深基坑支护设计大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇深基坑支护设计范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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关键词：深基坑 支护

一、深基坑支护类型选择

深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定，而且要满足变形控制要求，以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善，出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。

根据本地区实际情况，经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构，由于基坑开采区主要为粘性土，它具有一定自稳定结构的特性，因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土，土层锚杆支护的方案，挡土支护结构布置如下：（1）护坡桩桩径600mm，桩净距1000mm；（2）土层锚杆一排作单支撑，端部在地面以下2.00mm，下倾18°，间距1.6m；（3）腰梁一道，位于坡顶下2.00m处，通过腰梁，锚杆对护坡桩进行拉结；（4）桩间为粘性土不作处理。

二、深基坑支护土压力

深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科，新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出，要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂，土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关，要精确地确定也是比较困难的。

由于传统理论存在达些不足，在工程运用时一些参数就必须作经验修正，以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求，这也就是从以下几个方面具体考虑：

1、土压力参数：尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法，前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ（或饱和容量）计算土压力，并认为水压力包括在内，后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力，另解水压力，即是水土分算。总应办法应用方便，适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

2、朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大，而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的，而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况，在计算被动土压力时，采用修正后的被动土压力系数KP，因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ，克服了朗肯理论在此方面的假定。

3、用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中，对于抗深在10m内的支护计算，把有粘聚力的主动土压力Eα，计算式为：E=1/2CHtg2（45°—Φ/2）+2C2/γ。

4、深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响，在中线的土压力最大，而造近两边的压力则小，利用这种空间效应，可以在两边折减桩数或减少配筋量。

5、重视场内外水的问题。注意降排水，因为土中含水量增加，抗剪强度降低，水分在较大土粒表面形成剂，使摩擦力降低，而较小颗粒结合水膜变厚，降低了土的内聚力。

综上所述，结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成，水压力和土压力分别按以下方式计算：

（1）水压力：因支护桩所处地层主要为粘性土层，且为硬塑中密状态，另开挖前已作降水处理，故认为此压力采用水土合算是可行的。

（2）土压力：桩后主动土压力，采用朗肯主动土压力计算，即：Eα=1/2γH2tg2（45°—Φ/2）—2CHtg（45°—Φ/2）+2C2/γ

三、护坡桩的设计

该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案，桩的直径为600mm，桩间净距为1000mm.考虑基坑附近建筑屋的影响，还有环城南路上机车等动截荷的影响，支护设计时，笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷q=40KN/m，：

1、桩上侧土压力：①桩后侧主动土压力，因为桩后土为三层（杂添土、粘土、粉粘土）所以计算时采用加权平均值的C、Φ、γ，Φ=21.32，得：Eα=4.7H2—2.76H+108.49；②桩前侧被动土压力：因为桩前侧土为两层（粘土层、粉质粘土层），所以计算时应采用加权平均值的C′、Φ′、γ′，得：EP=33.89676t2+104.5t；③均布载荷对桩的侧压力：由公式Eq=qKaH，得：Eq=18.672H.

2、桩插入深度确定：计算前须作如下假设：（1）锚固点A无移动；（2）灌注桩埋在地下无移动；（3）自由端因较浅不作固定端，按地下简支计算。

3、建立方程：对铰点（锚固点）A求矩，则必须满足：ΣMA=0

所以有：1KEP（23t+h—a）=Eq〔23 （h+t）—a〕+Ep（h+t2—α）q

（1）插入深度及柱长计算：根据实际情况t取最小正解；t=1.99m.

根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料，取安全系数为1.2，所以桩的总长度为：L=h+1 .5t=8.5+1.21.99=12.4（m）

（2）锚拉力的计算：由于桩长已求出，对整个桩而言，由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力，ΣFA=0，即：Eα+Eq=Ep+TA，取t=1.99解得：TA=194.35（KN）

四、土层锚定设计

锚固点埋深α=2m，锚杆水平间距1.6m，锚杆倾角18°，这是因为考虑到：（1）基坑附近有环城南路和建筑物的存在，倾角小，锚杆的握裹力易满足；（2）支护所在粘土层较厚，并且均一，可作为锚定区；（3）粘土层的下履层（粉质粘土层、粉砂层、圆砾层）都是饱水且较薄。

（1）土层锚杆抗拔计算：土层锚杆锚固端所在的粘土层：c=47.7kpΨ=20.72°r=20 .13kN/m2

（2）土层锚杆锚非固端段长度的确定：

由三角关系有：BF=sin（45°—Φ/2）/sin（45°—Φ/2+a）·（H—a—d）代入数据计算得：BF=5.06 m

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一、基坑支护结构设计：

要提高基坑工程的设计水平与工程质量，必须有一个好的设计计算理论作为依据，必须选择一个合理的支护结构形式。支护结构的形式各式各样，在不同的地质环境、不同的建筑材料、不同的施工条件等情况下，会采用不同的支护结构形式。就目前而言，国内对支护结构形式的分类并无统一标准。根据支护结构受力特点，考虑设计计算模型，常常将基坑支护结构分为四大类：悬臂式支护结构、混合式支护结构、重力式挡土墙结构、拱圈式支护结构。

⑴、悬臂式支护结构

悬臂式支护结构是利用基坑面以下的被动水土压力维持支护结构的平衡，它的计算简图类似于一根埋在土中的悬臂粱。在基坑开挖深度不太大的情况下可以满足要求，其主要的应用形式有以下几点：

①、柱列式混凝土灌注桩

利用并列的混凝土灌注桩组成的支护结构，一般采用人工挖孔或机械钻孔而成，由于施工简单，墙体刚度较大，造价比较低，在浅基坑工程中用的较多。郭等人利用最小势能原理推导出桩顶最大位移的解析解，采用正交试验设计分析基坑深度、嵌固深度系数、桩间距、坡顶超载及弹性抗力系数“m”五个因素对桩顶最大水平位移的影响程度和各个参数的灵敏度。这种方法能很好的控制桩顶最大水平位移。

②、钢板桩支护墙

钢板桩支护墙采用一种特制的型钢(截面形状一般采用u形或z形)，利用打桩机打入地下构成一道连续的板墙。钢板桩支护具有很高的强度、刚度和锁口功能，水密性好，施工简便，能适应多种平面形状和土壤，可减少基坑开挖土方量，有利于施工机械化作业和排水，可以回收反复利用在等。

钢板桩可采用等值梁法及弹性抗力法设计计算，也有人将弹性抗力法进行修正应用于工程中，充分考虑了钢板的拉伸和弯曲刚度。施工中要加强钢板桩的内支撑、横向、纵向联接，并对各个焊点严格检查，以确保整体的稳定性和变形最小。钢板桩目前在软土、水中均有应用，并取得了很大的成功。

⑵、混合式支护结构

当基坑工程开挖深度较大或对变形要求较高时，在悬臂结构的基础上，可以通过增加支撑体系或锚拉体系形成混合支护结构，其主要运用形式有桩墙一内支撑、土钉墙等。

①、土钉墙

土钉墙是一种充分利用土体自支承能力的支护结构，其作用与被动的具备挡土作用的上述支护墙不同，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。而土钉问的变形则通过钢筋网喷射混凝土面层给予约束。在基坑开挖深度较深时，土钉墙的最危险圆弧滑动往往入土较深，整体稳定性很难满足安全要求，为此有人采用柱列式排桩与土钉墙联合使用，使排桩在土钉墙基坑支护中起到抗滑效应。利用作用力和反作用力的原理，可求出排桩对土钉墙所提供的抗滑力矩，由此可求出存在排桩时的土钉墙的整体稳定性。

②、桩墙一拉锚式支护

拉锚式支护结构是由桩、墙体系和锚固体系两部分组成。桩、墙一般采用排桩或地下连续墙，锚固体系采用锚杆式和地面拉锚式两种。地面拉锚式在坑周地面设置垂直锚杆或锚桩，用钢丝绳或钢筋直拉坑壁桩墙结构。其作用机理是利用支护结构的承载力和锚的支撑力来保持支护体系的稳定。

拉锚式支护结构常采用等值梁法计算内力，对于多层锚杆支护常将反弯点以上的上段梁作为多跨连续梁，求解时应按连续梁进行分析，采用结构力学的弯矩分配法进行求解。在考虑变形问题时一般采用弹性支点法。目前，工程界提出多种简易计算方法，如苏王升提出用力法作为锚杆排桩受力分析计算的一种方法。这种方法利用结构力学方法来求解排桩各支点的力，比弹性支点法简化了计算过程，有利于用计算机进行计算，更易于实际应用。

二、支护与降水设计方案：

贸易商品交易市场塔楼设计采用桩伐基础，基坑设计深度为-13.90m（其中电梯井深度为-17.40m），其面积约为2800m2，场区东部约30m处是一层民宅区，场区南部约35m处为干将路，场区西部约40m处是白莲花园，花园中有白莲河，河深1.8m。塔楼深基坑围护方案为：先采用放坡开挖至-5.90m，从-5.90至于-13.9m， 这8m深的地层采用钻孔灌注桩（ 桩径Φ800mm，桩长16.5m，桩中心间距950mm）及钢筋混凝土水平支撑的围护结构。

⑴、为确保基坑支护支撑结构的安全，设计采用射流泵式轻型井点法降低坑外水位，坑内用管井疏干静储水（图1）。坑外井管埋入深度10.5m， 井点距离1.50m，沿基坑四周在标高-5.90m处布设4套射流式喷射井点（图2），坑内布设4口管井，使用潜水泵抽吸静储水，在基坑施工电梯井阶段，在四周布设一套轻型井点降水设施，进一步降低地下水位，保证电梯井的施工。

该方案实施后，基坑顺利开挖至设计深度，过坡稳定，坑底干燥，保证了塔楼地下部分土建施工的顺利进行，达到了预期的降水效果。

⑵、降水方案的成功经验

1、对场区的水文地质条件有了彻底准确的认识和了解，采取了有效的降水方案。

2、根据场区周围无高层建筑的实际情况，采取大范围降低地下水位的方案，效果明显。

3、降水方案严格按设计要求进行施工，保证了工程的施工质量。

三、深基坑支护设计的进展：

⑴、支护结构的试验研究

正确的理论必须建立在大量试验研究的基础上。但是，在深基坑支护结构方面，我国至今还缺乏系统的科学试验研究。开展支护结构的试验研究(包括实验室模拟试验和工程现场试验)。虽然要耗费部分资金，但由于深基坑支护工程投资巨大。如经过科学试验再进行设计时，肯定会节省可观的经费。因此，工程现场试验是非常必要的。通过工程实践积累大量的测试数据，可对同类工程的成功打好基础，为理论研究和建立新的计算方法提供可靠的第一手资料。

⑵、新型支护结构的计算方法

高层建筑的飞速发展给深基坑支护结构带来一场技术革命。在钢板桩、钢筋混凝±板桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等支护结构成功应用后，双排桩、士钉、组合拱帷幕、旋喷土锚、预应力钢筋混凝土多孔板等新的支护结构型式也相继闻世。但是，这些支护结构型式的计算模型如何建立、计算简图怎样选取、设计方法如何趋于科学，仍是当前新型支护结构设计中急需解决的问题。

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支护桩、冠梁、内支撑、锚杆等的设置如下。

1．1支护桩设计支护结构的侧压力主要包括土压力、水压力和地面附加荷载产生的侧压力。支护结构的土侧压力应分层按土的重度、内摩擦角、粘聚力由朗肯或库仑土压力公式予以计算［1］。支护桩采用钻孔灌注桩，设计直径为1000、1100、1200mm，桩身混凝土强度为C30;支护桩桩顶标高为－3．85m(相对标高，余同)，桩底标高以进入中风化基岩不小于2m控制桩底标高。支护桩配筋为9种形式，主筋最大配筋为3625，主筋最小配筋为2425，箍筋为8@100，加强箍为18@1500。支护桩主筋锚入冠梁长度应不小于800mm，支护桩超灌高度为800mm。见图1。图1基坑支护典型剖面图

1．2冠梁设计为增强支护桩的整体刚度，桩顶设置冠梁，梁截面为1400mm×900mm，混凝土强度等级为C40，冠梁两侧各配825，梁面、梁底各配820;冠梁沿基坑周边形成封闭结构。

1．3冠梁梁面标高以上放坡、喷锚设计梁面标高为－3．00m，其上部土体按1∶0．5放坡，坡面进行80厚C20喷射混凝土内配6．5@200双向钢筋网片，并设置48×3钢管土钉@1200，L=4．5m。

1．4局部锚杆设计在局部坑底设置28钢筋锚杆@1600，L=12m，90，锚杆倾斜角为倾角20°，以增加支护桩桩端稳定性。

1．5内支撑杆设计内支撑杆分三层，内支撑杆混凝土强度为C40。第一层内支撑杆标高为－3．000m，截面尺寸及配筋分别为900mm×1000mm(配筋为杆上下各配825，杆两侧各配320，箍筋为8@200(四肢箍)+8@400双肢箍);第二层内支撑杆标高为－8．500m，截面尺寸分别为1000mm×1200mm［配筋为杆上下各配925，杆两侧各配325，箍筋为10@200(四肢箍)+10@400双肢箍］;第三层内支撑杆标高为－14．000m，截面尺寸分别为1100mm×1200mm［配筋为杆上下各配1025，杆两侧各配325，箍筋为10@200(四肢箍)+10@400双肢箍］。

1．6坑内支撑的立柱设计格构式井字形钢构架作为立柱便于施工，且抗压能力及稳定性方面都较好，因此立柱设计采用格构式井字形钢构架。立柱采用Q235钢，焊条E50型，用4根角钢∠180×16与缀板440mm×200mm×10mm三边围焊焊接而成，均为满焊，焊接尺寸不得小于6mm，缀板中心间距为500mm，焊接完成的钢格构柱外包尺寸为500mm×500mm，井型钢构架的四根角钢的接头可采用剖口熔透焊，接头应错开600mm。钢构架的放置方位应有利于基础钢筋的穿越，当基础钢筋数量较多且难以穿越时，可在钢构架上开孔，但角钢开孔面积不得大于角钢全面积的20%。竖向立柱桩桩底除部分锚入工程桩，其余均锚入新打设的直径900mm的灌注桩内。钢格构柱应与钢筋笼一起置入，格构柱制作时应复核其长度，钢构柱顶部锚入支撑梁内不小于400mm、下部插入钻孔桩内3000mm。钢构架的止水片应在挖土结束后，地下室底扳混凝土浇注前施工，止水片应设在承台或底板厚度的中部附近，止水片与角钢、止水片与止水片之间焊接，焊缝高度不得小于5mm。

1．7基坑降排水设计对于施工用水及雨水等地表水，应在基坑坡顶修筑400mm×400mm砖砌排水沟截流、汇集然后抽排。基坑壁设置简易管井降水，钻孔D800，波纹管Φ300，外包二层80目尼龙网布，再外包一层7目铁丝网。基坑支护桩外侧设置三轴水泥搅拌桩止水帷幕，搅拌桩直径3Φ850@600，标准套打，相邻两桩施工间隔不得超过12h;采用42．5级普通硅酸盐水泥，水灰比1∶1．5，水泥掺入量22%;水泥搅拌桩28d无侧限抗压强度不低于1．2MPa。局部设置高压旋喷桩止水帷幕，高压旋喷桩采用三重管法高压旋喷工艺，设计采用直径Φ800@500。基坑西南角碎石层分布处采用Φ800自流管井降水。局部基坑内壁上挂网、喷射混凝土并设置泄水孔。坑底设置明沟、集水井抽水。

1．8换撑设计施工底板时，底板混凝土浇至支护桩边形成传力带;施工楼板时，应同步实施传力构件，支护桩上的泥皮应清理干净。换撑构件(宽×高:1500mm×200mm)，板面标高同楼板顶标高，配筋为14@150双层，分布筋为10@200，混凝土强度等级同地下室楼板(C30)，与楼板同时浇注，最初设计换撑构件达到C30强度后方可拆除相应支撑，换撑构件间距为3000mm，但由于工期要求，难以等到换撑构件达到100%再拆除内支撑［2］，因此将换撑构件中心间距调整为1500mm，换撑构件达到C20强度后拆除相应支撑。支撑拆除宜采用人工凿除，应先撑后拆，先拆除次撑，后拆除主撑。

1．9地下室后浇带处内支撑设计本工程内支撑主要为对撑与角撑相结合，由于后浇带分割楼面，导致楼面作为换撑构件时对撑方面抗压刚度减弱，同时由于本地下室结构工程中沿对撑方向布置抗侧移的混凝土墙很少，建筑结构本身不足以承担基坑侧壁的土压力，易导致基坑侧壁发生较大变形，为增强楼面轴向抗压刚度，减小轴向变形，在后浇带处增设Q235A［14槽钢，间距为1500mm，每段锚入混凝土350mm。见图2。

2土方开挖

根据本工程特点，土方开挖遵循分层、分段、分步、对称、限时的原则，尽量减少未支护暴露时间［3］，在支护结构及支撑体系未达到要求之前，不得进行下层土方的开挖。机械挖土方式开挖时，严禁挖土机械碰撞支撑、立柱和支护桩。挖土机械不得直接压在支撑上，应在支撑两侧先填土，填土须高出支撑顶面，然后铺设路基箱，方可在上面通行机械车辆。每层土开挖深度不得超过1．5m。因本基坑挖深达20．8m，基坑自身狭长且周边场地狭小，通过与传统土坡道挖土方式分析对比，选择混凝土栈桥具有提高机械施工效率、节省工期、节约投资等优点。栈桥用钢格柱桩(同内支撑下的钢格柱桩)支撑;行车顶板中梁截面尺寸为900mm×1400mm(配筋为杆上下各配1025，杆两侧各配418，箍筋为10@150(四肢箍)，梁侧拉筋为8@300)，行车顶板厚300mm(配筋18@150双层双向)，混凝土强度为C30。栈桥的纵向跨度为8m，主支撑间设置联系梁与斜撑使其连成整体，坡度1∶8，栈桥设计荷载为50kPa，并设防滑及安全防栏，栈桥平面布置见图3。

3施工顺序

三轴水泥搅拌桩施工支护桩(钻孔灌注桩)施工高压旋喷桩施工冠梁标高上放坡及第一层土方开挖施工冠梁施工及第一道内支撑施工第二层土方开挖施工第二道内支撑施工第三层土方开挖施工第三道内支撑施工第四层土方开挖施工地下室底板结构及底板传力带施工地下室第五层顶板结构、换撑构件施工及第三道内支撑拆除地下室第四层顶板结构、换撑构件施工及第二道内支撑拆除地下室第三层顶板结构、换撑构件施工及第一道内支撑拆除地下室外墙防水施工及回填土。

4基坑监测、检测

根据本工程基坑特点，为准确掌握基坑支护及土体变形情况，需要监测内容为土体沉降、深层土体水平位移、支撑轴力监测、地下水位观测、立柱沉降监测等。观测构件、建筑物为支撑、支护桩、周围建筑物、道路裂缝的产生和开展情况。监测频率为开挖前至少测3次初值，开挖期间1次/d，底板浇好图3栈桥平面布置示意图7d后2d1次，拆除支撑及拆后3d内2次/d。经过详细计划，落实措施，在土方开挖期间最大地面沉降为65．6mm(西面3层楼房处，出现在土方开挖完成后，地面沉降65．6mm一方面是由基坑开挖引起的，另一方面是该新建楼的自然沉降引起的)。深层土体水平位移最大一个点为60．71mm(该点位于瑏瑡轴/轴处，最大水平位移深度为11m，在土方开挖至坑底时出现，是由于土方开挖后在坑侧土压力作用下产生的)，监测数据都符合要求。

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关键词：

建筑工程；深基坑；支护设计；技术要求

随着城市化进程的加快，建筑的数量以及规模不断提升，由此对于建筑的施工质量要求越来越严格。在土地资源有限的情况下，现阶段主要以高层建筑居多，由此需要进行深基坑施工，基坑施工是建筑工程的基础，其施工质量直接关系到整个建筑的质量。在进行深基坑施工的过程中，需要做好支护设计，确保基坑内作业环境的安全性，同时还需要注意基坑旁各个建筑以及地下管线等的安全。所以在进行建筑深基坑支护设计工作时，需要深入第一现场，获取第一手的数据资料，然后根据现场的实际勘察情况，设计出优秀的深基坑支护方案，为深基坑工程的顺利进行创造安全的作业环境。

1深基坑工程现状分析

1.1深基坑设计在城市发展中的重要性在城市建筑密度越来越高的形势下，新建的建筑面临越来越大的难度，因为在进行深基坑支护设计工作中，需要将周围的各种要素都要考虑进来，确保基坑内以及基坑周围的安全性。随着地下空间的不断开发利用，深基坑支护设计工作变得越来越重要，需要做好充分而全面的现场勘察工作，为深基坑支护设计提供有利的数据资料。

1.2基坑周围环境复杂在城市发展的过程中，随着各项基础设施的建设，土地资源越来越少，而建筑投资方为了获取经济效益，就会将目标放在地下空间的开发上，所以基坑工程发展的越来越深，但是在规模以及安全标准上还需要严格按照城市管理的规定执行，所以深基坑支护设计是确保工程安全性的重要保障。在深基坑施工中，会对邻近的建筑、管线以及道路等造成一定的影响，所以需要不断提高设计水平，设计优秀的设计方案。

1.3基坑支护方法众多在深基坑支护设计工作中，有多种支护方法可以选择，但是采用何种支护方法才能够满足深基坑安全性的标准是需要考虑的重要问题。所以在进行深基坑支护设计工作时，需要对现场进行深入的勘察，获取全面而准确的数据资料，然后综合各方面因素制定出优秀的设计方案。1.4基坑工程的风险性大深基坑工程具有极大的风险性，因为是在地下施工，而周围的环境又比较复杂，所以一旦基坑支护设计方案水平不高，在施工中就会导致坍塌等事故的发生，对深基坑自身以及周围的建筑都会造成极大的威胁。所以说深基坑支护的设计方案具有重要的意义，需要不断提升设计水平，创新设计理念和思维，为深基坑施工的安全进行创造有利的条件。

2深基坑支护工程设计基本的技术要求

2.1做好准备工作在进行设计工作之前，需要做好充足的准备工作，为设计工作提供详细的数据资料。所以需要对施工现场进行勘察工作，勘察地质水文条件，了解周围的建筑部署，详细掌握周边各种管线的分布图，然后制定出地下工程的平面图以及剖面图等各种设计图纸，并且严格按照规定的安全等级来设计。

2.2动态设计因为设计工作是在工程开始之前进行的，而随着工程的不断施工，很多因素都会发生变化，并且是在设计时无法预见的，原有的设计方案就无法继续运行，由此就需要创新设计理念，采用动态设计方法。所谓的动态设计就是在设计方案完成之后，根据工程在实际施工中遇到的与设计方案不符的地方可以随时调整设计参数，对工程进行全面的监测，确保工程的顺利进行。

2.3支护结构的选择在深基坑支护设计工作中，包含多种形式的支护结构，但是应该秉承一定的设计原则。第一，安全性，根据施工现场的实际状况选择合理的支护结构形式，确保施工期间不会发生允许范围外的变形，不会产生结构性破坏。第二，经济性，因为支护结构只是在深基坑施工中的临时性工程，在深基坑完工后就会失去应用价值，所以在保证安全性的基础上要尽量节省成本。第三，方便性，支护结构设计要方便施工的进行。所以在实际设计时，应该根据实际状况选择适宜的支护结构形式。

3深基坑支护设计中存在的问题

3.1土体的物理力学参数选择不当在深基坑支护设计中，各项技术参数都需要严格按照规范要求的标准执行，才能够确保设计方案的安全性。其中的土体压力是对安全性影响最大的技术参数，但是由于土体压力的计算存在一定的难度，因为需要结合含水率、内摩擦角以及粘聚力等参数，但是这三个量是不固定的，随着工程的进展会不断的发生变化，由此支护结构所能够承受的受力状况无法得出准确的结果，这就在很大程度上影响到深基坑设计的安全性。目前主要用到库伦公式以及朗肯公式，但由于受到以上三个变量的影响，所以在土体压力数值计算的精准性方面还有所欠缺，直接影响到深基坑施工的安全性，这是目前在深基坑支护设计中存在的物理力学参数的问题。

3.2基坑土体的取样具有不完全性为了确保深基坑支护设计方案的合理性，在设计之前需要对土体进行取样分析，从而获取土体的物理学技术参数，为设计方案提供有利的数据依据。但是由于深基坑工程中地质情况复杂多变，一般情况下会在开挖区域进行钻孔取样，但是在很多情况下会受到经济性的限制，所以土体样本具有随机性，在试验数据方面具有不完整性，没有代表性，所以直接影响到支护设计的技术参数，最终影响到工程的安全性。

3.3基坑开挖存在的空间效应考虑不周大量的实测资料表明：基坑周边向基坑内发生的水平位移是中间大两边小。深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生。说明深基坑开挖是一个空间问题。传统的深基坑支护结构的设计是按平面应变问题处理的。对一些细长条基坑来讲，这种平面应变假设是比较符合实际的，而对近似方形或长方形深基坑则差别比较大。所以，在未进行空间问题处理前而按平面应变假设设计时，支护结构要适当进行调整，以适应开挖空间效应的要求。

3.4支护结构设计计算与实际受力不符目前，深基坑支护结构的设计计算仍基于极限平衡理论，但支护结构的实际受力并不那么简单。有的支护结构按极限平衡理论设计计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但有时却发生破坏；有的支护结构安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却满足要求。极限平衡理论是深基坑支护结构的一种静态设计，而实际上开挖后的土体是一种动态平衡状态，也是一个土体逐渐松弛的过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。所以，在设计中必须充分考虑到这一点。

4深基坑支护设计应做到以下几点

4.1充分利用新技术、新理念，具体事物具体分析，不要生搬硬套传统的设计理念。在现今的深基坑支护结构的设计领域，还没有公认的、权威的的计算公式，基本上都是摸着石头过河。深基坑支护结构的设计要区别其他设计领域，要改变传统观念，利用施工监测反馈动的态信息指引设计体系。

4.2重视支护结构理论和材料的试验研究，实践是检验真理的唯一标准。正确的理论必须建立在大量试验研究的基础之上。在深基坑支护结构的实验方面，我国与发达国家有较大距离，还有大量的路要走。不过，我国由于经济的飞速发展，大量高层超高层建筑拔地而起，所以积累了拥有大量的第一手施工数据，但缺少科学的测试数据，无法形成理论，我们以后一定要重视。

4.3随着建筑业的快速发展，深基坑工程会面临越来越难的挑战，所以为了保证深基坑工程施工的安全性，应该不断的创新深基坑支护设计理念，不断学习国内外先进的设计技术，并且在设计思维方面不断创新，提高设计水平，为深基坑工程的安全进行奠定坚实的基础。

5结语

深基坑支护设计是确保建筑工程深基坑施工能够安全进行的重要基础，所以需要不断提高深基坑支护设计水平。深基坑支护设计工作不仅是确保深基坑施工安全的重要保障，同时也是确保深基坑周边环境安全的重要因素。而在深基坑支护设计过程中，存在佷多的影响因素，需要不断的改进设计方法，创新设计理念，提高设计水平，切实保障深基坑工程施工的安全性。

参考文献

[1]李纯，潘秀艳.福建晋江某基坑支护方案设计[J].施工技术，2005，34（01）.

篇（5）

1 工程概况

某工程位于某市区，南临公路，北临山坡，其山坡高度在7.6-9.5m之间，坡度约为45度，坡顶是一由西向东向下倾斜且与市政道路的坡度为7%，西侧是城市规划道路，建筑用地面积是25亩。

该工程项目包含地上16层，4层裙房，地下为两层地下室，并且地下二层均为全面式地下室。其中深度约为7.5m，周长近400m，其面积达到6050平方米。另外，地下一层的南侧是敞开式，西北侧是半埋式，剩下的均是全埋式地下室。再加上，西北侧和城市规划道路及消防车道路相邻，尤其是北侧坡顶标高和二层建筑标高相接近，同时还要与建筑外墙紧密相靠，并将其作为消防登高平台。

但因该工程北侧路面高于场地路面约7.6-9.5米，加之上部建筑十分的复杂，所以必须使北侧高于场地的道路边坡覆土和建筑物相互脱离，而不可与建筑物外墙相靠，而只可在地下室二层周围可进行覆土操作。另外，地下一层标高之上的结构全部采用永久支护结构，不过因施工场地情况的限制，尽可能将基坑边坡和永久边坡相互垂直设置，并且一同考虑基坑边坡支护和上部填方挡土墙支护的分布，但必须要满足工程设计要求。

2 深基坑与边坡支护工程难点

第一，在该项工程中，边坡结构相对比较复杂，特别是要把顶部进行填方处理，使其构成永久性边坡，而下部则是地下室，将其进行开挖使其成为临时性基坑边坡，在对边坡进行支护时，必须要满足相应的设计要求；第二，按照施工流程，要先对下部基坑进行开挖操作，并且在完成地下室土方回填工作后，才可对上部结构进行填方处理和支护操作。所以，在设计基坑及边坡复合支护时，其下部基坑支护体系既要满足作为临时性边坡结构强度，也要全面考虑后续边坡支护方法，也或者是将其作为永久性边坡支护的一部分结构；第三，根据该工程的地形情况，该工程的北侧是高度为7.6-9.5m的陡坎，由陡坎坡角到基坑底标高，下部基坑高度是7.5m，这样边坡总高度在15.1-17m，但因受场地的限制，其边坡高度开挖偏大，其坡度十分的陡峭；第四，该工程的周边环境也相对复杂的多，其中北侧边坡和城市主干道相邻，且地下分布了各类地下管线，因而对于变形的影响十分的敏感，这样在进行边坡支护操作时，必须要严格控制好变形的发生，而不能影响到地下各类管线的正常使用。

3 基坑支护的设计方案

3.1 基坑支护方案确定

因该项深基坑工程支护仅是临时性支护结构，所以在选择设计方案时要尽可能选择低成本、引用设备便捷、周环境影响小的设计方案。根据多年来深基坑支护设计的经验和该工程的实际情况来说：基坑开挖深度控制在10.8m左右；并且在开挖操作过程中可能会遇到销量的上层滞水的现象。在经过全面考虑之后，最终应用东侧、西侧及北侧为土钉墙支护，而南侧则应用桩锚支护结构，如开挖后遇到地下水的情况，可采取明沟排水方案进行处理。

3.2 支护设计参数

3.2.1土钉墙支护设计参数

对于该项工程的深基坑的东侧、西侧及北侧采用八排土钉进行支护，其中，土钉水平距离和垂直距离均是1.2m。土钉墙坡面按照80度角来放坡，其中钻孔直径是130mm，和地面的倾角为10度，应用水灰比是1：0.4的水泥砂浆进行灌注。另外，对于基坑来说，必须要分层开挖，而且每开挖一层就要立即支护一层，并且在坑壁面还要架设钢筋网。在布网之后，将坑壁灌注厚度约为100mm的混凝土，但此操作要分两层进行喷射，其每层喷射均是50mm。除此之外，钢筋网的布置及混凝土的喷射都应由坑顶地面外延1m来计算。如遇地下水，其水源来自填土层的上层滞水，通常情况下水量并不会非常大，因而设定集水沟进行抽排。

3.2.2桩锚支护设计参数

该项工程的南侧基坑应用桩锚支护方案。其中围护桩的桩径是1000mm，间距控制在3m，钢筋笼主筋应用二级钢筋，浇注c25混凝土。另外，锚固段注浆共分成两次，其中，首次关注水泥砂浆，其次待水泥砂浆灌注初凝后再压注纯水泥浆，且在注浆时压力不低于0.5MPa。

4 支护施工及注意事项

4.1 土钉支护施工工艺及注意事项

在该项工程施工中，因人工填土偏厚，所以在施工过程中遇到注浆不能达到施工要求的情况，采用多次补注也或者在注浆过程中加入3%的水玻璃间歇注浆法予以处置。然而，为了进一步增强固结的强度，待完成注浆后对锚杆进行保护处理。保证24小时内不能在锚杆上悬挂任何重物，这样才不会影响锚固体强度。

4.2 桩锚支护施工工艺及注意事项

在锚固段应用二次注浆法，第二次待第一次注浆初凝之后方可进行处理，且注浆压力不能小于0.5MPa。待锚固段的强度为达到75%设计强度时，再进行预应力张拉。不过，在进行张拉时候，最好采用“跳张法”，这样可有效避免锚杆张拉应力的损失。

5 深基坑和边坡支护施工的检测与监测

5.1临时边坡喷锚防护

尽管基坑坡顶上部自然陡坎处在基本稳定的状态，但是因坡脚基坑开挖和随后扶壁式挡土墙基础开挖因素的影响，必然会对基坑稳定性产生一定的影响。所以，需要对此机械能修坡处理，使其形成一个约3-4m的平台，从而满足随后的扶壁式挡土墙的施工，且临时边坡要利用喷锚来进行支护，由上至下进行分层施工，保证施工期的顺利进行。

5.2挡土墙施工

待完成地下是周围土方回填工作后，才可对上部挡土墙进行施工。然而，在对挡土墙施工过程中，必须进行分段施工和回填，保证回填土分层回填和夯实，且压实系数不能低于0.9。在挡土墙施工过程中，通常要没间隔3-5天对边坡进行一次监测，再参照监测的结果，挡土墙后侧深层土移累计值在5.3-9.2mm范围内，坡顶水平位移累计值在5-8mm范围内，坡顶沉降值在2.9-4.3mm范围内，且变化速率在0.0-0.01mm/d，上述变形值都在设计允许范围内，由此可见，采用了扶壁式挡土墙加固桩锚支护起到了很好的作用。

该项工过程应用了扶壁式挡土墙支护结构，下部应用基坑临时支护及挡土墙桩锚支护形式，通过监测结果证明，支护效果良好，从而有效解决了边坡和临时边坡的复合边坡支护难的问题。希望对此类工程施工提供一些借鉴意义。

针对临时边坡与永久性边坡构成的复合边坡来说，永久性边坡的稳定性十分重要，因而，在进行支护设计时，要全面考虑永久性边坡的支护类型，再结合永久边坡的支护要求，选择最佳的支护类型，二者很好的相结合，可起到很好的效果。

6结束语

在深基坑支护过程中，参照具体情况，经过对多种支护技术、方案的比较分析，选择复合式支护结构最合理。这是因为在基坑施工期间，基坑壁土体和周边建筑物变形都在允许范围值之内，这足以证明，此种形式的基坑支护是非常有效的。然而，针对不同的工程、地质条件，其支护参数也有所差别。通过大量实践证明，高坡复合支护结构可大大减少工程造价，同时还可节省基坑支护的空间。希望通过本文的论述能够为读者提供更多有价值的参考和借鉴。

【参考文献】

篇（6）

关键词:深基坑；支护结构；设计

关键词:深基坑；支护结构；设计

Abstract: With the development of the times and people's living standards improve, the importance and safety grade of the building is higher and higher, and deep foundation pit excavation depth is more and more big, the reasonable foundation pit support technology is the key to protect the safety of buildings construction.

Abstract: With the development of the times and people's living standards improve, the importance and safety grade of the building is higher and higher, and deep foundation pit excavation depth is more and more big, the reasonable foundation pit support technology is the key to protect the safety of buildings construction.

Key words: deep foundation pit; supporting structure; design

Key words: deep foundation pit; supporting structure; design

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

中图分类号：TV551.4 文献标识码：A 文章编号：

近年来，随着经济的发展与进步，促进了深基坑工程的发展，基坑支护设计是一个综合性的岩土工程问题,既涉及土力学中典型强度与稳定问题,又包含了变形问题,同时还涉及到土与支护结构的共同作用。随着对这些问题的认识及其对策研究的深入,越来越多的新技术在深基坑工程中也得到广泛应用。

近年来，随着经济的发展与进步，促进了深基坑工程的发展，基坑支护设计是一个综合性的岩土工程问题,既涉及土力学中典型强度与稳定问题,又包含了变形问题,同时还涉及到土与支护结构的共同作用。随着对这些问题的认识及其对策研究的深入,越来越多的新技术在深基坑工程中也得到广泛应用。

一、深基坑支护结构类型分析

一、深基坑支护结构类型分析

1.1 钢板桩支护

1.1 钢板桩支护

钢板桩(如 SMW 法)应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单、投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。 因此对基坑支护深度达 7m 以上软土地层,基坑支护不宜采用钢板支护,除非设置多层支撑或锚拉杆, 但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。

钢板桩(如 SMW 法)应用于建筑深基坑的支护,是一种施工简单、投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多,但由于钢板桩本身柔性大,如支撑或锚拉系统设置不当,其变形会很大。 因此对基坑支护深度达 7m 以上软土地层,基坑支护不宜采用钢板支护,除非设置多层支撑或锚拉杆, 但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。

1.2 地下连续墙

1.2 地下连续墙

地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好, 适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境, 尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此,在国内外的地下工程中得到广泛应用, 并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构,又能作为拟建主体结构的侧墙。

地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体,由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好, 适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境, 尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况,因此,在国内外的地下工程中得到广泛应用, 并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进,地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡墙围护结构,又能作为拟建主体结构的侧墙。

1.3 柱列式灌注桩、 排桩支护

1.3 柱列式灌注桩、 排桩支护

柱列式间隔布置包括：桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为减低工程造价和施工方便,柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间,必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁(冠梁)加以可靠连结。为防止地下水并夹带土体颗粒从桩间空隙流入坑内, 应同时在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层搅拌桩或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动,对周围邻近建筑物、 道路和地下管线影响危害比较小。

柱列式间隔布置包括：桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。为减低工程造价和施工方便,柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度,但各桩之间,必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁(冠梁)加以可靠连结。为防止地下水并夹带土体颗粒从桩间空隙流入坑内, 应同时在桩间或桩背采用高压注浆,设置深层搅拌桩或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工时无振动,对周围邻近建筑物、 道路和地下管线影响危害比较小。

1.4 内支撑和锚杆支护

1.4 内支撑和锚杆支护

作为基坑围护结构墙体)的支承,内支撑和锚杆的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑,常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类,钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形,用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式, 它多用土模或模板随着挖土逐层现浇, 截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定,它刚度大、 变形小,能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形,宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。

作为基坑围护结构墙体)的支承,内支撑和锚杆的作用对保证基坑稳定和控制周围地层变形极为重要。目前支护结构的内支撑,常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类,钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形,用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年在上海地区等深基坑施工中发展起来的一种支撑形式, 它多用土模或模板随着挖土逐层现浇, 截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定,它刚度大、 变形小,能有力的控制挡墙变形和周围地面的变形,宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。

1.5 土钉墙支护

1.5 土钉墙支护

土钉墙围护结构是边开挖基坑,边在土坡面上铺设钢筋网,并通过喷射混凝土形成混凝土面板, 从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、 粉土、 杂填土,不适用淤泥质及地下水位以下且未经降水处理的土层。

土钉墙围护结构是边开挖基坑,边在土坡面上铺设钢筋网,并通过喷射混凝土形成混凝土面板, 从而形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、 粉土、 杂填土,不适用淤泥质及地下水位以下且未经降水处理的土层。

1.6 搅拌桩支护

1.6 搅拌桩支护

由喷浆型深层搅拌桩组成的重力式水泥土挡墙, 可为实体式或格栅式。该挡墙具有挡土和止水双重功能,一般用于开挖深度不大于6m 的软土地区基坑支护。 当基坑深度超过 6m 时,可在水泥土中插入加筋杆件,形成加筋水泥土挡墙,必要时还可辅以内支撑或锚杆支护加筋水泥土挡墙,以加大基坑的支护深度。

由喷浆型深层搅拌桩组成的重力式水泥土挡墙, 可为实体式或格栅式。该挡墙具有挡土和止水双重功能,一般用于开挖深度不大于6m 的软土地区基坑支护。 当基坑深度超过 6m 时,可在水泥土中插入加筋杆件,形成加筋水泥土挡墙,必要时还可辅以内支撑或锚杆支护加筋水泥土挡墙,以加大基坑的支护深度。

二、支护结构计算方法

二、支护结构计算方法

2.1 静力平衡法和等值梁法

2.1 静力平衡法和等值梁法

利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、 结构内力等。从理论上说,首先,支护结构前后土压力是否达到极限状态,很难确定,尤其是被动土压力情况,有很大的盲目性,实际工程测试已证明了这一点。其次该类力法未考虑结构与土体变形协调,而变形对土压力的重分布及结构内力有很大影响, 故该类力法正逐渐失去它原有的地位。 但对于简单基坑开挖,静力平衡法中一些简化使计算较为简单,可以凭经验选用。

利用墙前后土压力的极限平衡条件来求插入深度、 结构内力等。从理论上说,首先,支护结构前后土压力是否达到极限状态,很难确定,尤其是被动土压力情况,有很大的盲目性,实际工程测试已证明了这一点。其次该类力法未考虑结构与土体变形协调,而变形对土压力的重分布及结构内力有很大影响, 故该类力法正逐渐失去它原有的地位。 但对于简单基坑开挖,静力平衡法中一些简化使计算较为简单,可以凭经验选用。

单支撑(锚拉)埋深板桩计算,将其视为上端简支、下端固定支承,变形曲线有一反弯点,一般认为该点弯矩值为零,于是可把挡土结构划分为两段假想梁,上部为简支,下部为一次超静定结构,其弯矩图不变,该法称为等值梁法。实践表明,等值梁法计算板桩是偏于安全的,实际设计计算常将最大弯矩予以折减,折减系数经验为 0.6~0.8,一般取 0.74。

单支撑(锚拉)埋深板桩计算,将其视为上端简支、下端固定支承,变形曲线有一反弯点,一般认为该点弯矩值为零,于是可把挡土结构划分为两段假想梁,上部为简支,下部为一次超静定结构,其弯矩图不变,该法称为等值梁法。实践表明,等值梁法计算板桩是偏于安全的,实际设计计算常将最大弯矩予以折减,折减系数经验为 0.6~0.8,一般取 0.74。

2.2 弹性地基梁的 m 法及弹塑有限元法

2.2 弹性地基梁的 m 法及弹塑有限元法

弹性地基梁的 m 法优点是考虑了支护结构与土体的变形协调。但仍有一些问题有待解决。 m 法计算时,参数 m 一般工程难以通过试验确定,现有文献提供的取值范围,各地区差别大,这个参数虽然按弹性体来计算变形,物理概念明确,但实际参数 m 是一个反映弹性的综合指标。工程实践表明,在软土中的悬臂桩支护计算采用 m 法,计算位移与实测位移有很大差异,实测位移是计算值的好几倍。这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。另外,m 法无法直接确定支护结构的插入深度,通常假定试算有很大的随意性,有时桩底落在软弱土层中,还需经验来修正。

弹性地基梁的 m 法优点是考虑了支护结构与土体的变形协调。但仍有一些问题有待解决。 m 法计算时,参数 m 一般工程难以通过试验确定,现有文献提供的取值范围,各地区差别大,这个参数虽然按弹性体来计算变形,物理概念明确,但实际参数 m 是一个反映弹性的综合指标。工程实践表明,在软土中的悬臂桩支护计算采用 m 法,计算位移与实测位移有很大差异,实测位移是计算值的好几倍。这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。另外,m 法无法直接确定支护结构的插入深度,通常假定试算有很大的随意性,有时桩底落在软弱土层中,还需经验来修正。

有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向, 它的优点是考虑了土体与结构的变形协调,而且可以得出塑性区的分布,从而判断支护结构的总体稳定性。但选取合理的本构模型与计算参数,以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系均缺乏经验。目前,随着计算机技术及系统科学的发展, 为有限单元法的完善提供了更有利的工具。在结构计算方面,建立了能考虑基坑围护结构和土压力的空间非线性共同作用理论及其计算方法,并编成程序,方便高效地完成基坑围护工程的计算。 在设计理论方面,采用动态反演和预报方法,通过将现场量测信息、 优化反演参数、 围护结构体系变形与稳定性分析有机结合,可以对基坑支护位移和安全性预测建立动态预报体系。

有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向, 它的优点是考虑了土体与结构的变形协调,而且可以得出塑性区的分布,从而判断支护结构的总体稳定性。但选取合理的本构模型与计算参数,以及塑性区范围与稳定性之间的定量关系均缺乏经验。目前,随着计算机技术及系统科学的发展, 为有限单元法的完善提供了更有利的工具。在结构计算方面,建立了能考虑基坑围护结构和土压力的空间非线性共同作用理论及其计算方法,并编成程序,方便高效地完成基坑围护工程的计算。 在设计理论方面,采用动态反演和预报方法,通过将现场量测信息、 优化反演参数、 围护结构体系变形与稳定性分析有机结合,可以对基坑支护位移和安全性预测建立动态预报体系。

2.3 深基坑支护的土压力

2.3 深基坑支护的土压力

土压力是作用于支护结构的主要荷载, 所以土压力计算是支护结构设计的关键一步,无论是静力平衡法,还是弹性抗力法以及有限单元法都要先确定作用在支护结构上的土压力。土压力问题是一个古老的问题,库仑和朗金的土压力理论,仍是目前支护结构设计的依据。但大量的模型实验、 现场实测和工程实践表明,土压力的大小不仅与地基土的力学性质有关,它还取决于支护结构的变形情况,即具有时空效应。

土压力是作用于支护结构的主要荷载, 所以土压力计算是支护结构设计的关键一步,无论是静力平衡法,还是弹性抗力法以及有限单元法都要先确定作用在支护结构上的土压力。土压力问题是一个古老的问题,库仑和朗金的土压力理论,仍是目前支护结构设计的依据。但大量的模型实验、 现场实测和工程实践表明,土压力的大小不仅与地基土的力学性质有关,它还取决于支护结构的变形情况,即具有时空效应。

三、动态设计和施工

三、动态设计和施工

深基坑工程是土体与围护结构体系相互作用的一个动态变化的复杂系统, 仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂等条件下基坑支护结构和土体的变形破坏, 也难以完成可靠而经济的基坑设计。 通过施工时对整个基坑工程系统的监测,可以了解其变化的态势,利用监测信息的反馈分析,就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时,可做出预警,及时采取措施,保证施工和环境的安全;当安全储备过大时,可及时修改设计,削减围护措施,通过反分析,可修改设计模型,调整计算参数,总结经验,提高设计与施工水平[5-6]。

深基坑工程是土体与围护结构体系相互作用的一个动态变化的复杂系统, 仅依靠理论分析和经验估计是难以把握在复杂等条件下基坑支护结构和土体的变形破坏, 也难以完成可靠而经济的基坑设计。 通过施工时对整个基坑工程系统的监测,可以了解其变化的态势,利用监测信息的反馈分析,就能较好地预测系统的变化趋势。当出现险情预兆时,可做出预警,及时采取措施,保证施工和环境的安全;当安全储备过大时,可及时修改设计,削减围护措施,通过反分析,可修改设计模型,调整计算参数,总结经验,提高设计与施工水平[5-6]。

四、结束语

四、结束语

总而言之，我国基坑工程的设计理论有了很大的发展,建立了许多新的计算理论和方法。但在工程具体应用中,仍要坚持理论与实践相结合的原则,根据实际选用合理的方法手段。目前,各地建筑正朝着更 “高、 大、 深”等方面发展,可以预料,基坑支护设计与施工技术将得到全面而深入的发展和应用。今后,深基坑设计与施工技术将大力促进与推广动态设计和信息化施工技术,并逐渐成为基坑支护工程设计的指导思想。

总而言之，我国基坑工程的设计理论有了很大的发展,建立了许多新的计算理论和方法。但在工程具体应用中,仍要坚持理论与实践相结合的原则,根据实际选用合理的方法手段。目前,各地建筑正朝着更 “高、 大、 深”等方面发展,可以预料,基坑支护设计与施工技术将得到全面而深入的发展和应用。今后,深基坑设计与施工技术将大力促进与推广动态设计和信息化施工技术,并逐渐成为基坑支护工程设计的指导思想。

参考文献:

参考文献:

[1]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑上业出版社,1998:75-120.

[1]龚晓南.深基坑工程设计施工手册[M].北京:中国建筑上业出版社,1998:75-120.

篇（7）

根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。

2.深基坑支护土压力

深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为:

主动土压力:

Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

工中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。H——挡土桩长(m)。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。

被动土压力:EP=1/2γt2KPCt

式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。

由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:

2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2

式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。

2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。

用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2=rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2

2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。

2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。

综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:

篇（8）

Abstract: In engineering project designs and so on modern architecture， water conservation， mining， electricity generation， the engineering design personnel can meet the deep hole excavated for building foundation supports and protections design the question. In view of the different geological condition， the designers unify the engineering project construction the actual need， then formulates the science， reasonably， the correct design proposal， this regarding the deep hole excavated for building foundation supports and protections system construction， as well as the building quality’s safeguard is extremely important， is absolutely not allow to neglect.

Key words: different; geological condition; deep hole excavated for building foundation; supports and protections system; design

1深基坑支护设计的要点

在现代建筑工程建设项目的设计中，深基坑支护的设计是地基项目施工的主要技术保障与施工依据，对于地基施工的进度与质量都具有十分重要的意义和作用。深基坑支护设计的工作难度较大，需要由专业的建筑工程技术人员来进行，否则难以保证设计方案的科学性与可操作性。深基坑支护设计的要点，主要有以下几点:

1.1深基坑挖土施工的组织设计

在深基坑支护设计中，一定不要忽视对于挖土施工的组织设计。深基坑挖土施工普遍要在地下十几到几十米的空间中进行操作，在施工中存在技术要求高，以及危险系数也相对较大等问题，如果没有制定科学、合理、有效的施工组织设计，必然难以保证深基坑支护项目施工的顺利进行与完成。深基坑挖土施工组织设计中，要明确施工项目的主体与责任人，并要重视监理单位的作用。

1.2支护结构的变形计算

深基坑支护在具体施工中，由于人为或外界压力等原因，都有可能导致支护结构的变形，因此，在深基坑支护设计中，设计人员要充分考虑到各方面有可能出现的因素，提前对于支护结构的变形现象进行计算。支护结构变形计算中，设计人员要尽量保证各项计算项目数据与结果的真实、准确，以便在发生突发事件时，可迅速提出整改方案。

1.3支护结构的强度设计

在深基坑支护设计工作中，支护结构强度的设计是尤其需要重视的设计问题之一。支护结构是建筑工程项目地基部分施工的重要环节，其强度是否符合国家相关工程质量标准与技术要求，将直接关系到地基工程项目的整体质量、耐腐蚀性、使用年限等问题。支护结构强度的设计要考虑到多方面的因素，设计人员要在熟悉工程现场的地质、水文条件的基础上，并结合工程项目的实际需要，还要对于建筑材料的选用严格把关，这样才能确保支护结构强度达到深基坑施工的要求。

2不同地质条件的深基坑支护设计重点

深基坑支护项目施工往往需要在不同的地质条件中开展和进行，因此，设计人员一定要根据不同地质条件的特点，而在深基坑支护设计中抓住其重点，进而保证支护系统设计方案的完善与科学，更好的服务于深基坑项目施工工作。不同地质条件的深基坑支护设计重点，主要表现在以下几个方面:

2.1淤泥质黏土的深基坑支护设计

淤泥质黏土主要分布于大中型江流湖泊的周边地区，主要是由河流冲刷所带的淤泥而形成。淤泥质黏土层的含水量一般在40 %～50 %左右、孔隙比一般在1.2～1.6之间，土层的压缩性高，抗剪强度较低。在淤泥质黏土的深基坑支护设计中，设计人员一定要注意挖掘机械的应用，以及施工人员的具体操作流程等实际问题，并要在设计方案中分别制定出有针对性的解决措施与方法。淤泥质黏土层开挖深度普遍要求小于6 m，也可以根据工程项目实际需求而有所增加，但是要尽量控制在6 m～10 m之间，如果超出这个深度数值，就难以保证深基坑施工的安全。

2.2软土的深基坑支护设计

软土的成分主要为:深灰色淤泥质黏土、砂质黏土、粉质黏土等。软土分布较广地区的年均降水普遍较大，而且常年处于较高的温度，因此，在软土的深基坑支护设计中一定要特别注意这一问题。近年来，国内对于软土的深基坑支护设计，主要采取悬壁式、单支点及多支点式、圆筒式等支护结构，各种支护结构都有其显著的特点，并被广泛应用于软土地质条件的深基坑项目施工中。由于软土的性质偏软，因此在深基坑支护设计中一定要考虑到深基坑的整体硬度和强度，对于部分土层较软的部分，还要进行必要的加固设计，确保深基坑施工中的安全性与稳定性。

2.3填土的深基坑支护设计

目前，填土的深基坑支护设计是国内较为常见的地质条件之一，具有较强代表性与典型性。填土层的地下水主要有三层，即上层滞水、潜水和承压水。上层滞水埋藏于粘质粉土层、粉土、填土中;潜水埋藏于砂卵石层中;承压水也埋藏在砂卵石层中。在制定填土的深基坑支护设计方案时，一定要特别注意深基坑施工中对于地下水系统的破坏，还要充分考虑到由于地下水的流动与冲刷对支护系统的腐蚀，要采取有效的措施排除深基坑中的存水量，确保深基坑施工中施工人员的安全，以及机械设备的稳定。

3不同地质条件深基坑支护设计技术的科学发展

现代社会是一个科学技术高速发展的新时代，一切事物的发展都着重强调科学发展的全新理念。在未来的社会中，敢于创新、勇于探索的科学发展理念将是一切事物发展与进步的强大动力与源泉。近年来，我国不同地质条件深基坑支护设计技术已经在相关技术人员，以及建筑行业专家、学者的共同努力下取得了很大幅度的提升，并已初步形成了一套较为完善的设计技术理论与实践经验，但随着时代的发展，以及科学技术的不断进步，国内现行的深基坑支护设计技术已逐渐难以适应现代建筑工程的实际需要，因此，不同地质条件深基坑支护设计技术的发展也一定要坚持科学发展的理念。

随着建筑行业的不断发展，深基坑作业环境也在不断的发生变化，越来越多的施工项目需要在地质条件极为复杂的地区进行。传统的设计理念与技术已经难以适应现代不同地质条件的深基坑设计工作的实际需求了，必须适时进行革新与完善。不同地质条件的深基坑支护的设计要坚持与时俱进、创新发展的科学理念来进行实践与工作。同时，深基坑支护设计人员只有在日常工作中注重自身知识的积累，并不断吸取国内外先进的设计理论与知识，才能逐步具备更高的技术水平与能力，更好的满足于建筑工程深基坑支护设计工作的实际需要。不同地质条件的深基坑支护设计技术是现代建筑行业设计技术的有机组成部分之一，深基坑支护设计技术在得到科学发展的同时，也就必然的在客观方面推动了建筑工程行业整体设计与施工技术的发展与进步，由此可见其所有的意义是十分深远和重大的。

参考文献

1 赵松宇、魏翰林.浅谈现代建筑工程中深基坑支护设计的重点与难点[J].建筑行业学报，2007(9)

2 王学成. 浅析不同地质条件深基坑支护设计中应注意的问题[J]. 吉林建筑工程学院学报，2008(5)

3 高翔宇. 工民建筑工程中深基坑支护设计的科学发展[J]. 科技成果纵横，2002(14)

4 张启红、马涵宇. 不同地质条件深基坑支护设计的技术创新[J]. 山西建筑，2003(5)

5 毛兴文. 浅析不同地质条件深基坑支护设计的发展与创新 [J]. 建筑科学，2008(10)

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1深基坑支护设计的要点

在现代建筑工程建设项目的设计中,深基坑支护的设计是地基项目施工的主要技术保障与施工依据,对于地基施工的进度与质量都具有十分重要的意义和作用。深基坑支护设计的工作难度较大,需要由专业的建筑工程技术人员来进行,否则难以保证设计方案的科学性与可操作性。深基坑支护设计的要点,主要有以下几点:

1.1深基坑挖土施工的组织设计

在深基坑支护设计中,一定不要忽视对于挖土施工的组织设计。深基坑挖土施工普遍要在地下十几到几十米的空间中进行操作,在施工中存在技术要求高,以及危险系数也相对较大等问题,如果没有制定科学、合理、有效的施工组织设计,必然难以保证深基坑支护项目施工的顺利进行与完成。深基坑挖土施工组织设计中,要明确施工项目的主体与责任人,并要重视监理单位的作用。

1.2支护结构的变形计算

深基坑支护在具体施工中,由于人为或外界压力等原因,都有可能导致支护结构的变形,因此,在深基坑支护设计中,设计人员要充分考虑到各方面有可能出现的因素,提前对于支护结构的变形现象进行计算。支护结构变形计算中,设计人员要尽量保证各项计算项目数据与结果的真实、准确,以便在发生突发事件时,可迅速提出整改方案。

1.3支护结构的强度设计

在深基坑支护设计工作中,支护结构强度的设计是尤其需要重视的设计问题之一。支护结构是建筑工程项目地基部分施工的重要环节,其强度是否符合国家相关工程质量标准与技术要求,将直接关系到地基工程项目的整体质量、耐腐蚀性、使用年限等问题。支护结构强度的设计要考虑到多方面的因素,设计人员要在熟悉工程现场的地质、水文条件的基础上,并结合工程项目的实际需要,还要对于建筑材料的选用严格把关,这样才能确保支护结构强度达到深基坑施工的要求。

2不同地质条件的深基坑支护设计重点

深基坑支护项目施工往往需要在不同的地质条件中开展和进行,因此,设计人员一定要根据不同地质条件的特点,而在深基坑支护设计中抓住其重点,进而保证支护系统设计方案的完善与科学,更好的服务于深基坑项目施工工作。不同地质条件的深基坑支护设计重点,主要表现在以下几个方面:

2.1淤泥质黏土的深基坑支护设计

淤泥质黏土主要分布于大中型江流湖泊的周边地区,主要是由河流冲刷所带的淤泥而形成。淤泥质黏土层的含水量一般在40 %～50 %左右、孔隙比一般在1.2～1.6之间,土层的压缩性高,抗剪强度较低。在淤泥质黏土的深基坑支护设计中,设计人员一定要注意挖掘机械的应用,以及施工人员的具体操作流程等实际问题,并要在设计方案中分别制定出有针对性的解决措施与方法。淤泥质黏土层开挖深度普遍要求小于6 m,也可以根据工程项目实际需求而有所增加,但是要尽量控制在6 m～10 m之间,如果超出这个深度数值,就难以保证深基坑施工的安全。

2.2软土的深基坑支护设计

软土的成分主要为:深灰色淤泥质黏土、砂质黏土、粉质黏土等。软土分布较广地区的年均降水普遍较大,而且常年处于较高的温度,因此,在软土的深基坑支护设计中一定要特别注意这一问题。近年来,国内对于软土的深基坑支护设计,主要采取悬壁式、单支点及多支点式、圆筒式等支护结构,各种支护结构都有其显著的特点,并被广泛应用于软土地质条件的深基坑项目施工中。由于软土的性质偏软,因此在深基坑支护设计中一定要考虑到深基坑的整体硬度和强度,对于部分土层较软的部分,还要进行必要的加固设计,确保深基坑施工中的安全性与稳定性。

2.3填土的深基坑支护设计

目前,填土的深基坑支护设计是国内较为常见的地质条件之一,具有较强代表性与典型性。填土层的地下水主要有三层,即上层滞水、潜水和承压水。上层滞水埋藏于粘质粉土层、粉土、填土中;潜水埋藏于砂卵石层中;承压水也埋藏在砂卵石层中。在制定填土的深基坑支护设计方案时,一定要特别注意深基坑施工中对于地下水系统的破坏,还要充分考虑到由于地下水的流动与冲刷对支护系统的腐蚀,要采取有效的措施排除深基坑中的存水量,确保深基坑施工中施工人员的安全,以及机械设备的稳定。

3不同地质条件深基坑支护设计技术的科学发展

现代社会是一个科学技术高速发展的新时代,一切事物的发展都着重强调科学发展的全新理念。在未来的社会中,敢于创新、勇于探索的科学发展理念将是一切事物发展与进步的强大动力与源泉。近年来,我国不同地质条件深基坑支护设计技术已经在相关技术人员,以及建筑行业专家、学者的共同努力下取得了很大幅度的提升,并已初步形成了一套较为完善的设计技术理论与实践经验,但随着时代的发展,以及科学技术的不断进步,国内现行的深基坑支护设计技术已逐渐难以适应现代建筑工程的实际需要,因此,不同地质条件深基坑支护设计技术的发展也一定要坚持科学发展的理念。

随着建筑行业的不断发展,深基坑作业环境也在不断的发生变化,越来越多的施工项目需要在地质条件极为复杂的地区进行。传统的设计理念与技术已经难以适应现代不同地质条件的深基坑设计工作的实际需求了,必须适时进行革新与完善。不同地质条件的深基坑支护的设计要坚持与时俱进、创新发展的科学理念来进行实践与工作。同时,深基坑支护设计人员只有在日常工作中注重自身知识的积累,并不断吸取国内外先进的设计理论与知识,才能逐步具备更高的技术水平与能力,更好的满足于建筑工程深基坑支护设计工作的实际需要。不同地质条件的深基坑支护设计技术是现代建筑行业设计技术的有机组成部分之一,深基坑支护设计技术在得到科学发展的同时,也就必然的在客观方面推动了建筑工程行业整体设计与施工技术的发展与进步,由此可见其所有的意义是十分深远和重大的。

参考文献

1 赵松宇、魏翰林.浅谈现代建筑工程中深基坑支护设计的重点与难点[J].建筑行业学报,2007(9)

2 王学成. 浅析不同地质条件深基坑支护设计中应注意的问题[J]. 吉林建筑工程学院学报,2008(5)

3 高翔宇. 工民建筑工程中深基坑支护设计的科学发展[J]. 科技成果纵横,2002(14)

4 张启红、马涵宇. 不同地质条件深基坑支护设计的技术创新[J]. 山西建筑,2003(5)

5 毛兴文. 浅析不同地质条件深基坑支护设计的发展与创新 [J]. 建筑科学,2008(10)

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[中图分类号] E951 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-9-149-1

1深基坑作业的安全技术措施

对于深基坑作业而言，安全技术防护是保证施工安全的基础性措施，在进行操作前，必须要应用相应的技术防护来保证施工的安全。

由于深基坑坑壁坡度的稳定性很差，并且会受地下水因素或场地制约因素的影响，因此需要根据实际情况来制定相应的支护方案，支护的设计要按照工程量和工程设计的要求来进行。深基坑维护工程在施工前要做好相应的准备工作，制定详细的监测方案，方案中要将工程项目的概况、方案制定的目的、监测包含的项目、监测所用的仪器、监测资料的整理分析等内容进行详细的记录。深基坑土方在开挖之前，要先调查地质情况、构筑物情况，并且将调查的结果绘制成具体的位置图，以便施工开挖时能够准确无误。除此之外还要根据具体的情况对施工人员进行技术要求的传达，并且要让其对施工有足够的准备。在进行机械开挖时，一定要安排专人负责机械的指挥操作，并且施工现场还要全面布置好安全警示标志。出土和运土是要安排专人进行交通安排，避免出现因交通阻塞从而导致施工混乱的情况。

在进行挖土施工时，要杜绝掏洞挖土的现象，而是要从上到下分层对称进行。挖土的同时要做好地下水和地表水的排水工作，避免坍塌事故的发生。如果在施工过程中发现土体有裂缝或出现滑动，则需要及时进行加固，将施工过程中的任何险情进行有效排除。支护工作的进行需要有相关文件的指导，文件在生成时要将施工工序、安全措施、技术质量要求、工程验收等环节的内容安排具体，并且严格按照规定要求进行。

2深基坑技术的方案类型设计

在深基坑支护工程中，需要根据不同的基坑深度、环境、地质、荷载等情况采用不同的支护方案。常见的支护结构有深层搅拌桩支护、排桩支护、地下连续墙支护、土钉墙皮支护四种，在岩土勘察过程中，可以根据实际的情况进行相应的方法选取，从而保证支护的安全、牢靠。

2.1深层搅拌桩支护

该种技术主要是将水泥、石灰等材料作为固化剂，并且利用深层搅拌机械对软土和固化剂进行搅拌，通过软土和固化剂之间物理化学反应的利用，从而将软土硬结，成为具有水稳定性和整体性的高强度桩体，该种桩体是一般用于基坑支护的主要材料。水泥搅拌桩能够适用于各种类型的饱和性粘土，加固深度能够达到50至60米，但其抗拉强度相比于抗压强度而言要低很多，因此适用深度仅5至7米并且能够用于重力式挡墙结构的基坑。

2.2排桩支护

排桩支护主要有四种形式，分别为钢板桩、钢筋混凝土板桩、钻孔注入桩、人工挖孔桩。不同的支护桩类型所使用的地质、环境条件也不相同。

2.3地下连续墙支护

该种支护形式一般适用于软土层开挖深度大于10米的基坑，其周围相邻的建筑或者地下铺设管线对沉降和位移要求较高时，则可以采用地下连续墙支护结构。

2.4土钉墙皮支护

该种支护主要是在基坑开挖的过程中，在原位土体中放置较密的细长杆件钉，并且将钢筋混凝土面层喷射在坡面上，土钉、土体和喷射面层的共同结合能够形成强度较高的复合土体，该种复合土体能够达到很强的支护作用。土钉墙支护必须要与施工以及现场的情况相一致，根据实际情况获取相应的监测数据。如果设计有修改，需要及时反馈，并且将修改内容落实到实际施工之中。该种支护方式常用于开挖深度不大并且其周围相邻建筑对沉降位移要求不高的基坑，能够具有节省资金、快捷便利的优点。

3深基坑支护的设计方案改进

基坑朝着大深度、大面积方向发展，并且基坑周围的环境也越来越复杂，促使深基坑开挖和支护的难度越来越大。因此，为了缩短工期并节省造价，今后发展的主要方向是两墙合一式的逆作法。但由于逆作法受到桩的承载力限制，因此使用时不能采用一柱一桩，而是要一柱多桩，从而加速上部结构的施工速度，加快深基坑工作的进度，以达到缩短工期的效果。

在深基坑支护中，土钉支护方案的使用越来越普及，使得喷射混凝土技术得到了广泛的运用。在喷射混凝土施工中，为了减少回弹量，降低环境污染的程度，干式喷射混凝土将逐渐被显式喷射混凝土取代。

在以往的深基坑支护工作中，由于基坑大多采用人工挖土，因此其操作效率较低，施工的进程难以加快。因此为了改变这样的情况，需要加大小型、灵活度高、专业化程度高的挖土机械，从而提高深基坑施工的效率，以加快施工进度。

在施工中，为了降低基坑变形的程度，可以对基坑进行预应力的施加，从而对变形情况进行有效的控制。除此之外，还要通过深层搅拌或注浆技术来对基坑底部的土体进行加固，该种技术对于控制变形而言效果较为显著。

原有的基坑工程给环境带来了较大的影响，因此为了减小影响程度，就需要对地下水资源制定相应的保护措施，必要时使用帷幕型式进行支护。在操作中，除了地下水连续墙以外，止水帷幕的构筑一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等施工方法。

总之，在对岩土进行勘察之前，要对周围的环境和地形进行初步的了解，掌握周围场地的地质资料，并且根据掌握的信息进行具体勘察工作的安排。勘察工作要在规定范围以内进行，工作确定以后就要进行支护方案的选取，通过施工的实际情况进行适当的操作调节，从而保证基坑开挖和支护的合理性。在基坑工作中要注意开挖和支护的顺序，对可能出现的问题进行及时的排除，确保工作的万无一失。

参考文献

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中图分类号：TV551.4文献标识码： A 文章编号：

0引言

近年来，随着城市化进程的快速发展，地下空间的开发利用向大型化、深层化方向发展。随之产生了大量的深基坑支护设计与施工问题，并成为当前基础工程的热点与难点。基坑工程的设计已经从强度控制转向变形控制,因此基坑开挖过程中不仅要保证自身稳定，还要控制支护结构和其周围土体的变形，以尽量减小对周围环境的影响 [1] 。然而，影响基坑变形的影响因素众多，参数选取不当往往引发工程事故，造成重大经济损失。因此，深入探究诸多因素对基坑变形的影响具有重要的工程意义和实际价值。

影响基坑变形的因素很多，包括：（1）土体的物理力学参数如土的变形模量、泊松比、粘聚力、内摩擦角和重度等；（2）支护结构设计因素如桩体刚度及入土深度、锚索预应力、支撑系统等；（3）施工因素如开挖顺序与方法、挖撑次序、降水、地面超载与施工振动情况与基坑暴露时间等。在这些影响因素中，基坑所处地段的地质情况是既定的，即地质因素无法选择，而设计因素和施工因素是可控因素。据统计，因设计因素造成的基坑事故占到46%。因此本文采用单因素分析法着重分析设计因素对基坑变形的影响，即其它参数固定，而只改变一个参数进行分析计算。本文将采用这种方法，运用有限差分分析软件FLAC3D结合具体工程对各个单项因素进行模拟分析，得出支护结构设计参数对基坑变形的影响。

2工程概况

某工程拟建平面移动式6层地下停车库，开挖面积约846平方米，深度约15米。由于基坑周边紧邻高层建筑物及交通干道，地下管线错综复杂，对环境保护要求高，因此本基坑支护采用桩锚支护的方式，直立开挖。采用长螺旋钻孔压灌桩，桩径0.6米，桩距1.2米，桩长18.0米，设三层锚索，采用一桩一锚形式，桩间喷射混凝土。

3模型的建立[2,3]

本文为了减少计算量，模型只取了支护体的一段，FLAC3D计算模型自基坑开挖边缘到边界的距离取为50m，模型的深度方向取35m，以尽量减小模型边界条件对基坑变形的影响。岩土材料使用Mohr-Coulomb模型。开挖涉及的土层有八层。

边界条件假设为：约束所有Y方向的位移；土体两侧约束X方向的位移，允许发生竖向的位移；土体底部约束X、Y、Z三个方向的位移。地面超载取q=15kPa，计算时将土体和支护桩的自重应力考虑在内，取重力加速度为。

本基坑模型采用brick单元创建，模拟中支护结构采用FLAC内置的结构单元，锚索利用cable单元设置，桩采用pile单元设置。模拟时将锚索端头部位和桩的连接段定义为刚性连接，将支护桩的底部也定义为刚性连接。基坑支护结构图如图1所示。

图1基坑支护结构图

4计算结果的分析

4.1桩体刚度的影响分析

桩体刚度的变化主要取决于桩的直径。本文进行FLAC3D数值分析时，桩直径分别取为0.4m、0.6m、0.8m、1.0m和1.2m来计算，其它计算参数不变，以基坑开挖结束时情况为例进行分析，研究桩体刚度对桩体水平位移的影响，计算结果见图2。

图2不同桩径的桩体最大水平位移

由图3可以看出：桩的直径的增加对桩移的影响效果显著。当桩径从0.4m增加到0.8m时，桩体水平位移明显减小.。当桩径从0.8m增大到1.2m时，支护桩水平位移也在减小，但减小的幅度降低。这表明适当增加桩体刚度可以在一定程度上减小墙体的水平位移，但通过增大桩体刚度来减小桩体水平位移是有一定范围的，过度增大桩的直径会造成不必要的浪费。所以在桩强度符合基坑变形要求的情况下，以增加桩刚度为主来减小基坑变形的做法并不是很合理。通常的做法应该是在满足桩体刚度的前提下，通过寻找其他方法来控制和减小基坑变形。

4.2 桩体入土深度的影响分析

桩体入土深度是基坑支护设计中的一个非常重要的指标[4,5]，有不少基坑事故就是由于桩体入土深度不足导致的。围护结构的入土深度不仅对基坑整体稳定性和抗隆起稳定性有影响，而且和基坑支护成本有密切关系。桩体入土深度影响到基坑周围土体特别是深层土体的滑移。

本文基坑的桩体入土深度为3m，本文在分析模型中桩的入土深度取为1m、3m、5m和7m，即其余计算参数不变，在基坑开挖结束时所得桩体最大水平位移见图3。

图3桩体入土深度和桩体最大水平位移的关系

从图中可以看出，入土深度从1m增加到3m时，桩体最大位移明显减少，但在5m~7m之间变化不大。因此在保证基坑稳定性及基底不隆起的情况下，单靠增加桩体入土深度的性价比是比较低的。

5.3锚索预应力的影响分析

预应力锚索是基坑支护中经常用到的控制基坑变形的有效方法，它的作用在于减小了坑内被动区土压力，增加了主动区土压力，提高了基坑的稳定性。下面就以本基坑为例，观察预应力锚索对桩体水平位移的影响。对锚索施加30 KN、60 KN、90 KN和120 KN四种不同的预应力，计算桩体的水平位移。图4为不同大小的预应力作用下的桩体最大水平位移图。

图4 不同预应力下的桩体最大水平位移

通过图4可以看出：

（1）预应力对抑制桩体最大位移效果显著，桩体最大水平位移和预应力成线性关系。

（2）桩体最大位移随着预应力的增加逐渐减小，但当基坑开挖深度加大时，施加过大的预应力，会使浅部接触面的土压力削减，使预应力锚索失去作用。由此可见，预应力锚索是减少桩体变形的有效方法，但同时在工程实际中要合理的选择预应力的大小，提高工程效益，不造成浪费。

6结论

（1）在桩体刚度和入土深度符合要求的情况下，再继续增加桩体刚度和入土深度的作用不大，从经济角度考虑，尽量选用小直径的桩以及合适的入土深度。在基坑设计时要综合考虑多方面的因素，做到面面俱到；

（2）锚索预应力对抑制桩体最大位移效果显著，桩体最大水平位移和预应力成线性关系，但当基坑开挖深度加大时，施加过大的预应力，会使浅部接触面的土压力削减，使预应力锚索失去作用，所以在工程实际中要合理的选择预应力的大小，提高工程效益；

（3）在以上定量计算分析的基础上，总结了各个因素对基坑变形影响的大小和规律。这可以在基坑设计时做到心中有数,避免事故的发生。同时对研究支护结构变形的控制对策，提供了一些可供工程参考的结论。

参考文献：

[1] 刘建航，侯学渊．基坑工程手册[M]．北京：中国建筑工业出版社，1997

[2] 彭文斌.FLAC实用教程.机械工业出版社.

[3] 唐辉明，宴鄂川，胡新丽.工程地质数值模拟的理论与方法[M].武汉：中国地质大学出版社，2001.