深基坑支护结构

1、第二章是深基坑的支护结构补偿基础，即利用天然地基与建筑物基础埋深之间的土的重量来补偿一些建筑物的荷载，因此高层基础的埋深相对较大。然而，基础埋深的增加给施工带来很多困难，尤其是在人口密集的城市地区，建筑物、道路和地下管线纵横交错。在许多情况下，不允许采用更经济的边坡开挖，而是需要在人工支撑的条件下进行基坑开挖。本章将研究这个问题。随着基础深度的增加，深基坑的采用给施工带来很多困难，特别是在建筑物密集的城市地区，施工场地狭窄，相邻建筑物、道路和管线纵横交错，大多数情况下无法进行边坡开挖，需要采用支护结构，这是本章要研究的问题。影响支护结构设计和施工的因素很多，许多高层建筑的支护结构成本已经超过了

2、工程桩基的成本。因此，支护结构的设计和施工应十分谨慎，在保证施工安全的前提下，应尽可能经济、合理、方便施工。第一节是支护结构的选择，包括挡土墙和支撑(或锚杆)。挡土墙或支撑的任何部分选择不当或损坏(包括过度变形)都会导致整个支撑结构的失效。支护结构类型：边坡开挖悬臂支护结构、内支撑结构、拉锚支护结构、土钉墙支护结构、圈梁墙支护结构等支护结构。挡土墙选择(1)钢板桩1。槽钢钢板桩2。带锁热轧钢板桩(2)钢筋混凝土板桩(3)钻孔灌注桩挡土墙(4)工字钢柱(或钢筋混凝土桩柱)(5)地下连续墙(6)深层搅拌水泥土桩挡土墙(7)旋喷桩幕墙，1。槽钢钢板桩与槽钢并排或前后槽钢长68m，主要用于深度小于4m

3、的基坑。顶部应设置一个支架或锚。(1)钢板桩，2根带锁的热轧钢板桩为U型、Z型、I型、H型组合。u形Z形，板桩截面有企口，有一定的挡水功能。顶部有一个环梁，使用后不会被拔出，将永远留在地基土中。它适用于36m的基坑，但很少使用。，(2)钢筋混凝土板桩，常用6001000毫米，宜形成排桩挡土墙，并在顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。然而，在施工中很难实现相切，保水效果差。(3)钻孔灌注桩挡土墙，适用于土质好、地下水位低的地区。型钢或柱子应按一定间隔打入，柱子之间应设置木挡板或其他挡土设施。(4) H型钢柱(钢筋混凝土桩支撑柱)、木挡板支撑墙，(5)地下连续墙，是目前深基坑的主要支撑结构之一。修建有许多地下

4、结构的深基坑是非常有利的。地下连续墙往往是采用“逆作法”的支护结构的首选。天津的许多项目，如华联百货、紫金花园、宏基大厦、金辉广场等。均采用地下连续墙法施工。深层搅拌水泥土桩挡墙是由水泥土桩通过专用深层搅拌机将喷射的水泥浆固化剂与地基土原位强制搅拌而成，相互重叠，硬化后形成具有一定强度的墙状挡墙，既能挡土又能形成防水帷幕。(6)深层搅拌水泥土桩挡墙，(6)旋喷桩幕墙钻孔后，将钻杆从地基土的深度逐渐提起，同时用插入钻杆端部的旋转喷嘴将水泥浆固化剂喷入地基土中，形成水泥砂浆支撑系统有钢结构支撑钢筋混凝土支撑，常用于支撑基坑外拉锚(顶拉锚土拉锚)，2。选择支架(拉锚)，1个钢管支架来支撑、(1)钢结

5、构支架和钢管支架示意图；(1)钢结构支架，(2)钢结构支架钢结构支架主要采用工字钢，采用螺栓连接，为工具式钢支架，便于现场组装，可重复使用。有角撑、反撑、桁架撑以及圆形、拱形和椭圆形撑。圆形支撑，(2)钢筋混凝土支撑，第2节支撑结构计算，1。支撑结构支撑结构的破坏形式和计算内容可分为两类：重力式支撑结构非重力式支撑结构重力式包括深层搅拌水泥土桩挡土墙旋喷桩幕墙非重力式包括钢板桩、钢筋混凝土预制桩等。包括强度失效和稳定性失效。强度失效(非重力型):1。拉伸锚失效或由于支架弯曲导致地面载荷过度增加；(1)非重力式支护结构挡土墙破坏；、过大的土压力会导致拉杆断裂，或锚固失效、腰梁失效和内部支撑压缩不

6、稳定。强度破坏(非重力型)2这种破坏可能是由于支护墙底部移动支护墙深度不够或开挖深度大以及水冲刷造成的。正确计算埋深是必要的。(1)非重力式挡土墙的破坏，三个挡土墙的平面变形过大或弯曲破坏挡土墙的截面过小，土压力估算不准确，墙后或开挖过深时有大量的地面荷载增加，因此有必要精确计算最大弯矩来校核截面。(1)非重力式挡土结构挡墙破坏，强度破坏(非重力式)，非重力式挡土结构稳定性破坏1。墙后土体整体滑动失稳时间不够长，软粘腿呈圆弧滑动，导致围护结构整体失稳。(1)非重力式挡土结构挡墙破坏；(2)非重力式挡土结构稳定性失效；(3)挡土墙倒塌；(3)坑底隆起，如深挖；由于过多的土壤卸载，坑底隆起是由墙后

7、的土壤重量和地面荷载引起的。(1)非重力式挡土结构挡墙破坏；(4)非重力式挡土结构稳定性破坏。当当地水位较高，基坑较深时，在水动力压力的作用下，地下水绕过挡土墙，与砂土一起流入基坑。(1)非重力式挡土墙的破坏、(2)重力式挡土墙结构的破坏，包括强度破坏、稳定性破坏、强度破坏，只有水泥土的抗剪强度不足，导致剪切破坏，因此需要检查最大剪应力(2)重力式支护结构的破坏，重力式支护结构的稳定性破坏包括：1。翻转2。滑动3。土壤整体滑动不稳定性4。坑底上升5。管道，2。非重力支撑结构的计算，(1)支撑结构承受的荷载一般来说，支撑结构承受的荷载包括土压力和水压力墙后的地面荷载引起的附加荷载。2.非重力式挡

8、土结构的计算，1。主动土压力：如果挡土墙在墙后土压力的作用下向前移动，墙后土压力将随着位移的增加而逐渐减小。当位移达到一定值时，土体中出现滑动面，墙后土体达到极限平衡状态。此时，土压力称为主动土压力，用Ea表示。，Ea，用E0表示。非重力式挡土墙的计算，(3)被动土压力：如果挡土墙在外力作用下向墙后移动，随着位移的增加，土对墙的反作用力增加、外力、Ep、滑动面、土压力表示主动土压力强度(无粘性土)为粘性土，当根据计算公式计算粘性土时，主动土压力在土层顶部为负(H=0)，即表示存在一个拉伸带，可以计算出临界高度以下的主动土压力：土压力分布、Zc、H、和临界高度Zc，然后可以计算出临界高度以下的主

9、动土压力。土压力分布、土压力表达式、被动土压力强度、无粘性土、土压力表达式、悬臂支护结构对土的性质、荷载大小等非常敏感。它完全依赖足够的深度来维持它的稳定性，所以它的高度一般不超过4。为了施工安全，支护和锚固应按最大土压力计算，即按实测压力曲线的包络线确定。包络线近似为梯形或矩形，不同于库仑理论计算的三角形土压力。土压力分布，悬臂式无支撑挡土墙，其压力分布主要是动土压力，呈三角形分布，被动土压力也呈三角形分布。被动土压力、主动土压力、土压力分布、多支撑或多拉锚挡土墙背面土压力分布模式为梯形，粘土土压力分布模式为略复杂的三角形。悬臂式挡土墙承受的主动土压力与其底部的被动土压力完全平衡；但是，锚板

10、单支点支护结构的主动土压力由锚板拉杆和底部被动土压力共同承担，两者是平衡的。，EA1，EA2，EP，土压力分布，不同深度土的粘聚力C不是常数，它与土的上覆荷载有关，一般随深度的增加而增加。对于暴露时间，C值是计算侧向土压力的主要参数，但在施工桩铺设前后，C值是不同的。当工程桩打入粘性土时，土体发生压实，孔隙水压力急剧上升，对C值产生影响。此外，降低地下水位也会改变水压值。水压，作用在支撑结构上的水压通常被认为是静水压力。当有稳定渗流时，按三角形分布计算。，A，B，C，D，E，F，2。水压，当有残余水压时，水压呈梯形分布。水压力和土压力、水压力和土压力点或经济问题。在正常情况下，因为粘性土中的水

11、主要是结晶水和结合水，所以应该是经济的；在砂土中，土颗粒之间的空隙充满了自由水，自由水是在重力和静水压力的作用下产生的，因此应单独计算。水压力和土压力，经济时，地下水位以下土壤的重力密度采用饱和重力密度SAT计算时，地下水位以下土壤的重力密度采用浮动重力密度；此外，静水压是单独计算的，并根据三角形分布进行考虑。墙后地面荷载在三种情况下引起附加荷载：墙后距支撑结构一定距离处有均布荷载和集中荷载(如塔吊、混凝土泵车等)。)，这导致额外的载荷分布在支撑结构的一定范围2内。墙后有均布荷载，如支撑结构上墙后堆放的土和材料的均布荷载引起的附加荷载，可按下列公式计算：、Q、H. 3。墙后的地面荷载引起附加荷

12、载，并有集中荷载(如塔吊、混凝土泵车等)。)与支撑结构相距一定距离，该距离分布在支撑结构的一定范围2上。对于非重力式支护结构的计算，深基坑支护结构应按局部系数表示的极限状态设计表达式进行设计基坑支护结构有两种极限状态：承载力极限状态、正常使用极限状态、非重力支护结构计算、1。承载力极限状态：对应于基坑支护结构或周围环境因土体失稳或过度变形而失效；2.正常使用极限状态：支护结构的变形阻碍了地下结构的施工或影响了基坑周边环境的正常使用功能。基坑侧壁的安全等级和重要性系数；(2)悬臂桩墙、排桩埋深和地下连续墙的设计值计算如下：1。悬臂支护结构埋深的设计值hd应根据以下公式确定：桩墙底以上基坑内各土层

13、的被动土压力强度、桩墙底以上基坑外各土层的主动土压力强度、悬臂桩墙的计算及合力、桩墙作用点。作用点至桩底和墙底的距离h为基坑开挖深度和桩墙穿透深度，分别为被动土压力和主动土压力的合力。当确定悬臂式单支点支护结构的埋深设计值(结构要求)时，当基坑底部为砾石土和砂土，基坑采用渗透压排水时，埋深设计值还应满足以下防渗稳定条件：单支点支护结构的计算、支点力和单层支点结构埋深的计算：基坑底部以下支护结构设定弯矩零点至基坑底部的距离hCl由以下公式确定：单支点支护结构的计算、单层支点结构的支点力和埋深的计算、支点力Tcl的计算按下式计算，支点至基坑底部的距离和基坑底部至设定弯矩零点的位置分别为合力作用点至

14、设定弯矩零点的距离。(3)支撑结构计算的其他方法，1等效梁法，2弹性曲线法，3竖向弹性地基梁法(基床系数法)，4有限元法，等效梁法，其中ab梁一端简支，弯矩图的正负弯矩在C点转动。如果在C点切断ab梁，在C点加一个自由支撑形成交流梁，则交流梁上的弯矩保持不变，即交流梁称为ab梁上的交流截面。，等梁原理，a，b，C，等梁法，如ab梁如果ab梁在C点被切断，在C点放置一个自由支撑形成交流梁，交流梁上的弯矩将保持不变，所以交流梁称为ab梁上交流截面的等效梁。等效梁法，等效梁法，用等效梁计算板桩，首先要知道正弯矩和负弯矩转折点的位置。由于板桩地基土压力等于0的位置接近正弯矩和负弯矩的转折点，为简化起见，用土压力等于0的位置代替。(1)原理重力式挡土结构依靠结构本身的重力来保持极限平衡状态。(2)荷载组合1土压力；2重力结构自重；