【正文】 結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基 坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工 影響不嚴(yán)重 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇和布置 ? 圍護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇的原則： ? 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件在一般情況下不應(yīng)超出工程用地范圍； ? 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的構(gòu)件不能影響主體工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正常施工； ? 盡可能采用受力性能較好的圓形、正多邊形和矩形。 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 結(jié) 構(gòu) 型 式 適 用 條 件 排樁或地下連續(xù)墻 1. 適于基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級； 2. 懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場地中不宜大于 5m； 3. 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻。 水 泥 土 墻 1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級； 2. 水泥土樁施工范圍內(nèi)地基土承載力不宜大于150kPa； 3. 基坑深度不宜大于 6m。 土 釘 墻 1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地； 2. 基坑深度不宜大于 12m； 3. 當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應(yīng)采取降水或截水措施。 逆 作 拱 墻 1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級； 2. 淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用； 3. 拱墻軸線的矢跨比不宜小于 1/8； 4. 基坑深度不宜大于 12m； 5. 地下水位高于基坑底面時，應(yīng)采取降水或截水措施。 放 坡 1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為三級； 2. 施工場地應(yīng)滿足放坡條件； 3. 可獨(dú)立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用； 4. 當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時，應(yīng)采取降水措施。 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 ? 通過設(shè)計(jì)計(jì)算確定圍護(hù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力和變形，據(jù)以驗(yàn)算截面承載力和基坑位移。 ? 設(shè)計(jì)計(jì)算必須按不同施工階段的特征分別進(jìn)行驗(yàn)算，同時應(yīng)考慮前一種工況對后面各種工況內(nèi)力和變形的影響。 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 ? 圍護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算 ? 基坑邊坡總體穩(wěn)定演算； ? 圍護(hù)墻體抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算； ? 圍護(hù)墻底面抗滑移驗(yàn)算； ? 基坑圍護(hù)墻前抗隆起穩(wěn)定驗(yàn)算； ? 抗豎向滲流驗(yàn)算； ? 基坑周圍地面沉降及其影響范圍的估計(jì)。 均與圍護(hù)墻的插入土深度有關(guān)。 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 ? 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) ? 合理的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)符合以下條件： ? 方便施工； ? 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造與設(shè)計(jì)計(jì)算模型中的假設(shè)條件一致； ? 節(jié)點(diǎn)構(gòu)造應(yīng)起到防止構(gòu)件局部失穩(wěn)的作用； ? 盡可能減少節(jié)點(diǎn)自身的變形量； ? 與整體穩(wěn)定相關(guān)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)設(shè)置多道防線，同時要具有良好的節(jié)點(diǎn)延性。 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 ? 其他土工問題 ? 井點(diǎn)降水 ? 井點(diǎn)降水的作用是： ? 1）通過降低地下水位消除基坑坡面及坑底的滲水，改善施工作業(yè)條件； ? 2）增加邊坡穩(wěn)定性，防止坡面和基底的土粒流失，以避免流砂現(xiàn)象； ? 3）降低水位，防止坑底隆起與破壞； ? 4）改善基坑的砂土特性，加速土的固結(jié)。 ? 降水的方法有集水明排和井點(diǎn)降水兩類。 2. 基坑工程的設(shè)計(jì)內(nèi)容 土方開挖 ? 其中最重要的要求是每階段的開挖深度與相應(yīng)設(shè)計(jì)工況的計(jì)算模型一致。 ? 強(qiáng)調(diào)先支撐后開挖的原則。 ? 監(jiān)測 ? 內(nèi)容有以下幾個方面： ? 圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要構(gòu)件的內(nèi)力和變形 ? 基坑周圍土體的變形，邊坡穩(wěn)定及地下水的變化和空隙水壓力的測定等； ? 對周圍環(huán)境中需要保護(hù)的對象進(jìn)行專門內(nèi)容的觀察和測定。 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 ? 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算是個古老的傳統(tǒng)課題，同時又是一個綜合性的。它既涉及土力學(xué)中典型的強(qiáng)度與穩(wěn)定問題，又包含了變形問題，同時還涉及到土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的 共同作用問題 。 ? 地基反力系數(shù)是一個必須首先確定的參數(shù)。主要由地質(zhì)條件決定，與承力面積和深度也有關(guān)系，其值最好通過試驗(yàn)求得。 ? 計(jì)算模型見表 126 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 ? 計(jì)算原則： ? 一般考慮樁土共同作用的彈性地基梁上的桿系或框架模型，根據(jù)施工過程中發(fā)生的實(shí)際工況分布進(jìn)行計(jì)算，同時考慮施工工況引起結(jié)構(gòu)的先期位移值以及支撐變形的影響或采用荷載增量法進(jìn)行計(jì)算，即所謂 “先變形，后支撐” 的原則。 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 ? 計(jì)算模型： ? 樁土共同作用模型 ? 水平支點(diǎn)力計(jì)算 ? 支護(hù)結(jié)構(gòu)的嵌固深度分析 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 樁（墻）內(nèi)力的計(jì)算分析方法 ? （一）彈性地基桿系有限單元法 ? 常用方法，一般過程如下： 結(jié)構(gòu)理想化：根據(jù)其結(jié)構(gòu)受力特性，理想化為桿系單元； 結(jié)構(gòu)離散化：按豎向劃分成有限元單元。 擋土結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)應(yīng)滿足變形協(xié)調(diào)條件； 單元所受荷載和單元節(jié)點(diǎn)位移之間的關(guān)系，以單元的勁度矩陣確定。 根據(jù)靜力平衡條件列出平衡方程求解。 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 ? （二）擋土結(jié)構(gòu)的有限元法 ? 廣泛應(yīng)用。這里介紹“彈性桿系有限元法” 支撐體系平面框架計(jì)算 ? 在工程中將圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的支撐體系在結(jié)構(gòu)上 設(shè)計(jì)成一個水平的封閉框架。 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 作用在基坑結(jié)構(gòu)上的荷載 – 作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載主要有： – l）土壓力； – 2）水壓力； – 3）影響區(qū)范圍內(nèi)建筑物、結(jié)構(gòu)物荷載； – 4）施工荷載：汽車、吊車及場地堆載等； – 5）若支護(hù)作為主體結(jié)構(gòu)的一部分時，應(yīng)考慮地震力； – 6）溫度影響和混凝土收縮引起的附加荷載 ? 主動土壓力和被動土壓力的產(chǎn)生，前提條件是 支護(hù)結(jié)構(gòu)存在位移 ； ? 當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu) 沒有位移 時，則土對支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力為 靜止土壓力 。 ? 土壓力的分布與支點(diǎn)的設(shè)置及其數(shù)量都有關(guān)系；懸臂支護(hù)樁土壓力的實(shí)測值與按朗肯公式計(jì)算值的對比，非挖土側(cè)實(shí)測土壓力小于朗肯主動土壓力，即 計(jì)算結(jié)果偏大 。 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 圖 35 懸臂支護(hù)樁土壓力分布 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 圖 36 芝加哥深基坑土壓力實(shí)測圖 圖 37 柏林地道工程土壓力實(shí)測圖 3 基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計(jì)算 基坑底樁前土壓力計(jì)算取值 基坑底樁前土抗力常采用的是 Rankine公式計(jì)算 ， 由于計(jì)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(jì)算值時 ， 其圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形位移將很大 ， 一般達(dá)到坑深