畢業(yè)設計----基坑支護設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　UNDERGRADUATE PROJECT (THESIS)</p><p>　　題 目: XX商辦地塊基坑支護設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘要----------------

2、-------------------------------------------------------------------------------------------3</p><p>　　ABSTRACT-------------------------------------------------------------------------------------------------

3、-4</p><p>　　緒論-----------------------------------------------------------------------------------------------------------5</p><p>　　基坑及基坑支護結構概述---------------------------------------------------

4、-----------------8</p><p>　　1.1 基坑---------------------------------------------------------------------------------------------------8</p><p>　　1.1.1 基坑的概念---------------------------------------

5、----------------------------------------------8</p><p>　　1.1.2 基坑的類型-------------------------------------------------------------------------------------9</p><p>　　1.1.3 基坑的特點-------------------

6、-----------------------------------------------------------------10</p><p>　　1.2 基坑支護--------------------------------------------------------------------------------------------11</p><p>　　1.2.1

7、 基坑支護的概念------------------------------------------------------------------------------11</p><p>　　1.2.2 基坑支護的類型和使用范圍---------------------------------------------------------------12</p><p>　　1.2

8、.3基坑支護的設計要求-------------------------------------------------------------------------14</p><p>　　1.2.4基坑支護形式的選取原則-------------------------------------------------------------------14</p><p>　　1.2

9、.5基坑支護結構內支撐體系-------------------------------------------------------------------15</p><p>　　基坑支護設計計算方法----------------------------------------------------------------------17</p><p>　　2.1 作用于支護結

10、構上的荷載-----------------------------------------------------------------------17</p><p>　　2.1.1 概述---------------------------------------------------------------------------------------------17</p><

11、p>　　2.1.2 土壓力------------------------------------------------------------------------------------------17</p><p>　　2.1.3 水壓力--------------------------------------------------------------------------------

12、----------18</p><p>　　2.2 基坑支護設計的計算方法-----------------------------------------------------------------------20</p><p>　　2.2.1 概述------------------------------------------------------------------

13、---------------------------20</p><p>　　2.2.2 靜力平衡法------------------------------------------------------------------------------------20</p><p>　　2.2.3 等直梁法--------------------------------------

14、-------------------------------------------------21</p><p>　　2.2.4 M法---------------------------------------------------------------------------------------------22</p><p>　　2.3 基坑穩(wěn)定性驗算---------

15、--------------------------------------------------------------------------24</p><p>　　基坑工程支護設計實例方案------------------------------------------------------------------30</p><p>　　3.1工程概況-----------

16、----------------------------------------------------------------------------------30</p><p>　　3.1.1 一般概況--------------------------------------------------------------------------------------30</p><

17、;p>　　3.1.2 結構概況--------------------------------------------------------------------------------------30</p><p>　　3.2 工程周邊環(huán)境---------------------------------------------------------------------------------

18、----30</p><p>　　3.2.1 建筑環(huán)境--------------------------------------------------------------------------------------30</p><p>　　3.2.2 地質環(huán)境------------------------------------------------------------

19、--------------------------31</p><p>　　3.3 設計思路-------------------------------------------------------------------------------------------31</p><p>　　工程實例基坑支護方案的計算書-------------------------------

20、----------------------------32</p><p>　　4.1 等值梁法手算-------------------------------------------------------------------------------------32</p><p>　　4.2 配筋計算---------------------------------------

21、----------------------------------------------------37</p><p>　　4.2 啟明星軟件電算----------------------------------------------------------------------------------43</p><p>　　4.2.1 灌注樁----------------

22、-------------------------------------------------------------------------43</p><p>　　4.2.2 攪拌樁-----------------------------------------------------------------------------------------50</p><p>　

23、　結論----------------------------------------------------------------------------------------------------------57</p><p>　　致謝------------------------------------------------------------------------------------

24、----------------------58</p><p>　　參考文獻----------------------------------------------------------------------------------------------------59</p><p>　　XX商辦地塊基坑支護設計</p><p><b>　　

25、摘要</b></p><p>　　基坑工程是一門綜合性很強的學科，它包括結構的強度和穩(wěn)定性的計算。同時又受到地質及水文條件等環(huán)境因素的控制。另一方面，基坑支護結構是臨時性構筑物，經(jīng)濟因素也是主導其合理性的重要方面。如何設計出安全、合理、可行的基坑設計方案，已然成為國內外建筑工程界共同的課題。</p><p>　　本文主要介紹上海XX商辦地塊支護設計過程。通過對基坑知識的學習與梳

26、理，進行實例計算。首先運用等值梁法進行結構受力分析。其次根據(jù)規(guī)范進行結構配筋及構件選擇與穩(wěn)定驗算。然后使用同濟大學啟明星軟件進行整體計算，校核，編制計算書。最后繪制CAD圖紙。</p><p>　　關鍵詞：基坑；支護；等值梁法；M法</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Foundation Excavati

27、on is a very complex subject, It includes the calculation of structural strength and Structural Stability. At the same time, It is controled by the geological conditions and hydrological conditions. On the other hand, fo

28、undation pit is a temporary structure. So economic factor is also led an important aspect of its rationality. How to design a safe, reasonable and feasible design of foundation pit has become a common theme in the constr

29、uction industry.</p><p>　　This paper describes about the design process of business plate on the Chenfu Road in Shanghai. Through learning the knowledge of the foundation pit I have done a example calculatio

30、n. At the first, I use the equivalent beam method to analysis the force of the support. The second, I do the reinforcement, select component and check the stability. The third, I use the Tongji Qim Star FRWS v4.0 to calc

31、ulat the whole process to check the result and prepare the calculations. Last I draw the CAD paper.</p><p>　　Keywords: </p><p>　　Foundation pit; Support; Equivalent beam method; M method</p&g

32、t;<p><b>　　緒 論</b></p><p>　　1．基坑支護設計的發(fā)展概況</p><p>　　城市居民已經(jīng)進入了快節(jié)奏的生活。人們更愿意在一個大型商場里購物、娛樂、甚至是運動等。這就對生活空間的需求提出了新的概念：需要一個超級大商場，里面裝滿了生活所需的日用品和商品。消費者可以在不出商場的情況下購買到他們想要的所有東西。這大不但大節(jié)省了我

33、們的時間和精力，還可以節(jié)省城市空間。</p><p>　　要做到能夠容納形形色色商鋪的大型市場，這對于建筑的設計與施工都是不小的考驗。萬幢高樓從地起，若要建造巨大的商廈，那么對于基礎的需求也是一個難題。作為基礎工程的臨時性圍護結構基坑工程。同樣面臨這一問題的考驗。</p><p>　　基坑工程是為了保護主體部分的安全和周邊環(huán)境不受影響。是建筑結構的基礎工程。</p><

34、p>　　為了適應現(xiàn)代化城市的多功能性、空間充分利用性、時間的快節(jié)奏性以及節(jié)能減排的大環(huán)境要求，我們對基坑工程的設計也越來越多樣化。</p><p>　　基坑工程本身是一個傳統(tǒng)課題，古來有之。伴隨著經(jīng)驗的積累，基坑工程儼然已演變成一門海納百川，包容性很強的綜合性巖土難題，其間牽涉到工程地質、水文地質、工程結構、施工工藝等學科。</p><p>　　由于我國在世界地位的不斷提升，從國外引

35、進先進的科學技術與高端的施工設備，我國的基礎工程儼然已經(jīng)列入了世界的先進。但是由于基坑設計的復雜性，現(xiàn)階段我國深基坑支護設計的理論還很不完善，模型試驗，工程測試還有待進一步發(fā)展，留給我們研究創(chuàng)新的空間還很大。</p><p>　　我國城市土地資源的緊張，居住空間的發(fā)展，高層、超高層建筑的出現(xiàn)以及地下工程的不斷涌現(xiàn)。對基坑工程的要求也越來越高。</p><p>　　現(xiàn)如今，擺在基坑工程面前并

36、急需解決的有兩大問題：一是如何在保證安全的情況下降低造價，盡可能節(jié)約成本以達到節(jié)能節(jié)源的目的，這就逼迫要尋求更好的符合我國國情的基坑圍護技術。二是如何縮短施工工期以便符合我國的工業(yè)化需求。</p><p>　　基坑未來的趨勢是向著大深度和大面積方向發(fā)展，周邊的環(huán)境也更為復雜，基坑圍護的難度亦愈來愈大。無論是設計還是施工，均應著眼于經(jīng)濟性和實效性兩發(fā)面，更好的發(fā)展基坑工程。</p><p>

37、　　2．基坑支護設計的內容和目標</p><p>　　基坑支護設計的研究目標：</p><p>　　保證結構安全可靠、確保結構能夠正常使用、還要盡可能做到經(jīng)濟節(jié)能，使施工難度降低，工期縮短。而進行的最優(yōu)化設計。</p><p>　　基坑支護設計的主要內容包括：</p><p>　　一、根據(jù)地質勘探報告、周邊已建構筑物的情況分析場地工程地質條件

38、，進行合理選型。</p><p>　　二、根據(jù)周圍氣候環(huán)境條件，水文條件，地形的研究，擬訂工程可行性研究報告。</p><p>　　三、綜合以上工程特點和地質條件，確定基坑支護的類型和范圍。</p><p>　　四、對已掌握的工程的信息做一些計算處理，算出受力圖以及繪制施工圖紙。</p><p>　　五、制作基坑施工計劃進度，安排施工次序。&

39、lt;/p><p>　　六、在現(xiàn)場要做到放火、防倒塌等防護安全應急措施。</p><p>　　七、現(xiàn)場監(jiān)測內容及要求。</p><p>　　3．基坑支護設計中應注意的問題</p><p><b>　　1、周邊環(huán)境條件：</b></p><p>　　周邊環(huán)境一般決定了基坑支護的基本形式，往往也是控制造價

40、的關鍵性因素。周邊環(huán)境通常包括：周邊建筑物，道路，地下管線（水管，煤氣管，電纜，光纜等）。</p><p><b>　　2、水的因素：</b></p><p>　　有句俗語講：無水不塌方?；邮碌年P鍵誘因往往就是水。因此，一定要做好防、排水工作；避開多雨季節(jié)，選擇少雨季節(jié)施工是通行做法。</p><p><b>　　3、設計理念：&

41、lt;/b></p><p>　　作為設計者，宗旨是“先人后己”。意思是作為一個方案，不僅僅是只考慮工程本身，更多應考慮的是應響到的所以建筑物、道路、管道等，因為如果是因此基坑施工而造成相關方的損失，所付出引起的代價遠大于基坑支護本身失敗所致。所以設計的前期工作應深入調查基坑影響范圍內的建筑物基礎型式、埋深，管道距離、道路沉降要求等各種因素。如果以上問題沒有解決，那么后繼工作就無法展開，這不僅是技術問題也是

42、職業(yè)者的社會態(tài)度趨向問題。作為一個設計師更應該是一名有對社會負責任感的策劃者。</p><p><b>　　4、技術問題：</b></p><p>　　巖土工程是一門半經(jīng)驗半理論的學科，基坑工程也不例外。隨著地下空間的發(fā)展，深度和難度對設計者來說都是前所未有的挑戰(zhàn)。設計方案不但僅僅是計算，更多的是同類工程的對比、參考。在專家的審查過程中資深專家提到的不僅是方案的選型、

43、計算結果及參數(shù)的選取，更多的是一些輔助措施的采取，同類經(jīng)驗的交流。</p><p>　　5、巖土參數(shù)的選?。?lt;/p><p>　　巖土參數(shù)直接影響計算結果，也是衡量基坑安全的一項最主要指標之一。所以選取參數(shù)要慎之又慎。巖土主要的參數(shù)一般包括：土的抗剪強度指標、內摩擦角、超載值、摩阻力等。參數(shù)的選取主要依據(jù)為本工程的巖土工程勘察報告所提供的數(shù)據(jù)，另外根據(jù)現(xiàn)場的具體情況進行修正?，F(xiàn)計算的軟件一

44、般是理正深基坑軟件，此軟件根據(jù)專家的經(jīng)驗對軟土層計算結果和實際出入較大，可信度較差，所以在計算此類土層時對計算的參數(shù)要做調整，計算結果進行對比。當設計采用不同的支護參數(shù)，方案中只有一種巖土參數(shù)要對不同的巖土情況進行驗算，或取最不利情況進行驗算。粘性土的C、Ф值取值不能偏大。地質鉆孔的選擇應選取附近最有代表性的（應考慮弱層厚、水位等）</p><p>　　6、基坑接合處陰陽角問題：</p><p

45、>　　很多方案因現(xiàn)場條件所限或結構所需，往往開挖時坑壁或者坑底結合部位出現(xiàn)陡坎（凸角），從表面上看這樣減少了削去該陽角土方的工程量，但這樣不但增加了支護的復雜程度，也帶來了不穩(wěn)定因素。所以，此類做法往往不可取，專家一般指出在該處較大范圍內進行過渡使原來的陽角處出現(xiàn)平緩過渡。</p><p><b>　　7、支護方案選型：</b></p><p>　　基坑支護方案

46、選型的原則是“技術先進、經(jīng)濟合理、確?；舆吰路€(wěn)定、基坑周圍建筑物、道路及地下設施安全”。所以結構選型時應綜合考慮工程地質和水文地質條件、基礎類型、基坑開挖深度、排水條件、周邊環(huán)境對基坑側壁位移的要求、基坑周邊荷載、施工季節(jié)、支護結構使用期限等因素，做的因地制宜，合理設計。</p><p><b>　　4．本文章節(jié)安排</b></p><p>　　第一章主要介紹基坑的

47、基本概念，包括基坑圍護結構的類型，選取原則和設計要求。</p><p>　　第二章主要介紹基坑支護設計的主要方法，側重介紹了實例工程設計的方法：等值梁法，以及啟明星軟件M法的基本原理。</p><p>　　第三章主要介紹實例工程概況。</p><p><b>　　第四章為計算書。</b></p><p>　　最后為結論，

48、主要總結自己的收獲與要改進處。</p><p>　　第1章 基坑及基坑支護結構概述</p><p><b>　　1．1 基坑</b></p><p>　　1．1．1 基坑的概念</p><p>　　（一）基坑基本概念：</p><p>　　建筑基礎開挖的臨時性坑井稱為基坑（如圖1-1）。基坑工程是

49、建筑工程的一部分。為了防止主體結構周圍環(huán)境受損害而采取的支護結構。是為保證建筑結構安全的基礎工程。它要求基坑支護體系是臨時結構，在地下工程施工完成后就不再需要。 基坑工程主要包括：降水和土方開挖與回填，包括勘察、基坑支護體系設計、施工和檢測等?；庸こ桃话阄挥诔鞘兄校刭|條件和周邊環(huán)境條件復雜，有各種建筑物、構筑物、管線等，一旦失事就會造成生命和財產(chǎn)的重大損失。</p><p>　　圖1-1某工程基坑實圖

50、</p><p><b>　?。ǘ┗拥慕Y構：</b></p><p>　　基坑由幾塊擋土墻構成，擋土墻插入土中。常用的材料為混凝土、鋼、木等。</p><p>　　基坑的形式可以有鋼板樁，鋼筋混凝土板樁、柱列式灌注樁、水泥土攪拌樁、地下連續(xù)墻等。</p><p>　?。ㄈ┗訉χ苓叺沫h(huán)境的要求：</p>

51、<p>　　基坑對周邊的環(huán)境要求也是比較高的，分別要求擋土結構的水平位移和其鄰近地層的垂直沉降限制在某標準值之內，甚至也限制墻體垂直沉降和地層的水平移動值滿足周圍環(huán)境要求。</p><p>　?。ㄋ模┸浲恋貐^(qū)（上海）的應用現(xiàn)狀：</p><p>　　上海的基坑工程具有其特殊性,地層基本為飽和含水流塑或軟塑粘土層,抗剪強度低,含水量高達40%以上,具有高靈敏度、高壓縮性,流變性

52、較大。開挖過程中,土體變形較大,且上海道路繁忙，街道下方管道密布,基坑變形要求嚴格。由于軟土地區(qū)的各種條件的不利，上海推出了上?；庸こ痰臈l文規(guī)定：</p><p>　　第一條建設單位或者工程總承包單位應當在勘察前對深基坑附近的建筑物、構筑物、道路、地下管線等現(xiàn)狀，以及同期施工的相鄰建設工程施工情況進行調查，并應當將調查資料及時提供給設計、施工、監(jiān)測單位。</p><p>　　第二條前期的

53、調查范圍以基坑邊線起，基坑開挖深度3倍的范圍為準。</p><p>　　鄰近地鐵、隧道工程或有特殊要求的建設工程，按市有關規(guī)定執(zhí)行。</p><p>　　第三條建設單位或工程總承包單位在施工前， 應當邀集設計、施工、監(jiān)理、市政、公用、供電、通訊、監(jiān)測等有關單位，介紹設計、施工方案，施工可能產(chǎn)生的影響，征詢相關單位意見；對可能受影響的相鄰建筑物、構筑物、道路、地下管線等作進一步檢查；對可能發(fā)

54、生爭議的部位拍照或攝像，布設記號，并作好記錄。</p><p>　　對受影響可能發(fā)生爭議的相鄰建筑物、構筑物，建設單位或工程總承包單位應當與相鄰建筑物、構筑物的建設單位簽訂書面協(xié)議，并應當委托房屋檢測單位進行檢測。檢測單位應當提出建筑物、構筑物可承受外界影響的程度。</p><p>　　第四條建設單位或者工程總承包單位應當按照本市承發(fā)包管理規(guī)定，擇優(yōu)選擇深基坑工程的勘察、設計、施工、監(jiān)理和

55、監(jiān)測單位，不得肢解發(fā)包工程。</p><p>　　第五條深基坑工程的開挖深度超過7米或者地下室二層以上（含二層） ，或者深度雖未超過7米，但地質條件和周圍環(huán)境較復雜及工程影響重大時，深基坑工程的設計方案應委托市建委科學技術委員會組織專家評審或者經(jīng)認可的其他評審委員會評審，經(jīng)論證在技術經(jīng)濟上切實可行后方可施行。</p><p>　　第六條建設工程相鄰有多項建設工程相繼施工時，各建設單位要采取

56、措施，共同作好協(xié)調、配合工作，避免對相鄰建設工程的影響和損失。后施工工程的建設單位或者工程總承包單位應當制定安全技術措施，并組織相鄰建設工程的建設、設計、施工、監(jiān)理等有關單位、專家共同參加的會議作審定。</p><p>　　1．1．2基坑的類型</p><p>　　根據(jù)不同的基坑深度、地質、環(huán)境與荷載情況采用不同的圍護結構： </p><p>　　根據(jù)基坑支護結構周

57、邊環(huán)境條件基坑工程分為3級，基坑支護結構設計應根據(jù)工程情況選用相應的安全等級。當重要工程或支護結構做主體結構的一部分，或開挖深度大于10m，或與臨近建筑物，重要設施的距離在開挖深度以內的基坑以及基坑開挖影響范圍內有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等需嚴加保護的基坑屬于一級基坑；當基坑開挖深度小于7m，且周圍環(huán)境無特別要求時的基坑屬于三級基坑；除一級和三級外的基坑屬二級基坑。如果基坑周圍已有的建筑、設施（如地鐵、隧道、城市生命線工程等）有

58、特殊要求時，尚應符合這些要求。</p><p>　　基坑土方工程必須確保支護結構安全和周圍環(huán)境安全。當設計有指標時，以設計要求為依據(jù)，如無設計指標時應按表1-1的規(guī)定執(zhí)行。</p><p>　　表1-1基坑變形的監(jiān)控值（mm）</p><p>　　1．1．3基坑工程的特點</p><p>　　基坑工程作為建筑工程的一部分，具有以下特點：<

59、;/p><p>　　基坑工程作為建筑工程的一部分，具有以下特點：</p><p>　　1）基坑支護體系是臨時結構，安全儲備較小，具有較大的風險性。基坑工程施工過程中應進行監(jiān)測，并應有應急措施。在施工過程中一旦出現(xiàn)險情，需要及時搶救。 </p><p>　　2）基坑工程具有很強的區(qū)域性。如軟粘土地基、黃土地基等工程地質和水文地質條件不同的地基中基坑工程差異性很大。同一城市

60、不同區(qū)域也有差異?；庸こ痰闹ёo體系設計與施工和土方開挖都要因地制宜，根據(jù)本地情況進行，外地的經(jīng)驗可以借鑒，但不能簡單搬用。 </p><p>　　3）基坑工程具有很強的個性?；庸こ痰闹ёo體系設計與施工和土方開挖不僅與工程地質水文地質條件有關，還與基坑相鄰建（構）筑物和地下管線的位置、抵御變形的能力、重要性，以及周圍場地條件等有關。有時保護相鄰建（構）筑物和市政設施的安全是基坑工程設計與施工的關鍵。這就決定了基

61、坑工程具有很強的個性。因此，對基坑工程進行分類、對支護結構允許變形規(guī)定統(tǒng)一標準都是比較困難的。 </p><p>　　4）基坑工程綜合性強?；庸こ滩粌H需要巖土工程知識，也需要結構工程知識，需要土力學理論、測試技術、計算技術及施工機械、施工技術的綜合。 </p><p>　　5）基坑工程具有較強的時空效應?；拥纳疃群推矫嫘螤顚又ёo體系的穩(wěn)定性和變形有較大影響。在基坑支護體系設計中要注

62、意基坑工程的空間效應。土體，特別是軟粘土，具有較強的蠕變性，作用在支護結構上的土壓力隨時間變化。蠕變將使土體強度降低，土坡穩(wěn)定性變小。所以對基坑工程的時間效應也必須給予充分的重視。</p><p>　　6）基坑工程是系統(tǒng)工程?；庸こ讨饕ㄖёo體系設計和土方開挖兩部分。土方開挖的施工組織是否合理將對支護體系是否成功具有重要作用。不合理的土方開挖、步驟和速度可能導致主體結構樁基變位、支護結構過大的變形，甚至引起支

63、護體系失穩(wěn)而導致破壞。同時在施工過程中，應加強監(jiān)測，力求實行信息化施工。 </p><p>　　7）基坑工程具有環(huán)境效應?；娱_挖勢必引起周圍地基地下水位的變化和應力場的改變，導致周圍地基土體的變形，對周圍建（構）筑物和地下管線產(chǎn)生影響，嚴重的將危及其正常使用或安全。大量土方外運也將對交通和棄土點環(huán)境產(chǎn)生影響。</p><p><b>　　1．2 基坑支護</b>&l

64、t;/p><p>　　1．2．1 基坑支護的概念</p><p>　　中華人民共和國行業(yè)標準《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99對基坑支護中華人民共和國行業(yè)標準《建筑基坑支護技術規(guī)程》JGJ120-99對基坑支護的定義如下：</p><p>　　為保證地下結構施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對基坑側壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護措施（如圖1-2）。 </p&g

65、t;<p>　　JGJ120-99對基坑側壁安全等級級及重要性系數(shù)規(guī)定如下：</p><p>　　安全等級一級，重要性系數(shù)為1.10；</p><p>　　安全等級二級，重要性系數(shù)為1.00；</p><p>　　安全等級三級，重要性系數(shù)為0.09；</p><p>　　基坑支護包括基坑支護體系和內支撐體系，在基坑開挖期間，地下

66、水控制也屬于基坑支護的一部分，地下水控制方法可分為集水明排、降水、截水和回灌等型式單獨或組合使用。</p><p>　　圖1-2基坑支護結構</p><p>　　1．2．2 基坑支護的類型</p><p>　　基坑支護有很多種類型，根據(jù)原理和施工方法的不同，大致有：放坡開挖、深層攪拌水泥土圍護墻、高壓旋噴樁、槽鋼鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻、土釘墻

67、、SMW工法等。它們各有特點，分別適用于不同的環(huán)境和施工條件，設計時應根據(jù)工程的特殊性，具體分析，選擇合適的支護類型。</p><p><b>　　1、放坡開挖</b></p><p>　　適用于周圍開闊的場地，周圍沒有重要的建筑物，只要求穩(wěn)定，嚴格控制位移要求，價錢最便宜，回填土方較大。</p><p>　　2、深層攪拌水泥土圍護墻</

68、p><p>　　這種支護結構防水性能好,可不設支撐, 基坑能在開敞的條件下開挖。該結構形式采用深層攪拌機將土和水泥漿強行攪拌,形成連續(xù)搭接的水泥土柱狀加固體擋墻。優(yōu)點:由于一般坑內無支撐,便于機械化快速挖土;具有擋土、止水的雙重功能;一般情況下比較經(jīng)濟;施工中無振動、無噪音、污染少、擠土輕微,因此在鬧市區(qū)內施工更顯出優(yōu)越性。水泥土圍護墻的缺點:首先是位移相對較大,尤其在基坑長度大時,為此可采取中間加墩、起拱等措施以限

69、制過大的位移;其次是厚度較大,只有在紅線位置和周圍環(huán)境允許時才能采用,而且在水泥土攪拌樁施工時要注意防止影響周圍環(huán)境。</p><p><b>　　3、高壓旋噴樁</b></p><p>　　利用高壓經(jīng)過旋轉的噴嘴將水泥漿噴入土層與土體混合形成水泥土加固體,相互搭接形成排樁,優(yōu)點：施工設備結構緊湊、體積小、機動性強、占地少,并且施工機具的振動很小,噪音也較低,不會對周

70、圍，擋土和止水，它可用于空間較小處。缺點：高壓旋噴樁的施工費用要高于深層攪拌水泥土樁,施工中有大量泥漿排出,容易引起污染。</p><p>　　4、排樁支護。排樁包括鋼板樁、鋼筋混凝土板樁及鉆孔灌注樁、人工挖孔樁等, 其支護形式包括: </p><p>　?。?）柱列式排樁支護: 當邊坡土質較好、地下水位較低時, 可利用土拱作用, 以稀疏的鉆孔灌注樁或挖孔樁作為支護結構; </p&g

71、t;<p>　?。?）連續(xù)排樁支護: 在軟土中常不能形成土拱, 支護樁應連續(xù)密排, 并在樁間做樹根樁或注漿防水; 也可以采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁密排。 </p><p>　?。?）組合式排樁支護: 在地下水位較高的軟土地區(qū), 可采用鉆孔灌注樁排樁與水泥攪拌樁防滲墻組合的形式。對于開挖深度小于6 米的基坑,在無法采用重力式深層攪拌樁的情況下, 可采用600mm 密排鉆孔樁, 樁后用樹根樁防護, 也可

72、采用打入預制混凝土板樁或鋼板樁, 板樁后注漿或加攪拌樁防滲, 頂部設圈梁和支撐; 對于開挖深度為6～10 米的基坑, 常采用800～1000mm 的鉆孔樁, 后面加深層攪拌樁或注漿防水, 并設置2～（4）道支撐; 對于開挖深度大于10 米的基坑,可采用地下連續(xù)墻加支撐的方法, 也可采用800～1000mm 大直徑鉆孔樁加深層攪拌樁防水, 設置多道支撐。</p><p><b>　　鋼板樁</b&g

73、t;</p><p>　　這是一種簡易的鋼板樁圍護墻,由槽鋼正反扣搭接或并排組成。其特點為:槽鋼具有良好的耐久性,基坑施工完畢回填土后可將槽鋼拔出回收再次使用;施工方便,工期短;缺點：不能擋水和土中的細小顆粒,在地下水位高的地區(qū)需采取隔水或降水措施;抗彎能力較弱,支護剛度小,開挖后變形較大。</p><p><b>　　鋼筋混凝土板樁</b></p>&

74、lt;p>　　優(yōu)點：具有施工簡單、現(xiàn)場作業(yè)周期短等特點。缺點：由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法,振動與噪音大,同時沉樁過程中擠土也較為嚴重,在城市工程中受到一定限制。此外,其制作一般在工廠預制,再運至工地,成本較灌注樁等略高。 </p><p><b>　　鉆孔灌注樁</b></p><p>　　鉆孔灌注樁圍護墻是排樁式中應用最多的一種,在我國得到廣泛的

75、應用。工程樁也為灌注樁時,可以同步施工,從而施工有利于組織、方便、工期短;樁間縫隙易造成水土流失,特別時在高水位軟粘土質地區(qū),需根據(jù)工程條件采取注漿、水泥攪拌樁、旋噴樁等施工措施以解決擋水問題;適用于軟粘土質和砂土地區(qū),但是在砂礫層和卵石中施工困難應該慎用;樁與樁之間主要通過樁頂冠梁和圍檁連成整體,因而相對整體性較差,當在重要地區(qū),特殊工程及開挖深度很大的基坑中應用時需要特別慎重。</p><p><b&g

76、t;　　5、地下連續(xù)墻</b></p><p>　　支護結構中最強的支護型式，適用于地質條件差和復雜，基坑深度大，地下連續(xù)墻具有如下優(yōu)點: 墻體剛度大、整體性好, 因而結構和地基變形較小, 可用于超深的支護結構; 適用于各種地質條件。特別是遇到砂卵石地層或要求進入風化巖層時, 鋼板樁難于施工, 可采用地下連續(xù)墻支護; 可減少工程施工時對環(huán)境的影響。缺點：周邊環(huán)境要求較高，造價較高，施工要求專用設備。當

77、在軟土層中基坑開挖深度大于10 米、周圍相鄰建筑或地下管線對沉降與位移要求較高時常采用地下連續(xù)墻作基坑的支護結構而且對廢漿液難于處理。 </p><p><b>　　6、土釘墻</b></p><p>　　土釘墻是一種邊坡穩(wěn)定式的支護,其作用與被動的具備擋土作用的上述圍護墻不同,它是起主動嵌固作用,增加邊坡的穩(wěn)定性,使基坑開挖后坡面保持穩(wěn)定。土釘墻主要用于土質較好地區(qū)

78、,我國華北和華東北部一帶應用較多。優(yōu)點：施工簡便且工期短、效果較好、經(jīng)濟性好、在土質較好地區(qū)應積極推廣。</p><p>　　7、SMW工法 SMW工法亦稱勁性水泥土攪拌樁法，即在水泥土樁內插入H 型鋼等（多數(shù)為H 型鋼，亦有插入拉森式鋼板樁、鋼管等） ，將承受荷載與防滲擋水結合起來，使之成為同時具有受力與抗?jié)B兩種功能的支護結構的圍護墻。SMW 支護結構的支護特點主要為：施工時基本無噪音，對周圍環(huán)境影響

79、小；結構強度可靠，凡是適合應用水泥土攪拌樁的場合都可使用，特別適合于以粘土和粉細砂為主的松軟地層；擋水防滲性能好，不必另設擋水帷幕；可以配合多道支撐應用于較深的基坑；此工法在一定條件下可代替作為地下圍護的地下連續(xù)墻，在費用上如果能夠采取一定施工措施成功回收H 型鋼等受拉材料；則大大低于地下連續(xù)墻，因而具有較大發(fā)展前景。</p><p>　　1．2．3 基坑支護的設計要求</p><p>　

80、　基坑支護應該滿足兩種極限狀態(tài)的要求，即承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所謂承載能力極限狀態(tài)，對基坑支護來說就是支護結構破壞、傾倒、滑動或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。一般的設計要求是不允許支護結構出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護結構的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大，影響正常使用，但未造成結構的失穩(wěn)。 因此，基坑支護設計相對于承載力極限狀態(tài)要有足夠的安全系數(shù)，不致使支護產(chǎn)生失穩(wěn)，而在保證不

81、出現(xiàn)失穩(wěn)的條件下，還要控制位移量，不致影響周邊建筑物的安全使用。因而，作為設計的計算理論，不但要能計算支護結構的穩(wěn)定問題，還應計算其變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內。 一般的支護結構位移控制以水平位移為主，主要是水平位移較直觀，易于監(jiān)測。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關，這就是通?；右?guī)范中所謂的基坑安全等級的劃分</p><p>　　。一般最大水平位移在30mm內地面不致有明顯的裂縫，

82、當最大水平位移在40-50mm內會有可見的地面裂縫，因此一般的基坑最大水平位移應控制不大于50mm為宜，否則會產(chǎn)生較明顯的地面裂縫和沉降，感觀上會產(chǎn)生不安全的感覺。</p><p>　　1．2．4 基坑支護形式的選取原則</p><p>　　基坑支護選型對于基坑工程而言是十分重要的第一步。由于土力學的局限，我國現(xiàn)在的選型一般按照經(jīng)驗，大致方法如表1-2所示。一般當?shù)刭|條件較好，周邊環(huán)境要求

83、較寬松時，可以采用柔性支護，如土釘墻等；當周邊環(huán)境要求高時，應采用較剛性的支護型式，以控制水平位移，如排樁或地下連續(xù)墻等。同樣，對于支撐的型式，當周邊環(huán)境要求較高地質條件較差時，采用錨桿容易造成周邊土體的擾動并影響周邊環(huán)境的安全，應采用內支撐型式較好；當?shù)刭|條件特別差，基坑深度較深，周邊環(huán)境要求較高時，可采用地下連續(xù)墻加逆作法這種最強的支護型式?；又ёo最重要的是要保證周邊環(huán)境的安全。</p><p>　　表1-

84、2基坑支護形式選取的影響因素</p><p>　　1．2．5 基坑支護結構內支撐體系</p><p>　　通常的基坑支撐方式有三種，即錨桿支撐、鋼管支撐和混凝土梁支撐，或這三種支撐方式的聯(lián)合支護方式，這三種方式各有優(yōu)缺點，見表1-3。</p><p>　　表1-3支撐方式對比表  </p><p>　　第2章 基坑支護設計

85、計算方法</p><p>　　2．1 作用于支護結構上的荷載</p><p><b>　　2．1．1 概述</b></p><p>　　作用在支護結構上的荷載主要有：1）土壓力；2）水壓力；3）影響區(qū)范圍內建筑物、結構物荷載；4）施工荷載：汽車、吊車及場地堆載等；5）若直呼作為主體結構的一部分時，應考慮地震力；6）溫度影響和混凝土收縮引起的附加

86、荷載。其中土壓力和水壓力是影響支護結構穩(wěn)定的主要因素，所以在實際設計中，為了方便，對于一般的基坑支護設計只要考慮土壓力和水壓力即可。</p><p><b>　　2．1．2 土壓力</b></p><p>　　進行支護結構計算時，作用在支護結構與土體界面上的壓力即為土壓力。土壓力的大小及其分布規(guī)律是同支護結構的是水平位移方向和大小、土的性質、支護結構物的剛度及高度等因

87、素有關。土壓力根據(jù)性質可以分為：靜土壓力、主動土壓力、被動土壓力。</p><p>　　1）靜止土壓力，若剛性擋墻保持原來位置靜止不動，則作用在墻上的土壓力稱為靜止土壓力，擋墻厚的土處于彈性平衡狀態(tài)。靜止土壓力可按下式計算：</p><p><b>　　(2-1)</b></p><p>　　式中 ——計算點處的靜止土壓力強度（）；</

88、p><p>　　——計算點以上第層土的重度（）；</p><p>　　——計算點以上第層土的厚度（m）；</p><p>　　——地面均布荷載（）；</p><p>　　——計算點處土的靜止土壓力系數(shù)，由試驗確定。</p><p>　　2）朗金主動土壓力計算，當墻背是豎直、填土面是水平時，就可以應用土體于極限平衡狀態(tài)時的最

89、大和最小主應力間的關系來計算作用于墻背的主動土壓力。朗金主動土壓力計算公式：</p><p><b>　　砂性土</b></p><p>　　= (2-2)</p><p><b>　　粘性土</b></p><p>　　=

90、 (2-3)</p><p>　　式中 ——主動土壓力系數(shù)，；</p><p><b>　　——土的重度（）；</b></p><p>　　、——土的內聚力（）及內摩擦角；</p><p>　　——計算點距填土面的深度（m）。</p><p>　　3）朗金被動土壓力計算，

91、同2），其被動土壓力公式</p><p><b>　　砂性土</b></p><p><b>　　(2-4)</b></p><p><b>　　粘性土</b></p><p>　　= (2-5)</p>&

92、lt;p>　　式中 </p><p><b>　　2．1．3 水壓力</b></p><p>　　作用在擋土結構上的荷載，除了土壓力以外，還有地下水位以下的水壓。計算水壓力時，水的重度一般取γw=10kN/m3。水壓力與地下水的補給數(shù)量、季節(jié)變化、施工開挖期間擋墻的水密度、入土深度、排水處理方法等因素有關。</p>&

93、lt;p>　　計算地下水位以下的水、土壓力，一般采用“水土分算”和“水土合算”兩種方法。對砂性土和粉土，可按水土分算原則進行，即分別計算土壓力和水壓力，然后兩者相加。對粘性土可根據(jù)現(xiàn)場情況和工程經(jīng)驗，按水土分算或水土合算進行。</p><p>　　1）水土壓力分算法，利用有效應力原理計算土壓力，水、土壓力分開計算。這種方法概念比較明確，但在實際使用中還存在一些困難，有時較難于獲得有效強度指標，因此在許多情況

94、下采用總應力法計算土壓力，再加上水壓力，即總應力法</p><p><b>　　(2-6)</b></p><p><b>　　(2-7)</b></p><p>　　式中 ——土的浮重度；</p><p><b>　　——水的重度；</b></p><p

95、>　　——按土總應力強度指標計算的主動土壓力系數(shù)，；</p><p>　　——按土總應力強度指標計算的被動土壓力系數(shù)，；</p><p>　　——按固結不排水確定的內摩擦角；</p><p>　　——按固結不排水確定的內聚力。</p><p>　　2）水土壓力合算法，是采用土的飽和重度計算總的水、土壓力，這是國內目前較為流行的方法，特別

96、對粘性土積累了一定的經(jīng)驗，采用</p><p><b>　　(2-8)</b></p><p><b>　　(2-9)</b></p><p>　　式中 ——土的飽和重度，在地下水位以下可近似采用天然重度；</p><p>　　——主動土壓力系數(shù)，；</p><p>　　—

97、—被動土壓力系數(shù)，；</p><p>　　——按總應力法確定的固結不排水剪確定的土的內摩擦角；</p><p>　　——按總應力法確定的固結不排水剪確定的土的內聚力。</p><p>　　2．2 基坑支護設計的計算方法</p><p><b>　　2．2．1 概述</b></p><p>　　計算

98、板樁墻的常用方法，主要有自由端支撐法(靜力平衡法)、彈性線法、等值梁法，后來又提出1/2分割法，矩形荷載經(jīng)驗法，太沙基法，均適用于基坑圍護結構計算。由于本工程擬采用排樁式圍護，故主要介紹下面介紹板樁墻設計方法：靜力平衡法和等值梁法。</p><p>　　2．2．2 靜力平衡法</p><p>　　它假定支護結構是剛性的，隨著板(樁)入土深度的不同，作用在不同深度上各點的凈土壓力的分布不同。

99、當單位寬度板(樁)墻處于穩(wěn)定，相應的板(樁)入土深度即為板樁保證其穩(wěn)定性所需要的最小入土深度，可根據(jù)靜力平衡條件即水平力平衡方程(∑H=0)和對樁底截面的力矩平衡方程(∑M=0)聯(lián)解求得。圖2-1為單撐(錨)支護結構的內力計算簡圖。整個支護結構是穩(wěn)定的，故作用在擋土結構上的Ra、Ea、Ep三力必須平衡。圖中Ra為支撐(錨)力；Ea為主動土壓力；Ep為被動土壓力；q。為地面均布荷載。</p><p>　　圖2-1

100、底部自由支承單撐(錨)支護結構計算</p><p>　　根據(jù)力的平衡條件可以得到:</p><p><b>　　(2-10)</b></p><p>　　根據(jù)對支撐(錨)位置的力矩平衡條件可以得到:</p><p><b>　　(2-11)</b></p><p>　　由以上

101、兩個方程可以得到關于入土深度t的三次方程，當主、被動土壓力都確定后，入土深度只隨撐(錨)位置ho而改變，調整ho可以調整入土深度，關系是：ho增大，t減小；反之增大。從而可以達到調整樁長的目的。同時樁中的最大彎矩也是ho的函數(shù)，當ho從小到大增大時，樁中的最大彎矩是先小后增大，它有一個最小值，取此值進行樁徑設計可以使樁徑最小。</p><p>　　2．2．3 等值梁法</p><p>　　

102、樁入坑底土內有彈性嵌固(鉸結)與固定兩種，當作一端彈性嵌固另一端簡支的梁來研究。擋墻兩側作用著分布荷載，即主動土壓力與被動土壓力，如圖2-1所示。在計算過程中所要求得出的仍是樁的入土深度、支撐反力及跨中最大彎矩。</p><p>　　單支撐擋墻下端為彈性嵌固時，其彎矩如圖2-2所示，若在得出此彎矩圖前己知彎矩零點位置，并于彎矩零點處將梁(即樁)斷開以簡支計算，則不難看出所得該段的彎矩圖將同整體梁計算時一樣，此段梁

103、段即稱為整梁該段的等值梁。對于下端為彈性支撐的單支撐擋墻其凈土壓力零點位置與彎矩零點位置很接近，因此可在壓力零點處將板樁劃開作為兩個相聯(lián)的簡支梁來計算。這種簡化計算就稱為等值梁法，其計算步驟如下：</p><p>　　1）根據(jù)基坑深度、勘察資料等，計算主動土壓力與被動壓力，求出土壓力零點B的位置，按式(2-12)計算B點至坑底的距離u值；</p><p>　　圖2-2等值梁法計算簡圖<

104、;/p><p>　　2）由等值梁AB根據(jù)平衡方程計算支撐反力Ra及B點剪力Qв </p><p><b>　　(2-12)</b></p><p>　　(2-13)

105、 </p><p>　　3)由等值梁BG求算板樁的入土深度，取藝Mc=0，則</p><p><b>　　(2-14)</b></p><p><b>　　由上式求得</b></p><p><b>　　(2-15)</b>

106、</p><p>　　由上式求得x后，樁的最小入土深度可由下式求得</p><p><b>　　(2-16)</b></p><p>　　如土質差時，應乘系數(shù)，即</p><p><b>　　(2-17)</b></p><p>　　4)由等值梁求算最大彎矩值。</p&

107、gt;<p><b>　　2．2．4 M法</b></p><p>　　彈性地基梁法中土對支擋結構的抗力(地基反力)用土彈簧來模擬，地基反力的大小與擋墻的變形有關，即地基反力由水平地基反力系數(shù)同該深度擋墻變形的乘積確定。按地基反力系數(shù)沿深度的分布不同形成幾種不同的方法，圖2-3給出了地基反力系數(shù)的五種分布圖示，用下面的通式表達: </p><p>&l

108、t;b>　　(2-18)</b></p><p>　　圖2-3地基反力系數(shù)分布圖</p><p>　　式中z為地面或開挖面以下深度;k為比例系數(shù);n為指數(shù)，反映地基反力系數(shù)隨深度而變化的情況;凡為地面或開挖面處土的地基反力系數(shù)，一般取為零。</p><p>　　根據(jù)n值的取值而將采用圖分布模式的計算方法分別稱為張氏法、C法和m法。當n=1時:<

109、;/p><p><b>　　(2-19)</b></p><p>　　此式表明水平地基反力系數(shù)沿深度按線性規(guī)律增大，由于我國以往應用此種分布圖示時，用m表示比例系數(shù)，即，故通稱m法。 </p><p>　　一般的工業(yè)民用建筑的M值的取值按建筑樁基技術規(guī)范JGJ94——94中的規(guī)定，如表2-1</p><p>　　表2-1地基

110、土的比例系數(shù)m(MN/m4)(工民建基礎設計采用) </p><p>　　注:1.當樁頂水平位移大于表列數(shù)值或當灌注樁配筋率較高(≥0.65%)時，m值應適當降低，當預制樁的水平位移小于10mm時，m值適當提高；2.當水平荷載為長期或經(jīng)常出現(xiàn)的荷載時，應將表列值m乘以0.4降低使用；3.當?shù)鼗鶠榭梢夯習r，應將表列數(shù)值m乘以《建筑樁基技術規(guī)范》(JGJ94——94)中5.2.12系數(shù)中φl。</p&g