計(jì)荷載土壓力水壓力一般地面超載影響區(qū)內(nèi)建筑（構(gòu)筑）物荷載施工荷載、鄰近施工影響其他

作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載及土壓力計(jì)算作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載通常有:土壓力、水壓力、影響區(qū)范圍內(nèi)建（構(gòu)）筑物荷載、施工荷載、地震荷載以及其他附加荷載。其中最重要的荷載是土壓力和水壓力。其計(jì)算方法有“水土分算”法和“水土合算”法兩種。對(duì)于砂性土和粉土，可按水土分算法，即分別計(jì)算土、水壓力，然后疊加；對(duì)粘性土可根據(jù)現(xiàn)場情況和工程經(jīng)驗(yàn)，按水土分算或水土合算法進(jìn)行，水土合算法則是采用土的飽和重度計(jì)算總的水土壓力。作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)的土壓力,工程中通常按朗金土壓力理論計(jì)算,然而,在基坑開挖過程中,作用在支擋結(jié)構(gòu)上的土、水壓力等是隨著開挖的進(jìn)程逐步形成的,其分布形式除與土性和地下水等因素有關(guān)外,更重要的還與墻體的位移量及位移形式有關(guān)。而位移性狀隨著支撐和錨桿的設(shè)置及每步開挖施工方式的不同而不同,因此,土壓力并不完全處于靜止和主動(dòng)狀態(tài)。有關(guān)實(shí)測(cè)資料證明；當(dāng)支護(hù)墻上有支錨時(shí),土壓力分布一般呈上下小、中間大的拋物線形狀或更復(fù)雜的形狀；只有當(dāng)支護(hù)墻無支錨時(shí),墻體上端繞下端外傾,才會(huì)產(chǎn)生一般呈直線分布的主動(dòng)土壓力。作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力、水壓力計(jì)算太沙基（Terzaghi）和佩克（Peck）根據(jù)實(shí)測(cè)和模型試驗(yàn)結(jié)果,提出了作用于板樁墻上土壓力分布經(jīng)驗(yàn)圖（下圖）。太沙基-佩克提出的側(cè)向土壓力圖（a）砂士；（b）軟至中硬粘土；（c）硬粘土γ一土的重度（kN／m3）；H一開挖深度（m）；Cu一土的不排水抗剪強(qiáng)度（kPa）Ka一主動(dòng)土壓力系數(shù)；m一修正系數(shù),一般情況取1,當(dāng)基底下為軟土層時(shí),取0.4我國工程界常采用三角形分布士壓力模式和經(jīng)驗(yàn)的矩形土壓力模式。當(dāng)墻體位移比較大時(shí),一般采用三角形土壓力模式；否則采用矩形土壓力模式。4設(shè)計(jì)方案選擇1)方案選擇的依據(jù)2)基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)3)不同開挖深度的方案選擇1)方案選擇的依據(jù)

基坑開挖深度；工程地質(zhì)與水文地質(zhì)；基坑等級(jí)（鄰近環(huán)境）；土方開挖方法；地下水處理；支護(hù)工程造價(jià)2)

基坑變形控制標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)要求地面最大沉降（）支護(hù)墻最大水平位移（）特別0.1%h0.15%h重要0.2%h0.3%h一般0.5%h0.7%h低1%h1.5%hh—基坑開挖深度3)不同開挖深度的方案選擇

h≤3m(半地下室)

擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1、放坡開挖明排水、井點(diǎn)降水2、土釘墻明排水、井點(diǎn)降水2、水泥土攪拌樁——3、懸臂式鋼(混凝土)板樁明排水、井點(diǎn)降水不同開挖深度的方案選擇

h=3~6m(一層地下室)

擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1、土釘墻井點(diǎn)降水、攪拌樁止水2、水泥土攪拌樁——3、懸臂式鋼（砼）板樁明排水、井點(diǎn)降水4、鋼(砼)板樁+一道支撐攪拌樁止水、井點(diǎn)降水5、灌注樁+一道支撐攪拌樁止水不同開挖深度的方案選擇

h=6~9m(一~二層地下室)

擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1.水泥土攪拌樁——2.鋼(砼)板樁+一~二道支撐攪拌樁止水3.灌注樁+一~二道支撐攪拌樁止水不同開挖深度的方案選擇

h=9~12m(二~三層地下室)

擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1．鋼(砼)板樁+二~三道支撐攪拌樁止水2．灌注樁+二~三道支撐攪拌樁止水3．SMW工法

——4．地下連續(xù)墻（攪拌樁止水）不同開挖深度的方案選擇

h>12m(三層以上地下室)

擋土結(jié)構(gòu)降水或止水措施1．灌注樁+三~四道支撐攪拌樁止水2．SMW工法——3．地下連續(xù)墻（攪拌樁止水）4．半逆作法、逆作法地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)擋土作用控制變形截水作用放坡開挖時(shí),基坑側(cè)壁的處理方式根據(jù)其發(fā)揮作用的時(shí)效性,支護(hù)結(jié)構(gòu)分臨時(shí)性支護(hù)永久性支護(hù)7.2圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式及適用范圍隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及人口壓力的增大,我國的高層建筑正在迅猛發(fā)展。高層建筑的基礎(chǔ)埋深一般較大。上海森茂國際大廈,基坑開挖深度-21.4m,北京京城大廈-23.5m,珠海國際大廈-12.6m,沈陽鵬源大都會(huì)-13.9m,廈門國貿(mào)綜合大廈-14.1m等增大基礎(chǔ)埋深,可以補(bǔ)償建筑物的荷重,對(duì)于增加建筑物的穩(wěn)定性和充分利用地下空間、改善建筑物的功能也有利。在城市中心建筑物稠密地區(qū)開挖深基坑,常常不允許放坡開挖,為此則需用支護(hù)結(jié)構(gòu)支承土壁和防止地下水滲流入基坑,以保證基坑開挖安全而順利地進(jìn)行,并防止和減少對(duì)相鄰已有建（構(gòu)）筑物、地下管線、道路等的不利影響。放坡開挖及簡易支護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)型式主要可以分為以下幾類（1）懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)；（2）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)；（3）內(nèi)承式支護(hù)結(jié)構(gòu)；（4）拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)；（5）土釘墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)；（6）其它型式支護(hù)結(jié)構(gòu)。

適用范圍選型———深度（受力、變形）、地質(zhì)條件（土類、地下水）、施工（一）、懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)

未加任何內(nèi)承或錨桿,僅靠插入基坑底下一定深度,以取得嵌固和穩(wěn)定的支護(hù)結(jié)構(gòu)稱為懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)。支護(hù)結(jié)構(gòu)的彎矩隨開挖深度成三次方增加;懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)上端的水平位移是開挖深度的五次方的函數(shù),與有內(nèi)承的支護(hù)結(jié)構(gòu)相比,這種結(jié)構(gòu)的樁頂位移及桿件彎矩值均較大。適用條件:（1）通常只在單層地下室及支護(hù)結(jié)構(gòu)小于5米時(shí)采用；（2）基坑底以下的地質(zhì)情況良好,有較大的c、φ值；

（3）基坑底部及樁端處不是軟弱土層,因?yàn)檫@兩處是桿件平衡的關(guān)鍵部位,在這兩處產(chǎn)生的反力較大,如為軟弱層,對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定非常不利主要型式:板樁式結(jié)構(gòu)、排樁式結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻土質(zhì)較好、開挖深度較淺板樁式結(jié)構(gòu)用各種截面型式的構(gòu)件單元搭接而成的連續(xù)擋土結(jié)構(gòu)。

鋼板樁常見的截面型式有U型、Z型等多種形式。鋼板樁可以通過邊緣的鎖口連接,相互咬合而形成連續(xù)的結(jié)構(gòu),起到擋土、擋水的作用。與其他樁相比,鋼板樁的抗彎剛度較小,會(huì)有較大的變形,使用中應(yīng)預(yù)先對(duì)其可能發(fā)生的位移量進(jìn)行估算。適用條件軟土、淤泥土及地下水多地區(qū)深度小于4米缺點(diǎn)一次性投資大,但可重復(fù)使用預(yù)制的鋼筋混凝土板樁常用矩形、圓形、工型和T型截面,也可以采用管柱形把直徑做得更大,按施工能力分成若干節(jié)逐節(jié)連接。木板樁要選用質(zhì)地良好、且能抗錘擊的木料加工,根據(jù)一定的施工要求制成能夠符合支護(hù)板樁擋土或部分擋水需要的結(jié)構(gòu)型式。木板樁支護(hù)一般只使用于土質(zhì)較好,對(duì)邊坡穩(wěn)定有較大安全保障的情況。組合型板樁的主要特點(diǎn)是利用抗彎剛度較大的型鋼如工字鋼或槽鋼作為受彎的懸臂桿件,用木板來擋土,因而能夠發(fā)揮材料各自的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)又能協(xié)同工作,以達(dá)到節(jié)省材料、施工方便的目的。排樁式結(jié)構(gòu)利用各種類型的鋼筋混凝土樁緊密排列而成的。為施工方便,樁與樁之間保持一定的距離。當(dāng)有地下水或樁背（即主動(dòng)土壓力區(qū)）有含水量較大的軟土?xí)r,應(yīng)在樁背設(shè)計(jì)止水帷幕,以防止地下水或淤泥滲漏入基坑內(nèi)。常見的樁型有:（1）沉管灌注樁:樁徑一般為400-500mm。（2）沖（鉆）孔灌注樁:樁徑一般為600-1000mm。（3）人工挖孔樁:樁徑不小于800mm。灌注樁排樁地下連續(xù)墻地下連續(xù)墻是深基坑的主要支護(hù)型式之一,它是通過專用的挖（沖）槽設(shè)備,沿著地下建筑物的周邊,按預(yù)定的位置開挖（沖鉆）出具有一定寬度與深度的溝槽,用泥漿護(hù)壁,然后在槽內(nèi)吊入鋼筋籠、澆灌水下混凝土,這樣分段施工,并用特殊方法接頭,使之成為連續(xù)的鋼筋混凝土墻體。主要特點(diǎn)（1）地下連續(xù)墻剛度大,整體性好,安全可靠,墻厚一般為250-1200的鋼筋混凝土墻,且連續(xù)施工而成,能承受較大的水、土壓力；（2）在城市密集建筑群中施工,對(duì)相鄰建筑和地下設(shè)施影響小,能貼近已建的建筑物施工；（3）施工時(shí)振動(dòng)小、噪音低,對(duì)鄰近地基擾動(dòng)少；地下連續(xù)墻（4）使逆作法成為更合理、有效和可靠的方法；（5）可以把墻體組合成為任意多邊形和圓弧形,并能與樁組合成具有很大剛度和很大承載能力的建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)；（6）防水隔滲性能好,由于墻體接頭的新技術(shù)不斷涌現(xiàn),使地下連續(xù)墻的防滲、隔水性能更加可靠。支護(hù)體系設(shè)計(jì)要求要求在基坑土方開挖和地下室施工期間,地下連續(xù)墻本身是安全的,并能保證土方開挖和地下室施工“干”作業(yè)；要求其變形能控制在允許范圍內(nèi),使在基坑工程和地下結(jié)構(gòu)施工期間不會(huì)對(duì)周圍的建（構(gòu)）筑物、市政設(shè)施產(chǎn)生有害的影響。在建筑深基坑工程施工中,“逆作法”是先沿建筑物地下軸線或周圍施工地下連續(xù)墻,或在建筑物內(nèi)部的有關(guān)位置,以型鋼柱或鋼管柱等作為中間逆作柱,或澆筑或打下中間支承柱,作為施工期間在底板封底之前的承受上部結(jié)構(gòu)自重和施工荷載的支撐。即,在此之前,利用地下連續(xù)墻和逆作柱做各層面的支撐承重,把逆作柱逐層當(dāng)成原設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)柱,即承重結(jié)構(gòu),承受臨時(shí)施工的全部荷載。由此形成隨著基坑開挖,并由分界層同時(shí)向地上、地下組織施工,然后由上向下逐層開挖土方和澆筑地下結(jié)構(gòu),直至底板封底的一種施工方法。（二）、重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)

重力式擋土墻是支擋結(jié)構(gòu)中常用的一種結(jié)構(gòu)形式,在地下空間的利用被開發(fā)以前,主要用于邊坡的防護(hù),它以自身的重力來維持其在土壓力作用下的穩(wěn)定。常見的擋土墻有石砌、混凝土、加筋土及復(fù)合重力式擋墻，形式:一般是簡單的梯形優(yōu)點(diǎn):可就地取材，施工方便，廣泛地用于鐵路、公路、水利、港口、礦山等工程中，這種重力式結(jié)構(gòu)一般情況下是先有坡后筑擋墻重力式基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)是重力式擋土墻的一種延伸和發(fā)展,主要仍是以結(jié)構(gòu)自身重力來維持支護(hù)結(jié)構(gòu)在側(cè)向土壓力作用下的穩(wěn)定,其特點(diǎn)是先有墻后開挖形成邊坡,因此在某種程度上與重力式擋土墻有較大區(qū)別。常用的重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)有水泥土重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)；其次凍結(jié)土支護(hù)結(jié)構(gòu)已逐步被人們所認(rèn)識(shí),在建筑基坑及市政、地鐵邊坡工程中應(yīng)用；再者諸如加筋土重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)等也在不同的地下結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)。隔柵式水泥土樁墻（a）水泥土樁墻剖面（b）水泥土樁墻平面布置

水泥土重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)是利用水泥系材料為固化劑,通過特殊的拌和機(jī)械（如深層攪拌機(jī)或高壓旋噴機(jī)等）在地基中就地將原狀土和固化劑（粉體、漿液）強(qiáng)制拌和（包括機(jī)械和高壓力切削拌和）經(jīng)過土和固化劑或攙和料產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng),形成具有一定強(qiáng)度和水穩(wěn)性的加固土圓柱體。施工時(shí)將圓柱體相互搭接,連續(xù)成樁,形成具有一定強(qiáng)度和整體性的水泥土壁或格柵狀墻,用以維持基坑邊坡土體的穩(wěn)定,保證地下室或地下工程的施工和周邊環(huán)境的安全。其特點(diǎn)為:（1）最大限度地利用了原地基土；（2）攪拌時(shí)無側(cè)向擠出、無振動(dòng)、無噪音和無污染；（3）根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的需要，可靈活地采用柱狀、壁狀、格柵狀和塊狀等結(jié)構(gòu)形式；（4）與鋼筋混凝土樁相比，可節(jié)省鋼材并降低造價(jià)；不需內(nèi)支撐，便于地下室的施工。其適用范圍為:（1）地層條件:國內(nèi)外大量試驗(yàn)和工程實(shí)踐表明，水泥土樁除適用于加固淤泥、淤泥質(zhì)土和含水量高的粘土、粉質(zhì)粘土、粉土外，也適用于砂土及砂質(zhì)粘土等硬質(zhì)的土質(zhì)，但對(duì)泥碳土及有機(jī)質(zhì)土應(yīng)慎重對(duì)待；（2）基坑開挖深度:對(duì)于軟土的基坑支護(hù)，一般支護(hù)深度不大于6m，非軟土地基的支護(hù)則可達(dá)10m，作止水帷幕則受到垂直度要求的控制。其用途可為:（1）直接作為基坑開挖重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)，同時(shí)起到隔水作用；（2）與其它樁、型鋼等組成組合結(jié)構(gòu)；（3）加固坑底土體，防止土體隆起，提高支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)被動(dòng)土壓力，減少支護(hù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形；（4）提高邊坡抗滑穩(wěn)定性；（5）作為止水帷幕（獨(dú)立及聯(lián)合式）；（6）基坑外側(cè)土體加固，減少主動(dòng)土壓力。水泥土墻水泥土墻（三）、內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)

內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)的含義可用“外護(hù)內(nèi)支”四個(gè)字來表述,“外護(hù)”是指用圍護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)外擋住邊坡土體、防止地下水滲漏,“內(nèi)支”是指利用內(nèi)支撐系統(tǒng)來保證支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)一般包括兩部分,豎向圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)支撐體系。有時(shí)還包括止水帷幕。內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)

（1）施工質(zhì)量較易控制；（2）充分發(fā)揮材料本身的優(yōu)點(diǎn),達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的；作為支撐構(gòu)件,不論是多道鋼管交叉支撐還是鋼筋混凝土對(duì)撐和角撐,在受水平力時(shí)基本上都是受壓構(gòu)件。（3）尤其適合在軟土地基中采用。缺點(diǎn)和局限性:（1）形成內(nèi)撐并具備必要的強(qiáng)度，需占用一定工期；（2）內(nèi)支撐的存在有時(shí)對(duì)大規(guī)模機(jī)械開挖不利；（3）四周圍護(hù)后當(dāng)開挖深度大時(shí)，機(jī)械進(jìn)出基坑不方便，尤其是開挖的最后階段，挖土機(jī)械需整體或解體吊出。優(yōu)點(diǎn):內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)中，內(nèi)撐可有效改善豎向圍護(hù)構(gòu)件的受力狀態(tài)，并能有效控制位移。內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)適用范圍:各種地質(zhì)條件下的基坑工程，尤其適用于軟土地基中的基坑工程，它不受基坑深度的限制，但平面尺寸最好不要太大，過大的基坑必然導(dǎo)致內(nèi)撐的長度和斷面太大，不經(jīng)濟(jì)?；炷林位炷林武撝武撝武撝武撝武?混凝土組合支撐鋼-混凝土組合支撐鋼-混凝土組合支撐（四）、拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)

拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)是擋土結(jié)構(gòu)與外拉系統(tǒng)相結(jié)合而組成的一類深基礎(chǔ)支護(hù)結(jié)構(gòu)。通常其擋土結(jié)構(gòu)與懸臂式或內(nèi)撐式的擋土結(jié)構(gòu)相同。拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖（a）地面拉錨式（b）土層拉錨式

拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)中的外拉系統(tǒng),是由受拉桿件與錨固體組成的。優(yōu)點(diǎn):拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較小，而整體剛度大，在使用中位移小。原因是圍護(hù)樁與外拉系統(tǒng)共同作用，且同時(shí)調(diào)動(dòng)了地層的自穩(wěn)能力。在一定工程地質(zhì)條件下，采用拉錨支護(hù)結(jié)構(gòu)，較之內(nèi)撐系統(tǒng)具有開挖工作面開闊、工期較短、造價(jià)低廉，工程結(jié)束后不必拆除（因此也不會(huì)有回彈變形）等優(yōu)點(diǎn)。適用范圍:一般大型、較深的基坑，鄰近有建（構(gòu)）筑物而不允許有較大變形的基坑，以及不允許設(shè)內(nèi)撐的基坑，均可考慮使用。拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用主要受地層、周圍環(huán)境及經(jīng)濟(jì)因素的影響。拉錨結(jié)構(gòu)宜用于較密實(shí)的砂土、粉土、硬塑至堅(jiān)硬的粘性土地層中或巖層中；存在地下埋設(shè)物而又不允許破壞的場地,應(yīng)慎用本方式。缺點(diǎn):存在錨桿伸入建筑紅線外，容易引起糾紛，以及影響后期開發(fā)工程的施工等。（可拆卸式）土層錨桿（五）、土釘墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)

土釘墻是近年來發(fā)展起來用于土體開挖和邊坡穩(wěn)定的一種新型擋土結(jié)構(gòu)。它由被加固土、放置于原位土體中的細(xì)長金屬桿件（土釘）及附著于坡面的混凝土面板組成,類似重力式擋土墻,以此來抵抗墻后傳來的土壓力和其它作用力,使開挖坡面穩(wěn)定。與其它支護(hù)類型相比，土釘墻具有以下特點(diǎn):（1）能合理利用土體的自承能力，將土體作為支護(hù)結(jié)構(gòu)不可分割的部分；（2）結(jié)構(gòu)輕型，柔性大，有良好的抗震性和延性；（3）施工設(shè)備簡單，土釘?shù)闹谱髋c成孔不需要復(fù)雜的技術(shù)和大型機(jī)具，施工對(duì)周圍環(huán)境干擾?。唬?）施工不需要單獨(dú)占用場地，在施工場地狹小，放坡困難，有相鄰低層建筑或材料堆場，大型放坡施工設(shè)備不能進(jìn)場的情況下，該技術(shù)有獨(dú)特的優(yōu)越性；（5）有利于根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，及時(shí)調(diào)整土釘?shù)拈g距及長度；（6）工程造價(jià)低。土釘墻的應(yīng)用領(lǐng)域:（1）托換基礎(chǔ)；（2）基坑或豎井的支擋；（3）斜坡面的擋土墻；（4）斜坡面的穩(wěn)定；（5）與錨桿相結(jié)合作斜面的防護(hù)。適用范圍:地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等地層，不宜用于淤泥或淤泥質(zhì)上等軟土地層，支護(hù)深度不超過18m土釘墻土釘墻（六）、支護(hù)結(jié)構(gòu)其他形式

組合型支護(hù)結(jié)構(gòu)對(duì)于深、大基坑,用單一的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不能抵抗因基坑開挖而引起的巨大的水、土壓力以及由此而產(chǎn)生的變形。工程師們結(jié)合場地條件和工程實(shí)際情況,研究設(shè)計(jì)了各種形式的新型支護(hù)結(jié)構(gòu)—組合型支護(hù)結(jié)構(gòu)。所謂組合型支護(hù)結(jié)構(gòu),是指由性能相同或不同的建筑材料,按照相同或不同的施工工藝構(gòu)造成的各種形狀的支護(hù)結(jié)構(gòu)。這種支護(hù)型式能充分發(fā)揮各類建筑材料的力學(xué)性能,使支護(hù)結(jié)構(gòu)具有盡可能大的效能。門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)是一種新型的支護(hù)結(jié)構(gòu),它是由兩排平行的鋼筋混凝土樁以及樁頂?shù)膲喉斄汉吐?lián)系梁形成的空間門架式支護(hù)結(jié)構(gòu)體系。這種結(jié)構(gòu)具有較大的側(cè)向剛度,可以有效地限制支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形,其支護(hù)深度一般比懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)深。它施工方便,不用設(shè)置內(nèi)支撐,擋土結(jié)構(gòu)受力條件好,目前在實(shí)際工程中應(yīng)用廣泛,但其受力機(jī)理尚待進(jìn)一步研究。連拱式支護(hù)結(jié)構(gòu)連拱式支護(hù)結(jié)構(gòu)通常采用鋼筋混凝土樁與深層攪拌水泥土拱以及支錨結(jié)構(gòu)組合而成。水泥土抗拉強(qiáng)度很小,抗壓強(qiáng)度較大,形成水泥土拱可有效利用材料抗壓強(qiáng)度、拱腳采用鋼筋混凝土樁,承受由水泥土拱傳遞來的土壓力,如果采用支錨結(jié)構(gòu)承擔(dān)一定的荷載,則可取得更好的效果。逆作拱支護(hù)結(jié)構(gòu)逆作拱支護(hù)結(jié)構(gòu)采用逆作法建造而成。拱墻截面常采用Z字型。當(dāng)基坑較深且一道Z字型拱墻的支護(hù)強(qiáng)度不夠時(shí),可由數(shù)道拱墻疊合組成,但沿拱墻高度應(yīng)設(shè)置數(shù)道肋梁,其豎向間距不宜大于2.5m。當(dāng)基坑邊坡場地較窄時(shí),可不加肋梁但應(yīng)加厚拱壁。拱墻平面形狀常采用圓形或橢圓形封閉拱圈,但也有采用局部曲線形拱墻的。為保證拱墻在平面上主要承受壓力的條件,逆作拱墻軸線的長跨比不宜小于1／8。加筋水泥土墻支護(hù)結(jié)構(gòu)水泥土墻作為支護(hù)結(jié)構(gòu)在淺基礎(chǔ)中大量應(yīng)用,但對(duì)于較深的基坑如不進(jìn)行特別處理,水泥土墻就無法承受坑外水、土壓力。水泥土中插入型鋼、鋼筋籠或竹筋作為勁性材料形成加筋水泥土墻,這不僅能大大提高墻體的抗彎與抗剪能力,而且連續(xù)性好,抗?jié)B能力強(qiáng),對(duì)周圍土擠壓作用小。沉井支護(hù)結(jié)構(gòu)沉井是用鋼筋混凝土等材料制成的帶有刃腳的箱形或筒形結(jié)構(gòu)物。施工時(shí)就地逐節(jié)澆筑井身,同時(shí)在井內(nèi)連續(xù)挖土,讓其依靠自重不斷下沉,直至預(yù)定位置。沉井可用作深基礎(chǔ)和地下建（構(gòu)）筑物的施工支護(hù)結(jié)構(gòu),沉井在建成后常成為深基礎(chǔ)和地下建（構(gòu)）筑物一部分。凍結(jié)法支護(hù)結(jié)構(gòu)凍結(jié)法支護(hù)結(jié)構(gòu)是利用人工冷液在插入地中的凍結(jié)管中循環(huán),使土層凍結(jié),在要開挖的場地周圍構(gòu)筑起穩(wěn)定且不透水的連續(xù)凍土墻,為基坑施工提供一個(gè)安全、干燥和方便的環(huán)境并把對(duì)鄰近建（構(gòu)）筑物的影響降低到最低程度。7.3水泥土樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1概述水泥土樁,又稱水泥土攪拌樁,是通過深層攪拌機(jī)將水泥固化劑和原狀土就地強(qiáng)制攪拌而成。由水泥土樁相互搭接形成的格柵狀、壁狀等形式的重力式結(jié)構(gòu)稱為水泥土墻。2水泥土墻計(jì)算水泥土墻的很多性能類似重力式擋土墻，設(shè)計(jì)時(shí)一般按重力式擋土墻考慮。但由于水泥土墻與一般重力式擋土墻相比，埋置深度相對(duì)較大，而樁體本身剛性不大，所以實(shí)際工程中變形也較大，其變形規(guī)律介于剛性擋土墻和柔性支擋結(jié)構(gòu)之間。因此，為安全起見，可沿用重力式擋土墻的方法驗(yàn)算其抗傾覆、抗滑移穩(wěn)定性，用圓弧滑動(dòng)法驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。計(jì)算內(nèi)容如下:1）土壓力計(jì)算2）抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算3）抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算4）墻體應(yīng)力計(jì)算5）基底地基承載力驗(yàn)算3水泥土墻構(gòu)造要求在進(jìn)行水泥土墻設(shè)計(jì)時(shí)，尚應(yīng)滿足如下構(gòu)造要求:①水泥土墻采用格柵式布置時(shí)，水泥土樁的置換率對(duì)于淤泥不得小于0.8，對(duì)于淤泥質(zhì)土不得小于0.7，一般粘性土及砂土不宜小于0.6；格柵長寬比不宜大于2。②水泥土樁與樁之間的搭接寬度應(yīng)根據(jù)擋土及截水要求確定，考慮截水作用時(shí)，樁的有效搭接寬度不宜小于150mm；當(dāng)不考慮截水作用時(shí)，不宜小于100mm。③當(dāng)變形不能滿足要求時(shí)，宜采用基坑內(nèi)側(cè)土體加固或水泥土墻插筋加混凝土面板及加大嵌固深度等措施。7.4排樁、地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1概述若施工場地狹窄、地質(zhì)條件較差、基坑較深,或?qū)﹂_挖引起的變形控制較嚴(yán),則可采用排樁或地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)。排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)樁的排列形式

2排樁支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算樁、墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)包括以下內(nèi)容:1）確定樁、墻的入土深度；2）支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算；3）支護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；4）基坑變形計(jì)算，必要時(shí)提出對(duì)環(huán)境保護(hù)的工程技術(shù)措施；5）支護(hù)樁、墻作為主體結(jié)構(gòu)一部分時(shí)，尚應(yīng)計(jì)算在使用荷載作用下的內(nèi)力及變形；6）基坑工程的監(jiān)測(cè)要求。目前對(duì)于這種受力結(jié)構(gòu)的簡化計(jì)算方法有:1）結(jié)構(gòu)力學(xué)方法該類方法是根據(jù)力的平衡條件對(duì)受側(cè)向荷載作用的梁系進(jìn)行內(nèi)力求解，優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單，缺點(diǎn)是計(jì)算結(jié)果比較粗造，且不能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)在各點(diǎn)的位移。對(duì)于帶支撐支護(hù)結(jié)構(gòu)，代表性方法有1/2分割法、連續(xù)梁法、等值梁法等，計(jì)算簡圖如下所示:剛性支點(diǎn)連續(xù)梁法1/2分割法等值梁法2）彈性地基梁法彈性地基梁法是基于Winkler假定，將支護(hù)結(jié)構(gòu)看作為一受側(cè)向土壓力作用的鉛直地基梁，基坑開挖面以上的支撐作為彈性支點(diǎn)，基坑面以下的土層用一系列土彈簧代替。其計(jì)算簡圖下如圖所示:彈性地基梁法計(jì)算簡圖7.5土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（計(jì)算簡圖）1—噴射混凝土面層；2—土釘

土釘墻

作用:有效地提高土體的整體強(qiáng)度，彌補(bǔ)土體抗拉、抗剪強(qiáng)度的不足。原因:置于土體中的土釘具有箍束骨架、分擔(dān)荷載、傳遞和擴(kuò)散應(yīng)力、約束坡面變形等作用土釘土復(fù)合土體1)構(gòu)造－－土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)確定土釘?shù)拈L度一般為開挖深度的0.5~1.2倍(軟土中為1~2倍),間距1~2m；土釘與面層必須有可靠的連接；墻面坡度不宜大于1:0.1；鋼筋釘鉆孔70~120mm,鋼筋直徑16~32mm；鋼管釘一般用48/3鋼管；注漿材料——水泥漿或水泥砂漿；噴錨網(wǎng)厚度~80mm,混凝土不小于C20。2)土釘抗力設(shè)計(jì)側(cè)壓力分布（1）土釘所受的側(cè)壓力

e=em+eq

砂土和粉土

一般粘性土

（2）土釘抗拔力計(jì)算

土釘所受最大拉力或設(shè)計(jì)內(nèi)力N①土釘筋