基坑支护设计问题探讨课件.ppt

1、L.S.Z2010/51支护设计需要解决的问题 一、确保基坑边坡稳定或支护结构的稳定 保证坑内施工作业安全、顺利 保证坑内工程桩的安全，或保护天然地基土 二、严格控制变形，确保环境安全 建筑物 地下管线 地面交通 避免不良社会影响，维护社会的稳定、和谐2基坑支护设计中的变形计算基坑支护设计中的变形计算一、“m”法二、简化的有限元分析 杆件有限元分析 单桩或单元墙计算 内支撑总体平面计算三、块体有限元分析 桩（墙）与土体共同作用分析 桩（墙）、土体、内支撑共同作用分析3讨论问题提纲一、边坡稳定分析与加固处理一、边坡稳定分析与加固处理 1 1、稳定分析；、稳定分析；2 2、边坡加固、边坡加固二、桩

2、、墙单元设计计算二、桩、墙单元设计计算 1 1、土压力；、土压力；2 2、土层、土层“m”m”值；值；3 3、撑锚刚度系数；、撑锚刚度系数；4 4、桩的长度；、桩的长度；5 5、桩的变形；、桩的变形；6 6、双排桩；、双排桩；7 7、被动区留土；、被动区留土；8 8、加固区加固；、加固区加固；9 9、初始位移；、初始位移；1010、“吊脚桩吊脚桩”；1111、微型桩、微型桩三、内支撑三、内支撑 1 1、平面布置；、平面布置；2 2、竖向布置；、竖向布置；3 3、计算中的约束处理；、计算中的约束处理；4 4、变形协调；、变形协调；5 5、换撑设计；、换撑设计；6 6、构件设计计算、构件设计计算四

3、、地下水控制四、地下水控制 1 1、有关交互层问题；、有关交互层问题；2 2、降水引起的地面沉降、降水引起的地面沉降五、五、适应施工开挖方式的多样化适应施工开挖方式的多样化六、正确分析使用勘察资料六、正确分析使用勘察资料 1 1、评价偏于保守；、评价偏于保守；2 2、分层偏于粗略；、分层偏于粗略；3 3、对岩层的勘察评价远不能满足基坑支护设计要求、对岩层的勘察评价远不能满足基坑支护设计要求4边坡稳定分析中的计算边坡稳定分析中的计算一、圆弧滑动面分析一、圆弧滑动面分析二、折线滑动面分析二、折线滑动面分析三、坡脚土抗隆起稳定性分析三、坡脚土抗隆起稳定性分析四、加固边坡的分析四、加固边坡的分析 挡墙

4、抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性分析挡墙抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性分析 水泥土增强加固水泥土增强加固 抗滑桩抗滑桩5orQccWcroQcqWiOi i(a)(b)图5.2.8 圆弧滑动面法分析iqOii11iiii sinnWQT sin tancos n1n1iiiikii1iii1iikiWQWQlcnnRTRkhd/圆弧滑动面法注：注：1 1、采用简化了的毕肖普法、采用简化了的毕肖普法2 2、没有考虑静水压力和渗透压力。根据武汉地区多年的实践经验，只要土的强、没有考虑静水压力和渗透压力。根据武汉地区多年的实践经验，只要土的强度参数选用适当，计算结果是符合实际的度参数选用适当，计算结果是符合实

5、际的 6折线滑动面法针对水平分布软弱夹层的折线滑动面分析针对不规则界面的折线滑动面分析加固体外轮廓的折线滑动面分析 薄层软弱土薄层软弱土坚硬岩土坚硬岩土7Hq0bOAOAOA=HP PR R u实际剖面概化模型P P/R Ru u1.80两类极限承载力公式:1、无重量介质,解析解:如 Plantdl公式 2、考虑介质重量,近似解,如太沙基公式,索科洛夫斯基数值解放坡条件下的坑底隆起验算8稳定性分析中的常见问题稳定性分析中的常见问题k k值递减，值递减，未搜索到未搜索到最不利滑最不利滑弧弧软弱土层软弱土层9？注意了整体稳定，忽略局部稳定注意了整体稳定，忽略局部稳定稳定性分析中的常见问题稳定性分析

6、中的常见问题软弱土层软弱土层10稳定性分析中的常见问题稳定性分析中的常见问题C=18，=12C C=10=10，=6=6忽视抗隆起稳定忽视抗隆起稳定性验算，或验算性验算，或验算不正确不正确K K1.801.80K K1.8050cm21几种不妥的喷锚支护设计(二)在一个坡面上只有一层锚杆在一个坡面上只有一层锚杆分阶放坡，平台很宽，仍然在分阶放坡，平台很宽，仍然在上阶坡设置很长的锚杆上阶坡设置很长的锚杆如果环境宽敞，上阶坡如果环境宽敞，上阶坡锚杆可取消锚杆可取消一段直线坡至少应有一段直线坡至少应有两道锚杆两道锚杆22软弱土层几种不妥的喷锚支护设计(三)软弱土层不考虑土层特点,均匀布置锚杆改进：调

7、整倾角和长度，如红线所示锚杆都在或大部在弱土层中改进：设置刚度较大的竖向加固体，设置陡倾角锚杆23几种不妥的喷锚支护设计(四)调整锚杆倾角时调整锚杆倾角时,上层变陡上层变陡,下层下层 变变缓缓,致使锚杆尾部接近致使锚杆尾部接近改进：调整倾角，使锚杆尾部分开改进：调整倾角，使锚杆尾部分开锚杆等长锚杆等长,尾部处于同一竖直面内尾部处于同一竖直面内改进：长短交替，或逐步加大倾改进：长短交替，或逐步加大倾角（如红线所示）角（如红线所示）24几种不妥的喷锚支护设计(五)忽视坡肩的保护忽视坡肩的保护,排水沟紧靠坡肩排水沟紧靠坡肩,钢筋网转折宽度要求不明确钢筋网转折宽度要求不明确,不考虑不考虑地面硬化地面硬

8、化改进：钢筋网转折并加设土钉固定，改进：钢筋网转折并加设土钉固定，地面硬化一定宽度，作成反坡，排地面硬化一定宽度，作成反坡，排水沟外移水沟外移设有水泥土桩排设有水泥土桩排,桩外又桩外又放坡放坡,留下薄薄的三角形留下薄薄的三角形土体，桩、锚连结削弱土体，桩、锚连结削弱改进：桩外垂直开挖改进：桩外垂直开挖钢筋网翻转，加竖向土钉固定地面硬化，作成反坡25几种不妥的喷锚支护设计(六)第一道第一道锚杆距离锚杆距离斜土平台斜土平台太浅太浅,注浆注浆时容易冒时容易冒浆浆,锚固段锚固段注浆质量注浆质量不能保证。不能保证。改进：调整锚杆倾角，注浆时加止浆塞改进：调整锚杆倾角，注浆时加止浆塞26喷锚支护的利弊有利

9、点：有利点：1 1、不占用坑内施工空间、不占用坑内施工空间 2 2、成本较低、成本较低不利点：不利点：1 1、可靠性低于刚性桩墙支护，事故多发、可靠性低于刚性桩墙支护，事故多发 2 2、锚杆使用受到限制、锚杆使用受到限制 注意事项：注意事项：1 1、在合适的土质条件及支护深度条件下使用、在合适的土质条件及支护深度条件下使用 2 2、充分满足各项构造要求、充分满足各项构造要求 3 3、确保施工质量、确保施工质量 4 4、在高等级基坑中尽量少用或不用、在高等级基坑中尽量少用或不用27桩、墙单元设计计算桩、墙单元设计计算1 1、土压力；、土压力；2 2、土层、土层“m”m”值；值；3 3、撑锚刚度系

10、数；、撑锚刚度系数；4 4、逆工况；、逆工况；5 5、桩的长度；、桩的长度；6 6、双排桩；、双排桩；7 7、被动区留土；、被动区留土；8 8、被动区加固；、被动区加固；9 9、初始位移、初始位移28桩（墙）锚支护的计算模型桩（墙）锚支护的计算模型q主 动 区 土 压 力图 5.4.杆 件 有 限 元 计 算 模 型代 表 土 抗力 的 弹 簧代 表 锚 杆 的 弹 簧o主动区土体及坡主动区土体及坡顶荷载由主动土顶荷载由主动土压力代表压力代表被动区土体由抗被动区土体由抗力弹簧代表力弹簧代表撑、锚由撑锚弹撑、锚由撑锚弹簧代表簧代表29桩桩(墙墙)单元计算中的荷载单元计算中的荷载-主动土压力主动土

11、压力 我们采用的是传统的三角形模式，我们采用的是传统的三角形模式，而国内流行的其它规范和软件几乎均而国内流行的其它规范和软件几乎均为梯形模式。地方软件与其它软件计为梯形模式。地方软件与其它软件计算结果比较内力变形偏大这可能是主算结果比较内力变形偏大这可能是主要原因。但是从武汉地区多年实践经要原因。但是从武汉地区多年实践经验来看，用地方软件计算的结果与实验来看，用地方软件计算的结果与实测资料大体是吻合的，并没有明显偏测资料大体是吻合的，并没有明显偏于保守的情况。于保守的情况。对桩顶以上放坡的情况，我们习惯对桩顶以上放坡的情况，我们习惯采用桩顶以上等效超载来代替。有专采用桩顶以上等效超载来代替。有

12、专家认为这种处理方式会导致计算内力家认为这种处理方式会导致计算内力偏小的后果。实际情况如何有待研究。偏小的后果。实际情况如何有待研究。30太沙基包络线分布模式太沙基包络线分布模式柔性板桩柔性板桩现规程模式现规程模式太沙基包络线模式太沙基包络线模式板桩插入深度按倒悬臂力板桩插入深度按倒悬臂力矩平衡条件确定矩平衡条件确定Ea1Ea1Ea2=1.3Ea2=1.31.5Ea11.5Ea1刚性桩刚性桩31极限土压力分布模式极限土压力分布模式山肩帮男精确解山肩帮男精确解弹性抗力法弹性抗力法 主动土压力 被动土压力 计算采用的抗力塑性区弹性区被动区抗力分布的几种模式被动区抗力分布的几种模式32m mi i=

13、（1/1/）（）（0.20.2 ik ik2 2-ik ik+c cik ik）一般取一般取10mm 10mm 对一般粘性土、砂土取对一般粘性土、砂土取1.01.0，对老粘性土、中密以上砾卵石，对老粘性土、中密以上砾卵石 取取1.81.82.02.0，对淤对淤 泥、淤泥质土取泥、淤泥质土取0.60.60.80.8淤泥、淤泥质土：淤泥、淤泥质土：c c=10kPa=10kPa，=4=4，m m=552=552736 kPa/m736 kPa/m2 2c c=14kPa=14kPa，=6=6，m m=912=9121216 kPa/m1216 kPa/m2 2c c=16kPa=16kPa，=8=

14、8，m m=1248=12481664 kPa/m1664 kPa/m2 2一般粘性土：一般粘性土：c c=17kPa=17kPa，=10=10，m m=2700 kPa/m=2700 kPa/m2 2c c=19kPa=19kPa，=11=11，m m=3220 kPa/m=3220 kPa/m2 2c c=23kPa=23kPa，=13=13，m m=4380 kPa/m=4380 kPa/m2 2c c=25kPa=25kPa，=14=14，m m=5020 kPa/m=5020 kPa/m2 2c c=28kPa=28kPa，=15=15，m m=5800 kPa/m=5800 kPa

15、/m2 2砂类土：砂类土：=27=27，m m=11800 kPa/m=11800 kPa/m2 2 =30=30，m m=15000 kPa/m=15000 kPa/m2 2 =33=33，m m=18480 kPa/m=18480 kPa/m2 2 =35=35，m m=21000 kPa/m=21000 kPa/m2 2 =36=36，m m=22320 kPa/m=22320 kPa/m2 2老粘性土：老粘性土：c c=35kPa=35kPa，=16=16，m m=12636=1263614040 kPa/m14040 kPa/m2 2c c=42kPa=42kPa，=17=17，m

16、m=14904=1490416560 kPa/m16560 kPa/m2 2c c=50kPa=50kPa，=18=18，m m=17424=1742419360 kPa/m19360 kPa/m2 2“m”值33撑、锚刚度系数撑、锚刚度系数详见详见:郑锦明郑锦明桩撑（锚）支护结构中支点水平刚度系数的计算桩撑（锚）支护结构中支点水平刚度系数的计算 _ _ 兼论如何合理应用水平刚度系数兼论如何合理应用水平刚度系数34桩的长度桩的长度桩的嵌固深度应满足规程要求：桩的嵌固深度应满足规程要求：被动区抗力安全系数被动区抗力安全系数k ktk tk，对于，对于悬臂结构，应不小于悬臂结构，应不小于1.501

17、.50；对于单支点结构，应不小于；对于单支点结构，应不小于1.201.20；对；对于多支点结构，应不小于于多支点结构，应不小于1.051.05。在老粘性土层中，按上述要求确定的嵌固深度往往很小，考虑在老粘性土层中，按上述要求确定的嵌固深度往往很小，考虑老粘性土遇水软化等不利因素，应适当加深老粘性土遇水软化等不利因素，应适当加深桩长不应大于桩长不应大于4/4/，为桩的变形系数，为桩的变形系数，=（mbmb0 0/EIEI）0.20.2 桩长大于桩长大于4/4/属于不合理的设计。此时应考虑加大桩径。属于不合理的设计。此时应考虑加大桩径。在深厚软弱土层中，如计算嵌入深度大于按在深厚软弱土层中，如计算

18、嵌入深度大于按“m”m”法计算的弹法计算的弹性长桩的特征深度性长桩的特征深度4/4/，可取，可取4/4/为设计嵌入深度。但应考虑是为设计嵌入深度。但应考虑是否需要对被动区土体采取加固措施。否需要对被动区土体采取加固措施。在深厚软土层中，考虑深层稳定的需要也可以取大于在深厚软土层中，考虑深层稳定的需要也可以取大于4/4/的桩长。的桩长。35注意两种变形曲线前倾前倾 嵌固深度不够嵌固深度不够踢脚踢脚 坑底土太软，嵌固坑底土太软，嵌固深度不够深度不够具有刚性转动特征，具有刚性转动特征，桩身弯矩小桩身弯矩小 这两种情况都是不稳定的表现，即使内力、这两种情况都是不稳定的表现，即使内力、位移满足要求，也是

19、不能允许的。位移满足要求，也是不能允许的。36“吊脚桩”坚硬岩层坚硬岩层土层土层锁脚锚杆锁脚锚杆 坚硬岩层出露于侧坚硬岩层出露于侧壁时可设置壁时可设置“吊脚吊脚桩桩”，其入岩深度可，其入岩深度可按构造要求确定。按构造要求确定。1 1、应设置强锚或强撑保证、应设置强锚或强撑保证支护桩的稳定支护桩的稳定2 2、特别应有锁脚撑锚、特别应有锁脚撑锚3 3、开挖后若发现支承桩端、开挖后若发现支承桩端的岩体中有不利结构面时应的岩体中有不利结构面时应采取加固措施采取加固措施37双排桩计算模型双排桩计算模型1 1、避免前后桩土压力的分、避免前后桩土压力的分配。可以考虑桩间土的作配。可以考虑桩间土的作用。用。2

20、 2、对开挖深度、对开挖深度10m10m左右的左右的基坑已经有多项成功应用。基坑已经有多项成功应用。3 3、当被动区为软土时，双、当被动区为软土时，双排桩也难以控制变形。需排桩也难以控制变形。需要结合被动区加固使用。要结合被动区加固使用。4 4、按目前的经验，在开挖、按目前的经验，在开挖深度深度10m10m左右、一级阶地左右、一级阶地一般土质条件下双排桩的一般土质条件下双排桩的支护效果比较理想，所需支护效果比较理想，所需费用约高于单排桩加内支费用约高于单排桩加内支撑撑303040%40%，但给施工带，但给施工带来很大方便。来很大方便。38微型桩 通常将直径通常将直径300mm300mm以下的桩

21、称以下的桩称为为“微型桩微型桩”，包括各类型钢桩，包括各类型钢桩或小直径钻孔灌注桩。或小直径钻孔灌注桩。微型桩具有施工简便、快速等微型桩具有施工简便、快速等特点，适合于在狭窄场地施工，特点，适合于在狭窄场地施工，特别是在处理事故时应用较多。特别是在处理事故时应用较多。设计微型桩应注意：设计微型桩应注意：1 1、微型桩刚度不大，属于柔性、微型桩刚度不大，属于柔性桩，控制变形能力不强，一般需桩，控制变形能力不强，一般需要与较密集的撑、锚配合使用。要与较密集的撑、锚配合使用。2 2、桩间距不可过大，防止桩对、桩间距不可过大，防止桩对土的土的“刺入刺入”。一般间距宜为。一般间距宜为2 24d4d（或（

22、或b b），对软土取低值。计算），对软土取低值。计算时取桩间距为时取桩间距为b b0 0值。值。多排微型桩处理多排微型桩处理边坡破坏事故边坡破坏事故圆圆形形桩桩D1mb0=0.9（1.5d+0.5）D1mb0=0.9（d+1）方方形形桩桩D1mb0=1.5b+0.5D1mb0=b+1桩的计算宽度，不适用于微型桩桩的计算宽度，不适用于微型桩39K K=m zm z 反压土形状系数，反压土形状系数，与反压土形状有关，与反压土形状有关，=S SFKHFKH/S SAGHAGH 松弛修正系数，可取松弛修正系数，可取0.50.51.01.0，根据经验确定根据经验确定 被动区留土对支护桩（墙）被动区留土对

23、支护桩（墙）变形控制作用的近似计算变形控制作用的近似计算40说明：1、加固除避开工程桩 外，尽可能形成实体2、注意加固体与支护桩墙的紧密连接3、上部空孔段宜适量喷灰（约8%），以免坑内软土过分扰动影响土方施工作业被动区加固的近似计算41 目前的计算方法实际上是假目前的计算方法实际上是假定坡顶建筑物或既有边坡是支定坡顶建筑物或既有边坡是支护桩设置以后施加上去的。因护桩设置以后施加上去的。因此即使不开挖，也会算出相当此即使不开挖，也会算出相当大的位移。如果建筑物是已经大的位移。如果建筑物是已经建成多年，沉降已趋稳定，或建成多年，沉降已趋稳定，或既有边坡是历史的存在，则这既有边坡是历史的存在，则这种

24、位移肯定是不可能的。姑且种位移肯定是不可能的。姑且将这种变形定名为将这种变形定名为“初始变初始变形形”。处理意见：在后续计算中扣处理意见：在后续计算中扣除除.初始变形42桩顶放坡 为了减少桩顶位移以满足规程要求，为了减少桩顶位移以满足规程要求，或者为了减短桩长，节约投资，降低桩或者为了减短桩长，节约投资，降低桩顶标高，加大放坡高度，是不可取的作顶标高，加大放坡高度，是不可取的作法。如此控制位移实际上是假象。法。如此控制位移实际上是假象。为确保环境安全，武汉市规定，桩为确保环境安全，武汉市规定，桩顶以上放坡高度不宜超过顶以上放坡高度不宜超过2m2m。如果坡顶。如果坡顶有建筑物、地下管线，应从严掌

25、握。有建筑物、地下管线，应从严掌握。如果环境允许，为减轻支护桩的负如果环境允许，为减轻支护桩的负荷，也应该采用红线所示放坡方式。荷，也应该采用红线所示放坡方式。环境允许时的放坡方式43回收锚杆 回收技术本身已经基本成熟。回收技术本身已经基本成熟。实现的难度在于难以与主体结构实现的难度在于难以与主体结构施工配合，回收的时间、空间得不施工配合，回收的时间、空间得不到保证。到保证。从技术角度而言，回收锚杆相当从技术角度而言，回收锚杆相当于拆除支撑，如何换撑的问题也不于拆除支撑，如何换撑的问题也不好解决。好解决。以下两种情况回收的可能性较大：以下两种情况回收的可能性较大：1 1、坡度较缓的喷锚支护；、

26、坡度较缓的喷锚支护；2 2、锚杆、锚杆设置在冠梁上。设置在冠梁上。目前倾向于用碳纤维锚杆取代目前倾向于用碳纤维锚杆取代回收锚杆。回收锚杆。44内支撑设计内支撑设计1 1、平面布置；、平面布置；2 2、竖向布置；、竖向布置；3 3、计算中的约束处理；、计算中的约束处理；4 4、变形协调；、变形协调；5 5、换撑设计、换撑设计45内支撑平面布置内支撑平面布置类类 型型优优 点点缺缺 点点传力路径明确，各部传力路径明确，各部分相互牵连较少，系分相互牵连较少，系统稳定性好统稳定性好影响坑内作业空间影响坑内作业空间刚度大，有利于控制刚度大，有利于控制变形，系统稳定性好变形，系统稳定性好对土方出坑形成障碍

27、，需要对土方出坑形成障碍，需要设置运土栈桥设置运土栈桥对坑内作业空间影响对坑内作业空间影响较小，各部分相互牵较小，各部分相互牵连较少，便于出土连较少，便于出土仅适应面积较小的接近正方仅适应面积较小的接近正方形的基坑形的基坑中间空间大，有利于中间空间大，有利于坑内作业坑内作业不适应非均匀荷载，在土质不适应非均匀荷载，在土质不均或土方开挖不对称的情不均或土方开挖不对称的情况下圆环易发生漂移况下圆环易发生漂移46圆环内支撑的两种布置比较圆环内支撑的两种布置比较圆环与四周之间设置圆环与四周之间设置辐射状传力杆，圆环辐射状传力杆，圆环受力均匀受力均匀四角设置角撑，四边中部四角设置角撑，四边中部有设置辐射

28、状传力杆，圆有设置辐射状传力杆，圆环受力不均匀环受力不均匀47支撑设置深度支撑设置深度正确：支撑设置在地下室正确：支撑设置在地下室楼板以上并留有足够的施楼板以上并留有足够的施工空间工空间错误：支撑设置在地下室楼板错误：支撑设置在地下室楼板以下，影响施工，若拆除，无以下，影响施工，若拆除，无换撑条件换撑条件48内支撑平面计算中常见问题内支撑平面计算中常见问题 约束设置不当约束设置不当 导致杆件内力性质改变导致杆件内力性质改变 荷载输入不当荷载输入不当 输入撑锚力的设计值，导致位移、内力计算结果偏大输入撑锚力的设计值，导致位移、内力计算结果偏大 仅考虑正工况，而不是全过程中的最大支撑力，导致位移、

29、内力计算仅考虑正工况，而不是全过程中的最大支撑力，导致位移、内力计算结结 果偏小果偏小 忽略桩单元计算与内支撑平面计算的变形协忽略桩单元计算与内支撑平面计算的变形协调调 如两者变形差别过大，则两者的计算结果都是不可信的如两者变形差别过大，则两者的计算结果都是不可信的49撑、锚并用问题撑、锚并用问题AB 锚锚A A与支撑距离与支撑距离很近，由于刚度差很近，由于刚度差异，难以共同工作。异，难以共同工作。因此不应同时参与因此不应同时参与计算，但可作为拆计算，但可作为拆除支撑时的换撑。除支撑时的换撑。锚锚B B可以代替一可以代替一道支撑。道支撑。50控制内支撑的上凸变形控制内支撑的上凸变形51内支撑设

30、计中的构件设计计算内支撑设计中的构件设计计算 涉及很多结构设计知识，必要时应与结构工涉及很多结构设计知识，必要时应与结构工程师配合程师配合冠梁计算冠梁计算内力按以支撑为支座的多跨连续梁计算，或有限元计算内力按以支撑为支座的多跨连续梁计算，或有限元计算抗弯、抗剪及局部抗压验算抗弯、抗剪及局部抗压验算6.7.13条条围檩计算围檩计算内支撑杆件内支撑杆件内力按杆件有限元计算内力按杆件有限元计算承载力验算，偏心受压杆件的平面内外压杆稳定验算承载力验算，偏心受压杆件的平面内外压杆稳定验算6.7.10条条6.7.11条条立柱立柱轴力计算轴力计算按中心受压柱验算，如土方开挖过程中承受土压力，尚应考按中心受压

31、柱验算，如土方开挖过程中承受土压力，尚应考虑土压力影响虑土压力影响6.7.12条条细部构造细部构造节点构造、立柱与支撑的联结等节点构造、立柱与支撑的联结等6.7.12条条至至6.7.17条条52内支撑逆工况计算有关问题内支撑逆工况计算有关问题 对对天汉天汉软件中软件中“回回填填”误解，误解，以以d2d2作为回填深度作为回填深度是错误的。是错误的。侧壁外回填起不到换撑作用，侧壁外回填起不到换撑作用，底板外回填才能起换撑作用。底板外回填才能起换撑作用。因此以因此以d1d1作为回填深度才是作为回填深度才是正确的。正确的。结构底板结构底板侧墙侧墙d2d1侧壁外回填侧壁外回填底板外回填底板外回填53换撑

32、设计换撑设计 应以基础底板、地下室楼板应以基础底板、地下室楼板作为换撑点。作为换撑点。注意以下情况：注意以下情况：1 1、后浇带、楼板开洞、后浇带、楼板开洞 2 2、车道临边、车道临边 3 3、底板有高差、楼板错、底板有高差、楼板错 层层 4 4、非对称换撑，主体结、非对称换撑，主体结 构承受水平力构承受水平力 换撑方式应考虑防水施工的换撑方式应考虑防水施工的要求，应留下必须的间距要求，应留下必须的间距 换撑间距不能太大，使支撑换撑间距不能太大，使支撑力仅作用于少数桩力仅作用于少数桩123454一、放坡卸载：一、放坡卸载：明确，可靠，费用最低，但要求有宽敞的场地条件，放明确，可靠，费用最低，但

33、要求有宽敞的场地条件，放 坡范围内不得任意堆载坡范围内不得任意堆载二、桩撑支护：二、桩撑支护：由于软土层中不宜设置锚杆，只有由于软土层中不宜设置锚杆，只有 通过内支撑限制变形，通过内支撑限制变形，支护桩的长度大，桩底应穿过软土层进入下部较好土层；此法费用高支护桩的长度大，桩底应穿过软土层进入下部较好土层；此法费用高 一般不会出现破坏性的事一般不会出现破坏性的事 故，但变形可能很大，因为内支撑只能限故，但变形可能很大，因为内支撑只能限 制桩顶或上段位移而不能限制桩身位移，要注意防止桩底制桩顶或上段位移而不能限制桩身位移，要注意防止桩底“踢脚踢脚”及桩中及桩中 段段“鼓肚鼓肚”，桩的截面刚度应大。

34、，桩的截面刚度应大。三、被动区加固：被动区足够宽度的加固或满堂加固，配合竖向支护，三、被动区加固：被动区足够宽度的加固或满堂加固，配合竖向支护，坑内加固体设置在坑底以下某一深度，其厚度和平面范围可通过不同坑内加固体设置在坑底以下某一深度，其厚度和平面范围可通过不同 深度的圆弧滑动面分析确定，不必再进行抗隆起验算；此法费用高深度的圆弧滑动面分析确定，不必再进行抗隆起验算；此法费用高深厚软土地带的几种可能的支护方式深厚软土地带的几种可能的支护方式55对周边近距离桩基础房屋的保护 认真吸取上海倒房事故的教训，特别注意深厚软土地认真吸取上海倒房事故的教训，特别注意深厚软土地区小口径管桩基础楼房的稳定。

35、区小口径管桩基础楼房的稳定。1 1、防止认识误区：桩基础房屋对支护结构不产生超、防止认识误区：桩基础房屋对支护结构不产生超 载，因此支护设计时不予重视。载，因此支护设计时不予重视。2 2、重点在于限制侧壁软土侧移。在基坑与建筑物之、重点在于限制侧壁软土侧移。在基坑与建筑物之 间设置封闭隔离带，坑底被动区加固更为有利。间设置封闭隔离带，坑底被动区加固更为有利。3 3、采取措施尽可能减少建筑物前后压力差，不得在、采取措施尽可能减少建筑物前后压力差，不得在 建筑物后方堆置土方或其它重物。建筑物后方堆置土方或其它重物。56地下水控制地下水控制1 1、有关过渡层（交互层）问题、有关过渡层（交互层）问题2

36、 2、降水引起的地面沉降、降水引起的地面沉降57过渡层突涌计算过渡层突涌计算目前存在分歧目前存在分歧:以以A-AA-A作为承压水含水层顶板作为承压水含水层顶板,突涌突涌 以以B-BB-B作为承压水含水层顶板作为承压水含水层顶板,不突涌不突涌初步意见初步意见:不能一概而论，应视过渡层的具体情况而定。不能一概而论，应视过渡层的具体情况而定。从大突涌到小突涌到不突涌也是过渡的。过渡层是从大突涌到小突涌到不突涌也是过渡的。过渡层是 否突涌还与所处深度有关，在深度大，承受水头差否突涌还与所处深度有关，在深度大，承受水头差 大的情况下，突涌也是很严重的。大的情况下，突涌也是很严重的。58过渡层的隔渗粘性土

37、交互层砂层隔渗帷幕 即使在管井降水条件下，即使在管井降水条件下，过渡层水头下降也有滞后过渡层水头下降也有滞后现象，仍有可能发生侧壁现象，仍有可能发生侧壁管涌或坑底突涌。管涌或坑底突涌。要疏干过渡层中的水相要疏干过渡层中的水相当困难。当困难。设置可靠的侧壁帷幕是设置可靠的侧壁帷幕是目前推荐的办法。帷幕底目前推荐的办法。帷幕底原则上应穿过交互层。原则上应穿过交互层。经验表明，高喷帷幕多经验表明，高喷帷幕多不可靠，提倡采用多头深不可靠，提倡采用多头深搅，或搅，或SMWSMW工法。工法。59基坑支护设计中的降水计算基坑支护设计中的降水计算一、总抽水量估算一、总抽水量估算二、单井抽水量及井数二、单井抽水

38、量及井数三、全部或部分降水井同时启动后水头下降三、全部或部分降水井同时启动后水头下降等值线计算等值线计算四、全部或部分降水井同时启动后引起周边四、全部或部分降水井同时启动后引起周边地面沉降等值线计算地面沉降等值线计算60sw=MswihiEsini=1MMs s=MM1 1MM2 2 （介于（介于0.150.15至至0.810.81之间）之间）MM1 1：与土类有关的系数：与土类有关的系数 对于一般粘性土对于一般粘性土MM1 1=0.3=0.30.50.5 对于粉质粘土、粉土、粉砂互层对于粉质粘土、粉土、粉砂互层MM1 1=0.5=0.50.70.7 对于淤泥、淤泥质土对于淤泥、淤泥质土MM1

39、 1=0.7=0.70.90.9MM2 2：与降水维持时间有关的系数：与降水维持时间有关的系数 维持时间在三个月以内时维持时间在三个月以内时MM2 2=0.5=0.50.70.7；超过三个月；超过三个月MM2 2=0.7=0.70.90.9降水引起地面沉降的计算降水引起地面沉降的计算61降水引起地面沉降的计算的基本原理降水引起地面沉降的计算的基本原理静止水位静止水位动水位动水位含水层含水层含水层底板含水层底板1 1、计算范围包括整个、计算范围包括整个含水层含水层2 2、某一时刻的沉降取、某一时刻的沉降取决于固结排水过程决于固结排水过程3 3、采用分层综合法，、采用分层综合法，最终沉降值等于有效

40、应最终沉降值等于有效应力增量除以压缩模量乘力增量除以压缩模量乘以厚度，分层计算求和以厚度，分层计算求和4 4、压缩模量取值应考、压缩模量取值应考虑计算分层深度的初始虑计算分层深度的初始应力，即按压缩曲线对应力，即按压缩曲线对应压力阶段的斜率进行应压力阶段的斜率进行计算计算水头下降引水头下降引起的有效应起的有效应力增量力增量62某工程降水后周边地面沉降等值线图某工程降水后周边地面沉降等值线图1 1、地面沉降不一定离坑边、地面沉降不一定离坑边愈远愈小，与土层特性有愈远愈小，与土层特性有关关2 2、降水引起的地面沉降范、降水引起的地面沉降范围远大于支护结构变形影围远大于支护结构变形影响的范围响的范围

41、3 3、地面沉降与降水延续时、地面沉降与降水延续时间有关间有关4 4、地面沉降究竟是由于排、地面沉降究竟是由于排水固结还是侧壁水土流失水固结还是侧壁水土流失引起的至今有不同看法引起的至今有不同看法63开挖方式与施工顺序一、全面开挖顺作二、盆形开挖，周边留土 全部顺作 中间顺作，周边逆作三、逆作64盆形开挖与逆作法施工示意盆形开挖与逆作法施工示意 在基坑面积大，不便于设置内支撑的情况下，可采用中心岛法施工，在基坑面积大，不便于设置内支撑的情况下，可采用中心岛法施工，可顺作、逆作，或部分逆作。支护设计应适应各种不同开挖方式。可顺作、逆作，或部分逆作。支护设计应适应各种不同开挖方式。65勘察资料方面

42、的问题勘察资料方面的问题1 1、分层偏于粗略、分层偏于粗略 勘察资料偏重地基基础，针对基坑支护考虑欠周。勘察资料偏重地基基础，针对基坑支护考虑欠周。对浅部土层的分层对浅部土层的分层与评价均偏于粗略，即使某土层分布范围很大，厚度很大，也作为一层提与评价均偏于粗略，即使某土层分布范围很大，厚度很大，也作为一层提供唯一的综合统计参数，忽略局部变化，而往往这种局部变化正是边坡破供唯一的综合统计参数，忽略局部变化，而往往这种局部变化正是边坡破坏点。建议勘察报告按基坑工程要求细分浅部土层；如果不细分，则按一坏点。建议勘察报告按基坑工程要求细分浅部土层；如果不细分，则按一定变化幅度提供强度参数，并论述土质空

43、间变化的趋势。定变化幅度提供强度参数，并论述土质空间变化的趋势。2 2、评价偏于保守、评价偏于保守 勘察评价偏于保守，审查时一般也不过问。与开挖有关土层强度指标偏勘察评价偏于保守，审查时一般也不过问。与开挖有关土层强度指标偏低，可能给支护设计带来重大影响。应如实评价岩土层。低，可能给支护设计带来重大影响。应如实评价岩土层。3 3、对岩层的勘察评价远不能满足基坑支护设计要求、对岩层的勘察评价远不能满足基坑支护设计要求 缺少岩层产状、结构面（节理、裂隙）的资料，缺少对岩土界面的分析缺少岩层产状、结构面（节理、裂隙）的资料，缺少对岩土界面的分析论述。涉及基岩时应收集场地地质构造资料，尽可能反映岩层产

44、状、节理论述。涉及基岩时应收集场地地质构造资料，尽可能反映岩层产状、节理裂隙分布情况，提供岩土界面倾斜方向的地质剖面，对潜在的最不利界面裂隙分布情况，提供岩土界面倾斜方向的地质剖面，对潜在的最不利界面加以分析。加以分析。66结束语结束语一、必须有正确的概念，首先要把握概念设计。一、必须有正确的概念，首先要把握概念设计。“不不求计算精确，求计算精确，但但求判断正确求判断正确”说法很好，建议略加修改：说法很好，建议略加修改：“难难求计算精确，求计算精确，力力求判断正确求判断正确”二、需要计算，但不能唯计算是从。所谓二、需要计算，但不能唯计算是从。所谓“点击鼠标点击鼠标 挖基坑挖基坑”是是 非专业的

45、认识误区。非专业的认识误区。三、重视监测，按信息化施工原则对现场进行动态管理。在这三、重视监测，按信息化施工原则对现场进行动态管理。在这 种意义上说，不应机械地强调百分之百按图施工。种意义上说，不应机械地强调百分之百按图施工。四、经验很宝贵，但要正确对待经验。经验应该上升到理论才四、经验很宝贵，但要正确对待经验。经验应该上升到理论才 能获得公认，才有推广价值。要正确地总结经验。能获得公认，才有推广价值。要正确地总结经验。五、基坑工程涉及多学科，必须掌握多方面的技能。岩土工程五、基坑工程涉及多学科，必须掌握多方面的技能。岩土工程 专业、结构专业和施工专业应密切配合，互通互补。专业、结构专业和施工

46、专业应密切配合，互通互补。67介绍一个工程实例（1）填土淤泥淤泥淤泥质粘土粉质粘土夹粉土粉砂粉细砂1.7m0.5m1.5m11.2m3.8m1.2m19m汉口某基坑工程：汉口某基坑工程：一、设一、设4 4层地下室，层地下室，开挖深度一般开挖深度一般171719m19m，局部接近局部接近20m20m。二、处于深厚软土二、处于深厚软土地带，整个侧壁基本地带，整个侧壁基本都是淤泥或淤泥质土。都是淤泥或淤泥质土。三、坑底已经揭露三、坑底已经揭露承压水含水层。承压水含水层。四、周边环境复杂，四、周边环境复杂，必须确保环境安全。必须确保环境安全。68介绍一个工程实例（2）基坑平面基坑平面一一期期工工程程二

47、期工程二期工程69介绍一个工程实例（2）设计难点：设计难点：一、竖向支护选择：连续墙价格高，排桩刚度不足，变形难以控制。一、竖向支护选择：连续墙价格高，排桩刚度不足，变形难以控制。二、为控制变形，必须设置内支撑。若设置三道内支撑，施工较为方二、为控制变形，必须设置内支撑。若设置三道内支撑，施工较为方便，但难以控制变形；若设置四道内支撑，对变形控制较有利，但增加便，但难以控制变形；若设置四道内支撑，对变形控制较有利，但增加施工难度。施工难度。三、坑内软土厚度大，不利于土方开挖作业，开挖过程中容易对支护三、坑内软土厚度大，不利于土方开挖作业，开挖过程中容易对支护设施、降水管井造成损害。设施、降水管

48、井造成损害。四、地下水控制可供选择的方案有：五面隔渗、封降结合，或者仅侧四、地下水控制可供选择的方案有：五面隔渗、封降结合，或者仅侧壁落底帷幕隔渗，辅以坑内降水。两种方法不仅需要很高的资金投入，壁落底帷幕隔渗，辅以坑内降水。两种方法不仅需要很高的资金投入，施工难度也很大。施工难度也很大。五、软土层深厚，降水容易引起周边地面沉降。如何尽可能减轻降水五、软土层深厚，降水容易引起周边地面沉降。如何尽可能减轻降水对环境的影响。对环境的影响。70介绍一个工程实例（3）设计情况：设计情况：一、采用一、采用1500mm1500mm钻孔灌注桩钻孔灌注桩1700mm1700mm支护，桩长约支护，桩长约 29m2

49、9m。部分段加被动区加固。部分段加被动区加固。二、设置二、设置4 4道内支撑，计算变形道内支撑，计算变形343439mm39mm。三、设置侧壁桩间高喷帷幕，深度延伸至支护桩底。高喷桩三、设置侧壁桩间高喷帷幕，深度延伸至支护桩底。高喷桩 径径600mm600mm，基底以下，基底以下3m3m范围内加大至范围内加大至800mm800mm。四、坑底设置中深井降水。预计降幅四、坑底设置中深井降水。预计降幅171720m20m，预，预 测周边沉测周边沉 降降100100120mm120mm。71内支撑平面布置内支撑平面布置一期一期二期二期110m70m 一、二期地下室是连通的，因征地原一、二期地下室是连通

50、的，因征地原因分先后进行。后情况改变，改为同时因分先后进行。后情况改变，改为同时施工。但分界线上的支护桩已经提前施施工。但分界线上的支护桩已经提前施工，形成障碍。设计单位决定保留这些工，形成障碍。设计单位决定保留这些支护桩，因此左右两部分内支撑仍分别支护桩，因此左右两部分内支撑仍分别布置。布置。72论证意见及落实情况论证意见及落实情况主要论证意见主要论证意见反馈意见反馈意见采用大直径桩是必要的，但位移控制仍不理想。采采用大直径桩是必要的，但位移控制仍不理想。采用地连墙较合理，但价格较高，建议考虑是否改为用地连墙较合理，但价格较高，建议考虑是否改为方桩或咬合桩方桩或咬合桩仍维持原设计桩型仍维持原