1、深基坑工程讲座深基坑工程讲座(一一)内内 容容l深基坑工程总论深基坑工程总论l深基坑工程方案设计深基坑工程方案设计l深基坑工程设计计算深基坑工程设计计算l深基坑工程施工图设计深基坑工程施工图设计深基坑工程总论深基坑工程总论深基坑工程的若干事故实例深基坑工程的若干事故实例l地下连续墙围护结构的垮塌地下连续墙围护结构的垮塌l钢支撑的失稳钢支撑的失稳l工程桩的倾斜工程桩的倾斜l采用拱圈结构深基坑的垮塌采用拱圈结构深基坑的垮塌l土钉墙的垮塌土钉墙的垮塌深基坑工程总论深基坑工程总论l1.深基坑工程的技术要求；深基坑工程的技术要求；l2.深基坑围护结构的类型；深基坑围护结构的类型；l3.深基坑工程的失效模2、式；深基坑工程的失效模式；l4.深深基基坑坑工工程程的的安安全全等等级级与与设设计计、施施工工要求；要求；l5.深基坑围护结构的设计荷载；深基坑围护结构的设计荷载；l6.深基坑设计表达式及安全控制标准；深基坑设计表达式及安全控制标准；深基坑工程的技术要求深基坑工程的技术要求 l深基坑工程深基坑工程是指包括基坑开挖、降水和是指包括基坑开挖、降水和支护结构设计、施工与监测在内的总称。支护结构设计、施工与监测在内的总称。支护结构支护结构则由包括具有挡土、止水功能则由包括具有挡土、止水功能的的围护结构围护结构和维持围护结构平衡的和维持围护结构平衡的支、支、锚体系锚体系两部分组成；支、锚体系是指两部分组3、成；支、锚体系是指内内支撑体系或锚杆体系支撑体系或锚杆体系，内支撑体系内支撑体系由支由支撑、围檩和立柱等构件组成，撑、围檩和立柱等构件组成，锚杆体系锚杆体系则由锚杆、腰粱和台座等组成。则由锚杆、腰粱和台座等组成。l对深基坑工程的技术要求包括：对深基坑工程的技术要求包括：l一一深基坑工程的功能要求深基坑工程的功能要求l1.挡土功能挡土功能l2.止水功能止水功能l3.作为地下结构外墙的使用功能作为地下结构外墙的使用功能l二二 环境保护与处理相邻关系的要求环境保护与处理相邻关系的要求l1.控控制制围围护护结结构构位位移移和和坑坑底底隆隆起起对对环环境境的影响的影响l2.控制降低地下水位对环境的影响控4、制降低地下水位对环境的影响l3.控制土锚对相邻场地的影响控制土锚对相邻场地的影响深深基坑工程的功能要求基坑工程的功能要求l为什么要做深基坑工程？为什么要做深基坑工程？l由地下室的施工引起的问题：由地下室的施工引起的问题：l挡土和止水的功能临时性的结构物挡土和止水的功能临时性的结构物l作作为为深深基基坑坑围围护护结结构构的的地地下下连连续续墙墙可可以以同同时时用用作作地地下下结结构构的的永永久久性性外外墙墙的的使使用用功能功能 挡土功能挡土功能l放坡开挖和支护开挖虽是两种可供选择放坡开挖和支护开挖虽是两种可供选择的开挖方案，但放坡开挖的适用范围有的开挖方案，但放坡开挖的适用范围有限，因为深基坑的5、放坡范围过大，城市限，因为深基坑的放坡范围过大，城市不可能提供太大的放坡空间；深基坑放不可能提供太大的放坡空间；深基坑放坡所增加的土方量也比较大；如在软土坡所增加的土方量也比较大；如在软土地区更由于可能产生深层滑动的制约，地区更由于可能产生深层滑动的制约，在深基坑中放坡开挖的风险很大。在深基坑中放坡开挖的风险很大。l因此深基坑工程大多采用支护开挖的方因此深基坑工程大多采用支护开挖的方案。深基坑设置案。深基坑设置支护结构支护结构（一般（一般包括围包括围护结构和支锚体系护结构和支锚体系两部分）的目的是阻两部分）的目的是阻止基坑外侧土体的坍塌，为基础施工提止基坑外侧土体的坍塌，为基础施工提供安全的工6、作空间。供安全的工作空间。l支护结构的功能是挡土，对基础施工空支护结构的功能是挡土，对基础施工空间来说具有防护的作用，统称为支护结间来说具有防护的作用，统称为支护结构，但将围护结构和支锚体系加以区别构，但将围护结构和支锚体系加以区别可更确切地表达其在基坑工程中的不同可更确切地表达其在基坑工程中的不同作用。作用。l根据挡土的要求，围护结构不一定是连根据挡土的要求，围护结构不一定是连续密闭的，在土的强度比较高的地区，续密闭的，在土的强度比较高的地区，采用间隔式的围护结构就足以起到挡土采用间隔式的围护结构就足以起到挡土的作用；但在软土地区，由于土的强度的作用；但在软土地区，由于土的强度低，土压力比较7、大，则需要设置连续排低，土压力比较大，则需要设置连续排列的围护结构才有足够的强度抵抗土压列的围护结构才有足够的强度抵抗土压力的作用和防止软土在侧向压力作用下力的作用和防止软土在侧向压力作用下通过支挡的间隙绕流。通过支挡的间隙绕流。l不同地区、不同土类、不同开挖深度的不同地区、不同土类、不同开挖深度的基坑，根据挡土的功能要求可以选择不基坑，根据挡土的功能要求可以选择不同的围护结构型式和支锚体系的类型。同的围护结构型式和支锚体系的类型。止水功能止水功能 l在地下水位比较高的地区，为了使施工作在地下水位比较高的地区，为了使施工作业的空间比较干燥，必须采取坑内排水或业的空间比较干燥，必须采取坑内排水或8、降低地下水位的措施。如在坑内降低地下降低地下水位的措施。如在坑内降低地下水位则造成了坑内外的水位差水位则造成了坑内外的水位差，地下水，地下水在水头压力的作用下从坑外流向坑内，不在水头压力的作用下从坑外流向坑内，不仅不能保持坑内的干燥，而且还会产生管仅不能保持坑内的干燥，而且还会产生管涌、流砂等渗透变形，危及基坑的安全。涌、流砂等渗透变形，危及基坑的安全。在这种情况下，在这种情况下，要求围护结构同时具有止要求围护结构同时具有止水的功能，能阻止地下水流向坑内，以保水的功能，能阻止地下水流向坑内，以保证坑内的施工作业条件。证坑内的施工作业条件。l实现围护结构止水功能的条件，一方面是实现围护结构止水功9、能的条件，一方面是要求围护结构本身要有一定的要求围护结构本身要有一定的隔水性能隔水性能，可以同时起止水帷幕的作用，另一方面是可以同时起止水帷幕的作用，另一方面是要求设置的止水帷幕有足够的长度，或者要求设置的止水帷幕有足够的长度，或者能切入不透水层，或者能能切入不透水层，或者能将水头梯度减少将水头梯度减少到不会发生危害的数值到不会发生危害的数值。l有些类型的围护结构可以同时具有挡土有些类型的围护结构可以同时具有挡土和止水的功能，如地下连续墙；但有些挡和止水的功能，如地下连续墙；但有些挡土结构物却不具有止水的作用，如排桩式土结构物却不具有止水的作用，如排桩式围护结构，此时就需要设置止水帷幕，采围护10、结构，此时就需要设置止水帷幕，采用两种材料的复合结构。用两种材料的复合结构。作为地下结构外墙的使用功能作为地下结构外墙的使用功能 l在软土地区，深基坑工程的围护结构造价在软土地区，深基坑工程的围护结构造价很高，特别如地下连续墙有时可达数千万很高，特别如地下连续墙有时可达数千万之巨，如果仅用作施工时的临时性围护结之巨，如果仅用作施工时的临时性围护结构，在地下室施工完毕以后就丧失了使用构，在地下室施工完毕以后就丧失了使用价值，确实非常可惜。为了充分利用地下价值，确实非常可惜。为了充分利用地下连续墙的使用价值，提出了将围护结构同连续墙的使用价值，提出了将围护结构同时作为地下室外墙的设计要求，这种设想11、时作为地下室外墙的设计要求，这种设想无疑是具有经济意义的。无疑是具有经济意义的。l在在这这种种条条件件下下，支支护护结结构构就就具具有有地地下下室室外外墙墙的的使使用用功功能能要要求求，即即永永久久性性的的止止水水功功能能、永永久久性性的的挡挡土土作作用用以以及及传传递递建建筑筑物荷载的功能。物荷载的功能。l对于同时具有地下室外墙使用功能要对于同时具有地下室外墙使用功能要求的围护结构，其设计和施工的技术要求的围护结构，其设计和施工的技术要求和一般围护结构不同，技术难度比较求和一般围护结构不同，技术难度比较大，也比较复杂，需要作专门的研究。大，也比较复杂，需要作专门的研究。环境保护与处理相邻关系12、的要求环境保护与处理相邻关系的要求 l1.控控制制围围护护结结构构位位移移和和坑坑底底隆隆起起对对环环境境的影响的影响l2.控制降低地下水位对环境的影响控制降低地下水位对环境的影响l3.控制土锚对相邻场的影响控制土锚对相邻场的影响控制围护结构位移和坑底隆起控制围护结构位移和坑底隆起对环境的影响对环境的影响l基坑开挖对土体来说是一种卸荷作用，打基坑开挖对土体来说是一种卸荷作用，打破了土体原来的平衡状态，土体就会产生破了土体原来的平衡状态，土体就会产生各种形态的位移，在基坑内部，表现为围各种形态的位移，在基坑内部，表现为围护结构的护结构的水平位移水平位移和坑底的和坑底的隆起隆起，尽管设，尽管设置了13、围护体的支、锚结构，但围护结构连置了围护体的支、锚结构，但围护结构连同周围的土体仍然有不同程度的水平位移；同周围的土体仍然有不同程度的水平位移；l坑底的隆起是一种向上的位移，产生的坑底的隆起是一种向上的位移，产生的原因一是深层土的卸荷回弹，二是由开原因一是深层土的卸荷回弹，二是由开挖形成的压力差导致的土体塑流。由于挖形成的压力差导致的土体塑流。由于土体是连续体，坑底的隆起和围护结构土体是连续体，坑底的隆起和围护结构的水平位移必然导致坑外土体产生沉降的水平位移必然导致坑外土体产生沉降和水平位移，带动相邻建筑物或市政设和水平位移，带动相邻建筑物或市政设施发生倾斜或挠曲，这些附加的变形使施发生倾斜或14、挠曲，这些附加的变形使结构构件或管道可能产生开裂，影响使结构构件或管道可能产生开裂，影响使用，危及安全。用，危及安全。控制降低地下水位对环境的影响控制降低地下水位对环境的影响 l基坑开挖时必须采取坑内排水或降低地下水基坑开挖时必须采取坑内排水或降低地下水位的措施以获得干燥的施工工作空间。位的措施以获得干燥的施工工作空间。如采如采用坑外降水会使大范围的地下水位下降；如用坑外降水会使大范围的地下水位下降；如在坑内降水而围护结构不具有止水的功能，在坑内降水而围护结构不具有止水的功能，或止水功能失效，则也会引起坑外地下水位或止水功能失效，则也会引起坑外地下水位下降；基坑的开挖深度越深，地下水位下降下降15、；基坑的开挖深度越深，地下水位下降越多，影响的范围也就越大。当采用坑内降越多，影响的范围也就越大。当采用坑内降水方案而止水帷幕能有效工作时，坑外的地水方案而止水帷幕能有效工作时，坑外的地下水位不会明显下降，对相邻建筑物不会构下水位不会明显下降，对相邻建筑物不会构成威胁。成威胁。l地下水位下降造成土体有效应力增加，地下水位下降造成土体有效应力增加，产生大范围的产生大范围的地面沉降地面沉降，在影响范围内，在影响范围内的建筑物和市政设施就要受到不同程度的建筑物和市政设施就要受到不同程度的损害。的损害。l因此在软土地区通常都采用止水帷幕来因此在软土地区通常都采用止水帷幕来防止坑外地下水位的下降，在基坑16、工程防止坑外地下水位的下降，在基坑工程设计和施工时，必须充分重视止水帷幕设计和施工时，必须充分重视止水帷幕的质量，的质量，密切监控坑外地下水位的变化密切监控坑外地下水位的变化。控制土锚对相邻场地的影响控制土锚对相邻场地的影响 l对坑内的施工条件来说，采用土锚比内对坑内的施工条件来说，采用土锚比内支撑更为有利，可以减少对挖土和浇筑支撑更为有利，可以减少对挖土和浇筑基础的干扰。因此在地质条件比较好的基础的干扰。因此在地质条件比较好的的地方，大量采用土锚；而在软土地区，的地方，大量采用土锚；而在软土地区，由于软土无法提供足够的锚固力，很少由于软土无法提供足够的锚固力，很少采用土锚。但除了上述技术方面17、的考虑采用土锚。但除了上述技术方面的考虑之外，采用土锚时还应充分注意其对相之外，采用土锚时还应充分注意其对相邻关系的影响，除非建筑场地十分空旷，邻关系的影响，除非建筑场地十分空旷，土锚能完全设置在建筑红线范围以内。土锚能完全设置在建筑红线范围以内。l建筑红线是法定的建筑界限，不仅限定地建筑红线是法定的建筑界限，不仅限定地面建筑的范围，而且也不容许地下的设施面建筑的范围，而且也不容许地下的设施超出红线范围。在一般情况下，土锚的锚超出红线范围。在一般情况下，土锚的锚固段常常超出红线，亦即已经进入相邻场固段常常超出红线，亦即已经进入相邻场地的范围，如果相邻场地进行地下的施工地的范围，如果相邻场地进行18、地下的施工或设置桩体，土锚就成为其地下障碍物，或设置桩体，土锚就成为其地下障碍物，因此可能产生相邻的纠纷。从民法的角度因此可能产生相邻的纠纷。从民法的角度来看，采用的土锚如已进入相邻场地范围，来看，采用的土锚如已进入相邻场地范围，则已经侵犯了相邻场地业主的合法权益，则已经侵犯了相邻场地业主的合法权益，相邻场地业主可以诉诸法律。相邻场地业主可以诉诸法律。深基坑围护结构的类型深基坑围护结构的类型 l按功能划分按功能划分l按围护结构刚度划分按围护结构刚度划分l按围护结构保持稳定方式划分按围护结构保持稳定方式划分l按围护结构的施工工艺与材料划分按围护结构的施工工艺与材料划分按功能划分按功能划分l按围护19、结构功能划分为按围护结构功能划分为临时性结构临时性结构和兼有永久和兼有永久性结构功能（性结构功能（两墙合一两墙合一）两类。）两类。l临临时时性性围围护护结结构构的的功功能能比比较较单单一一，设设计计时时只只要要满满足足施施工工围围护护结结构构的的挡挡土土、止止水水和和环环境境保保护护的的要求；要求；l永久性结构除了满足上述施工围护结构的要求永久性结构除了满足上述施工围护结构的要求外，还应满足作为永久性结构的许多要求，例外，还应满足作为永久性结构的许多要求，例如传力、协调变形、防渗等要求。同时还要处如传力、协调变形、防渗等要求。同时还要处理与地下室梁、板、柱的连接构造，对围护结理与地下室梁、板、20、柱的连接构造，对围护结构的变形也有更严格的要求。构的变形也有更严格的要求。按围护结构刚度划分按围护结构刚度划分l按按围围护护结结构构材材料料本本身身的的传传力力特特性性可可以以分分为刚性结构和柔性结构两类。为刚性结构和柔性结构两类。l刚刚性性结结构构围围护护体体材材料料的的抗抗拉拉强强度度很很低低，一一般般不不考考虑虑承承受受弯弯矩矩，其其变变形形的的特特点点主主要要是是平平移移和和转转动动，当当发发生生挠挠曲曲变变形形时时很很容易出现开裂；容易出现开裂；l柔柔性性结结构构围围护护体体材材料料能能承承受受较较大大的的弯弯矩矩和和拉拉应应力力，因因此此可可以以容容许许发发生生较较大大的的挠挠曲而21、结构不出现裂缝。曲而结构不出现裂缝。按围护结构保持稳定方式划分按围护结构保持稳定方式划分l按按围围护护结结构构保保持持稳稳定定的的方方式式，可可划划分分为为自自立立式式和和支锚式两类。支锚式两类。l自自立立式式围围护护结结构构可可以以不不依依靠靠支支撑撑或或锚锚杆杆的的传传力力作作用用而而保保持持其其平平衡衡，按按照照保保持持稳稳定定的的机机制制可可以以分分为为重重力力式式和和悬悬臂臂式式两两类类。重重力力式式围围护护结结构构依依靠靠自自身身的的重重力力所所形形成成的的稳稳定定力力矩矩和和摩摩阻阻力力来来抵抵抗抗土土压压力力所所引引起起的的倾倾覆覆和和滑滑移移；悬悬臂臂式式则则依依靠靠插插入入22、深深度度范范围内土的嵌固作用维持稳定。围内土的嵌固作用维持稳定。l支支锚锚式式围围护护结结构构则则需需要要依依靠靠内内支支撑撑或或土土锚锚才才能能保保持围护结构的稳定。持围护结构的稳定。主动土压力主动土压力Ea被动抗力被动抗力Ep基底摩阻力基底摩阻力H重力重力G重力式围护结构重力式围护结构主动土压力主动土压力Ea被动抗力被动抗力Ep被动抗力被动抗力Ep悬臂式围护结构悬臂式围护结构拉锚拉锚土锚土锚土锚或拉锚土锚或拉锚支撑支撑立柱立柱立柱桩立柱桩围护墙围护墙围檩围檩坑底坑底加固加固内支撑体系内支撑体系按围护结构施工工艺与材料划分按围护结构施工工艺与材料划分l按按围围护护结结构构的的施施工工工工艺艺23、与与材材料料划划分分可可分分为为以以水水泥泥稳稳定定土土为为材材料料的的水水泥泥搅搅拌拌桩桩，以以钢钢为为材材料料的的钢钢板板桩桩和和以以钢钢筋筋混混凝凝土土为为材材料料的的钻钻孔孔灌灌注注桩桩、地地下下连连续续墙墙或或钢钢筋筋混凝土板桩。混凝土板桩。l围围护护结结构构的的受受力力性性能能与与材材料料密密切切有有关关。用用水水泥泥搅搅拌拌桩桩做做成成的的坝坝体体是是刚刚性性的的、自自立立式式的的。用用钢钢材材或或钢钢筋筋混混凝凝土土制制成成的的围围护护结结构构是是柔柔性性的的，一一般般需需要要采采用用支支锚锚体体系系来来维维持持其其稳稳定定。但但钢钢筋筋混混凝凝土土地地下下连连续续墙墙也也可可24、以以做做成成如如图图所所示示的的重重力力式式围围护护结结构构；水水泥泥搅搅拌拌桩桩可可以以加加劲劲性性的的型型钢钢成成为为柔柔性性的的围围护护结结构构（SMW工工法法），也也可可以以用用作作柔柔性性的的排排桩桩式式围围护护结结构构的的止止水水帷帷幕。幕。地下连续墙作重力式地下连续墙作重力式基坑工程的失效模式基坑工程的失效模式l1.整体失稳整体失稳l2.坑底隆起坑底隆起l3.围护结构倾覆失稳围护结构倾覆失稳l4.围护结构滑移失稳围护结构滑移失稳l5.围护结构底部地基承载力失稳围护结构底部地基承载力失稳l6.“6.“踢脚踢脚”失稳失稳l7.止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏止水帷幕功能失效和坑底渗25、透变形破坏l8.围护结构的结构性破坏围护结构的结构性破坏l9.支、锚体系失稳破坏支、锚体系失稳破坏整体失稳整体失稳l整体失稳是指在土体中形成了滑动面，整体失稳是指在土体中形成了滑动面，围护结构连同基坑外侧及坑底的土体一围护结构连同基坑外侧及坑底的土体一起丧失稳定性，一般的失稳形态是围护起丧失稳定性，一般的失稳形态是围护结构的上部向坑外倾倒，围护结构的底结构的上部向坑外倾倒，围护结构的底部向坑内移动，坑底土体隆起，坑外地部向坑内移动，坑底土体隆起，坑外地面下陷。面下陷。坑底隆起坑底隆起l坑底隆起是指坑底土体产生向上的塑性变形。坑底隆起是指坑底土体产生向上的塑性变形。基坑开挖以后，坑底向上位移的原26、因有两种，基坑开挖以后，坑底向上位移的原因有两种，一是卸载引起的一是卸载引起的回弹回弹，其数值较小；另一种，其数值较小；另一种是在开挖引起的压力差作用下土体中产生的是在开挖引起的压力差作用下土体中产生的塑性变形塑性变形，这种变形如果数量较大，表示土，这种变形如果数量较大，表示土体中的塑流已经比较严重，如果围护结构和体中的塑流已经比较严重，如果围护结构和内支撑能形成整体性好的体系，则塑流仅引内支撑能形成整体性好的体系，则塑流仅引起坑外地面下沉，影响环境安全；如果是自起坑外地面下沉，影响环境安全；如果是自立式结构或节点强度差的支撑体系，隆起可立式结构或节点强度差的支撑体系，隆起可能是整体失稳的前兆27、；如果稳定性不能得到能是整体失稳的前兆；如果稳定性不能得到有效的控制，就会发生整体性失稳。有效的控制，就会发生整体性失稳。围护结构倾覆失稳围护结构倾覆失稳l围护结构的倾覆失稳主要发生在重力式结构或围护结构的倾覆失稳主要发生在重力式结构或悬臂式围护结构，重力式结构在坑外主动土压悬臂式围护结构，重力式结构在坑外主动土压力的作用下，围护结构绕其下部的某点转动，力的作用下，围护结构绕其下部的某点转动，围护结构的顶部向坑内倾倒围护结构的顶部向坑内倾倒。抵抗倾覆失稳的。抵抗倾覆失稳的力矩主要由围护结构自身的重力形成，坑底的力矩主要由围护结构自身的重力形成，坑底的被动抗力也是构成抵抗力矩的因素。关于转动被动28、抗力也是构成抵抗力矩的因素。关于转动中心的位置有不同的看法，传统的方法是将中心的位置有不同的看法，传统的方法是将转转动中心放在围护结构的前趾动中心放在围护结构的前趾，但也有认为绕前，但也有认为绕前趾上面或下面的某一点转动比较合理，特别的趾上面或下面的某一点转动比较合理，特别的软土地区由于基底土比较软弱，在力矩作用下软土地区由于基底土比较软弱，在力矩作用下前趾有下沉的可能前趾有下沉的可能。围护结构滑移失稳围护结构滑移失稳l围护结构的滑移失稳亦主要发生在重力围护结构的滑移失稳亦主要发生在重力式结构中，在坑外主动土压力的作用下，式结构中，在坑外主动土压力的作用下，围护结构向坑内平移围护结构向坑内平移29、。抵抗滑移的阻力。抵抗滑移的阻力主要由围护体底面的摩阻力以及内侧的主要由围护体底面的摩阻力以及内侧的被动土压力构成。当坑底土软弱或围护被动土压力构成。当坑底土软弱或围护结构底部的地基土软化时，墙体发生滑结构底部的地基土软化时，墙体发生滑移失稳。移失稳。围护结构底部地基承载力失稳围护结构底部地基承载力失稳l重力式围护结构的底面压力过大，地基重力式围护结构的底面压力过大，地基承载力不足引起的失稳。承载力不足引起的失稳。由于在围护结由于在围护结构的外侧还作用着土压力，因此其合力构的外侧还作用着土压力，因此其合力是倾斜的。在倾斜荷载作用下，地基土是倾斜的。在倾斜荷载作用下，地基土发生向坑内的挤出，围护30、结构产生不均发生向坑内的挤出，围护结构产生不均匀的沉降，可能导致部分围护结构的开匀的沉降，可能导致部分围护结构的开裂损坏裂损坏。“踢脚踢脚”失稳失稳 l在单支撑的基坑中，可能发生在单支撑的基坑中，可能发生挠支撑点挠支撑点转动转动，围护结构上部向坑外倾倒，围护，围护结构上部向坑外倾倒，围护结构的下部向上翻的失稳模式，故形象结构的下部向上翻的失稳模式，故形象地称为地称为“踢脚踢脚”失稳。在多支撑的围护失稳。在多支撑的围护结构中一般不会产生踢脚失稳，除非其结构中一般不会产生踢脚失稳，除非其它支撑都已失效，只有一道支撑起作用它支撑都已失效，只有一道支撑起作用的情况。的情况。止水帷幕功能失效和坑底渗透变31、止水帷幕功能失效和坑底渗透变形破坏形破坏l止水帷幕丧失挡水功能，产生止水帷幕丧失挡水功能，产生渗漏、涌水、流渗漏、涌水、流土或流砂土或流砂。由于水土流失使基坑外地面下沉、。由于水土流失使基坑外地面下沉、塌陷，导致邻近建筑物的开裂和损坏。引起围塌陷，导致邻近建筑物的开裂和损坏。引起围护结构止水帷幕功能失效的主要原因是施工因护结构止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素，其次是设计因素和材料的因素。由于施工素，其次是设计因素和材料的因素。由于施工质量低劣，止水帷幕有空洞或裂缝，成为漏水质量低劣，止水帷幕有空洞或裂缝，成为漏水的通道是最普遍的现象；止水帷幕设计过短，的通道是最普遍的现象；止水帷幕设计过短32、，没有全部切断透水层也是漏水的可能原因。没有全部切断透水层也是漏水的可能原因。l由于止水帷幕失效产生过大的水力坡降由于止水帷幕失效产生过大的水力坡降引起坑底引起坑底渗透变形破坏渗透变形破坏。坑内采用排水。坑内采用排水或降水措施后，造成了坑内外的水头差，或降水措施后，造成了坑内外的水头差，地下水在水头差的作用下向坑内渗流，地下水在水头差的作用下向坑内渗流，在渗流出口处土的细颗粒被带出，或土在渗流出口处土的细颗粒被带出，或土颗粒处于悬浮状态涌出。这种由渗透引颗粒处于悬浮状态涌出。这种由渗透引起的破坏因破坏机理不同而有不同的名起的破坏因破坏机理不同而有不同的名称，如管涌、流砂或流土。如不及时制称，如33、管涌、流砂或流土。如不及时制止，由渗透变形引起的坑外土体的位移止，由渗透变形引起的坑外土体的位移和陷落是严重的。和陷落是严重的。围护结构的结构性破坏围护结构的结构性破坏 围护结构的结构性破坏是指围护体本身发生围护结构的结构性破坏是指围护体本身发生开裂、开裂、折断、剪断或压屈折断、剪断或压屈，致使结构失去了承载能力的破，致使结构失去了承载能力的破坏模式。坏模式。l结构性损坏的原因可能是方案性的错误，如支撑体结构性损坏的原因可能是方案性的错误，如支撑体系不当或围护结构不闭合；也可能是设计计算时荷系不当或围护结构不闭合；也可能是设计计算时荷载估计不足或结构材料强度估计过高，支撑或围檩载估计不足或结构34、材料强度估计过高，支撑或围檩截面不足导致破坏；此外，结构节点处理不当，也截面不足导致破坏；此外，结构节点处理不当，也会因局部失稳而引起整体破坏，特别在钢支撑体系会因局部失稳而引起整体破坏，特别在钢支撑体系中，节点多，加工与安装质量不易控制。节点处理中，节点多，加工与安装质量不易控制。节点处理包括支撑和墙体的连接处，如不设置围檩或连接强包括支撑和墙体的连接处，如不设置围檩或连接强度不够。度不够。支、锚体系失稳破坏支、锚体系失稳破坏l支锚体系的失稳破坏包括两种不同的破坏模支锚体系的失稳破坏包括两种不同的破坏模式。锚杆的破坏主要表现为式。锚杆的破坏主要表现为锚杆的拔出、断锚杆的拔出、断裂或预应力松弛35、裂或预应力松弛，土锚的破坏大多是局部的，土锚的破坏大多是局部的，群锚的破坏实际上是土体的失稳而并非是锚群锚的破坏实际上是土体的失稳而并非是锚杆的结构性破坏；支撑的失稳很可能是整体杆的结构性破坏；支撑的失稳很可能是整体性的，其形态因体系不同而不同，支撑体系性的，其形态因体系不同而不同，支撑体系大多是超静定的，局部的破坏会造成整体的大多是超静定的，局部的破坏会造成整体的失稳，尤其是钢支撑体系，局部节点的失效失稳，尤其是钢支撑体系，局部节点的失效概率比较大。概率比较大。安全等级与设计、施工要求安全等级与设计、施工要求l确定安全等级的原则确定安全等级的原则l考虑划分安全等级的因素考虑划分安全等级的因素36、l已有规范对安全等级的划分标准已有规范对安全等级的划分标准l不同安全等级基坑工程的设计及施工要不同安全等级基坑工程的设计及施工要求求l基坑设计的表达式及设计原则基坑设计的表达式及设计原则l关于安全系数的规定关于安全系数的规定确定安全等级的原则确定安全等级的原则 l1.基基坑坑工工程程大大多多数数是是临临时时性性的的，其其安安全全度度和耐久性的要求低于一般的结构工程；和耐久性的要求低于一般的结构工程；l2.围围护护结结构构失失效效对对周周围围环环境境影影响响的的重重要要性性甚于围护结构本身；甚于围护结构本身；l3.在在许许多多情情况况下下，变变形形的的控控制制高高于于强强度度控控制。制。考虑划分37、安全等级的因素考虑划分安全等级的因素l1.基坑的基坑的开挖深度开挖深度l由由于于土土压压力力与与深深度度的的平平方方成成正正比比，基基坑坑深深度度越越大大，围围护护结结构构的的内内力力与与变变形形都都相相应应急急剧剧增增大大，支支锚锚结结构构的的轴轴力力也也随随之之增增大大。无无论论对对于于围围护护结结构构本本身身的的安安全全或或对对环环境境的的影影响响都都增增加加了了技技术术难难度度，工工程程的的重重要要性性和和失失效效带带来来的的危危害害性性都都加加大大了了，对对于于深深基基坑坑应提高对设计和施工的技术要求；应提高对设计和施工的技术要求；l2.土质条件土质条件l在在相相同同开开挖挖深深度度38、的的条条件件下下，土土质质越越差差，抗抗剪剪强强度度低低，侧侧土土压压力力增增大大，结结构构内内力力加加大大，对对环环境境的的影影响响也也越越大大，控控制制的的要要求必须相应提高；求必须相应提高；l3.地下水位地下水位l地地下下水水对对基基坑坑围围护护结结构构的的安安全全与与使使用用具具有有决决定定性性的的作作用用，如如果果地地下下水水位位很很深深，则则技技术术难难度度和和工工程程的的危危险险性性都都要要小小得得多多；在在地地下下水水位位高高的的地地方方，降降水水会会形形成成地地面面的的沉沉降降和和损损害害相相邻邻建建筑筑物物，如如果果设设置置止止水水帷帷幕幕，则则使使围围护护结结构构承承受受39、很很大大的的水水压压力力，同同时时增增加加了了渗渗透透变变形形的的危危险险性性，因此必须提高对设计和施工的要求；因此必须提高对设计和施工的要求；l4.相相邻邻建建筑筑物物与与设设施施的的重重要要性性以以及及对对变变形的承受能力形的承受能力l相邻建筑物的重要性增大，对变形控相邻建筑物的重要性增大，对变形控制的要求更严格，安全等级就越高，例制的要求更严格，安全等级就越高，例如在地下铁道邻近地区开挖基坑时，常如在地下铁道邻近地区开挖基坑时，常需要提高设计的安全度以保证地下铁道需要提高设计的安全度以保证地下铁道的安全运行；对于变形十分敏感的建筑的安全运行；对于变形十分敏感的建筑物或设施，也必须物或设施40、，也必须严格控制变形严格控制变形，提高，提高对设计施工的要求。对设计施工的要求。规范对安全等级的划分标准规范对安全等级的划分标准l现现有有各各部部门门和和地地方方的的基基坑坑工工程程规规范范已已经经提提出出了了基基坑坑工工程程安安全全等等级级的的划划分分方方法法，见见下下表表，表表中中出出现现的的差差别别反反映映了了地地区区的的地地质质条条件件和和经经验验的的不不同同以以及及规规范范覆覆盖盖面面的的不不同同，地地方方规规范范针针对对性性强强，可可以以规规定定得得具具体体一一些些，而而全全国国性性的的规规范范只只能能规规定定得原则些。得原则些。不同安全等级基坑工程的设计不同安全等级基坑工程的设计41、及施工要求及施工要求l为了统一设计标准，对不同的工程区别为了统一设计标准，对不同的工程区别对待，需要制定设计依据的控制标准。对待，需要制定设计依据的控制标准。有些规范对基坑工程划分了安全等级，有些规范对基坑工程划分了安全等级，但有的规范不主张划分安全等级。下面但有的规范不主张划分安全等级。下面主要讨论按安全等级确定的设计施工要主要讨论按安全等级确定的设计施工要求求。l从地方规范的规定可以看出，对基坑从地方规范的规定可以看出，对基坑围护设计的要求主要按变形控制，对围护设计的要求主要按变形控制，对不同安全等级的基坑提出不同数量的不同安全等级的基坑提出不同数量的变形控制值，安全等级越高，变形控变形控42、制值，安全等级越高，变形控制值越小。变形控制值有两种不同方制值越小。变形控制值有两种不同方法，一种是法，一种是按水平位移的数值控制按水平位移的数值控制，另一种是另一种是按水平位移与围护结构高度按水平位移与围护结构高度的相对比值控制的相对比值控制。l其实这两种不同的控制方法表示了其实这两种不同的控制方法表示了不同的控制侧重点，相对比值用于不同的控制侧重点，相对比值用于控制围护结构本身能处于安全的工控制围护结构本身能处于安全的工作状态，与安全系数相配合以保持作状态，与安全系数相配合以保持围护结构的安全；水平位移的绝对围护结构的安全；水平位移的绝对值用于将围护结构对相邻建筑物的值用于将围护结构对相邻43、建筑物的影响控制在许可的范围以内。影响控制在许可的范围以内。l对于面向全国的规范，由于各地地对于面向全国的规范，由于各地地质条件相差悬殊，很难如地方规范质条件相差悬殊，很难如地方规范那样对变形作出具体的规定，建筑那样对变形作出具体的规定，建筑基坑工程技术规范在编制过程中曾基坑工程技术规范在编制过程中曾分别邻近有无永久性建筑物给出了分别邻近有无永久性建筑物给出了变形控制值，但在最终颁布时删去变形控制值，但在最终颁布时删去了这些内容。作为一种经验的总结了这些内容。作为一种经验的总结还是有参考价值。还是有参考价值。基坑设计的表达式及设计原则基坑设计的表达式及设计原则l基基坑坑设设计计由由两两部部分分44、组组成成，一一部部分分是是涉涉及及土土体体稳稳定定性性的的验验算算；另另一一部部分分是是围围护护结结构构、支支撑撑或或锚锚杆杆的的结结构构设设计计。前前一一种种验验算算时时，主主要要的的荷荷载载和和抗抗力力都都是是由由土土体体产产生生的的；后后一一种种设设计计的的荷荷载载主主要要由由土土体体引引起起的的，而而抗抗力力是是由由结结构构材材料料提提供供的的。这这两两种种设设计计表表达达式式中中的的荷荷载载和和抗抗力力项项的的物物理理意意义义不不同同、性性质质不不同同，安安全全控控制制的的标标准也不相同。准也不相同。l从表可以看出，对稳定性验算，各规范从表可以看出，对稳定性验算，各规范所采用的设计方45、法基本相同，都是安全所采用的设计方法基本相同，都是安全系数方法。虽然安全系数设计方法不符系数方法。虽然安全系数设计方法不符合设计统一标准关于概率极限状态设计合设计统一标准关于概率极限状态设计原则的要求，但在设计表达式的两边都原则的要求，但在设计表达式的两边都采用标准值表示设计变量，设计体系内采用标准值表示设计变量，设计体系内部封闭，尚不致造成误解和错误。但是部封闭，尚不致造成误解和错误。但是围护结构墙身设计、支撑截面设计和锚围护结构墙身设计、支撑截面设计和锚杆截面设计的情况就不一样了，设计表杆截面设计的情况就不一样了，设计表达式两边物理量的性质不同，需要在基达式两边物理量的性质不同，需要在基坑46、规范中加以协调。坑规范中加以协调。l在围护结构、支撑或锚杆的结构设计表在围护结构、支撑或锚杆的结构设计表达式中，必须充分注意荷载和抗力的统达式中，必须充分注意荷载和抗力的统一。这是因为，产生结构内力的荷载主一。这是因为，产生结构内力的荷载主要是由土形成的，所求得的土压力和结要是由土形成的，所求得的土压力和结构内力都是标准值，但材料的强度采用构内力都是标准值，但材料的强度采用现行的混凝土结构规范的设计值，则设现行的混凝土结构规范的设计值，则设计表达式的两端是不一致的，必须采取计表达式的两端是不一致的，必须采取一定的调整措施加以平衡。一定的调整措施加以平衡。l如果采用现行地基基础规范中关于土压如果47、采用现行地基基础规范中关于土压力的计算方法和结构内力计算方法强度力的计算方法和结构内力计算方法强度结构的内力，同时采用现行混凝土结构结构的内力，同时采用现行混凝土结构规范中的材料强度设计值进行截面强度规范中的材料强度设计值进行截面强度验算和配筋，忽视了两者之间在设计原验算和配筋，忽视了两者之间在设计原则上的差异，就降低了结构的安全度，则上的差异，就降低了结构的安全度，留下了隐患。留下了隐患。关于安全系数的规定关于安全系数的规定l各规范对设计安全系数的规定很不一致，各规范对设计安全系数的规定很不一致，符号和术语也并不一致，在使用时务必符号和术语也并不一致，在使用时务必充分注意区别。各规范对不同的48、验算模充分注意区别。各规范对不同的验算模式所规定的安全系数允许值见下表。由式所规定的安全系数允许值见下表。由于各规范都按自己的符号术语系统规定于各规范都按自己的符号术语系统规定其物理意义，选用各不相同的安全水准其物理意义，选用各不相同的安全水准和各种系数，读者在使用这些规范时，和各种系数，读者在使用这些规范时，只能认定执行一本规范的规定，切忌几只能认定执行一本规范的规定，切忌几本规范混用。本规范混用。深基坑围护结构的设计荷载深基坑围护结构的设计荷载l基基坑坑工工程程设设计计的的荷荷载载不不同同于于一一般般的的结结构构物物，作作用用于于围围护护结结构构上上的的荷荷载载主主要要是是侧侧向向压压力力49、包包括括土土压压力力和和水水压压力力。其其它它的的一一些些作作用用，如如地地面面的的施施工工荷荷载载、相相邻邻建建筑筑物物的的基基底底荷荷载载等等垂垂直直荷荷载载也也都都通通过过侧侧向向压压力力的的形形式式作作用用于于围围护护结结构构；相相邻邻场场地地的的沉沉桩桩挤挤土土作作用用，也也以以水水平平压压力力的的形形式式传传给给围围护护结结构构；直直接接作作用用于于围围护护结结构构上上的的垂垂直直荷荷载载很很少少，主主要要是是作作用用于于内内支支撑上的一些施工机械。撑上的一些施工机械。l作用于围护结构上的侧向荷载都是非标作用于围护结构上的侧向荷载都是非标准的荷载，其值是不确定的、不稳定的，准的荷载50、，其值是不确定的、不稳定的，受施工条件和环境条件的影响非常大，受施工条件和环境条件的影响非常大，预估的荷载与实际产生的荷载可能相差预估的荷载与实际产生的荷载可能相差很远，荷载的确定是基坑工程设计中最很远，荷载的确定是基坑工程设计中最为困难而又十分重要的环节。为困难而又十分重要的环节。l作用于围护结构的侧向土压力作用于围护结构的侧向土压力 l作用于围护结构的水压力作用于围护结构的水压力 l施工荷载施工荷载l永久性荷载永久性荷载 作用于围护结构的侧向土压力作用于围护结构的侧向土压力l1.对经典土压力理论的认识对经典土压力理论的认识l2.土压力的量测试验结果土压力的量测试验结果l3.土压力计算中若干51、问题的讨论土压力计算中若干问题的讨论l4.土压力计算的一些经验方法土压力计算的一些经验方法对经典土压力理论的认识对经典土压力理论的认识l在在讨讨论论到到土土压压力力问问题题时时，人人们们就就会会提提到到经经典典的的库库仑仑理理论论和和朗朗肯肯理理论论。由由于于建建设设规规模模的的发发展展，也也由由于于量量测测技技术术和和计计算算技技术术的的进进步步，近近代代对对于于土土压压力力的的性性质质和和土土压压力力的的分分布布与与变变化化规规律律的的认认识识远远远远超超过过了了朗朗肯肯和和库库仑仑的的年年代代，因因此此在在许许多多文文献献中中，人人们们不不断断地地发发现现实实测测的的结结果果与与理理论论52、不不符符，也也经经常常听听到到对对经经典典土土压压力力理论的批评。理论的批评。l但是经典的土压力理论依然是实用但是经典的土压力理论依然是实用计算公式的基本形式，许多关于土计算公式的基本形式，许多关于土压力计算的讨论常常是环绕着如何压力计算的讨论常常是环绕着如何修正经典公式来开展的，经典公式修正经典公式来开展的，经典公式的局限性是明显的，但至今尚没有的局限性是明显的，但至今尚没有看到超越他们的新的理论公式问世。看到超越他们的新的理论公式问世。经典土压力理论得到的是极限值经典土压力理论得到的是极限值l基坑尚未开挖时作用在围护结构墙面上基坑尚未开挖时作用在围护结构墙面上的是静止土压力，此时土体处于完53、全弹的是静止土压力，此时土体处于完全弹性状态，基坑开挖以后土体处于塑性局性状态，基坑开挖以后土体处于塑性局部发展的过程中，墙后和墙前的土压力部发展的过程中，墙后和墙前的土压力都没有达到极限状态，处在图都没有达到极限状态，处在图中的两条中的两条不同的曲线上，而按经典土压力理论计不同的曲线上，而按经典土压力理论计算的仅是曲线的两个端点。至于塑性发算的仅是曲线的两个端点。至于塑性发展的过程，经典土压力理论并没有给出展的过程，经典土压力理论并没有给出解答，迄今为止，还没有解析的方法可解答，迄今为止，还没有解析的方法可以计算这个过程。以计算这个过程。l经典土压力理论只能计算刚性界面上的经典土压力理论只能54、计算刚性界面上的接触压力接触压力l经典土压力理论没有考虑挡墙本身的变形，经典土压力理论没有考虑挡墙本身的变形，即将挡墙作为即将挡墙作为完全刚性完全刚性的，只考虑挡墙的的，只考虑挡墙的平平移或转动移或转动等刚性位移。等刚性位移。l但在基坑工程中，排桩式和地下连续墙等板但在基坑工程中，排桩式和地下连续墙等板式的围护结构都是柔性的，会产生比较大的式的围护结构都是柔性的，会产生比较大的变形，而且在支撑和锚杆的约束下，围护结变形，而且在支撑和锚杆的约束下，围护结构的变形非常复杂，目前也没有解析的方法构的变形非常复杂，目前也没有解析的方法可以计算柔性挡墙与土体的接触压力。可以计算柔性挡墙与土体的接触压力。55、l经典土压力理论是在经典土压力理论是在平面应变条件平面应变条件下下的解答的解答l无无论论是是库库仑仑理理论论或或者者是是朗朗肯肯理理论论，都都是是平平面面应应变变条条件件下下的的解解答答，没没有有考考虑虑末端的影响。末端的影响。l而实际的工程条件总是有限长的，在而实际的工程条件总是有限长的，在长边方向的中部比较接近于平面条件，长边方向的中部比较接近于平面条件，但在基坑的转角处则与平面问题假定但在基坑的转角处则与平面问题假定相距甚远，相距甚远，存在末端的影响存在末端的影响。土压力的量测试验结果土压力的量测试验结果 l国内在国内在90年代初，周应英等报道了五组年代初，周应英等报道了五组很有意义的试56、验结果，为认识土压力的很有意义的试验结果，为认识土压力的分布规律提供了实测的数据。分布规律提供了实测的数据。l试验填料分别采用砂土和粘性土。采用试验填料分别采用砂土和粘性土。采用压力盒量测土压力，在砂土的试验中用压力盒量测土压力，在砂土的试验中用了了20个压力盒，粘性土的试验中用了个压力盒，粘性土的试验中用了59个压力盒。个压力盒。宽高比为宽高比为1.0宽高比为宽高比为0.66不同宽高比的影响不同宽高比的影响绕墙底转动时绕墙底转动时绕墙顶转动及平移时绕墙顶转动及平移时墙平移时墙平移时l说明当墙身的高宽比为说明当墙身的高宽比为1时，实测土压力时，实测土压力随深度增加而增大，实测数据在理论分布随深57、度增加而增大，实测数据在理论分布线两侧波动，静止条件下的实测土压力最线两侧波动，静止条件下的实测土压力最大，随着位移的增大，土压力减小；墙身大，随着位移的增大，土压力减小；墙身的高宽比的高宽比1.5时的实测结果，分布曲线偏离时的实测结果，分布曲线偏离理论直线比较大，在墙的上半部实测主动理论直线比较大，在墙的上半部实测主动土压力值大于库仑理论值，下部则相反，土压力值大于库仑理论值，下部则相反，出现在工程实测时通常出现的出现在工程实测时通常出现的R形分布；形分布；五种不同的宽高比（五种不同的宽高比（0.5,0.6,1.0,1.5,2.0）的）的墙体试验结果说明墙体试验结果说明墙身刚度越小，实测的墙58、身刚度越小，实测的主动土压力分布越偏离库仑理论值。主动土压力分布越偏离库仑理论值。l当墙身当墙身绕墙底转动绕墙底转动时，实测土压力的数时，实测土压力的数据随深度增大，并接近于据随深度增大，并接近于直线分布直线分布；但；但当墙身平移或绕墙顶转动时，实测主动当墙身平移或绕墙顶转动时，实测主动土压力的分布与直线分布偏离比较大，土压力的分布与直线分布偏离比较大，其分布特点是墙身上部大于理论值，下其分布特点是墙身上部大于理论值，下部小于理论值。同时还可以看出，当墙部小于理论值。同时还可以看出，当墙底部绕墙顶的位移量与平移量相等时，底部绕墙顶的位移量与平移量相等时，转动的总土压力大于平移的土压力，且转动的59、总土压力大于平移的土压力，且平移时更偏离于理论值。平移时更偏离于理论值。l比较三种不同性质位移的试验结果可知，比较三种不同性质位移的试验结果可知，墙平移时的土压力合力最小，墙平移时的土压力合力最小，绕墙顶绕墙顶转转动时的土压力动时的土压力合力最大合力最大；为了研究不同；为了研究不同性质位移的相互关系，在进行了绕墙顶性质位移的相互关系，在进行了绕墙顶转动的试验之后，又将墙顶移动使墙恢转动的试验之后，又将墙顶移动使墙恢复竖直，这相当于两种转动的叠加，与复竖直，这相当于两种转动的叠加，与平移相当；此时上部土压力由大变小，平移相当；此时上部土压力由大变小，下部的土压力由小变大，与直接平移的下部的土压力60、由小变大，与直接平移的试验结果相当接近，说明试验结果相当接近，说明不同性质的位不同性质的位移可以叠加移可以叠加。位移叠加对土压力的影响，假设挡墙先绕底部位移叠加对土压力的影响，假设挡墙先绕底部B点转动，点转动，墙顶由墙顶由A移至移至A，然后绕顶部然后绕顶部A点转动，墙底点转动，墙底B点移至点移至B，分两步完成有关平移的运动，则土压力可由前两分两步完成有关平移的运动，则土压力可由前两种情况的平均求得，见图种情况的平均求得，见图(c)。l三种不同性质位移所产生的破裂面位置很三种不同性质位移所产生的破裂面位置很接近，与墙背面的夹角约为接近，与墙背面的夹角约为33.5，但三，但三种情况土压力的大小与分61、布却差别比较大。种情况土压力的大小与分布却差别比较大。三种不同位移所产生的土压力有较大差别三种不同位移所产生的土压力有较大差别的原因可以用滑动面上在墙顶处抗剪强度的原因可以用滑动面上在墙顶处抗剪强度发挥的不同程度来解释。发挥的不同程度来解释。l转动时由于转动中心处基本上没有位移，转动时由于转动中心处基本上没有位移，滑动面上的抗剪强度得不到充分的发挥；滑动面上的抗剪强度得不到充分的发挥；而平移时各点的位移接近，沿滑动面上而平移时各点的位移接近，沿滑动面上发挥了相同的较大的强度，因而土压力发挥了相同的较大的强度，因而土压力最小，实测主动土压力为最小，实测主动土压力为40.61kN，而采而采用楔体试62、算法，考虑滑动面上的粘聚力用楔体试算法，考虑滑动面上的粘聚力和墙面上的粘结力，计算得到的结果为和墙面上的粘结力，计算得到的结果为38.75kN，两者非常接近，说明试验的结两者非常接近，说明试验的结果是比较可信的。果是比较可信的。理论分析的成果理论分析的成果绕墙顶转动绕墙顶转动绕墙底转动绕墙底转动l这种理论计算的结果虽然是在简化假定这种理论计算的结果虽然是在简化假定的基础上求得的，但和上述试验的结果的基础上求得的，但和上述试验的结果却非常吻合，至少可以说明却非常吻合，至少可以说明刚性墙的土刚性墙的土压力分布的不同图形是由于墙的位移性压力分布的不同图形是由于墙的位移性质所决定的质所决定的。极限状态63、时的位移值极限状态时的位移值l当开挖基坑时，在围护结构的前方卸载，当开挖基坑时，在围护结构的前方卸载，墙就有向坑内产生位移的趋势，墙后的墙就有向坑内产生位移的趋势，墙后的静止土压力逐步减小，向主动状态发展。静止土压力逐步减小，向主动状态发展。太沙基通过试验发现当水平位移与墙高太沙基通过试验发现当水平位移与墙高之比为之比为1:1000数量级时墙后土压力就减小数量级时墙后土压力就减小到最小的主动土压力值；莱姆和惠特曼到最小的主动土压力值；莱姆和惠特曼在砂土的三轴试验中观察到水平应变达在砂土的三轴试验中观察到水平应变达到到0.005数量级时就完成了从静止状态到数量级时就完成了从静止状态到主动状态的发64、展过程。主动状态的发展过程。土压力计算中若干问题的讨论土压力计算中若干问题的讨论 l水土合算与水土分算水土合算与水土分算l墙面与土之间摩阻力的影响墙面与土之间摩阻力的影响l不同试验指标的影响不同试验指标的影响水土合算与水土分算水土合算与水土分算l在土压力计算公式中，要用到土的重度在土压力计算公式中，要用到土的重度指标，这反映了土体的自重对土压力的指标，这反映了土体的自重对土压力的影响。所谓影响。所谓水土合算和水土分算水土合算和水土分算，就是，就是在计算公式中，土的重度是用天然重度在计算公式中，土的重度是用天然重度还是浮重度，在物理概念上是土中水对还是浮重度，在物理概念上是土中水对挡墙的作用如何65、考虑的问题。从不同的挡墙的作用如何考虑的问题。从不同的概念出发，建立在不同假定的基础上，概念出发，建立在不同假定的基础上，采用不同的强度指标，可以得出不同的采用不同的强度指标，可以得出不同的计算方法。计算方法。按有效应力原理计算按有效应力原理计算l地下水的作用单独考虑，则土压力采用地下水的作用单独考虑，则土压力采用浮重度浮重度计算，内摩擦角也采用计算，内摩擦角也采用有效内摩有效内摩擦角擦角，即按有效应力原理计算：，即按有效应力原理计算：总应力法计算总应力法计算l水土分算：地下水作用单独考虑，土压水土分算：地下水作用单独考虑，土压力用力用浮重度浮重度计算，但内摩擦角则用计算，但内摩擦角则用总应总66、应力指标力指标计算：计算：l水土合算：地下水的作用合在土的重度水土合算：地下水的作用合在土的重度中反映，故采用中反映，故采用饱和重度饱和重度计算，内摩擦计算，内摩擦角也采用角也采用总应力指标总应力指标：上海地区的一些局部经验上海地区的一些局部经验l按水土分算原则，应采用有效指标计算，按水土分算原则，应采用有效指标计算，但目前勘察报告中很少提供有效指标，但目前勘察报告中很少提供有效指标，如果采用总应力指标是否可行？如果采用总应力指标是否可行？l对于开挖深度在对于开挖深度在5m左右的基坑，若左右的基坑，若干对比数据的计算表明，采用总应力指干对比数据的计算表明，采用总应力指标计算的土压力与采用有效指67、标计算的标计算的土压力与采用有效指标计算的土压力基本相当。土压力基本相当。四个工程的四个工程的计算对比资料计算对比资料墙面与土之间摩阻力的影响墙面与土之间摩阻力的影响l围护结构的表面有一定的粗糙度，与土体围护结构的表面有一定的粗糙度，与土体之间必然存在摩阻力，计算土压力时考虑之间必然存在摩阻力，计算土压力时考虑了摩阻力的存在就会减小主动土压力和增了摩阻力的存在就会减小主动土压力和增大被动土压力，在需要充分挖掘潜力时可大被动土压力，在需要充分挖掘潜力时可以将摩阻力考虑进去。上海市标准基坑以将摩阻力考虑进去。上海市标准基坑工程设计规程（工程设计规程（DBJ08-61-97）规定在规定在计算柔性围护68、结构墙前被动土压力时需要计算柔性围护结构墙前被动土压力时需要考虑围护结构与土之间的摩阻力，土压力考虑围护结构与土之间的摩阻力，土压力的计算公式仍采用朗肯土压力理论的表达的计算公式仍采用朗肯土压力理论的表达式，但土压力系数采用库仑公式。式，但土压力系数采用库仑公式。不同试验指标的影响不同试验指标的影响 l在基坑开挖时，基坑外侧如果不考虑地在基坑开挖时，基坑外侧如果不考虑地下水位的变化，竖向的自重应力保持不下水位的变化，竖向的自重应力保持不变，水平方向的应力减少，随着开挖深变，水平方向的应力减少，随着开挖深度增加，水平应力逐步减小，直至主动度增加，水平应力逐步减小，直至主动土压力状态。这个变化过程69、可以用减少土压力状态。这个变化过程可以用减少试样侧压力的方法进行模拟，在三轴仪试样侧压力的方法进行模拟，在三轴仪上，保持轴向压力不变而减少侧压力，上，保持轴向压力不变而减少侧压力，直至试样破坏。直至试样破坏。土压力计算的一些经验方法土压力计算的一些经验方法主动土压力主动土压力 l关关于于主主动动土土压压力力的的计计算算，各各规规范范大大多多采采用用朗朗肯肯理理论论计计算算，也也有有朗朗肯肯与与库库仑仑理理论论并并列列的的。在在考考虑虑土土中中水水对对侧侧向向压压力力的的影影响响时时，各各规规范范作作了了大大体体相相同同的的规规定定，即即砂砂土土和和粉粉土土大大多多规规定定采采用用水水土土分分算70、算，对对粘性土规定可以采用水土合算。粘性土规定可以采用水土合算。l对于抗剪强度指标，大多数规范都规定对于抗剪强度指标，大多数规范都规定水土分算时采用有效强度指标，水土合水土分算时采用有效强度指标，水土合算时采用总应力指标；但是上海市基坑算时采用总应力指标；但是上海市基坑工程设计规程则规定全部采用总应力指工程设计规程则规定全部采用总应力指标，这种规定带有很强的地方经验色彩。标，这种规定带有很强的地方经验色彩。l抗剪强度指标一般采用峰值强度，即取抗剪强度指标一般采用峰值强度，即取剪切试验时应力应变曲线上的峰值计算剪切试验时应力应变曲线上的峰值计算抗剪强度指标。武汉深基坑工程技术指抗剪强度指标。武汉71、深基坑工程技术指南规定对老粘土的粘聚力打折扣，建筑南规定对老粘土的粘聚力打折扣，建筑基坑支护技术规程规定粘性土水土合算基坑支护技术规程规定粘性土水土合算采用总应力指标时采用七折强度指标。采用总应力指标时采用七折强度指标。被动土压力被动土压力l考虑到发挥主动极限状态和被动极限状考虑到发挥主动极限状态和被动极限状态所需的位移不同，在主动土压力侧出态所需的位移不同，在主动土压力侧出现极限状态时，挡墙的内侧远未达到极现极限状态时，挡墙的内侧远未达到极限状态，因此不可能发挥全部的被动土限状态，因此不可能发挥全部的被动土压力。鉴于这种考虑，有的规范规定对压力。鉴于这种考虑，有的规范规定对按被动极限状态计算72、的土压力必须乘以按被动极限状态计算的土压力必须乘以小于小于1的经验系数，作为动用土压力。的经验系数，作为动用土压力。土压力的分布土压力的分布l一些实测资料表明，墙后主动土压力沿一些实测资料表明，墙后主动土压力沿深度并不完全符合直线，而是呈近似的深度并不完全符合直线，而是呈近似的R形分布，即在浅层呈线性，在一定的深形分布，即在浅层呈线性，在一定的深度以下土压力变小，如下图所示。对于度以下土压力变小，如下图所示。对于墙后主动土压力沿深度并不完全符合直墙后主动土压力沿深度并不完全符合直线分布的原因，还不能解释得非常清楚线分布的原因，还不能解释得非常清楚,尽管意见并不一致，但都接受了这一观尽管意见并不73、一致，但都接受了这一观测到的客观事实。测到的客观事实。柔性墙的实测土压力分布柔性墙的实测土压力分布重力式、悬臂结构重力式、悬臂结构板式结构板式结构板桩墙板桩墙作用于围护结构的水压力作用于围护结构的水压力l无地下水渗流时，作用在围护结构外侧，无地下水渗流时，作用在围护结构外侧，即主动土压力侧的水压力，在坑内水位即主动土压力侧的水压力，在坑内水位以上按静水压力三角形分布计算；在坑以上按静水压力三角形分布计算；在坑内水位以下按矩形分布计算，即水压力内水位以下按矩形分布计算，即水压力沿深度不变，并不计作用于围护结构被沿深度不变，并不计作用于围护结构被动土压力侧的水压力。动土压力侧的水压力。无地下水渗流74、时的水压力分布无地下水渗流时的水压力分布 dh考虑渗流时的简化分布图式考虑渗流时的简化分布图式dh施工荷载施工荷载l基坑施工时，在基坑周围通常可能堆放建基坑施工时，在基坑周围通常可能堆放建筑材料，运行施工机械和过往载重汽车，筑材料，运行施工机械和过往载重汽车，这些施工荷载对基坑的稳定性也有影响，这些施工荷载对基坑的稳定性也有影响，设计时必须加以考虑。通常按设计时必须加以考虑。通常按20kPa施工施工荷载计算荷载计算，对于局部的过大超载如无法避，对于局部的过大超载如无法避免，如场地狭窄时在坑边堆放建筑材料等，免，如场地狭窄时在坑边堆放建筑材料等，则应在设计时加以考虑，按超载计算，或则应在设计时加75、以考虑，按超载计算，或采取局部加强的措施。对于设计时没有计采取局部加强的措施。对于设计时没有计算到的超载必须严格禁止出现。算到的超载必须严格禁止出现。l施施工工荷荷载载的的面面积积一一般般是是有有限限的的，但但在在计计算算时时往往往往将将20kPa施施工工荷荷载载作作为为大大面面积积均均布荷载考虑，这是偏于安全的。布荷载考虑，这是偏于安全的。l施工荷载还包括施工荷载还包括塔吊的荷载塔吊的荷载以及其它建以及其它建筑机械的荷载，在设计时都必须加以考筑机械的荷载，在设计时都必须加以考虑，对塔吊地基进行加固处理；如机械虑，对塔吊地基进行加固处理；如机械下坑的栈桥利用支撑承载，在支撑设计下坑的栈桥利用支76、撑承载，在支撑设计时必须计入时必须计入机械的荷载机械的荷载作用。作用。永久性荷载永久性荷载 l基坑设计的永久性荷载主要是指基坑周基坑设计的永久性荷载主要是指基坑周边的建筑物基础底面荷载，这种荷载对边的建筑物基础底面荷载，这种荷载对基坑稳定性有一定的影响。当建筑物离基坑稳定性有一定的影响。当建筑物离基坑比较近，由这些永久性荷载产生的基坑比较近，由这些永久性荷载产生的土压力就不能忽视，必须要加以考虑。土压力就不能忽视，必须要加以考虑。均布和局部均布荷载作用下的均布和局部均布荷载作用下的主动土压力主动土压力 深基坑工程方案设计深基坑工程方案设计方案设计与施工图设计方案设计与施工图设计l深基坑工程设计77、一般分为总体方案设计深基坑工程设计一般分为总体方案设计和施工图设计两个阶段，总体方案设计和施工图设计两个阶段，总体方案设计的任务是根据主体工程的性质和对地下的任务是根据主体工程的性质和对地下室的使用要求、场地工程地质和水文地室的使用要求、场地工程地质和水文地质条件、相邻环境对基坑施工的制约程质条件、相邻环境对基坑施工的制约程度等因素，选择合适的围护结构与支撑度等因素，选择合适的围护结构与支撑体系、协调基坑工程与主体工程的关系、体系、协调基坑工程与主体工程的关系、控制环境质量，为施工图设计和基坑施控制环境质量，为施工图设计和基坑施工组织计划提供控制性方案。工组织计划提供控制性方案。基坑工程方案设78、计基坑工程方案设计l1）确确定定开开挖挖方方案案，包包括括地地下下水水的的处处理理方方案；案；l2）选择围护结构的类型；选择围护结构的类型；l3）选选用用土土层层锚锚杆杆或或内内支支撑撑，选选择择支支撑撑材材料；料；l4）对对土土层层锚锚杆杆或或内内支支撑撑进进行行平平面面和和竖竖向向布置，包括围檩和立柱的布置；布置，包括围檩和立柱的布置；l5）进进行行各各项项稳稳定定验验算算和和结结构构内内力力计计算算以以确确定定围围护护结结构构、支支撑撑、围围檩檩或或锚锚杆杆的的材材料料强强度度和和截截面面尺尺寸寸，确确定定是是否否需需要要加加固固坑底；进行降水的控制性计算；坑底；进行降水的控制性计算；l79、6）进进行行变变形形验验算算以以检检验验是是否否满满足足环环境境要要求；求；l7）对施工方案提出要求；对施工方案提出要求；l8）进进行行多多方方案案的的技技术术经经济济比比较较，优优选选方方案。案。基坑围护设计的依据基坑围护设计的依据l深大基坑的设计是一项综合性的设计工深大基坑的设计是一项综合性的设计工作，它与上部结构（包括地下室）设计、作，它与上部结构（包括地下室）设计、工程地质勘察、地下室施工方案以及周工程地质勘察、地下室施工方案以及周围的自然环境、工程环境和社会环境都围的自然环境、工程环境和社会环境都有密切的关系，因此，在基坑工程设计有密切的关系，因此，在基坑工程设计时必须具备下列几个方80、面的资料：时必须具备下列几个方面的资料：主体结构设计图纸主体结构设计图纸 l基基坑坑工工程程的的规规模模和和技技术术要要求求，很很大大程程度度上上取取决决于于主主体体工工程程，主主体体工工程程地地下下室室的的面面积积、层层数数和和使使用用要要求求决决定定了了基基坑坑的的大大小小、深深度度以以及及基基坑坑设设计的难易程度。计的难易程度。l对于围护结构不作为永久性结构一部分的基对于围护结构不作为永久性结构一部分的基坑工程，设计基坑时至少应有建筑物的坑工程，设计基坑时至少应有建筑物的总平面总平面图、地下室结构的平面和剖面图、桩位图图、地下室结构的平面和剖面图、桩位图，以，以明确基坑边线与红线的关系、81、基坑底面的标高、明确基坑边线与红线的关系、基坑底面的标高、基桩位置、地下室外墙尺寸、地下室各层楼面基桩位置、地下室外墙尺寸、地下室各层楼面的标高等主要参数。的标高等主要参数。l对于围护结构兼作主体工程永久性结构对于围护结构兼作主体工程永久性结构的基坑工程设计，更需要与上部结构设的基坑工程设计，更需要与上部结构设计密切配合，应具备完整的工程设计资计密切配合，应具备完整的工程设计资料，包括完整的建筑设计和结构设计文料，包括完整的建筑设计和结构设计文件和图纸、地下室主体结构的使用要求件和图纸、地下室主体结构的使用要求及防水要求和地下结构及地面主体建筑及防水要求和地下结构及地面主体建筑的施工方案。的施82、工方案。工程勘察报告工程勘察报告 l（1）提提供供基基坑坑工工程程设设计计所所需需的的土土工工参参数数指指标标，如如供供计计算算土土压压力力之之用用的的抗抗剪剪强强度度指指标标、土土层层的的渗渗透透系系数数等等；如如果果计计算算土土压压力力问问题题的的抗抗剪剪强强度度指指标标取取值值方方法法与与其其他他土土工工问问题题不不同同，则则应应专专门门给出符合基坑工程设计要求的抗剪强度指标；给出符合基坑工程设计要求的抗剪强度指标；l（2）评评价价地地下下水水对对基基坑坑工工程程的的影影响响，对对降降水水或或截截水水的的必必要要性性和和可可能能性性进进行行论论证证，提提出出降降水水或截水方案的建议；或截83、水方案的建议；l（3）对对基基坑坑方方案案提提出出初初步步的的建建议议，并并论论证证实实施施这这些些建建议议方方案案的的条条件件和和设设计计、施施工工应注意的问题；应注意的问题；l（4 4）评价场地周边的环境条件对基坑开）评价场地周边的环境条件对基坑开挖、支护、降水（截水）的要求以及基坑挖、支护、降水（截水）的要求以及基坑开挖、支护、降水（截水）、回灌对周边开挖、支护、降水（截水）、回灌对周边环境的可能影响。提出基坑工程的设计、环境的可能影响。提出基坑工程的设计、施工应注意的问题和应采取的保护措施；施工应注意的问题和应采取的保护措施；l（5 5）对施工过程中形成流砂、流土、管）对施工过程中形成84、流砂、流土、管涌及整体失稳等渗透破坏现象的可能性进涌及整体失稳等渗透破坏现象的可能性进行评价并提出预防措施；行评价并提出预防措施；l（6）提提供供场场地地地地下下障障碍碍物物（如如防防空空洞洞、废废基基础础、废废管管道道等等）的的分分布布范范围围、埋埋藏藏深深度度、分分散散程程度度以以及及挖挖除除处处理理方方法法的的建建议；议；l（7）提提供供场场地地平平整整时时回回填填土土的的情情况况，包包括括回回填填材材料料、密密实实度度及及在在场场地地的的分分布布情情况以及暗浜的分布范围及其深度；况以及暗浜的分布范围及其深度；l（8 8）提供各种必要的图件和表格。）提供各种必要的图件和表格。环境调查资料85、环境调查资料l基坑开挖引起的周边地面沉降和水平位移会基坑开挖引起的周边地面沉降和水平位移会对邻近建筑物、道路和市政管线造成不良的对邻近建筑物、道路和市政管线造成不良的影响，在基坑工程设计时应当采取必要的措影响，在基坑工程设计时应当采取必要的措施，把这种不良影响减少到最低程度。因此施，把这种不良影响减少到最低程度。因此需要在设计前对环境情况作充分的调查，了需要在设计前对环境情况作充分的调查，了解基坑周边邻近建筑物和市政设施的基本情解基坑周边邻近建筑物和市政设施的基本情况，研究它们对土体变形的承受能力和敏感况，研究它们对土体变形的承受能力和敏感程度，以便根据环境的要求选择合适的设计程度，以便根据环86、境的要求选择合适的设计方案和施工方案，确定施工控制的标准。方案和施工方案，确定施工控制的标准。基坑周边地区建筑物情况基坑周边地区建筑物情况l调查的范围应根据周围建筑物的实际情调查的范围应根据周围建筑物的实际情况确定，一般在基坑外缘以外况确定，一般在基坑外缘以外2050m范范围内的建筑物都必须予以调查，浅基坑围内的建筑物都必须予以调查，浅基坑用下限，深基坑用上限。如果周边相邻用下限，深基坑用上限。如果周边相邻建筑物采用的是桩基，则基坑开挖对它建筑物采用的是桩基，则基坑开挖对它的影响可能很小；如果是对变形很敏感的影响可能很小；如果是对变形很敏感的建筑物，或重要的、保护性的建筑物，的建筑物，或重要的87、保护性的建筑物，即使已经超出这个范围，也需要加以了即使已经超出这个范围，也需要加以了解。解。l调查的内容包括建筑物的分布情况；建调查的内容包括建筑物的分布情况；建筑物与基坑边线的距离，与红线的距离；筑物与基坑边线的距离，与红线的距离；建筑物的平面尺寸、层数、高度，建筑建筑物的平面尺寸、层数、高度，建筑物的性质，结构特点和基础型式与基础物的性质，结构特点和基础型式与基础埋深；在基坑开挖前建筑物已有的裂缝埋深；在基坑开挖前建筑物已有的裂缝和倾斜等情况，通过测量、拍照片、录和倾斜等情况，通过测量、拍照片、录象或描述予以记录，并对开裂部位，裂象或描述予以记录，并对开裂部位，裂缝的走向和长度作出标记，88、以便与开挖缝的走向和长度作出标记，以便与开挖以后的可能变化进行比较。以后的可能变化进行比较。基坑周边地区市政设施情况基坑周边地区市政设施情况l市市政政设设施施包包括括地地下下管管线线（煤煤气气、上上水水、下下水水、动动力力电电缆缆、通通讯讯电电缆缆等等五五大大管管线线，在在集集中中供供热热的的地地区区还还有有热热力力管管道道）及及变变电电站站、泵泵房房、分分压压站站等等设设施施，地地下下构构筑筑物物（地地下下铁铁道道、地地下下车车库库、地地下下人人行行通通道道等等）。市市政政设设施施的的种种类类很很多多，情情况况各各异异，需需要要区区别别不不同同类类型型的的特特点点，有有侧侧重重地进行调查。地89、进行调查。l在地下管线中，煤气管线最为敏感，一旦在地下管线中，煤气管线最为敏感，一旦有所损坏，后果非常严重。不同年代的管有所损坏，后果非常严重。不同年代的管道，接头的方法不同，对差异沉降的承受道，接头的方法不同，对差异沉降的承受能力也各不相同，尤其是年代久远的煤气能力也各不相同，尤其是年代久远的煤气管道更容易折断破裂。因此在调查中要收管道更容易折断破裂。因此在调查中要收集管径、管材、壁厚、管压、埋设年代、集管径、管材、壁厚、管压、埋设年代、接头方式等资料接头方式等资料。基坑周边地区道路情况基坑周边地区道路情况l调查周边地区道路的数量、性质、类型、调查周边地区道路的数量、性质、类型、路面结构和宽90、度；也要了解道路交通流路面结构和宽度；也要了解道路交通流量、通行规则（单行道、双行道、禁止量、通行规则（单行道、双行道、禁止停车等）；道路路面的损坏情况及已经停车等）；道路路面的损坏情况及已经修复的情况。修复的情况。基坑工程施工条件基坑工程施工条件l基基坑坑工工程程设设计计方方案案的的可可行行性性及及施施工工的的质质量量主主要要取取决决于于施施工工条条件件，施施工工条条件件包包括括施施工工装装备备和和检检测测设设备备、施施工工队队伍伍的的经经验验、技技术术水水平平与与管管理理水水平平。对对于于重重大大工工程程的的深深基基坑坑，在在基基坑坑设设计计时时应应已已明明确确主主要要的的施施工工单单位位91、，并并有有总总包包单单位位或或施施工工单单位位的的人人员员参参与与基基坑坑设设计计方方案案的的讨讨论论。对对于于尚尚未未明明确确施施工工单单位位的的项项目目，则则应应根根据据当当地地已已经经成成熟熟的的施施工工方方法和设备条件进行方案设计。法和设备条件进行方案设计。开挖方案选择开挖方案选择l基坑工程设计方案的第一步是选择开挖基坑工程设计方案的第一步是选择开挖方案，各种不同的开挖方法适用于不同方案，各种不同的开挖方法适用于不同的场合，不同的开挖方法对围护结构和的场合，不同的开挖方法对围护结构和支撑体系也提出不同的要求。支撑体系也提出不同的要求。开挖方案选择开挖方案选择l放坡开挖放坡开挖l无支撑开92、挖无支撑开挖l 重力式挡墙重力式挡墙l 悬臂式挡墙悬臂式挡墙l 锚固式挡墙锚固式挡墙l有支撑的开挖有支撑的开挖 l组合型的开挖方案组合型的开挖方案 放坡开挖放坡开挖l放坡开挖的直接费用最少，而且为主体放坡开挖的直接费用最少，而且为主体工程创造了比较宽敞的施工作业空间，工程创造了比较宽敞的施工作业空间，因而工作面宽，工期也比较短，如果场因而工作面宽，工期也比较短，如果场地条件允许，放坡开挖应该是首选的方地条件允许，放坡开挖应该是首选的方案。制约采用放坡开挖的因素主要是周案。制约采用放坡开挖的因素主要是周围场地和开挖深度的限制。放坡需要占围场地和开挖深度的限制。放坡需要占用比较大的场地，在城市或建93、成区往往用比较大的场地，在城市或建成区往往没有这个条件。没有这个条件。l由于坡体不可避免地会产生一定的位移，如由于坡体不可避免地会产生一定的位移，如果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受果在场地附近有建筑物或市政管线不能承受较大的变形，亦常常限制了放坡开挖方法的较大的变形，亦常常限制了放坡开挖方法的采用；开挖深度也是一个制约条件，但开挖采用；开挖深度也是一个制约条件，但开挖深度是相对于土质而言的，如土质比较好，深度是相对于土质而言的，如土质比较好，坡度可以比较陡，占用场地也比较小，深度坡度可以比较陡，占用场地也比较小，深度限制就不那么明显；在软土地区，由于土质限制就不那么明显；在软土地区，由于94、土质软弱，放坡开挖深度就不能太深。软弱，放坡开挖深度就不能太深。l如整体稳定性允许，可以采用放坡开挖方案如整体稳定性允许，可以采用放坡开挖方案时。但有时受场地的限制，只能取用较陡的时。但有时受场地的限制，只能取用较陡的坡度；如坡面的稳定性不能得到保证时，则坡度；如坡面的稳定性不能得到保证时，则可采用喷锚支护或土钉墙的方案。喷锚支护可采用喷锚支护或土钉墙的方案。喷锚支护和土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自和土钉墙从受力机理上讲不同于无支撑的自立式挡墙，而是属于坡面加固处理的一种方立式挡墙，而是属于坡面加固处理的一种方法，通过加强土体共同受力的方式来保持坡法，通过加强土体共同受力的方式来保持坡面95、的稳定性，属于自承支护体系。如果坑底面的稳定性，属于自承支护体系。如果坑底土质比较差，整体稳定性不足，则喷锚支护土质比较差，整体稳定性不足，则喷锚支护和土钉墙的方案就不能采用。和土钉墙的方案就不能采用。无支撑开挖无支撑开挖l当不能采用放坡开挖方案时，必须选用当不能采用放坡开挖方案时，必须选用围围护结构护结构以支承坑外的土体。在可能的条件以支承坑外的土体。在可能的条件下应尽可能采用下应尽可能采用无支撑开挖无支撑开挖的方案，因为的方案，因为这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件，这种方案能提供比较开阔的坑内施工条件，便于挖土、运土以及地下室的施工；同时，便于挖土、运土以及地下室的施工；同时，也比较经96、济。也比较经济。重力式挡墙重力式挡墙 l重力式挡墙是依靠自身的重力维持其稳定的重力式挡墙是依靠自身的重力维持其稳定的围护结构，由于可以采用价格比较低廉的水围护结构，由于可以采用价格比较低廉的水泥土等材料制作，是一种比较经济的方案。泥土等材料制作，是一种比较经济的方案。在开挖深度不大（如软土地区不大于在开挖深度不大（如软土地区不大于67m），），环境对位移的要求可允许有环境对位移的要求可允许有50mm左左右的条件下是右的条件下是首选方案首选方案，但重力式挡墙的宽，但重力式挡墙的宽度比较大，在地下室外墙与红线之间的距离度比较大，在地下室外墙与红线之间的距离过小时就很难放得下宽度较大的重力式挡墙。过97、小时就很难放得下宽度较大的重力式挡墙。悬臂式挡墙悬臂式挡墙 l悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维悬臂式挡墙是依靠自身的刚度和强度就能维持其稳定的围护结构，由于围护结构承受比持其稳定的围护结构，由于围护结构承受比较大的弯矩，需要采用钢筋混凝土材料。当较大的弯矩，需要采用钢筋混凝土材料。当重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时，重力式挡墙因场地宽度不够而不能采用时，悬臂式挡墙就能克服这个缺点，可以在悬臂式挡墙就能克服这个缺点，可以在1.52m的的狭窄范围内安置狭窄范围内安置悬臂式挡墙。但悬臂式悬臂式挡墙。但悬臂式挡墙的挡墙的位移比较大位移比较大，难以满足周边环境的严，难以满足周边环境的严格要求，98、同时在开挖深度较大时墙身弯矩很格要求，同时在开挖深度较大时墙身弯矩很大，因此适用的开挖深度也不深；使用条件大，因此适用的开挖深度也不深；使用条件不当时可能产生围护结构损坏或严重影响环不当时可能产生围护结构损坏或严重影响环境的事故。境的事故。锚固式挡墙锚固式挡墙 l锚固式挡墙是依靠锚固式挡墙是依靠锚杆传递的拉力锚杆传递的拉力来维持其稳来维持其稳定的围护结构，对于深基坑可以采用多道锚杆定的围护结构，对于深基坑可以采用多道锚杆来平衡土压力，因而可以适用于开挖得很深的来平衡土压力，因而可以适用于开挖得很深的基坑。锚固式挡墙分为拉锚式和土层锚杆式两基坑。锚固式挡墙分为拉锚式和土层锚杆式两种，拉锚常用于钢99、板桩顶部的锚固，或作为辅种，拉锚常用于钢板桩顶部的锚固，或作为辅助的锚固措施；土层锚杆要求具有比较好的地助的锚固措施；土层锚杆要求具有比较好的地质条件，同时还必须有足够开阔的场地条件或质条件，同时还必须有足够开阔的场地条件或者容许锚杆可以伸入红线以外的土层中。在软者容许锚杆可以伸入红线以外的土层中。在软土地区，由于土层缺乏足够的锚固力而很少采土地区，由于土层缺乏足够的锚固力而很少采用锚杆，如将锚杆锚固在很深的砂层中，则锚用锚杆，如将锚杆锚固在很深的砂层中，则锚杆的长度很长，也就不是一个经济的方案。杆的长度很长，也就不是一个经济的方案。有支撑的开挖有支撑的开挖 l在不具备采用土层锚杆条件的场地，100、深在不具备采用土层锚杆条件的场地，深基坑只能采取有支撑开挖的方案，但是基坑只能采取有支撑开挖的方案，但是深基坑的平面尺寸一般都比较大，给支深基坑的平面尺寸一般都比较大，给支撑的设置带来了困难；由于支撑和挖土撑的设置带来了困难；由于支撑和挖土的工序互相交叉，形成许多各具特色的的工序互相交叉，形成许多各具特色的支护开挖方案。支护开挖方案。分层开挖分层支护法分层开挖分层支护法 l这是最基本的方法，按照结构受力分析这是最基本的方法，按照结构受力分析和便于施工的原则布置每道支撑的位置，和便于施工的原则布置每道支撑的位置，在深度方向分层挖土与支撑设置交替施工。在深度方向分层挖土与支撑设置交替施工。l挖第挖101、第1 1层土层土 浇筑第浇筑第1 1道支撑道支撑 挖挖第第2 2层土层土 浇筑第浇筑第2 2道支撑道支撑 挖第挖第3 3层层土土 浇筑底板。浇筑底板。工况工况1工况工况2工况工况3工况工况4工况工况5工况工况6l设计时要按照上述工况进行分别验算，设计时要按照上述工况进行分别验算，施工时要严格按照设计规定的程序实施，施工时要严格按照设计规定的程序实施，才能保证围护结构的稳定性和控制变形。才能保证围护结构的稳定性和控制变形。在平面上按设定的挖土与设置支撑流程在平面上按设定的挖土与设置支撑流程由一侧向另一侧推进，也可以由中部向由一侧向另一侧推进，也可以由中部向两侧推进，但每一层作业作为一个工况两侧推102、进，但每一层作业作为一个工况考虑进行计算，忽略平面上流程的时间考虑进行计算，忽略平面上流程的时间差对围护结构受力的影响。差对围护结构受力的影响。中心岛法中心岛法 l对于平面面积很大的基坑，采用分层开对于平面面积很大的基坑，采用分层开挖、分层支护的方法在技术和经济上都挖、分层支护的方法在技术和经济上都不太合理。由于支撑的长度很长，为了不太合理。由于支撑的长度很长，为了增大支撑刚度，需要加大支撑截面和侧增大支撑刚度，需要加大支撑截面和侧向支撑，使支撑的造价很高，而且一层向支撑，使支撑的造价很高，而且一层平面的挖土量也很大，前后延续的时间平面的挖土量也很大，前后延续的时间比较长，这就需要在平面上加以103、划分。比较长，这就需要在平面上加以划分。l中心岛法是平面划分的一种考虑，它结合中心岛法是平面划分的一种考虑，它结合将厚底板分设后浇带的划分，将平面分成将厚底板分设后浇带的划分，将平面分成两个部分，中心部分先施工，此时先施工两个部分，中心部分先施工，此时先施工的面积比较小，而且具有放坡的余地，可的面积比较小，而且具有放坡的余地，可以在坑内按照放坡办法施工，在中心部分以在坑内按照放坡办法施工，在中心部分浇筑底板以及地下室的部分结构（如核心浇筑底板以及地下室的部分结构（如核心筒、剪力墙或柱）以后，再分层开挖四周筒、剪力墙或柱）以后，再分层开挖四周的留土，分层将支撑连接到已建成的底板的留土，分层将支撑104、连接到已建成的底板或地下室的构件上去。或地下室的构件上去。第一阶段，放坡，浇筑中间部分地下室第一阶段，放坡，浇筑中间部分地下室第二阶段，对周围部分采用分层开挖分层支撑方第二阶段，对周围部分采用分层开挖分层支撑方法施工法施工底板底板地下室梁板地下室梁板支撑支撑组合型的开挖方案组合型的开挖方案l在方案设计时，可以根据工程的具体情在方案设计时，可以根据工程的具体情况将上述几种方法加以组合，以发挥各况将上述几种方法加以组合，以发挥各自的优点，形成最经济合理的方案。可自的优点，形成最经济合理的方案。可以在立面上组合，也可以在平面上组合。以在立面上组合，也可以在平面上组合。l立面组合主要是指为了减少围护结105、构支承立面组合主要是指为了减少围护结构支承的开挖深度，将围护结构顶面的标高压低的开挖深度，将围护结构顶面的标高压低后形成上部是放坡，下部是支锚的组合断后形成上部是放坡，下部是支锚的组合断面。围护结构顶面标高压低以后，可以减面。围护结构顶面标高压低以后，可以减少围护结构的工程量，减少支锚的数量；少围护结构的工程量，减少支锚的数量；上部的处理方法视标高降低的数量和土质上部的处理方法视标高降低的数量和土质条件而定，以保持上部开挖面的稳定为原条件而定，以保持上部开挖面的稳定为原则。如降低则。如降低1m左右，可以不放坡，采用砖左右，可以不放坡，采用砖砌挡墙保护；如标高压低较多，则可采取砌挡墙保护；如标高106、压低较多，则可采取放坡的办法，也可以采用喷锚护坡的办法。放坡的办法，也可以采用喷锚护坡的办法。立面组合的方案可以有效地减少基坑工程立面组合的方案可以有效地减少基坑工程的难度，明显降低造价。的难度，明显降低造价。立面组合立面组合l平面组合是指在基坑的几个侧面采用不同平面组合是指在基坑的几个侧面采用不同的方法，根据各个侧面场地宽余程度的不的方法，根据各个侧面场地宽余程度的不同，采取不同的方法。在场地比较宽敞的同，采取不同的方法。在场地比较宽敞的部位尽可能采用放坡的办法，场地能容纳部位尽可能采用放坡的办法，场地能容纳重力式的地方尽量采用重力式挡墙，在实重力式的地方尽量采用重力式挡墙，在实在放不下重力107、式挡墙的部位才采用排桩式。在放不下重力式挡墙的部位才采用排桩式。这样做的目的是为了节省造价，但在技术这样做的目的是为了节省造价，但在技术上带来了一定的困难，主要是在不同型式上带来了一定的困难，主要是在不同型式的结构连接处需要做好构造处理，这些部的结构连接处需要做好构造处理，这些部位往往是最薄弱的环节，也是最容易产生位往往是最薄弱的环节，也是最容易产生事故的地方。事故的地方。实例实例1 组合型的开挖方案组合型的开挖方案l工程名称：工程名称：上海东方明珠广播电视塔上海东方明珠广播电视塔l地点：地点：上海浦东上海浦东l基基坑坑尺尺寸寸：基基底底面面积积2700m2，开开挖挖深深度度12.5m，局局部108、电梯井部位深度部电梯井部位深度19.5ml围围护护结结构构：采采用用二二次次开开挖挖，三三级级支支护护，二二级级降降水水的的方方案案。先先在在地地面面设设置置第第一一级级轻轻型型井井点点，然然后后将将基基坑坑大大开开挖挖至至5.3m，放放坡坡1:1.5，土土坡坡采采用用细细石石混混凝凝土土护护坡坡，在在5.3m基基坑坑内内进进行行沉沉桩桩和和打打设设钢钢板板桩桩；沿沿坡坡脚脚布布置置第第二二级级轻轻型型井井点点，进进行行第第二二阶阶段段挖挖土土，按按先先撑撑后后挖挖原原则则设设置置二二道道内内支支撑撑，完完成成12.5m的的基坑开挖，最后对深坑进行第三级支护。基坑开挖，最后对深坑进行第三级支护109、。l支撑情况：支撑情况：二道钢支撑二道钢支撑l实实测测结结果果：边边坡坡水水平平位位移移不不大大于于50mm，钢钢板板桩桩上上口口水水平平位位移移不不大大于于50mm，下下部部位位移移较较大大，局局部部达达400mm，立柱最大上拔量立柱最大上拔量120mml比较造价：比较造价：费用为常规深基坑施工的费用为常规深基坑施工的三分之一三分之一l挖土速度：挖土速度：工期为常规深基坑施工的工期为常规深基坑施工的三分之一三分之一l方案评述：方案评述：l对于场地周围环境要求不高的基坑工程，在立面上对于场地周围环境要求不高的基坑工程，在立面上采取放坡和钢板桩支护相结合的方案，将深基坑转采取放坡和钢板桩支护相结110、合的方案，将深基坑转化为开挖深度相对较浅的基坑，技术难度和工程量化为开挖深度相对较浅的基坑，技术难度和工程量都有降低，从而缩短了工期，大幅度降低造价，这都有降低，从而缩短了工期，大幅度降低造价，这个方案的思路是可取的。个方案的思路是可取的。选择围护结构的类型选择围护结构的类型确确定定了了开开挖挖方方案案以以后后，根根据据开开挖挖方方案案的的要要求求选选择择围围护护结结构构，从从总总体体来来说说，围围护护结结构构按按材材料料和和施施工工方方法法大大体体分分为为三三种种类类型型，即即水水泥泥土土搅搅拌拌桩桩、排排桩桩式式围围护护结结构构和地下连续墙和地下连续墙。l选择围护结构时应考虑开挖深度、地质111、选择围护结构时应考虑开挖深度、地质条件、地下水条件、施工条件和工程要条件、地下水条件、施工条件和工程要求等因素综合确定。求等因素综合确定。l如按单方造价，连续墙每一立方米的费用明如按单方造价，连续墙每一立方米的费用明显地高于排桩，这是因为连续墙施工设备的显地高于排桩，这是因为连续墙施工设备的费用比较高的缘故，根据上海市费用比较高的缘故，根据上海市1990年代的年代的建筑工程预算定额，地下连续墙施工时成槽建筑工程预算定额，地下连续墙施工时成槽机设备的费用相当于灌注桩施工钻机费用的机设备的费用相当于灌注桩施工钻机费用的2倍。可见在适宜于用排桩的场合采用地下倍。可见在适宜于用排桩的场合采用地下连续墙112、是不经济的，只有在开挖深度很大，连续墙是不经济的，只有在开挖深度很大，环境要求特别高，采用排桩式围护结构非常环境要求特别高，采用排桩式围护结构非常不合理时才采用地下连续墙作围护结构；为不合理时才采用地下连续墙作围护结构；为了充分发挥地下连续墙的作用，提高经济效了充分发挥地下连续墙的作用，提高经济效益，将地下连续墙围护结构兼作永久性结构益，将地下连续墙围护结构兼作永久性结构的一部分是比较合理的方案。的一部分是比较合理的方案。SMW工法工法l在在水泥搅拌桩体内加劲性型钢水泥搅拌桩体内加劲性型钢，形成组，形成组合结构的围护结构墙体，这种在日本已合结构的围护结构墙体，这种在日本已成熟应用的方法称为成熟113、应用的方法称为SMW工法，它组合工法，它组合了型钢受力水泥土止水的各自优点，截了型钢受力水泥土止水的各自优点，截面比较小，适应性强。在我国推广使用面比较小，适应性强。在我国推广使用的主要障碍是型钢造价高，一些单位致的主要障碍是型钢造价高，一些单位致力于研究将型钢在工后拔出的技术，已力于研究将型钢在工后拔出的技术，已取得进展。取得进展。l实例实例2型钢型钢-水泥土组合结构（水泥土组合结构（SMW工法）工法）l工程名称：工程名称：上海申海大厦上海申海大厦l地点：地点：上海海防路上海海防路l基基坑坑尺尺寸寸：基基底底边边长长30.65m60.30m，基基坑坑面面积积1798m2，开挖深度开挖深度6.114、37ml围围护护结结构构：采采用用双双排排搅搅拌拌桩桩内内插插H型型钢钢组组合合结结构构形形式式。H型型钢钢选选用用45号号工工字字钢钢，型型钢钢长长12m，搅搅拌拌桩桩长长度度14m，采采用用直直径径为为700mm的的双双轴轴搅搅拌拌钻钻机机施施工工。H型型钢钢按按间间隔隔布布置置，间间距距为为1.0m。基基坑坑顶顶部部设设置置钢钢筋混凝土圈梁，圈梁宽筋混凝土圈梁，圈梁宽1.2m，高高1.0ml支支撑撑情情况况：二二道道直直径径为为580mm钢钢支支撑撑，围围檩檩采采用用槽槽钢钢复复贴贴钢钢板板。第第一一道道支支撑撑轴轴线线标标高高-1.0m，第第二二道支撑轴线标高道支撑轴线标高-4.0m。115、l实实 测测 结结 果果：对对 撑撑 部部 位位 的的 墙墙 体体 最最 大大 位位 移移10.8813.70mm,支撑薄弱部位的墙体最大位移支撑薄弱部位的墙体最大位移l26.65mm，邻邻近近水水管管最最大大沉沉降降31.44mm,煤煤气气管管最最大沉降大沉降5.55mml方案评述：方案评述：l由由型型钢钢和和水水泥泥搅搅拌拌桩桩组组合合而而成成的的围围护护结结构构具具有有抗抗弯弯能能力力，又又能能止止水水，且且造造价价比比较较便便宜宜，是是一一种种有有开开发发前前景景的的围围护护结结构构型型式式。由由于于我我国国经经济济条条件件的的制制约约，在在地地下下室室建建成成以以后后如如何何将将型型116、钢钢方方便便地地拔拔出出成成为为普普遍遍推推广广使使用用这这一一结结构构型型式式的的关关键键技技术术，近近年年来来这这方方面面的研究已有一定的进展。的研究已有一定的进展。l另一个技术关键是组合式围护结构的设另一个技术关键是组合式围护结构的设计计算方法，特别是对于型钢和水泥土计计算方法，特别是对于型钢和水泥土在受力条件下共同作用的机理，是合理在受力条件下共同作用的机理，是合理设计组合结构的基础，这一课题也已有设计组合结构的基础，这一课题也已有进展。上述方案是一项试验性工程，位进展。上述方案是一项试验性工程，位于闹市中心，基坑与相邻建筑物及道路于闹市中心，基坑与相邻建筑物及道路的距离都很近，现工程117、已经顺利完成，的距离都很近，现工程已经顺利完成，型钢也都已拔出，对相邻建筑物和城市型钢也都已拔出，对相邻建筑物和城市道路没有造成损害，技术指标和经济指道路没有造成损害，技术指标和经济指标都达到了预期的要求。标都达到了预期的要求。灌注桩加强的搅拌桩墙体灌注桩加强的搅拌桩墙体l在水泥搅拌桩墙体的两侧或一侧加钻孔灌注桩，在水泥搅拌桩墙体的两侧或一侧加钻孔灌注桩，形成组合断面以实现对深度大于形成组合断面以实现对深度大于7m的深基坑采用的深基坑采用无内支撑的重力式挡墙（改良的重力式挡墙）或无内支撑的重力式挡墙（改良的重力式挡墙）或简易支撑的挡墙方案。开始时，在水泥土中加筋简易支撑的挡墙方案。开始时，在水118、泥土中加筋作为一种技术措施采用，用廉价的毛竹插入水泥作为一种技术措施采用，用廉价的毛竹插入水泥土中。发展至采用钻孔灌注桩加筋已经不是一种土中。发展至采用钻孔灌注桩加筋已经不是一种技术措施，而是一种组合结构，这种方案的最大技术措施，而是一种组合结构，这种方案的最大优点是造价便宜。但这种复合型的结构内力计算优点是造价便宜。但这种复合型的结构内力计算方法尚需进一步研究，钻孔灌注桩的布置原则也方法尚需进一步研究，钻孔灌注桩的布置原则也需进一步明确。需进一步明确。l实例实例3水泥搅拌桩墙体加钻孔灌注桩水泥搅拌桩墙体加钻孔灌注桩l工程名称：工程名称：上海新亚汤臣大酒店上海新亚汤臣大酒店l地点：上海浦东地点119、：上海浦东l基基坑坑尺尺寸寸：基基底底面面积积6000m2，开开挖挖深深度度8.6m，局部开挖深度局部开挖深度11.2m；l围围护护结结构构：宽宽度度4.25.2m的的重重力力式式挡挡墙墙，墙墙身身每每隔隔3m设设置置一一根根直直径径600mm的的钻钻孔孔灌灌注桩加强；注桩加强；l支支撑撑情情况况：在在地地面面下下2.5m处处设设置置钢钢筋筋混混凝凝土环形支撑。土环形支撑。l实测结果：实测结果：实测最大水平位移实测最大水平位移32mml方案评述：方案评述：l在水泥搅拌桩重力式挡墙中采用钻孔灌在水泥搅拌桩重力式挡墙中采用钻孔灌注桩加强，并可以设置支撑以避免重力注桩加强，并可以设置支撑以避免重力式120、挡墙位移过大的缺点；在式挡墙位移过大的缺点；在8.6m开挖深开挖深度的基坑中，一般的排桩支护需要设置度的基坑中，一般的排桩支护需要设置二道支撑，而在复合式的围护结构中只二道支撑，而在复合式的围护结构中只需一道支撑，可以节省造价，且水平位需一道支撑，可以节省造价，且水平位移也不大。移也不大。双排桩模型试验双排桩模型试验l由双排钻孔灌注桩和桩顶圈梁形成的由双排钻孔灌注桩和桩顶圈梁形成的 字字形断面，构成形断面，构成无支锚的悬臂式围护结构无支锚的悬臂式围护结构，可用于较大的开挖深度而有宽敞的施工可用于较大的开挖深度而有宽敞的施工条件；这种结构型式的计算尚未形成统条件；这种结构型式的计算尚未形成统一的121、方法，国内曾经做过模型试验，得一的方法，国内曾经做过模型试验，得到比较好的规律。到比较好的规律。l模型桩采用直径为模型桩采用直径为30mm的黄铜管，桩长的黄铜管，桩长1.8m，单排桩距单排桩距60mm，双排桩的排距取双排桩的排距取为桩距的为桩距的2倍和倍和4倍，即倍，即120mm和和240mm两种。试验得到的桩体水平位移曲线见图，两种。试验得到的桩体水平位移曲线见图，当开挖深度为当开挖深度为1.4m时的桩顶水平位移值见时的桩顶水平位移值见表表。从图示曲线可以看出，单排桩和双。从图示曲线可以看出，单排桩和双排桩的变形曲线形态有很大的差别，由于排桩的变形曲线形态有很大的差别，由于桩顶刚性连接梁的制122、约，限制了桩顶的转桩顶刚性连接梁的制约，限制了桩顶的转角，尤如角，尤如刚架刚架的变形。模型试验数据充分的变形。模型试验数据充分说明了双排桩可以有效地减少桩的水平位说明了双排桩可以有效地减少桩的水平位移。移。单排桩单排桩双排桩，排距双排桩，排距1.2m双排桩，排距双排桩，排距2.4ml通通过过模模型型试试验验对对双双排排桩桩的的内内力力分分析析，得得出出不不同同排排距距的的双双排排桩桩弯弯矩矩分分布布图图如如图图所所示示。当当排排距距为为120mm时时，前前排排桩桩和和后后排排桩桩的的弯弯矩矩仅仅有有一一些些数数量量的的差差别别而而没没有有性性质质的的差差别别；但但排排距距为为240mm的的双双123、排排桩桩前前后后桩桩桩桩身身弯弯矩矩方方向向相相反反，桩桩的的外外侧侧受受拉拉，与与前前排排桩桩有有性性质质的的根根本本区区别别，说说明明后后排排桩桩在在桩桩顶顶受受到到由由前前排排桩桩传传来来的的拉拉力力，起起了了锚拉的作用锚拉的作用而不是悬臂挡土的作用。而不是悬臂挡土的作用。l模型试验的结果显示，双排桩的排距模型试验的结果显示，双排桩的排距是影响结构体系性能的重要因素，在是影响结构体系性能的重要因素，在排距较小时，前、后排桩共同作为悬排距较小时，前、后排桩共同作为悬臂桩承受荷载，能减少变形和内力的臂桩承受荷载，能减少变形和内力的余地不大；当排距足够大时，前、后余地不大；当排距足够大时，前、124、后排桩的作用及受力状态不同，后排桩排桩的作用及受力状态不同，后排桩并不作为悬臂桩发挥作用，而起了拉并不作为悬臂桩发挥作用，而起了拉锚的作用。因此对于不同排距的双排锚的作用。因此对于不同排距的双排桩，要根据结构特点的不同，采用不桩，要根据结构特点的不同，采用不同的计算方法。同的计算方法。后排桩发挥了拉锚的作用后排桩发挥了拉锚的作用前、后排桩只起悬臂作用前、后排桩只起悬臂作用l实例实例4双排桩支护工程双排桩支护工程l工程名称：工程名称：北京安外华侨公寓北京安外华侨公寓l地点：地点：北京安定门外大街北京安定门外大街l基基坑坑尺尺寸寸：长长119m，宽宽21.9m，周周长长281.8m，开挖深度开挖深125、度14.04m；l围围护护结结构构：东东、北北两两侧侧先先以以1 0.6的的坡坡度度放放 坡坡 开开 挖挖 至至 7.0m处处，再再 做做 直直 径径 为为600mm的的钻钻孔孔灌灌注注桩桩，双双排排梅梅花花形形布布置置；桩桩长长13.20m，桩桩间间距距2.0m，排排距距1.20m，桩桩嵌嵌入入土土深深度度为为5.56m；圈圈梁梁宽宽1800m，高高500m；l支撑情况：支撑情况：无支撑无支撑l方案评述：方案评述：l该项目采用双排桩悬臂支护的方案，该项目采用双排桩悬臂支护的方案，省去了土层锚杆，可以缩短工期一个月，省去了土层锚杆，可以缩短工期一个月，节省工程造价节省工程造价50万元。不失为一126、种具有万元。不失为一种具有新意的支护方案，在其它地方，也有过新意的支护方案，在其它地方，也有过类似的设计，但不如北京在试验研究的类似的设计，但不如北京在试验研究的基础上，设计概念清楚，提出了计算的基础上，设计概念清楚，提出了计算的方法，比较系统和完整。方法，比较系统和完整。组合型的重力式围护结构组合型的重力式围护结构l由由地地下下连连续续墙墙构构成成的的T字字形形断断面面或或 字字形形断断面面，成成为为自自立立式式围围护护结结构构。如如上上海海耀耀华华皮皮尔尔金金顿顿浮浮法法玻玻璃璃熔熔窑窑无无支支撑撑格格形形地地下下连连续续墙墙工工程程。大大型型玻玻璃璃熔熔窑窑是是浮浮法法生生产产线线的的关127、关键键部部位位，平平面面尺尺寸寸为为90m50m，开开挖挖深深度度为为13m。围围护护结结构构采采用用由由T字字形形槽槽段段组组成成的的格格形形结结构构，由由内内墙墙、外外墙墙、剪剪力力墙墙、墙墙顶顶圈圈梁梁和和格格内内的的土土体体共共同同承承受水平荷载，成为重力式结构。受水平荷载，成为重力式结构。l实例实例5无支撑格形地下连续墙无支撑格形地下连续墙l工程名称：工程名称：上海耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑上海耀华皮尔金顿浮法玻璃熔窑l地点：上海浦东地点：上海浦东l基基坑坑尺尺寸寸：长长90m，宽宽50m，周周长长280m，开开挖挖深深度度12.8ml围围护护结结构构：内内墙墙采采用用厚厚度度为为0.128、8m的的T形形槽槽段段和和肋肋墙墙组组成成，翼翼墙墙长长6.0m，深深22m；肋肋墙墙长长2.5m，厚厚0.6m，深深15.1m。外外墙墙由由T形形槽槽段段和和板板墙墙组组成成，墙墙厚厚0.6m。剪力墙厚度为剪力墙厚度为0.6m。l支撑情况：支撑情况：无支撑无支撑l实实测测结结果果：外外墙墙墙墙顶顶水水平平位位移移110mm，内内墙墙墙墙顶顶水水平平位位移移80mm外外墙墙最最大大沉沉降降19mm，内内墙墙最最大大沉沉降降6mm；l比比较较造造价价：与与钢钢筋筋混混凝凝土土角角对对撑撑比比较较节节省省一一半半造造价价；与型钢支撑相比可节省造价与型钢支撑相比可节省造价30%；l挖挖土土速速度度：129、13.5万万土土方方，用用32天天完完成成，平平均均每每天天4500m3，最高最高7000m3l方案评述：方案评述：l无支撑格形地下连续墙围护结构是一种无支撑格形地下连续墙围护结构是一种依靠格内土依靠格内土体自重增加稳定性的重力式挡墙体自重增加稳定性的重力式挡墙。其结构由内墙、外。其结构由内墙、外墙和剪力墙组成，可以认为，内墙是直接承受水土压墙和剪力墙组成，可以认为，内墙是直接承受水土压力的主要挡土结构，通过剪力墙与外墙连接，剪力墙力的主要挡土结构，通过剪力墙与外墙连接，剪力墙的作用相当于拉杆，而外墙相当于锚碇墙；但实际上的作用相当于拉杆，而外墙相当于锚碇墙；但实际上是具有一定刚度的整体结构与130、格内土体共同作用。基是具有一定刚度的整体结构与格内土体共同作用。基坑开挖时墙顶位移大于有内支撑的基坑，但不影响安坑开挖时墙顶位移大于有内支撑的基坑，但不影响安全和使用，且能缩短工期，节省造价。全和使用，且能缩短工期，节省造价。支、锚体系的选择支、锚体系的选择 l当无法采用自立式挡墙（包括重力式和悬当无法采用自立式挡墙（包括重力式和悬臂式）时，必须采用内支撑或锚杆体系来臂式）时，必须采用内支撑或锚杆体系来平衡土压力，以维持围护结构的稳定性。平衡土压力，以维持围护结构的稳定性。l锚杆要受场地条件和地质条件的限制，而锚杆要受场地条件和地质条件的限制，而内支撑的适应性比较强；由于锚杆体系对内支撑的适应131、性比较强；由于锚杆体系对坑内施工的干扰比较少，因此当具备可以坑内施工的干扰比较少，因此当具备可以采用锚杆体系的条件时，一般首选锚杆方采用锚杆体系的条件时，一般首选锚杆方案；案；l在不具备采用锚杆体系的条件时，才考虑采在不具备采用锚杆体系的条件时，才考虑采取内支撑体系，但内支撑对坑内挖土和浇筑取内支撑体系，但内支撑对坑内挖土和浇筑地下室的干扰比较大，在选用支撑的材料和地下室的干扰比较大，在选用支撑的材料和形式时要根据施工要求，采取合适的布置方形式时要根据施工要求，采取合适的布置方案，尽量减少对坑内施工的干扰。案，尽量减少对坑内施工的干扰。l按深基坑支撑的受力特征，支撑体系实际上按深基坑支撑的受力132、特征，支撑体系实际上是一个空间体系，但设计时通常将它分解为是一个空间体系，但设计时通常将它分解为平面支撑体系和立柱分别计算；对于开挖深平面支撑体系和立柱分别计算；对于开挖深度不大的基坑或基坑的某些局部，可以布置度不大的基坑或基坑的某些局部，可以布置竖向斜撑或竖向斜撑体系。竖向斜撑或竖向斜撑体系。l实例实例6软土地基采用锚杆的基坑工程软土地基采用锚杆的基坑工程l工程名称：工程名称：惠通科技城惠通科技城l地点：地点：上海浦东上海浦东l基基坑坑尺尺寸寸：基基坑坑面面积积11000m2，周周长长430m，开开挖深度挖深度6.5m，平面形状不规则；平面形状不规则；l围围护护结结构构：直直径径800mm的133、的钻钻孔孔灌灌注注桩桩，间间距距1.0m，长长度度为为15.0m、17.0m和和19.0m三三种种，水水泥泥搅拌桩防渗帷幕长搅拌桩防渗帷幕长10.0m；l支支撑撑情情况况：采采用用一一层层锚锚杆杆，锚锚杆杆总总长长度度16.0和和17.0m，锚锚固固段段长长度度6.0m，锚锚固固在在淤淤泥泥层层中中，土土层的内摩擦角为层的内摩擦角为14.4，粘聚力为，粘聚力为19.6kPa；l实测结果：实测结果：最大水平位移为最大水平位移为4050mm；l方案评述：方案评述：在在软软土土地地区区采采用用土土层层锚锚杆杆支支护护的的工工程程不不多多，这这是是一一个个技技术术上上成成功功的的实实例例。但但从从经经134、济济性性来来看看，在在开开挖挖深深度度67m的的基基坑坑中中采采用用排排桩桩加加土土锚锚的的费费用用并并不不比比水水泥泥搅搅拌拌桩桩重重力力式式挡挡墙墙便便宜宜，除除非非因因场场地地比比较较狭狭窄窄，在在地地下下室室外外墙墙与与建建筑筑红红线线之之间间无无法法设设置置重重力力式式挡挡墙墙，而而又又不不适适合合采采用用内内支支撑撑方方案案的的基基坑工程。坑工程。l实例实例7软土地基采用锚杆的基坑工程软土地基采用锚杆的基坑工程l工程名称：工程名称：太平广场花园太平广场花园l地点：地点：广东东莞市广东东莞市l基基坑坑尺尺寸寸：长长125m，宽宽40m，周周长长330m，开开挖挖深度深度6.4ml围围135、护护结结构构：西西侧侧和和北北侧侧按按1 3放放坡坡，南南侧侧采采用用1 1.5放放坡坡喷喷锚锚支支护护，东东侧侧采采用用700mm，直直径径的的钻孔灌注桩，间距钻孔灌注桩，间距700mm，桩长桩长16.5m；l支支撑撑情情况况：钻钻孔孔灌灌注注桩桩采采用用一一道道锚锚杆杆，锚锚固固段段长长度度4m，锚锚杆杆总总长长度度12m，锚锚固固在在淤淤泥泥层层中中，土层的内摩擦角为土层的内摩擦角为6.3，粘聚力为，粘聚力为7.42kPa；l实实测测结结果果：围围护护墙墙中中部部开开挖挖后后2个个月月的的最最大大水水平位移为平位移为85mm；l方案评述：方案评述：l作为基坑围护结构支护的局部处理，本例是136、成作为基坑围护结构支护的局部处理，本例是成功的，在软土中采用锚固方案又是大胆的；本功的，在软土中采用锚固方案又是大胆的；本例三侧放坡，唯东侧因离城市交通干线距离不例三侧放坡，唯东侧因离城市交通干线距离不足足3m而采用排桩支护，在这而采用排桩支护，在这3m范围内，地上范围内，地上有一条高压供电线通过，地下有上水和下水管有一条高压供电线通过，地下有上水和下水管道；实施结果未见影响道路或市政管线的报道，道；实施结果未见影响道路或市政管线的报道，但围护结构最大水平位移达但围护结构最大水平位移达85mm，比悬臂结比悬臂结构的位移并不少多少，可见在软土中采用锚杆构的位移并不少多少，可见在软土中采用锚杆来减137、少围护结构的水平位移是作用不大的。来减少围护结构的水平位移是作用不大的。内支撑材料的选择内支撑材料的选择支撑的平面布置支撑的平面布置 l支撑的平面布置时应考虑支撑材料的性支撑的平面布置时应考虑支撑材料的性质、基坑的开挖深度、基坑面积大小与质、基坑的开挖深度、基坑面积大小与平面形状、挖土与出土方案以及环境对平面形状、挖土与出土方案以及环境对变形控制的要求等因素，通常应考虑几变形控制的要求等因素，通常应考虑几种不同的布置方案进行比较、论证，选种不同的布置方案进行比较、论证，选择最佳方案采用。钢支撑和钢筋混凝土择最佳方案采用。钢支撑和钢筋混凝土支撑的材料刚度和节点构造有较大的差支撑的材料刚度和节点构138、造有较大的差异，平面布置时考虑问题的侧重面也不异，平面布置时考虑问题的侧重面也不相同。相同。l钢支撑的平面布置可采取下列形式：钢支撑的平面布置可采取下列形式：l（1）一一般般情情况况宜宜优优先先采采用用相相互互正正交交、均均匀匀布布置置的的平面对撑体系平面对撑体系；l（2）对对于于长长条条形形的的基基坑坑可可采采用用简简单单的的对对撑撑体体系系，加适当的加适当的横撑横撑，并在基坑四角设置，并在基坑四角设置水平角撑水平角撑；l（3）钢钢支支撑撑与与围围护护结结构构连连接接处处应应设设置置围围檩檩（又又称称腰梁）；腰梁）；l（4）当当相相邻邻支支撑撑之之间间水水平平距距离离较较大大时时，应应在在支139、支撑撑端端部部设设置置八八字字撑撑（又又称称琵琵琶琶撑撑）以以减减小小围围檩檩的的计计算算跨跨距距，八八字字撑撑宜宜左左右右对对称称，长长度度不不宜宜大大于于9m，与与围檩之间的夹角宜为围檩之间的夹角宜为60。l钢钢筋筋混混凝凝土土支支撑撑可可以以采采用用下下列列不不同同的的组组合合，灵灵活布置：活布置：l（1）在在比比较较长长的的基基坑坑边边可可布布置置边边桁桁架架以以增增强强水水平向的刚度平向的刚度；l（2）在在不不正正交交的的基基坑坑角角上上可可布布置置桁桁架架式式斜斜撑撑以以适应不同角点的部位适应不同角点的部位；l（3）对对于于需需要要留留出出较较大大的的作作业业空空间间时时，可可采采140、用用对对撑撑和和斜斜撑撑桁桁架架组组成成的的平平面面体体系系，也也可可以以采采用用平平面面拱拱形形支支撑撑和和桁桁架架式式边边撑撑组组成成的的体体系系，后后者者特别适用于平面接近于正方形的基坑特别适用于平面接近于正方形的基坑；l（4）相相邻邻支支撑撑之之间间的的水水平平距距离离应应满满足足土土方方工工程程的的施施工工要要求求，通通常常不不宜宜小小于于4m，当采用机械挖土时，不宜小于当采用机械挖土时，不宜小于8m；l（5）沿沿围围檩檩长长度度方方向向水水平平支支撑撑点点的的间间距距，对对于于钢钢围围檩檩不不宜宜大大于于4m；对对于于钢钢筋筋混混凝凝土支撑不宜大于土支撑不宜大于9m；l（6）钢钢筋141、筋混混凝凝土土支支撑撑可可以以组组合合成成各各种种形形状的支撑体系。状的支撑体系。l实例实例8大直径圆形钢筋混凝土内支撑之一大直径圆形钢筋混凝土内支撑之一l工程名称：工程名称：万都大厦万都大厦l地点：地点：上海虹桥开发区上海虹桥开发区l主体结构：主体结构：54层主楼，层主楼，4层裙房，层裙房，2层地下室层地下室l基基坑坑尺尺寸寸：长长137.9m，宽宽112.3m，周周长长476m，基基坑面积坑面积1255m2，开挖深度开挖深度12.8ml支支撑撑尺尺寸寸：两两道道圆圆形形钢钢筋筋混混凝凝土土内内支支撑撑，直直径径92.3m，平面布置见图平面布置见图l实实测测结结果果：上上道道圆圆形形支支撑撑142、平平均均轴轴力力17500kN；下下道道圆圆形形支支撑撑平平均均轴轴力力19500kN；平平行行位位移移3.96.7mm；立立柱柱平平均均上上浮浮23.8mm；围围护护结结构构（排排桩桩）最最大大沉沉降降22.7mm，水水平平位位移移6.7mm；管管线线最最大大沉沉降降47.1mm。l比比较较造造价价：与与钢钢筋筋混混凝凝土土角角对对撑撑比比较较节节省省一一半半造造价价；与与型型钢钢支支撑撑相相比比可可节节省省造造价价30%；l挖挖土土速速度度：13.5万万土土方方，用用32天天完完成成，平平均每天均每天4500m3，最高最高7000m3l方案评述：方案评述：l圆形钢筋混凝土内支撑是一种受力性143、能圆形钢筋混凝土内支撑是一种受力性能好、布置合理的支撑体系；所形成的敞开好、布置合理的支撑体系；所形成的敞开空间，为挖土和混凝土浇筑施工提供了非空间，为挖土和混凝土浇筑施工提供了非常方便的条件，同时又减少了混凝土支撑常方便的条件，同时又减少了混凝土支撑的工程量节省造价、缩短了工期，是一举的工程量节省造价、缩短了工期，是一举数得的事。数得的事。l实例实例9大直径圆形钢筋混凝土内支撑之二大直径圆形钢筋混凝土内支撑之二l工程名称：工程名称：天津今晚报大厦天津今晚报大厦l地点：地点：天津南开区天津南开区l主体结构：主体结构：38层主塔楼，层主塔楼，2层地下室层地下室l基基坑坑尺尺寸寸：平平面面不不规规144、则则，最最大大尺尺寸寸为为长长134m，宽宽115m，周长周长500m，开挖深度开挖深度9ml围围护护结结构构：钻钻孔孔灌灌注注桩桩，桩桩径径800mm，桩桩长长19.7ml支支撑撑尺尺寸寸：一一道道圆圆形形钢钢筋筋混混凝凝土土内内支支撑撑，直直径径66m，断断面面2000mm1000mm，36根根放放射射形形钢管支撑。钢管支撑。l实测结果：钢管支撑轴力实测结果：钢管支撑轴力1500kN2000kNl圆形支撑变形为圆形支撑变形为5030mml坑底回弹量坑底回弹量24mml围围护护结结构构（排排桩桩）最最大大位位移移112mm，一般在一般在4070mml管线最大沉降管线最大沉降47.1mml方案145、评述：方案评述：l天津与上海同时发展了圆环形内支撑体系，天津与上海同时发展了圆环形内支撑体系，这两个实录有异曲同工之妙。这两个实录有异曲同工之妙。支撑和锚杆的竖向布置支撑和锚杆的竖向布置 l锚杆锚固体上下排间距不宜小于锚杆锚固体上下排间距不宜小于2.5m，水水平方向间距不宜小于平方向间距不宜小于1.5m。锚杆锚固体的锚杆锚固体的上覆土层厚度不宜小于上覆土层厚度不宜小于4.0m。倾斜锚杆的倾斜锚杆的倾角以倾角以15 35 为宜。为宜。l支撑的竖向布置比锚杆复杂得多，因为内支撑的竖向布置比锚杆复杂得多，因为内支撑的位置不仅取决于满足围护结构稳定支撑的位置不仅取决于满足围护结构稳定和变形的要求，而且146、在很大程度还受控于和变形的要求，而且在很大程度还受控于地下室梁板构件的位置以及施工最小空间地下室梁板构件的位置以及施工最小空间的要求。的要求。l支撑的竖向布置应遵循下列规定：支撑的竖向布置应遵循下列规定：l（1）在在竖竖向向平平面面内内，水水平平支支撑撑的的层层数数与与标标高高应应根根据据开开挖挖深深度度、围围护护结结构构类类型型、工工程程地地质质条条件件及及地地下下室室的的建建筑筑布布置置和和施施工工的的方方案案，结结合合围围护护结结构构的的计计算算结结果果和和地下室建筑剖面综合确定；地下室建筑剖面综合确定；l（2 2）上、下层水平支撑轴线应布置在同）上、下层水平支撑轴线应布置在同一竖向平面147、内；竖向相邻支撑的水平净一竖向平面内；竖向相邻支撑的水平净距不宜小于距不宜小于3m，当采用机械下坑开挖及当采用机械下坑开挖及运输时，不宜小于运输时，不宜小于4m；l（3）设设定定的的各各层层水水平平支支撑撑标标高高不不能能妨妨碍主体工程地下室结构构件的施工；碍主体工程地下室结构构件的施工；l（4）第第一一道道水水平平支支撑撑的的围围檩檩可可同同时时作作为为围围护护结结构构墙墙顶顶的的圈圈梁梁，为为降降低低计计算算深深度度，可可以以放放低低墙墙顶顶圈圈梁梁的的标标高高，但但不不宜宜低于自然地面以下低于自然地面以下3m；l（5）当当为为多多道道支支撑撑时时，最最下下一一道道支支撑撑的的标标高高在在148、不不影影响响主主体体结结构构底底板板施施工工的的条条件下，应尽可能降低。件下，应尽可能降低。l实例实例10三围檩二支撑的钢筋混凝土内支撑体系三围檩二支撑的钢筋混凝土内支撑体系l工程名称：工程名称：外滩京城外滩京城l地点：地点：上海北京东路上海北京东路l主体结构：主体结构：建筑面积建筑面积213,376m2；l基基坑坑尺尺寸寸：基基坑坑面面积积13万万m2，开开挖挖深深度度12.5m，局部局部14.25m；l支支撑撑尺尺寸寸：两两道道钢钢筋筋混混凝凝土土内内支支撑撑，第第2道道支支撑与两道围檩连接见图撑与两道围檩连接见图；l比较造价：比较造价：与与3道支撑方案相比，节省造价道支撑方案相比，节省造149、价803万元；万元；l挖挖土土速速度度：16万万土土方方，用用88天天完完成成，平平均均每每天天2500m3，最最高高每每天天4500m3，与与3道道支撑方案相比缩短挖土工期支撑方案相比缩短挖土工期5个月。个月。l方案评述：方案评述：支撑竖向布置方案既要满支撑竖向布置方案既要满足围护结构变形和强度的要求，间距不能足围护结构变形和强度的要求，间距不能太大；但必须便于机械化施工，为了满足太大；但必须便于机械化施工，为了满足汽车在支撑上通行的净空要求，需要加大汽车在支撑上通行的净空要求，需要加大支撑竖向间距。将一道支撑支承在两道围支撑竖向间距。将一道支撑支承在两道围檩上，既加大支撑的竖向间距，又不改150、变檩上，既加大支撑的竖向间距，又不改变围护结构的计算支点间距，本例是一个创围护结构的计算支点间距，本例是一个创造，改变了支撑布置的固有格局。造，改变了支撑布置的固有格局。支撑与围檩连接的节点支撑与围檩连接的节点立柱的设置立柱的设置l立柱是内支撑体系的竖向受力杆件，承立柱是内支撑体系的竖向受力杆件，承受内支撑体系的重量，为了保持支撑体受内支撑体系的重量，为了保持支撑体系的稳定，应具有一定的刚度和强度，系的稳定，应具有一定的刚度和强度，并和支撑在节点处固定连接以形成支撑并和支撑在节点处固定连接以形成支撑体系的整体刚度。体系的整体刚度。l立柱的设置应符合下列要求：立柱的设置应符合下列要求：l（1）立151、立柱柱应应布布置置在在纵纵横横向向支支撑撑的的交交点点处处或或桁桁架架式式支支撑撑的的节节点点位位置置上上，并并应应避避开开主主体体结结构构梁梁、柱柱及及剪剪力力墙墙的的位位置置。立立柱柱的的间间距距一般不宜超过一般不宜超过15m；l（2）为为了了不不影影响响底底板板绑绑扎扎钢钢筋筋和和浇浇筑筑混混凝凝土土，立立柱柱宜宜采采用用型型钢钢格格构构式式截截面面，使使钢钢筋从中通过并能灌入混凝土；筋从中通过并能灌入混凝土；l（3）为为了了防防止止在在底底板板与与立立柱柱连连接接处处渗渗水水，应设置止水钢板；应设置止水钢板；l（4）立立柱柱下下端端应应支支承承在在较较好好的的土土层层上上，开开挖挖面面152、以以下下的的插插入入深深度度应应满满足足支支撑撑结结构构对对立立柱柱承承载载力力和和变变形形的的要要求求；在在软软土土地地区区，立立柱柱应应支支承承在在桩桩上上，可可以以利利用用工工程程桩支承立柱；桩支承立柱；l（5 5）要处理好支撑与立柱的节点，尤其）要处理好支撑与立柱的节点，尤其是钢支撑与立柱的节点构造需要专门设是钢支撑与立柱的节点构造需要专门设计。计。斜撑的布置斜撑的布置 l当悬臂式挡墙的水平位移过大时，可以设置当悬臂式挡墙的水平位移过大时，可以设置竖向斜撑，斜撑的优点是坑内的施工空间比竖向斜撑，斜撑的优点是坑内的施工空间比较大，而且节省支撑材料。斜撑特别适用于较大，而且节省支撑材料。斜153、撑特别适用于平面尺寸比较大而开挖深度相对比较浅的基平面尺寸比较大而开挖深度相对比较浅的基坑，由于基坑的平面尺寸大，如设置对撑则坑，由于基坑的平面尺寸大，如设置对撑则支撑的长度很长；如基坑的深度过大，斜撑支撑的长度很长；如基坑的深度过大，斜撑就不一定经济。就不一定经济。l斜撑在基坑底部需要用基础平衡反力，斜撑在基坑底部需要用基础平衡反力，通常可以利用已经浇筑的底板承受反力。通常可以利用已经浇筑的底板承受反力。但这只有在中心岛法施工开挖留土时才但这只有在中心岛法施工开挖留土时才有可能利用底板；在对围护结构进行补有可能利用底板；在对围护结构进行补强加固时，斜撑是经常采用的一种措施，强加固时，斜撑是经154、常采用的一种措施，因此斜撑通常采用型钢或组合型钢截面因此斜撑通常采用型钢或组合型钢截面的支撑。的支撑。l布置斜撑时应符合下列规定：布置斜撑时应符合下列规定：l（1）竖竖向向斜斜撑撑体体系系通通常常由由斜斜撑撑、腰腰梁梁和和斜斜撑撑基基础础等等构构件件组组成成，当当斜斜撑撑长长度度大大于于15m时，宜在斜撑中部设置立柱；时，宜在斜撑中部设置立柱；l（2）竖竖向向斜斜撑撑宜宜均均匀匀、对对称称布布置置，水水平平间间距距不大于不大于6m；l（3）斜斜撑撑与与基基坑坑底底面面之之间间的的夹夹角角一一般般不不大大于于35，在在地地下下水水位位较较高高的的地地区区不不宜宜大大于于26，并与基坑内留土的边坡155、相一致；并与基坑内留土的边坡相一致；l（4）斜斜撑撑基基础础与与围围护护结结构构墙墙体体之之间间的的水水平平距距离不应小于围护结构插入深度的离不应小于围护结构插入深度的1.5倍；倍；l（5）斜斜撑撑与与腰腰粱粱、斜斜撑撑与与基基础础、腰腰粱粱与与围围护护结结构构之之间间的的连连接接应应满满足足斜斜撑撑水水平平分分力力和和垂垂直直分力的传递要求。分力的传递要求。斜撑斜撑降水方案降水方案l降水是在地下水位比较高的地区进行基坑降水是在地下水位比较高的地区进行基坑工程设计时面临的一个重要问题。采取何工程设计时面临的一个重要问题。采取何种方案主要取决于水文地质条件及周边环种方案主要取决于水文地质条件及周156、边环境的要求。从施工来说则要求提供一个比境的要求。从施工来说则要求提供一个比较干燥的坑内施工环境，为此应使地下水较干燥的坑内施工环境，为此应使地下水位低于基坑底面位低于基坑底面0.51.0m左右。如地下水左右。如地下水位高于这个位置，需要采取降水的措施，位高于这个位置，需要采取降水的措施，降水的方法很多，都可以达到这个目的。降水的方法很多，都可以达到这个目的。l选择降水方案时应考虑以下几个问题：选择降水方案时应考虑以下几个问题：l1.基坑降水深度的要求；基坑降水深度的要求；l2.场场地地地地质质条条件件，土土层层的的渗渗透透特特性性，地地下下水的类型、流向和补给条件；水的类型、流向和补给条件；157、l3.环环境境条条件件，场场地地周周围围的的建建筑筑物物和和市市政政管管线的位置、类型、对沉降的要求；线的位置、类型、对沉降的要求；l4.气气象象条条件件，雨雨季季、特特别别是是暴暴雨雨季季节节和和暴暴雨量；雨量；l5.施工单位所拥有的降水设备和数量；施工单位所拥有的降水设备和数量；l6.电电源源条条件件，需需保保证证有有稳稳定定的的电电源源或或备备用电源，以免断电时基坑积水而坍塌。用电源，以免断电时基坑积水而坍塌。降水方法的选择降水方法的选择 轻型井点轻型井点l轻轻型型井井点点按按抽抽水水机机组组类类型型分分为为干干式式真真空空泵泵轻轻型型井井点点、射射流流轻轻型型井井点点和和隔隔膜膜泵泵轻158、轻型型井井点点三三种种，其其参参考考数数据据见见表表。轻轻型型井井点点的的降降水水深深度度不不超超过过6m，当当降降水水深深度度要要求求超超过过6m时时，采采用用单单级级轻轻型型井井点点不不能能满满足足要要求求，采采用用多多级级轻轻型型井井点点需需要要增增加加机机具具数数量量和和基基坑坑面面积积，往往往往不不经经济济，此此时时宜采用喷射井点。宜采用喷射井点。喷射井点喷射井点l喷射井点是根据射流原理制造的，由喷喷射井点是根据射流原理制造的，由喷嘴喷出的高压水，在喷嘴周围形成负压，嘴喷出的高压水，在喷嘴周围形成负压，将土层中的水抽至井点中，形成汽水溶将土层中的水抽至井点中，形成汽水溶液，由高速水流159、的动能将其排出地表。液，由高速水流的动能将其排出地表。喷射井点在渗透系数为喷射井点在渗透系数为350m/d的砂土的砂土中最为有效，在渗透系数为中最为有效，在渗透系数为0.13m/d的的粉土和淤泥质土中效果也很显著。但不粉土和淤泥质土中效果也很显著。但不适用于渗透系数小于适用于渗透系数小于0.1m/d。电渗、自渗和深井井点电渗、自渗和深井井点l电电渗渗井井点点是是利利用用粘粘性性土土的的电电渗渗特特性性，在在直直流流电电场场中中，土土中中水水流流向向阴阴极极管管集集中中排排走走，用用以以降降低低饱和粘土中的地下水位。饱和粘土中的地下水位。l自自渗渗井井适适用用于于排排除除土土层层中中的的滞滞水水160、，这这种种滞滞水水主主要来自生活用水的排放或下水道的渗漏。要来自生活用水的排放或下水道的渗漏。l管井井点和深井井点适用于渗透系数比较大的管井井点和深井井点适用于渗透系数比较大的土层，特别是深井井点，由于将潜水泵或深井土层，特别是深井井点，由于将潜水泵或深井泵安置在滤水层部位，特别适用于涌水量大、泵安置在滤水层部位，特别适用于涌水量大、深层的砂土层，降水深度可达深层的砂土层，降水深度可达50m。降水对坑底土的加固作用降水对坑底土的加固作用l降水的主要目的是为施工提供干燥的工作条件，降水的主要目的是为施工提供干燥的工作条件，一般要求地下水位降低至坑底以下一般要求地下水位降低至坑底以下0.51.0m161、，在在井点附近水位降落得更多。降水同时还有对土体井点附近水位降落得更多。降水同时还有对土体的疏干作用，可以改善土的性质，对坑底有一定的疏干作用，可以改善土的性质，对坑底有一定的加固作用。一些室内试验和原位测试的结果说的加固作用。一些室内试验和原位测试的结果说明这种加固作用还是比较明显的，但目前的设计明这种加固作用还是比较明显的，但目前的设计方法一般不采用加固以后的指标计算。这是因为方法一般不采用加固以后的指标计算。这是因为人们对于土工指标在降水前后的变化规律的认识人们对于土工指标在降水前后的变化规律的认识还不够，还不能作为设计的依据，为安全计，降还不够，还不能作为设计的依据，为安全计，降水对土工指标的改善只能作为一种安全储备。水对土工指标的改善只能作为一种安全储备。