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1、7基坑支護(hù)基坑支護(hù)9/24/202417.1 概述概述7.1.1 支護(hù)的目的與作用支護(hù)的目的與作用1、基坑支護(hù)的目的、基坑支護(hù)的目的（1）確?；娱_挖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工安全、順利；）確?；娱_挖和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工安全、順利；（2）確?；优R近建筑物或地下管道正常使用；）確?；优R近建筑物或地下管道正常使用；（3）防止地面出現(xiàn)塌陷、坑底管涌發(fā)生。）防止地面出現(xiàn)塌陷、坑底管涌發(fā)生。2、基坑支護(hù)的作用、基坑支護(hù)的作用 擋土、擋水、控制邊坡變形。擋土、擋水、控制邊坡變形。3、基坑工程的基本技術(shù)要求、基坑工程的基本技術(shù)要求（1）安全可靠性；）安全可靠性；（2）經(jīng)濟(jì)合理性；）經(jīng)濟(jì)合理性；（3）施工便利性和工期保證2、性。）施工便利性和工期保證性。7.1.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及適用條件支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型及適用條件（1）無圍護(hù)放坡開挖；）無圍護(hù)放坡開挖；（2）樁墻支護(hù)：）樁墻支護(hù)：它由樁墻結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分組成，樁墻結(jié)構(gòu)它由樁墻結(jié)構(gòu)及支護(hù)結(jié)構(gòu)兩部分組成，樁墻結(jié)構(gòu)有鋼板樁、板樁墻、灌注樁排、地下連續(xù)墻；有鋼板樁、板樁墻、灌注樁排、地下連續(xù)墻；支護(hù)結(jié)構(gòu)類型有內(nèi)支撐式、外拉錨桿式、地面錨定支護(hù)結(jié)構(gòu)類型有內(nèi)支撐式、外拉錨桿式、地面錨定式、無錨式等。式、無錨式等。（3）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)：）重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)：軟土地基可用深攪樁、旋噴樁、樹根樁等形成軟土地基可用深攪樁、旋噴樁、樹根樁等形成重力式的擋土結(jié)構(gòu)。重力式的擋土結(jié)構(gòu)。（4）3、中中央央開開挖挖施施工工法法：先先施施工工基基坑坑四四周周排排樁樁，樁樁內(nèi)內(nèi)放放坡坡開開挖挖后后施施工工中中央央部部分分基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程，待待完完工工后后再再挖挖除除排排樁樁內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)土土體體，邊邊挖挖邊邊用用支支撐撐桿桿將將支支護(hù)護(hù)排排樁樁與與中中央央部部分分基基礎(chǔ)礎(chǔ)工工程程支支撐撐起起來來，最最后后再再施施工工周周邊邊基基礎(chǔ)礎(chǔ)工程。工程。（5）開槽施工法：）開槽施工法：與中央開挖施工法施工正好相反，與中央開挖施工法施工正好相反，先在坑內(nèi)周邊挖槽，用內(nèi)支撐板樁墻法修筑周邊的基先在坑內(nèi)周邊挖槽，用內(nèi)支撐板樁墻法修筑周邊的基礎(chǔ)工程，形成一道重力式擋土墻，再挖除擋土墻內(nèi)的礎(chǔ)工程，形成一道重力式擋土墻4、，再挖除擋土墻內(nèi)的全部土體，構(gòu)筑中央部分的基礎(chǔ)工程。全部土體，構(gòu)筑中央部分的基礎(chǔ)工程。（6）墻前被動區(qū)土體加固法：）墻前被動區(qū)土體加固法：對于軟土地基深大基坑，對于軟土地基深大基坑，為控制擋墻側(cè)向位移，降低護(hù)樁的入土深度，在基坑開為控制擋墻側(cè)向位移，降低護(hù)樁的入土深度，在基坑開挖前用深攪樁、旋噴法對墻前土體進(jìn)行加固，加固深度挖前用深攪樁、旋噴法對墻前土體進(jìn)行加固，加固深度36m，寬度寬度59m。（7）逆作法；（）逆作法；（8）沉井法；（）沉井法；（9）土釘墻支護(hù)；）土釘墻支護(hù)；（10）組合型支護(hù)。）組合型支護(hù)。兩種以上的支護(hù)方法組合起來使用，既能保證支兩種以上的支護(hù)方法組合起來使用，既能保證支5、護(hù)結(jié)構(gòu)的安全又降低成本。如上部放坡，下部樁墻護(hù)結(jié)構(gòu)的安全又降低成本。如上部放坡，下部樁墻錨桿支護(hù)；錨桿與土釘組合；深攪樁與灌注樁排組錨桿支護(hù)；錨桿與土釘組合；深攪樁與灌注樁排組合；深攪樁中打入合；深攪樁中打入H鋼樁組合支護(hù)等。鋼樁組合支護(hù)等。土釘與樁土釘與樁-錨復(fù)合支護(hù)錨復(fù)合支護(hù) 土釘土釘土層錨桿土層錨桿鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁防滲帷幕防滲帷幕土釘與微型樁組成的復(fù)合支護(hù)土釘與微型樁組成的復(fù)合支護(hù)微型樁微型樁土釘土釘土釘與微型樁組成的復(fù)合支護(hù)土釘與微型樁組成的復(fù)合支護(hù)鋼砼管樁鋼砼管樁土釘土釘基坑支護(hù)工程：基坑支護(hù)工程：7.1.3支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)方案的選擇根根據(jù)據(jù)場場地地、地地層層、基基坑坑6、深深度度、設(shè)設(shè)備備等等條條件件選選擇擇支支護(hù)護(hù)的的方方法法，并并力力求求做做到到支支護(hù)護(hù)方方案案的的優(yōu)優(yōu)選選及及設(shè)設(shè)計計計計算算的的正正確確，具體參考建議：具體參考建議：（1）粘粘性性土土、粉粉質(zhì)質(zhì)粘粘土土等等強(qiáng)強(qiáng)度度較較高高的的地地基基，當(dāng)當(dāng)基基坑坑深深度度H6m時時，用用土土釘釘支支護(hù)護(hù)，若若地地下下水水位位高高，進(jìn)進(jìn)行行降降水水或或施施工工防防滲滲墻墻配配合合來來土土釘釘使使用用；也也可可采采用用錨錨桿桿樁樁墻墻支支護(hù)護(hù)的的方案，錨桿層數(shù)不宜超過四層。方案，錨桿層數(shù)不宜超過四層。（2）淤淤泥泥質(zhì)質(zhì)或或飽飽和和粘粘性性土土等等軟軟弱弱地地基基，當(dāng)當(dāng)H7m時時，且且只只考考慮慮邊邊坡坡穩(wěn)穩(wěn)定7、定時時，優(yōu)優(yōu)先先選選用用水水泥泥土土攪攪拌拌樁樁等等重重力力式式支支護(hù)護(hù)方方案案；當(dāng)當(dāng)基基坑坑較較深深時時，可可采采用用地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻內(nèi)內(nèi)支支撐撐支支護(hù)護(hù)的方案或逆作法施工。的方案或逆作法施工。（3）對于）對于松散的砂土層或粉細(xì)砂土層松散的砂土層或粉細(xì)砂土層，可用化學(xué)，可用化學(xué)注漿加固與樁墻支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方案；其次為土注漿加固與樁墻支護(hù)相結(jié)合的支護(hù)方案；其次為土釘支護(hù)及地下連續(xù)墻的施工方案，也可考慮用插筋釘支護(hù)及地下連續(xù)墻的施工方案，也可考慮用插筋補(bǔ)強(qiáng)及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹根樁的支護(hù)方案。補(bǔ)強(qiáng)及網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)樹根樁的支護(hù)方案。（4）對于）對于防滲止水要求嚴(yán)格的基坑工程防滲止水要求嚴(yán)格的基坑工程，護(hù)樁間8、土，護(hù)樁間土體宜采用高壓旋噴（或定噴、擺噴）注漿進(jìn)行防滲體宜采用高壓旋噴（或定噴、擺噴）注漿進(jìn)行防滲補(bǔ)強(qiáng)加固；也可用地下連續(xù)墻（內(nèi)支撐、逆作法）補(bǔ)強(qiáng)加固；也可用地下連續(xù)墻（內(nèi)支撐、逆作法）或沉井法施工的方案?；虺辆ㄊ┕さ姆桨?。（5）為節(jié)約投資，）為節(jié)約投資，基坑較深時應(yīng)多采用組合式基坑較深時應(yīng)多采用組合式的支護(hù)方案的支護(hù)方案，對于直立性較好的土體，上部放坡，對于直立性較好的土體，上部放坡開挖（坡深開挖（坡深34m）,下部樁墻支護(hù)，以減少錨桿下部樁墻支護(hù)，以減少錨桿層數(shù)；亦可采用土釘與錨桿相結(jié)合的支護(hù)方案。層數(shù)；亦可采用土釘與錨桿相結(jié)合的支護(hù)方案。（6）對于）對于大型基坑大型基坑（平面尺寸及深9、度都較大）工（平面尺寸及深度都較大）工程，可采用中央開挖施工法、開槽施工法等支護(hù)程，可采用中央開挖施工法、開槽施工法等支護(hù)方案；每個邊坡的支護(hù)方法可以不同。方案；每個邊坡的支護(hù)方法可以不同。7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力及破壞形式支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力及破壞形式7.2.1支護(hù)板樁的受力性狀支護(hù)板樁的受力性狀（1）懸懸臂臂式式板板樁樁：插插入入土土體體部部分分視視為為固固定定端端，上部為自由端；即看作懸臂梁結(jié)構(gòu)。上部為自由端；即看作懸臂梁結(jié)構(gòu)。（2）淺淺埋埋單單錨錨式式板板樁樁：插插入入土土體體部部分分視視為為固固定定鉸鉸，上上部部錨錨拉拉作作用用點點為為活活動動鉸鉸；即即看看作作簡支梁結(jié)構(gòu)。簡支梁結(jié)構(gòu)。（3）深10、深埋埋單單錨錨式式板板樁樁：插插入入土土體體部部分分視視為為固固定定端端，上上部部錨錨拉拉作作用用點點為為活活動動鉸鉸；即即看看作作靜不定梁結(jié)構(gòu)。靜不定梁結(jié)構(gòu)。（4）多多層層錨錨拉拉式式板板樁樁：插插入入土土體體部部分分視視為為固固定定端端，上上部部各各個個錨錨拉拉作作用用點點為為活活動動鉸鉸；即即看作連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。看作連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。7.2.2支護(hù)板樁的側(cè)向土壓力計算支護(hù)板樁的側(cè)向土壓力計算1、側(cè)向土壓力計算模式、側(cè)向土壓力計算模式關(guān)關(guān)于于基基坑坑樁樁墻墻側(cè)側(cè)向向土土壓壓力力計計算算模模式式很很多多，主主要要采用的有以下兩大類：采用的有以下兩大類：（1）以以朗朗肯肯、庫庫倫倫等等理理論論公公式式計11、計算算的的土土壓壓力力；使使用用時時應(yīng)應(yīng)注注意意地地基基土土的的c、的的取取值值。計計算算時時還還應(yīng)應(yīng)考考慮慮地地面面荷荷載載、地地面面不不規(guī)規(guī)則則幾幾何何形形狀狀等等對對樁樁墻墻側(cè)側(cè)土土壓壓力的影響。力的影響。土土壓壓力力與與水水壓壓力力可可分分開開計計算算，也也可可合合并并計計算算；合合并并計計算算時時地地下下水水以以下下土土的的重重度度取取飽飽和和含含水水重重度度，降降水水后后土土層層按按稍稍濕濕狀狀態(tài)態(tài)考考慮慮。對對于于粘粘性性土土，可可忽忽略略粘粘聚力，適當(dāng)增加內(nèi)摩擦角來計算。聚力，適當(dāng)增加內(nèi)摩擦角來計算。（2）由土壓力計等測定換算的實測值為基礎(chǔ)的）由土壓力計等測定換算的實測值為基礎(chǔ)12、的土壓力土壓力分布模型分布模型(圖示法圖示法)或側(cè)壓系數(shù)法或側(cè)壓系數(shù)法，亦稱用，亦稱用表觀土壓力系表觀土壓力系數(shù)計算的土壓力數(shù)計算的土壓力，圖示法中采用較多的是，圖示法中采用較多的是Terzaghi-Peck所建議的土壓力分布模型法。所建議的土壓力分布模型法。砂土砂土 軟軟中硬粘土中硬粘土 硬粘土硬粘土 2 2、基坑底樁前土壓力計算取值、基坑底樁前土壓力計算取值 基坑底樁前土抗力常采用的是基坑底樁前土抗力常采用的是朗肯公式朗肯公式計算，計算，由于計算出來的被動土壓力是以極限狀態(tài)為前提由于計算出來的被動土壓力是以極限狀態(tài)為前提的，當(dāng)被動土壓力達(dá)到理論計算值時，其圍護(hù)結(jié)的，當(dāng)被動土壓力達(dá)到理論計算13、值時，其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形位移將很大，一般達(dá)到坑深或樁墻高度構(gòu)的變形位移將很大，一般達(dá)到坑深或樁墻高度的的5%5%，這么大的變形位移是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所不能，這么大的變形位移是基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)所不能允許的。因此，對于基坑支護(hù)被動土壓力計算中允許的。因此，對于基坑支護(hù)被動土壓力計算中，一般取其，一般取其折減系數(shù)折減系數(shù)=0.3=0.30.50.5。3 3、護(hù)樁與土體間的摩擦作用、護(hù)樁與土體間的摩擦作用 樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)在土壓力作用下發(fā)生變形變位樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)在土壓力作用下發(fā)生變形變位時，護(hù)樁和土體之間有相對位移而產(chǎn)生摩擦力，摩時，護(hù)樁和土體之間有相對位移而產(chǎn)生摩擦力，摩擦力將使擦力將使樁墻后的主、被動土壓力減小樁14、墻后的主、被動土壓力減小；相反確使；相反確使樁墻前面的被動土壓力增大樁墻前面的被動土壓力增大。為此進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)。為此進(jìn)行支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮樁墻與土體的摩擦作用，即將計時應(yīng)考慮樁墻與土體的摩擦作用，即將墻前、后墻前、后的被動土壓力乘以修正系數(shù)的被動土壓力乘以修正系數(shù)。但為慎重起見對主動土壓力可不進(jìn)行折減。一但為慎重起見對主動土壓力可不進(jìn)行折減。一般使墻前被動土壓力增大的修正系數(shù)可取般使墻前被動土壓力增大的修正系數(shù)可取K=1.5K=1.52.82.8；使墻后被動土壓力減小的修正系數(shù)可??；使墻后被動土壓力減小的修正系數(shù)可取K=1.0K=1.00.350.35。修正系數(shù)與土的內(nèi)摩擦角。修正系數(shù)與土15、的內(nèi)摩擦角有關(guān)，有關(guān)，值越大，修正系數(shù)值越大，修正系數(shù)K K越大越大,而而KK越小。越小。實際工程設(shè)計計算中，為簡化起見，既不進(jìn)行實際工程設(shè)計計算中，為簡化起見，既不進(jìn)行被動土壓力理論計算值的折減，也不進(jìn)行因摩擦作被動土壓力理論計算值的折減，也不進(jìn)行因摩擦作用而使墻前被動土壓力增大的修正。用而使墻前被動土壓力增大的修正。1、支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式、支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式（1）支錨結(jié)構(gòu)系統(tǒng)破壞；）支錨結(jié)構(gòu)系統(tǒng)破壞；（2）板樁底部向基坑內(nèi)側(cè)移）板樁底部向基坑內(nèi)側(cè)移;（3）板樁彎曲破壞；）板樁彎曲破壞；7.2.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式某某復(fù)合土釘支護(hù)基坑整體失穩(wěn)時照片復(fù)合土釘支護(hù)基坑整體失穩(wěn)16、時照片邊坡型式的邊坡型式的破壞破壞（4）整體圓弧滑動；）整體圓弧滑動；（5）基坑底管涌發(fā)生。）基坑底管涌發(fā)生。2 2、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的問題、支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)考慮的問題（1 1）確保錨桿（支撐）的強(qiáng)度與穩(wěn)定；）確保錨桿（支撐）的強(qiáng)度與穩(wěn)定；（2 2）板樁的入土深度應(yīng)滿足要求；）板樁的入土深度應(yīng)滿足要求；（3 3）板樁截面尺寸、間距、抗彎強(qiáng)度夠用；）板樁截面尺寸、間距、抗彎強(qiáng)度夠用；（4 4）基坑底穩(wěn)定驗算滿足要求。）基坑底穩(wěn)定驗算滿足要求。7.3支護(hù)板樁的設(shè)計計算支護(hù)板樁的設(shè)計計算7.3.1懸臂式板樁的計算懸臂式板樁的計算1、單排式板樁計算、單排式板樁計算2、雙排式板樁計算、雙排式板樁計算將雙17、排樁看做鋼架結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力。將雙排樁看做鋼架結(jié)構(gòu)計算內(nèi)力。（1）雙排樁的）雙排樁的Mmax是單排樁的是單排樁的75%；（2）樁頂位移是單排樁的）樁頂位移是單排樁的3040%；(3）護(hù)樁入土深度是單排樁的）護(hù)樁入土深度是單排樁的70%；7.3.2單錨式板樁的計算單錨式板樁的計算1、淺埋式單錨板樁的計算淺埋式單錨板樁的計算（簡支梁法求解）（簡支梁法求解）2、深埋式單錨板樁的計算（深埋式單錨板樁的計算（等值梁法求等值梁法求t1）（1）以）以d點主、被動土點主、被動土壓力強(qiáng)度相等，求壓力強(qiáng)度相等，求t0；由 得2、深埋式單錨板樁的計算深埋式單錨板樁的計算（2）求相當(dāng)梁的錨桿支反力）求相當(dāng)梁的錨桿支反力R18、t0處的支反力處的支反力、Mmax及作用點及作用點h。（3）求護(hù)樁的最小入土深度求護(hù)樁的最小入土深度t1；（4）護(hù)樁實際埋深為：護(hù)樁實際埋深為：7.3.3 7.3.3 多層錨拉板樁的計算多層錨拉板樁的計算1 1、支錨結(jié)構(gòu)的層間距布置型式及特點支錨結(jié)構(gòu)的層間距布置型式及特點 （1 1）等等彎彎矩矩布布置置：各各跨跨度度的的最最大大彎彎矩矩相相等等，可可充充分分利利用用板板樁樁的的抗抗彎彎強(qiáng)強(qiáng)度度；但但是是較較深深基基坑坑，下下部部的的支支錨層距過小，層數(shù)多，不經(jīng)濟(jì)。錨層距過小，層數(shù)多，不經(jīng)濟(jì)。（2 2）等等反反力力布布置置：各各層層支支錨錨水水平平反反力力基基本本相相等等，使使錨錨桿桿設(shè)設(shè)計計19、簡簡化化；但但當(dāng)當(dāng)基基坑坑較較深深時時，下下部部的的支支錨錨層層距過小，層數(shù)多，同樣不經(jīng)濟(jì)。距過小，層數(shù)多，同樣不經(jīng)濟(jì)。（3 3）等等間間距距布布置置：支支錨錨結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的上上、下下排排間間距距基基本本相相同同，基基坑坑較較深深時時，減減少少了了支支錨錨層層數(shù)數(shù)，較較經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)；但但帶帶來來了了較較復(fù)復(fù)雜雜的的計計算算量量。等等間間距距布布置置在在工工程程實實際際中中設(shè)計設(shè)計最最為為普遍。普遍。1、等彎矩布置、等彎矩布置h=6wfy/Yka1/3h1=1.11hh2=0.88hh3=0.77hh4=0.70hh5=0.65hh6=0.61hh7=0.58hh8=0.55h2、等反力布置等反力布置20、h1=0.60hh2=0.45hh3=0.36hh4=0.32h3、等間距布置等間距布置7.3.3多層錨拉板樁的計算多層錨拉板樁的計算 盾恩法求板樁的入土深度：盾恩法求板樁的入土深度：按著按著1/2分擔(dān)法可求出各層支錨結(jié)構(gòu)的水分擔(dān)法可求出各層支錨結(jié)構(gòu)的水平平反力，再乘以反力，再乘以1.35不均勻系數(shù)就是水平力的設(shè)不均勻系數(shù)就是水平力的設(shè)計值；通過續(xù)梁可求出計值；通過續(xù)梁可求出Mmax及作用點及作用點h；7.4鋼筋混凝土樁抗彎設(shè)計計算鋼筋混凝土樁抗彎設(shè)計計算（見鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，此處略）（見鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，此處略）7.5基坑底穩(wěn)定驗算基坑底穩(wěn)定驗算1、基坑底隆起、基坑底隆起（1）地基穩(wěn)定驗算；）地基穩(wěn)定驗算；（2）地基強(qiáng)度驗算；）地基強(qiáng)度驗算；2、水壓力與基坑底管涌水壓力與基坑底管涌（1）流砂與基坑底管涌）流砂與基坑底管涌（2）承壓水沖潰坑底）承壓水沖潰坑底