建筑深基坑防护介绍

《建筑深基坑防护介绍》由会员分享，可在线阅读，更多相关《建筑深基坑防护介绍（41页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、建筑深基坑支护（1）制定相应的技术规范规程建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99），（冶金部制定了建筑基坑工程技术规范（YB9258-97）使设计有法可依； 1、按极限状态理论进行设计： （1）承载力极限状态： 1）支护结构达最大承载力或土体失稳； 2）过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏。（2）正常使用极限状态： 1） 过大变形妨碍施工； 2） 过大变形影响周边环境正常使用。1、承载能力的计算： （1）土体稳定计算； （2）支护结构压、弯、剪计算； （3）锚杆（或内支撑）承载力和稳定计算； 2、变形验算（仅一级基坑或有变形要求的二级基坑需要验算） 3、地下水控制估算和验算： （1）抗渗透

2、稳定性验算 （2）坑底突涌稳定性验算 （3）地下水位控制计算深基坑工程的技术要求：一、深基坑工程的功能要求 1. 挡土功能 2. 止水功能 3. 作为地下结构外墙的使用功能二、环境保护与处理相邻关系的要求 1. 控制围护结构位移和坑底隆起对环境的影响 2. 控制降低地下水位对环境的影响 3. 控制土锚对相邻场地的影响按围护结构保持稳定方式划分自立式围护结构：可以不依靠支撑或锚杆的传力作用而保持其平衡，按照保持稳定的机制可以分为重力式和悬臂式两类。重力式围护结构依靠自身的重力所形成的稳定力矩和摩阻力来抵抗土压力所引起的倾覆和滑移；悬臂式则依靠插入深度范围内土的嵌固作用维持稳定。支锚式围护结构：则

3、需要依靠内支撑或土锚才能保持围护结构的稳定。按围护结构施工工艺与材料划分水泥稳定土为材料的水泥搅拌桩；以钢为材料的钢板桩；以钢筋混凝土为材料的钻孔灌注桩、地下连续墙或钢筋混凝土板桩。围护结构的受力性能与材料密切有关。用水泥搅拌桩做成的坝体是刚性自立式的。用钢材或钢筋混凝土制成的围护结构是柔性的，一般需要采用支锚体系来维持其稳定。但钢筋混凝土地下连续墙也可以做成重力式围护结构。水泥搅拌桩可以加劲性的型钢成为柔性的围护结构（SMW工法），也可以用作柔性的排桩式围护结构的止水帷幕。四、常用支护结构围护结构的受力性能与材料密切有关。用水泥搅拌桩做成的坝体是刚性自立式的。用钢材或钢筋混凝土制成的围护结构

4、是柔性的，一般需要采用支锚体系来维持其稳定。但钢筋混凝土地下连续墙也可以做成重力式围护结构。水泥搅拌桩可以加劲性的型钢成为柔性的围护结构（SMW工法），也可以用作柔性的排桩式围护结构的止水帷幕。1、放坡（1）特点： 1）施工简单易行； 2）深度宜在5m以内； 3）占地面积大； 4）造价低廉。（2）构造： 1）根据土层选择稳定坡度； 2）坡顶、坡脚设置排水沟； 3）必要时采用喷射混凝土护面并埋设排水管； 4）基坑底部设置集水坑抽水。2、排桩：（1）特点： 1）适用面广，13级基坑均可使用； 2）配合锚杆使用，深度几乎不受限制； 3）截水性能好； 4）悬臂长度不宜大于5m（软土）； 5）可用人工挖

5、孔或机械钻孔； 6）造价稍高。 （2）构造： 1）桩体：直径不小于600mm（人工挖孔不小于800mm）； 2）冠梁：高度不小于400mm； 3）混凝土等级C20以上； 4）腰梁：可设多道； 5）桩间采用C20以上混凝土填充，或挂网喷射混凝土，并埋设排水管； 6）锚杆。锚杆：A、垂直距离不小于2m，水平距离不小于1.5m；B、锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于4m；C、锚杆倾角宜1525，不得大于45；D、锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，强度不宜低于M10；E、锚杆自由段长度不宜小于5m，并应超过潜在滑裂面1.5m；F、锚杆锚固体长度不宜小于4m；G、一级和缺乏经验的二级基坑侧壁必须按规定作锚杆试

6、验；H、锚杆种类。锚杆种类：普通锚杆：由钢筋制成，为被动式工作，位移较大。 a）临时简易型，注入水泥浆或水泥砂浆，压力0.30.5MPa；b）压力注浆，压力25MPa，可适当挤土形成扩大区，增加锚固力； c）机械扩孔，增大锚固力。预应力锚杆：由钢绞线制成，为主动式工作，可严格控制位移，腰梁和锚固体达75强度且大于15MPa时才能张拉。（3）结构计算：1）嵌固深度计算：a、悬臂桩（或连续墙）：hpEpj-1.20haEaj0b、单支点桩（或连续墙）：hpEpj+Tc1(hT1+hd) -1.20haEaj0 c、多层支点桩（或连续墙）采用圆弧滑动简单条分法：ecik1i+(q0bi+wi)cos

7、itgik-k(q0bi+wi)sini0其中：Cik、ikc、多层支点桩（或连续墙）采用圆弧滑动简单条分法：最危险滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水剪粘聚力、内摩擦角标准值；li -第i土条的弧长； bi-第i土条的宽度； k-整体稳定分项系数，取1.3； q-第i土条弧线中点切线与水平线的夹角。 2）结构计算a、力学计算方法 i）极限平衡法 适用于悬臂桩或单支点桩的简单结构，属静定问题，可手工计算。 ii) 弹性支点法计算模型精度较高，将桩看作一个竖向弹性地基梁，将每个锚杆当作一个弹性支点，同时将与土侧面的接触面看作是一系列连续的弹性支撑，充分考虑了土的压缩弹性。这种力学模型比较符合实

8、际，但手工很难操作，必须使用计算机求解，国内商品化的软件有理正软件等，可以直接生成施工图。b、效应设计值： 按上述方法可求出截面的弯矩、剪力、支点计算值Mc、Vc和Td，再加上结构重要性系数等安全条件，便可求出相应的截面设计值：弯矩设计值：M=1.250Mc剪力设计值：V=1.250Vc支点设计值：Tdj=1.250 Tcj根据求出的截面弯矩、剪力设计值，可以最后确定截面的大小和配筋。3）锚杆计算锚杆的规格和大小：TdNucos其中：Td-结构计算求出的锚杆水平拉力设计值； Nu-锚杆轴向受拉承载力设计值； -锚杆与水平面的倾角。3、连续墙：（1）特点： 1）适用面广，13级基坑均可使用； 2

9、）深度不受限度； 3）截水性能好； 4）刚度大，承载能力强； 5）造价高，多为大型工程所采用（逐年增多）； 6）属永久性设施，可成为主体结构的一部分； 7）对相邻建筑物影响小； 8）采用大型机械化连续作业。（2）构造 1）须先筑10001500mm深混凝土导墙； 2）采用泥浆护壁； 3）分段挖槽浇注，每段长48m（由钢筋笼吊装能力确定）； 4）墙厚度5001000mm，保护层厚度50100mm； 5）每段采用接头管封堵（也可采用其他如接头箱封堵）； 6）浇筑高度应高于墙顶300500mm，终凝后凿除； 7）混凝土等级不低于C20，骨料粒径最大40mm，宜用中砂，含砂量4045%，水灰比不大于0

10、.6； 8）一般需在混凝土中掺入早强减水剂，减少水灰比，增大流动性。（3）结构计算： 与排桩相同，也有商品化软件使用。（3）锚杆与土钉的区别： 1）锚杆分为自由段和锚固段，自由段全长受力相同；而土钉全长锚固，受力中段大两端小； 2）锚杆可施加预应力，可以主动约束土体；土钉不能施加预应力，只能在土体变形时被动工作，不能主动约束土体。 （4）结构计算： 1）土钉抗拉承载力 a) 单根土钉受拉荷载标准值Tjk：其中：eajk 第j个土钉位置处的基坑水平荷载标准值； Sxj、Szj第j根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距； j- 第j根土钉与水平面夹角； 荷载折减系数： 土钉坡面与水平面夹角。b) 单

11、根土钉抗拉承载力设计值Tuj： i、二级和其以上基坑土钉抗拉承载力由试验确定； ii、三级基坑土钉抗拉承载力由下式计算：（58页） 其中： s 土钉抗拉抗力分项系数，取1.3； dnj 第j根锚固体直径； qsik土钉穿越第i层土土体与锚固体极限摩阻力标准值，由现场试验确定，如无资料，可按(JGJ120-99)表6.1.4确定； li 第j根土钉在直线破裂面外穿越第i稳定土体内长度，破裂面与水平面的夹角为+k 。 2c) 单根土钉土钉抗拉承载力应符合下式要求：1.250 TjkTuj 其中： 0 结构重要性系数；2）土钉墙整体稳定验算可按(JGJ120-99)6.2.1式计算： 其中： 0 结

12、构重要性系数； n 滑动体分条数； m 滑动体内土钉数； k 整体滑动分项系数，可取1.3； wi第i分条土重，滑裂面位于粘土或粉土中时，岸上覆土的饱和土重度计算；滑裂面位于砂土或碎石类土中时，按上覆土的浮重度计算；bi 第i分条宽度；cik第i分条滑裂面处土体固结不排水剪粘聚力标准值；ik第i分条滑裂面处土体固结不排水剪内摩擦角标准值；i 第i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角；j 土钉与水平面夹角；Li 第i分条滑裂面处弧长；S 计算滑动体单元厚度；Tnj第j根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗拉力，其值为：Tuj=(66页)lni 第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度。5

13、、逆作拱墙 原理：使基坑支护形成水平方向拱圈，抵抗土压力。（1）特点：1) 宜用于二、三级基坑； 2) 利用拱受力原理挡土； 3) 从上向下施工(逆作)； 4) 基坑开挖深度不宜大于12m； 5) 淤泥和淤泥质土场地不宜采用； 6) 造价低于排桩。（2）构造：1）拱墙轴线矢跨比不宜小于1/8；2）钢筋混凝土拱混凝土等级不宜低于C25； 3）拱墙结构水平方向应通长双面配筋，总配筋率不得小于0.7%；4）拱璧厚度：圆形拱不小于400mm，其他拱不小于500mm；5）拱璧上下端宜加肋梁，中部可以加数道肋梁，肋梁竖向间距不宜大于2.5m；6）拱墙需另行设置防水体系。3）支撑竖向布置要求a、基坑深度小于

14、8m时可设1道竖向支撑，1016m时可设24道竖向支撑；b、多道（层）支撑各层应上下对齐，处于同一竖向平面，各竖向平面间的水平距离不能小于3m（机械挖土不小于4m）；c、支撑顶面不能太高，以避免与地下室顶盖支模发生冲突；d、第一层支撑低于墙顶圈梁时，应另设腰梁；e、最下一层支撑宜尽可能降低，以改善支撑体系的受力性能。4）竖向斜撑体系a、由腰梁、斜撑和斜撑基础组成；b、斜撑一般采用型钢或组合型钢；c、斜撑与水平夹角应与边坡稳定角度一致，一般不宜大于35，软土地区不宜大于26；d、斜撑水平投影长度不得小于开挖面以下深度的1.5倍；e、斜撑长度超过15m时，应在中部加设立柱，同时设置立柱顶部间系杆；

15、f、斜撑应沿腰梁长度方向均匀布置，间距不宜大于6m。五、地下水控制1、抽排水2、止水帷幕阻隔水3、人工井点降水地下水处理的三种方法： 1、抽排水（1）地表水：在坑四周设截水沟和排水沟，防止流向基坑； （2）基坑渗水：在坑内侧四周设排水沟和集水坑，将坑内积水抽排。 2、止水帷幕阻隔水（1）阻隔基坑外侧上层渗水；（2）阻隔地下承压水；（3）止水帷幕做法。止水帷幕做法： 1) 旋喷由连续重叠的多个旋喷桩构成止水挡墙：a、单管法：将高压水泥浆（15MPa以上）通过2mm直径横向喷嘴向土中喷射，边喷射边360旋转边提升，在不断切削土体的同时进行不断搅拌，以形成不透水柱状水泥土加固体。b、二重管法：浆液、

16、气体喷射法。将高压水泥浆和空气同时横向喷射，使水泥浆在四周形成空气膜的条件下，扩大加固范围。加固直径1000mm。c、三重管法：水、气喷射，浆液灌注搅拌混合法。用三层喷射管使高压水和空气同时横向喷射，切割地基土体，借空气上升力将破碎土从地表排出，同时通过另一个喷嘴将水泥浆以较低的压力注入被切割搅拌的土体中。加固直径8002000mm。2) 摆喷工作原理与旋喷相同，不同的地方是不是旋转360，而是用两侧喷嘴旋转1340，形成薄片式的帷幕。3、人工井点降水采用人工井点降水方法将基坑附近地下水水位降低到坑底以下：（1）水量不大，不阻水直接用井点降水。（2）止水帷幕阻截不完全成功时用井点降水。（3）井

17、点降水的检测与控制。六、基坑位移控制1、施工前周边建筑现状测量和处理2、施工基坑位移监控3、应急抢险方案1、施工前周边建筑现状测量和处理 （1）由具有资质的第三方、周边建筑业主、施工单位共同测量并作出记录，避免事后纠纷。 （2）地下管线的调查和保护。2、施工基坑位移监控 （1） 施工单位自行测量监控； （2） 具有资质第三方的测量监控； （3） 信息化监控管理。3、应急抢险方案 （1） 确定危险源和险情技术指标： a、坑顶过大水平位移：控制值35H （H为实际开挖深度）； b、坑底管涌透水； f、物体打击； c、坑底隆起； g、高处坠落； d、坑壁崩塌； h、触电； e、地表开裂； i、机械伤

18、害。（2） 制定险情应急方案和措施： a、临时支撑(木桩、钢板桩、顶撑)； b、压砂包； c、坡顶卸载； d、紧急降水； e、临时遮盖坡面和裂缝，防止雨水灌入和冲刷，条件许可时用水泥浆或水泥砂浆灌缝。（3） 抢险物资准备： a、临时支撑用木桩、型钢桩； b、土包砂袋； c、钢花管； d、编织布； e、水泵、发电机； f、卫生药品。七、深基坑事故实例1、勘察2、设计3、施工4、管理5、业主干预6、综合因素1、勘察（1）勘察失误（2）勘察费用过低，勘察成果作假（3）根本不做勘察许多工程根本没有地勘报告，或不做支护补充勘察，盲目决策，导致事故发生。2、设计（1）不能正确对待勘察结果（2）设计考虑不周

19、（3）修改过于轻率3、施工（1）护壁桩未按设计达到指定深度（2）施工挖坏污水管未和时补救（3）止水帷幕施工方案不当4、管理1）协调不到位2）不注意限制基坑边的堆载3）相邻工程互相干扰5、业主干预（1）取消支护（2）随意中止施工6、综合因素1）设计和施工失误2）设计施工管理不当3）设计不安全、施工质量低劣，管理不当1.4基坑开挖和支护分类一、常见支护方法适用范围和条件：尊重各地规范和成熟经验。例如：建筑基坑支护技术规程（JGJ129-99）结构形式适用条件排桩或地下连续墙1）适用于1、2、3级基坑；2）悬臂式结构在软土中不宜大于5m；3级基坑为主；3）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水、或地下

20、连续墙；水泥土墙1）基坑等级为2、3级；2）水泥土桩施工范围内软土地基承载力不宜大于150kPa；3）基坑深度不宜大于6m。土钉墙1）基坑等级为2、3级的非软土场地（否则用复合土钉支护）； 2）基坑深度不宜大于12m（实践中已突破此范围），否则应采用复合土钉支护（结合放坡、微型桩、搅拌桩、预应力锚杆等）。 3）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水措施。逆作拱墙1）基坑等级为2、3级； 2）淤泥和淤泥质土场地不宜；3）拱墙轴线的矢跨比不宜小于1/8；4）基坑深度不宜大于12m；（实践中已突破此范围） 5）地下水位高于坑底时，应采用降水、截水措施。放坡1）基坑等级为宜为3级； 2）施工场地应满足放

21、坡条件；3）可独立或与其他支护方法联合使用；4）地下水位高于坑底时，应采用降水措施。可组合使用。二、常见支护方法适用范围广州地区建筑基坑致富技术规定（GJB02-98）：1放坡：适用条件：1）基坑周边开阔，满足放坡条件；2）基坑周边土体允许有较大位移；3）开挖面以上一定范围内无地下水或已经降水处理；4）可独立或联合使用。不宜使用条件：1）淤泥和流塑土层；2）地下水高于开挖面或未降水处理；2.土钉墙：适用条件：1）岩土条件较好；2）基坑周边土体允许有较大位移；3）已经降水处理或止水处理的岩土；4）开挖深度不宜大于12m。5）地下水位以上为粘土、粉质粘土、粉土和砂土；不宜使用条件：1）土层为富含地

22、下水的岩土层、含水砂土层、且未降水处理2）膨胀土等特殊土层；3）基坑周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；3.水泥土墙：适用条件：1）基坑开挖深度不宜大于7m，基坑周边土体允许有较大位移2）填土、可塑流塑粘性土、粉土、粉细砂、松散的中粗砂；3）坡顶超载不大于20kpa。不宜使用条件：1）周边无足够施工场地；2）基坑周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等；3）墙深度范围内存在富含有机质的淤泥；4.排桩：适用条件悬臂：基坑深度不宜大于8m。桩锚：1）场地狭小且需要深开挖； 2）周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等； 3）基坑边壁有锚杆设置地下空间；内撑：1）场地狭小且需

23、要深开挖； 2）周边有更严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等； 3）基坑周边不允许施工锚杆。不宜使用条件：悬臂：周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等。桩锚：1）基坑周边不允许施工锚杆； 2）锚固段只能锚固在淤泥或土质较差的软土层中。 （实践中也可以运用）内撑：5、地下连续墙：适用条件：适用于严格止水要求以和各类复杂土层的支护工程；适用于任何周边复杂环境的基坑支护工程。不宜使用条件：悬臂式地下连续墙：周边有严格控制位移的建筑物、构筑物和地下管线等，不宜使用。地下连续墙与锚杆联合使用时：下列情况不宜使用。 1）基坑周边不允许施工锚杆；2）锚固段只能锚固在淤泥或土质较差的软土层中。三、

24、支护方案选择参考等级支护方案说明一级基坑1地下连续墙加锚杆2地下连续墙加内支撑3地下连续墙加逆作法4排桩加锚杆5排桩加内支撑6密排桩加逆作法7组合式支护1排桩施工工艺有多种，挖空桩、冲、钻孔桩、预制桩（单/双排）、板桩；2排桩应该有冠梁和腰梁；3地下连续墙可兼作永久结构和承重结构；4坑底以上有地下水时，应止水才可用挖空排桩。且坑内降水。5采用逆作法时有可靠施工通风、照明等条件。二级基坑1地下连续墙加锚杆2地下连续墙加内支撑3地下连续墙加逆作法4排桩加锚杆5排桩加内支撑6密排桩加逆作法7组合式支护8悬臂式桩、墙结构9土钉墙，或者土钉墙加预应力锚杆1坑底以上有地下水时， 土钉支护宜进行坑外降水；

25、排桩支护应采用帷幕，且坑内降水。2对于土钉支护（复合土钉或超前支护） 可采用预制桩、板桩、微型灌注桩加预应力锚杆来控制位移； 局部土体放坡段应喷射混凝土护面或堆压砂包。三级基坑1放坡2土钉墙3深层搅拌水泥土墙4悬臂式排桩，或者单层锚杆钢板桩1高压喷射注浆、搅拌桩等水泥土挡土墙可采用格珊或壁式；2坑底以上有地下水时，宜进行坑内、外降水3深度较大，分级放坡，分级之间留平台。H/m地下室层数土质较差土质较好821土钉加喷锚网2钢板桩加支撑3灌注桩加1层顶部锚杆4土坑分2层开挖；1土钉加喷锚网2喷锚网915341喷锚网2灌注桩加2层锚杆3逆作法施工4土坑分3层开挖；1喷锚网2逆作法或局部逆作法施工16

26、22451逆作法施工2台阶形支护用喷锚网3采用喷锚网，局部加支撑4基坑边局部预留土方1逆作法施工2台阶形支护，底部排桩，上部可采用喷锚网3灌注桩加3锚杆四、支护方案优化流程优化步骤：1场地工程地质、水文地质、环境条件分析、工期、设备等；2支护方案选型，确定合理支护形式；3方法优选，方案具体细节优化；4最终优化方案。其他优化经验：1利用基坑空间效应，拐角1/31/5基坑边长内，适当减少桩长与配筋；2（*尤其是拐角）设置斜撑、角撑；3双排桩和单排桩混合布置。基坑侧壁中间双排，拐角单排；4圈梁、腰梁合二为一。5增大圈梁尺寸。设计方法优化：锚、撑点位置、桩直径与桩间距、锚杆倾角等优化。1.5基坑设计基

27、本要求二基坑设计原则和极限状态：（一）总原则：1安全可靠：满足支护结构本身强度、稳定性、变形要求。2经济合理：在安全可靠的前提下，从工期、造价、材料、设备、人工、环境 保护综合分析确定具有明显技术经济效益的方案。3施工便利并保证工期：在安全可靠、经济合理的前提下，最大限度的满足方便施工（例如：合理的支撑布置、便于挖土施工等），缩短工期。4信息化设计和施工。（二）一般原则：1重视基本理论的指导作用；2设计要全面，避免漏项，考虑最不利的工况；3做好基坑工程总体方案的选择；4做好地下水和地表水的控制；5软土地区重视“时空效应“，精心安排挖土和施工方案；6认真做好监测、预测，和时反馈和采取合理措施；7

28、认真研究地方规范和经验。重大工程专家论证。（三）极限状态分类：1承载能力极限状态：支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构和周边环境破坏。2正常使用极限状态：支护结构的变形妨碍地下结构施工，或者影响周边环境的正常使用功能。支护结构均应进行承载能力极限状态的设计计算，一级基坑和对变形有限定的二级基坑，还要进行支护结构和周边环境的变形计算。三设计内容：（一）基坑设计前应收集的资料：1基坑勘察报告（包括水文气象条件等）2邻近建筑物和地下设施的类型、分布、结构特征、基础类新和埋深、对变形要求等3本工程有关的资料：用地界线和红线图、邻近地下管线土、建筑总平面图、地下结构平面图和剖面图、拟

29、建建筑物基础类型以和是否先期施工等等4基坑开挖和支护期间是否有相邻施工，其方法、施工工艺、与本基坑工程的相互影响。5工期、质量、经济等方面的业主要求。（二）设计内容：1工程概况和业主要求；场地岩土工程条件、环境条件；2支护结构方案比较和选型；3支护结构强度和变形计算；4基坑稳定性计算；5抗渗计算；6降水或止水方案；7挖土方案；8监测方案、环境保护要求。1.6基坑施工1.6.1基坑组织设计 一施工组织设计： 指导拟建工程进行施工准备和组织实施施工的基本技术经济文件。 其任务是对具体拟建工程的施工准备工作和整个的施工工程，在人力和物力、时间和空间、技术和组织上，作出一个合理全面，符合好、快、省、安

30、全要求的计划安排。 二要求： 1严格按照设计、有关规范进行施工；尤其是强制性条文、地方法规、业主要求，这很关键。 2施工组织设计（即施工方案）应根据支护结构形式、地下结构、开挖深度、地质条件、周边环境、工期、气候和地表荷载、现有人员、设备、材料等编制； 3开挖顺序、方法与设计工况一致，遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层（段）开挖、严禁超挖”的原则。 三施工组织设计内容： 1基坑工程概况 2施工部署和管理目标； 3施工方案； 4施工进度计划； 5资源使用计划； 6施工平面图； 7工期、质量、进度控制与保证措施； 8文明、安全施工、冬雨期、和环境保护措施； 9信息化施工措施； 10主要技术经济指标。施

31、工组织设计内容 （一）基坑工程概况：1支护结构概况与特点，与基坑工程相关的地下结构和工程结构特点，主要工程量和概算。 2施工条件：包括地区自然条件、地形、气候、场地环境条件、基坑周边环境、场地工程地质、水文地质条件、地下障碍物情况和交通情况。 （二）施工部署和管理目标： 1施工准备：包括劳动力准备、施工机具准备、材料、半成品和周转材料准备等。 2管理组织机构：工人班组和管理人员组织。 3管理目标：质量目标、进度目标、安全管理目标、经济目标等。 （三）施工方案： 1施工顺序和施工起点流向，一般包括常规施工和逆作法。 2各主要施工工序的施工方法。 3基坑支护工程中的关键技术问题和技术难点三处理和质

32、量要求。 （四）施工进度计划： 包括个分项工程的开、竣工顺序和交叉搭结施工时间的安排、人力物力的平衡、用进度表的形式控制施工时间和进度。 （五）资源使用计划： 1劳动力需求量表（工人、技术人员、管理人员、后勤等等）； 2施工机械设备需求量表（型号、数量、动力、用途等等）； 3材料和半成品需计划表（数量、质量、规格、品种、储运等等）； （六）施工平面图： 包括施工所需的临时设施和施工机具、材料堆场的空间布局，可同整个地下结构部分施工统一布置。 主要内容应包括：垂直运输布置、材料和半成品的堆场布置、道路和水电线路等管线布置，估算施工用水电量。 （七）质量控制与保证措施： 1建筑材料的质量控制标准、

33、检验制度、保管方法和使用要求； 2各个工序、工种的质量控制标准、检验制度和要点； 3成品保护； 4可能出现的质量问题和防治措施。 （八）文明、安全施工和环境保护措施： 1文明施工和环境保护措施：包括施工噪音控制、废浆废渣清运、基坑垃圾处理、施工灰尘控制、不明物体处理、施工工艺本身的不良效应的控制（如挤土效应、降水等）等； 2安全施工措施：包括场地清理、材料堆放、施工设备机具何用电用水的检查、维修与保养、安全培训、管理和持证上岗、场地警示牌、具体施工环节的安全事项等等； 3冬期、雨期施工安全技术； （九）信息化施工措施： 1进度控制和保证措施； 2安全控制和保证措施； 3风险预测和事故抢险计划措

34、施； 4开挖监测和配合监测工作的保证措施与信息反馈系统； 5特殊工艺的有关专业措施等。2.3.1水平荷载标准值 6超载垂直应力的简化考虑： 1）坡顶均布荷载： 直接按照均布荷载大小考虑。 2）坡顶局部荷载： 应力扩散角为45度。作用范围见图 右图中，坡顶局部超载大小 为q0，作用宽度为BC宽，即b 按照45度扩散原则， FA=FB=a FA段和E点以下的土体不考虑 坡顶局部超载的作用 该荷载作用范围为AE段。 计算垂直荷载时，大小因为 应力扩散，其值变小： q= (q0b)/(b+2a)2.3.4水平荷载标准值计算实例 h= 8m，hwa=2m，hwp=1m，L=16m。坡顶局部超载qo=20

35、kPa，宽度3m，距离基坑边壁1m。 粘性土，厚度3m，=18kN/m3；C=12kPa；=120 砂土，厚度8m， =20kN/m3；C=0；=320 粘性土=19kN/m3；C=15kPa；=180 局部超载作用范围为 地表以下AB范围 即地表下1m至6m范围 q=203/(3+21)=12kPa Ka1=0.66，（ Ka1）1/2=0.81， Ka2=0.31 Ka3=0.53 ，（ Ka3）1/2=0.73， Kp1=3.25 Kp2=1.89 ，（ Kp2）1/2=1.38，2.4渗流状态下水土压力计算 二考虑渗流效用的基坑支护结构水土压力的计算： （一）基坑支护结构水流效应：有利

36、和不利。 1主动区水压力减小，被动区水压力增大。 2主动区有效土压力增大，被动区有效土压力减小。 3可用贴支护结构面流线的水力坡降作为破裂土体内的流线的水力坡降。主动区渗流力GD=wi，方向垂直向下.被动区渗流力方向向上。 计算主动区的水土压力时，主动区地下水位以上土体的重度取,地下水位以下土体的重度取（+wi）, ； 计算被动区的水土压力时，被动区地下水位以上土体的重度取, 地下水位以下土体的重度取（-wi）, ； （二）利用水流连续原理求各层土的水力坡降和水头损失。 1水流连续原理某一流线上各段的流速相等。 V=k1i1=k2i2=k3i3=.=kiii 各层土的水力坡度和其渗透系数成反比

37、。 2在水位差H作用下，各层土的水头损失：hiii Hi=hiii=H 3各分层深度处水土总压力： 1）主动土压力强度：有效自重应力+渗流力之和代替有效自重应力。 2）被动土压力强度：等于该点的有效自重应力与渗流力之差代替有效自重应力。 3）总的主动、被动土压力求和可得。（三）水流连续原理求水土压力实例： 1 水下土层渗透系数之比 K2：K3：K4=4：8：60= 1：2：15 2 水力坡降关系：与K成反比 i2=15i4， i3=7.5i4， 3 利用hiii=H求水下土层的水力坡降: 2.5i2+9i3+7i4+7i4+3i3=8.5 求出：i2=0.9 i3=0.45 i4=0.06 2

38、在水位差H作用下，各层土的水头损失：hiii Hi=hiii=H 3各分层深度处水土总压力： 1）主动土压力强度：有效自重应力+渗流力之和代替有效自重应力。 2）被动土压力强度：等于该点的有效自重应力与渗流力之差代替有效自重应力。 3）总的主动、被动土压力求和可得。（三）水流连续原理求水土压力实例： 1 水下土层渗透系数之比 K2：K3：K4=4：8：60= 1：2：15 2 水力坡降关系：与K成反比 i2=15i4， i3=7.5i4， 3 利用hiii=H求水下土层的水力坡降: 2.5i2+9i3+7i4+7i4+3i3=8.5 求出：i2=0.9 i3=0.45 i4=0.06 2.4渗

39、流状态下水土压力计算4利用朗金公式求主动区土压力：土层(KN/m3)C (KPa)(0)Ka=tg2(45-/2)Kp=tg2(45+/2)1填土1910100.701.422粉细砂19.50300.3333细砂19.70320.313.254中砂200350.273.692.5动用土压力计算（土压力的调整） 一提高的主动土压力： 动用的主动土压力介于静止土压力和主动土压力之间，宜按照场地工程条件选用。 变形有严格限制的建筑物或地下管线位于区时，采用Ko计算土压力；位于区时，采用(Ko+Ka）/2计算土压力。 二降低的被动土压力： 一般来说，支护结构墙体在被动区不允许达到被动极限状态，被动土压

40、力也达不到极限值。降低的被动土压力可以用极限状态时的被动土压力系数Kp乘以一个折减系数Cp计算。 方法一： Cp=0.50.8，结合经验确定。 方法二：利用位移计算折减系数 第3章 悬臂式支护结构3.1悬臂式支护结构的设计步骤 本节主要讲述悬臂式钢筋混凝土支护结构的设计 设计内容包括：桩径、桩距、入土深度、桩身配筋、圈梁配筋、变形计算、稳定性验算等。 步骤如下： 一桩径、桩距：按照经验取值。 桩径D0.6m； 有地下水时，桩中心距（1.21.5）D，砂土和软土取小值。粘性土取大值； 无地下水、降水或者土质较好时，桩中心距（22.5）D； 对于确定的按经验配筋的桩，其抗弯弯矩可计算，为Mc，根据

41、每米单宽土压力可计算出桩身最大弯矩和设计值M，则桩中心距可取Mc/ M。 排桩支护经验参数 基坑深度h m 灌注桩直径D m 地下连续墙宽度b m h5 0.40.6 57 0.60.8 710 0.81.0 0.60.8 1015 1.01.2 0.81.0 h15 1.01.2一般当基坑深度h12m时，灌注桩直径D =0.60.8m或稍大；h12m时，灌注桩直径D =0.81.2m。 支撑参数经验值（锚杆层数可参照支撑道数）基坑深度hm支撑道数跨度m支撑断面（宽高）m圈梁断面（宽高）mh618100.60.71.00.768128100.70.80.80.81.50.7(0.8)1.20.

42、881028100.80.81.00.8(1.21.5)0.8 1014238101.00.8(1.21.8)0.8h14348101.20.8(1.22.0)0.8锚杆位置要低于基坑边壁中相邻建筑物的浅基础底部。 嵌固深度hdoh坑底以下土层悬臂桩单支点排桩硬坚硬土层0.70.80.50.6强风化软质岩0.60.70.40.5强风化硬质岩0.50.60.30.4中风化软质岩0.40.5中风化硬质岩0.30.40.20.3微风化岩0.20.40.10.23.1悬臂式支护结构的设计步骤 二计算土压力：按照经验土压力或实测土压力、或规范法计算土压力。 三入土深度核算：土体分层多时，要假设一个经验入

43、土嵌固深度试算。均质土可以直接计算嵌固深度。 hpEpi-1.2ohaEai0 四最大弯矩计算：先确定剪力为零点，该点以上所有主动、被动土压力对该点求力矩之差。（主动、被动土压力的力矩方向不同），求出弯矩设计值。 五桩身配筋：按照桩身最大弯矩配筋。 六圈梁配筋： 圈梁高度一般为桩直径的0.50.8倍，且0.4m；宽度桩的直径。桩的主筋锚固于圈梁，锚固长度不小于30倍主筋直径。焊接接头分散布置，同一截面接头数不得超过钢筋数的一半。 圈梁配筋一般采用构造配筋，一般符合最小配筋率要求，经验值为（0.50.8）As。As为桩身主筋配筋总面积。 当圈梁兼作腰梁时，按照腰梁受力，以最大弯矩按照钢筋混凝土梁

44、计算配筋。 七变形估算： 有限元法或者弹性地基梁法。一般只能用软件计算。实践中悬臂式排桩只能用于变形控制不严的基坑周边环境。变形靠监测来控制。3.2悬臂式支护结构的桩身配筋 一桩身配筋基本要求： 1桩身均匀配筋基本要求： 最小配筋率大于0.42%； 主筋保护层厚度大于5mm； 箍筋直径68mm，螺纹状，间距200300mm；加强筋直径大于等于12mm，间距23m； 钢筋笼距离孔底一般200500mm； 主筋之间的间距大于（1.21.5）dmax， dmax为混凝土粗骨料的最大直径。实践中，一般要求主筋间距尽可能大于10cm。 均匀配筋时，主筋至少616 2桩身不均匀配筋基本要求： 受拉区主筋实

45、际配置圆心角分别为：2s(n-1)/n； 受压区：2s(m-1)/2m。n和m分别为受拉区和受压区主筋根数。 只配置受拉区主筋时，受拉区主筋最小配筋率大于0. 2%，至少3根；其他范围内应配置构造钢筋，其直径不宜小于受拉区主筋的1/2，且不小于10mm，构造钢筋的环向间距不应大于圆截面的半径和250mm中的小者，且不少于1根。对于大直径（D1m，a=50mm，rs450mm ）基坑支护桩，构造钢筋间距不宜大于250mm。 其他要求同均匀配筋。3.2悬臂式支护结构的桩身配筋 二配筋方法： 方法1：均匀配筋-查表法+核算法。 根据计算出来的桩身最大弯矩设计值M ，查表得出配筋，要求表中Mc大于等于

46、计算出来的桩身最大弯矩设计值M 。配筋在第一列中。 刘建航基坑工程手册中国建筑工业出版社，1997，P598602 但是，该表系根据旧版混凝土规范得出，新版混凝土规范中，混凝土和钢筋的设计值与旧版有所差别。 注意桩身混凝土强度参数不能完全照搬混凝土规范取值，应该乘以施工工艺系数：按照现行桩基础规范，施工工艺系数取值如下： 混凝土预制桩：1 干作业非挤土灌注桩（挖孔桩）：0.9 泥浆、套管护壁非挤土灌注桩、部分挤土灌注桩、挤土灌注桩：0.8 所以，该表只能参照使用，按照弯矩设计值M查表初步得出一个符合要求的配筋（相当于经验配筋值），然后再按照新版混凝土结构设计规范和下面步骤核算。 1计算得出弯矩

47、设计值M后，根据经验选择一个配筋，或者根据弯矩设计值M 查表（刘建航基坑工程手册）得出初步符合要求的配筋。（基于旧规范 下），确定此配筋的As、A以和此配筋在新规范中的fcm、fy； 2求系数K=(fyAs)/(fcmA) 3查刘建航基坑工程手册P598附录一求、 t; 4根据公式计算Mc，如果Mc大于等于弯矩设计值，且最小配筋率、主筋间距 核算都符合要求，则所选的初步配筋符合要求，否则，加大配筋量（不能超 筋）、或桩径、或混凝土等级，重新按照上述步骤24计算，直至符合要求。5核算最大、最小配筋率、主筋间距是否符合要求。 方法2：均匀配筋-简化法。即广州、武汉等基坑规范 求出弯矩设计值M，然后

48、配筋。 步骤： 1求出弯矩设计值M； 2求m=M/(fcm.A.r) 3根据m查表，得； 4求均匀配筋的主筋面积As：As=(fcmA)/fy 5 As=(0.86r/rs) As 6检查均匀配置的主筋As是否符合最小、最大配筋率的要求； 7检查主筋所在圆上主筋间距是否符合大于（1.21.5）dmax的要求。 不符合要求，增大桩径、混凝土等级或钢筋直径（钢筋直径不宜太粗，主筋HRB335钢筋直径大多在2028mm之间），再按照上述步骤计算。 大多数情况下非悬臂式排桩都采用均匀配筋， 方法2和方法3是一些地方规范推荐的配筋方法。 方法3：不均匀配筋-简化法。 （一） 受拉单边局部均匀配筋：教材查

49、表简化方法条件： 符合教材查表条件的受拉单边配筋，受拉钢筋对称布置在合力方向两边各45度方向上。 即：s=0.25 ，在求出配筋面积As后，选定钢筋级别（一般选用HRB335）和直径（一般在2028mm之间），求出根数n，分布在Ls=rs2s(n-1)/n长度范围内。 步骤相同，但是第三步查表求时，应该根据m查辅导材料附表7中的续表，然后得。（单边配筋量节约将近1/2，但必须分清楚哪边受拉）（三）弯矩设计值较大时的双边局部配筋 对于弯矩设计值较大，单边配筋可能不满足要求，这是可充分发挥受压区混凝土的功能。 1混凝土受压区c按照下表取值：钢筋种类 s =y=1/6 s =y=1/4 s =y=1

50、/30.520.500.460.450.40 2选取s=1/41/3，也可稍大。计算受拉区钢筋最大配筋量As1受拉区钢筋配置在2s角度范围内，需要核算此时钢筋的间距。当此范围内按照最小间距能布置的钢筋面积As1小于As1时，取As1=As1，（两者取小值） 深圳基坑规范：基坑安全等级 基坑等级 工程复杂等级 破坏后果一级二级三级很严重严重严重基坑深度h/m149149地下水埋深/m2255软土厚度/m5252邻近浅基础或重要管线距离边壁的距离/m0.5h0.5h1h1h注：1）工程复杂程度等级因素从一级开始，4个指标有两个或两个以上，即最 先符合； 2）破坏后果与工程复杂程度等级判定有矛盾时，按照高的级别考虑； 3）重要管线指破坏后果严重或很严重的管线，如：煤气管道、压力水管道、 影响面积大的通讯电缆等。深圳基坑规范：支护结构最大水平位移允许值基 坑安全等级支护结构最大水平位移允许值/mm排桩、地下连续墙、坡率法、土钉墙钢板桩、深层搅拌桩一级0.0025h二级0.0050h0.0100h三级0.0100h0.0200h