基坑围护结构

地下结构工程第8章8.1．深基坑工程概述：大量的深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现。国外，圆形基坑的深度已达74m(日本)，直径最大的达98m(日本)，而非圆形基坑的深度已达到地下９层（法国）。国内，上海88层的金茂大厦，基坑平面尺寸为170m×150m，基坑开挖深度达19.5m。上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅40cm。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了9m。两个功能：一是挡土；二是止水。基坑支护分两类：支护型——将支护墙（排桩）作为主要受力构件；支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等。在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水平或斜向支撑，或锚定系统；形成空间力系是发展方向。加固型——充分利用加固土体的强度。加固型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。基坑侧壁安全等级及重要性系数

安全等级破坏后果

一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.908.1结构方案及选择8.1.1结构类型支护结构类型及其适用范围表3-1结构形式适用范围排桩结构稀疏排桩土质较好，地下水位低或降水效果好连续排桩土质差，地下水位高或降水效果差框架式排桩单排桩刚度不能满足变形要求组合排桩结构排桩加挡板排桩桩距较大，利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩加水泥搅拌桩以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力，具有较好防涌效果排桩加水泥防渗墙地下水位较高的软土地区排桩或组合排桩加锚杆结构开挖深度较大，排桩或组合排桩结构强度无法满足要求地下连续墙结构与地下室墙体合一，防渗性强，施工场地较小，开挖深度大沉井结构软土地区重力式挡土墙结构具有一定施工空间，软土地区图8－1板桩

图8-2组合挡土壁图8-3单排与双排桩支护结构图8-4接头管接头的施工程序a)开挖槽段；b)吊放接头管和钢筋笼；c)浇筑砼；d)拔出接头管；e)形成接头8.1.2支撑体系支撑体系是用来支挡围护墙体，承受墙背侧土层及地面超载在围护墙上的侧压力。支撑体系是由支撑、围檩、立柱三部分组成。特点平面尺寸不大，且长短边长相差不多的基坑宜布置角撑。它的开挖土方空间较大，但变形控制要求不能很高钢支撑和钢筋混凝土支撑均可布置；支撑受力明确，安全稳定，有利于墙体的变形控制，但开挖土方较为困难多采用钢筋混凝土支撑；中部形成大空间，有利于开挖土方和主体结构施工多采用钢筋混凝土支撑；支撑体系受力条件好；开挖空间大，便于施工开挖面积大、深度小的基坑宜采用；在软弱土层中，不易控制基坑的稳定和变形便于土方开挖和主体结构施工，但仅适用于周边场地具有拉设锚杆的环境和地质条件8.2支护结构上的作用

8.2.1土压力主动土压力和被动土压力的产生，前提条件是支护结构存在位移；当支护结构没有位移时，则土对支护结构的压力为静止土压力。土压力的分布与支点的设置及其数量都有关系；悬臂支护桩土压力的实测值与按朗肯公式计算值的对比，非挖土侧实测土压力小于朗肯主动土压力，即计算结果偏大。

图8-5悬臂支护桩土压力分布图8-6芝加哥深基坑土压力实测图图8-7柏林地道工程土压力实测图土的墨内聚防力C、内觉摩擦峡角φ值可省根据垒下列贝规定稻适当兴调整翼：在井点圣降低愚地下死水范围满内，倦当地卸面有瓶排水苦和防凳渗措扫施时潜，φ值可甜提高20蛛%；在井点葛降水士土体睛固结的条废件下脆，可员考虑闸土与输支护晚结构虑间侧还摩阻者力影聋响，将土容的内蚊聚力c提高20辨%。土压讨力计徐算公避式ex丙it主动必土压穗力：被动阵土压怨力：8.悄2.桌2地面池附加巾荷载疤传至n层土雹底面赖的竖逮向荷骗载qn（1）地樱面满寻布均槽布荷汗载q0时，下任何景土层真底面百处：（2）离适开挡舱土结渡构距沾离为a时:(3泄)作用扩在面骨积为妹与洽挡土遵结构待平行勉）的西地面凝荷载狂，离刑开挡右土结歪构距疾离时忆。8.纳2.最3水压些力水压湾力，韵主要根据留土质屋情况确定糖如何峰考虑剥水压醋力的置问题饭。对于粘性蜓土，土与壤的竹透水唤性较侍差，锤此粘己性土缺产生龄的侧肾向压偶力可培采用水土哑合算的方些法，抓即侧延压力廉为相薯应深净度处陆竖向葡土压茧力与下水压瓣力之婶和乘爪以侧筝压力臭系数它。对于砂性地土，采舰用水土兆分算，即誉侧压躲力为悦相应谅深度捧处竖宪向土王压力螺乘以胀侧压堤力系竞数与惊该深阳度处破水压伶力之沙和。对比砂土列简化号计算包，将情水压誉力与仅土压网力分子别计铲算。主动抽压力=静止冰压力=被动棍压力=旷h8.够3排桩逢、地呼下连瓜续墙计算澡主动铅土压携力和讨被动句土压耳力并确泛定计逆算简帝图，更确定斜嵌固莲深度港、内糖力计损算；支护和桩或姨墙的吐截面舱设计朋以及撑压顶晶梁的梢设计号等。8.沸3.亿1悬臂练式支够护结质构根据予朗肯-库伦歉土压请力理鸭论分卵层计斑算主有动土羽压力鹅和被呜动土怕压力永；在此攻基础索上确柿定图8-舌10所示具的计揪算简哈图。据此抽简图握求出舟嵌固无深度hd;最大车弯矩欠截面点位置骡及最兴大弯惜矩值列；进行强配筋暴设计拆或承哨载力等计算离；计算蒙支护象结构绕顶端苗位移寺。悬臂计算焰简图据此帆求出透嵌固暮深度hd配筋坑和挠雁度计栏算地质狡条件干或其初它影及响因撤素较亮为复论杂时赖，也忌可按感最大畏弯矩锹断面城的配引筋贯俘通全琴长。配筋蜡应满伍足下瞧式条价件：支护侍结构伞顶端症的水梦平位朋移值y——剪力钻为零爪处即D点至症基坑耍底的番距离吐；——悬臂烈梁上箱段结拣构柔缴性变弓形值——下段快结构躺在弯该矩Mma挎x作用唯下产气生的难转角——下段随结构期在弯业矩Mma敲x作用动下在D点产瘦生的稼水平金位移上段展结构故柔性陵变形8.搁3.碗2单层拦支撑位支护罪结构耀设吨计计算截方法绕是“等值品梁法”。等值饿梁法莫的关愉键是如何养确定踏反弯葵点的供位置厦。对单围锚或苹单撑泽支护寇结构属，地火面以腔下土融压力扑为零财的位届置，即主燃动土秤压力呼等于虾被动问土压深力的归位置盼，与能反弯加点位纪置较竭接近担。用等岸值梁啦法计握算旱单锚茂、单碌支支浪护结错构：图8-恐15单层该支点氧支护盼结构深度旁计算尽简图（3）支赏点力TC瓜1可按而下式松计算毙：等值推梁法溪，对凉反弯六点：（1）计宇算土防压力践（2）基庄坑底或面以搁下支娃护结秩构设燃定弯抖矩零贱点位隆置（4）嵌固社深度Hd设计嗓值可奥按下式择确定:（5）计床算内乖力和搜配筋单层缝支撑该支护浪结构匠的最循大弯输矩:发生环在剪界力0处，抛应根竞据土料压力所平衡欺，求磨得处温的位哀置y,可得Mma晶x。弯矩转图可竖按静剪力平乡丰衡条投件求耍得可以分段培配筋，也叛可以忆按最秆大弯理矩断四面通长康配筋.8.古3.乔3多层驾锚拉口式支刃护结顷构旋设计1)应根呈据分殃层挖堵土深费度与驴每层皇锚杆粒设置灿的实腊际施腊工情值况分翁阶段花分层杰计算柱，这般时假末定下惰层挖嚼土不数影响挡上层狠锚杆帖计算而的水容平力斥；2)多层园布置赶时，村有等汗弯矩后布置歉和等喉反力敏布置份两种除模式搜；3）悬蜓臂式炸及单扩支点欧支护亲结构惰嵌固耕深度秆设计踏不宜徐小于集；多霜支点关支护面结构程嵌固勒深度叹设计轻值小妹于0.扁2用h时，豆宜取膏。抗渗惧透稳晕定条狼件:当基吗坑底曾为碎草石土滥及砂利土、扑基坑延内排励水且僵作用穿有渗遣透水俊压力锅时，干侧向厕截水浙的排于桩、生地下揭连续梳墙除死应满僵足上泛述规挥定外问，嵌脉固深化度设圈计值妇尚应交满足爸式抗跳渗透移稳定啊条件:注意煎事项炉：1）排齐桩、孤地下酬连续狐墙水社平荷叨载计昏算单遵位；中心差距和尝单位变长度；2）有壁支撑胖变形府计算据按弹逃性支社点法作计算籍，支点裹刚度残系数泼及地惧基土仍水平姜抗力扭系数m应按材地区众经验行取值碧；3）支撑体呼系（纽奉含具趋有一烂定刚般度的蓄冠梁摔）或请其与押锚杆悬混合玻的支渣撑体创系应庄按支政撑体岩系与趁排桩旷、地擦下连杀续墙争的空破间作粪用协遗同分仔析方沿法，正计咱算内宏力和挎变形靠。8.渠4土层兄锚杆土层旁锚杆里是一觉种埋校入土社层深蓬部的符受拉踏杆件的，它爹一端味与构钟筑物减相连捕，另携一端壮锚固鸟在土礼层中桌。8.仿4.为2锚杆坟设计1）锚谊杆承过载力贝计算2）锚释杆杆皂体的展截面礼面积3）锚怜杆轴痰向受船拉承释载力纳设计变值（1）安芳全等休级为水一级登及缺联乏地受区经抢验的垒二级春基坑训侧壁风，应蜘进行庄锚杆窃的基刃本试挺验，精受拉膛抗力塔分项光系数至可取1.秀3。（2）基护坑侧驼壁安印全等凑级为盼二级督且有枯邻近副工程谈经验县时灵：（3）.对于吓塑性急指数聋大于17的粘擦性土顺层中垂的锚怪杆应俊进行右蠕变缸试验估。（4）锚炼杆预侦加力介值（帽锁定石值）艺应根挺据地奏层条尊件及叔支护夸结构爆变形名要求趣确定股，宜混取为情锚杆绳轴向膛受拉晕承载陶力设菠计值状的0.屠50枪~0心.6丽5倍。（5）严自由栗段计忧算长惨度8.兴8抱S蹦MWSM镰W挡土舒墙是熔先施滚工水迫泥土越挡墙革，最梦后按窃一定翻的形及式在务其中独插入楼型钢兆（如H钢）糊，即尖形成络一种劲性准复合距围护焦结构。：止水咸好，互刚度弦大，愁构造勇简单遮，型诞钢插陶入深龄度一杂般小挽于搅育拌深皮度，摘型钢箱可回呜收重抗复使议用，夸成本乏较低晶。SM匪W适宜交的基洞坑深娱度为6～10谣m，国趁外开亲挖深描度已烦达20可m。要求幅型钢缎间距疼不能岭过大舟，保致证水逗泥土罪的强困度由术受剪券，受洒压控扬制。（a）全半位“满堂”；（b）全很位“1隔1”（c）全薪位“1隔2”；（d）半少位“满堂”；（e）半涂位“1隔1”1型钢岁净间镇距的参确定保证授型钢芦间的浙水泥锦土在跳侧向类水土津压力祖作用标下不还产生塔弯曲棉应力2.水泥餐土强疼度校代核“连续”截面越剪力型钢“间隔”布置验算莲拱的村轴力份强度8.骑9逆作猛拱墙在基备坑四愁周场补地都裤允许涉起拱催的条秘件下恐（基灯坑各屿边长L的起鸡拱矢愉高隶），安可以剥采用闭合启的水替平拱毁圈来支挡踢土压掌力以飞围护劝基坑驳的稳汗定，侄采用眯闭合寒的水毯平拱候圈来都支挡忧土压救力以刊围护扒基坑沉的稳已定疑；拱结很构是遍以受概压力谱为主开，能躁更好俊地发脱挥混洪凝土佩抗压贴强度两高的值材料踢特性轧，而伏且拱替圈支山挡高朴度只毫需在筹坑底得以上这个柱闭合崭拱圈辜可以英由几聋条二嘱次曲只线围烟成的肠组合甘拱圈堪（曲率蚁不连悠续），察也可地以是懒一个名完整戚的椭谦圆或世蛋形钱拱圈桑（曲率聪连续）。安全棚可靠坡，每罢道拱晌圈分胀别承稼受该挪道拱宫圈高拉度内搅的压菊力，峰不相粥互影净响；节省滔工期缺，施螺工方致便；节省驻挡土龄费用渣，用朽拱圈御支护葛的费卸用仅河为用混挡土坊桩的40钢%~边60贺%。而滨且，超基坑申越深普，经俭济效军益越坦显著肿。1.截面兼形状2.拱墙嫌计算逆作混拱墙舟结构顽型式饶根据司基坑话平面伍形状絮可采会用全滔封闭席拱墙残，也认可采鼓用局任部拱碗墙，荒拱墙基轴线资的矢溜跨比宪不宜画小于1/勺8，基栋坑开突挖深爹度h不宜叹大于12绘m。当基凡坑开值挖深妨度范馅围或震基坑埋底土掏层为察砂土怖时，老应按钻抗渗溜透条暮件验长算土社层稳新定性遗；当基疼底土锄层为基粘性非土时筒，基鸟坑开波挖深希度满兼足下列列抗隆杆起验功算条勒件：均布明荷载渴作用貌下，山圆形嗽闭合数拱墙拢结构段轴向压力镇设计阴值应按浓下式夜计算成：圆拱把的外壤圈半死径；拱墙遭分道军计算廉高度在分猴道高逝度范赢围内庙的基止坑外撇侧水枪平荷鱼载标氧准值遵的平辉均值取。8.石10构造混凝吗土强匠度等祸级不肥宜低鲜于C2漆5；拱墙墓截面亿宜为Z字型侦，拱辰壁的替上、丙下端纸宜加影肋梁稍；当基译坑较辨深且诸一道Z字型印拱墙抹的支抹护高透度不焰够时虏，可洗由数闭道拱幅墙叠辉合组易成；肋梁煌，其汽竖向甜间距极不宜买大于2.菊5m。圆形罪拱墙傍壁厚满不应柱小于40伪0m件m，其照他拱世墙壁抹厚不奇应小巨于50圣0m扎m。8.中11逆作势法施圆工深地秀下室今的常勉规施饼工是嫌通过肆临时捆支护蹲基坑疫坑壁蜡，开捕挖至求预定票深度醒后，抬浇底排板并钟由下惹而上象施工还各层皇地下诉室结斧构，稻待地喇下室歉完工章后，惧再逐感层进蹦行地赢上结闻构的吉施工慨。利用胁地下潮连续欠墙采口用逆作霜法施裹工较深缩慧的多恋层地布下室楼，成嘉为发降展的器方向陶，这锁已在唇国内捉外到叠得了言显著莲的效谁果。逆作筐法施体工工应艺是裹先沿蜜建筑惹物外女围施工常地下抗连续休墙，作钉为地屯下室泼的边治墙或北基坑午的围常护结侨构。在建浸筑物史内部美的浇砌筑中管间支调承柱赵，开琴挖土喇方至末第一革层地意下室顷底面看标高股，浇例注梁佛及部宗分的湖板，绕该层还楼盖呈即可菜作为地下撒连续济墙刚浸度很暂大的宗支撑狐系统违。然后设在梁肾间没眼有浇搜板的搞空档王内，扩向下角逐层招施工陈各层脚地下喝室结吓构。锁与此同时，在跌已完喜成底灾面梁刑板结锤构的您基础下上，做欲上部企结构。地下挣室封仗底前会，地镜面上趟允许君施工照的层境数要通过用计算婚确定编。日本即读卖惭新闻抖社大狸楼亏逆作做法施才工地上窑９层得，地欲下６债层，俗总工呀期只隙用了桐２２榴个月最，比松常规小方法琴缩短凭了６来个月腿。该蜜工程他用2.追0m大直胶径钻中孔灌讯注桩作作为帆中间示支承段柱，惯Ｌ＝壁３０m,共用脸３５聋根。逆作梨法的锻优点六：地下房诚主体谷结构剥的梁附、板给、柱尾作为艺挡土闷墙的互横向凳支撑何；大幅菌度缩涛短工健期；逆作叫法只冲开挖里有效泡范围滔内的裤土方丙量，良减少煎了大骗量的杏土方询量；安全闯性好稼，且胃基本腊上不嘴受气狡候所绒左右俯。不足部：封闭旬状态存下的稳环境讯进行懒施工缩慧，作载业环木境较督差；悲大型化机械秃设备滤难于肠进场揭；地下顽结构祖中墙纸柱的出混凝稼土接蚊搭质寺量较如难控房诚制乡丰