基础工程第二二三

第一节概述第二节挡土墙第三节基坑支护的型式及特点第四节基坑支护的设计与施工

第六章支挡结构

4/29/20231第六章支挡结构第一节、概述

一、支挡结构的用途

支挡结构——能保持结构两侧的土体有一定高差的结构物称为支挡结构。支挡结构主要有两个方面的用途：一类是用作公路和铁路的挡土墙、桥台，水利、港湾工程的河岸及水闸的岸墙，这类支挡结构一般是先筑墙后填土，是永久性构筑物，常被称为挡土墙；4/29/20232另一类是用作工业与民用建筑的地下室外墙、基坑工程中的开挖围护结构等，这类支挡结构一般是先在地层中形成支挡结构后再开挖土体，它既可作为临时支挡结构，也可作为永久性地下结构的一部分，如用作地下室外墙的地下连续墙。支挡结构的用途还有边坡的加固支护等。随着大量土建工程在地形、地质条件复杂地区兴建，特别是大、中城市高层建筑施工中深、大基坑工程的大量出现，支挡结构显得越来越重要，支挡结构的设计计算也将直接影响到工程的安全稳定和经济效益。4/29/202334/29/202344/29/202354/29/202362004年10月25日晚8点40分左右，正在开挖作业的中环线3.5

标北虹路地道工地发生基坑坍塌事故，坍塌范围长近40米，深约10米，由于发现及时，未造成人员伤亡。

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二、支挡结构的类型支挡结构一般由挡土（挡水）和支撑拉锚两部分组成。挡土（挡水）部分称为挡土结构（或围护结构）支撑拉锚部分称为支锚结构支挡结构类型的划分方法：可按挡土结构的刚度、平衡方式分类也可按支锚结构形式分类还可按组成支挡结构的建筑材料以及施工方法和所处环境条件等进行分类。4/29/20238

（一）按挡土结构的刚度分类支挡结构按挡土结构的刚度可分为刚性支挡结构和柔性支挡结构。所谓刚性支挡结构是指挡土结构的刚度很大，在外荷作用下主要产生刚体位移的支挡结构，如重力式挡土墙、基坑工程中使用的水泥土桩墙等，刚性支挡结构一般以重力作为其主要的平衡力。所谓柔性支挡结构是指具有一定抗弯能力，在外荷作用下的变形以弹性变形为主的支挡结构，常见的柔性支挡结构有板桩墙、钻孔灌注桩柱列式挡土墙和地下连续墙等。4/29/20239（二）按挡土结构的力平衡方式分类在支挡结构中常见的力平衡方式有重力式、悬臂式（图6-1a）及支锚式（图6-lb）。（a）悬臂式（b）支锚式图6-1支挡结构的力平衡方式分类4/29/202310（三）按支锚结构的形式分类支挡结构的支锚形式有外支撑和内支撑之分。内支撑方式又可分为水平撑（图6-2a）、斜撑（图6-2b）及其组合形式(a)水平撑(b)斜撑图6-2常见内支撑型式4/29/202311外支撑方式中常见的有锚杆式（图6-3a）、锚定板式（图6-3b）和土钉式（图6-3c）。

(a)锚杆式（b）锚定板式(c)土钉式图6-3常见外支撑型式本章将按支挡结构的两大类用途——挡土墙和基坑支护，分别介绍其结构型式及设计计算的基本原理。4/29/202312第二节挡土墙

一、挡土墙的结构型式及特点

挡土墙就其结构型式主要可分为重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙等类型。

（一）重力式挡土墙重力式挡土墙如图6-4a所示，墙面暴露于外，墙背可以做成倾斜和垂直的。墙基的前缘称为墙趾，后缘称为墙踵。重力式挡土墙通常由块石或混凝土砌筑而成，因而墙体抗拉强度较小，作用于墙背的土压力所引起的倾覆力矩全靠墙身自重产生的抗倾覆力矩来平衡。重力式挡土墙具有结构简单，施工方便，能够就地取材等优点，是工程中应用较广泛的一种型式。4/29/202313图6-4挡土墙主要类型4/29/202314（二）悬臂式挡土墙悬臂式挡土墙一般由钢筋混凝土建造，它由三个悬臂板组成，即立壁、墙趾悬臂和墙踵悬臂，如图6-4b所示。墙的稳定主要靠墙踵底板上的土重，而墙体内的拉应力则由钢筋承担。这类挡土墙的优点是能充分利用钢筋混凝土的受力特性，墙体截面较小，在市政工程以及厂矿贮库中广泛应用这种挡土墙。

（三）扶壁式挡土墙当墙后填土比较高时，为了增强悬臂式挡土墙中立壁的抗弯性能，常沿墙的纵向每隔一定距离设一道扶壁，故称为扶壁式挡土墙，如图6-4c所示。（四）其他一些结构型式如锚杆挡土墙、锚定板挡土墙、加筋土挡土墙等，如图6-5所示。4/29/202315图6-5挡土墙的其他一些结构型式4/29/202316

二、重力式挡土墙的设计

挡土墙的设计主要包括以下工作：1、认真分析地形、地质、填土的性质及荷载条件等资料。2、根据地形和平面布置，结合当地经验和现场地质条件，并参考同类或已建成的经验，初步选定挡土墙的体型和尺寸。3、进行挡土墙的验算，如不满足要求，则应改变截面尺寸、结构类型或采取其他措施。4/29/2023174、做好排水设施。若所设计的挡土墙无挡水要求时，必须做好排水设施。挡土墙所在地段往往由于排水不良，大量雨水经墙后填土下渗，结果将使墙后侧压力增大，土的抗剪强度降低，造成挡土墙的破坏。5、控制填土质量。挡土墙的回填土料应尽量选择透水性较大的土，例如砂土、砾石、碎石等，这类土的抗剪强度较稳定，易于排水。不应采用淤泥、耕植土、膨胀性粘土等作为填料。填土压实质量也是挡土墙施工中的一个关键，填土时应分层夯实。4/29/202318

三、重力式挡土墙的验算

重力式挡土墙的破坏模式通常有下列五种基本形式：整体滑动破坏（图6-6a）墙体倾覆破坏（图6-6b）墙体水平滑移破坏（图6-6c）地基承载力不足导致变形过大，墙体丧失作用挡土墙强度不够导致墙体断裂破坏（图6-6d）4/29/202319(a)整体滑动破坏，(b)墙体倾覆破坏，(c)墙体水平滑移破坏；(d)挡土墙强度不够导致墙体断裂破坏图6-6重力式挡土墙的破坏模式4/29/202320重力式坛挡土墙收的五种砖基本破韵坏模式导决定了趟在重力末式挡土象墙的设改计计算烈中必须鉴包括下深列内容刃：整体稳璃定性验艘算抗倾覆稳郊定性验算抗滑移稳淹定性验算地基承颠载力验自算墙身强度努验算4/24拴/202言321在上述逃的计算代内容中监，有关获墙身强枯度的验修算应根朴据墙身赴材料分毙别按砌滤体结构字、素混去凝土结活构或钢螺筋混凝叶土结构佛的有关宇计算方血法进行纳；整体哨滑动验像算可根向据土坡岗稳定验籍算方法念中的圆普弧滑动粮面法进挑行。以湾下将介建绍：抗倾覆贤稳定性阴验算抗滑移稳乔定性验算地基承捷载力验底算4/2骡4/2圈02322图6-7聚表示作用桨在重力式瓶挡土墙上聋的各作用盖力，它们艳是：(1)土压力：是作第用在重业力式挡揭土墙上喇的主要争荷载。贫当墙体晶向前位霸移（转历动或平吓移）时宰，在墙艇后作用纳有主动土哀压力Ea，静水压坝力Ew，在墙前退作用有被动土蜓压力Ep。土压力上的计算可赚采用朗肯厅土压力理输论，水压阵力的计算马既可与土摊压力合算剪，也可分甲开计算，颈视具体情决况选用。图6-服7重力驳式挡土诵墙上的壳作用力4/2决4/2轿02323(2)墙身自研重W:作用职在挡墙的屋重心上，隙方向向下游。(3)墙底反力：包括鼠水平反拍力ΣH和竖向犬反力ΣV。以上是作添用在挡土洋墙上的正筑常荷载，怕此外，在放地震区还摊要考虑地震作稻用的影响。4/24们/202判324（一）鼠抗倾覆透稳定性未验算因为挡土旗墙在主动贞土压力作辆用下可能撤绕墙趾O旧点转动倾龄覆（图6誉-8a）赏，所以定淡义对O点班的抗倾覆茫力矩与倾包覆力矩之蓝比为抗倾坛覆稳定安单全系数Kq，其计五算公式饲为：(a)半抗倾覆涨稳定验仍算图6－移8重力似式挡土征墙稳定危性验算4/2伪4/2烤02325(6-1菊)抗倾覆稳允定安全系卡数Kq：式中Eaz—主动土快压力的垂殖直分量，Eaz=Ea·co忙s(-δ)，k径N/m蒙；Eax—主动哀土压力们的水平萌分量，Eaz=Ea·sin音(-δ)，kN所/m；xf—主动寺土压力漏作用点出离O点苗的水平挂距离，xf=b-z·ct方g,m；zf—主动土示压力作用泥点离O点仗的高度，zf=z-b·tgo，m；W—挡土六墙每延燥米自重缝，kN睁/m；x0—挡土辟墙重心侮离墙址急的水平马距离，射m；—挡土礼墙墙背兆与墙底甜面之间驱的夹角规，；0—挡土抬墙墙底纹倾角，；δ—土与蓝挡土墙央墙背之愉间的摩森擦角，；z—主动土任压力作用渴点离墙踵蒙的高度，凤m；b—墙底的堆水平投影春宽度，m塔。4/24索/202讨326一般情况发下抗倾覆忘稳定安全靠系数必须促满足：Kq≥l.5协0同时也它应注意拆，当墙悼底土较羞软弱时骡，挡土宏墙在倾贯覆的同福时，墙渗址可能仔会陷人薪土中，拴因而力垒矩中心洗O点将村向内移女动，导糟致抗倾梢覆稳定怕安全系毅数的降怒低，所懒以在应竿用式（径6-1掘）时应胳注意地汪基土的蹲压缩性胶。4/2是4/2着02327（二）抗那滑移稳定气性验算在抗滑移受稳定性验者算中，将W和E都分解刷为垂直固和平行共于墙底喘的分力表，然后面计算平锋行于墙并底的抗协滑力和磁滑动力劈燕（图6晃-8b彩)，定吵义抗滑滩力和滑赴动力之伙比为抗老滑移稳众定安全盟系数Kh，可按下贩式计算：(b)抗淡滑移稳定扁性验算图6－直8重力扶式挡土油墙稳定轨性验算4/2卸4/2胖02328抗滑移难稳定安产全系数Kh：(6-2禾)土对挡墙星基底的摩倚擦系数睁表6叫-14/2造4/2狐02329（三）亲地基土携承载力桑验算地基的彩承载力扑验算方吧法，一丹般与偏袖心荷载惜作用下敌基础的播计算方梅法相同魂，即：(6-据3a)(6-3缝b)式中p—基底平原均压力(躬kPa)山；pmax—基底奔最大压湖力(k陵Pa)楚；f—持情力层地捡基承载移力(kP惯a)。4/24酱/202塞330例题6欺-1某挡土孝墙高H=6m，友墙背直立返，墙背光添滑，填土波面水平，首用毛石和傲M2.5构水泥砂浆现砌筑；砌踪蝶体重度=22痒kN/伟m3，填土胖内摩擦麦角=40o，粘聚力c=0,钳重度=19k纱N/m3；基底便摩擦系烈数=0.5药，地基设制计承载力f=180溉kPa。吩试设计此土挡土墙。[解]瘦：（1钻）挡土个墙断面舰尺寸的掌选择重力式贷挡土墙顶宽约为H/12，底宽可取(1/2恶~1/3丈)H。因此荣初步选匹择顶宽未为0.慢7m，斩底宽b为2.飘5m，笨如图6卸-9所楚示。4/2岗4/2盲02331（2）摩土压力叶计算（3）品挡土墙膜自重及抚重心将挡土蝴墙断面起分成一才个三角培形和一广个矩形绪，如图驶6-9斧所示，饥分别计似算它们粪的自重稼。4/2锋4/2稠02332W1和W2的作用桥点离墙凝趾O点融的距离跌分别为：（4）抗聚倾覆稳定邪性验算（5）坊抗滑移弱稳定性石验算4/2兼4/2炼02333（6）地荐基承载力违验算作用在鸽基底的钥总垂直枣力合力作辫用点离社O点距滔离偏心距基底压力4/24惕/202则334（7）墙救身强度句验算取若干截戚面对墙身膏强度进行赌验算（如逐墙前地面敌处、墙身题变截面处哈），并计秀算所取验兆算截面上睁的压应力门和剪应力宾，按相关这规范即可帮判定墙身捞强度是否辛满足要求发。作业习狗题6-14/2疫4/2手02335第三节厌基坑支伐护的型式绕及特点基坑是为了附修筑建突筑物的继基础或专地下室瓶，埋设尾市政工毫程的管钓道以及仰开发地具下空间(如地铁车挑站、地下郊商场)等所开挖敬的地面以叫下的坑。基坑支护是为保证帆地下结构绘施工及基输坑周边环肺境的安全敞，对基坑贡侧壁及周泊边环境所快采取的支葵挡、加固量与保护措驼施。在基坑析施工时蚕，有的龟有支护竭措施，幼称为有支护泊基坑工凝程；有的则雕没有支护坦措施，称叉为无支护基尺坑工程。无支护诊基坑工抄程一般纸是在场荣地空旷吵、基坑愁开挖深筝度较浅踢、环境践要求不麦高的情记况下才各能采用花，如放捡坡开挖皇，这时羡主要应稼考虑边贫坡稳定绪和排水驻问题。4/24抓/202袜336无支护绳基坑工染程一般翅是在场岛地空旷登、基坑然开挖深须度较浅何、环境经要求不湖高的情泽况下才撞能采用甜，如放扎坡开挖诸，这时赵主要应辱考虑边朗坡稳定破和排水少问题。但随着木城市的已发展，请建筑物月基础深西度加大尸，建筑仆物及地校下管线从等也越咱来越密怀集，可锋施工的浮空间越储来越狭促小，而烘且周围驰环境要牺求更高轰，因此考相应的抄基坑工普程一般舅均需采辛用支护卡结构。本节主梯要介绍河有支护恭基坑工朴程的支公护结构炊型式及警特点。常见的孕支护结斗构类型道有：水泥土墙、排桩或地下连随续墙、土钉墙。4/24稳/202友337一、水忘泥土墙水泥土墙辫属重力式葛挡土墙，它是蒸依靠挡泡土墙本妈身的自鼓重来平汽衡坑内班外土压莲力差。第墙身材呜料通常牌采用水泥土搅拘拌桩、旋喷桩等(见舱图6－封10)矛，由于沫墙体抗蒜拉和抗漂剪强度李较小，咽因此墙竞身需做火成厚而策重的刚置性墙，百以确保娱其强度躬及稳定娘。优点：水泥土亮墙具有结咏构简单、灰施工方便桶、施工噪监音低、振屋动小、速兔度快、截造水效果好体、造价经继济等优点残。缺点：是宽踏度大，遇需占用猛基地红棉线内一围定面积病，而且呀墙身位劣移较大喊。水泥叨土墙主筒要适用牌于软土积地区、悔环境要尊求不高介、开挖献深度不膊大于6m的情况。4/24慈/202这338图6－1狡0水飞泥土墙4/2守4/2着02339排桩或壁地下连雀续墙式演挡土结烦构又称板式支护耕结构，由围护称桩墙和支梳锚结构组聚成。其材篇料一般为淋型钢或钢竹筋混凝土捏，能承受览较大的内汉力。属柔性支两挡结构。根据剂有无支矿锚结构跃可分成斜以下三迁种类型汽：(1)悬臂桩哨墙式挡继土结构：不设醒置内支藏撑或土垃层锚杆彻等，基削坑内施兄工方便亮。由于滴墙身刚乎度小，隶所以内侵力和变遥形均较聪大，当坐环境要钞求较高伶时，不演宜用于飞开挖较哪深基坑鉴（在软盈土场地俭中不宜庙大于5浊m）。二、排桩羡或地下连胳续墙式挡矩土结构4/24屯/202梳340(2)内支撑膏桩墙式薯挡土结眨构：设置谨单层或彩多层内踏支撑可控有效地件减少围惜护墙体贼的内力暴和变形奇，通过百设置多坊道支撑母可用于炒开挖很族深的基艇坑，但壁设置的惜内支撑碗对土方架的开挖贯以及地妨下结构替的施工玻带来较漂大不便薯。内支蒜撑可以喷是水平办的，也锄可以是劫倾斜的敞。(3)土层锚厨杆桩墙锐式挡土喷结构：通过固键定于稳定斩土层内的雪单层或多封层土层锚图杆来减少派围护墙体峰的内力与逝变形，设摊置多层锚臭杆，可用投于开挖深具度较大基府坑。4/2杰4/2血02341（一）围莫护桩墙的劣类型及特阅点1.钢板桩：如图环6-1遗1所示妙，钢板写桩截面逗形式有赞多种，织如：拉室森U形蓄、H形搬、Z形赔、钢管盘等。优点：是材番料质量铸可靠，已软土中聋施工速镜度快、满简单，酿可重复尘使用，申占地小愉，结合疯多道支跨撑，可陈用于较笑深基坑顿。缺点：是价宋格较贵宽，施工光噪音及壶振动大吃，刚度都小，变怪形大，慨需注意刚接头防销水，拔秒桩容易孩引起土末体移动牛，导致禽周围环饲境发生循较大沉例降。图6-幼11这钢板烦桩4/24陶/202蜻3422.钢筋混睡凝土板死桩：如图6础-12所柏示，截面红有矩形榫恐槽结合、工字形播薄壁和方形薄涝壁三种形蒙式。矩时形榫槽叔结合板哥桩两侧阵设置阴辫阳榫槽顾，打桩滔后可灌损浆，堵剑塞接头没渗漏。枝工字形真及方形拥薄壁截专面采用利预制和而现浇相晋结合的摘制作方戏式，此膛外在板己桩中间储需结合夏注浆来时防渗。优点：是造摘价比钢普板桩低涨。缺点：是施工功不便、工策期长、施编工噪音、熔振动大及密挤土大，漂接头防水德性能较差钩。图6-徐12望钢筋登混凝土震板桩4/2邮4/2岔023433.钻孔灌注购桩：作为征围护桩省的几种排平面布则置如图蔽6-1拥3所示陕，桩径铲一般在宗600萝~12搭00m乡丰m。当马地下水叶位较高丙时，相遭切搭接尿排列往说往因施餐工中桩内的垂直港度不能基保证以幻玉及桩体责缩颈等根原因，度达不到诸自防水络效果，踪蝶因此常跑采用间冶隔排列渣与防水庸措施相仓结合的惨形式，够可以采终用深层受搅拌桩篇、旋喷静桩或注孩浆等作元为防水尘措施。图6-1探3钻妥孔灌注桩4/2邪4/2各02344钻孔灌品注桩的优点：是施工锹噪音低，阅振动小，戏对环境影享响小，自仔身刚度、三强度较大泊。钻孔灌富注桩的缺点：是施工故速度慢，牌质量难控房诚制，需处晨理泥浆。钻孔灌注猛桩作为围喝护桩在软介土地区可槐用于开挖横深度在5呼~12m晶（甚至更剩深）的基否坑，但在卷砂砾层和兴卵石中施妈工应慎用薪。其它如树举根桩、挖怨孔灌注桩皱等与钻孔追灌注桩相柳似。4/2届4/2遗023454.SMW门工法：在水凝泥土搅稠拌桩内蹦插入H赌型钢或慢其它种奶类的受当拉材料宴，形成吊一种同茶时具有害受力和奶防渗两缝种功能弟的复合负结构形于式，即劲性水泥钻土搅拌桩荐法，日本称根为SMW抄工法。其割平面布置呆形式有多界种，如图误6-14老。优点是施工顺噪音低床，对环技境影响柜小，止诱水效果慎好，墙句身强度钥高。缺点是应用经轻验不足，师H型钢不敲易回收且芹其造价较远高。凡适合应台用水泥土稳搅拌桩的油场合均可坛采用SM牵W工法，吵开挖深度轨可较大。图6-1混4S袜MW工法4/24队/202鲜3465.地下连续素墙：在基坑稀工程中，对地下连续塞墙平面布疤置的几种典形式如图阁6-15贝所示。地陡下连续墙旦壁厚通常堡有60c葡m、80期cm及1伟00cm梯，深度可沈达数10松m。优点是施工删噪音低半，振动苦小，整肆体刚度屠大，能学自防渗脱，占地庸少，强徒度大。缺点是施工样工艺复架杂，造樱价高，佣需处理扬泥浆。可以在建含筑密集的聪市区施工助，常用于孕开挖10君m以上的晓深基坑，扒还可同时叫作为主体贝结构的组送成部分。图6-烧15贩地下当连续墙4/2赠4/2质02347钢结构：截面鞠一般为帖单股钢毒管、双台股钢管倒；单根施工字(离或槽、挪H型)帮钢，组暴合工字牢(或槽瓣、H型莫)钢等俱。安装禽、拆卸寨方便，由施工速滩度快，誓可周转存使用，户可加预此应力，伏自重小窗。缺点鞭是施工拴工艺要逮求较高键，构造柴及安装冷相对较炮复杂，芹节点质挽量不易从保证，湾整体性背较差。(二)懒内支撑超结构的谈类型和乳特点1.按材料分沿类现浇钢肉筋混凝雅土：截面一尊般为矩形眠。具有刚沉度大，强驻度易保证龟，施工方见便，整体弄性好，节滴点可靠，仿平面布置雷形式可灵呢活多变等迫优点。但亲支撑浇筑姻及其养护却时间长，拿导致围护积结构暴露扶状态的时述间长以及睬影响工期镰，此外自洁重大，拆老除支撑有撤难度且对御影响环境祥大。4/24疾/202泽348布置方式灯有多种，株如图6-从16所示裕。纵横对缸撑构成蔬井字形：这种布置寺形式安全登稳定，整以体刚度大砌。缺点是霜土方开挖羞及主体结腔构施工困居难，拆除属困难，造闭价高。往悼往在环境当要求很高要，基坑范战围较大时碎采用。井字型尚集中式员布置：挖土及攻主体结辜构施工跌相对较攀容易。晴缺点是规整体刚貌度及稳济定性不锁及井字水形布置途。角撑结尽合对撑：挖土及主英体结构施动工较方便连。缺点是但整体刚度蝴及稳定性滚不及井字嘱形布置的问支撑。基俱坑的范围兽较大以及日坑角的钝炼角太大时蛮不宜采用娃。边桁架：挖土及主易体结构施竖工较方便演，但整体虽刚度及稳灭定性相对序较差。适血用的基坑慈范围不宜引太大。2.按布置梁形式分歪类4/2序4/2渔02349圆形环奸梁：较经济，胁受力较合我理，可节划省钢筋混影凝土用量屯，挖土及抛主体结构炎施工较方削便。但坑忧周荷载不蓬均匀，土糖性软硬差车异大时慎添用。竖直向斜形撑：优点是插节省立观柱及支君撑材料亲。缺点牌：不易蓄控制基摆坑稳定稼及变形剃，与底情板及地滚下结构循外墙连刊接处结向构难处铜理。适牢用于开枝挖面积妈大而挖探深小的铺基坑。逆筑法：节省材泉料，基摧坑变形蛙较小。饺缺点是拘对土方步开挖及兼地下整编个工程拼施工组叮织提出灯较高的统技术要舅求。在晓施工场浮地受限贱制，或棉地下结外构上方错为重要浮交通道呀路时采愈用。4/2索4/2吴02350图6-1碎6内支防撑的布置火形式4/24篮/202疾351如图6-过17所示宪，土层锚泉杆体系由围檩、托架及锚杆三部分组婶成。锚杆桃头部将拉势杆与围护作墙牢固地将联结起来规，使支护吼结构承受殃的土侧向储压力可靠抬地传递到口拉杆上去浑并将其传执递给锚固畏体，锚固饭体将来自您拉杆的力昼通过摩阻赵力传递给凳地基稳固璃的地层中岭去。(三)土恢层锚杆的冶类型及特炊点土层锚抛杆优点是基坑开问敞，坑内像挖土及地氏下主体结条构施工方饱便，造价桌经济。适览用于基坑疾周围有较纽奉好土层，鸟锚杆施工缘瑞范围内无胶障碍物，沉周围环境弄允许打设刑锚杆等条赌件。缺点是稳定物性及变吉形依赖蚕于锚固缩慧的效果戏。图6-1沸7土禁层锚杆结预构4/2舱4/2遭02352土钉是用来加哗固或同时坊锚固现场批原位土体慢的细长杆天件。通常锯采用土中介钻孔、放小入变形钢好筋(即带毛肋钢筋)弟并沿孔全格长注浆的恩方法做成湖。土钉依蜜靠与土体从之间的界困面粘结力渔或摩擦力竭，在土体搁发生变形捕的条件下肾被动受力响，并主要鄙承受拉力舟作用。土锐钉也可采沿用钢管、引角钢等作授为钉体，捉采用直接侨击入的方桐法置入土丧中。三、支钉矮墙土钉墙是以土钉款为主要受岭力构件的砌边坡支护趟技术，它救由密集的爹土钉群、逢被加固的昼原位土体缠、喷射混透凝土面层蝴和必要的辉防水系统辅组成。如专图6-1窜8。图6－1读8土谅钉支护截捆面构造示苹意图4/24娱/202绪3531.墙体的粒宽度和盛深度：墙体宽逼度和深度少的确定与柳基坑开挖灭深度、范姑围、地质斯条件、周俊围环境、慨地面荷载止以及基坑钞等级等有驶关。初步抱设计时可定按经验确捏定，如上恩海地区一枕般墙宽可避取为开喊挖深度凭的0.齐6~0雾.8倍，坑底以域下插入深搁度可取馋为开挖劈燕深度的告0.8仰~1.载2倍。初步确班定墙体悼宽度和羡深度后趴，要进披行整体歪圆弧滑散动、抗姥滑、抗艺倾覆、诱抗渗验戒算以及笑墙体结皆构强度芝（正截蹲面承载役力）验吴算，以既验证是治否满足公要求。第四节笋基叨坑支护肠的设计钟与施工一、水晒泥土桩恋墙支护诉结构设涉计原理(一)设也计内容4/2后4/2狱023542.宽度方售向的布册桩形式：最简境单的布叠置形式绸就是不惭留空档利，打成稍实体，挤但较浪撕费，为寨节约工圣程量，叨常做成格栅式。水泥土掘墙采用格遭栅布置时价，水泥土驳的置换率手对于淤泥蜓不宜小于佩0.8，暗淤泥质土绿不宜小于扮0.7，效一般粘性圈土及砂土边不宜小于棍0.6；归格栅长宽各比不宜大词于2。3.墙体强度：水泥锯土围护姻墙体的套强度取龙决于水掉泥掺合艺量和龄仓期。水午泥掺合巧量是指穗每立方春加固体股所拌和剥的水泥访重量，券常用掺泥合量为具200泽~25娃0kg死/m3，一般急采用3枕2.5返普通硅伞酸盐水假泥。水决泥土围理护墙体探的设计忠强度一干般要求涛龄期一袋个月的无侧限抗薪压强度不柔小于0.润8MPa。为改虹善水泥甩土加固宏体的性帅能和提去高早期群强度，铃可掺入拍外掺剂它（如早羡强剂、蜂减水剂饿）。4/24头/202款3554.其笛它加强措勇施（1）墙顶现浇勾混凝土路咐面：厚度央不小于捆150私mm，碌内配双等向钢筋纸网片，节不但便欠于施工镜现场运胖输，也俯有利于菊加强墙斩体整体殃性，防稀止雨水隐从墙顶伞渗入挡得墙格栅抵而损坏挠墙体。（2）墙身插棕毛竹或鸟钢筋：插毛症竹时，源毛竹的叙小头直刑径不宜捷小于5疾cm，随长度不稿宜小于躲开挖深会度，插互毛竹能胡减少墙贿体位移茄和增强温墙体整聚体性；争插钢筋滴时，钢临筋长度筹一般为真1~2完m，由内于钢筋歌与水泥哀土接触遣面积小脸，因此约所能提校供的握绑裹力有肢限，但雨施工方劈燕便。（3）坑底加固：有的传场地基蒸坑边与富建筑红壳线之间袍距离有扫限，不牛能满足吼正常的均搅拌桩奔宽度的携要求，缎这时可蛮考虑减徐小坑底冒以上搅老拌桩宽秋度，加某宽坑底杀以下搅小拌桩宽芽度，因纺为这部役分搅拌浩桩可设雨置于底折板以下更，从而曾增强了萌稳定性宁，同时撤也能提凯高被动失区抗力押。4/2店4/2瓦02356(二)土浆压力计算作用于篮水泥土抢墙上的怖侧压力太可按朗金理论计算，即袋假设墙面绳竖直光滑冻，墙后土溜面水平，费土体处于牙极限平衡灵状态。地恰下水位以案下的土体各侧压力有郊两个计算编原则，即供水土合算奖和水土分篮算。1.水土分算就是分妨别计算忌土压力驼和水压梢力，两纵者之和颤即为总虑的侧压赏力。这草一原则歌适用于顷渗透性梁较好的仓土层，样如砂土吨、粉土廊和粉质容粘土。按水土分者算原则计培算土压力辅时，需采旅用有效重度，从理论跌上讲采用有效抗剪历强度指标是正确的麦，但当前睡工程地质皇勘察报告俊中极少提羡供有效抗盟剪强度指刘标，在一裁些工程实惧践中，常壁近似地采挥用三轴固架结不排水营或直剪固关结快剪试蠢验峰值指拆标来计算束土压力。4/2兽4/2香02357计算水地压力时档应按围汗护墙体济的隔水孕条件和烧土层的取渗流条滤件，先呈对地下鄙水的渗重流条件瓶作出判找断，区傻分地下懒水是处旗于静止荷无渗流飘状态还拆是地下鸟水发生排绕防渗淹帷幕底稍的稳定苍渗流状巡寿态，不熟同的状险态应采墨用不同捉的水压观力分布畅模式。2.水土合泪算适用于涛不透水僚的粘土皮层，并捡采用天然重经度。水土分算庭得到的墙磁上作用力舅比水土合搅算的大，凭因此设计预的墙体结民构费用高炕，而有些库土层一时卡难以确定嘱其透水性洞时，则需煮从安全使导用和投资市费用两方删面作出判核断。4/2漆4/2病02358（三）基挖本验算初步确腔定了墙冰体的宽湖度、深膨度、平裤面布置殖之后，盏应进行肉下列计虽算，以岸验算设权计是否涂满足变爸形、强餐度及稳新定等要泪求。水泥土墙钓的验算主者要有以下威一些内容担：（1）抗倾甚覆验算坛；（2）抗滑伪验算；（3）整体乌圆弧滑旁动稳定赵验算；（4）抗渗稳易定验算；（5）墙体盖结构强随度验算睬；（6）墙顶水缺平位移估杜算。计算简诞图见图6-1牌9所示。4/24衬/202亡359图6-拜19沃水泥型土挡墙什计算简宣图4/24毛/202蜡3601.抗倾覆胳验算抗倾覆唤验算常居以绕墙绸趾点A亦的转动济来分析霜，计算透公式为(6-朱1)式中半—帐—抗倾辈覆安全缺系数，休一般要怎求不小为于1.宋2；——围护畏墙的宽度荷、自重；——墙体宇平均重度踢，一般为淘18～1绘9kN/往m3；——主下、被动将土压力冲的合力哪；——主、携被动土压抬力合力作蛛用线距离圈墙底距离桌。4/24萄/202宗361抗滑验访算是指丙沿围护凭墙体底联面的抗汤滑动验恶算，验狼算公式骂为：业(6曾-2)式中枣—版—墙底抗背滑安全系排数，一般轿要求不小汗于1.2镜；——墙底虫土层的粘激聚力、内利摩擦角；——主、趣被动区土屿压力的合捐力。2.抗滑验盛算注意不宜唤采用以下钳公式计算教抗滑安全乒系数这是因为讽当搅拌桩栗插入深度慎较大时，Ep常接近于Ea，计算朝得到的既安全系从数偏大达，不安掩全。4/24波/202搬3623.整体圆弧兆滑动稳定怀验算水泥土争挡墙常旁用于软敞土地基但，整体闭稳定验雕算是一槐项重要摇内容，领可采用爪瑞典条省分法，湖按圆弧玩滑动面钢考虑，已土体抗笨剪强度乳可采用沿总应力静法计算程。计算绿公式如址式(6交-7)拴：式中Kz——圆杠弧滑动总稳定安腐全系数践，可取揪1.3膏；ci,φi——第特土条圆豆弧面经屈过的土树的粘聚腿力和内鹅摩擦角和；αi——第土廊条滑弧中舍点的切线量和水平线维的夹角；li——第志土条沿侄圆弧面族的弧长依，；qi——第结土条处狮的地面纪荷载；bi——第土田条宽度；wi——第土蜻条重量。(6-7其)4/2垃4/2今02363一般最危纤险滑动面田取在墙底微以下0.缠5～1.恐0m，滑灭动圆心位慎置一般在朽墙上方，羊靠近基坑陆内侧。按廊式(6-库7)通过气试算找出装安全系数饱最小的最失危险滑动忠面，相应耐的安全系节数即为整疏体圆弧滑掏动稳定安镰全系数。验算切榆墙滑弧累安全系技数时，急可取墙蓬体强度眨指标：当水泥色土无侧淋限抗压售强度>奶1MP采a时，伞可不计颤算切墙生滑弧安霉全系数辫。上述计挑算可通行过编制椒程序来兵实现。4/24冲/202同364由于基坑凳开挖时要财求坑内无师积水，坑亦内外将存姻在水头差剑。当坑底后下为砂土秘时，需验赤算墙角渗侄流向上溢泛出处的渗汽流坡降，赞以防止出刺现流砂现挥象；当坑邀底为粘性假土层而其大下有砂土饶透水层时浊，也需进铲行渗流验糕算。为便于计后算，且又辞能满足工僵程要求，碑可采用以观下方法进重行抗渗稳忍定验算(签图6-2掉0)。4.抗渗稳屿定验算hwDw图6-2唉0抗子渗验算图喝式4/24著/202首365(6-听8)式中Ks——抗伯渗流稳品定安全拌系数，阿一般不犯小于1谣.5~士2.0青，坑底床土透水诱性大时旬取大值测；ic——坑底向土的临界表水力梯度己，ic=(ds-1)/筛(1+e)；e、ds——坑底嚷土的天然准孔隙比、慎土粒比重下；i——坑底禁土的渗流普水力梯度穗，i=hw/L；hw——基腿坑内外木土体的赌渗流水斗头(m哑)，取缝坑内外齐地下水贸位差；L——最短惹渗径流线祝总长度(压m)，如从当防渗帷饼幕长度范浆围内各层怒土的渗透牺性相差不吧大时L=hw+2Dw+B（Dw为防渗帷愿幕在开挖庆面下的插酬入深度）辣，但当此迈范围内有平渗透性较泽大土层，邀如砂土、字松散填土碑或多裂隙艳土，计算L时应扣唤除这些围层厚度距。4/24草/202味3665、墙体结构糕强度验算（1）压夏应力验算式中0——基坑重要升性系数；cs——水泥土浩墙平均固重度；z——墙顶至是计算截融面的深兴度；M——单位长波度水泥产土墙截庭面弯矩最设计值骄；W——水泥土竭墙截面储模量；fcs——水泥土开聚挖龄期抗巴压强度设拴计值。（2）汽拉应力牌验算4/2降4/2律023676、墙顶水平杜位移估算水泥土垒墙墙顶胖水平位忽移计算弹是比较魔复杂的页问题，历实用上斑一般将蓝桩墙在断基坑开窝挖面处串分为上票下两段扣，见图而6-2挤1。开堂挖面以担上的墙逆身视为杯柔性结历构，按售悬臂梁寺计算其屑弹性挠晴曲变形e；开挖余面以下俭的结构汉则视为类完全埋取置桩，杏桩头（缺开挖面违处）作教用有水蚂平力H0及力矩M0。桩头水平境位移y0及转角0的计算方们法有两类尽：一类将素墙身视为签刚性桩，薄计算原理葬见第五章岁沉井计算左；另一类昆将墙身视攻为弹性桩扁，计算原迎理见第四丑章水平受胆荷桩计算蓝。实践中半还采用高规范建烫议的经煮验公式符估算墙贱顶的水棍平位移冰量。习题6-用2、6-帮3图6－池21辉墙顶怜位移计吗算4/24艺/202川368二、排桩委或地下连吩续墙式支原护结构设叔计原理排桩或猾地下连狸续墙式眠支护结排构属柔性支疾挡结构，下面假将从构准成排桩把或地下刻连续墙奥式支护纤结构的围护桩墙、内支撑及土层锚她杆三方面介娇绍这种支架护结构的蜘设计计算兼原理。（一）围护桩墙辜的计算排桩或地任下连续墙怜支护结构寺的围护桩探墙计算内吗容包括：围护桩墙搂稳定性验贺算围护桩墙汽内力变形摔计算4/24浸/202转3691、稳定性兵验算稳定性忘验算的辩内容有述：整体烟稳定性屋验算；鞭坑底抗崇隆起稳忧定验算阶；抗渗夹验算；凑坑底土尤抗承压纽奉水验算锄。（1）整体稳定光性验算：采用圆首弧滑动简杯单条分法厨。图6-22坑底抗隆起稳定验算图式（2）坑底抗吴隆起稳蝴定验算：以围护对桩墙底的恋平面作为忍地基极限椅承载力验啦算的基准名面，参照碎普朗特尔边和太沙基更求地基极耗限承载力滤的公式，撞滑移线形件状如图6饱-22。偶该法未考槐虑墙底以鞠上土体的剪抗剪强度扰对抗隆起因的影响，缴也未考虑棵滑动土体胁体积力对拳抗隆起的准影响,计酷算公式为捕:4/24排/202误370式中Kwz——抗隆挡起稳定安遵全系数，密一般要求誉不小于1显.7～2棋.5；γ1——坑碗外地表员至围护坏墙底范选围内，说各土层按重度的佛厚度加版权平均延值(k防N/m3)；γ2——坑内亭开挖面至株围护墙底码范围内，斗各土层重亲度的厚度就加权平均黑值(kN抖/m3)；h0——基坑穿开挖深度鲜(m)；D——围院护墙在泳基坑开屿挖面以扇下的插堤入深度拴(m)克；q——坑外刮地面超载颜；Nq、Nc——地狠基土的孩承载力算系数。4/2滔4/2处02371（3）抗渗验算当围护墙挎体外设防屿渗帷幕时雪，抗渗验戴算应计算声至防渗帷输幕底；当叨采用围护蛙墙自防水畜时，抗渗骑验算应计韵算至围护岔墙底。为便于颗计算，洋且又能赚满足工矮程要求依，可采态用水泥饼土墙抗砍渗稳定播验算表棉达式（睬6－8唯）进行歉相同的掏验算。（4）坑底土抗震承压水稳漂定性验算基坑开挖间面以下有渔承压水层扭时，应按额式(6-区14)验碰算坑底土覆抗承压水优稳定性，候见图6-脏23。验算公嚷式中未悠考虑上豆覆土层玻与围护蹈桩墙之目间的摩翁擦力影辟响。4/2床4/2吐02372式中Ky——坑底朵土抗承压边水头稳定玩安全系数继，一般不向小于1.活05；pcz——基坑圈开挖面以侮下至承压集水层顶板决间覆盖土旱的总自重令压力(k题Pa)；pwy——承压插水层的水伴头压力(呀kPa)葬。图6-2愚3抗承呢压水验算效图式4/2肯4/2屯023732、内力变形党计算桩墙结服构的内盒力变形融可按平快面问题础来简化靠计算，狠排桩计谊算宽度喉可取排尤桩的中西心距，芳地下连糊续墙计论算宽度鉴可取单扰位宽度感。目前培在工程迁实践中姑内力变传形计算徒应用较括多的是极限平衡宣法和弹性支点例法（竖向辨弹性地申基梁法秧）。对于悬帜臂式及龄支点刚冈度较小涌的桩墙分支护结治构，由告于水平恐变形大唇，可按冲如图6-2僻4(a件)所示的极续限平衡法谋计算；当支点刚舞度较大，教桩墙水平卵位移较小请时，可按室如图6-2蒸4(b妙)所示的智弹性支答点法进驶行计算训。4/24节/202坡374(a)洪极限平衡吃法；(b模)弹性罩支点法图6-泰24歌围护桩关墙内力变海形计算图池式4/24砍/202泄375（1）极限平衡聚法假定作用诉于围护桩终墙前后的肉土压力达北到被动土烦压力和主在动土压力剪，在此基畅础上进行征力学简化旨，将超静持定问题作臭为静定问惨题求解。律属于这种剩类型的如茧静力平衡征法、等值盲梁法、太俩沙基塑性扮铰法、等折弯矩法和刃等轴力法搬等。下面寺介绍静力平衡绞法和等值梁花法。I、静阳力平衡辱法静力平衡幕法根据支呜挡结构所额受的主动层、被动土腐压力的大营小、方向哭、作用点党的位置，家然后按静溜力平衡条肌件进行解誓答。4/2坏4/2洋02376对于悬臂式讯板桩墙的计算男，可以眠采用图撤6-2联5的计穿算简图售，由作款用在板幸桩墙上塌的主动涂土压力希和被动谷土压力白对桩底恨端B点的力矩乔平衡条件看∑MB=0，己求得板戏桩墙的粘有效嵌血固深度t：图6－25悬臂式板桩墙计算简图4/2盏4/2学02377（6-炭17)由式（仪6－1叶7）经轨过试算纹可得出筐t的值气。板桩准墙在坑盲底以下痰的最小插入骡深度（或称返为嵌固弄深度）lc可按下式购确定：(6-1柄8)（6－欲19）4/2悉4/2长02378如果在善桩体后界侧有水班压力及锣地面超漫载等，酿可将它挎们的影弱响叠加辱在净土册压力Ea上，然拖后按上坚述方法革计算。所以最大弯辱矩为：（6－竿21）（6－候22）4/24批/202蹦379对于单支撑点稿板桩墙（图6泡-26识），如等果下端乱入土较赚浅，其惯下端可塞产生转谦动，板单桩墙在众土压力肯作用下陪将产生株弯曲变潮形。先征假定板箭桩墙的曲有效嵌姐固深度t，根据膏锚定点A的力矩平业衡方程∑MA＝0可得什：图6-26单支撑点板桩墙计算简图由上式陈经过试雪算即可姨得板桩虏墙有效谁嵌固深蹦度t。板桩拣墙在坑殿底以下枯的最小殃插入深领度lc仍按式（轨6－19劫）确定。4/24返/202饲380最大弯溜矩为：根据最患大弯矩秋截面的趴剪力等尾于零，鞠即可求色得最大吃弯矩截钟面距土戴压力零补点的距泄离：（6－玻25）（6－多26）4/24律/202锁381【例题6-驶2】在砂质柄土层中开直挖一深度喝为h=4.盗0m的纸基坑，竭拟采用呀悬臂板关桩支挡恨结构。路砂质土仿层重度等为19逗kN/锦m3，内摩抖擦角为φ=20匹°,粘撤聚力为苦0。请棒确定板退桩的最圈小长度训及最大握弯矩。【解】由式(腿6-1裁8)得4/24彼/202典382将以上各春值代入式旬(6-1夜7)，可纯得有效嵌意固深度t增大系数K’f取1.户4，由匹式(6秋-19垮)可得4/24弱/202花383由式(伏6-2块1)，刘可得由式(局6-2方2)，尽可得习题6-伸44/24雅/202概384II、等值梁未法等值梁才法是一缸种简化片的计算鸦方法。霸如图6敢-27虚所示，穷图6-寺27(a)中表法示一根劈燕一端固乳定（c点）而询另一端训(a点)简支香的梁；图宝6-27忽(b)中弯缝矩的反培弯点在b点，该铜点弯矩饥为零，头如果在b点将梁切努开，并规物定b点为芹左端梁的许简支点，悄这样在ab段内的鸭弯矩保奔持不变性，由此蔑把梁ab梁称之为ac梁ab段的等值宋梁。图6-27等值梁法基本原理4/24昌/202以385等值梁昆法应用爱于板桩分墙等柔煎性支挡害结构的折计算时冬，首先烘应当知辅道正负弯矩准转折点b点的位置。由于b点的位置冠在开始计活算时是未居知的，因椅此如何确凑定b点的位置饿就是应用谱等值梁法责的关键。贡在这方面贺有以下几淹种假定和挠方法：(1）假定b点的位峰置为地藏面以下矩土压力脾强度等宜于零处险，这种袍方法在剖实际工嘉程中运吐用较广四泛；(2)假定b点位于茅坑底开闹挖面与肯板桩的老交点处咐；(3)根据太沙土基(Ter胶zag偏hi)给出的反区弯点距开衡挖面的深简度y与土体的排内摩擦角φ的近似关衡系（见表6-2），这从适用于滨均质无爹粘性土粪、地表踢无超载钳、墙后捷无较高植地下水宁位时的坊情况；(4)根据土层辩标贯试验厉资料确定眠（见表6-3）。4/2率4/2跳02386下面以衫单支点惭板桩墙赢（见图脊6－2驳6)为符例说明咳等值梁味法的应与用。先计算炕板桩墙令上各点誓所受的贤主动土要压力和跟被动土恰压力；将板桩在O点切开，怠把板桩墙甲分为上、佣下两段，仔在切面处评弯矩等于风零，但存巾在剪力Qo；把板桩墙都上段作为蔑简支梁，荣所有的力辟对O点的力矩所满足平衡俩方程ΣM0=0：图6-26单支撑点板桩墙计算简图4/24辱/202钩387由此即辛可求得晴单位宽造度支点田水平力抱：（6－搅28）再根据冶对支点A点的力资矩平衡武方程ΣMA=0即遍可求得雨剪力Q0：（6－2驴9）把板桩墙嘱下段OB作为隔码离体，谜所有的膨外力对B'点取矩孤：就可求践得板桩慕墙的有折效嵌固汪深度t：（6－纱31）板桩墙始在坑底俗以下的包最小插雅人深度lc仍按式读（6－梁19)始确定。4/2舒4/2笼02388【例题6捆－3】有一喘开挖深版度h=8.眼0m的罚基坑，基采用一邮道锚杆小的板桩锹支挡结牺构，锚源杆距离捡地面1碍.0m饭,水平袜间距a=2.碑0m。伸基坑周政围土层衔重度为猫18k和N/m3，内摩擦罚角为φ=20缎°,粘聚责力为0。匪根据等值决梁法计算辣板桩的最镰小长度、止锚杆拉力踢和最大弯载矩值。【解】4/24看/202烦3894/2疗4/2输023904/2婆4/2见02391习题6订-54/24沸/202秃392极限平衡禽法在力学市上的缺陷施比较明显睛，不能考岛虑开挖及但地下结构陕施工过程爱的不同工纷况对内力呈的影响，揪只是一种驳近似的计竿算方法，腔支撑层数疗越多、土循层越软、锡墙体刚度辨越大，则眼计算结果湾与实际的架差别越大离。在使用宿极限平衡漏法时，需辟要结合工重程经验对摄土压力和辜计算结果端进行修正大。同时，叫这种计算只方法不考庭虑也不能慰计算围护织桩墙的变掩形。当支点刚吩度较大，册桩墙水平诞