深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)淺探

1、深基坑支護(hù)設(shè)計(jì)淺探摘要：深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)測(cè)技術(shù)是近10多年來在我國(guó)逐漸涉及的技術(shù)難題。深基坑的護(hù)壁，不僅要求保證基坑內(nèi)正常作業(yè)安全，而且要防止基坑及坑外土體移動(dòng)，保證基坑附近建筑物、道路、管線的 正常運(yùn)行。各地通過工程實(shí)踐與科研，在基坑支護(hù)理論與技術(shù)上都有了進(jìn)一步的發(fā)展，取得了可喜的成績(jī)。關(guān)鍵詞：深基坑支護(hù)1. 深基坑支護(hù)類型選擇睬旦坑支護(hù)不険 求簡(jiǎn)但邊滾片穩(wěn)定;而且史瀚匕如游呻浚求, 瀾蛀坑擁I畝勺疤筑洌、他下芳 線、道路等的安全。如今支護(hù)結(jié)構(gòu)日臻完善，岀現(xiàn)了許多新的支護(hù)結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊坡的方法。根抑本口昱父冊(cè)溟,達(dá)比較興胡鉆兒灌注打作為檔十站構(gòu)IIIT堆烷幵采住上荒為胳性一它；I

2、有 一定自穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的特性，因此護(hù)坡樁采用間隔式鋼筋混凝土鉆孔灌注樁擋土，土層錨桿支護(hù)的方案，擋土 支護(hù)結(jié)構(gòu)布置如下：（1）護(hù)坡樁樁徑600mm，樁凈距1000mm ; （ 2 ）土層錨桿一排作單支撐，端部在 地面以下2.00mm，下傾18 °，間距1.6m ; （3 ）腰梁一道，位于坡頂下 2.00m處，通過腰梁，錨桿對(duì)護(hù) 坡樁進(jìn)行拉結(jié)；（4）樁間為粘性土不作處理。2. 深基坑支護(hù)土壓力；斥|丿:弱戈嚴(yán)出3比卜來才發(fā)展起來的工程運(yùn)用學(xué)科，新的完善的支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力理論還沒有正式 提岀，要精確地加以確定是不可能的。而且由于土的土質(zhì)比較復(fù)雜，土壓力的計(jì)算還與支護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度和 施工方法等

3、有關(guān)，要精確地確定也是比較困難的。目前，土壓力的計(jì)算，仍然是簡(jiǎn)化后按庫(kù)侖公式或朗肯 公式進(jìn)行。常用的公式為：E a =1/2 y H2tg2 （45 ° - /2） -2CHtg （ 45 ° - /2 ） +2C2/ 丫I'上E a 主動(dòng)土壓力（KN ），y 土的容重，采用加權(quán)平均值。H 擋土樁長(zhǎng)（m）。一土的內(nèi)摩擦角（°）。C 土的內(nèi)聚力（KN ）翹胡-Hl； -h EP=1/2 Y t2KPCt朮J： EP 被動(dòng)土壓力(KN ), t擋土樁的入土深度(m), KP被動(dòng)土壓力系數(shù)，一般取K2=tg2 (45 ° - /2 )。I I于傳統(tǒng)匹論

4、存彳星些不足，在程運(yùn)”時(shí)就必婁作矯輕修T以晅在 咗程度卜.能帰足I理HK 使用要求，這也就是從以下幾個(gè)方面具體考慮：2.1 .土壓力參數(shù)：尤其抗剪強(qiáng)度C/的取值問題?？辜魪?qiáng)度指標(biāo)的測(cè)定方法有總應(yīng)力法和有效應(yīng)辦法，前者采用總應(yīng)力C、值和天然重度y (或飽和容量)計(jì)算土壓力，并認(rèn)為水壓力包括在內(nèi)，后者采用有 效應(yīng)力C、及浮容量Y計(jì)算土壓力，另解水壓力，即是水土分算?？倯?yīng)辦法應(yīng)用方便，適用于不透水或 弱透水的粘土層。有效應(yīng)力法應(yīng)用于砂層。2.2. 朗肯理論假定墻背與填土之間無(wú)摩擦力。這種假設(shè)造成計(jì)算主動(dòng)土壓力偏大，而被動(dòng)土壓力偏小。主動(dòng)土壓力偏大則是偏安全的，而被動(dòng)土壓力偏小則是偏危險(xiǎn)的。針對(duì)這一情

5、況，在計(jì)算被動(dòng)土壓力時(shí)，采用修正后的被動(dòng)土壓力系數(shù)KP，因?yàn)閹?kù)侖理論計(jì)算被動(dòng)土壓力偏大。因此采用庫(kù)侖理論中的被動(dòng)土壓力系數(shù)擦角S，克服了朗肯理論在此方面的假定?？梢郧蟮眯拚蟮腒P是：KP=Cos ¥ DCos 5 KF)卜Sin ( ¥ o+ 5 ) Sin ¥ o2jt1-.!吉f 丄為京舟t|訂：q-'iijlT+WD=是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取值，5般為1/3-2/3。2.3. 用等值內(nèi)摩擦角計(jì)算主動(dòng)土壓力。在實(shí)踐中，對(duì)于抗深在10m內(nèi)的支護(hù)計(jì)算，把有粘聚力的主動(dòng)土壓力 E a，計(jì)算式為：E=1/2CHtg2 (45 ° - /2) +2C2/ y。用

6、等值內(nèi)摩擦陽(yáng)II二按無(wú);弗燉詵形一.X丿井入o，E=1/2 y H2tg ( 45 ° -/ 2)，而 E=E由此可得：tg (45 ° -SX ( o2=rH2tg2 (45 ° -¥ /2) -4CHtg (45 ° - ¥ /2) +4C2/r2rH22.4. 深基坑開挖的空間效應(yīng)?；拥幕瑒?dòng)面受到相鄰邊的制約影響，在中線的土壓力最大，而造近兩 邊的壓力則小，利用這種空間效應(yīng)，可以在兩邊折減樁數(shù)或減少配筋量。2.5. 重視場(chǎng)內(nèi)外水的問題。注意降排水，因?yàn)橥林泻吭黾?，抗剪?qiáng)度降低，水分在較大土粒表面 形成潤(rùn)滑劑，使摩擦力降低，

7、而較小顆粒結(jié)合水膜變厚，降低了土的內(nèi)聚力綜I斯述,給合木場(chǎng).也地質(zhì)資料加所選擇i勺星拚文護(hù)形成水斥.力和十丿k/j分別按以下方式計(jì)算:2.5.1. 水壓力：因支護(hù)樁所處地層主要為粘性土層，且為硬塑中密狀態(tài)，另開挖前已作降水處理，故認(rèn)為此壓力采用水土合算是可行的。2.5.2. 土壓力：樁后主動(dòng)土壓力，采用朗肯主動(dòng)土壓力計(jì)算，即：Ea =1/2 y H2tg2 ( 45 ° -/2 ) -2CHtg (45 ° - /2) +2C2/ y曲枝仙七采HH遂正后的朋苣毅動(dòng)七Hr丿計(jì)算,即:EP = 1/2 Y t2KP+2KP Ct.r： .1: KP = Cos ¥ C

8、os S -Sin ( ¥ + S ) Sin 923. 護(hù)坡樁的設(shè)計(jì)傭冬支護(hù)給構(gòu)上芟釆用鋼詵混濟(jì)十鉆孔注注樁加斜十常的設(shè)計(jì)爾裝，林的門客為600mm，樁間凈距為1000mm.考慮基坑附近建筑屋的影響，還有環(huán)城南路上機(jī)車等動(dòng)截荷的影響，支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，筆者參照部分支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)情形取地面均布載荷q=40KN/m ，:3.1. 樁上側(cè)土壓力：樁后側(cè)主動(dòng)土壓力，因?yàn)闃逗笸翞槿龑?雜添土、粘土、粉粘土)所以計(jì)算時(shí)采用加權(quán)平均值的 C、Y，=21.32，得：Ea =4.7H2-2.76H+108.49:樁前側(cè)被動(dòng)土壓力：因?yàn)闃肚皞?cè)土為兩層(粘土層、粉質(zhì)粘土層)，所以計(jì)算時(shí)應(yīng)采用加權(quán)平均值的C

9、 '、Y 得：EP = 33.89676t2+104.5t ;均布載荷對(duì)樁的側(cè)壓力：由公式 Eq = qKaH，得：Eq=18.672H.3.2. 樁插入深度確定：計(jì)算前須作如下假設(shè)：(1)錨固點(diǎn)A無(wú)移動(dòng)；(2)灌注樁埋在地下無(wú)移動(dòng)；(3)自由端因較淺不作固定端，按地下簡(jiǎn)支計(jì)算。3.2.1. 建立方程：對(duì)鉸點(diǎn)(錨固點(diǎn))A求矩，則必須滿足：工MA=0所以冇：1KEP ( 23t+h-a ) =Eq23(h+t) -a+Ep (h+t2- a ) q?： K 為安全系數(shù)，取 2，得：8.31t3+82.97t2-138.75t=114.123.2.2. 插入深度及柱長(zhǎng)計(jì)算：根據(jù)實(shí)際情況 t

10、取最小正解；t=1.99m.根護(hù) 爼筑結(jié)構(gòu)丈計(jì)丿M 恣宗合地質(zhì)貫料，収女個(gè)廉?dāng)?shù)為1.2，所以樁的總長(zhǎng)度為:L=h+1 .5t=8.5+1.2 9 1.99=12.4( m)33錨拉力的計(jì)算：由于樁長(zhǎng)已求出，對(duì)整個(gè)樁而言，由于力平衡原理可以求出A點(diǎn)的錨拉力，工FA=0，即：E a +Eq=Ep+TA，取 t=1.99 解得：TA=194.35(KN )4. 土層錨定設(shè)計(jì)外銅川LiYa =2m，錨桿水平間距1.6m，錨桿傾角18。，這是因?yàn)榭紤]到：(1)基坑附近有環(huán)城南路和建筑物的存在，傾角小，錨桿的握裹力易滿足；(2)支護(hù)所在粘土層較厚，并且均一，可作為錨定區(qū)；(3 )粘土層的下履層(粉質(zhì)粘土層、粉砂層、圓礫層)都是飽水且較薄。4.1. 土層錨桿抗拔計(jì)算：土層錨桿錨固端所在的粘土層：c=47.7kp ¥ =20.72 ° r=20 .13kN/m24.1.1. 土層錨桿錨非固端段長(zhǎng)度的確定：I舟艾姿 d BF=sin (45 ° - /2) /sin (45 ° - /2+a )( H-a-d )代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：BF=5.06 m4.1.2. 土層錨桿錨段長(zhǎng)度的確定：該土層錨桿采用非高壓灌漿，則主體抗壓強(qiáng)度按下面公式計(jì)算：r=C+