[PPT]深基坑工程講座_ppt

1、PAGE PAGE 36基坑工程講座（二）內(nèi)容一深基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算二深基坑工程施工圖設(shè)計(jì)一深基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算包括三個(gè)部分的內(nèi)容，即穩(wěn)定性驗(yàn)算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算和變形計(jì)算。 穩(wěn)定性驗(yàn)算是指分析土體或土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)一起保持穩(wěn)定性的能力，包括整體穩(wěn)定性、重力式擋墻的抗傾覆穩(wěn)定及抗滑移穩(wěn)定、坑底抗隆起穩(wěn)定和抗?jié)B流穩(wěn)定等，基坑工程設(shè)計(jì)必須同時(shí)滿足這幾個(gè)方面的穩(wěn)定性。 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供內(nèi)力值，包括彎矩、剪力等，不同體系的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力計(jì)算的方法是不同的；由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)常常是多次超靜定的，計(jì)算內(nèi)力時(shí)需要對具體圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，不同的簡化方法得到的內(nèi)力不會(huì)相同，需要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加以判斷；

2、變形計(jì)算的目的則是為了減少對環(huán)境的影響，控制環(huán)境質(zhì)量，變形計(jì)算內(nèi)容包括圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移、坑外地面的沉降和坑底隆起等項(xiàng)目。穩(wěn)定性驗(yàn)算 整體穩(wěn)定性 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算 重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算 抗傾覆、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性 抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算 抗水平滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算 抗?jié)B透破壞穩(wěn)定性邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 假定滑動(dòng)面為圓弧 用條分法進(jìn)行計(jì)算 不考慮土條間的作用力 最小安全系數(shù)為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面 重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)考慮兩種破壞模式，一種是如圖所示的滑動(dòng)面通過擋墻的底部；另一種考慮圓弧切墻的整體穩(wěn)定性，驗(yàn)算時(shí)需計(jì)算切墻阻力所產(chǎn)生的抗滑作用，即墻的抗剪強(qiáng)度所產(chǎn)生的抗滑力矩。 重力式圍

3、護(hù)結(jié)構(gòu)可以看作是直立岸坡，滑動(dòng)面通過重力式擋墻的后趾，其整體穩(wěn)定性驗(yàn)算一般借鑒邊坡穩(wěn)定計(jì)算方法，當(dāng)采用簡單條分法時(shí)可按上面的公式驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，驗(yàn)算切墻滑弧安全系數(shù)時(shí)，可取墻體強(qiáng)度指標(biāo)內(nèi)摩擦角為零，粘聚力c=（1/151/10）qu。當(dāng)水泥攪拌樁墻體的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu1MPa時(shí)，可不考慮切墻破壞的模式。錨桿支護(hù)體系的整體穩(wěn)定性兩種不同的假定一種是指錨桿支護(hù)體系連同體系內(nèi)的土體共同沿著土體的某一深層滑裂面向下滑動(dòng)，造成整體失穩(wěn)，如左圖所示；對于這一種失穩(wěn)破壞，可采取上述土坡整體穩(wěn)定的驗(yàn)算方法計(jì)算，按驗(yàn)算結(jié)果要求錨桿長度必須超過最危險(xiǎn)滑動(dòng)面，安全系數(shù)不小于1.50

4、；另一種是指由于錨桿支護(hù)體系的共同作用超出了土的承載能力，從而在圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部向其拉結(jié)方向形成一條深層滑裂面，造成傾覆破壞，如右圖所示。經(jīng)常使用的驗(yàn)算方法是德國學(xué)者E.Kranz提出的“代替墻法”。以單錨支護(hù)體系為例，如下圖所示，代替墻法假定深層滑裂面是由直線bc段和cd段組成，其中b點(diǎn)取在圍護(hù)墻底部，c點(diǎn)取在錨固段的中點(diǎn)，cd段是由c點(diǎn)向上作垂線與地面交于d點(diǎn)得到的。利用abcd范圍內(nèi)的力的平衡關(guān)系可以求解錨桿的極限抗力，安全系數(shù)定義為錨桿極限抗力的水平分力Th與錨桿設(shè)計(jì)水平分力的比值，要求不小于1.50。 顯然，代替墻法是適用于錨固段在圍護(hù)墻底部以上的情況，如圖所示：圖（a）中的全部錨桿都需

5、要驗(yàn)算，圖（b）中有兩道錨桿需要驗(yàn)算，而圖（c）中所有錨桿都深入圍護(hù)墻底部以下，不需要進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算。 土釘墻的穩(wěn)定性分析基本原理可分為極限平衡法和有限元法，但實(shí)用的大多為極限平衡法。極限平衡法的關(guān)鍵是如何確定破裂面的形狀，有些方法建立在圓弧滑動(dòng)的假定基礎(chǔ)上考慮土釘?shù)目沽?，其安全系?shù)的計(jì)算公式和邊坡穩(wěn)定的計(jì)算公式類似，只是加上土釘力的作用。深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范給出的驗(yàn)算整體穩(wěn)定性公式中還考慮了由于土釘?shù)妮S向力在破裂面上增加的摩阻力，與前面的公式 相比，在抗滑力矩中增加了這項(xiàng)摩阻力，考慮到對破裂面的正壓力不能全部發(fā)揮，故乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)。 四個(gè)土釘墻工程破裂面的實(shí)測數(shù)據(jù)，并與按對數(shù)螺旋線破裂

6、面假定的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較。針對土釘墻的極限平衡分析提出了考慮土釘拉力的修正條分法，該法同時(shí)考慮滑動(dòng)土條的徑向平衡條件和切向平衡條件，在抗滑力矩中計(jì)入土釘?shù)睦颓辛?，得到安全系?shù)的表達(dá)式。 抗傾覆、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性 驗(yàn)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)抗傾覆穩(wěn)定性的前提是需要確知圍護(hù)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)點(diǎn)位置，在工程設(shè)計(jì)時(shí)為了簡化的目的通常假定圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞其前趾轉(zhuǎn)動(dòng)，得到相應(yīng)的計(jì)算公式。這對于土層地質(zhì)條件比較好的情況下基本上是合理的、適用的，但對于相反的情況（如在軟弱土地質(zhì)條件下）有可能會(huì)得出：圍護(hù)結(jié)構(gòu)的插入比（D/H）越大、計(jì)算得到的安全系數(shù)越低的結(jié)論，顯然這是不符合常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)判斷，其問題實(shí)質(zhì)就在于轉(zhuǎn)點(diǎn)位置選擇的正確與否。 擋墻傾

7、覆失穩(wěn)可能有三種情況。第一種是繞前趾轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)鼗軋?jiān)硬且具有足夠的抗滑力時(shí)可能出現(xiàn)這種情況；第二種是繞后踵轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)鼗苘浨揖哂懈邏嚎s性時(shí)可能出現(xiàn)這種情況；第三種情況是繞墻底某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，而且轉(zhuǎn)動(dòng)中心可能逐漸朝墻背方向移動(dòng)，最終造成傾覆破壞。 根據(jù)對上述第三種情況的分析，通過墻底中部的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)作一垂線將擋墻分為兩個(gè)部分，如圖所示，左邊的部分形成傾覆力矩，右邊的部分形成穩(wěn)定力矩，同時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)左邊擋墻底部的下壓，在擋墻底面必然作用著形成穩(wěn)定力矩的反力，反力的最大值是地基的極限承載力。 抗水平滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算 式中f 為圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部的摩阻力，由于摩擦系數(shù)的取值與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的材料及土的工程性質(zhì)直接有關(guān)，因此

8、設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際選取合理的值。深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范和武漢地區(qū)深基坑工程技術(shù)指南給出了如下幾種土類的摩擦系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值：淤泥質(zhì)土： = 0.200.25粘性土： = 0.250.40砂 土： = 0.400.50巖 石： = 0.500.70土釘墻的淺層破壞 在土釘墻不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件下，尚需驗(yàn)算土釘墻向坑內(nèi)的傾覆破壞，即淺層破壞。提出了土釘墻內(nèi)部失穩(wěn)極限平衡分析方法，認(rèn)為支護(hù)面層上部位移大，土釘墻發(fā)生近似繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)的位移。當(dāng)達(dá)到臨界開挖深度時(shí)，土體強(qiáng)度已全部發(fā)揮出來，很大部分荷載由土-土釘界面轉(zhuǎn)移至土釘體上，若此時(shí)土釘破壞或被拔出，土釘墻主動(dòng)區(qū)將繞墻趾向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)而失穩(wěn)，屬淺層破

9、壞。 抗隆起穩(wěn)定性抗隆起穩(wěn)定性的驗(yàn)算是基坑設(shè)計(jì)的一個(gè)主要內(nèi)容，如果坑底發(fā)生過大的隆起，將會(huì)導(dǎo)致墻后地面下沉，影響環(huán)境安全。但抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算的方法很多，基本假定和思路不完全一樣，計(jì)算的結(jié)果也就相差比較大。一般常用的方法，如地基承載力驗(yàn)算、踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算、剪力平衡驗(yàn)算等。地基承載力驗(yàn)算 踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算（即土壓力平衡驗(yàn)算） 踢腳穩(wěn)定性是一種形象的名稱，描述圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞最下一道支撐轉(zhuǎn)動(dòng)，墻頂向墻后方傾倒，墻的下端向坑內(nèi)朝上翻起，使坑底隆起的破壞，如圖所示。有些地方稱為抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算，其實(shí)這個(gè)名稱并不合適，與約定俗成的叫法矛盾，一般將擋墻向坑內(nèi)移動(dòng)稱為前傾，向坑外移動(dòng)稱為后仰。從驗(yàn)算的實(shí)質(zhì)來看，稱為抗隆

10、起的土壓力平衡驗(yàn)算比較合適。 該法要求驗(yàn)算最下道支撐面以下主、被動(dòng)土壓力繞點(diǎn)即最下道支撐的力矩平衡問題，安全系數(shù)定義為：剪力平衡驗(yàn)算假定在土體1-2-3-4區(qū)域內(nèi)的自重及超載作用下，其下的軟土地基將沿圓柱面4-5-6發(fā)生剪切破壞而產(chǎn)生滑動(dòng)，此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為：原則上 值宜根據(jù)場地條件通過采用合理的土工試驗(yàn)進(jìn)行確定，但是，由于滑動(dòng)面上各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及排水條件等各不相同且加之試驗(yàn)條件、經(jīng)費(fèi)等的局限，完全依賴試驗(yàn)在多數(shù)情況下是不現(xiàn)實(shí)的，因此，實(shí)用上設(shè)計(jì)人員又不得不尋求簡化方法。在關(guān)于 的取值方法大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段： 起初，對于均質(zhì)土假定滑動(dòng)面上各點(diǎn)的 相等：把 定義為：地基土的不排水剪切強(qiáng)度或在飽和軟土

11、中取 c。 顯然，若按照地基土的不排水剪切強(qiáng)度或在飽和軟土中取 c進(jìn)行驗(yàn)算，在軟弱土地區(qū)很難達(dá)到驗(yàn)算要求，而這樣的驗(yàn)算結(jié)果往往也不符合實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)判斷。 上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程將上述地基承載力驗(yàn)算和剪力平衡驗(yàn)算兩種方法并列為抗隆起驗(yàn)算的必要內(nèi)容，而將土壓力平衡驗(yàn)算方法作為抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算的內(nèi)容，小圓弧的中心設(shè)在第一道支撐處。深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范只采用地基承載力驗(yàn)算方法計(jì)算抗隆起穩(wěn)定性，其驗(yàn)算公式采用Caguot公式，適用于砂土，對于粘性土可采用等效內(nèi)摩擦角的辦法處理。建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范將地基承載力驗(yàn)算和剪力平衡驗(yàn)算兩種方法并列為抗隆起驗(yàn)算的必要內(nèi)容，但小圓弧的中心在基坑底面。后兩本

12、標(biāo)準(zhǔn)都沒有驗(yàn)算抗踢腳穩(wěn)定性的要求?？?jié)B透破壞穩(wěn)定性滲透破壞主要表現(xiàn)為管涌、流土（俗稱流砂）和突涌。這三種滲透破壞的機(jī)理是不同的，但在一些書籍中，將流土的驗(yàn)算叫作管涌驗(yàn)算，混淆了概念。管涌是指在滲透水流作用下，土中細(xì)粒在粗粒所形成的孔隙通道中被移動(dòng)，流失，土的孔隙不斷擴(kuò)大，滲流量也隨之加大，最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流通道，土體發(fā)生破壞的現(xiàn)象。而流土則是指在向上的滲流水流作用下，表層局部范圍的土體和土顆粒同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象。流土發(fā)生的條件：管涌是一個(gè)漸進(jìn)破壞的過程，可以發(fā)生在任何方向滲流的逸出處，這時(shí)常見混水流出，或水中帶出細(xì)粒；也可以發(fā)生在土體內(nèi)部。在一定級配的（特別是級配不連續(xù)的）砂土

13、中常有發(fā)生，其水力坡降i=0.10.4，對于不均勻系數(shù)Cu10的均勻砂土，更多的是發(fā)生流土。管涌和流土是兩個(gè)不同的概念，發(fā)生的土質(zhì)條件和水力條件不同，破壞的現(xiàn)象也不相同。有些規(guī)范中規(guī)定驗(yàn)算的條件實(shí)際上是驗(yàn)算流土是否發(fā)生的水力條件，而不是管涌發(fā)生的條件。在基坑工程中，有時(shí)也會(huì)發(fā)生管涌，主要取決于土質(zhì)條件，只要級配條件滿足，在水力坡降較小的條件下也會(huì)產(chǎn)生管涌。 計(jì)算水力坡降時(shí)，滲流路徑可近似地取最短的路徑即緊貼圍護(hù)結(jié)構(gòu)位置的路線以求得最大水力坡降值?？?jié)B流穩(wěn)定安全系數(shù)K的取值帶有很大的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)性，如深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范規(guī)定，對于一、二、三級支護(hù)工程，分別取3.00、2.75、2.50；上

14、海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定，當(dāng)墻底土為砂土、砂質(zhì)粉土或有明顯的砂性土夾層時(shí)取3.0 ，其它土層取2.0。 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力主要是為了確定結(jié)構(gòu)截面尺寸和配筋。圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，墻體的內(nèi)力與支錨條件密切相關(guān)，也是與土體相互作用的結(jié)果，現(xiàn)行的計(jì)算方法都作了各種簡化，是近似的解答；工程技術(shù)人員主要依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的概念，采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法處理問題，雖然不太嚴(yán)格，但由于具備基本的合理性和適于手工運(yùn)算的特點(diǎn)現(xiàn)在仍被廣泛使用。重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu) 重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的截面尺寸通過穩(wěn)定性驗(yàn)算確定后，尚需對結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn)。 板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)又稱為板墻式或板樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包

15、括分離式排樁、密排式排樁、板樁和地下連續(xù)墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式，這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)在計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)其假定和方法基本上是相同或相似的，可以作為一類問題進(jìn)行討論。內(nèi)容包括懸臂式、撐錨式兩大類，從計(jì)算方法分可分為極限平衡法、有限元法兩種，在有限元法中又可分為桿件系統(tǒng)有限元法和連續(xù)介質(zhì)有限元法。 極限平衡法假定作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)前后墻上的土壓力分布達(dá)到被動(dòng)土壓力和主動(dòng)土壓力，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行力學(xué)簡化，將超靜定問題作為靜定問題求解。等值梁法和靜力平衡法等都屬于這一類。極限平衡法在力學(xué)上的缺陷比較明顯，沒有反映施工過程中墻體受力的連續(xù)性，只是一種近似，支撐層數(shù)越多、土層越軟、墻體剛度越大，則計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的差別越大。使

16、用極限平衡法時(shí)，需要結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)對土壓力和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正。 無撐(錨)板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)(懸臂式) 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)是最簡單的一種板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，其受力特點(diǎn)主要依靠土的嵌固作用保持圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平衡，由于在土體中插入深度不同，圍護(hù)結(jié)構(gòu)在土中部分的變形性質(zhì)也不一樣，從而得出不同的土壓力分布圖式，求得的結(jié)果也不相同。 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況1.如嵌固條件足夠，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的下端可以保持不移動(dòng)，在墻的兩側(cè)的土壓力的分布如圖所示，相互抵消以后凈土壓力分布見圖c；2.從圍護(hù)結(jié)構(gòu)端部的變形和墻的受力平衡來看，墻的端部必然產(chǎn)生向坑外的土壓力，其值等于坑外在端部深度處的被動(dòng)土壓力和坑內(nèi)該點(diǎn)主動(dòng)土壓力之差。插入深度D確定后，

17、自上而下通過計(jì)算尋找到剪力零點(diǎn)位置（此處彎矩為最大），從而可以計(jì)算出圍護(hù)結(jié)構(gòu)的最大彎矩。在強(qiáng)度驗(yàn)算時(shí)，還要考慮到懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)變形控制的要求，安全系數(shù)K一般取2.0，即有撐（錨）式圍護(hù)結(jié)構(gòu) 以單撐（錨）支護(hù)結(jié)構(gòu)為例，應(yīng)用等值梁計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時(shí)，需要得知正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置，由于該轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置與開挖面下的土壓力強(qiáng)度零點(diǎn)很接近，故實(shí)用上就取開挖面下的土壓力合力強(qiáng)度零點(diǎn)C來代替正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。 墻在土壓力零點(diǎn)以下的插入深度t0根據(jù)坑內(nèi)側(cè)t0區(qū)間上凈被動(dòng)土壓力和R0對圍護(hù)結(jié)構(gòu)底端D點(diǎn)的力矩相等的原則進(jìn)行確定內(nèi)支撐內(nèi)力計(jì)算1）支撐軸向力按圍護(hù)結(jié)構(gòu)沿長度方向分布的水平反力乘以支撐中心距；當(dāng)圍檁與支撐斜

18、交時(shí)，水平反力取支撐長度方向的投影；2）在垂直荷載作用下，支撐的內(nèi)力和變形可近似按單跨或多跨梁分析，其計(jì)算跨度取相鄰立柱中心距；3）立柱的軸向力可取縱橫向支撐的支座反力之和；4）混凝土圍檁在水平力作用下的內(nèi)力和變形按多跨連續(xù)梁計(jì)算，計(jì)算跨度取相鄰支撐點(diǎn)的中心距；5）鋼圍檁的內(nèi)力和變形宜按簡支梁計(jì)算，計(jì)算跨度取相鄰水平支撐的中心距；6）當(dāng)水平支撐與圍檁斜交時(shí)，尚應(yīng)考慮水平力在圍檁長度方向產(chǎn)生的軸向力作用。 對于較為復(fù)雜的平面支撐體系，宜按空間桿系模型計(jì)算。通常將支撐結(jié)構(gòu)視為平面框架，從支護(hù)結(jié)構(gòu)體系中截離出來，在截離處加上相應(yīng)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力，以及作用在支撐上的其它荷載，用空間桿系模型進(jìn)行分析。為了

19、簡化計(jì)算，加在截離處的內(nèi)力只考慮由圍護(hù)結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算確定的沿圍檁長度方向正交分布的水平力，對于其它的內(nèi)力或變形則通過設(shè)置約束來代替。計(jì)算模型的邊界可按下列原則確定：1） 在水平支撐與圍檁或立柱交點(diǎn)處，以及圍檁的轉(zhuǎn)角處分別設(shè)置豎向鉸支座或彈簧；2） 基坑四周與圍檁長度方向正交的水平荷載不是均勻分布或支撐結(jié)構(gòu)布置不對稱時(shí)，可在適當(dāng)位置上設(shè)置防止模型整體平移或轉(zhuǎn)動(dòng)的水平約束?；幼冃喂浪銓Νh(huán)境的影響主要是基坑的變形，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和坑底的隆起變形過大，會(huì)引發(fā)墻后地面的下陷、相鄰建筑物和地下管線的變形或開裂。因此必須估算基坑的變形，將變形控制在允許的范圍內(nèi)。但圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算比承載能力計(jì)算更為復(fù)雜

20、，通常需要作許多簡化假定才能求得變形值。重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移計(jì)算 由水泥土攪拌樁、旋噴樁等構(gòu)成的重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于其自身剛度較大，因此可按剛性體分析變位規(guī)律。懸臂支護(hù)樁樁頂位移計(jì)算 懸臂支護(hù)樁樁頂位移的計(jì)算比重力式攪拌樁復(fù)雜，由于懸臂支護(hù)樁是柔性樁，在外力作用下樁身產(chǎn)生變形，樁和土體之間的接觸應(yīng)力隨樁身的變形而變化。 將坑底以上部分的樁身看作一根在坑底處嵌固的懸臂梁，在坑外水土壓力作用下產(chǎn)生撓曲，其值可以求得；插入坑底以下部分的樁身可以用承受水平荷載樁的m法計(jì)算。地表沉陷量計(jì)算（a）所示的沉陷發(fā)生在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的端部產(chǎn)生向基坑內(nèi)的移動(dòng)，由此引起的地面沉陷比較大，但最大值的位置靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu)，主要

21、的變形區(qū)分布在基坑附近，對于這種情況的地表沉降可采用下式計(jì)算（b）所示的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的端部基本沒有產(chǎn)生位移，理論上，地表土體沉陷與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向水平變形及坑底隆起有直接聯(lián)系，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和坑底可能的隆起引起地面的下陷。 但由于目前還沒有很好的方法計(jì)算坑底隆起的影響，只是考慮了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向水平變形與地表土體沉陷的關(guān)系，即通過： 在圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向水平變形曲線所包絡(luò)的面積與地表沉陷曲線所包絡(luò)的面積之間建立某種對應(yīng)關(guān)系， 利用合理的數(shù)學(xué)模型擬和地表沉陷曲線，從而可以近似求解地表的最大沉陷量，其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向水平變形曲線可以通過桿系有限元方法進(jìn)行求解。 坑底隆起變形計(jì)算 坑底隆起的變形計(jì)算包括兩個(gè)方面

22、的概念，一是由于基坑開挖卸荷產(chǎn)生的回彈隆起變形，另一種是坑底塑流產(chǎn)生的隆起變形，這是兩種不同的變形。工程實(shí)測的隆起或回彈變形實(shí)際上包括了這兩部分變形分量，在土質(zhì)比較軟弱的條件下塑流可能是主要的，在土質(zhì)較好的地區(qū)，卸荷回彈可能是主要的變形。對于前一種變形，計(jì)算的機(jī)理比較清楚，主要是計(jì)算指標(biāo)的試驗(yàn)和確定方法將會(huì)影響計(jì)算的結(jié)果；后一種變形很難用解析的方法計(jì)算，采用有限元方法可以計(jì)算由于塑流引起的坑底隆起量。 二深基坑工程施工圖設(shè)計(jì)深基坑工程施工圖設(shè)計(jì)是指在基坑總體方案確定以后，根據(jù)總體方案規(guī)定的原則進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)以供實(shí)施。主要包括確定基坑以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)各種幾何尺寸、進(jìn)行截面強(qiáng)度驗(yàn)算與配筋、選用合理的構(gòu)

23、造與節(jié)點(diǎn)處理、形成施工圖紙與文字說明。 1.基坑邊坡設(shè)計(jì)；2.土釘墻設(shè)計(jì)；3.板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括板樁、水泥土圍護(hù)結(jié)構(gòu)、排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻和拱圈式圍護(hù)結(jié)構(gòu)；4.內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì)；5.錨桿體系設(shè)計(jì)。 基坑邊坡設(shè)計(jì)對于適宜于放坡的基坑，其坡度可參考同類土的穩(wěn)定坡度確定；對于土質(zhì)比較均勻的基坑邊坡，也可按下表的要求確定開挖放坡坡度及坡高，以確保基坑的穩(wěn)定性與安全。當(dāng)采用分級放坡開挖時(shí)，應(yīng)設(shè)置分級過渡平臺(tái)。對于深度大于5m的土質(zhì)邊坡，各級過渡平臺(tái)的寬度宜取為1.01.5m，小于5m坡高的土質(zhì)邊坡可不設(shè)過渡平臺(tái)?；舆吰略O(shè)計(jì)時(shí)，除了滿足沿最危險(xiǎn)圓弧滑裂面破壞的整體穩(wěn)定性的要求，一般在坡面還要進(jìn)行

24、保護(hù)性處理，以免施工活動(dòng)對邊坡土體的擾動(dòng)及地表水和降水等因素對邊坡的浸蝕和沖刷導(dǎo)致邊坡破壞。保護(hù)處理的方法有水泥抹面、鋪塑料布或土工布、掛網(wǎng)噴水泥漿、噴射混凝土護(hù)面等。對于較高坡面的下段，或坡腳下土層含有軟弱下臥層或砂層時(shí)，可對土體采取加固措施，如土釘支護(hù)、螺旋錨、噴錨等，或采取適當(dāng)?shù)钠履_地基加固措施，如在坡腳堆砌草袋或土工布砂土袋以及切筑磚石砌體等，以免出現(xiàn)坡腳失穩(wěn)或流砂。 土釘支護(hù)設(shè)計(jì) 隨基坑逐層開挖，在邊坡上以較密排列（上下左右）打入土釘（鋼筋）以強(qiáng)化受力土體，并在土釘坡面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)分層噴射混凝土，從而實(shí)現(xiàn)擋土護(hù)坡的功能，這就是土釘支護(hù)，也稱土釘墻， 設(shè)計(jì)原則與構(gòu)造要求 1一般用于基坑開

25、挖深度在15m以內(nèi)的邊坡，坡角為7090；2土釘長度一般為開挖深度的0.51.2倍，其間距宜取12m，土釘與水平面夾角宜取1020；3為保證土釘與護(hù)坡面層的有效連接，常設(shè)有承壓板和加強(qiáng)鋼筋；4土釘一般采用級以上螺紋鋼筋，鋼筋直徑為1632 mm，鉆孔直徑為70120 mm；5噴射混凝土面層厚度一般為80200 mm，鋼筋網(wǎng)采用級鋼筋610 mm，間距為150300 mm，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20；6注漿材料宜采用水泥凈漿，強(qiáng)度不低于20Mpa。土釘設(shè)計(jì) 1邊坡最危險(xiǎn)滑動(dòng)面計(jì)算，以確定最危險(xiǎn)滑動(dòng)面的位置，便于布置土釘，計(jì)算時(shí)可以允許安全系數(shù)小于1.0 。2土釘抗拔驗(yàn)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水泥攪拌樁重

26、力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括圍護(hù)墻幾何尺寸的確定、水泥攪拌樁體的布置及截面驗(yàn)算等。 （一）水泥攪拌樁墻體尺寸 水泥攪拌樁墻體的深度和寬度一般根據(jù)基坑的開挖深度、土質(zhì)條件按經(jīng)驗(yàn)規(guī)則選用：坑底以下的插入深度D=（0.81.2）H，墻體寬度B=（0.61.0）H，（H為基坑的開挖深度）。然后經(jīng)基坑整體穩(wěn)定性、坑底隆起穩(wěn)定性、抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算確定基坑底面下的插入深度，由抗傾覆穩(wěn)定性和抗滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算確定寬度。（二）水泥攪拌樁體的布置形式目前，施工單位基本上都是使用SJB-1型和仿SJB-1型雙軸攪拌機(jī)，每軸直徑700mm、雙軸中心距500mm，形成了寬700mm、長1200mm的“”形加固截面，因此水泥土圍

27、護(hù)結(jié)構(gòu)斷面就是由眾多“”形單元組成。用于基坑圍護(hù)的水泥土加固體的斷面主要采用了格柵式布置，常用的格柵式斷面形式見圖。截面驗(yàn)算 上海市標(biāo)準(zhǔn)基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程規(guī)定驗(yàn)算坑底標(biāo)高處的應(yīng)力，驗(yàn)算的要求是截面外側(cè)的邊緣應(yīng)力大于零，即不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力；內(nèi)側(cè)的邊緣應(yīng)力應(yīng)符合下式：行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑深基坑工程技術(shù)規(guī)范則提出了任意斷面的墻身應(yīng)力驗(yàn)算要求，規(guī)定最小邊緣應(yīng)力必須大于零，即不允許出現(xiàn)拉應(yīng)力；任意斷面的最大邊緣應(yīng)力由下式計(jì)算：關(guān)于構(gòu)造和材料的規(guī)定 為了增強(qiáng)水泥土攪拌樁墻體的整體性，攪拌樁之間的搭接不小于200mm。并通常在頂部設(shè)置鋼筋混凝土的壓頂圈梁，也稱為壓板。其厚度一般為0.2m ,寬度至少與墻身的寬度一致，

28、也可以與坑外的施工道路的路面連成整體。圈梁與水泥攪拌樁之間用插筋連接，插筋直徑不小于12mm，插入攪拌樁頂?shù)纳疃炔恍∮?.0m，每根攪拌樁中部設(shè)置一根插筋，并與壓板的水平筋綁扎。水泥土中的水泥摻量不宜小于15%，水泥標(biāo)號(hào)不低于425號(hào)。水泥土28天齡期的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度不宜低于1MPa。板樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 板樁是最早使用的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，包括鋼板樁和鋼筋混凝土板樁。預(yù)制的板樁施工方便，工期短；材料質(zhì)量可靠，在軟弱土層中施工速度快，并具有較好的止水性，可以拔出回收多次重復(fù)使用，降低成本等優(yōu)點(diǎn)。但因板樁的剛度比較小，圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形比較大，只適用于開挖深度不深的基坑，也不適宜應(yīng)用于變形控制嚴(yán)格的基坑；鋼板樁

29、拔出時(shí)又會(huì)產(chǎn)生附加的變形，不利于環(huán)境保護(hù)。鋼板樁鋼板樁是帶鎖口的熱軋型鋼，鋼板樁靠鎖口或鉗口相互連接咬合，形成連續(xù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)來擋土止水功能。排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要指采用鉆孔灌注樁或人工挖孔樁組成的墻體。與地下連續(xù)墻相比，其優(yōu)點(diǎn)在于施工工藝簡單，成本低，平面布置靈活；缺點(diǎn)是防滲和整體性較差。對于地下水位較高的地區(qū)，排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)必須與止水帷幕相結(jié)合使用，在這種情況下，防水效果的好壞，直接關(guān)系到基坑工程的成敗，須認(rèn)真對待。樁排式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在肯定總體方案的前提下進(jìn)行，此時(shí)，挖土、圍護(hù)型式、支撐布置、降水等問題都已確定，圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的是確定圍護(hù)樁的長度、直徑、排列以及截面配筋

30、，對于坑內(nèi)降水的基坑，還要設(shè)計(jì)止水帷幕。圍護(hù)樁的布置和材料 1材料：鉆孔灌注樁通常采用水下澆筑混凝土的施工工藝，混凝土強(qiáng)度等級不宜低于C20（常取C30），所用水泥通常為425#或525#普通硅酸鹽水泥。鋼筋采用I級圓鋼和II級螺紋鋼。2樁體布置：如圖所示，當(dāng)基坑不考慮防水（或已采取了降水措施時(shí)），樁體可按一字形間隔排列或相切排列，間隔排列的間距常取2.53.5倍的樁徑，土質(zhì)較好時(shí)，可利用樁側(cè)“土拱”作用適當(dāng)擴(kuò)大樁距；當(dāng)基坑需考慮防水時(shí)，可按一字形搭接排列，也可按間隔或相切排列，外加防水帷幕。3防滲措施：鉆孔灌注樁排樁墻體防滲可采取兩種方式：一是將鉆孔樁體相互搭接，二是另增設(shè)防水抗?jié)B結(jié)構(gòu)。前一

31、種方式對施工要求較高，且由于樁位，樁垂直度等的編差所引志的墻體滲漏水仍難以完全避免，所以在水位較高的軟土地區(qū)，一般采用后一種方式，此時(shí)，樁體間可留100150mm施工間隙。具體的防滲止水方法主要有： 樁間壓密注漿； 樁間高壓旋噴； 水泥攪拌樁墻。 確定圍護(hù)樁的幾何尺寸 1. 圍護(hù)樁的長度圍護(hù)樁的長度由基坑底面以上部分和以下部分組成，基坑底面以下部分稱為插入深度。插入深度取決于基坑開挖深度和土質(zhì)條件，所確定的插入深度應(yīng)滿足基坑整體穩(wěn)定、抗?jié)B流穩(wěn)定、抗隆起穩(wěn)定以及圍護(hù)墻靜力平衡的要求。設(shè)計(jì)時(shí)，先按經(jīng)驗(yàn)選用，然后進(jìn)行各種驗(yàn)算。2. 圍護(hù)樁的直徑圍護(hù)樁的直徑也取決于開挖深度和土質(zhì)條件，一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用

32、。 在鉆孔灌注樁合理使用的開挖深度范圍內(nèi)，樁徑變化范圍從8001100mm；對于開挖深度在10m以內(nèi)的基坑，樁徑一般不超過900mm；開挖深度大于11m的基坑，樁徑一般不小于1000mm。 3排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的折算厚度排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)雖由單個(gè)樁體組成，但其受力形式與地下連續(xù)墻類似。分析時(shí)，可將樁體與壁式地下連續(xù)墻按抗彎剛度相等的原則等價(jià)為一定厚度的壁式地下墻進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算，稱之為等剛度法。 若采用一字相切排列，td，則h=0.838d。這樣，即可按厚度為h的壁式地下墻計(jì)算出每延米墻之內(nèi)力、及位移，然后利用下式換算得相應(yīng)單樁的內(nèi)力、及位移，由此，可按鋼筋混凝土圓形截面構(gòu)件進(jìn)行配筋。樁身的構(gòu)造與配筋 樁

33、身縱向受力主筋一般要求沿圓截面周邊均勻布置，最小配筋率為0.42%且不少于6根，主筋保護(hù)層不應(yīng)小于50mm。箍筋宜采用68螺旋箍筋，間距一般為200300mm，每隔15002000mm應(yīng)布置一根直徑不小于12mm的焊接加強(qiáng)箍筋，以增強(qiáng)鋼筋籠的整體剛度，有利于鋼筋籠吊放和水下澆灌混凝土。鋼筋籠底端一般距離孔底200500mm。樁身縱向鋼筋應(yīng)按基坑開挖各階段與地下室施工期間各種工況下樁的彎矩包絡(luò)圖配筋，當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件或其它因素復(fù)雜時(shí)也可按最大彎矩通長配筋。1. 樁身作為一個(gè)構(gòu)件，配筋應(yīng)滿足截面承載力的要求。樁身截面的內(nèi)力主要由土壓力產(chǎn)生的，計(jì)算土壓力的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是標(biāo)準(zhǔn)值，因此求得的樁身內(nèi)力也是標(biāo)準(zhǔn)值

34、。但截面承載力是由混凝土規(guī)范所提供的混凝土和鋼筋的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值組成的。這就使得設(shè)計(jì)表達(dá)式兩側(cè)的設(shè)計(jì)變量的性質(zhì)不一致，必須加以調(diào)整。2.計(jì)算樁身內(nèi)力時(shí)一般按平面問題處理，求得的是每延米圍護(hù)墻的內(nèi)力。但樁身截面配筋是按每根樁計(jì)算的，這里有一個(gè)內(nèi)力數(shù)值的換算問題，即將每延米的內(nèi)力換算為每根樁的內(nèi)力。設(shè)樁徑為d，樁的間距為t，則每根樁的內(nèi)力等于每延米的內(nèi)力乘以（d+t），計(jì)算時(shí)（d+t）以m計(jì)。3. 當(dāng)有可靠措施保證鋼筋籠的正確方位時(shí)可按彎矩方向采用沿圓周非均勻分布形式配筋；但無可靠措施保證時(shí)，宜采用沿圓周均勻配筋以保證安全。防滲帷幕設(shè)計(jì) 防滲帷幕設(shè)計(jì)時(shí)，帷幕的插入深度應(yīng)滿足防滲穩(wěn)定性驗(yàn)算的要求，帷幕的

35、插入深度可以與鉆孔灌注樁的深度不同；當(dāng)深層有不透水層或弱透水層時(shí)，防滲帷幕宜深入不透水層或弱透水層一定深度，以提高防滲效果。防滲帷幕的厚度不作計(jì)算，一般取單排攪拌樁。防滲帷幕的效果主要取決于施工的質(zhì)量，包括攪拌的均勻程度和接頭的搭接程度，在設(shè)計(jì)文件中應(yīng)對施工提出要求。地下連續(xù)墻設(shè)計(jì) 地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)包括墻的入土深度、墻的厚度、槽段的分段、接頭設(shè)計(jì)等內(nèi)容。地下連續(xù)墻的插入深度按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的靜力平衡條件確定，并分別按基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算及墻體變形控制要求進(jìn)行校核?；臃€(wěn)定性驗(yàn)算方法和墻身內(nèi)力、變形計(jì)算方法均與排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)相同，通常采用桿系有限元法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形； 地下連續(xù)墻兼有擋土和防滲兩個(gè)功能，故驗(yàn)

36、算基坑穩(wěn)定性時(shí)，同時(shí)考慮保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和滿足防滲兩方面的要求。墻身設(shè)計(jì)時(shí)亦需同時(shí)考慮這兩方面的要求，既滿足墻身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的要求，也要滿足墻身及接頭防滲的要求。墻的厚度及槽段劃分地下連續(xù)墻的厚度應(yīng)由計(jì)算確定，并與成槽機(jī)的能力相適應(yīng)。一般情況下現(xiàn)澆鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的厚度可選用6001000mm；預(yù)制鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的厚度不宜大于500mm。地下連續(xù)墻單元槽段的平面性狀和槽段長度應(yīng)根據(jù)墻體受力情況、施工條件和環(huán)境條件而定。平面性狀根據(jù)需要選用一字形、L形、T形或折線形等；單元槽段長度在保證槽壁穩(wěn)定和滿足施工設(shè)備能力的條件下，宜盡量采用較大的槽段長度，一般可取68m。接頭設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻施工要?jiǎng)澐謫?/p>

37、元槽段，槽段之間就有接頭，這種接頭是施工時(shí)必須有的，稱之為施工接頭，常用的有鎖口管接頭和接頭箱接頭。另一種是在地下墻完成后與梁板柱的接頭是為結(jié)構(gòu)接頭，常用的方法有預(yù)埋連接鋼筋法、預(yù)埋連接鋼板法和預(yù)埋剪力連接件法。劃分單元槽段時(shí)必須考慮槽段之間的接頭位置，以保證地下連續(xù)墻的整體性。一般情況下，接頭的位置要避免設(shè)在轉(zhuǎn)角以及墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接處。對接頭的要求：1不能妨礙下一單元槽段的挖掘；2能傳遞單元槽段之間的應(yīng)力，起到伸縮接頭的作用；3混凝土不得從接頭下端流向背面，也不得從接頭構(gòu)造物與槽壁之間流向背面；4在接頭表面上不應(yīng)粘附沉渣或變質(zhì)泥漿的膠凝物，以免造成強(qiáng)度降低或漏水；5造價(jià)便宜。地下連續(xù)墻槽段之

38、間的施工接頭的構(gòu)造應(yīng)便于施工，一般可采用不傳遞應(yīng)力的普通接頭；在下列情況時(shí)，應(yīng)采用專門接頭：1. 當(dāng)防水要求較高時(shí)應(yīng)采用防水接頭；2. 當(dāng)接頭間需要傳遞面內(nèi)剪力時(shí)，可采用帶穿孔的十字鋼板抗剪接頭；3. 當(dāng)接頭間要求傳遞面外剪力或彎矩時(shí)，可采用帶端板的鋼筋搭接接頭，將地下連續(xù)墻連成整體；地下連續(xù)墻的配筋與構(gòu)造 地下連續(xù)墻的受力鋼筋應(yīng)采用II級鋼筋，直徑不宜小于16mm，構(gòu)造鋼筋可采用I級鋼筋，直徑不宜小于12mm；預(yù)制地下連續(xù)墻的構(gòu)造鋼筋直徑不宜小于10mm。單元槽段的鋼筋籠應(yīng)裝配成一個(gè)整體。槽深小于30m的地下連續(xù)墻的鋼筋籠宜整幅起吊入槽；需要分段時(shí)，宜采用焊接接頭。接頭位置應(yīng)選在受力較小處。

39、且宜相互錯(cuò)開，搭接長度不小于45d（d為鋼筋直徑）；當(dāng)在同一斷面搭接時(shí)，最小搭接長度為70d，且不小于1.5m。現(xiàn)澆地下連續(xù)墻主筋的凈保護(hù)層厚度不應(yīng)小于70mm，預(yù)制地下連續(xù)墻主筋凈保護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mm。地下連續(xù)墻內(nèi)預(yù)埋的與主體結(jié)構(gòu)水平構(gòu)件主筋連接的鋼筋應(yīng)采用I級鋼筋，直徑不宜大于25mm，間距不小于150mm，鋼筋板直后不得留有硬彎。鋼筋籠端部與接頭管或相鄰槽段混凝土接觸面之間應(yīng)留有間隙，一般不大于150mm，鋼筋籠下端500mm長度范圍內(nèi)宜按1:10收成閉合狀。鋼筋籠下端與槽底之間宜留有不小于500mm的間隙。當(dāng)?shù)叵逻B續(xù)墻的支撐體系不設(shè)圍檁時(shí)，墻體的橫向配筋應(yīng) 適當(dāng)加強(qiáng)，其與支撐的接

40、觸部位應(yīng)滿足抗沖切要求。地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的墻頂通常設(shè)置鋼筋混凝土圈梁，圍檁可采用鋼筋混凝土與型鋼結(jié)構(gòu)。頂圈梁和圍檁都必須與地下連續(xù)墻可靠固定。地下連續(xù)墻墻體混凝土的抗?jié)B等級應(yīng) 根據(jù)最大作用水頭與地下連續(xù)墻厚度之比按表27-10選用；當(dāng)墻段之間的接縫不設(shè)止水帶時(shí)，應(yīng)選用鎖口圓弧形、槽形或V型等防滲止水接頭，其接頭面必須嚴(yán)格清刷。槽壁穩(wěn)定計(jì)算 泥漿護(hù)壁穩(wěn)定性計(jì)算是地下連續(xù)墻工藝的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它主要用來確定在深度已知條件下的設(shè)計(jì)分段長度。下面僅介紹一種理論分析法，即拋物線圓柱體法。假設(shè)土體沿拋物線圓樁體形狀下滑。該槽段設(shè)計(jì)長度為b，深度為z，拋物線頂點(diǎn)距離槽壁邊線為h， 內(nèi)支撐設(shè)計(jì) 內(nèi)支撐設(shè)計(jì)與

41、一般的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)相比，其主要差別在于其結(jié)構(gòu)體系隨基坑的形狀、開挖深度及施工條件而異。其內(nèi)力并隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形而變化，由基坑工程施工期間的最不利情況控制設(shè)計(jì)，在內(nèi)力確定的情況下，支撐構(gòu)件的截面驗(yàn)算與一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)無異。內(nèi)支撐設(shè)計(jì)一般包括下列內(nèi)容：1）材料選擇和結(jié)構(gòu)體系的布置；2）結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算；3）構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算；4）構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)；5) 結(jié)構(gòu)的安裝與拆除設(shè)計(jì)。 支撐體系的布置與構(gòu)造要求支撐體系由圍檁、支撐桿件或桁架，立柱及立柱樁等構(gòu)件組成。支撐體系的布置實(shí)例見圖， 圖中顯示了圍護(hù)結(jié)構(gòu)、圈梁、支撐與立柱的關(guān)系，圖中還給出了地下室各層的位置，支撐布置時(shí)應(yīng)考慮地下室底板及樓板的標(biāo)高，

42、留出足夠的避免施工時(shí)的相互干擾。1圍檁 圍檁又稱為腰粱，是直接與圍護(hù)結(jié)構(gòu)相連，將作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的水土壓力傳遞給支撐結(jié)構(gòu)的傳力構(gòu)件。圍檁的剛度對整個(gè)支撐結(jié)構(gòu)的剛度影響很大，所以一般在設(shè)計(jì)中應(yīng)十分注意圍檁構(gòu)件的設(shè)置與截面設(shè)計(jì)。圍檁的材料可以用鋼或鋼筋混凝土，不同材料制成的圍檁，其設(shè)計(jì)要求不完全相同。鋼圍檁的截面寬度應(yīng)大于300mm，可以采用H鋼、工字鋼或槽鋼以及它們的組合截面。鋼圍檁的現(xiàn)場拼裝點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在支撐點(diǎn)附近，不應(yīng)超過圍檁計(jì)算跨度的三分點(diǎn)。鋼圍檁的分段預(yù)制長度不應(yīng)小于支撐間距的二倍。由于圍護(hù)墻的表面不十分平整，為了使圍檁與圍護(hù)墻結(jié)合緊密，防止圍檁截面產(chǎn)生扭曲，鋼圍檁與混凝土圍護(hù)墻之間應(yīng)留

43、設(shè)寬度不小于60mm的水平通長空隙，其間用不低于C30的細(xì)石混凝土填嵌。鋼圍檁安裝前應(yīng)在圍護(hù)墻上設(shè)置安裝牛腿。安裝牛腿可用角鋼或直徑不小于25mm的鋼筋與圍護(hù)墻主筋后預(yù)埋件焊接組成鋼筋牛腿，其間距不應(yīng)大于2m，牛腿焊縫由計(jì)算確定。如支撐與圍檁斜交，在圍檁與圍護(hù)墻之間應(yīng)設(shè)置經(jīng)過驗(yàn)算的剪力傳遞構(gòu)造。混凝土圍檁截面高度（水平向尺寸）不應(yīng)小于其水平方向計(jì)算跨度的1/8；圍檁的截面寬度不應(yīng)小于支撐的截面高度。圍檁的縱向鋼筋直徑不宜小于16mm，沿截面四周縱向鋼筋的最大間距應(yīng)小于200mm。箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不大于250mm。支撐的縱向鋼筋在圍檁內(nèi)的錨固長度不宜小于30倍的鋼筋直徑。 混凝土圍檁

44、與圍護(hù)墻之間不留水平間隙。在豎向平面內(nèi)圍檁可采用吊筋與圍護(hù)墻連接，吊筋的間距一般不大于1.5m，直徑應(yīng)根據(jù)圍檁尺寸及支撐的自重，由計(jì)算確定。地下連續(xù)墻墻體與圍檁之間需要傳遞剪力時(shí)，可在墻體上沿圍檁長度方向預(yù)留按計(jì)算確定的剪力槽或受剪鋼筋?；悠矫孓D(zhuǎn)角處的縱橫向圍檁應(yīng)按剛節(jié)點(diǎn)處理。2.支撐 支撐主要是受壓構(gòu)件，支撐相對于受荷面來說有垂直于荷載面和傾斜于荷載面二種，對于斜支撐要注意支撐和圍檁連接節(jié)點(diǎn)的力的平衡，由于支撐還受到自重和施工荷載的作用，實(shí)際上是壓彎桿件，這種力學(xué)上的非線性問題，在施工實(shí)踐中常將它簡化為線性問題來解決，但必須考慮到此種因素對安全度的降低。當(dāng)支撐設(shè)計(jì)成桁架時(shí)，桁架的腹桿應(yīng)該按

45、其受力情況合理地選擇斷面尺寸和桿件材料，以求節(jié)省費(fèi)用，方便施工。支撐按材料分有：鋼支撐（鋼管支撐，型鋼支撐），鋼筋混凝土支撐以及鋼支撐和鋼筋混凝土共存的組合支撐；按平面布置形式分有：水平框架式支撐，角撐、水平桁架式支撐，斜撐，大直徑環(huán)梁與邊桁架相結(jié)合的支撐及鋼筋混凝土支撐與鋼支撐并存的混合支撐等；按受力特點(diǎn)分有：單跨壓桿式支撐，多跨壓桿式支撐和雙向多跨壓桿式支撐，如圖所示。這些支撐在實(shí)踐中都有各自的特點(diǎn)和不足之處，以其材料種類分析，鋼支撐便于安裝和折拆除，材料的消耗量小，可以施加預(yù)應(yīng)力以合理地控制基坑變形，鋼支撐施工速度較快，有利于縮短工期，但是鋼支撐系統(tǒng)的整體剛度較弱，由于要在兩個(gè)方向上施加

46、預(yù)緊力，所以縱橫桿件之間的連接始終處于鉸接狀態(tài)，形不成整體剛接。鋼筋混凝土支撐結(jié)構(gòu)整體剛度好，變形小，安全可靠，但施工制作時(shí)間長于鋼支撐，拆除工作比較繁重，材料的回收利用率低。為保證內(nèi)支撐的構(gòu)件有足夠的剛度，規(guī)范規(guī)定支撐構(gòu)件的長細(xì)比應(yīng)不大于75，連系構(gòu)件的長細(xì)比應(yīng)不大于120。1）鋼支撐鋼支撐的截面可以采用H鋼、鋼管、工字鋼與槽鋼，以及其組合截面；鋼支撐的現(xiàn)場安裝節(jié)點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在縱橫向支撐的交匯點(diǎn)附近。縱向和橫向支撐的交匯點(diǎn)宜在同一標(biāo)高上連接，當(dāng)采用重疊連接時(shí)，其連接構(gòu)造及連接件的強(qiáng)度應(yīng)滿足支撐在平面內(nèi)的穩(wěn)定要求。相鄰橫向（或縱向）水平支撐之間的縱向（或橫向）支撐的安裝節(jié)點(diǎn)數(shù)不宜多于兩個(gè)。鋼支

47、撐與鋼圍檁的連接可采用焊接或螺栓連接。節(jié)點(diǎn)處支撐與圍檁的翼緣和腹板均應(yīng)加焊加勁板，加勁板的厚度不小于10mm，焊縫高度不小于6mm。2）混凝土支撐混凝土支撐體系應(yīng)在同一平面內(nèi)整澆，支撐的截面高度（豎向尺寸）不應(yīng)小于其豎向平面計(jì)算跨度的1/20；支撐的縱向鋼筋直徑不宜小于16mm，沿截面四周縱向鋼筋的最大間距應(yīng)小于200mm。箍筋直徑不應(yīng)小于8mm，間距不大于250mm。支撐的縱向鋼筋在圍檁內(nèi)的錨固長度不宜小于30倍的鋼筋直徑。立 柱 立柱主要用來支承支撐的自重荷載和施工荷載，同時(shí)也可起到減小支撐構(gòu)件或桁架的長細(xì)比以提高其壓彎穩(wěn)定性；基坑開挖面以上的立柱宜采用格構(gòu)式鋼柱，也可以采用鋼管或H型鋼。

48、格構(gòu)式鋼柱有利于底板中鋼筋穿越，故通常大多采用這種型式的立柱。在這些鋼立柱與鋼筋混凝土底板及結(jié)構(gòu)樓板的連接處需設(shè)置止水帶。格構(gòu)式鋼立柱大樣圖見圖。立柱大樣基坑開挖面以下的立柱宜采用直徑不小于600mm的灌注樁，立柱樁主要將立柱荷載傳遞到地基中，它可以借用工程樁，也可以單獨(dú)設(shè)計(jì)，立柱樁的入土深度由其所承受立柱荷載確定；在軟土地區(qū)，宜大于基坑開挖深度的2倍，并穿過淤泥或淤泥質(zhì)土層。鋼柱插入灌注樁的深度不小于鋼柱邊長的4倍，并與樁內(nèi)鋼筋焊接。立柱與水平支撐的連接可采用鉸接構(gòu)造，但連接件在豎向和水平方向的連接強(qiáng)度應(yīng)大于支撐軸向力的1/50。當(dāng)采用鋼牛腿連接時(shí)，鋼牛腿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性應(yīng)由計(jì)算確定。支撐體系

49、的構(gòu)件設(shè)計(jì) 支撐體系包括圍檁、支撐和立柱的設(shè)計(jì)應(yīng)符合鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。構(gòu)件截面承載力應(yīng)根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)在各個(gè)施工階段的荷載效應(yīng)包絡(luò)圖進(jìn)行計(jì)算。（1） 圍檁圍檁的承載力計(jì)算時(shí)，可按水平方向的受彎構(gòu)件計(jì)算。當(dāng)圍檁與水平支撐斜交或圍檁作為邊桁架的弦桿時(shí)，應(yīng)按偏心受壓構(gòu)件計(jì)算，圍檁的受壓計(jì)算長度取相鄰支撐點(diǎn)的中心距。對于鋼圍檁，拼接點(diǎn)按鉸接考慮時(shí)，其受壓計(jì)算長度宜取相鄰支撐點(diǎn)中心距的1.5倍。圍檁與圍護(hù)墻連接滿足上述構(gòu)造要求時(shí)可不驗(yàn)算豎向平面內(nèi)的截面承載力。（2）支撐 鋼支撐根據(jù)支撐的平面布置特點(diǎn)，可按單跨壓彎構(gòu)件或多跨連續(xù)壓彎構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算。鋼支撐與圍檁連接的節(jié)點(diǎn)以及橫撐對縱向支撐的支

50、承節(jié)點(diǎn)的連接剛度都比較弱，一般按鉸接處理，鋼支撐體系的整體性比較差，設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮其整體作用。鋼筋混凝土支撐 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一般由圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系兩部分組成，鋼筋混凝土支撐體系與擋土結(jié)構(gòu)可以共同組成空間結(jié)構(gòu)體系，兩者共同承受土體的約束及荷載的作用，因此支撐體系的水平位移包括兩部分：第一部分是荷載作用下支撐體系的變形；第二部分是剛體位移（包括剛體平移及轉(zhuǎn)動(dòng)），該部分是由于基坑開挖過程中，基坑各側(cè)壁上的荷載不同而發(fā)生的，該剛體位移的發(fā)生使得基坑各側(cè)壁上的荷載重新調(diào)整，直至平衡。當(dāng)基坑各側(cè)壁荷載相差不大時(shí)，調(diào)整量很小，即剛體位移非常小，這時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的平衡是介于主動(dòng)極限平衡和被動(dòng)極限平衡之間的一種平

51、衡形式，在不考慮支撐體系剛體位移的前提下，為了簡化計(jì)算，可以將圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系在考慮相互作用后分別單獨(dú)計(jì)算。沿圍護(hù)結(jié)構(gòu)周邊取單位長度作為計(jì)算單元，建立如圖所示的計(jì)算模型，圖中RC1、RC2為鋼筋混凝土支撐對圍護(hù)體系的支撐力，Kc1、Kc2是鋼筋混凝土支撐的水平變形剛度， 1、2是鋼筋混凝土支撐點(diǎn)的水平位移。鋼筋混凝土支撐體系按平面封閉框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，其外荷載是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接作用在封閉框架周邊與圍護(hù)體系連接的圍檁上，在封閉框架的周邊約束條件視基坑形狀、地基土物理力學(xué)性質(zhì)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度而定，對這個(gè)封閉框架結(jié)構(gòu)，我們要計(jì)算它在最不利荷載作用階段下，產(chǎn)生的最不利內(nèi)力組合和最大水平位移，因此，需要依據(jù)

52、基坑挖土方式及挖土的不同階段考慮多種工況，對每一種工況的最不利荷載組合下，計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及水平位移。 1選擇合適的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，計(jì)算鋼筋混凝土支撐的水平變形剛度Kc。由于鋼筋混凝土支撐在荷載作用下，圍檁上不同點(diǎn)的水平位移并不相同，所以對于不同位置支撐的剛度Kc也不相同，為了控制基坑邊緣的最大水平位移，在計(jì)算中，取圍檁的最大水平位移為水平變形柔度。 2求得剛度后，根據(jù)工程地質(zhì)勘察提供的有關(guān)數(shù)據(jù)，利用有限單元法的計(jì)算程序，計(jì)算圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)內(nèi)力和基坑邊緣的最大水平位移，并求出鋼筋混凝土支撐對圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)的支撐力。3判別基坑邊緣最大水平位移是否滿足設(shè)計(jì)要求。4用有限單元法計(jì)算鋼筋混凝土支撐的內(nèi)力并

53、進(jìn)行配筋計(jì)算。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)主要按構(gòu)造考慮，節(jié)點(diǎn)處理的好壞對鋼支撐體系的穩(wěn)定性影響很大，對于鋼筋混凝土支承體系節(jié)點(diǎn)的配筋也需要特別加強(qiáng)。 鋼支撐節(jié)點(diǎn)鋼筋混凝土支撐節(jié)點(diǎn)圍檁是圍護(hù)結(jié)構(gòu)與支撐體系連接的傳力構(gòu)件，圍護(hù)結(jié)構(gòu)一般是先施工，然后制作或安裝圍檁和支撐，需要處理圍檁與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)造。圖給出了圍檁與排樁式墻體的連接構(gòu)造的一些做法，包括灌注樁中焊接拉吊鋼筋、灌注樁中預(yù)埋環(huán)形鋼板、頂圈梁中遺留豎向拉吊鋼筋等；還包括采用牛腿或拉吊鋼筋的方法連接圍檁與型鋼樁的做法。（a）灌注樁中焊接拉吊鋼筋（b）灌注樁中埋設(shè)環(huán)形鋼板（c）頂圈梁中預(yù)埋豎向拉吊鋼筋（d）圍檁與型鋼柱列式擋墻連接型式換撐與拆除支撐支

54、撐是施工期間的臨時(shí)性構(gòu)件，在地下室澆筑過程中就必須逐步將支撐拆除，在拆除支撐的同時(shí)還需要采取一定的措施將圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳給支撐的荷載逐步傳遞給永久性的結(jié)構(gòu)。換撐和拆除雖然都是施工的過程，但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮換撐和拆除中結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化，并將內(nèi)力的變化控制在結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)。 給出了一個(gè)換撐的實(shí)例，基坑開挖時(shí)采用了兩道支撐，在澆筑底板以后，具備了拆除第二道支撐的條件，但必須采用混凝土換撐板帶，將圍護(hù)結(jié)構(gòu)與底板聯(lián)系起來，換撐傳力帶只能傳遞壓力，不能傳遞剪力。在拆除第二道支撐并澆筑了地下室樓板以后，采取同樣的方法在樓板與圍護(hù)結(jié)構(gòu)之間設(shè)置傳力帶，然后將第一道支撐拆除，為完成地下室澆筑到頂創(chuàng)造條件。土層錨桿設(shè)計(jì)1

55、）選擇錨桿類型、確定錨桿布置和安設(shè)角度；2）確定錨桿設(shè)計(jì)軸向拉力；3）進(jìn)行錨固體設(shè)計(jì)（長度、直徑、形狀等）；4）錨頭及腰梁設(shè)計(jì)；5）必要時(shí)的穩(wěn)定性驗(yàn)算。（1）圍護(hù)結(jié)構(gòu)包括各種鋼及鋼筋混凝土預(yù)制板樁、灌注樁、地下連續(xù)墻等，以及近幾年發(fā)展起來的噴錨網(wǎng)護(hù)壁。（2）腰梁及托架可采用工字鋼、槽鋼或鋼筋混凝土梁作為腰梁，腰梁放置在托架上，托架（用鋼材或鋼筋混凝土制作）與圍護(hù)結(jié)構(gòu)連續(xù)固定。采用腰梁的目的是將作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力傳遞給錨桿，對于排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)還能通過腰梁使各樁的應(yīng)力得到均勻分配。（3）錨桿錨桿是受拉桿件的總稱，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)共同作用，從力的傳遞機(jī)理看，錨桿是由錨桿頭部，拉桿及錨固體3個(gè)基本部分

56、組成：錨桿頭部是將拉桿與圍護(hù)結(jié)構(gòu)牢固地聯(lián)結(jié)起來，使圍護(hù)結(jié)構(gòu)的推力可靠地傳遞到拉桿上去；拉桿是將來自錨桿端部的拉力傳遞給錨固體；錨固體是將來自拉桿的力通過摩阻抵抗力或支承抵抗力傳遞至地基。錨桿布置原則（1）錨桿層數(shù)錨桿層數(shù)取決于土壓力分布大小而定，除能取得合理的平衡以外，還應(yīng)考慮構(gòu)筑物允許的變形量和施工條件等綜合因素。（2）錨桿間距錨桿間距應(yīng)根據(jù)土層地質(zhì)情況、鋼材截面所能承受的拉力等進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較后確定。間距太大，將增加腰梁應(yīng)力，需增加腰梁斷面，縮小間距，可使腰梁尺寸減小，但錨桿又可能會(huì)發(fā)生相互干擾，產(chǎn)生所謂“群錨效應(yīng)”。上下兩排錨桿的間距不宜小于2.5m，錨桿的水平間距一般不宜大于4.0m、也不小于1.5m，上覆土層的厚度一般也不宜小于4.0m。（3）傾角一般采用水平向下1045 之間數(shù)值為宜。如從有效利用錨桿抗拔力的觀點(diǎn)，最好使錨桿與側(cè)壓力作用方向平行，但實(shí)際上，錨桿的設(shè)置方向與可錨固土層的位置，擋土結(jié)構(gòu)的位置以及施工條件等有關(guān)。錨桿水平分力隨著錨桿傾角的增大而減小，傾角太大將