【正文】 坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 計(jì)算理論 朗肯 朗肯 朗肯 朗肯、庫(kù)侖 朗肯 考慮土中水作用的計(jì)算方法 水泥土圍護(hù)： 水土合算 板式支護(hù)： 水土分算 水位以下的粘性土 ： 水土合算 水位以下的 砂、粉土 ： 水土分算 粘性土、 粉土 ： 水土合算 砂土 ： 砂土分算 水位以下 ： 水土分算 有經(jīng)驗(yàn)時(shí)粘性土也可按水土合算 粘性土 ： 水土合算 砂土、粉土 ： 采用補(bǔ)償部分水壓力考慮水土分算 強(qiáng)度指標(biāo) 的性質(zhì) 均為總應(yīng) 力指標(biāo) 水土合算： 總應(yīng)力指標(biāo) 水土分算 ： 有效指標(biāo) 水土合算： 總應(yīng)力指標(biāo) 水土分算： 有效指標(biāo) 水土分算： 有效指標(biāo) 水土合算： 總應(yīng)力指標(biāo) 總應(yīng)力指標(biāo) 強(qiáng)度指標(biāo) 取值方法 峰值強(qiáng)度 指標(biāo) 老粘土的 粘聚力峰值 指標(biāo)乘以~0 .6 經(jīng)驗(yàn)土壓力系數(shù) 按極限被動(dòng)土壓力乘以~0 .9 按極限被動(dòng)土壓力乘以~0 .7 土壓力的分布 ? 一些實(shí)測(cè)資料表明，墻后主動(dòng)土壓力沿深度并不完全符合直線，而是呈近似的 R形分布，即在淺層呈線性，在一定的深度以下土壓力變小，如下圖所示。對(duì)于墻后主動(dòng)土壓力沿深度并不完全符合直線分布的原因，還不能解釋得非常清楚 , 盡管意見(jiàn)并不一致，但都接受了這一觀測(cè)到的客觀事實(shí)。 柔性墻的實(shí)測(cè)土壓力分布 重力式、懸臂結(jié)構(gòu) 板式結(jié)構(gòu) 板樁墻 作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水壓力 ? 無(wú)地下水滲流時(shí)，作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)，即主動(dòng)土壓力側(cè)的水壓力，在坑內(nèi)水位以上按靜水壓力三角形分布計(jì)算；在坑內(nèi)水位以下按矩形分布計(jì)算，即水壓力沿深度不變，并不計(jì)作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)被動(dòng)土壓力側(cè)的水壓力。 無(wú)地下水滲流時(shí)的水壓力分布 d h 考慮滲流時(shí)的簡(jiǎn)化分布圖式 d h 施工荷載 ? 基坑施工時(shí)，在基坑周圍通?？赡芏逊沤ㄖ牧?，運(yùn)行施工機(jī)械和過(guò)往載重汽車，這些施工荷載對(duì)基坑的穩(wěn)定性也有影響，設(shè)計(jì)時(shí)必須加以考慮。通常按 20kPa施工荷載計(jì)算 ，對(duì)于局部的過(guò)大超載如無(wú)法避免，如場(chǎng)地狹窄時(shí)在坑邊堆放建筑材料等，則應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)加以考慮，按超載計(jì)算，或采取局部加強(qiáng)的措施。對(duì)于設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有計(jì)算到的超載必須嚴(yán)格禁止出現(xiàn)。 ? 施工荷載的面積一般是有限的 ， 但在計(jì)算時(shí)往往將 20kPa施工荷載作為大面積均布荷載考慮 ， 這是偏于安全的 。 ? 施工荷載還包括 塔吊的荷載 以及其它建筑機(jī)械的荷載，在設(shè)計(jì)時(shí)都必須加以考慮，對(duì)塔吊地基進(jìn)行加固處理；如機(jī)械下坑的棧橋利用支撐承載，在支撐設(shè)計(jì)時(shí)必須計(jì)入 機(jī)械的荷載 作用。 永久性荷載 ? 基坑設(shè)計(jì)的永久性荷載主要是指基坑周邊的建筑物基礎(chǔ)底面荷載，這種荷載對(duì)基坑穩(wěn)定性有一定的影響。當(dāng)建筑物離基坑比較近，由這些永久性荷載產(chǎn)生的土壓力就不能忽視，必須要加以考慮。 均布和局部均布荷載作用下的主動(dòng)土壓力 深基坑工程方案設(shè)計(jì) 方案設(shè)計(jì)與施工圖設(shè)計(jì) ? 深基坑工程設(shè)計(jì)一般分為總體方案設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，總體方案設(shè)計(jì)的任務(wù)是根據(jù)主體工程的性質(zhì)和對(duì)地下室的使用要求、場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、相鄰環(huán)境對(duì)基坑施工的制約程度等因素，選擇合適的圍護(hù)結(jié)構(gòu)與支撐體系、協(xié)調(diào)基坑工程與主體工程的關(guān)系、控制環(huán)境質(zhì)量，為施工圖設(shè)計(jì)和基坑施工組織計(jì)劃提供控制性方案。 基坑工程方案設(shè)計(jì) ? 1） 確定開挖方案 ， 包括地下水的處理方案； ? 2） 選用圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型； ? 3） 選用土層錨桿或內(nèi)支撐 ， 選擇支撐材料； ? 4） 對(duì)土層錨桿或內(nèi)支撐進(jìn)行平面和豎向布置 ， 包括圍檁和立柱的布置； ? 5） 進(jìn)行各項(xiàng)穩(wěn)定驗(yàn)算和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 、降水的控制性計(jì)算； ? 6） 變形驗(yàn)算以檢驗(yàn)是否滿足環(huán)境要求； ? 7） 對(duì)施工方案提出要求； ? 8） 多方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 ， 優(yōu)選方案 。 基坑圍護(hù)設(shè)計(jì)的依據(jù) ? 深大基坑的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性的設(shè)計(jì)工作，它與上部結(jié)構(gòu)（包括地下室）設(shè)計(jì)、工程地質(zhì)勘察、地下室施工方案以及周圍的自然環(huán)境、工程環(huán)境和社會(huì)環(huán)境都有密切的關(guān)系，因此，在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)必須具備下列幾個(gè)方面的資料： 主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖紙 ? 基坑工程的規(guī)模和技術(shù)要求 ， 很大程度上取決于主體工程 ， 主體工程地下室的面積 、 層數(shù)和使用要求決定了基坑的大小 、 深度以及基坑設(shè)計(jì)的難易程度 。 ? 對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)不作為永久性結(jié)構(gòu)一部分的基坑工程，設(shè)計(jì)基坑時(shí)至少應(yīng)有建筑物的 總平面圖、地下室結(jié)構(gòu)的平面和剖面圖、樁位圖 ，以明確基坑邊線與紅線的關(guān)系、基坑底面的標(biāo)高、基樁位置、地下室外墻尺寸、地下室各層樓面的標(biāo)高等主要參數(shù)。 ? 對(duì)于圍護(hù)結(jié)構(gòu)兼作主體工程永久性結(jié)構(gòu)的基坑工程設(shè)計(jì)，更需要與上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密切配合，應(yīng)具備完整的工程設(shè)計(jì)資料，包括完整的建筑設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)文件和圖紙、地下室主體結(jié)構(gòu)的使用要求及防水要求和地下結(jié)構(gòu)及地面主體建筑的施工方案。 工程勘察報(bào)告 ? （ 1） 提供基坑工程設(shè)計(jì)所需的土工參數(shù)指標(biāo) ，如供計(jì)算土壓力之用的抗剪強(qiáng)度指標(biāo) 、 土層的滲透系數(shù)等；如果計(jì)算土壓力問(wèn)題的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值方法與其他土工問(wèn)題不同 ， 則應(yīng)專門給出符合基坑工程設(shè)計(jì)要求的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)； ? （ 2） 評(píng)價(jià)地下水對(duì)基坑工程的影響 ， 對(duì)降水或截水的必要性和可能性進(jìn)行論證 ， 提出降水或截水方案的建議； ? （ 3） 對(duì)基坑方案提出初步的建議 ， 并論證實(shí)施這些建議方案的條件和設(shè)計(jì) 、 施工應(yīng)注意的問(wèn)題； ? （ 4）評(píng)價(jià)場(chǎng)地周邊的環(huán)境條件對(duì)基坑開挖、支護(hù)、降水（截水）的要求以及基坑開挖、支護(hù)、降水（截水）、回灌對(duì)周邊環(huán)境的可能影響。提出基坑工程的設(shè)計(jì)、施工應(yīng)注意的問(wèn)題和應(yīng)采取的保護(hù)措施； ? （ 5）對(duì)施工過(guò)程中形成流砂、流土、管涌及整體失穩(wěn)等滲透破壞現(xiàn)象的可能性進(jìn)行評(píng)價(jià)并提出預(yù)防措施； ? （ 6） 提供場(chǎng)地地下障礙物 （ 如防空洞 、廢基礎(chǔ) 、 廢管道等 ） 的分布范圍 、 埋藏深度 、 分散程度以及挖除處理方法的建議； ? （ 7） 提供場(chǎng)地平整時(shí)回填土的情況 ， 包括回填材料 、 密實(shí)度及在場(chǎng)地的分布情況以及暗浜的分布范圍及其深度； ? （ 8）提供各種必要的圖件和表格。 環(huán)境調(diào)查資料 ? 基坑開挖引起的周邊地面沉降和水平位移會(huì)對(duì)鄰近建筑物、道路和市政管線造成不良的影響，在基坑工程設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)采取必要的措施，把這種不良影響減少到最低程度。因此需要在設(shè)計(jì)前對(duì)環(huán)境情況作充分的調(diào)查，了解基坑周邊鄰近建筑物和市政設(shè)施的基本情況，研究它們對(duì)土體變形的承受能力和敏感程度，以便根據(jù)環(huán)境的要求選擇合適的設(shè)計(jì)方案和施工方案，確定施工控制的標(biāo)準(zhǔn)。 基坑周邊地區(qū)建筑物情況 ? 調(diào)查的范圍應(yīng)根據(jù)周圍建筑物的實(shí)際情況確定，一般在基坑外緣以外 20～ 50m范圍內(nèi)的建筑物都必須予以調(diào)查，淺基坑用下限，深基坑用上限。如果周邊相鄰建筑物采用的是樁基，則基坑開挖對(duì)它的影響可能很小；如果是對(duì)變形很敏感的建筑物，或重要的、保護(hù)性的建筑物，即使已經(jīng)超出這個(gè)范圍，也需要加以了解。 ? 調(diào)查的內(nèi)容包括建筑物的分布情況；建筑物與基坑邊線的距離，與紅線的距離；建筑物的平面尺寸、層數(shù)、高度，建筑物的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和基礎(chǔ)型式與基礎(chǔ)埋深；在基坑開挖前建筑物已有的裂縫和傾斜等情況，通過(guò)測(cè)量、拍照片、錄象或描述予以記錄，并對(duì)開裂部位，裂縫的走向和長(zhǎng)度作出標(biāo)記，以便與開挖以后的可能變化進(jìn)行比較。 基坑周邊地區(qū)市政設(shè)施情況 ? 市政設(shè)施包括地下管線 （ 煤氣 、 上水 、下水 、 動(dòng)力電纜 、 通訊電纜等五大管線 ，在集中供熱的地區(qū)還有熱力管道 ） 及變電站 、 泵房 、 分壓站等設(shè)施 ， 地下構(gòu)筑物 （ 地下鐵道 、 地下車庫(kù) 、 地下人行通道等 ） 。 市政設(shè)施的種類很多 ， 情況各異 ， 需要區(qū)別不同類型的特點(diǎn) ， 有側(cè)重地進(jìn)行調(diào)查 。 ? 在地下管線中，煤氣管線最為敏感，一旦有所損壞，后果非常嚴(yán)重。不同年代的管道，接頭的方法不同，對(duì)差異沉降的承受能力也各不相同，尤其是年代久遠(yuǎn)的煤氣管道更容易折斷破裂。因此在調(diào)查中要收集管徑、管材、壁厚、管壓、埋設(shè)年代、接頭方式等資料 。 基坑周邊地區(qū)道路情況 ? 調(diào)查周邊地區(qū)道路的數(shù)量、性質(zhì)、類型、路面結(jié)構(gòu)和寬度；也要了解道路交通流量、通行規(guī)則（單行道、雙行道、禁止停車等）；道路路面的損壞情況及已經(jīng)修復(fù)的情況。 基坑工程施工條件 ? 基坑工程設(shè)計(jì)方案的可行性及施工的質(zhì)量主要取決于施工條件 ， 施工條件包括施工裝備和檢測(cè)設(shè)備 、 施工隊(duì)伍的經(jīng)驗(yàn) 、 技術(shù)水平與管理水平 。 對(duì)于重大工程的深基坑 ，在基坑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)已明確主要的施工單位 ，并有總包單位或施工單位的人員參與基坑設(shè)計(jì)方案的討論 。 對(duì)于尚未明確施工單位的項(xiàng)目 ， 則應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)匾呀?jīng)成熟的施工方法和設(shè)備條件進(jìn)行方案設(shè)計(jì) 。 開挖方案選擇 ? 基坑工程設(shè)計(jì)方案的第一步是選擇開挖方案，各種不同的開挖方法適用于不同的場(chǎng)合，不同的開挖方法對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系也提出不同的要求。 開挖方案選擇 ? 放坡開挖 ? 無(wú)支撐開挖 ? 重力式擋墻 ? 懸臂式擋墻 ? 錨固式擋墻 ? 有支撐的開挖 ? 組合型的開挖方案 放坡開挖 ? 放坡開挖的直接費(fèi)用最少，而且為主體工程創(chuàng)造了比較寬敞的施工作業(yè)空間，因而工作面寬，工期也比較短，如果場(chǎng)地條件允許，放坡開挖應(yīng)該是首選的方案。制約采用放坡開挖的因素主要是周圍場(chǎng)地和開挖深度的限制。放坡需要占用比較大的場(chǎng)地，在城市或建成區(qū)往往沒(méi)有這個(gè)條件。 ? 由于坡體不可避免地會(huì)產(chǎn)生一定的位移，如果在場(chǎng)地附近有建筑物或市政管線不能承受較大的變形，亦常常限制了放坡開挖方法的采用；開挖深度也是一個(gè)制約條件，但開挖深度是相對(duì)于土質(zhì)而言的，如土質(zhì)比較好，坡度可以比較陡，占用場(chǎng)地也比較小，深度限制就不那么明顯；在軟土地區(qū)，由于土質(zhì)軟弱，放坡開挖深度就不能太深。 ? 如整體穩(wěn)定性允許，可以采用放坡開挖方案時(shí)。但有時(shí)受場(chǎng)地的限制，只能取用較陡的坡度；如坡面的穩(wěn)定性不能得到保證時(shí)，則可采用噴錨支護(hù)或土釘墻的方案。噴錨支護(hù)和土釘墻從受力機(jī)理上講不同于無(wú)支撐的自立式擋墻，而是屬于坡面加固處理的一種方法，通過(guò)加強(qiáng)土體共同受力的方式來(lái)保持坡面的穩(wěn)定性，屬于自承支護(hù)體系。如果坑底土質(zhì)比較差，整體穩(wěn)定性不足，則噴錨支護(hù)和土釘墻的方案就不能采用。 無(wú)支撐開挖 ? 當(dāng)不能采用放坡開挖方案時(shí)，必須選用 圍護(hù)結(jié)構(gòu) 以支承坑外的土體。在可能的條件下應(yīng)盡可能采用 無(wú)支撐開挖 的方案，因?yàn)檫@種方案能提供比較開闊的坑內(nèi)施工條件，便于挖土、運(yùn)土以及地下室的施工；同時(shí)，也比較經(jīng)濟(jì)。 重力式擋墻 ? 重力式擋墻是依靠自身的重力維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于可以采用價(jià)格比較低廉的水泥土等材料制作，是一種比較經(jīng)濟(jì)的方案。在開挖深度不大（如軟土地區(qū)不大于 6～7m）， 環(huán)境對(duì)位移的要求可允許有 50mm左右的條件下是 首選方案 ，但重力式擋墻的寬度比較大，在地下室外墻與紅線之間的距離過(guò)小時(shí)就很難放得下寬度較大的重力式擋墻。 懸臂式擋墻 ? 懸臂式擋墻是依靠自身的剛度和強(qiáng)度就能維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)承受比較大的彎矩，需要采用鋼筋混凝土材料。當(dāng)重力式擋墻因場(chǎng)地寬度不夠而不能采用時(shí)，懸臂式擋墻就能克服這個(gè)缺點(diǎn)，可以在 ～2m的 狹窄范圍內(nèi)安置 懸臂式擋墻。但懸臂式擋墻的 位移比較大 ，難以滿足周邊環(huán)境的嚴(yán)格要求，同時(shí)在開挖深度較大時(shí)墻身彎矩很大，因此適用的開挖深度也不深；使用條件不當(dāng)時(shí)可能產(chǎn)生圍護(hù)結(jié)構(gòu)損壞或嚴(yán)重影響環(huán)境的事故。 錨固式擋墻 ? 錨固式擋墻是依靠 錨桿傳遞的拉力 來(lái)維持其穩(wěn)定的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，對(duì)于深基坑可以采用多道錨桿來(lái)平衡土壓力，因而可以適用于開挖得很深的基坑。錨固式擋墻分為拉錨式和土層錨桿式兩種，拉錨常用于鋼板樁頂部的錨固，或作為輔助的錨固措施；土層錨桿要求具有比較好的地質(zhì)條件，同時(shí)還必須有足夠開闊的場(chǎng)地條件或者容許錨桿可以伸入紅線以外的土層中。在軟土地區(qū)，由于土層缺乏足夠的錨固力而很少采用錨桿，如將錨桿錨固在很深的砂層中，則錨桿的長(zhǎng)度很長(zhǎng)，也就不是一個(gè)經(jīng)濟(jì)的方案。 自承支護(hù)體系 的術(shù)語(yǔ)比較 土釘支護(hù) 土錨支護(hù) 噴錨網(wǎng)支護(hù) 錨釘支護(hù) 術(shù)語(yǔ) 土釘墻 強(qiáng)度穩(wěn)定型 控制變形型 錨桿支護(hù) 錨索支護(hù) 基本概念 加固 錨固、加固 錨固 預(yù)應(yīng)力 無(wú) 無(wú) 有 邊坡滑動(dòng)面 驗(yàn)算依據(jù) 設(shè)