高层建筑基础工程深基坑开挖与支护

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1、高层建筑基础工程深基坑开挖与支护2特点：特点：（4）深基坑施工工期长、场地狭窄，降）深基坑施工工期长、场地狭窄，降雨、重物堆放等对基坑稳定性不利；雨、重物堆放等对基坑稳定性不利；（5）在相邻场地的施工中，打桩、降水、）在相邻场地的施工中，打桩、降水、挖土及浇注混凝土等工序会相互制约与挖土及浇注混凝土等工序会相互制约与影响，增加协调工作难度。影响，增加协调工作难度。深基坑开挖与支护深基坑工程特点：深基坑工程特点：第1页/共72页3（一）设计状态：（一）设计状态： 深基坑支护结构设计应考虑下列两种极深基坑支护结构设计应考虑下列两种极限状态：限状态： 1.承载力极限状态承载力极限状态 2.正常使用极

2、限状态正常使用极限状态深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：第2页/共72页4 1.承载力极限状态承载力极限状态 定义：定义： 承载能力极限状态即承载能力破坏极限状态主要指支护结构和被支护承载能力极限状态即承载能力破坏极限状态主要指支护结构和被支护土体的破坏及基坑底失稳、管涌等导致的土体或支护结构破坏。土体的破坏及基坑底失稳、管涌等导致的土体或支护结构破坏。 深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：第3页/共72页5 1. 承载力极限状态承载力极限状态 破坏形式：破坏形式：深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：（1）挡

3、土结构受）挡土结构受弯破坏弯破坏第4页/共72页6 1. 承载力极限状态承载力极限状态 破坏形式：破坏形式：深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：（2）嵌入深度不）嵌入深度不足，挡土结构趾足，挡土结构趾部嵌固被动抗力部嵌固被动抗力不够造成的破坏不够造成的破坏第5页/共72页7 1. 承载力极限状态承载力极限状态 破坏形式：破坏形式：深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：（3）上述两种现）上述两种现象伴随发生的破象伴随发生的破坏；坏；第6页/共72页8 1. 承载力极限状态承载力极限状态 破坏形式：破坏形式：深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原

4、则：深基坑支护工程设计原则：（4）锚杆抗拉拔）锚杆抗拉拔失效及边坡整体失效及边坡整体失稳；失稳；第7页/共72页9 1. 承载力极限状态承载力极限状态 破坏形式：破坏形式：深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：（5）地下水造成）地下水造成的坑底隆起或管的坑底隆起或管涌。涌。第8页/共72页10 2. 正常使用极限状态正常使用极限状态 定义：定义： 正常使用极限状态是指支护结构的变形较大，可能破坏基坑周边正常使用极限状态是指支护结构的变形较大，可能破坏基坑周边环境的平衡状态并产生不良影响的一种极限状态。环境的平衡状态并产生不良影响的一种极限状态。深基坑开挖与支护深基坑支

5、护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：第9页/共72页11（二）基坑的安全等级（二）基坑的安全等级 基坑支护结构设计可根据下表选用相应的安全等级及重要性系数基坑支护结构设计可根据下表选用相应的安全等级及重要性系数：深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：第10页/共72页12（三）设计内容（三）设计内容（1）根据支护形式及其受力特点进行整体及局部稳定性计算；）根据支护形式及其受力特点进行整体及局部稳定性计算；（2）基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；）基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；（3）当有锚杆或内支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算；）当有锚杆

6、或内支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算；深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：第11页/共72页13（三）设计内容（三）设计内容（4）地下水控制设计；）地下水控制设计；（5）对于安全等级为一级的基坑。除上述设计内容外。尚应进行）对于安全等级为一级的基坑。除上述设计内容外。尚应进行支护结构水平位移计算。支护结构水平位移计算。深基坑开挖与支护深基坑支护工程设计原则：深基坑支护工程设计原则：第12页/共72页14一、支护结构作用一、支护结构作用深基坑支护的作用，主要有：深基坑支护的作用，主要有：深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：（1）节约

7、施工空间节约施工空间第13页/共72页15一、支护结构作用一、支护结构作用深基坑支护的作用，主要有：深基坑支护的作用，主要有：深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：（2）保护邻近构筑物和地下设施）保护邻近构筑物和地下设施第14页/共72页16一、支护结构作用一、支护结构作用深基坑支护的作用，主要有：深基坑支护的作用，主要有：深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：（3）减小基底回弹）减小基底回弹第15页/共72页17一、支护结构作用一、支护结构作用深基坑支护的作用，主要有：深基坑支护的作用，主要有：深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型

8、：深基坑支护类型：（4）利用支护结构进行地下水控）利用支护结构进行地下水控制制第16页/共72页18一、支护结构作用一、支护结构作用深基坑支护的作用，主要有：深基坑支护的作用，主要有：深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：（5）利用支护结构作为永久性结）利用支护结构作为永久性结构的一部分构的一部分第17页/共72页19一、支护结构作用一、支护结构作用 深基坑支护的作用，可慨括为：深基坑支护的作用，可慨括为： 为主体结构的施工提供安全的、无地下水干扰的施工空间，并为主体结构的施工提供安全的、无地下水干扰的施工空间，并对邻近的结构和设施提供可靠保护。对邻近的结构和设施提供

9、可靠保护。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第18页/共72页20二、支护结构类型：二、支护结构类型： 支护结构组成：支护结构组成： 一般由挡土结构与支撑体系组成一般由挡土结构与支撑体系组成 深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第19页/共72页21 常用的挡土结构和支撑体系见下图：第20页/共72页22二、支护结构类型：二、支护结构类型： 分类：分类： 根据其支护方式、结构特征及适用条件，支护结构大致可分为以根据其支护方式、结构特征及适用条件，支护结构大致可分为以下几类：下几类： 1. 排桩式结构排桩式结构 2. 半连续式结构和连续式

10、结构半连续式结构和连续式结构 3. 围筒结构围筒结构深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第21页/共72页23二、支护结构类型：二、支护结构类型： 1. 排桩式结构排桩式结构组成：组成：桩排式结构由分离排列的单排或多排支护桩组成。桩排式结构由分离排列的单排或多排支护桩组成。分类：分类： 根据有无支撑及支撑形式，又可进一步分为：悬臂式、锚固式根据有无支撑及支撑形式，又可进一步分为：悬臂式、锚固式(单单层或多层层或多层)和内支撑式和内支撑式(单层或多层单层或多层)。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第22页/共72页24二、支护结构类型：二

11、、支护结构类型： 1. 排桩式结构排桩式结构支护桩类型：支护桩类型：可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩等，桩顶设可采用钻孔灌注桩、人工挖孔桩、预制桩等，桩顶设锁口梁以增加桩排的整体性。锁口梁以增加桩排的整体性。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第23页/共72页25二、支护结构类型：二、支护结构类型： 2. 半连续式结构和连续式结构半连续式结构和连续式结构半连续式结构：半连续式结构：指在桩排式结构的桩之间加隔板；指在桩排式结构的桩之间加隔板；连续式结构：连续式结构：包括钢板桩、搭接钢筋混凝土桩、重力式挡墙、地包括钢板桩、搭接钢筋混凝土桩、重力式挡墙、地下连续墙等

12、。下连续墙等。这类结构的特点是：这类结构的特点是：整体性好，并有一定的防渗功能。整体性好，并有一定的防渗功能。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第24页/共72页26二、支护结构类型：二、支护结构类型： 2. 半连续式结构和连续式结构半连续式结构和连续式结构半连续式结构：半连续式结构：指在桩排式结构的桩之间加隔板；指在桩排式结构的桩之间加隔板；连续式结构：连续式结构：包括钢板桩、搭接钢筋混凝土桩、重力式挡墙、地包括钢板桩、搭接钢筋混凝土桩、重力式挡墙、地下连续墙等。下连续墙等。这类结构的特点是：这类结构的特点是：整体性好，并有一定的防渗功能。整体性好，并有一定的防

13、渗功能。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第25页/共72页27二、支护结构类型：二、支护结构类型： 2. 半连续式结构和连续式结构半连续式结构和连续式结构挡墙成型方式挡墙成型方式：可采用旋喷、深层搅拌法；：可采用旋喷、深层搅拌法；混凝土地下连续墙，根据有无支撑又分为混凝土地下连续墙，根据有无支撑又分为：自立式和撑锚式，该结构可：自立式和撑锚式，该结构可作为地下结构墙体。作为地下结构墙体。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第26页/共72页28二、支护结构类型：二、支护结构类型： 3. 围筒结构围筒结构适用情况适用情况：适用于淤泥质土

14、层中，形状接近圆形、椭圆形或局部有弧形：适用于淤泥质土层中，形状接近圆形、椭圆形或局部有弧形拱段的基坑支护。采用钢筋混凝土连续墙、钻孔灌注桩连续桩排拱段的基坑支护。采用钢筋混凝土连续墙、钻孔灌注桩连续桩排(搭接水搭接水泥土桩泥土桩)，并可根据需要采用环形撑梁。，并可根据需要采用环形撑梁。特点：特点：可充分利用结构受力的特点，径向位移较小。可充分利用结构受力的特点，径向位移较小。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第27页/共72页29二、支护结构类型：二、支护结构类型：支护结构选型需考虑的因素：支护结构选型需考虑的因素：（1）基坑的平面尺寸、开挖深度和基础施工要求；

15、）基坑的平面尺寸、开挖深度和基础施工要求；（2）地基土层的工程地质情况包括土层的物理、力学性质、地下水埋藏）地基土层的工程地质情况包括土层的物理、力学性质、地下水埋藏条件等；条件等；（3）邻近建筑物的结构情况、距离基坑的远近、基础形式和基坑对邻近建）邻近建筑物的结构情况、距离基坑的远近、基础形式和基坑对邻近建筑物影响程度的限制要求；筑物影响程度的限制要求；深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第28页/共72页30二、支护结构类型：二、支护结构类型：支护结构选型需考虑的因素：支护结构选型需考虑的因素：（4）邻近地下管线及其他设施对施工的限制要求；）邻近地下管线及其他设

16、施对施工的限制要求；（5）施工技术、装备和材料对选用支护结构的可能性；）施工技术、装备和材料对选用支护结构的可能性；（6）工期和定价的优化方案选择。）工期和定价的优化方案选择。深基坑开挖与支护 第二节第二节 深基坑支护类型：深基坑支护类型：第29页/共72页31一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（1）水土压力分算法）水土压力分算法（2）水土压力合算法）水土压力合算法深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第30页/共72页32一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结

17、构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（1）水土压力分算法）水土压力分算法水土分算法是采用浮重度计算土压力，按静水压力计算水压力然水土分算法是采用浮重度计算土压力，按静水压力计算水压力然后两者相加即为总的侧压力。后两者相加即为总的侧压力。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第31页/共72页33 第32页/共72页34 第33页/共72页35一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（1）水土压力分算法）水土压力分算法优点：优点

18、：概念明确；概念明确；缺点：缺点：在实际使使用时，有时较难于获得有效强度指标；在实际使使用时，有时较难于获得有效强度指标；因此在许多情况下采用总应力法计算：因此在许多情况下采用总应力法计算：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第34页/共72页36总应力法总应力法 式中 ka，kp按土的总应力强度指标计算的主动、被动土压力参数，都与角有关； c、按固结不排水剪(固结快剪)或不固结不排水(快剪)确定的内聚力、内摩擦角。第35页/共72页37一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（

19、2）水土压力合算法）水土压力合算法水土压力合算法是采用土的饱和重度计算总的水、土压力；水土压力合算法是采用土的饱和重度计算总的水、土压力；深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第36页/共72页38一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（3）墙体位移对土压力的影响）墙体位移对土压力的影响挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计a.当墙顶固定，下端向当墙顶固定，下端向外移动时，土压力产外

20、移动时，土压力产生水平拱，呈抛物线；生水平拱，呈抛物线；第37页/共72页39一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（3）墙体位移对土压力的影响）墙体位移对土压力的影响挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计b.当墙上下两端固定，而当墙上下两端固定，而墙中央向外鼓出时，土墙中央向外鼓出时，土压力产生垂直拱，呈马压力产生垂直拱，呈马鞍形鞍形第38页/共72页40一、作用于支护结构上的侧压力的计算：

21、一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（3）墙体位移对土压力的影响）墙体位移对土压力的影响挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计c.当墙平行向外移动时，当墙平行向外移动时，土压力呈抛物线状。土压力呈抛物线状。第39页/共72页41一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（3）墙体位移对土压力的影响）墙体位移对土压力的影响挡土墙

22、位移对土压力的影响大致有下列几种情况：挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计d.当墙只是绕下端中心向当墙只是绕下端中心向外倾移时，才会产生一外倾移时，才会产生一般的主动土压力。般的主动土压力。第40页/共72页42一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（3）墙体位移对土压力的影响）墙体位移对土压力的影响挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：挡土墙位移对土压力的影响大致有下列几种情况：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计

23、e.当墙完全不移动时，才当墙完全不移动时，才可能产生静止土压力可能产生静止土压力第41页/共72页43一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（一）土压力及其分布（一）土压力及其分布2.2.侧压力的计算侧压力的计算（4）支撑（锚杆）结构的土压力的计算）支撑（锚杆）结构的土压力的计算用太沙基佩克包络线计算：用太沙基佩克包络线计算：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第42页/共72页44 注：当基底下存在较厚软黏土时取0.4，当基底下存在坚硬土层时取1.0。第43页/共72页45一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（

24、二）悬臂支护结构的分析与计算（二）悬臂支护结构的分析与计算1.1.简述简述适用条件：适用条件：在基坑不很深且变形限制不很严格时采用，本身刚度一般在基坑不很深且变形限制不很严格时采用，本身刚度一般较大。较大。计算方法：计算方法：视为刚性结构，土压力按三角形分布，土压力系数则根据视为刚性结构，土压力按三角形分布，土压力系数则根据容许位移量选取，最后按静力平衡条件求解。容许位移量选取，最后按静力平衡条件求解。计算内容计算内容：确定嵌固深度、计算桩身结构内力和断面配筋、计算变形。：确定嵌固深度、计算桩身结构内力和断面配筋、计算变形。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第44页/共72页46

25、一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（二）悬臂支护结构的分析与计算（二）悬臂支护结构的分析与计算2.2.嵌固深度的确定嵌固深度的确定方法：方法：采用试算的方法。采用试算的方法。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第45页/共72页47深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计 a.考虑考虑o点的力矩平衡，以桩插点的力矩平衡，以桩插入土中的最小入土深度入土中的最小入土深度Dmin为未知量，对为未知量，对o点取矩得：点取矩得： b. 求解可得求解可得Dmin； 第46页/共72页48深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计 c.求嵌固深

26、度求嵌固深度l注：注：式中，式中，d为经验系数，基底下土质较好时为经验系数，基底下土质较好时d取取1.2，反之取，反之取1.4。第47页/共72页49一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（二）悬臂支护结构的分析与计算（二）悬臂支护结构的分析与计算3.3.桩身最大弯矩桩身最大弯矩方法：方法：先求剪力为先求剪力为0的点，再求该点弯矩（即为桩身最大弯矩）。的点，再求该点弯矩（即为桩身最大弯矩）。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计第48页/共72页50深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计剪力为剪力为0的点，必定满足：的点，必定满足：桩身最大

27、弯矩为：桩身最大弯矩为：第49页/共72页51一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（二）悬臂支护结构的分析与计算（二）悬臂支护结构的分析与计算4.4.注意事项注意事项（1）支护结构在黏性土中时，只要其有效运营时间不很长，计算时可用土的）支护结构在黏性土中时，只要其有效运营时间不很长，计算时可用土的不排水剪参数；不排水剪参数；（2）计算中，由于土的黏聚力作用，算出的土压力可能为负值，这与实际工）计算中，由于土的黏聚力作用，算出的土压力可能为负值，这与实际工程不相符。在进行总体考虑时，凡土压力为负值的部分都应人为地对墙程不相符。在进行总体考虑时，凡土压力为负值的

28、部分都应人为地对墙体加上适当的水平荷载。体加上适当的水平荷载。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第50页/共72页52一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（三）桩锚支护结构的分析与计算（三）桩锚支护结构的分析与计算根据支护深度和土质条件，锚杆可设一层或多层，并应避开淤泥，淤根据支护深度和土质条件，锚杆可设一层或多层，并应避开淤泥，淤泥质土，置于较好的土层中。泥质土，置于较好的土层中。1.单层锚杆支护结构单层锚杆支护结构2.多层锚杆支护结构多层锚杆支护结构深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第51页/共72页53一、作用于

29、支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（三）桩锚支护结构的分析与计算（三）桩锚支护结构的分析与计算1.单层锚杆支护结构单层锚杆支护结构根据桩端支撑条件，可按以下两种假设计算：根据桩端支撑条件，可按以下两种假设计算：（1）入土部分为自由端；）入土部分为自由端；（2）入土部分为固定端；）入土部分为固定端；深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第52页/共72页54一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（三）桩锚支护结构的分析与计算（三）桩锚支护结构的分析与计算1.单层锚杆支护结构单层锚杆支护结构（1）入土部分为自由端；）入土

30、部分为自由端；方法及适用情况：方法及适用情况：当桩端土质条件较好。桩排的最小入土深度较小时，可将当桩端土质条件较好。桩排的最小入土深度较小时，可将桩端看作自由端，按静力平衡方法确定桩的最小入土深度桩端看作自由端，按静力平衡方法确定桩的最小入土深度Dmin和水平和水平方向每延米所需锚固力方向每延米所需锚固力T。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第53页/共72页55 对A点取矩，据力矩平衡及力的平衡条件可得：其中：由弯矩平衡条件可得Dmin； 由力的平衡条件可得锚固力T。第54页/共72页56一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（三）桩锚支

31、护结构的分析与计算（三）桩锚支护结构的分析与计算1.单层锚杆支护结构单层锚杆支护结构（2）入土部分为固定端；）入土部分为固定端；方法及适用情况：方法及适用情况：当桩端土质条件较差，为满足支护桩排稳定所需当桩端土质条件较差，为满足支护桩排稳定所需Dmin值较大时，可将桩端看作固定端，按等值粱法确定值较大时，可将桩端看作固定端，按等值粱法确定Dmin和水平向和水平向每延米的固力每延米的固力T。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第55页/共72页57 思路： 首先由AK梁的平衡求出锚固力T和K点剪力Vk，然后按Vk值计算KN段长度。第56页/共72页58a.对AK梁，按主、被动土

32、压力强度相等的条件求得D1：b.对A点取矩，据力矩平衡得：c.对KN梁，由绕N点的力矩平衡条件有：第57页/共72页59注明：注明：以上是均质土中单层锚杆水平锚固力及支护桩最小入土深度的确定方法若为非均质土，可分层计算土压力，然后按同样原理处理第58页/共72页60一、作用于支护结构上的侧压力的计算：一、作用于支护结构上的侧压力的计算：（三）桩锚支护结构的分析与计算（三）桩锚支护结构的分析与计算2. 多层锚杆支护结构多层锚杆支护结构方法及适用情况：方法及适用情况：当基坑较深、土质较差、单层锚杆结构不能满足基当基坑较深、土质较差、单层锚杆结构不能满足基坑支挡的强度和稳定性坑支挡的强度和稳定性 要

33、求时，可采用多层锚杆。要求时，可采用多层锚杆。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第59页/共72页61深基坑开挖与支护（1）多层锚杆支护结构是超静定系统可通）多层锚杆支护结构是超静定系统可通过下列假定将求解转化为静定问题求解：过下列假定将求解转化为静定问题求解：各层锚杆所在点均为不动支点；各层锚杆所在点均为不动支点； 支护桩的下端按简支端考虑；支护桩的下端按简支端考虑；在自上而下逐层计算过程中，某一层锚在自上而下逐层计算过程中，某一层锚固力一旦确定，则在后续计算中保持不固力一旦确定，则在后续计算中保持不变。变。zzz第60页/共72页62深基坑开挖与支护（2）计算步骤：）计

34、算步骤：首先假定各层锚杆的最大荷载发生在下一层锚杆装设之前；首先假定各层锚杆的最大荷载发生在下一层锚杆装设之前；除最下一层之外，在其他各层锚杆的受力计算中，均以土压力分布图形以除最下一层之外，在其他各层锚杆的受力计算中，均以土压力分布图形以及巳求出的上层各锚杆的受力作为外荷载，求出安全系数为及巳求出的上层各锚杆的受力作为外荷载，求出安全系数为1条件下所条件下所需嵌固深度。需嵌固深度。在此基础上利用水平力平衡条件求出该层锚杆的受力。在此基础上利用水平力平衡条件求出该层锚杆的受力。zzz第61页/共72页63深基坑开挖与支护（2）计算步骤：）计算步骤：在计算到从上到下倒数第二层锚杆时算出总的嵌入深

35、度要求；在计算到从上到下倒数第二层锚杆时算出总的嵌入深度要求；如果最下一层锚杆距槽底的距离大于如果最下一层锚杆距槽底的距离大于1m，还要对挡土结构的嵌入深度进，还要对挡土结构的嵌入深度进行最后检验；要求嵌入深度至少要使得土压力合力为行最后检验；要求嵌入深度至少要使得土压力合力为0，否则结构在槽，否则结构在槽底标高处将发生很大的弯矩。而且最下层锚杆受力也会过大。底标高处将发生很大的弯矩。而且最下层锚杆受力也会过大。对上述各施工阶段，验算结构抗弯配筋。对上述各施工阶段，验算结构抗弯配筋。zzz第62页/共72页64二、基坑稳定性分析：二、基坑稳定性分析：（一）整体稳定性分析（一）整体稳定性分析1.

36、 悬臂式、单层锚杆支护结构，自立式板桩结构需进行整体稳定性验算。悬臂式、单层锚杆支护结构，自立式板桩结构需进行整体稳定性验算。2. 多层支撑的混合支护结构的整体稳定破坏，实际上是以支撑压屈或松脱落多层支撑的混合支护结构的整体稳定破坏，实际上是以支撑压屈或松脱落为前导引起的，因此可以认为这一类结构若满足支撑的强度要求，一般为前导引起的，因此可以认为这一类结构若满足支撑的强度要求，一般不会发生整体失稳。不会发生整体失稳。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第63页/共72页65二、基坑稳定性分析：二、基坑稳定性分析：（一）整体稳定性分析（一）整体稳定性分析3. 计算计算悬臂式：用

37、圆弧滑动画法，稳定安全系数取悬臂式：用圆弧滑动画法，稳定安全系数取1.11.5；单层锚杆：用力矩平衡法验算抗倾覆稳定性和后仰稳定性。单层锚杆：用力矩平衡法验算抗倾覆稳定性和后仰稳定性。自立式板桩：按重力式挡土墙方法验算，稳定安全系数取自立式板桩：按重力式挡土墙方法验算，稳定安全系数取1.31.5。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第64页/共72页66二、基坑稳定性分析：二、基坑稳定性分析：（二）坑底稳定性分析（二）坑底稳定性分析1.坑底为黏性土坑底为黏性土抗坑底隆起安全系数：抗坑底隆起安全系数：深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第65页/共72页67二

38、、基坑稳定性分析：二、基坑稳定性分析：（二）坑底稳定性分析（二）坑底稳定性分析1. 坑底为砂土坑底为砂土（1）地下水控制失败类型：）地下水控制失败类型： 基底水力坡降大于临界坡度，会发生管涌以致基坑破坏；基底水力坡降大于临界坡度，会发生管涌以致基坑破坏； 基底不透水层隔水底板由于浮力过大而发生顶冒破坏；基底不透水层隔水底板由于浮力过大而发生顶冒破坏；深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第66页/共72页68 第67页/共72页69二、基坑稳定性分析：二、基坑稳定性分析：（三）土体变形与支护结构位移（三）土体变形与支护结构位移1. 支护结构及相邻地面变形量大小的影响因素支护结构

39、及相邻地面变形量大小的影响因素（1）被支护土体的类型和工程特性；）被支护土体的类型和工程特性；（2）开挖深度；）开挖深度；（3）支撑类型；）支撑类型；（4）施工质量；）施工质量；（5）基底抗隆起安全系数）基底抗隆起安全系数Fsb1.5时，水平位移很小。时，水平位移很小。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第68页/共72页70二、基坑稳定性分析：二、基坑稳定性分析：（三）土体变形与支护结构位移（三）土体变形与支护结构位移 2减小支护结构位移的措施减小支护结构位移的措施（1）尽快或尽量及时地安装支撑构件；）尽快或尽量及时地安装支撑构件；（2）提高支撑结构的施工质量；）提高支撑结构的施工质量；（3）尽可能利用预应力支撑系统；）尽可能利用预应力支撑系统；（4）尽量使用刚性挡土结构和刚性支撑系统。）尽量使用刚性挡土结构和刚性支撑系统。深基坑开挖与支护 第三节第三节 支护设计支护设计zzz第69页/共72页71深基坑开挖与支护 第四节第四节 地下水的控制地下水的控制（略）（略）zzz第70页/共72页72第71页/共72页