浅谈深基坑支护结构设计及施工

1、浅谈深基坑支护结构设计及施工摘要：本文对地铁深基坑支护结构的设计原则、安全等级、准备工作、设计及施工技术等进行了深入的分析和研究，具有一定的理论价值和现实意义。关键词：地铁；深基坑；支护结构设计；施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：一、基坑支护结构的设计原则和实施方法基坑支护设计过程中必须坚持经济合理、安全可靠、便于施工的基本原则。基坑支护结构应该采取承载力极限状态的计算模式，具体计算的内容主要包括。(1)按照基坑支护的形式和受理特点进行土体计算，其计算模式具有稳定性特点。(2)根据基坑支护结构的受弯、受压、受剪的承载力进行计算。(3)当有锚杆和支撑的时候，应该根据其稳定性和承

2、载力进行计算，针对安全等级为一级的状况进行重点分析，同时还需要对变形有限定的二级建筑基坑侧壁进行分析研究，另外还要对周边的基坑环境和支护变形状况进行计算。二、基坑支护结构和安全等级按照建筑基坑支护技术规程的规定，基坑侧壁的安全等级可以划分成三级.设计过程中不同等级所对应的重要性系数也会不同。如果安全等级为一级，产生的破坏后果为支护结构破坏，过大变形后者土体失稳，因此对周围环境和地下施工的稳定性影响很大，其对应的重要性系数为1.10，如果安全级别为二级，导致支护结构破坏，过大变形和土体失稳，对周围环境和地下施工稳定影响一般，其对应的重要性系数为1.00，如果安全级别为三级，导致支护结构破坏，过大

3、变形和土体失稳，对周围环境和地下施工稳定影响较少，其对应的重要性系数为0.90。三、基坑工程勘察和支护设计准备为了能够正确的对支护结构进行设计，同时能够合理的对基坑工程施工进行组织。事先必须要对基坑及其周边的各种环境进行勘察。即(1)岩土勘察(2)水文地质勘察（3）基坑周边环境勘察(4)支护设计装备进行支护结构设计之前，需要对地下结构设计资料和设计方案进行有效的处理。针对主体工程地下室建筑杆线和平面布置相对位置进行分析，这样对支撑布置和选择支付结构类型有着一定的关系。主体工程的桩位布置图设计，此问题与支撑体系中立柱位置有着很大的关系。尽量采取工程柱做为立柱从而降低工程成本。主体结构各层楼板、地

4、下层、底板的布置与标高和地面都有一定的关系，这样可以很好的确定开挖深度，能够很好的选择围护墙和换掌等。四、地铁深基坑支护变形原理基坑周围地层移动对基坑工程产生重要的影响，特别是对基坑工程变形问题控制设计产生作用，在实际工程项目中有很多工程都是因为支护结构变形过大，导致整个工程项目没办法向前推进。具体实施过程中应该考虑地层移动的机理，同时还需要对坑底隆起机理和支护结构变形问题进行全面分析。(一)坑底土体隆起状况基层隆起量的大小需要经过判断才能确定，通过对将来建筑物的下沉和基坑的稳定性进行判断，基坑隆起是应为按照垂直方向卸荷改变土体原始力而产生的一系列反应。坑底土体在卸荷后会产生一种向上的垂直力，

5、开挖过程中基坑内外之间的高差不断的扩大，如果开挖到一定的程度时，基坑内外的土面高差会与地面的各种卸荷超载作用导致基坑内移动。（二)围护墙位移维护墙墙体的变形主要是从水平向，向着基坑外围土体方向转变。从而达到改变原始应力状态最终引起地层移动。基坑开始开挖的过程中，维护墙的周围会产生变形，如果在基坑内侧把原有的土压力去除的时候，那么墙体外侧会产生主动的土压力。同时基坑的围护墙会受到内部的被动土压力作用，导致其出现变形状况。五、地铁深基坑支护结构设计基坑设计从其内容角度考虑主要包括：（一）支护结构挡墙的选项从支护结构挡墙的角度看，只有对其选项进行合理设计才能保证施工顺利开展，其选项受到经济因素和技术

6、因素影响，为了能够满足施工的具体要求，达到减少对周围影响的目的，需要从工期短、施工方便、经济效益等方面进行综合考虑。最后进行比较最终确定，支护结构挡墙选项过程中与地下水位降低、支撑选型、挖土方案等配套进行研究。（二）支撑体系的选型如果基坑深度比较大的情况下，悬臂的挡墙变形和强度在一定条件下不能得到很好的满足，导致支撑体系受到影响。当前使用的支撑体系主要有两个类型：基坑外来锚和基坑内支撑，基坑外拉锚从功能角度又可以分为土层锚杆拉锚和顶部拉锚，前者主要应用于不太深的基坑环境下，而后者主要用于钢板桩。把基坑顶部用钢板桩把钢丝绳和钢筋加固在一起，土层锚杆一般使用于较深的基坑。从当前的支护结构看，支撑过

7、程中常用的有钢筋混凝土结构和钢结构支撑两大类。钢结构支撑过程中主要有H型钢和圆型钢杆。具体使用过程中为了能够减少挡墙的变形概率发生，需要钢结构支撑过程中采取液压千斤顶施加预顶力。（三）支护结构的围护墙计算（1)抗力和荷载计算抗力主要作用于挡墙上的水平负荷，主要是指水压力、土压力、地面附加负荷等产生的水平负荷标准值。通过对相关经验值的分析可以看出，如果没有经验确定可以按照以下规则进行计算：(1)如果是砂土或者碎石土的情况下。如果计算点位于地下水位以上情况时：如果计算水位位于地下水位以下的时候：在此式子中主要代表作用于深度为jz处得竖向用力的标准值。aiK代表第i层土的主动土层压力系数。当基坑地下

8、水位比较低的时候，需要进行水位控制，具体控制过程中所用到的公式为：如果按照以上的计算公式进行计算，如果基坑开挖面以上的水平负荷标准值小于零的情况下，需要进行重点考虑，当取其值为零的情况下，可以对基坑外外侧的竖向应力标准值进行分析研究。如果竖向应力标准值口叭按照如下的规则进行计算的情况为：通过分析可以看出，如果自重竖向应力，如果计算点位于基坑开挖点面以上的情况下，计算其深度Zj处得自重竖向应力为加果计算点位于基坑开挖面以下的情况时，计算深度的公式可以表示为：如果地面负荷力负载所引起的竖向应力出现的时候，如果支护风险结构外侧作用于地面的力处于均匀的情况下，可以对其附件的力进行附加竖向处理，按照这样

9、的标准所计算的深度应力标准值为：如果距离外侧结构的作用力宽度处于高负荷的情况下，需要对基坑外侧受力情况进行分析研究，内侧竖向用力得到保证的情况下可以按照如下的公式进行处理：(2)基坑外侧被动区水平抗力标准值如果被动抗力标准值在计算过程中按照砂土和碎石片的模式进行计算所产生的标准值为：针对作用于基坑底面以下的竖值方向作用力可以表示为：(3)支护结构的计算排桩与板墙式支护结构针对一些比较深的排桩、基坑、地下连续墙应用情况比较多，因此其承受的负载相对比较复杂化，通常情况下会考虑到水压力、土压力、地面超载、影响范围内的建筑物、构筑物负荷、施工负荷、临近基础工程施工的影响状况，各种桩柱作为主体结构的重要组成部分，具体计算过程中必须要考虑上部结构发生的地震或者负荷作用，具体实施过程中必须结构工程项目的施工实际状况，按照工程经验对温度变化情况和混凝土收缩和变化状况进行具体参数计算分析。对地下连续墙和排桩支护结构破坏问题进行全面分析，其主要包括变形过大、强度破坏、稳定性破坏等问题。按照嵌固深度计算方法需要对悬臂式嵌入深度状况进行分析研究，