特定地质条件下的基坑支护对策及支护设计中的若干疑难问题

会计学1特定地质条件下的基坑支护对策及支护设计中的若干疑难问题

软土地区的基坑支护需要关注的软土特性由软土引起的基坑事故支护措施边坡稳定验算对相邻建筑物的保护软土地区超深基坑支护设计案例第1页/共57页需要关注的软土特性

强度参数低，主动土压力大，被动土压力或被动抗力小边坡稳定性差，一旦发生破坏，范围很大具有蠕变性，变形难以控制，随时间延长和开挖空间的扩大而增加，时空效应明显具有触变性，受施工扰动后强度降低受开挖和降水的影响范围大排水困难，排水固结过程缓慢，难以通过排水提高强度第2页/共57页武汉地区软土分布特征分布情况一级阶地后缘高阶地低洼湖泊地带最大厚度可达20m以上形成类型湖塘底部的新近淤积一级阶地后缘的牛轭湖淤积高阶地早期湖泊淤积应力历史欠固结、正常固结特征参数

c=10～16kPa；φ=4～8°；fak=40～80kPa

m=500～1000kN/m4第3页/共57页项目事故概况原因简析××大厦

90年代初期采用水泥土重力式挡墙，坑底设水泥土暗撑，开挖深度5～6m。开挖后暗撑失效，周边挡墙破坏，坑内工程桩大部分破坏，补桩近90%暗撑过于单薄，挡墙整体性不好，土方开挖不均衡，坑内有两根工程桩未到位，因接桩进行深开挖，导致附近工程桩偏位××局××工程1996

边坡整体失稳，工程桩被推动坑底附近局部软弱土层深厚，造成整体失稳××保险大楼

1998边坡整体失稳，27根工程桩被推动偏位，补桩费用约20万元，支护加固80万元工程处于深厚软土分布区，支护设计不当××商住小区2006边坡上部失稳，塔吊倒塌，滑动范围20m左右,导致附近学校操场地面开裂。坑内预制管桩大量被推挤破坏，工期推迟几个月侧壁土层软弱，塔吊置于边坡上，塔吊运转与边坡互相作用，导致边坡破坏。被动区加固宽度约15m，保证了加固范围内管桩的安全，但加固区以外的管桩由于土方开挖作业大量破坏。××市政排水明渠

2010开挖深度5～6m，放坡开挖后施工主体结构钢筋混凝土重力式挡墙。由于边坡滑移，挡墙施工完成后有数百米被推动，最多50cm左右。事故发生后，拟采取的补救措施有：在渠道底部加设支撑，尚未施工段改为暗渠因边坡土质软弱，虽放坡坡率较缓，仍难以保持稳定。挡墙底仍在软土层内，变形以平移为主××部队自建住宅小区等2007-2010坑内小口径管桩大量甚至百分之百破坏；坑内内支撑立柱、降水管井被推偏位失效这类事故目前在武汉地区基坑工程中最为频发坑内土质软弱，土方开挖机械难以运转，作业过程中难免产生破坏性的干扰武汉软土地区基坑工程中发生的部分事故第4页/共57页××渠道挡墙变形原因分析示意软弱土层推测滑动面道路住宅钢筋混凝土挡墙挤淤垫层

概况：主体结构采用钢筋混凝土挡墙。为施工挡墙，先放坡开挖至基础底面。因右侧有道路及住宅，放坡受到一定限制。挡墙建成后尚未回填墙背土，部分段即被推动，变形以水平位移为主，主体结构本身尚完好。评议：土质软弱，放坡坡率因场地限制不可能更缓，挡墙基础底面仍有软土，挤淤垫层不足以阻挡边坡土体的滑移，是导致挡墙位移的主要原因。在此情况下，主体不宜采用挡墙，而应采用刚性较大的排桩（或墙），既作为渠道永久性的侧墙。又可起到超前支护的作用，还可以少挖土方，确保附近道路、建筑物的安全。（仅代表个人意见）宜设置的超前支护（替代方案）拟加设的渠底支撑至对边第5页/共57页软土分布位置对稳定性的影响～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

分布于侧壁，厚度不大，可能引起开挖过程中的局部破坏分布于坡脚、坑底，厚度不大，可能引起边坡的整体破坏或坑底隆起破坏分布于侧壁至坑底以下，厚度很大大，可能引起边坡的整体破坏或坑底隆起破坏，支护结构缺乏可靠的嵌固条件第6页/共57页对侧壁薄层软土的处理～～～～～～～～～～短桩超前支挡分阶放坡，叠置编织沙（土）袋挡淤第7页/共57页对坡脚、坑底薄层软土的处理～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

卸土减载，短桩超前支挡。卸载程度以满足坑底软土抗隆起稳定要求为准

不具备卸土减载条件时，可采用复合喷锚支护，前缘设置水泥土桩排，锚杆与竖向支护体联结。利用支护体系的遮拦、侧封作用保持软土层的稳定第8页/共57页重力式挡墙支护～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～

当软土层较厚，上述措施难以奏效时，可考虑水泥土重力式挡墙支护要点：

1、挡墙应穿过软土，置于较好土层中

2、挡墙高宽比应符合要求，必要时可向被动区延伸，形成变截面挡墙

3、宜采用实腹式，如用格构式，应保证必要的置换率，如≮70%。应有保证其整体性的构造措施，包括、设置钢筋混凝土盖板、插筋连结等第9页/共57页边坡稳定分析中的计算一、圆弧滑动面分析二、折线滑动面分析三、坡脚土抗隆起稳定性分析四、加固边坡的分析挡墙抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性验算水泥土增强加固抗滑桩第10页/共57页圆弧滑动面法WiQioWiQioαiαi坡脚圆坡底圆第11页/共57页折线滑动面法A：针对水平分布软弱夹层的折线滑动面分析B：针对不规则界面的折线滑动面分析C：加固体外轮廓的折线滑动面分析～～～～～～～～～～计算方法：分块传递系数法，根据土层分布情况设定最不利滑动面，并进行分块ABC第12页/共57页Hq0bOAOAOA=HPRu实际剖面概化模型P/Ru≥1.80

两类极限承载力公式:（抗隆起问题实际上是坑底软土在边坡土重量作用下的承载力问题）

1、无重量介质,解析解:如Plantdl公式

2、考虑介质重量,近似解,如太沙基公式,索科洛夫斯基数值解放坡条件下的抗坑底隆起验算湖北地方标准方法：索科洛夫斯基数值解坑底软土第13页/共57页

维持原土层的c、φ值不变，将加固体作为增强体或抗滑体参与计算

1、增强体计算提供水泥土的等效c值，按滑弧通过增强体的截面计算抗力。

2、抗滑体计算将滑弧以下视为嵌固深度，用“m”法计算抗力。这种方法有一定理论依据，但只适用于下端嵌固条件较好，截面较大的桩。加固边坡的稳定性分析第14页/共57页抗滑桩计算模型R

假定桩在滑动面处位移为Δ，可按“m”法求出抗力R，加入总抗滑力中。在极限条件下Δ为40mm，建议对一级基坑取10mm；二级取20mm；三级取40mmΔ第15页/共57页深厚软土中的支护桩软土特厚，支护桩“悬浮”在软土中，易发生“踢脚”软土很厚，支护桩虽进入好土中，易发生前倾软土很厚，支护桩虽进入好土中，上端加支撑，易发生“鼓肚”第16页/共57页

说明：1、加固除避开工程桩外，尽可能形成实体2、注意加固体与支护桩墙的紧密连接3、上部空孔段宜适量喷灰（约8%），以免坑内软土过分扰动影响土方施工作业4、加固可采用深搅或高喷，事后应进行质量抽检被动区加固hahb在ha范围内被动区“m”值按加固土取值，一般可取8000kN/m4ha宜为4～6mhb宜为2～3m45°+Φ/2是否加设支撑视开挖深度而定被动区加固是在深厚软土地区基坑支护中的有效措施，可较好控制支护桩的位移，减短桩长，并有利于保护加固范围内的工程桩，改善坑底施工作业条件。下面是武汉地区的具体作法。第17页/共57页被动区加固与工程桩的关系√√√××如工程桩为预制桩（或者钻孔灌注桩已经施工）：如工程桩为钻孔灌注桩，尚未施工，宜先施工被动区加固，再施工灌注桩支护桩工程桩第18页/共57页注意软土地区桩基础房屋的保护

应认真吸取上海倒房事故的教训，特别注意深厚软土地区小口径管桩基础楼房的稳定。一、防止认识误区：桩基础房屋对支护结构不产生超载因此支护设计时不予重视。二、重点在于限制侧壁软土侧移。在基坑与建筑物之间设置封闭隔离带，坑底被动区加固更为有利。三、采取措施尽可能减少建筑物前后压力差，不得在建筑物后方堆置土方或其它重物。第19页/共57页软土地区基坑边桩基础房屋的保护的实例～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～～××家园人防地下室基坑，坑呈长条形，两旁均分布有采用桩基础建筑物，与地下室边轴线距离仅4m。坑内工程桩为小口径管桩。场地范围内软土层厚度大，软土层底深度达15～21m。基坑开挖深度3.8～4.8m。考虑到如果开挖后支护变形大，将引起建筑物下的淤泥侧向流动，危及建筑物的安全。因此决定除侧壁复合喷锚支护外坑底全面加固。为尽可能减少加固工作量，中间留有椭圆形洞。因此称加固体为“多孔板”。实施效果良好，坑边建筑物及坑内工程桩均安全无恙。部分坡段未作坑底加固，发生了边坡破坏。平面示意图剖面示意图～～～～～～～～～～～～～～～开挖深度3.8-4.8m15～21m（2004年）～～～第20页/共57页软土地区支护设施施工对邻近建筑物的影响

一、地连墙施工槽段宽达6m，形成的临空面大，应力解除面大，对软土地基和深厚软土层中的桩基可能产生不良影响。对重要建筑物当地连墙施工距离很近时，应考虑先用高喷加固槽壁。高喷加固还有利于顺利成槽，保证混凝土浇灌质量，避免发生挖斗被陷的事故。二、高喷施工高喷多用于支护、隔渗、托换，连续高强度的喷射对软土地基可能产生扰动，宜采用间隔分序的方法施工。三、长螺旋后注浆桩施工施工方法是先将长螺旋下旋到位，然后提升，边提升，边注入水泥土浆。若施工控制不当，提升过快，则提升将产生抽吸作用，引起侧壁淤泥塑流，使周边建筑物受到影响。应严格控制施工，先注浆后提升，避免孔底出现真空状态。四、预制桩施工静压或锤击沉管桩为挤土型桩，在粘性软土层中将产生高超孔隙水压力，导致软土强度衰减，地面先隆起后下沉，对建筑物产生不良影响。应注意控制施工顺序、速度，或事先设置排水砂井，避免产生超孔隙水压力，或使超孔隙水压力能尽快消散。五、静压注浆粘性软土不具备可灌性。高压注浆只会产生劈裂，劈裂之前，会引起高孔隙水压力，导致软土强度下降。一般不主张在淤泥、淤泥质土层中静压注浆。第21页/共57页软土地区超深基坑支护设计实例填土淤泥淤泥淤泥质粘土粉质粘土夹粉土粉砂粉细砂1.7m0.5m4.5m11.2m3.8m1.2m≈19m汉口某基坑工程：一、设4层地下室，开挖深度一般17～19m，局部接近20m。二、处于深厚软土地带，整个侧壁基本都是淤泥或淤泥质土。三、坑底已经揭露承压水含水层。四、周边环境复杂，必须确保环境安全。第22页/共57页基坑平面一期工程二期工程第23页/共57页设计难点

设计难点：

一、竖向支护选择：连续墙价格高，排桩刚度不足，变形难以控制。二、为控制变形，必须设置内支撑。若设置三道内支撑，施工较为方便，但难以控制变形；若设置四道内支撑，对变形控制较有利，但增加施工难度。三、坑内软土厚度大，不利于土方开挖作业，开挖过程中容易对支护设施、降水管井造成损害。四、地下水控制可供选择的方案有：五面隔渗、封降结合，或者仅侧壁落底帷幕隔渗，辅以坑内降水。两种方法不仅需要很高的资金投入，施工难度也很大。五、软土层深厚，降水容易引起周边地面沉降。如何尽可能减轻降水对环境的影响。第24页/共57页设计概况一、采用Φ1500mm钻孔灌注桩＠1700mm支护，桩长约

29m。部分段加被动区加固。二、设置4道内支撑，计算变形34～39mm。三、坑底设置中深井降水。预计降幅17～20m，预测周边沉降100～120mm。四、为尽可能减轻降水对环境的影响,设置侧壁桩间高喷帷幕，深度延伸至支护桩底。高喷桩径600mm，基底以下3m范围内加大至800mm。第25页/共57页内支撑平面布置一期二期110m70m

一、二期地下室是连通的，因征地原因分先后进行。后情况改变，改为同时施工。但分界线上的支护桩已经提前施工，形成障碍。设计单位决定保留这些支护桩，因此左右两部分内支撑仍分别布置。第26页/共57页论证意见及落实情况主要论证意见反馈意见采用大直径桩是必要的，但位移控制仍不理想。采用地连墙较合理，但价格较高，建议考虑是否改为方桩或咬合桩仍维持原设计桩型为加强内支撑刚度，建议采用边桁架加对顶桁架及角撑增加边桁架设置运土栈桥，栈桥与内支撑相关部位会同主体施工单位研究确定同意为防止混凝土支撑浇筑时下挠变形，建议采用高喷形成与内支撑平面布置基本一致的分层土体加固，以利支撑施工和支护结构位移的控制费用过高，难以接受，拟在支撑施工前对模板下软土适当加固为控制降水引起的地面沉降，建议考虑满堂封底，尽可能减少抽水量费用过高，难以接受，拟用桩间高喷形成落底帷幕，支护桩同样加深落底若前后两期同时施工，内支撑布置必须完全改变。按目前方案，分界线上的支护桩不能破除，对此条件施工组织设计能否保证难以认定。决定不破除分界线上的支护桩，两边内支撑布置基本不变，待两边地下室完成后再由上至下破除分界线上的支护桩第27页/共57页开挖深度以上坑内软土加固的设想软弱土层1、计算表明，即使坑底满堂加固，因开挖深度太大，变形仍难以控制。2、坑底以上软土分层加固，犹如超前设置多道暗撑，设置支撑后再挖除。这样支护桩始终处于被控状态。3、此方法效果无疑是理想的，但费用高昂，难以实施。承压水含水层第28页/共57页

老粘性土地区的基坑支护老粘性土的特性基坑工程中与老粘性土有关的事故处理对策成功案例第29页/共57页老粘性土的特性老粘性土指上更新世及更早期沉积的粘性土层，分布于高阶地老粘性土具有超固结特征，曾经用旁压试验测得其超固结比可达2～4老粘性土具有膨胀性，但武汉地区测得的一般是弱膨胀性，很少中等膨胀性老粘性土具有高承载力高强度，fak=400～500kPa；c=60～100kPa；φ=15～20°开挖暴露后容易因应力释放、干缩等原因开裂；继而水分沿裂缝进入，在水的浸润下强度急剧衰减，导致边坡破坏。根据破坏边坡反演，其残余强度仅15～20kPa老粘性土边坡的破坏通常是渐进式的，即靠近坡肩的1～2m土体最先崩落，如不加控制，破坏范围逐步向坡体内延伸，最后才达到接近朗肯破裂面。但是如果土体长时间大范围软化，突然开挖形成临空面后，也可能发生较大规模的滑坡由于强度高，往往给人以错觉，认为边坡很稳定，在支护方面掉以轻心，结果是事故终于发生。在武汉，老粘性土地区的基坑边坡破坏事故绝对不少于软土地区，甚至更多第30页/共57页武汉地区老粘性土分布区的部分基坑工程事故项目事故概况原因简析××大厦

199319根大口径悬臂支护桩断裂，30余米长度的边坡失稳，导致邻近建筑物严重受损，居民撤出，损失及加固用达数百万元基坑一边靠近邻近住宅楼的化粪池，下水系统渗漏使坚硬的老粘性土长期受水浸润，强度急剧衰减，设计对此难以预计

××大厦

1994边坡最大高度约13m，上部为老粘性土，下部为泥质页岩，支护采用短土钉。开挖超过5～6m以后，多次发生边坡小规模破坏，最后大规模破坏不下2～3次，导致地下管线破坏，个别小的临建跨塌对老粘性土特点缺乏认识，支护过于简陋，无法控制边坡状态的逐步恶化。最大的一次破坏发生在暴雨期间，因靠近基坑边的电缆沟大量积水沿侧壁涌出，使一段边坡破坏××大厦

2000？开挖深度约10余m，采用喷锚支护。边坡整体破坏，坑边建筑物受损，裂缝距离坑边达10余m基坑附近有一小餐馆，下水渗漏，土质软化，支护力度不够××大厦

2004开挖深度约10余m，上部6m喷锚支护，下部4m桩锚支护。上部边坡发生破坏，使下部支护桩发生大量位移，临近坡顶的民房岌岌可危上部喷锚支护未能发挥预期作用开挖基坑后才施工坑底挖孔桩，临边挖孔桩长期空孔未浇灌混凝土，使支护桩被动区严重削弱第31页/共57页由事故得到的教训与经验支护类型设计要点设计参数放坡单坡高度不应超过6m放坡坡率一般可取1：0.75，坡高不大时可取1：0.5开挖深度大于6m时应分阶放坡，留足够宽的卸土平台，上阶坡脚点与下阶坡脚点连线与水平线的夹角不大于45°做好防水、排水设施。坡顶硬化宽度不宜小于2～3m，并形成反坡，排水沟设在硬化区外边。对基坑边的上下水管线进行调查，若有渗漏情况及早处理及时进行坡面保护，防止长时间裸露对老粘性土土的强度参数应予以折减，c值不应超过40～50kPa，φ值可取15°左右不应过分信赖计算结果，而应全面满足有关构造要求喷锚支护喷锚支护高度不大于6m锚杆长度不小于坡高的1.5倍为加强锚杆与面板的连结，宜设置型钢围檩，三层及三层以内设一道，三层以上隔层设置如开挖超过6m仍拟采用喷锚支护，应采取加强措施（见下例）防、排水要求同上悬臂排桩桩锚支护开挖深度超过6m且不具备放坡空间时，应采用排桩支护或桩锚支护支护桩的刚度应足够，特别是悬臂桩宜采用大直径桩支护桩的嵌固深度应在计算的基础上适当加大桩间土宜采用挂网喷砼封闭防、排水要求同上第32页/共57页某广场基坑加强喷锚支护设计示意

（2006—2007）普通锚杆加长锚索竖向微型桩工程概况：一、开挖深度10m左右，侧壁至坑底主要为老粘性土二、支护设计特点

1、用普通锚杆形成加筋土挡墙

2、用加强锚索对加筋挡墙再次实行锚固

3、竖向微型桩能起到加强面板刚度、有效分配加长锚索锚固力的作用，同时也起到超前支护作用三、实施效果因工程停工一段时间，基坑开挖到位后空置近一年之久，仍然安全。2004年一场暴雨，同时不下6个类似地质情况的基坑发生事故，而本基坑依然安全无恙第33页/共57页某职工医院医疗综合楼基坑支护设计示意

(2007年)紧邻坑边的需要保护的4层楼房老粘性土≈10m微型桩第34页/共57页

地下水控制一、与基坑开挖有关的水文地质问题二、与地下水有关的基坑工程事故三、教训与经验四、过渡层的隔渗五、降水引起地面沉降的计算第35页/共57页武汉地区与基坑开挖有关的水文地质问题地下水类型含水层引起的问题上层滞水地表填土，多分布于老城区，受地面雨水及城市生活下水补给

开挖后排入基坑，可通过明排处理，对基坑影响不大，但有时因上层滞水排出引起地面下沉，使坑边简易民房开裂，地坪变形层间水（潜水或微承压水）一级阶地前缘浅部粉土，受地面雨水或上覆填土层补给，水位季节变化大

常分布于基坑侧壁，渗透系数低，难以用管井抽排，开挖后容易发生水土流失，导致边坡破坏。因此通常需要设置侧壁隔渗帷幕，但若帷幕封闭不严，少数漏点就可能对环境产生严重影响（地面大量下沉，建筑物受损）孔隙承压水一级阶地下部，顶板为上部粘性土，埋深10m左右；底板为基岩。其上部为粉土、粉砂与粘性土的交互层，通常称为过渡层，往下逐步变为粉砂、粉细砂砂、中砂、卵石。总厚度14～45m，一般30m左右。渗透系数及富水性逐步增大，由10-5cm/sec增大至10-1cm/sec。与江水有密切水力联系

对10m深左右的基坑一般交互层出现在侧壁及坑底。易形成管涌、淅水流土，引发事故。其渗透系数不高、且竖向渗透系数明显小于水平向渗透系数，因此难以通过管井抽排，即使在下部砂层中抽水，交互层水头下降也会滞后。在下部砂层中的承压水可能引起坑底突涌。管井抽水技术比较成熟，目前多用中深井（35m左右）降水。但降水可能引起周边地面不同程度的下沉，引起一定的环境问题。孔隙承压水高阶地上更新统老粘性土下的含泥粉细砂、中粗砂及砾石层，厚度不均，一般6～30m。含水性与透水性均较差对开挖深度大的基坑（如地铁车站基坑）影响较大。因含水层极不均匀，渗透系数低，难以用管井降水。开挖后可能产生流砂第36页/共57页与地下水有关的基坑工程事故项目事故概况原因简析

××大厦

1993侧壁大量流土，影响坑外地面变形范围达25米，新建立交桥下沉倾斜，损失达百万元以上对武汉地区浅层粉土的渗透稳定性问题认识不足，侧壁止水帷幕设计经验不足，大、中、小桩组合式的止水帷幕失效××大厦

1994坑壁漏水冒砂，地面下沉，导致临近边坡的煤气干管断裂，使数以万计的用户停气达8天坑壁淅土，坑外地面下沉，进一步发展直至煤气管破坏××广场

1994周边地面严重变形，导致中原电影院下沉开裂，三栋住宅楼倾斜开裂，仅中原电影院一项赔偿达150万元，总损失达数百万元部分坡段改变了先旋喷后施工锚杆的原设计，取消旋喷，直接施工锚杆，粉土沿锚杆孔上涌，引起流土

××大厦

1995坑外地面下陷，使邻近二层楼房（旧式洋房，曾为市领导住宅）破坏

侧壁粉喷帷幕封闭不严，管道泄漏，上层滞水泄向基坑，引起侧壁流土第37页/共57页项目事故概况原因简析

××广场

1995坑底承压水上涌，侧壁渗漏流土，坑外地面塌陷，致使通讯电缆断裂，赔偿费用数十万元

采用五面隔渗体处理地下水，帷幕及封底施工未能达到预期效果××大厦

1996

坑外变形严重，危及邻近建筑物及市政设施安全

降水井施工不好，侧封不严，坑内承压水上涌，水土流淅

××乐园1997坑外变形严重，邻近宾馆开裂，危及安全，紧急抢险费用达130万元侧壁旋喷止水帷幕封闭不严，薄层粉土流淅，加剧边坡变形××地铁车站2008坑底Q3含水层突涌，导致施工受阻，工期延长，环境受到一定影响部分地段地连墙未到底，留下渗水通道与地下水有关的基坑工程事故（续）第38页/共57页由事故得到的教训与经验

一、武汉地区水文地质条件复杂，因地下水引发的基坑工程事故很多。基坑支护设计必须重视地下水控制。将支护与地下水控制分割的做法是很不妥当的。二、对浅部粉土层和下部过渡层应以隔渗为主

1、隔渗帷幕宜封闭全部交互层。

2、隔渗帷幕可采用高喷、深层搅拌施工。高喷价格高，效果多不理想。深层搅拌（粉喷、浆喷）施工帷幕不应少于两排，搭接不少于15cm。推荐采用多头深层搅拌。

3、有条件时宜采用SMW工法水泥土连续墙或钢筋混凝土地连墙，支护兼隔渗。三、对深部承压水含水层采用管井降水技术成熟，但为了尽可能减轻对环境的影响，仍应对降水进行控制。

1、降水管井宜采用中深井，不宜采用完整井。

2、能进行减压降水的不进行疏干降水。

3、严格控制出水含砂量不大于1/100000。

4、坑底为交互层时，井管结构应有利于疏导交互层的水向下进入滤管。

5、配合施工进度，对降水进行动态管理，目标是尽可能减少抽水量，缩短抽水延续时间。

6、回灌措施收效甚微，一般不必考虑。第39页/共57页过渡层的隔渗粘性土交互层砂层隔渗帷幕

即使在管井降水条件下，过渡层水头下降也有滞后现象，仍有可能发生侧壁管涌或坑底突涌。要疏干过渡层中的水相当困难。设置可靠的侧壁帷幕是目前推荐的办法。帷幕底原则上应穿过交互层。经验表明，高喷帷幕多不可靠，提倡采用多头深搅，或SMW工法。有条件时采用地连墙。如采用普通深搅(粉喷或浆喷)施工帷幕，不应少于两排，对直径500mm的水泥土桩，纵向搭接150mm，排间搭接100mm。降水管井第40页/共57页Ms=M1×M2（介于0.15至0.81之间）

M1——与土类有关的系数对于一般粘性土M1=0.3～0.5

对于粉质粘土、粉土、粉砂互层M1=0.5～0.7

对于淤泥、淤泥质土M1=0.7～0.9

M2——与降水维持时间有关的系数维持时间在三个月以内时M2=0.5～0.7；超过三个月M2=0.7～0.9降水引起地面沉降的计算第41页/共57页降水引起地面沉降的计算的基本原理静止水位动水位含水层含水层底板1、计算范围包括整个含水层2、采用分层综合法，最终沉降值等于有效应力增量除以压缩模量乘以厚度，分层计算求和3、压缩模量取值应考虑计算分层深度的初始应力，即按压缩曲线对应压力阶段的斜率进行计算4、某一时刻的沉降取决于固结排水过程5、历史降水引起的沉降量可以扣除水头下降引起的有效应力增量第42页/共57页若干疑难问题的讨论一、在边坡稳定性分析计算中如何考虑水泥土加固体的贡献二、被动区留土对控制支护桩墙变形的作用如何估计三、双排桩支护如何设计四、分阶支护距离较近时如何考虑上下阶的相互影响五、”初始变形”六、突涌验算中如何考虑过渡性含水层第43页/共57页在边坡稳定性分析计算中如何考虑水泥土加固体的贡献

一、考虑加固作用，调整原土层的c、φ值。由于加固是不均匀的，调整原土层的c、φ值似不合理。二、维持原土层的c、φ值不变，将加固体作为增强体参与计算。为此需要提供水泥土的等效c值，按滑弧通过增强体的截面计算抗力。三、以上计算方法没有考虑水泥土桩随土体位移的情况；没有考虑水泥土受弯（受拉）破坏的情况。所以是非常粗略的近似方法。

四、以上方法，前者对于非均匀加固的情况而言似乎不合理，后者则假定前提过于简单，也很不理想。对于重要的基坑工程应慎用。当自然边坡安全稳定系数很低，指望加固体起到保持稳定的主要作用时不应使用。第44页/共57页用途粉砂、中粗砂、松散砾砂和填土可～流淤泥、粘性土和粉土止水12%～15%12%～13%挡土12%～14%15%～18%水泥掺入比（与加固土的重量比）28天单轴无侧限抗压强度由试验确定，无试验数据时参照下列经验数据取值水泥掺量为15%时的fcuk：

砂土：1.1～2.0MPa粉土：0.6～1.1MPa粘性土：0.5～1.0MPa

淤泥质土：0.4～0.7MPa淤泥：0.3～0.5MPa

（引自：《加筋水泥土桩锚支护技术规程》CECS147：2004）水泥土加固体的强度

按fcuk确定强度设计值（以qj作为等效c值）：第45页/共57页被动区留土对控制支护桩墙变形的作用如何估计

目前基坑的开挖方式与地下结构施工顺序有下列几种：一、全面开挖顺作二、盆形开挖，周边留土全部顺作中间顺作，周边逆作三、逆作

其中盆形开挖是先施工基坑中间部位的主体结构，待中间主体结构施工至一定高度后再施工周边附属结构。这种施工方法可避免坑内设置密集的内支撑，给施工带来很大的方便，因此颇受欢迎。这种施工方法形成的一个工况是周边留土，在这种工况下，支护桩墙得不到支撑，只能依靠被动区留土来控制变形。给设计计算带来的问题是如何对这一工况进行计算。第46页/共57页盆形开挖（中心岛法）施工示意

在基坑面积大，不便于设置内支撑的情况下，可采用中心岛法施工，可顺作、逆作，或部分逆作。支护设计应适应各种不同开挖方式。中间开挖到位，周边留土施工中间主体结构利用主体结构设置水平撑或斜支撑第47页/共57页天津方法计算水平向基床系数K：K=αβmzα——反压土形状系数，与反压土形状有关，

α=SΔFKH/SΔAGHβ——松弛修正系数，可取0.5～

1.0，根据经验确定

天津方法对我们是有启发的。但初步试算结果似乎对留土高度很敏感，而对留土宽度不敏感，因此认为还需要进一步改进。被动区留土对支护桩（墙）变形控制作用的近似计算AMGLCFHEDENK反压土弹簧45°+Φ/2第48页/共57页双排桩支护的设计计算1、将双排桩及桩间土视为一体，假定主动土压力作用于后桩。将桩间土视为弹簧，土压力通过这些弹簧传递到前桩。前桩嵌固段的被动抗力按“m”法计算。

2、桩间土传递压力的多少决定于前、后桩的位移差和桩间土的弹模。桩间土对后桩产生抗力，对前桩则为作用力，两者大小相同，方向相反。

3、桩间土除压缩变形外，还将发生剪切变形，由此也会产生抗力。前桩被动区抗力主动土压力桩间土作用力主动土压力双排桩计算模型4、按照这一方法计算，可避免前后桩土压力的分配，可以考虑桩间土的作用。可通过杆件有限元或杆件与桩间实体单元的混合有限元求解。第49页/共57页双排桩支护应用情况

1、对开挖深度10m左右的基坑已经有多项成功案例。

2、多采用Φ800～900的钻孔灌注桩，一对一或二对一，前后排距离3～4d。桩间土全程加固或大部分加固。桩间软土必须加固。

3、按目前的经验，在开挖深度10m左右、一级阶地一般土质条件下双排桩的支护效果比较理想，正常情况下，桩顶位移不超过20mm。有的达30mm左右。

4、当被动区为软土时，双排桩也难以控制变形。需要结合被动区加固使用。

5、所需费用约高于单排桩加内支撑30～40%，但给施工带来很大方便，从缩短工期方面可得到一定的补偿。第50页/共57页分阶支护距离较近时如何考虑上下阶的相互影响9m16m0～14mAAAA

某地铁车站主体开挖深度25m，旁边物业区深度16m，之间高差9m。设计分阶支护，上阶落底地连墙（约65m）下阶排桩支护。上、下之间距离0～14m。设计时对上阶地连墙按开挖深度16m计算，专家论证意见认为这样计算偏于不安全。这一问题就是上、下阶支护的相互影响问题。在上下距离较近的情况下，上阶的被动区是下阶段的主动区。此时上阶的被动抗力和下阶的主动土压力都不能按照常规方法计算。地连墙排桩剖面平面第51页/共57页上下分阶支护的相互影响

上下距离过近，上阶被动抗力将传递至下阶，完全改变下阶的主动土压力，对上阶而言