深基坑支护设计范文
时间：2023-03-07 08:37:48
深基坑支护设计范文第1篇
关键词：深基坑支护结构模糊选优有限元分析
中图分类号：TV551文献标识码： A
随着工程建设水平的不断提升，建筑工程施工技术发展不断进步，基于对工程建设质量的需求，建筑深基坑工程作为一项系统性的工程内容，越来越受到人们的重视。深基坑工程建设的影响因素复杂，其主要是一种由岩土、结构以及建筑工程施工技术相结合的工程内容。相关研究理论还有待进一步发展，但是由于深基坑工程问题造成的工程事故时有发生，深入开展对其的研究，有助于提升我国工程建设质量与水平。
一、深基坑支护影响因素分析
深基坑工程建设过程中相关影响因素十分复杂，且影响因素之间彼此存在关联。在基坑支护设计优化过程中，需要周全考虑相关因素，仔细筛选与分析基坑工程当中的影响因素，以下是对工程施工中基坑支护影响因素的归类分析：
（一）环境影响因素
1.建筑环境与设施影响因素
建筑深基坑形成多为市中心，其周边建筑物与地下管道对建筑施工影响较大，基坑挖掘只能采取垂直开挖的方式。与此同时，需要注意的是基坑开挖会造成周围建筑物以及地下管线受到影响。
2.工程、水文地质环境因素
基坑工程施工过程中地层因素与水文地质环境情况都会对深基坑支护造成影响。其中，基坑工程建设的底层情况主要包括地层构造、图层与岩土体相关参数等内容，水文情况则包括地下水位与其变化情况。
3.施工影响因素
影响基坑施工的主要因素包括多个方面：施工场所的交通情况与商业活动情况等都是基坑支护方案设计影响因素。施工场地提供的材料与车辆进出等也会影响基坑施工与设计。
（二）主体工程影响因素
在进行深基坑支护设计过程中，应当综合全面了解工程实际情况，形成理性认知，对工程施工过程总形成规模、结构以及施工方式综合掌握。
（三）基坑形状因素，深度因素以及宽度因素。
（四）基坑支护结构造成的载荷影响因素。
（五）现已应用的各种支护技术的特点和适用范围以及施工队伍常用的施工方法、施工设备及施工技术等情况。
（六）相关基坑支护设计依据资料：国家和当地有关基坑支护设计和施工的规范、规程；周围相似基坑工程中的经验和教训。
二、深基坑支护方案设计主要原则
形成深基坑支护方案的主要原则是根据对其影响因素的综合考虑，形成合理的价值分析，并在此基础上做出最优选择。这其中包括：工程施工技术安全性、施工可行性分析；深基坑支护对环境造成的影响分析；施工基坑支护结构造成的施工工期影响分析以及其造成的工程经济型综合对比分析。在具体工程施工过程中，支护方案设计可能形成多套方案。这个过程中，需要对多套方案的可行性问题进行综合考虑，因为不同方案的侧重点各不相同，这就需要根据工程施工需要，选择最优模型。
在选取基坑支护方案的过程中需要进行优选，目的是为了进一步增加支护工作过程中的客观性与科学性。《建筑工程基坑支护技术规程》当中主要对基坑支护工程开展有一定的原则性的规定。针对支护结构进行选型的过程中需要兼顾到工程施工结构的空间效果以及受力特征。基坑支护优选过程中还需要通过对基坑周围环境以及基坑开挖情况等进行综合分析，同时还需要对地质水文情况进行考虑，只有这样才能真正做到选型的科学性与合理性。
基坑支护选型主要包括支挡结构、土钉墙以及重力式水泥土墙等内容。像是选用组合需遵循一定的原则，即为《建筑基坑支护技术规程》。
三、工程深基坑设计模型设计
（一）层次结构确立
确立深基坑支护方案，相关影响因素较多，其中包括工程、水文、建筑、管线、结构等多个方面的内容。总体来看，上述中内容可以被归为几类：经济性、安全稳定性、环境、工程期限、施工难易程度等。本文通过采用建立层次结构的方式形成了深基坑支护方案设计选型内容（如图1.所示）。
图1.建筑深基坑选型采用层次分析法
其中，优选方案当中的总目标主要包括几个方面：安全可靠、工程造价低、工程期限较短、环境因素影响小以及工程施工方便。
另外，准则层的主要因素包括几个方面：安全可靠性（B1）、工程造价（B2）、工程期限（B3）、工程期限（B4）、施工难度（B5）。
（二）确定相关因素权重
1.形成判断矩阵
通过使用标度法以及表1.中所示内容，可以完成对准则层当中相关因素在目标层当中的重要性的分析，通过两两比较及单排序方法完成上述内容。
安全可靠性与工程造价相对最优方案形成的重要性比值表示为1；安全可靠性与工程期限相对最优方案形成的重要性比值表示为4；安全可靠性与环境影响因素相对最优方案形成的重要性比值表示为3；安全可靠性与工程施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为5；工程造价与工程期限相对最优方案形成的重要性比值表示为4；工程造价与环境影响因素相对最优方案形成的重要性比值表示为3；工程造价与施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为5；
工程期限与环境影响因素相对最优方案形成的重要性比值表示为½；工程期限与施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为2；环境影响因素与施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为 3（具体内容如下表1.所示）。
表1.比较值情况
A B1 B2 B3 B4 B5
B1 1 1 4 3 5
B2 1 1 4 3 5
B3 1 2
B4 2 1 3
B5 1
由此可以判断出选优矩阵列表：
B=
2.层次排列
通过采用公式（1）具体求得判断矩阵（B）当中的最大特征数据W。
W1===2.268
相同原理，可以求得W2，W3，W4，W5。并在归一化之后，W1=0.350,W2=0.350，W3=0.102，W4=0.142，W5=0.056。
由此，权重向量表示为：
W=(0.350,0.350,0.102,0.142,0.056)
这其中最大特征数值表示为：
max=5.129
总之，综上所述，本文主要通过对工程施工建设过程中深基坑影响因素（安全可靠性、造价、工程期限、环境影响因素、工程施工便捷性）影响支护结构优化方案情况与细部参数相关研究进行分析。通过采用多目标模糊决策方案实现工程深基坑系统的优选，并建立了深基坑支护模型。希望通过对深基坑支护设计情况进行的深入研究，能够进一步提高工程施工水平，提升工程建设质量。
参考文献：
[1]黄贵珍，周东.基于遗传算法的基坑桩锚支护优化设计[J].桂林工学院学报，2000（S1）：86-90
[2]贾宁.有限填土静止土压力系数计算方法研究[J].岩土工程学报.2012.7：1333-1337[3]李广信.基坑支护结构上水土压力的分算与合算[J].岩土工程学报，2010，5（3）:348-352
[3]李明星.基坑支护体系优化设计分析及应用[J](建筑基坑支护技术规程)JGJ120-2012
[4]阮永芬，叶燎原.用灰色系统理论与方法确定深基坑支护方案.岩土力学与工程学报，2013：1203-1206
[5]贾宁.有限填土静止土压力系数计算方法研究[J].岩土工程学报，2012,7：1333-1337
建筑基坑支护技术规程 JGJ120-2012深基坑支护设计研究
时亮
中交第二公路勘察设计研究院有限公司 湖北武汉 430056，南京中交道路桥梁工程勘察设计有限公司 江苏南京 210000
摘要：建筑深基坑施工作为一项系统性工程内容，其影响因素多元且十分复杂。施工中的支护方案选定不仅对基坑的经济型、稳定性及安全性造成巨大影响，同时也是整个工程安全建设的重要前提。因为，深基坑支护工程设计当中出现微小问题都有可能造成基坑失稳，并引起工程造价增加，因此深基坑支护设计意义重大。本文主要针对深基坑支护设计相关问题进行简要分析，探究深基坑支护方案设计模型建立与优选问题，并对深基坑细部优化情况进行了探讨。
关键词：深基坑支护结构模糊选优有限元分析
中图分类号：TV551文献标识码： A
随着工程建设水平的不断提升，建筑工程施工技术发展不断进步，基于对工程建设质量的需求，建筑深基坑工程作为一项系统性的工程内容，越来越受到人们的重视。深基坑工程建设的影响因素复杂，其主要是一种由岩土、结构以及建筑工程施工技术相结合的工程内容。相关研究理论还有待进一步发展，但是由于深基坑工程问题造成的工程事故时有发生，深入开展对其的研究，有助于提升我国工程建设质量与水平。
一、深基坑支护影响因素分析
深基坑工程建设过程中相关影响因素十分复杂，且影响因素之间彼此存在关联。在基坑支护设计优化过程中，需要周全考虑相关因素，仔细筛选与分析基坑工程当中的影响因素，以下是对工程施工中基坑支护影响因素的归类分析：
（一）环境影响因素
1.建筑环境与设施影响因素
建筑深基坑形成多为市中心，其周边建筑物与地下管道对建筑施工影响较大，基坑挖掘只能采取垂直开挖的方式。与此同时，需要注意的是基坑开挖会造成周围建筑物以及地下管线受到影响。
2.工程、水文地质环境因素
基坑工程施工过程中地层因素与水文地质环境情况都会对深基坑支护造成影响。其中，基坑工程建设的底层情况主要包括地层构造、图层与岩土体相关参数等内容，水文情况则包括地下水位与其变化情况。
3.施工影响因素
影响基坑施工的主要因素包括多个方面：施工场所的交通情况与商业活动情况等都是基坑支护方案设计影响因素。施工场地提供的材料与车辆进出等也会影响基坑施工与设计。
（二）主体工程影响因素
在进行深基坑支护设计过程中，应当综合全面了解工程实际情况，形成理性认知，对工程施工过程总形成规模、结构以及施工方式综合掌握。
（三）基坑形状因素，深度因素以及宽度因素。
（四）基坑支护结构造成的载荷影响因素。
（五）现已应用的各种支护技术的特点和适用范围以及施工队伍常用的施工方法、施工设备及施工技术等情况。
（六）相关基坑支护设计依据资料：国家和当地有关基坑支护设计和施工的规范、规程；周围相似基坑工程中的经验和教训。
二、深基坑支护方案设计主要原则
形成深基坑支护方案的主要原则是根据对其影响因素的综合考虑，形成合理的价值分析，并在此基础上做出最优选择。这其中包括：工程施工技术安全性、施工可行性分析；深基坑支护对环境造成的影响分析；施工基坑支护结构造成的施工工期影响分析以及其造成的工程经济型综合对比分析。在具体工程施工过程中，支护方案设计可能形成多套方案。这个过程中，需要对多套方案的可行性问题进行综合考虑，因为不同方案的侧重点各不相同，这就需要根据工程施工需要，选择最优模型。
在选取基坑支护方案的过程中需要进行优选，目的是为了进一步增加支护工作过程中的客观性与科学性。《建筑工程基坑支护技术规程》当中主要对基坑支护工程开展有一定的原则性的规定。针对支护结构进行选型的过程中需要兼顾到工程施工结构的空间效果以及受力特征。基坑支护优选过程中还需要通过对基坑周围环境以及基坑开挖情况等进行综合分析，同时还需要对地质水文情况进行考虑，只有这样才能真正做到选型的科学性与合理性。
基坑支护选型主要包括支挡结构、土钉墙以及重力式水泥土墙等内容。像是选用组合需遵循一定的原则，即为《建筑基坑支护技术规程》。
三、工程深基坑设计模型设计
（一）层次结构确立
确立深基坑支护方案，相关影响因素较多，其中包括工程、水文、建筑、管线、结构等多个方面的内容。总体来看，上述中内容可以被归为几类：经济性、安全稳定性、环境、工程期限、施工难易程度等。本文通过采用建立层次结构的方式形成了深基坑支护方案设计选型内容（如图1.所示）。
图1.建筑深基坑选型采用层次分析法
其中，优选方案当中的总目标主要包括几个方面：安全可靠、工程造价低、工程期限较短、环境因素影响小以及工程施工方便。
另外，准则层的主要因素包括几个方面：安全可靠性（B1）、工程造价（B2）、工程期限（B3）、工程期限（B4）、施工难度（B5）。
（二）确定相关因素权重
1.形成判断矩阵
通过使用标度法以及表1.中所示内容，可以完成对准则层当中相关因素在目标层当中的重要性的分析，通过两两比较及单排序方法完成上述内容。
安全可靠性与工程造价相对最优方案形成的重要性比值表示为1；安全可靠性与工程期限相对最优方案形成的重要性比值表示为4；安全可靠性与环境影响因素相对最优方案形成的重要性比值表示为3；安全可靠性与工程施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为5；工程造价与工程期限相对最优方案形成的重要性比值表示为4；工程造价与环境影响因素相对最优方案形成的重要性比值表示为3；工程造价与施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为5；
工程期限与环境影响因素相对最优方案形成的重要性比值表示为½；工程期限与施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为2；环境影响因素与施工难易程度相对最优方案形成的重要性比值表示为 3（具体内容如下表1.所示）。
表1.比较值情况
A B1 B2 B3 B4 B5
B1 1 1 4 3 5
B2 1 1 4 3 5
B3 1 2
B4 2 1 3
B5 1
由此可以判断出选优矩阵列表：
B=
2.层次排列
通过采用公式（1）具体求得判断矩阵（B）当中的最大特征数据W。
W1===2.268
相同原理，可以求得W2，W3，W4，W5。并在归一化之后，W1=0.350,W2=0.350，W3=0.102，W4=0.142，W5=0.056。
由此，权重向量表示为：
W=(0.350,0.350,0.102,0.142,0.056)
这其中最大特征数值表示为：
max=5.129
总之，综上所述，本文主要通过对工程施工建设过程中深基坑影响因素（安全可靠性、造价、工程期限、环境影响因素、工程施工便捷性）影响支护结构优化方案情况与细部参数相关研究进行分析。通过采用多目标模糊决策方案实现工程深基坑系统的优选，并建立了深基坑支护模型。希望通过对深基坑支护设计情况进行的深入研究，能够进一步提高工程施工水平，提升工程建设质量。
参考文献：
[1]黄贵珍，周东.基于遗传算法的基坑桩锚支护优化设计[J].桂林工学院学报，2000（S1）：86-90
[2]贾宁.有限填土静止土压力系数计算方法研究[J].岩土工程学报.2012.7：1333-1337[3]李广信.基坑支护结构上水土压力的分算与合算[J].岩土工程学报，2010，5（3）:348-352
[3]李明星.基坑支护体系优化设计分析及应用[J](建筑基坑支护技术规程)JGJ120-2012
[4]阮永芬，叶燎原.用灰色系统理论与方法确定深基坑支护方案.岩土力学与工程学报，2013：1203-1206
[5]贾宁.有限填土静止土压力系数计算方法研究[J].岩土工程学报，2012,7：1333-1337
深基坑支护设计范文第2篇
【关键词】深基坑；支护方案设计；设计要求与思路；技术难点
1.深基坑支护的设计要求
基坑工程设计和施工总的要求就是要做到设计先进、经济合理、施工方便、安全可靠。基坑支护作为一个结构体系，应要满足稳定和变形的要求，即通常规范所说的两种极限状态的要求，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。所谓承载能力极限状态，对基坑支护来说就是支护结构破坏、倾倒、滑动或周边环境的破坏，出现较大范围的失稳。一般的设计要求是不允许支护结构出现这种极限状态的。基坑支护设计相对于承载力极限状态要有足够的安全系数，不致使支护产生失稳，而在保证不出现失稳的条件下，还要控制位移量，不致影响周边建筑物的安全使用。因而，作为设计的计算理论，不但要能计算支护结构的稳定问题，还应计算其变形，并根据周边环境条件，控制变形在一定的范围内。一般的支护结构位移控制以水平位移为主，主要是水平位移较直观，易于监测。水平位移控制与周边环境的要求有关，这就是通常规范中所谓的基坑安全等级的划分，对于基坑周边有较重要的构筑物需要保护的，则应控制小变形，此即为通常的一级基坑的位移要求;对于周边空旷，无构筑物需保护的，则位移量可大一些，理论上只要保证稳定即可，此即为通常所说的三级基坑的位移要求；介于一级和三级之间的，则为二级基坑的位移要求。对于一级基坑的最大水平位移，一般宜不大于30 mm，对于较深的基坑，应小于0.3%H，H为基坑开挖深度。对于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm内地面不致有明显的裂缝，当最大水平位移在40-50mm内会有可见的地面裂缝，因此，一般的基坑最大水平位移应控制不大于50mm为宜，否则会产生较明显的地面裂缝和沉降，感观上会产生不安全的感觉。一般较刚性的支护结构，如挡土桩、连续墙加内支撑体系，其位移较小，可控制在30mm之内，对于土钉支护，地质条件较好，且采用超前支护、预应力锚杆等加强措施后可控制较小位移外，一般会大于30mm。
2.深基坑支护的设计思路
对于一个深基坑支护结构的设计，要根据拟建工程水文地质条件、设计经验及技术条件，综合考虑国家的经济及法律规定、工期要去、造价要求等来选择最佳设计方案。设计首先应是概念设计，重点在于可行性方案的筛选与优化，对支护结构方案的选择和优化可按以下步骤进行：①对于深基坑不是特别大时，应首先考虑悬臂式支护结构，该结构主要利用基坑地面以下土体提供的土压力来维持支护体系平衡，主要结构形式为桩排支护结构和地下连续墙两类。但深基坑的设计时，一般不考虑悬臂式板桩支挡。如果考虑采用也应当对悬臂式支护结构增加内支撑的方法，使之形成混合式支护结构，支撑形式常采用锚杆拉接或内支撑形式。②其它形式的方案，如钢板桩、土钉、锚杆、拱圈、网状树根桩加固、逆作法等的选择，设计人员应根据工程的具体情况，通过综合分析比较的方法来确定支护结构的种类、平面布置形式及其支护材料。③设计时应充分考虑地下水的影响，它直接关系到设计方案的成败，如基坑土层为渗透系数较高的粉砂、圆砾等土层时，井点降水法是一种经济有效的方法。采用该法不仅可使基坑处于干燥状态而便于施工，还可显著改善土层的物理力学性质，有效减少支护结构的内力和变形，从而可达到节约和安全的目的。有时为了减小降水引起的地面附加沉降或对邻近建(构)筑物造成影响，还可采用井点回灌技术。当底层为渗透系数较小的粘性土、淤泥等土层时，可采用深层搅拌桩和高压旋喷注浆形成止水帷幕。总之，不同的支护结构适应于不同的水文地质条件，因此，应因地制宜选择经济适用的方案。
3.深基坑支护设计中若干技术难点分析
3.1支护结构侧向土压力的计算
支护结构的计算，首先是土压力的取值问题。土压力的分布和计算，目前国内普遍采用古典的朗肯土压力理论，且假定支护结构是竖直的，土压力的作用方向水平，墙背光滑，不计土体对支护体的摩阻力。朗肯土压力理论用到支护结构计算上时，由于该理论的主动土压力和被动力土压力是建立在极限平衡状态概念的基础上。据现有的研究结果表明，达到被动土压力的位移一般为达到主动土压力位移的10-50倍。在实际工程中，由于支护结构常常不允许产生达到被动极限平衡状态时所需要的位移，实际的被动土压力一般均低于被动极限值。因此，在进行支护结构计算时，用朗肯土压力理论计算所得到的被动土压力是偏大的，使用时需要折减。折减系数的取值与被动区上体的土质和支护结构的型式密切相关，应根据被动区土体的土质和支护结构型式，以及对支护结构位移限制的程度，采用不同的折减系数。譬如对水泥土重力式挡墙，当被动区的土层为淤泥质粘土时，折减系数宜取0.5-0.6；当被动区土层为砂性土或被动区土体已经过水泥搅拌桩改良时，折减系数可取0.75-0.85。对于被动土压力的计算，如考虑土体的弹性抗力作用，会更接近于实际。由于土的弹塑性性质，其抗力问题比较复杂，目前仍普遍按弹性地基的假定进行计算，通常采用文克勒假定的弹性地基上竖直梁的计算方法。
3.2用H.B1um理论计算悬臂式板桩墙支护结构
悬臂式板桩墙支护结构的内力计算，目前多用H.Blum理论来求解。此理论假定坑底出现的被动土压力近似地发生在弯点下面，并在这部分阻力的中心处(C点)用一个反力Rc来代替，支护桩插入深度t0用X来表示，它必须满足围绕C点使∑Hc=0的条件。由于土的阻力是向板桩方向逐渐增加，使用∑Hc=0的等式时会得到一个较小的插入深度，H.Blum建议计算所得的X增加20%，即插入深度t0=u+1.2X。为简化计算，H.Blum提供了理论计算曲线图，避免了多次方程求解，为计算提供了方便。
3.3土水压力的计算
传统深基坑侧上压力的计算理论主要以朗肯理论和库仑理论为基础，这两种理论无论在基本假设上，还是在计算原理上都存在一些缺陷。主要表现为：①实际深基坑工程围护墙通常不满足古典土压力理论的假设条件。②古典土压力理论没有考虑围护墙的变形过程，而仅以墙移达到使墙后土体出现极限状态的平衡条件为计算依据.实际上围护墙变形通常达不到使土体出现极限平衡状态的位移值，且其变形是随开挖的深入而变化的，上压力也随着变化。此外，传统深基坑侧土压力的计算方法没有顾及深基坑坑内外通常存在较大水位差的实际情况，忽视了渗流效应对土压力的影响等问题。在设计时，应当注意影响土水压力的若干因素。具体包括：土体的应力状态和应力路径、孔隙水压力、边界条件等。
4.结语
由于基坑设计与水文地质、工程地质条件密切相关，地基土参数的试验方法、取值、地下水的影响往往是确定支护结构设计的因素，设计人员首先应该当根据水工地质勘察的结果和自身的岩土工程设计经验，综合设计难点和要点以及对工期、造价等要求，来确定基坑支护设计方案。
【参考文献】
［1］汉，黄书秩等.深基坑工程[M].北京：机械工业出版社，2003.
深基坑支护设计范文第3篇
摘要：深基坑支护的设计、施工、监测技术是近10多年来在我国逐渐涉及的技术难题。深基坑的护壁，不仅要求保证基坑内正常作业安全，而且要防止基坑及坑外土体移动，保证基坑附近建筑物、道路、管线的正常运行。我公司通过工程实践与科研，在基坑支护理论与技术上都有了进一步的发展，取得了可喜的成绩。
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
（3）土层锚杆锚段长度的确定：该土层锚杆采用非高压灌浆，则主体抗压强度按下面公式计算：r=C+（1/2）rhtgΨ。式中：r——埋深h处的抗剪强度，K——安全系数1.5，d——锚杆孔径，取0.12m，锚固段长度L=17.98m
五、结论
深基坑支护设计范文第4篇
深基坑是建筑工程中重要的组成部分，对建筑工程的施工质量有较大的影响。为了确保建筑工程的顺利进行，需要做好深基坑支护设计工作，为深基坑施工提供安全的作业条件。在深基坑支护设计工作中，做好护壁的安全设计，在确保基坑内施工安全的基础上，还要保证基坑附近建筑物以及地下管线的安全性。做好深基坑支护设计工作，为建筑工程施工的安全进行奠定了坚实的基础。文章首先对深基坑工程的现状以及深基坑支护工程设计的技术要求进行了简要的分析，然后对深基坑支护设计中存在的问题以及处理对策进行了探讨，对于提高建筑深基坑支护设计水平具有重要的意义。
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）.
[2]徐杨青.深基坑工程设计的优化原理与途径[J].岩石力学与工程学报，2001，20（02）.
[3]谢凤军.浅谈高层建筑深基坑支护施工技术[J].民营科技，2013（04）.
深基坑支护设计范文第5篇
【关键词】深基坑；支护设计；探讨
随着我国经济建设的迅速发展，城市建设步伐也在不断加快，伴随而来的是城市建设用地日益减少，现在已受到政府和社会各界的广泛关注。目前，城市建设的发展越来越重视地下空间的开发和利用，高层建筑地下结构越来越深，坡度越来越陡，并且很多深基坑边坡紧邻现有建筑物，由此而引发诸多的环境岩土工程问题及工程事故，不仅危及工程安全，造成巨大的人员伤亡和经济损失而且影响城市道路交通、供电供气、通讯等，引起社会不安。因此，深基坑的支护设计与施工成为了高层建筑突显的一个技术热点和难点。
1、深基坑工程现状分析
1.1、深基坑设计在城市发展中变得越来越重要
近年来，城市中的建筑密度随着城市现代化的推进而增大，随着高层建筑的不断兴建，深基坑开挖支护问题日益突出，地下空间的利用也变得尤为重要。地铁，是一个城市更进一步的标志性宏伟工程。如今无锡也加入到了地铁的新建中，想要在如此多的高楼大厦中打通时空的便捷的地下通道，不得不为此接受严峻的考验。
1.2、基坑越挖越深
住宅楼旁边“见缝插针”建高楼，开挖的深基坑令不少居民担心已有建筑的安全问题。基坑越挖越深，面积也越来越大，最深的为地下三层，面积达到10万平方米以上。或为了使用方便，或因为地皮昂贵，或为了符合城管规定及人防需要，建筑投资者不得不向地下发展。现在在大城市、沿海地区尤其是特区，地下3～4层已很寻常，5～6层也有。因此基坑深度多在10～16m间，在20m左右的也为数不少。因而深基坑开挖支护及对邻近建筑、道路及设施的影响日益为工程师们所关注，研究开发出许多好的措施。但是基坑开挖深度越来越深，开挖环境日益复杂，设计及施工人员经常遇到新的问题及新的挑战，从而使基坑工程的成功率降低。事故发生率更高。
1.3、基坑周围环境复杂
随着城市化的发展，对深基坑的设计支护要求越来越高，有些在重要高层和超高层建筑集中在人口稠密、建筑物密集的地方，并紧靠重要市政公路。而此处原有建筑结构陈旧，地上与地下管线密布。因此，对于专业人员的技术要求也更高，基坑开挖不仅要保证基坑本身的稳定，也要保证周围的建筑物和构筑物不受破坏。
1.4、基坑支护方法众多
诸如人工挖孔桩，预制桩，深层搅拌桩，钢板桩，地下连续墙，内支撑，各种桩、板、墙、管、撑同锚杆联合支护，此外还有锚钉墙等。
1.5、基坑工程的风险性大
基坑工程的成功率较低，一旦基坑支护失效，常造成邻近房屋、地下管线及道路的开裂，引发工程纠纷，甚至出现严重的破坏，造成重大的经济损失及人员的伤亡。
2、深基坑支护设计中存在的问题探讨
2.1、支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当
深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，很难准确计算出支护结构的实际受力。在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。土力学试验数据表明：内磨擦角值相差5°，其产生的主动土压力不同；原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力，则差别更大。施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选择也有很大影响。
2.2、基坑土体的取样具有不完全性
在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域内，按国家规范的要求进行钻探取样。为减少勘探的工作量和降低工程造价，不可能钻孔过多。因此，所取得的土样具有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是极其复杂、多变的、取得的土样不可能全面反映土层的真实性。因此，支护结构的设计也就不一定完全符合实际的地质情况。
2.3、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。
2.4、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。工程实践证明，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。
3、深基坑支护设计应做到以下几点
（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。
（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。
（3）勇于创新，设计支护结构时，开拓思路，多进行新的尝试。在施工中深基坑支护结构各元素往往是相互结合的，各结构相互结合，这就要求我们从全局出发，寻求新的设计思路，探索更好的计算方法。
4、结语：
建筑基坑的开挖与支护结构是一个系统工程，设计工程地址、水文地质、工程结构、建筑材料等。支护结构又是由若干具有独立功能的体系组成的整体。因此，无论是结构设计还是施工组织设计都应从整体出发，将各部分协调好，才能保证它的安全可靠、经济合理。
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 （1） ：21 - 22.
深基坑支护设计范文第6篇
【关键词】深基坑；设计；施工；
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一、深基坑支护设计中存在的问题
（一）支护结构设计中土体的物理力学参数选择不当
深基坑支护结构所承担的土压力大小直接影响其安全度，但由于地质情况多变且十分复杂，要精确地计算土压力目前还十分困难，至今仍在采用库伦公式或朗肯公式。关于土体物理参数的选择是一个非常复杂的问题，尤其是在深基坑开挖后，含水率、内摩擦角和粘聚力三个参数是可变值，准确计算出支护结构的实际受力比较困难。
在深基坑支护结构设计中，如果对地基土体的物理力学参数取值不准，将对设计的结果产生很大影响。实验数据表明：基坑开挖前、后，土体的内摩擦角值一般相差5°，而产生的土体的主动土压力也不相同；而原土体的内凝聚力与开挖后土体的内凝聚力，则差别也大，一般在6kPa 以上，施工工艺和支护结构形式不同，对土体的物理力学参数的选取也有很大影响。
（二）基坑土体的取样不具有代表性
在深基坑支护结构设计之前，必须对地基土层进行取样分析，以取得土体比较合理的物理力学指标，为支护结构的设计提拱可靠的依据。一般在深基坑开挖区域2~3 倍范围内，按相关规范的要求进行钻探取样。由于为了减少勘探的工作量和降低工程造价，不能钻过多钻孔；因此，所取得的土样有时就有一定的随机性和不完全性。但是，地质构造是复杂和多变的，这样取得的土样的数据不具代表性，因此不可能全面反映土层的真实情况。因此，引致支护结构的设计也就不完全符合实际的地质现状。
（三）基坑开挖存在的空间效应考虑不周
深基坑开挖中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头小。深基坑边坡的失稳，常常以长边的居中位置发生，这足以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。
（四）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。工程实践证明，有的支护结构按极限平衡理论计算的安全系数，从理论上讲是绝对安全的，但却发生破坏：有的支护结构却恰恰相反，即安全系数虽然比较小，甚至达不到规范的要求，但在实际工程中却获得成功。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，也是一个松弛过程，随着时间的增长，土体强度逐渐下降，并产生一定的变形。这说明在设计中必须给予充分的考虑，但在目前的设计计算中却常被忽视。支护结构设计时要考虑由于超孔隙水压力对土体的影响，对土的各项物理力学性质指标取值要慎重，为了使取值更加可靠，最好在工程桩结束后，对土体做原位测试，以取得第一手资料，积累经验，提高工程的设计与施工水平，预防和避免事故的发生。
二、深基坑支护设计的改进方法
（一）转变传统的设计理念
近十几年来，我国在深基坑支护技术上已经积累很多实践经验，收集了施工过程中的一些技术数据，已初步摸索出岩土变化支护结构实际受力的规律，为建立深基坑支护结构设计的新理论和新方法打下了良好的基础。但是，对于深基坑支护结构的设计，国内外至今尚没有一种精确的计算方法，目前仍处于摸索和探讨阶段。我国也没有统一的支护结构设计规范，土压力分布还按库伦或朗肯理论确定，支护桩仍用“等值梁法”进行计算，其计算结果与深基坑支护结构的实际受力悬殊较大，既不安全也不经济。由此可见，深基坑支护结构的设计不应再采用传统的“结构荷载法”，而应彻底改变传统的设计观念，逐步建立以施工监测为主导的信息反馈动态设计体系，这也是工程设计人员需要加强的科研攻关方向。
（二）建立变形控制的新的工程设计方法
目前，设计人员用的极限平衡原理是一种简便实用的常用设计方法，其计算结果具有重要的参考价值。但是，将这种设计方法用于深基坑支护结构，只能单纯满足支护结构的强度要求，而不能保证支护结构的刚度。众多工程事故就是因为支护结构产生过大的变形而造成的，由此可见，评价一个支护结构的设计方案优劣，不仅要看其是否满足强度的要求，而且还要看其变形大小。鉴于工程实际，在建立新的变形控制设计法时，还应着重研究支护结构变形控制的标准、空间效应转化为平面应变和地面超载的确定及其对支护结构的影响等。
（三）大力开展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。一些支护结构工程成功了，也讲不出具体成功之处；一些支护结构工程失败了，也说不清失败的真实原因。在支护工程施工的过程中积累的技术资料很丰富，但缺少科学的测试数据，无法进行科学分析，不能上升到理论的高度，这是一个很大的缺陷。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。
（四）探索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、钢筋混凝土板桩、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、土钉、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问世。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。目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，即受力结构与水力结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力变得更加复杂。所以，建立新型支护结构的计算模型和方法，已成为深基坑工程设计技术的当务之急。
三、基坑支护施工简述
（一）基坑支护结构施工
施工顺序: 定位放线水泥深层搅拌桩隔水帷幕钻孔灌注桩挖上层土钢筋混凝土锁口梁基坑内土方开挖；水泥深层搅拌桩要做好质量控制措施, 在施工之前要通过试桩确定水泥浆的最终水灰比、泵送时间、搅拌机的提升速度, 严格控制第一次下沉的预搅速度, 使土体完全预搅切碎, 同水泥浆均匀搅合; 土方开挖前要制定好开挖方案, 根据工程的具体情况, 确定土方开挖顺序及分层开挖厚度, 使之与支护结构设计工况一致, 同时挖土施工期间, 围护压顶上严禁堆放重物。
（二）深层搅拌桩施工
根据设计要求的支护关系，先施工深层搅拌桩止水帷幕，再施工支护灌注桩。深层搅拌桩施工采用二喷四搅施工工艺，深层搅拌水泥土墙采取搭接法施工。
（三）支护灌注桩施工
支护灌注桩采用回转钻进、水下灌注混凝土的施工工艺。施工完成7 d 后，进行桩头开挖清理，在锚索成孔注浆完成后，进行桩顶冠梁施工。
（四）高压旋喷桩施工
基坑东侧在灌注桩桩间需要插打高压旋喷桩进行加固和止水。高压旋喷桩采用二重管发，施工时，轴线与支护桩位轴线要重合，与支护桩应保证良好搭接，搭接长度应不小于400 mm。
（五）锚索施工
灌注桩及高压旋喷桩施工完成后，进行锚索施工，锚索施工工艺采用全套管跟进施工，二次高压注浆的施工工艺。冠梁施工完成具备一定强度后，进行锚索锁定。张拉设备采用穿心式液压千斤顶，逐级加载直至设计拉力，在压力表稳定后锁定。
（六）内支撑施工
在基坑第一层土方开挖前，把内支撑安设完成。钢支撑在加工车间提前制作完成，安装前运至施工现场进行拼装，整体拼装完成后与冠梁内的预埋件焊接连接。
四、结语
深基坑支护设计范文第7篇
摘要：随着时代的发展和人民的生活水平的提高，建筑物的重要性和安全等级越来越高，且深基坑的开挖深度也越来越大，合理的基坑支护技术是保障建筑物安全施工的关键。
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.
[2]孙淑贤.基坑开挖伴随应力状态改变对土压力的影响[J].工程勘察,1998(3):5-8.
[2]孙淑贤.基坑开挖伴随应力状态改变对土压力的影响[J].工程勘察,1998(3):5-8.
深基坑支护设计范文第8篇
关键词:深基坑 支护 工艺
中图分类号:TU19 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0080-01
1合理设计支护的意义
经济的腾飞,城市的发展,高层建筑越来越多。在具体的工程中我们发现,深基坑开挖和开挖后地下室的施工还存在着坑边坡土方易失稳的现象,通过大量的工程实践分析其成因,大概有这么几个:(1)对有丰富的地表水,同时地下水水位较高的土层实施基坑开挖,没有进行有效的降、排水措施,导致受到地表水以及地下水的影响出现土体湿化,内聚力降低的现象;(2)开挖基坑过深,但是放坡偏少,开挖不同土层时,没有注意到土的特性的不同,应该对应地放成不同的坡度;(3)虽然实施了边坡支护,不过选择措施不合适,不能满足现场和设计的要求,支护没有起到相应的作用;(4)如果基坑坡顶存在太大的堆载,附近有动荷载,容易导致坡体内剪切应力增大而出现土方失稳。
不过不管什么原因一旦导致深基坑边坡土失稳,将造成局部或大面积塌陷、滑塌,使地基土层受到扰动,承载力降低,施工困难,甚至影响到周边建筑物和设施的安全。但由于考虑到基坑支护是临时性结构,因此,必须对基坑边坡进行具体分析,采取经济且合理的支护措施。
2深基坑工程的内容
2.1 现场勘察
勘察对具体的施工方法的选择和施工顺序起到指导作用,是工程质量和安全的重要保障,通过勘察来确定施工场地的岩土参数与地下水参数,对其随地层位移的限值作出分析;同时也要调查场地附近和周边的建筑设施、地下埋设物和城市道路设施等等外部施工环境。
2.2 支护结构设计
这个方面的内容包括挡土墙围护结构、支承体系以及土体加固等几个部分的设计。同时也要注意与基坑工程的施工方案紧密结合起来搞好支护结构设计,设计必须以勘察和调查结果为主要依据,其中囊括了当地的经验,场地的土体及地下水状况,场地四周环境,安全所允许的地层变形限值等等,还要结合考虑工期和成本因素。
2.3 截水、降水
对于埋置有潜水型、承压型等类型地下水的建筑厂地,其深基坑工程尚可以通过止水帷幕和坑内降水措施,为顺利基抗开挖做好准备,同时也可以保护基坑四周的环境。
2.4 支护的施工与基坑开挖
这是具体的内容,工程降水、土方工程和工程的施工组织设计与实施都属于这个内容。
2.5 预测地层位移与保护周边工程
土体和支护结构的性能与地下水的变化是地层产生位移的原因,不过施工工序和施工过程也有可能产生地层位移。需要及时的检测,一旦发现预测的变形超过了工程允许值,必须对支护结构设计与施工方案进行再商讨和修改,如果地层位移比较大,对周边的重要工程设施应该采取专门的保护或和必要的加固措施。
2.6 现场监测
不能等工程结束后,出现土方明显失稳时再进行补救,应该在工程的实施过程中,及时地进行检测,根据监测的信息和数据,有序地指导整个过程的施工。
3支护系统功能分类
按照功能可以将支护系统分为以下三类。
3.1 截水系统
该系统的功能是阻挡坑外渗水,常见的处理措施有:深层水泥搅拌桩、地下连续墙、压密注浆、旋喷桩,以及锁口钢板桩形成截水帷幕等等。
3.2 挡土系统
该系统的功能是形成支护挡土墙或者是形成支护排桩来阻挡坑外土的压力,常见的处理措施有:深层水泥搅拌桩、钢板桩、钻孔灌注桩、钢筋混凝土板桩,以及地下连续墙等等。
3.3 支撑系统
该系统的功能是限制围护结构位移同时支承围护结构侧力,常见的处理措施有:钢筋混凝土内支撑、钢管与型钢内支撑和钢与钢筋混凝土组合支撑等等。
4深基坑支护方法及适用性分析
4.1 钢板桩支护
该工艺的主要材料是由带锁口或钳口的热轧型钢制成的钢板桩,其截面形式常见的有U形、Z形和直腹板型三种,在实施中把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙,其施工简单,所以被广泛应用于挡土和截水。
其施工的缺点是施工时容易引起相邻地基的变形和产生噪声振动,严重影响了周围环境影响,不宜在人口密集、建筑密度很大的地区使用;另外,其柔性较大,对支撑或锚拉系统设置要求很高,一旦设置上有一定的偏离,会导致较大的变形,不宜用于深度大于7m的基坑支护。
4.2 深层搅拌支护
该工艺是利用水泥作为固化剂,机械进行搅拌,把固化剂和软土剂拌和到一块,固化剂和软土之间发生多个物理化学反应后逐步硬化,成型后是具有水稳定性、整体性和一定强度的水泥土桩墙。适用于除了机质土、泥炭质土以外的多种土层的直接使用,对有机质土、泥炭质土,通过试验后再确定。
其缺点是基坑开挖深度不宜大于6m。
4.3 排桩支护
该工艺是柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻(冲)孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。在实施过程中,柱列式间隔布置又有桩与桩之间疏排布置和密排布置两种形式。
灌注桩施工简便,不需要大型机械,实施中可以采用用机械钻孔或者人工挖孔,没有打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害,成本较地下连续墙低。当基坑深在8m到14m之间,对周围环境要求不十分严格时,多考虑采用排桩支护。
4.4 地下连续墙
该工艺具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果,适用于地下水位以下的软粘土与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时,因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用,并取得较好的社会效益和经济效益。
其缺点就是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽会有较大困难,尤其是遇到岩层需要特殊的成槽机具,施工费用较高。
4.5 土钉墙支护
该工艺是一种新的技术,用于土体开挖和边坡稳定,由于经济、可靠且施工快速简便,土钉墙支护施工速度快、用料省、造价低,与其他桩墙支护相比,工期可缩短50%以上,节约造价60%左右。已在我国得到迅速推广和应用。
不过土体具有临时自稳能力是土钉支护使用的前提要求,所以,土钉墙在应用上受到一定的地质条件限制。其适用于非软土场地和二、三级基坑,不宜使用于基坑深度大于12m的情形。
5结语
“十坡九塌因为水”,截水、降水在基坑边坡支护施工中尤其要引起注意。另外,施工中要与周围建筑的业主沟通好,尽量不要对周围环境产生太大的影响,合理选择好支护施工工艺,确保工程的质量安全的前提下,尽量节约成本。
参考文献
[1] 余志成,施文华.深荃坑支护设计与施工[M].中国建筑工业出版社,1997.
深基坑支护设计范文第9篇
【关键词】深基坑，支护，应用
0.前言
随着我国经济建设的飞速发展和人们生活水平不断的提高，多层建筑及高层建筑等工程施工，都会面临深基坑工程。本文作者结合实例介绍了深基坑支护的类型，特点及其结构设计和主要计算方法进行了分析探讨。
1.深基坑支护的类型及特点
目前基坑支护型式主要分为两大类：即支挡型和加固型，支挡型中包括放坡开挖及挡土支护开挖。
1.1 放坡开挖
放坡开挖是最经济、最简单而且速度最快的一种支护类型，当条件满足时宜优先采用。硬质、可塑性粘土和良好砂性土场地足够放坡，有时对坡面采取措施边坡高度一般为3～6m，否则分段开挖；最后还要验算边坡稳定等。
1.2 挡土支护开挖
为了保证基坑周围的建筑物、构筑物以及市政设施安全，或为了满足无水条件下施工，需要设置挡土和截水结构。这种结构称为支（围）护结构。基坑工程包括支护体系的设置和土方开挖两个方面。土方开挖的施工组织是否合理对围护体系是否成功产生重要影响。不合理的土方开挖方式、步骤和速度有可能导致主体结构桩基础变位、支护结构变形过大、甚至引起支护体系围护体系崩溃。挡土支护按目前常见的有五种：水泥土墙支护、排桩、地下连续墙、钢板桩支护、土钉墙支护（喷锚支护）、逆作拱墙。
1.3 加固型
加固型主要有水泥搅拌桩加固法、高压旋喷桩加固法、水泥喷粉桩加固法、注浆加固法、网状树根桩加固法及插筋补强法等，哪一种比较经济合理,可根据挖土面的深度,工程及水文地质条件,外荷载状况及施工场地等条件综合分析考虑确定。
2.深基坑支护结构主要计算方法
基坑支护结构设计计算包括外力(土压力及地基超载)和支护结构内力(弯矩和剪力)、支撑体系的设计计算、基坑整体稳定性和局部稳定性、地基承载力、支护结构顶部位移、结构和地面的变形以及软弱土层的局部加固、对相邻建筑的影响等诸方面的计算。
近年来，随着岩土力学理论的发展和各国专家学者的努力，提出了多种计算理论和方法，归纳起来，其基本方法大致可分为:1)极限平衡法；2)弹性抗力法；3)有限元和数值分析法[2]。
2.1 极限平衡法
极限平衡法建立在经典理论的基础上，但通常采用的朗肯和库仑理论所得到的结果实际上和土体单元本身的真实应力是有差别的。按地基强度理论，库仑理论是把土体看作为一承载体，达到极限状态时滑动面的形式采用直线滑动面的结果，而在朗肯理论中则为一点的应力状态，由于库仑理论在一定条件下与朗肯理论是一致的，朗肯理论实质上也属一种直线滑动面理论。对于地基强度而言，直线滑动面理论的极限承载力是偏小的，采用曲线滑动面理论更为合理。简单地讲，朗肯理论在一般情况下的主动土压力都会偏大， 被动土压力偏小，而库仑理论中被动土压力在土体内摩擦角为较大值时结果也会偏大[1,2]。用经典土力学理论计算主动土压力和被动土压力，计算柔性挡墙(悬臂式或有支锚结构)的内力，对墙身和支锚结构进行设计，这种方法对于普通挡土墙或开挖深度不深的钢板桩是比较成熟的； 但对深基坑，特别是软土中的深基坑支护结构设计，该法就难以考虑更为复杂的条件，难以分析支护结构的整体性状。例如支护结构与周围环境的相互作用，墙体变形对侧压力的影响，支锚结构设置过程中墙体结构内力和位移的变化，内侧坑底土加固或坑内、外降水对支护结构内力和位移的影响，压顶圈梁的作用与设计，复合式结构的受力分析等等，这些问题往往成为控制支护结构性状的主要因素。
2.2 弹性抗力法
弹性抗力法针对常规方法中挡墙内侧被动土压力计算中的问题提出了改进[3,4,5,6]。其概念是由于挡墙位移有控制要求，内侧不可能达到完全的被动状态，实际上仍处在弹性抗力阶段，因此，引用承受水平荷载桩的横向抗力概念，将外侧主动土压力作为施加在墙体上的水平荷载，用弹性地基梁的方法计算挡墙的变形与内力，土对墙体的水平向支撑用弹性抗力系数来模拟，支锚结构也用弹簧模拟。这种方法可以视为对常规方法的改进，但它仍没有解决前一种方法的其余问题。计算与实际符合与否取决于基床系数的选取，通常用m 法计算，即基床系数随深度比例增长，比例系数为m。土抗力法在基坑支护设计计算中， 常将支护结构前后土体视为由水平向的弹簧组成的计算模型，通过挠曲线的近似方程来计算挡土结构墙体的弯矩、剪力和变形。按Winkler 假定，每一点的水平向的反力与这点的弹性变形成正比。一般适用于锚拉式平面结构或受力对称的内支撑式平面结构。
2.3 有限元和数值分析法
随着计算机技术的提高，有限元和数值分析法在支护结构分析中得到了广泛地应用，提供了一种理论上更为合理的设计计算方法。它将土体和支护结构分别划分为有限单元进行计算，其优点是可以考虑土体与支护结构的相互作用，可以从整体上分析支护结构及周围土体的应力和位移，而且还可求得基坑的隆起量、地表的沉降量和土中的塑性区范围及发展过程，还可以与土流变学相结合求得各参数的时间效应。最重要的一点，它适用于动态模拟计算，通过动态计算模型，按照施工过程对支护结构进行逐次分析，预测支护结构在施工过程中的性状[5,6]。
总的来说，常规设计方法仍然是目前工程中支护结构设计的主要方法，但需对它存在的问题加以研究改进，发展有限元方法使之实用化、系统化，成为支护结构计算机辅助设计软件，供设计与施工管理采用。从原理上说，常规方法存在的问题在有限元方法中都可不同程度地得到解决。除了数值分析方法本身的问题以外，用有限元方法的关键是正确选用计算模型和设计参数；另一个需要研究的问题是安全系数的定义及如何与常规设计的安全系数相匹配。如果后一个问题不解决，有限元方法仍然只停留在辅助手段的水平上而不能成为一种可供应用的工程设计方法。
3.工程实例
3.1 工程地质情况：
该工程地下室2 层， 基坑深8m， 宽101m, 西边长324m, 东边长284m,基坑面积为30700m2。本工程的地质情况为：
（1）人工填土及残积层，其包括：
①杂填土层，厚1～3m,松散，含水量较高；
②淤泥层，厚1～4m，松散，含水量较高；
③细砂、中砂层，厚2～13m,松散，含水量较高；
④粉质粘土层，厚7～11m，上部可塑，向下逐渐变化为硬塑。
（2）基岩：岩性主要为内夹方解石脉粉质泥岩，其分为：
①强风化带：岩质近土状，岩体较碎，厚度为5～12m，岩层面深度在18～25m 之间。
②中风化带：岩质较坚硬，但裂隙较发育，厚度为1.5～7.5m，岩层面深度在20～32m 之间，单轴抗压强度平均为5MPa。
③微风化带：岩质坚硬，但裂隙发育，岩层面深度在25～39m 之间，单轴抗压强度平均为6.5MPa。地下水埋深为0.8～1.2m。本工程场地南北二区的地质差异较大，南区岩面高，淤泥及细砂层较薄，粘土层以硬塑粘土为主，北区则岩面低，淤泥及细砂层较厚。
3.2 方案的选择
若不加设支撑，支护墙体的水平位移较大，而本工程基坑开挖深度较深，因此，选用何种支撑形式与支撑类型成为本工程的关键所在。因为地下水位较高，要考虑止水，所以加设一道止水帷幕。
3.2.1 方案初选
深基坑工程通常采用钢筋混凝土支撑体系，其特点如下：钢筋混凝土支撑能充分发挥混凝土的刚度大和变形小的特征，采用钢筋混凝土支撑可以加快土方挖运速度、降低工程造价，并且可以不受周边场地不足的限制。因此，本工程初选支撑方案为加设二道钢筋混凝土内支撑。
方案一：采用钢筋混凝土内支撑。第一道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面均为500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第二道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面为600×800，联系梁及八字撑均为400×600。第一、二道钢筋混凝土内支撑形式。支撑形式同图示。
方案二：采用钢筋混凝土支撑。第一道内支撑与第二、三道内支撑均为钢筋混凝土内支撑。第一、二道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面均为500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第三道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面为600×800，内支撑联系梁、八字撑均为400×600。设置二道支撑，支护桩内力与变形较大，因而局部设置三道支撑，既可满足该基坑支护的要求， 又能保证支护桩变形在控制范围之内，防止靠近基坑房屋因基坑开挖而开裂或沉降。
3.2.2 方案优化选择
本工程基坑开挖较深，周围环境复杂，安全可靠度是首要设计因素，同时，必须考虑施工工期。
相比之下，钢支撑具有缩短施工工期的特点，为了加快施工进度，考虑第一道支撑采用钢结构支撑。
方案三如下：局部采用钢管支撑，其余采用钢筋混凝土支撑。第一道内支撑为钢支撑。第二、三道为钢筋混凝土内支撑。第一道钢结构对撑梁，联系梁、八字撑均为单根工字钢25b。第二道钢筋混凝土支撑的对撑梁以及角撑梁截面均为500×700，联系梁及八字撑均为400×600。第三道钢筋混凝土支撑的对撑梁和角撑梁均采用钢筋混凝土截面600×800，内支撑联系梁、八字撑均为400×600。
综上所述，第二、三种支撑方案优于第一种支撑方案，而采用第三种支撑方案对于控制支护结构位移、加快施工进度具有重要的作用。
4.结语
深基坑支护设计范文第10篇
关键词：岩土工程、支护设计、深基坑
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。
目前，深基坑支护结构正在向着综合性方向发展，即受力结构与水力结构相结合、临时支护结构与永久支护结构相结合、基坑开挖方式与支护结构型式相结合。这几种结合必然使支护结构受力变得更加复杂。所以，建立新型支护结构的计算模型和方法，已成为深基坑工程设计技术的当务之急。
结束语：经过近一个世纪的发展，现代土力学理论取得了丰硕的成果，现有的基坑模拟使用的非线性计算模型，在运用土压力计算用理论计算以后，不但满足基坑稳定的要求，还满足变形控制的要求及其土压力位移关系。从而将现代土力学理论在深基坑支护设计工作推向新的台阶。