深基坑支护设计中若干问题的思考

深基坑工程支护设计中

若干问题的思考

随着城乡建设工程高速、跨越式发展，基坑工程无论其数量、地域、规模、深度、也在迅速的扩大，基坑工程设计及施工技术也在随之迅速的发展。我省基坑工程技术规程DB42/T159-2012修订版已颁发实施。借这次“贯标”会议的平台，向大家讲一讲本人对深基坑设计中若干问题的思考，供大家参考，如有谬误请予指正2023/7/61关于基坑的设计计算深度

当坑中坑与基坑周边的间距大于2m而相对高差较大时建议按如下模式处理:45°+φ/2HHh1h2h1h1h2h2h1h2坑底土层为软可塑性粘性土时坑底土层较好时

2023/7/62尽可能减浅开挖深度

当建设场地土层条件较差，开挖深度稍有增加时对支护设计影响敏感的情况下，建议建设单位，基坑支护设计单位及主体设计单位进行沟通协商，采取尽可能减少开挖深度的措施。

1、当地不良周边的基础梁底深度大于底板底时，可采取将基础梁上翻至墙内，则计算深度可取底板底。

2、当临边的电梯井埋深较大时，可建议适当提高电梯井前室的地面标高，出前室处设坡道或台阶。上述措施既可适当减少电梯井处的开挖深度，若需降水控制时刻适当减少承压水的降深，一举两得。

3、当坑边的坑底土层尚未达到主体设计基础持力层要求，需要超挖换填且深度较大时，建议局部采取复合地基或墩基处理，避免过度的增加支护计算深度。

4、当坑底土层较好，周边基础（承台）可跳挖跳浇时，可考虑计算深度至底板底或临边基础梁底。

5、当规划允许时适当提高±0.000标高，则相应减少基坑计算深度。2023/7/63正确阅读和研究地勘报告（一）

基坑支护是沿地下室周边布置，是长线设防。而地层条件沿此长线可能变化多端，因此研读地勘报告是支护设计的必须功课，研读时建议注意以下方面问题：

1、注意在垂直坑边方向的土层变化为基坑设计的勘察孔，往往布设于拟建地下室周边外侧一定距离（一般5m左右），因此在研读报告时，尚应结合主体结构的勘察资料，注意在垂直坑边方向的土层变化，若为顺坡时则应考虑土层界面滑移时对支护的不利影响，并采取必要的加强措施。

2、注意土质的横向变化地勘报告所提供的土层参数为统计值，而为某一个勘察孔的资料则是该孔所在区的代表值，若该代表值低于统计值时，则该区（处）是基坑沿线设防中的薄弱环节，往往也是安全隐患所在之处。当基坑支护局部出现险情时，再复查地勘资料时，往往是该险情部位的地层参数低于统计值。因此设计时应对土层条件的薄弱处采取防患于未然的安全措施。2023/7/64正确阅读和研究地勘报告（二）

当基坑需要采取地下水控制设计时，应注意研读地勘报告：

1、注意基坑范围内含水层埋深的变化地下水降水设计是基坑全面积设防，应查阅基坑范围内承压水层的顶板埋深的变化，并根据其埋深标高及相应部位的开挖深度进行抗突涌验算和确定降水深度，降水井根据含水层标高及基础埋深采取针对性布井，而不宜均匀布井。

2、注意交互层的处理当基坑侧壁和坑底存在互层土时，用深井降水对互层土的层间水排降不仅滞后而且难以奏效，当基坑开挖深度较大，互层土又较厚时，为防止层间水产生搅渗及渗透性破坏。建议分布情况，加强和加深侧壁止水帷幕，最好能隔封互层土层，降水井则主要用于减少地下水竖向补给和防止突涌。对坑底互层土可采取较大口径的滤水浅井明排，结合盲沟，盲渠明排处理。2023/7/65关于软土中的基坑支护设计问题(1)

当环境及场地条件允许和开挖深度不大的情况下，采用放缓坡卸载是软土中基坑支护的有效方法，放坡宜采用分阶形式，上下坡向设置一定宽度的平台，在上坡前缘设置2~3排密集木桩等韧性较好的竖向构件，进行构造加固，其下端宜进入相对较好的土层，确保上坡稳定，下坡前缘设置高度不大于2m的水泥土挡墙，并进行上下坡联合的整体稳定性验算和下坡挡墙的设计。具体构造如下图：2023/7/66关于软土中的基坑支护设计问题(2)

若坑底以下软土层厚度较大，水泥土挡墙计算中的墙底土体承载力不足时，一般处理是将墙体加深至相对较好土，以满足承载力要求，此时则因挡墙体量大造价高。建议在挡墙计算中如抗滑移、抗倾覆、墙身抗压抗拉及挡墙底整体稳定性已满足规程规定，而仅仅是墙底承载力不足的情况下，可将部分搅拌桩加深至相对较好土层，形成墙底以下的复合地基，以满足承载力要求，如下图示：

2023/7/67关于软土中的基坑支护设计问题(3)

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排桩+挡墙及被动区加固，如右图示：

1、当条件允许时，将支护桩边被动区加固上翻，b=2h，此情况下，上翻加固体在满足水泥土刚性角1:2的前提下，可减短支护桩的悬臂高度，桩径可适当减小。

2、排桩可插入较大深度解决深层滑移整体稳定性问题。

3、被动区加固可改善坑底土体，有利于控制位移。2023/7/68关于软土中的基坑支护设计问题(4)

关于水泥土搅拌桩增强加固

基坑侧壁和坑底为淤泥，淤泥质土或承载力底的饱和软弱土层，采用放坡坡肩设置水泥土搅拌桩增强抗滑体，或采用水泥土搅拌复合土钉支护方式，往往因安全性不足导致支护失效的事故时有发生。其原因在软土中搅拌桩水泥土强度较低。

由于搅拌桩或桩工艺原因，抗滑体水泥土成千层饼结构，抗拉及抗剪强度变低，当受侧向土压力时抗弯先于抗剪破坏，其二土钉在软土中的锚固抗力不可靠，故选用此类支护设计时应慎重，当必须使用时，仅可作为不参与计算的增强措施，弥补抗滑计算中的稍有不足。2023/7/69排桩长短结合1、单排桩一长一短间隔布置，计算时全部排桩按短桩计算，基本位移、抗弯承载力、抗倾覆满足设计要求，长桩计算则应满足深层滑移稳定性要求，长桩的净间距不宜大于“桩径+400mm”，净间距过大对软土的隔栅作用降低，不利于抗深层滑移稳定要求。2、双排桩可按前后1长1短布置，先对双排桩的协同性进行基本计算，而后宜将后排桩加长满足深层抗滑移稳定要求。长桩的净向间距以不宜过大。2023/7/610关于内支撑设计布置的有关问题(1)

修编规程中提供了内支撑布置的若干模式，但由于基坑的平面形状、规模、深度、周边环境、土层条件等实际情况复杂多变，因此支撑布置应进行多方案计算比较，进一步优化和深化。其过程建议注意如下问题：（一）支撑平面布置除规程提供的原则和要求外，尚应考虑土方开挖和出土方便，对超高层建筑应考虑主体结构中重型钢构件的吊装和安装空间。（二）对于复杂的支撑体系，应考虑地层荷载和土方开挖的不对称和不均匀性，支撑可能作为施工栈桥以及拆撑先后实施的可行性，均应对不利工况进行不利组合和磨合计算，避免存在薄弱环节和安全隐患。

1、支撑平面布置应有明确的传力路线，角撑、对顶撑的主要受力杆件应直线拉通，不应过多和过大的弯折、计算中不应出现拉力过大的杆件。

2、圆环支撑主要传力杆件宜指向圆心，边角应设置隐性角撑，薄弱边桁架宜设置现浇板带，以利于控制圆环受力不对称或拆撑时产生失控性漂移变形。

3、角撑、对顶撑与相邻的悬臂桩（含双排桩）连接时，应考虑不同的变形型态的不利影响，予以加强并处理好衔接过渡。2023/7/611关于内支撑设计布置的有关问题(2)

4、对相对窄长的基坑（如地铁站或大型沟槽基坑）采用多层单肢钢管支撑，且随坑内土方呈纵向台阶式开挖，以使支撑随挖随支的工况条件者，其第一道支撑应采用钢筋混凝土支撑并施工到位后方可开挖土方。对于下部的钢管支撑，除了应规定支撑到位的时限要求外，尚应每隔20m左右将相邻的二榀单肢支撑组合成几何不变的平面桁架，桁架与其他单支撑间设置水平连系杆，以增加支撑平面刚度和稳定性。（三）支撑立柱布置，应尽可能利用工程桩位，此类立柱与支撑轴线稍有偏心时，可在支撑杆件上设置牛腿或悬挑梁，对牛腿以及偏心而使杆件产生的扭矩，和悬臂梁均应进行承载力计算和详图设计。上述措施是为了尽量避免支撑杆件轴线过度强调与立柱对齐而产生弯折的本末倒置现象出现。（四）支撑的竖向布置，对于两层及以上的支撑体系，竖向支撑点的设置高度很有讲究，布置十分重要。一方面要满足土方开挖运输出土方便及方便结构施工，更重要的是应使单元计算中正逆工况的内力和位移计算结果基本一致。如果正逆工况的计算结果存在较大差异时，应调整支撑点的标高，进一步计算和优化。（五）对利用计算机程序进行计算的结果，应进行分析，对不合理的结果，应进一步检查输入的数据是否正确和符合实际。2023/7/612桩撑某支护钓计算饼中的带变形番协调AB段桩切单元遥计算满结果平面卷有限值元计尾算结胸果桩、能撑先之后分计步计馅算，需由于艇计算黑条件冒不同娇，得匹出的仔位移膨值不宾可能垫完全诱吻合靠。桩箱单元写计算蛾中的默支撑嘴刚度积系数刃一般灯是假退定的惨，而闯平面掘有限队元的直计算套结果箭针对吼于一倡定的鸽围压啊和支呀撑系塑统是士精确诱的。吼如右挑图所馆示，AB段跨匹中位勉移显锈然大泽于桩甲单元楼计算筋得出策的对津应位阔移值朽。需计要注第意以始下几羊点：1、平品面有肤限元吗的计迎算的胞位移截值Δ2对应伸的是翻支撑董施加厕后的自位移可增量Δ1，而凭不是盾累计修位移布。2、应工根据法平面仗有限母元的响计算谢得出仿的围区压与俱位移冻的关属系检仔验桩绍单元坐计算欠设定厚的刚至度系榆数是愉否得叠当。3、如具果Δ2大于Δ1很多满，说帽明桩届单元趋计算倡输入按的刚怜度系厘数过台大，饿应降威低刚托度系俱数重负新计估算。拦或者叹，加扣大支雾撑系镜统刚柱度（厚如加进大支吩撑杆饲件截浴面、柱缩小揪支撑抓间距净、加专设边壶桁架榴等）叼，实姑现变牧形的察大致积协调弹。AB第二屿工况闭支护渡桩在越支撑否标高护处的升位移捞增量Δ1Δ2qP设桩友单元纹计算渣时设世定刚躁度系静数为K1,按有肥限元熟计算形结果库可得丙到刚席度系沙数K2=q/Δ2,K2是精申确值,可用摊以检币验K1是否沃恰当妄。（K1、K2均以KN辆/m来/m为单挤位）20幻玉23衫/6乘/3饭0131、PH爱C或PH侧S管桩罢为预阳应力滴高强协度混森凝土偷构件淋，均距有相枕应的状标准很图集般，并阶有省尾标规雄范，犬其抗刮弯承姻载力理取值批，根湖据GB抢50桂20浙4-腰20吃02岛《混凝锹土结击构工阶程施旷工质馆量验雀收规卧范》相关伞规定湾，按管伶桩图玩集提凝供的脚极限截抗弯贴承载置力检驴测值接除以1.煎35辜~1卡.4取用。抗庭剪承棋载力创可按搅剪切喷承载迁力检萝测值站除以1.翅5取用饮。2、支犹护桩欧计算皱中应泰重视抗剪就承载牧力验爆算。3、对傲非预滋制桩膝的纵冷向钢显筋根麻数问岸题，递规程塑提出球不宜早少于8根，丧而未何规定驻钢筋剥最大析间距玻限值忘。支摊护桩振直径故变化炉从50归0m助m~餐15谋00惑mm，变碌化幅城度较小大，漏在纵吓筋根稍数不隙少于8根的述前提克下，洪建议纵向滑钢筋炊的最飞大间煌距不勾宜大苏于15瓶0m助m，不诱应大盯于20臭0m梅m，以序保证邮在受会拉区仁有多宾根钢那筋可稿有效毛发挥谦受力错作用钢。注：爪桩径拿为50怨0m拜m，配惊筋8根钢倡筋是境其间耻距约营为15党0m绞m。4、桩凳的纵论向钢乐筋可匆按桩扛身弯怠矩包串络图泄竖向降分段勒配置后。但桩顶近部分悬不宜蹈减少，下搬部可摄按钢聪筋根均数减旗半处霉理，抽但减短佛的钢帽筋应烂向下馒延伸缴一个爽锚固持长度。构件迷设计支护疮桩20狸23畏/6加/3床014支撑纱体系虫是基污坑安裤全的辨重要培保证脆，而巡寿岩土删工程艇的计郊算具宽有相鲜对的塞不确拐定因尸素，之因此播支撑爆杆件距设计夏应留学有适申当的赞富余位度和托延性吐。建议递支撑勿的截衡面尺桶寸按轴压衔比控制仪。轴葵压比化为：N/fcAN疫—草—为轴节力设饮计值移；fc——为混葡凝土消抗压焦强度舟设计想值；A态—帆—为支柿撑截请面积葵。轴压向比控伤制值星建议女如下婶：对主箱要受欧力支津撑杆陷件，贪重要拳性等摊级为米一级裙时基贺坑轴冻压比耐不大幼于0.仔5，二仔级基供坑取滚不大尘于0.灾6，对次罩要连否系杆弃件轴燥压比批取0.新8-1.钉0。构件这设计混凝泳土支净撑的梦截面敢控制20鼓23添/6猴/3财015构件武设计带支症撑的烤混凝械土围某檩或奴冠梁1、承睡载力请（弯糖、剪倘、偏警压）瓣应按GB田50究01乘0相关傅规定律计算增，并放满足脚构造锡规定期。2、围啦檩围疾檩（偿带撑巧冠梁品）的画内力均现在他一般胶是通阻过平语面有裕限元枯计算简确定缴。问题济：⊙但察目前播计算岭中，嚷对带淘撑冠哪梁未贪考虑序支护够桩排员的纵安向约颤束作皆用，框围檩鲜未考明虑其任与支句护桩晴（墙饱）的兄摩擦格阻力振的约赵束作梯用。极当支煌撑体庭系有持角撑借时，且其轴敏力呈奴直方暮图模摇式递五增，丧这种阶轴力甚计算甚是否霜符合表实际锐尚待梨进一轰步通炸过实拳测应袖力来盼判断削、探枕讨。⊙但受低弯构晕件若去按偏铲压构咳件设汽计是识否有甲利也纸待探护讨。阀若论选围檩灾（带响撑冠哀梁）粱按受烫弯构菊件设说计可堤能更榜偏于执安全夏。目绳前的山平面狠有限际元分党析计楚算，视如梁瘦约束昏方式待和设甜置部妙位失缓当，纱则会陵出现明异常辉计算解结果追，对抄杆件圆设计造带来毒一定允得困述难。20贴23碧/6瞒/3趣016构件么设计带支执撑的额混凝赌土围诱檩或监冠梁弯矩嘱峰值久处的邻围檩维截面羞包括咐支撑界在内己，其昼有效赤高度静甚大掠，不哈应作惩为构猜件控损制性家计算且。夕需要着对围宇檩截四面计乒算的漂，是机在支技撑与撒围檩浩交汇辩处和宵支撑润加腋理与围填檩相蹲交处堡的两笨个截轻面a-鹅a抹b公-b。aab1qqMAb