西南交大深基坑工程讲座课件

深基坑工程西南交通大学土木工程学院岩土工程系毛坚强2015年12月1.基坑工程综述2.基坑工程设计计算方法3.施工监测及信息化施工4.总结及展望（1）临时结构：安全储备小，风险较大。（4）综合性岩土工程问题：强度、稳定性、变形、渗流。（2）区域性和个案性较强。（3）综合性很强的系统工程：工程地质、岩土、结构、环境。（5）设计与施工需考虑时空效应。（6）与周边环境关系密切，对其影响较大。1.基坑工程综述1.1基坑工程的特点放坡开挖（无支护）及简易支护基坑支护形式土钉墙水泥土墙排桩地下连续墙1.2.1按支护结构形式分类1.2基坑的分类及方案选择单一型复合型单排桩双排桩悬臂式支撑式（内撑）锚拉式（外锚）悬臂式支撑式（内撑）支护结构与主体结构结合的逆作法1）水泥土重力式围护墙

（4）计算时作为刚性结构（重力式的）。

（1）多用于软土，深层搅拌法或旋喷法施工。

（2）通常基坑开挖深度7m。

（3）墙宽0.7~1.0倍的基坑开挖深度，多采用格栅式布置。深层搅拌机成孔2）土钉墙支护结构（1）构造和施工插筋、挂网、注浆喷混凝土（2）优点ⅰ）结构轻，柔性大，有良好的延性，抗震性能好。ⅱ）施工设备简单，所需场地小，方便灵活，施工速度快。ⅲ）材料用量及工程量小，工程造价低（为其他类型支护的2/3~4/5）。（3）缺点ⅰ）基坑深度有限。ⅱ）土层变形及沉降不易控制。（4）适用范围

ⅰ）地下水位以上、自稳性较好的土层（一般黏性土、弱胶结或较密实的无黏性土）；

ⅱ）埋深不很大（12m，非淤泥质土；6m，淤泥质土）；

ⅲ）土层变形控制的要求不严格；

ⅳ）有较宽松的施工场地。（土钉不超出红线外）15m成都地铁车站基坑（基坑深度15m，土钉支护）土层变形过大造成的裂缝土钉墙+预应力锚索土钉墙+微型桩+预应力锚索复合型土钉墙3）排桩支护结构桩的类型板桩（钢、钢筋混凝土预制）钢筋混凝土桩（预制、现场灌注）钢筋混凝土-素混凝土咬合桩型钢水泥土搅拌墙（SMW）（1）类型支撑形式内撑外锚预应力锚索（锚杆）水平：单向、双向、桁架式竖向（立柱）竖向斜撑内撑外锚斜撑（2）平面布置形式（3）优点ⅰ）较土钉支护适于更深的基坑，能较好地控制土层变形。ⅱ）较地下连续墙施工工艺简单，成本低，平面布置灵活。（4）缺点防渗及整体性不如地下连续墙。钢板桩+钢管内撑排桩支护（地铁车站基坑，深度23m，人工挖孔桩+4道钢管内撑）排桩支护（旋挖桩+钢筋混凝土内撑+钢管内撑）双向钢管内撑的基坑成都国金中心大厦基坑（最大深度34m）排桩支护：人工挖孔桩+9道预应力锚索人工挖孔桩+9道预应力锚索承压三型囊三式扩三体锚三索承压三型囊三式扩三体锚三索型钢三水泥三土搅三拌桩拔出型钢预制三桩支三护H型钢三内撑角撑立柱钢管三斜撑桁架三式内三撑成都三，绿三地蜀三峰46三8基坑临街三，地三下管三线多临地三铁二三号线3层钢三筋混三凝土三内撑1层钢三筋混三凝土三内撑+4道预三应力三锚索基坑三开挖三深度三约30三m灌注三桩+3层钢三筋混三凝土三内撑灌注三桩（直三径1.三2m，间三距2.三2m）地铁三车站出入三口钢筋三混凝三土内三撑灌注三桩+三1层钢三筋混三凝土三内撑+4道预三应力三锚索4道预三应力三锚索1层钢三筋混三凝土三内撑灌注三桩（直三径1.三2m，间三距2.三2m）成都三，绿三地蜀三峰46三8基坑疏排三桩+土钉三支护（1）组三成排桩三（单三排或三双排三）+土钉+（预三应力三锚杆三或内三支撑三）间距三：(2三~6三)D（2）原三理排桩三提供三主要三的支三撑力三并控三制变三形，三土钉三保证三桩间三土的三稳定三性。4）地三下连三续墙（1）优三点ⅰ）刚三度大三，支三撑能三力强三，基三坑稳三定性三好，三土层三变形三小。ⅱ）墙三身防三渗性三能好三，坑三内降三水对三坑外三影响三小。（2）缺三点ⅰ）废三泥浆三处理三。ⅱ）粉三砂地三层中三易坍三壁。ⅲ）施三工技三术要三求高三。iv）三厚度三具有三固定三的模三数，三不如三灌注三桩灵三活。ⅲ）可三作为三地下三室的三外墙三，缩三短工三期，三降低三造价三。（3）适三用条三件ⅰ）深三度大三的基三坑。ⅱ）周三围环三境对三变形三控制三要求三高。ⅲ）围三护结三构需三作为三主体三结构三一部三分，三且基三坑施三工阶三段具三有较三高的三防水三、防三渗要三求。iv）三逆作三法地三上、三地下三同步三施工三时，三多采三用地三下连三续墙三。39导墙施工导墙完成泥浆池成槽施工钢筋笼吊装锁口管起拔砼浇筑地下三连续三墙的三施工成都三火车三北站三扩能三改造三行包三房工三程基坑三深度15三.0三5m连续三墙厚三度1m，深三度32三m素混三凝土距地三铁最三小间三距10三.2三5m（2层地三下室三，逆三作法三施工三）5）地三下连三续墙+逆作三内衬用于三悬索三桥锚三碇基三础的三施工三。先三做地三下连三续墙三，再三分层三逆作三内衬三，并三开挖三。地下三连续三墙+逆作三内衬（阳三逻长三江大三桥锚三碇基三坑，三内径70三m，开三挖深三度45三m，墙三厚1.三5~三2.三5m）1）按基三坑与三主体三结构三施工三顺序三的分三类顺作三法逆作三法顺逆三结合三法1.三2.三2支护三结构三与主三体结三构结三合及三逆作三法主楼三先顺三作，三裙楼三后逆三作裙楼三先逆三作，三主楼三后顺三作中心三顺作三，周三边逆三作2）逆三作法优三点：ⅰ）楼三板成三为横三撑，三刚度三大，三省材三料。ⅱ）地三上、三地下三同时三施工三，缩三短工三期。ⅲ）以三首层三楼板三为施三工平三台，三节省三施工三空间三。缺三点三：ⅰ）技三术复三杂，三对施三工要三求高三。ⅱ）逆三作暗三挖，三作业三环境三差，三影响三结构三质量三。ⅲ）与三主体三结构三关联三度大三，受三主体三结构三进度三的制三约。半逆作全逆作适用三条件三：ⅰ）大三面积三开挖三，可三节省三支撑三。ⅱ）基三坑周三边环三境复三杂、三敏感三，可三控制三变形三。ⅲ）施三工场三地紧三张，三节省三空间三。ⅳ）工三期进三度要三求高三，缩三短工三期。3）支三护结三构与三主体三结构三（地三下）三的结三合ⅰ）围三护结三构与三地下三室墙三体的三结合三方式单一三墙分离三墙重合三墙混合三墙ⅱ）梁三（板三）与三围护三结构三的连三接“两三墙（三地下三连续三墙及三地下三室边三墙）三合一三”时，地下三连续三墙与三板之三间的三连接三可按三板的三厚度三（刚三度）三采用刚性三连接和铰接两种三方式三。板三的厚三度较三大时三（相三对于三连续三墙的三厚度三），三可采三用预三埋钢三筋接三驳器三、预三埋钢三筋等三刚性三连接三方式三，以三承受三弯矩三；较三小时三，则三采用三预埋三钢筋三或剪三力连三接件三等铰三接方三式。围护三结构三与地三下室三外墙三相互三分开三时，从结三构受三力、三构造三要求三及防三水的三角度三出发三，地三下室三外墙三与其三相邻三梁板三需同三时浇三筑，三故外三墙与三围护三结构三之间三有一三定距三离。三此时三需解三决两三个问三题：三一是三围护三结构三与梁三、板三之间三传力三体系三的设三置，三二是三边跨三结构三二次三浇筑三接缝三止水三和传三力体三系穿三外墙三处的三止水三。混凝土型钢组合支撑混凝土型钢组合支撑ⅲ）临三时立三柱与三结构三柱临时三支柱三是指三为满三足基三坑开三挖过三程中三支护三结构三受力三要求三而设三置的三立柱三，多三采用三角钢三格构三柱或三钢柱三，最三终作三为结三构柱三的一三部分三，“一三柱一三桩”是常三用的三方式三。当三临时三立柱三需承三担更三大荷三载（三常见三于上三部结三构同三时施三工且三楼层三较高三或局三部荷三载较三大时三），三也可三采用“一三柱多三桩”的形三式，三通常三其施三工较三为复三杂，三经济三性较三差。4）工三程实三例ⅰ）南三昌大三学三第二三附属三医院三医疗三中心三大楼围护三结构三：钻三孔灌三注桩施工三：全三逆作ⅱ）上三海世三博50三0k三V地下三变电三站工三程基三坑围护三结构三：地三下连三续墙+环向三水平三支撑;施工三：半三逆作基坑三面积50三00三0m2，开三挖深三度13三.3三m。若全三顺作三，临三时支三撑工三作量三大，三造价三高；三全逆三作，三暗挖三工作三量大三，出三土困三难。三最终采用中心三顺作三，周三边逆三作的方三法。②①③④⑥⑧⑦⑤⑤ⅲ）上三海仲盛三商业三中心三基坑上海国际广场二期基坑（逆作法）1.三2.三3各类三支护三方式三的适三用条三件2.基坑三工程三设计三计算三方法2.三3土钉三墙计三算2.三5基坑三变形三计算2.三1基坑三设计三原则三和内三容2.三2基坑三稳定三性分三析2.三6基坑三的时三空效三应2.三4排桩三、地三下连三续墙三结构三计算2.三1.三1原三则2.三1.三2规划三、设三计、三施工三、监三测内三容（1）满三足结三构强三度、三变形三、稳三定性三要求三，保三证周三围环三境安三全。（2）较三好的三技术三、经三济和三环境三效应三。（3）施三工方三便，三安全三。（1）建三筑场三地的三水文三地质三条件三勘查三及周三边环三境调三查。（2）支三护体三系方三案技三术经三济比三较和三选型三。（3）结三构设三计，三强度三、变三形、三稳定三性检三算，三土体三变形三验算三。（4）排三水、三降水三设计三，对三周边三环境三的影三响。（5）施三工方三案设三计。（6）监三测方三案设三计。2.三1基坑三设计三原则三和内三容2.三1.三3基坑三计算三的主三要内三容基坑三稳定三性整体三稳定三性抗隆三起稳三定性抗倾三覆、三水平三滑移三稳定三性（三重力三式支三护）抗渗三流、三承压三水稳三定性支护三结构内三力变三形截面三尺寸三及配三筋（三钢筋三混凝三土）变三形地表三沉降坑外三土体三变形坑底三隆起降水和开挖引起降水三和排三水系三统基坑三计算嵌固三深度（以三桩、三墙支三护结构三为例三）2.三2基坑三的破三坏形三式及三稳定三性分三析（1）开三挖坡三度过三陡、三土钉三长度三不够三、桩三（墙三）入三土深三度偏三浅，三无法三给土三体提三供足三够的三阻力三，导三致整三体失三稳破三坏。（2）支三护结三构强三度不三够，三在土三压力三作用三下发三生破三坏，三进一三步导三致土三体的三破坏三。常见三诱因降雨三或地三表水三的渗三入基坑三周边三堆载振三动2.三2.三1破坏三形式（3）因三地下三水的三渗流三导致三管涌三、流三砂，三承压三水导三致突三涌等三导致三基坑三土层三发生三破坏三。各类三支护三结构三的失三稳破三坏形三式隆起三破坏（1）土三体失三稳破三坏入土三深度三不够三或超三挖入土三深度三不够锚杆三长度三不够分区三开挖三，放三坡过三陡（超三大基三坑）（2）支三护结三构破三坏剪切三破坏弯曲三破坏（3）渗三透性三破坏坑底三突涌管涌三破坏涌三砂内撑三破坏锚杆三破坏排桩三支护三基坑三失稳三破坏基坑三失稳三破坏基坑三围护三桩折三断杭州三地铁三车站三基坑三破坏三（20三08年）杭州三地铁三车站三基坑三破坏三（地三下连三续墙三折断三）止水三帷幕三渗漏三，桩三间流三土地面三塌陷基坑三发生三流土三与地三面塌三陷基坑三坑底三承压三水突三涌自来三水管接头漏水自来三水接三头爆三管自来三水管接头漏水三导致三的基三坑破三坏2.三2.三2稳定三性分三析要求三：桩、三墙等三的嵌三固深三度、三锚杆三（锚三索）三的锚三固长三度应三足够三大，三满足三稳定三性的三要求三。1）悬三臂式2）单三支点安全三系数一级：≥1.25二级：≥1.2三级：≥1.15（1）支三挡结三构的三嵌固三深度三验算主动三土压三力合三力至底端的距三离主动三土压三力合三力至支点的距三离建筑三基坑三支护三技术三规程三（JG三J1三20三-2三01三2）主动三土压三力被动三土压三力3）双三排桩被动三土压三力合三力主动三土压三力合三力结构三及桩三间土三自重三之和（2）整三体稳三定性三验算下滑力矩抗滑力矩（土体）抗滑力矩（锚杆）瑞典三圆弧三滑动三法（通三过试算，确三定最三危险三滑面三，以三及相三应的三安全三系数三）安全三系数一级：≥1.35二级：≥1.3三级：≥1.25孔隙三水压三力锚杆三与滑三面的三夹角切向三分力抗剪三强度三（切三向）三增量（3）基三底隆三起稳三定性三验算安全系数一级：≥1.8二级：≥1.6三级：≥1.4隆起破坏2.三3土钉三墙计三算2.三3.三1土钉三的受三力特三点（2）不三同的三滑面三形式三假设（1）土三钉墙三的受三力主动三区：土体三通过三摩阻三力向三土钉三传递三荷载三。稳定三区：土体三通过三摩阻三力提三供承三载力三。土钉三上摩三阻力三方向直线滑面对数螺旋线滑面折线滑面复合型（3）土三钉与三锚杆三受力三特点三的对三比预应三力锚三索（三锚杆三）土三钉轴向应力摩阻力轴向应力摩阻力锚索三分自三由段三和锚三固段三，土三钉是三全长三粘结三的。在锚索的锚三固段三，锚三索的三轴力三随锚三固深三度逐三渐衰三减，三摩阻三力与三拉力三反向三。对土钉来说三，在主动三区，土三体向三坑内三产生三位移三，通三过摩三擦力三向土三钉施三加向三坑内三方向三的拉三力，三因此三土钉三拉力三随深三度逐三渐增三长，三直到三滑面三位置三；进三入稳定三区后，三土体三为土三钉提三供摩三阻力三，拉三力逐三渐衰三减。三故土三钉的三轴力三随深三度由三小到三大，三再减三小，三钉-土之三间的三摩擦三力有三正有三负。滑面三位置2.三3.三2土钉三计算破坏三形式三：单三个土三钉从三土中三拔出三。单根三土钉三所受三的拉三力（1）单三根土三钉抗三拉承三载力第j根土三钉土压三力土钉三间距土钉三与水三平面三的夹三角安全三系数一级:（不适用）二级：≥1.6三级：≥1.4轴向三拉力三调整三系数（调三整后三土钉三轴力三之和三保持三不变三）0.三6~三1.三0h主动土压力承载三力拉力单根三土钉三的抗三拔承三载力主动三土压三力折三减系三数1）土三压力三按基三坑侧三壁直三立（=9三0o）时三计算三。非三直立三时，三只有三部分三土压三力需三土钉三承担三，故1。2）基三坑侧三壁直三立（=9三0o）时三，=1。极限三摩阻三力h滑动三面（2）土三钉杆三体受三拉承三载力j土钉三滑动三面以三外穿三过的三第i层土（3）整三体稳三定性三验算同前三。稳定三段土钉三支护三基坑三失稳三破坏2.三3.三3复合三型土三钉墙三（联三合支三护）土钉三墙+预应三力锚三索（三锚杆三）（1）与三基本三型土三钉墙三相比三，可三适用三于更三差的三土层三和更三深的三基坑三。（2）与三其他三类型三支护三相比三，仍三保持三了土三钉墙三造价三低、三工期三短三、设三备简三单、三施工三方便三的特三点。土钉三墙+隔水三帷幕土钉三墙+微型三桩土钉三墙+隔水三帷幕+预应三力锚三索（三锚杆三）土钉三墙+微型三桩+预应三力锚三索（三锚杆三）土钉三墙+搅拌三桩+微型三桩土钉三墙+隔水三帷幕+微型三桩+预应三力锚三索（三锚杆三）特三点2.三3.三4工程三实例深圳三长城三盛世三家园三高层三住宅三基坑三（20三02，最三大开三挖深三度21三.7三m）（1）土三层（2）开三挖及三支护三方案土钉三墙+预应三力锚三索土钉三墙+预应三力锚三索土钉三墙+隔水三帷幕+预应三力锚三索土钉三墙+隔水三帷幕+预应三力锚三索+微型三桩（3）水三平位三移及三沉降三监测三结果（4）经三济效三益造价三约为桩+预应三力锚三索方案三的2/三3，节三省50三0~三60三0万元三。北侧三沉降东侧三沉降东侧三水平三位移南侧三水平三位移深圳三南山三文化三中心三区水三处理三站基三坑（1）工三程概三况（2）水三平位三移及三沉降三监测三结果2.三4排桩三、地三下连三续墙三结构三计算2.三4.三1荷载-结构三法土体三与结三构之三间的三相互三作用三完全三以荷三载的三形式三反映三。作三用在三结构三上的三荷载三为主三动（三被动三）土三压力三，不三考虑三挡土三结构三变形三所产三生的三土抗三力。荷载三（土三压力三）-结构荷载三（土三压力三）-弹簧三（土三）-结构初始三应力三场-土体-结构荷载-结构三法计算三模型三及计三算方三法分三类弹性三支点三法有限三元法三、有三限差三分法《建筑三基坑三支护三技术三规程JG三J1三20三—9三9》中悬三臂桩三的结三构内三力计三算模三型计算三模型三与结三构的三实际三受力三变形三相差三较大三，在三新的三“基三坑规三范”三中已三取消三。2.三4.三2作用三在结三构上三的荷三载-土压三力的计三算（1）经三典土三压力三理论土压力和位移之间的关系（刚性挡土结构）1）影三响土三压力三的主三要因三素a.土的三性质三；b.挡土三结构三位移三的方三向和三大小三；c.挡土三结构三的刚三度。假设三：墙背三光滑三、墙三后土三体处三于极三限状三态。土体三处于极限三状态时的三土压三力。3）Ra三nk三in三e土压三理论土压三力：沿高三度线三性分三布。三为土三体处三于极三限状三态时三的土三压力三，与三结构三的位三移及三变形三无关三。2）主三动土三压力三和被三动土三压力（2）规三范中三的土三压力三模式建筑三基坑三支护三技术三规程JG三J1三20三—2三01三21）地三下水三位以三上或三水土三合算三的土三层主动土压力系数主动三土压三力土重三产生三的竖三向应三力外荷三载产三生的三竖向三应力主动三土压三力被动三土压三力竖向压力被动土压力系数土重三产生三的竖三向应三力竖向压力被动三土压三力2）水三土分三算的三土层主动三土压三力被动三土压三力外侧三水压三力内侧三水压三力（3）土三压力三计算三时的三水土三分算三和水三土合三算适用三于黏三性土三，如三黏土三、粉三质黏三土等三。适用三于无三黏性三土，三如砂三、卵三石等三。水土三分算三：采用三浮重三度计三算主三动（三被动三）土三压力三，再三单独三计算三静水三压力三，最三后两三者叠三加作三为作三用在三挡土三结构三上的三土压三力。水土三合算三：直接采用三饱和三重度三计算三主动三（被三动）三土压三力。主动三土压三力系三数被动三土压三力系三数由于主动三土压三力：三分算>合算被动三土压三力：三合算>分算所以土体三的自三稳及三围护三结构三与背三后土三体的三分离基三坑冠三梁裂三缝土体三的自三稳高三度（4）实三测的三土压三力分三布形三式北京医院急诊楼天津无缝钢管总厂PU2铁皮坑上海太阳广场大厦陈塘庄码头（与三理论三计算三结果三相差三较大三）2）实三际土三压力三的大三小及三分布三形式三随支三护结三构的三位移三及变三形而三变，三分布三形式三较为三复杂三，预三先给三出其三分布三形式三及大三小是三不合三理的三。（5）土三压力三计算三小结3）只三有在三结构三位移三足够三大时三，土三体才三可能三处于三极限三状态三，在三目前三结构三设计三由强三度控三制转三向变三形控三制的三情况三下，三这种三状态三是很三难出三现的三。1）朗三肯（Ra三nk三in三e）土三压理三论假三设墙三背光三滑、三墙后三土体三处于三极限三状态三，所三求出三的土三压力三为线三性分三布形三式。4）结三构-土之三间的三摩擦三力对三土压三力有三直接三影响三，可三减小三主动三土压三，加三大被三动土三压。5）经三典土三压理三论对三应于三平面三应变三问题三。对三基坑三来说三，中三间部三分较三符合三，而三两端三则因三空间三效应三，可三能结三果会三相差三较大三。总的三来看三，按三目前三土压三力模三型计三算得三到的三结果三常与三实际三土压三力相三差较三大，三由此三导致三结构三内力三与变三形的三计算三结果三与实三测结三果相三差较三大。2.三4.三3荷载-弹簧-结构三法（弹性三支点三法）以弹三簧模三拟土三对支三护结三构的三被动三作用三。（1）计三算模三型2）假三定土三的抗三力与三该处三的水三平位三移成三正比三，即抗力三系数水平三位移计算模型计算宽度的确定1）桩三（墙三）后三采用三主动三土压三力，三桩前三以弹三簧模三拟土三的抗三力。初始三的土三反力三（主三动土三压力三）3）计三算宽三度（三即其三中一三根桩三的土三反力三的影三响宽三度）且土三抗力三的和三应小三于被三动土三压力三的和三：圆桩（d<1m）（d≥1m）新规三范土压三力旧规三范土压三力新规三范K法：ks不随三深度三改变三，多用于三岩层三。m法：ks随深三度线三性增三加，主要三用于三土层三。4）土三的水三平反三力系三数当结三构发三生单三位水三平位三移时三土所三产生三的抗三力。抗力三系数三的各三种计三算方三法土的三反力三系数三的比三例系三数反映三土的三刚度三的大三小（m越大三，刚三度越三大）三，对三支护三结构三的内三力有三重要三影响三。经验三公式挡土三构件三在坑三底处三的水三平位三移量三（mm），三小于10三mm时可三取为10。（MN三/m4）m可通三过桩三的水三平载三荷试三验等三方法三确定三。基坑三开挖三深度桩的三水平三载荷三试验（2）锚三杆和三内支三撑对三挡土三结构三作用三力的三计算即支三撑产三生单三位位三移所三需要三的力三。1）锚三杆的三刚度三系数（3）支三撑刚三度系三数的三计算支承三的刚三度系三数支点三处的三水平三位移支点三初始三（安三装前三）水三平位三移法向三预加三应力按抗三拔试三验结三果确三定荷三载锚头三位移计算三宽度锚杆三间距预应力锚杆荷载锚头位移Q2s2Q1s1按理三论方三法计三算锚杆三弹性三模量固结三体截三面积锚杆三截面三积复合三弹性三模量自由三段长三度锚固三段长三度轴向三力固结三体的三弹性三模量固结三体2）内三支撑三的刚三度系三数水平三间距计算三宽度支撑三不动三点调三整系三数支撑三松弛三系数弹模三及截三面积sba支撑三长度自由三段（4）双三排桩三的计三算模三型1）前、三后排三桩之三间的三土压三力前、三后桩三水平三位移三差2）桩三间土三水平三刚度三系数土的三压缩三模量前、三后桩三的净三间距3）桩三间土三初始三压力支护三结构三外侧三主动三土压三力计算三系数坑底三以上三土内三摩擦三角的三加权三平均三值初始三的土三反力破坏三面成都三御龙三山项三目基三坑双排三桩支三护结三构基坑预应力锚索双排桩基坑成都黏土（5）求解三方法1）有三限单三元法三的基三本概三念（三以梁三的计三算为三例）解析三法只三能计三算较三为简三单的三问题Pqq容易三求解比较三麻烦用解析三法求解三十分三困难基坑三支护三结构三计算三模型三，无三法用三解析三法求三解。（杆三系有三限元三法）q单三元结点1234567W1W2W3W8W有无限三多个自由三度已减三少到8个自由三度23456781通过三对计三算结三构离散三化的方三法使三复杂三问题三的求三解变三得可三能原本复杂的位移曲线已被分段的线性（或2次、3次）曲线所替代，有利于计算方程的建立。刚度三矩阵节点三挠度节点三荷载连续三体（三无限三多个三自由三度）离散三体（三有限三个自三由度三）。2）求三解过三程ⅰ）离三散化三：ⅱ）利三用能三量原三理建三立求三解方三程ⅲ）解三方程三组后三的到三节点三位移w。ⅳ）由三节点三位移三求得三各截三面的三弯矩三、剪三力等三。（6）算三例——成都三西南三电力三设计三院科三研设三计楼三基坑1）概三况支护三结构（人三工挖三孔桩+2道预三应力三锚索三）预应三力锚三索结三构图2）支三护结三构35三0k三N30三0k三N桩径1.三2m，桩三间距2.三5m3）计三算模三型（三理正三）层号土类名称层厚(m)1杂填土3.02中砂2.03卵石17.04强风化泥岩2.05中风化泥岩10.0层号土类名称重度粘聚力内摩擦角m值与锚固体摩(kN/m3)(kPa)(度)(MN/m4)擦阻力(kPa)1杂填土18.08.010.020.020.02素填土19.010.020.020.020.03中砂18.83.015.030.050.04卵石21.08.040.090.0260.05强风化泥岩22.0------70.0150.06中风化泥岩23.0------150.0300.04）材三料计三算参三数5）内三力及三变形三计算三结果弹性三支点三法经典三方法4）土三层的三力学三模型三仍偏三于简三单，三通过三计算三得不三到土三层的三变形三情况三。1）与三荷载-结构三法相三比，三考虑三了土三层及三结构三变形三特性三对结三构受三力变三形的三影响三，并三可得三到结三构的三变形三。5）参三数m对结三果影三响较三大，三但通三常没三有相三应的三试验三值，三同时m也不三是常三数（三与荷三载水三平有三关）三，这三会对三计算三结果三的准三确性三和可三靠性三产生三较大三的影三响。（7）弹三性抗三力法三总结2）可三较好三地模三拟基三坑施三工过三程对三支护三结构三变形三及内三力的三影响三。3）作三用在三桩（三墙）三背后三的土三压力三预先三确定三，在三计算三过程三中保三持不三变，三与支三护结三构的三变形三大小三无关三，这三与实三际情三况是三不相三符的三。初始三应力三场（三自重三应力三）为000开挖三前施做三支护三结构（1）三计算三原理静止三土压三力p02.三4.三4初始三应力三场-土体-结构三计算三方法（采三用有三限元三法、三有限三差分三法等三）开挖三后的三土压三力p11开挖三后=+u开挖三释放三荷载u1开挖三引起三的土三压力三变化p（墙三前为三正，三墙后三为负三）位移三场应力三场土压三力静止土压力p00u0=0（3）特三点1）与三前2种方三法相三比，三不需三对土三层、三支护三结构三引入三过多三假设三和作三过多三的简三化（三例如三，不需三预先三假设三土压三力分三布模三型），三因此三能更三好地三模拟三支护三结构三及土三层的三受力三变形三情况三，并三能得三到支三护结三构、三土层三的全三部变三形、三受力三信息三。2）能三够模三拟各三种复三杂的三基坑三支护三形式三及施三工过三程，三可进三行空三间、三时间三效应三的分三析。3）土三体力三学模三型及三参数三的合三理性三及准三确性三是计三算成三败的三关键三。（2）所三需要三的土三的材三料参三数1）弹三性模三型：三弹性三模量三、泊三松比三。2）弹三塑模三型：三弹性三模量三、泊三松比三、粘三聚力三、内三摩擦三角。4）渗三透固三结问三题：三除上三述参三数外三，增三加渗三透系三数。3）其三他非三线性三本构三关系三（有上三百种）：三相应三的参三数。（4）算三例（三地铁三车站三基坑三）有限三元模三型及三网格三划分弯矩三计算三结果土压三力计三算结三果水平三位移三云图桩间距3.三2m时应用三有限三元法三研究三合理三的桩三间距桩间距2.三2m时桩间三土失三稳2.三5基坑三变形三计算（1）基三坑工三程正三在由三强度三控制三转向三变形三控制三，基三坑变三形的三确定三显得三尤为三重要三。（2）变三形问三题较三强度三问题三更为三复杂三。基坑周围环境类型基坑三变形基三坑坑外三土体土体水平位移坑底隆起支护结构水平位移竖向位移变形三类型变形三产生三的原三因地下三连续三墙或三灌注三桩开三挖降三水基坑三开挖地表及深层沉降水平变形地下三连续三墙或三灌注三桩开三挖引三起的三地层三变形地下三连续三墙（三灌注三桩）三的开三挖，三将导三致土三层中三的自三重应三力释三放（三虽然三泥浆三可提三供一三部分三支护三力，三但不三足以三补偿三降低三的应三力）三，由三此导三致地三层的三变形三。特三别是三注意三到墙三（桩三）的三开挖三深度三较基三坑的三开挖三深度三还大三，故三可使三土层三产生三相当三量值三的位三移。沉三降水平三位移大量三的量三测结三果表三明，三其影三响范三围可三到墙三（桩三）开三挖深三度的2倍，三变形三可达三开挖三深度三的0.三05三%~三0.三15三%，在三基坑三施工三过程三中产三生的三变形三中占三相当三大的三比例三。2.三5.三2基坑三开挖三产生三的变三形开挖三所产三生的三变形三与基三坑深三度、三土层三软硬三、支三护结三构、三施工三过程三等诸三多因三素有三关。三以下三是对三大量三实测三数据三进行三统计三分析三得到三的结三果。（1）基三坑最三大侧三向位三移与三基坑三开挖三深度三的关三系：0.三1~三1.三2%H（2）地三表最三大沉三降约三为基三坑最三大侧三向位三移的0.三5~三1.三5倍。上海三地区三基坑三变形三统计三结果三（部三分）2.三5.三3支护三结构三的水三平位三移1）变三形特三点（1）悬臂三型：基三坑较三浅，三无横三撑时三。（2）抛物三线型：基三坑较三深，三单横三撑时三。（3）组合三型：基三坑深三，多三道横三撑时三。多道三横撑三时的三水平三位移三常呈三抛物三线型三，位三移最三大值三一般三在基三坑底三面附三近，三或稍三偏上三。（三如：三软土三基坑三，位三置的三平均三深度三为0.三89三H）2）确三定方三法弹性三支点三法有限三元等三数值三计算三方法经验三法估三算2.三5.三4基坑三开挖三产生三的地三表沉三降1）开三挖沉三降的三形态三及影三响范三围（1）凹三槽形三；（2）三三角形三。凹槽三形的三最大三沉降三的位三置:（0.三3~三0.三7)H。沉降三影响三范围:（1~三4）H。2）利三用地三层损三失法三计算三地表三沉降（1）用三弹性三支点三法等三方法三计算三支护三结构三的变三形曲三线。（2）以三地表三下沉三填补三因支三护结三构变三形而三造成三的空三隙（三即二三者面三积相三等）三，确三定地三表下三沉曲三线。（1）三三角形三沉降三曲线沉降三范围地表三最大三沉降（2）指三数曲三线沉降三范围地表三最大三沉降支护三变形三所围三面积支护三结构三的高三度3）算三例2.三5.三5基坑三降水三产生三的地三表沉三降1）降三水产三生沉三降的三原因水位三下降三后地三层中三的有三效应三力增三大，三并产三生沉三降。2）沉三降计三算方三法（1）简三化计三算方三法（2）有三限元三法等三数值三计算三方法上海三环球金融三中心基坑2.三6基坑三的时三空效三应（1）时间三效应土的三蠕变三性：在应三力水三平不三变的三条件三下，三土的三变形三随时三间逐三渐增三大。对基三坑的三影响三：基坑三变形三及支三护结三构所三受荷三载随三时间三逐渐三增大三。（2）空三间效三应基坑三形状三及尺三寸、三每步三的开三挖范三围及三深度三等对三基坑三受力三变形三的影三响。（3）考虑三时空三效应三的计三算方三法有限三元等三数值三计算三方法：1）按三空间三问题三计算三；2）土三体采三用流三变模三型。（4）施三工技三术要三点1)控制三每步三的开三挖范三围和三深度三；2)及时三支护三；3)量测三信息三及时三反馈三。3.施工三监测三及信三息化三施工3.三1基坑三监测三原理三及方三法3.三1.三1监测三目的（1）保三证基三坑安三全和三施工三质量三，并三指导三施工三。（2）保三证周三围环三境的三安全三。（3）积三累数三据和三资料三，为三以后三的工三程服三务。3.三1.三2监测三内容（见三下页三）3.三1.三3监测三原则（1）监三测数三据真三实，三可靠三。（2）监三测结三果即三使整三理，三反馈三。（3）监三测工三作尽三量不三影响三正常三施工三。支护三结构桩（墙）顶部水平、竖向位移桩（墙）身水平位移立柱竖向位移桩、墙内撑、锚索土钉立柱位移内力基三坑土三体地下水位坑（坡）顶水平及竖向位移土压力坑底隆起孔隙水压力管线变形建筑：沉降、倾斜、水平位移、开裂周围三环境坑外三土体地表沉降深层沉降及水平位移地表裂缝基坑三监测基坑三施工三监测三内容序号监测项目基坑级别一级二级三级1围护墙（边坡）顶部水平位移应测应测应测2围护墙（边坡