23-承台临水深基坑支护结构的设计计算
基坑支护结构的计算
第二部分基坑支护结构的计算支护结构的设计和施工，影响因素众多,不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用。
为此，对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度,在保证施工安全的前提下，尽量做到经济合理和便于施工。
一、支护结构承受的荷载支护结构承受的荷载一般包括–土压力–水压力–墙后地面荷载引起的附加荷载。
1 土压力⑴主动土压力:若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大,墙后土压力渐减小。
当位移达某一数值时,土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态,此时土压力称为主动土压力，以表示。
⑵静止土压力:若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移(移动或滑动)，墙后填土处于弹性平衡状态,则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。
以E0表示。
(３)被动土压力:若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动,随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面,墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称为被动土压力,以表示。
主动土压力计算•主动土压力强度•无粘性土粘性土土压力分布对于粘性土按计算公式计算时,主动土压力在土层顶部（0处）为负值,即表明出现拉力区，这在实际上是不可能发生的。
只计算临界高度以下的主动土压力。
土压力分布可计算此种情况下的临界高度,进而计算临界高度以下的主动土压力。
被动土压力计算被动土压力强度•无粘性土粘性土计算土压力时应注意•不同深度处土的内聚力C不是一个常数,它与土的上覆荷重有关，一般随深度的加大而增大,对于暴露时间长的基坑，土的内聚力可由于土体含水量的变化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。
•、C 值是计算侧向土压力的主要参数,但在工程桩打设前后的、C值是不同的。
在粘性土中打设工程桩时，产生挤土现象,孔隙水压力急剧升高,对、Ｃ值产生影响。
另外,降低地下水位也会使、C值产生变化。
水压力作用于支护结构上的水压力一般按静水压力考虑。
有稳态渗流时按三角形分布计算。
在有残余水压力时，水压力按梯形分布。
基坑支护相关计算
板桩最下跨度剪力Q=LL =1X77.83X1,5=58.37kNM2aM2
(2)第三道支撑处弯矩及剪力
12.5+3.0一一
M=()2x53.33=33.60kN•m
c122
1
Q=—x2.75x53.33=73.33kNc2
（3）第二道支撑处弯矩及剪力
1 2.5+2.5
M =—()2x32.91=17.14kN • m
1.815x2—4.842x=0
解x=2.67m
入土深度取1.2x=3.2m
则桩长L=H+1.2x=8.5+2.4=10.9m采用标准的12米工字钢。
<3>板桩内力及断面选择
(1)板桩最下跨度L=2x=2X2,67=1.78m
DM33
板桩最下跨度弯矩M=— L。=—X1.52X77.83=14.59kN•m
b122
1
Q=-x2.5x32.91=41.13kNb2
（4）第一道支撑处弯矩及剪力
—(2.5+0,5)2x12.5=2.43kN • m
122
1
Q=—x1.5x12.5=9.37kNa2
根据上述的四项计算，按照第三道支撑选板桩断面:
33.6x104=210cm3
1600
选用2根50#工字钢（横放）攻=142x2=284cm3〉210cm3
①二24。
1、井壁计算：
井壁使用40B钢板桩，设三道工字钢环梁做内支撑(每道支撑采用双层40B工字钢)，井底采用钢筋混凝土底板(第四道支撑)。三道支撑的位 置从下至上依次为0.5、2.5、2.5米位置处，底板距离第三道支撑为三米， 满足DN2600的要求。
深基坑计算
建筑基坑工程仪器监测项目表(GB50497-2009 )
监测项目 基坑类别 （坡）顶水平位移 一级 应测 二级 应测 三级 应测
墙（坡）顶竖向位移
围护墙深层水平位移 土体深层水平位移 墙（桩）体内力 支撑内力 立柱竖向位移 锚杆、土钉拉力 坑底隆起 土压力 孔隙水压力 地下水位 土层分层竖向位移 墙后地表竖向位移 竖向位移 周围建（构） 筑物变形 倾斜 水平位移 裂缝 周围地下管线变形 软土地区 其他地区
注：基坑类别的划分按照国家标准《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002执行。
深基坑监测点布置
设置在围护结构里的测斜管，按对基坑工程控制变形的要求， 一般情况下，基坑每边设1～3点；测斜管深度与结构入土深度一样。 围护桩（墙）顶的水平位移、垂直位移测点应沿基坑周边每隔10～ 20m设一点，并在远离基坑（大于5倍的基坑开挖深度）的地方设基 准点，对此基准点要按其稳定程度定时测量其位移和沉降。 环境监测应包括基坑开挖深度3倍以内的范围。房屋沉降量测点 则应布置在墙角、柱身（特别是代表独立基础及条形基础差异沉降 的柱身）、门边等外形突出部位，测点间距要能充分反映建筑物各 部分的不均匀沉降为宜。 立柱桩沉降测点直接布置在立柱桩上方的支撑面上。每根立柱 桩的隆沉量、位移量均需测量，特别对基坑中多个支撑交汇受力复 杂处的立柱应作为重点测点。对此重点，变形与应力量测应配套进 行。 在实际工程中，应根据工程施工引起的应力场、位移场分布情 况分清重点与一般，抓住关键部位，做到重点量测项目配套，强调 量测数据与施工工况的具体施工参数配套，以形成有效的整个监测 系统。使工程设计和施工设计紧密结合，以达到保证工程和周围环 境安全和及时调整优化设计及施工的目的。
（2）对于土压力的分析和计算采用朗肯理论和库仑 理论。朗肯土压力理论是根据土的应力状态和极限平衡 建立的，分析时假设①墙后填土面水平；②墙背光滑。 各类软件计算依据的规范为《建筑基坑支护技术规 程》 （JGJ120-99）。
深基坑钢板桩支护计算..
深基坑钢板桩支护计算背景深基坑是指建筑物或其他工程建设需要在地下较深部位开挖出来的坑洞，通常深度在10米以上属于深基坑。
在基坑施工过程中，需要进行支护，以防止坑壁倒塌引发安全事故和工期延误。
其中，钢板桩是较为常用的支护方式之一。
本文将介绍深基坑钢板桩支护的设计计算方法，包括设计原则、计算方法、应力分析等内容。
设计原则安全性原则深基坑钢板桩支护的设计原则首先是安全，确保施工过程中人员和设备的安全，防止工地事故的发生。
稳定性原则支护结构必须保证足够的稳定性，使其在地基基础上承受荷载并保持稳定。
经济性原则在保证安全和稳定性的基础上，采用最小安全施工成本的方案。
设计计算方法先期调查在进行深基坑施工前，需要进行先期调查，包括调查地层、开挖深度、建筑物附近的地下管线及其他障碍物等。
在调查中应注意垂直于坑边的附加荷载，包括地震荷载和突然堵塞排水管道等荷载的影响。
应力分析深基坑钢板桩的应力分析是支护设计的关键。
设计时需要考虑不同地层的强度、受力面积和受力方式。
钢板桩的安装方式和间距、钢板桩的长度、在钢板桩之间加设钢筋网和混凝土墙等因素都对其应力分析产生影响。
在计算时应考虑地基的支持和作用面积的大小、坑深、失稳面及边缘效应等因素。
填土压力分析填土压力是深基坑中最常见的荷载，需要进行填土压力的计算和应对。
填土压力的计算方法可以根据“离散力计算法”和“连续位移计算法”两种方法进行。
两种方法在计算结果上略有不同，具体采用哪种方法需要根据具体情况来确定。
填土压力计算需要考虑多种因素，包括填土高度、填土的松散程度、土壤的压缩性、钢板桩的间距等。
稳定性分析深基坑钢板桩支护的稳定性是该设计的核心问题之一。
稳定性分析的方法主要包括计算和实验两种方法，计算方法主要有弹性计算和塑性计算两种方法，实验方法主要分为物理模型和数值模拟两种方法。
具体采用哪种方法需要根据实际情况和经济效益来决定。
最后总结深基坑的设计计算是建筑施工过程中非常重要的一部分，其中钢板桩的支护是常用的一种施工方式。
深基坑钢管桩支护方案设计检算
目录1 基坑支护总体概况 (2)1.1支护结构布置 (2)1.2支护参数选定 (3)2 基坑支护稳定性计算 (4)2.1ML19#墩承台基坑支护验算 (4)2.2MR21#墩承台基坑支护验算 (7)3 结论及建议 (10)1 基坑支护总体概况1.1 支护结构布置XXXX立交桥与铁路线路斜交角为80.1度。
上部采用左右分幅箱梁，每幅孔跨布置为2×56mT构，桥梁部分全长112m,其中2×44m为转体施工段。
平面上左右幅桥主墩采用错孔布置，右幅桥主墩承台距陇海铁路防护栏7.56m,左幅桥主墩承台距陇海铁路防护栏7.47m。
承台基坑开挖施工中，为防止边坡失稳，同时为减小对一旁铁路路基影响，故在开挖过程中需对基坑进行支护，如下图所示：图1.1 M R21#墩承台基坑支护平面图（单位:m）图1.2 M L19#墩承台基坑支护平面图（单位:m）图1.3 M R21#墩承台基坑支护立面图（单位:c m）图1.4 M L19#墩承台基坑支护立面图（单位:c m）1.2 支护参数选定1.2.1 支护材料工程量工程项目及材料名称数量长度(m) 重量(kg)ML19#墩12m长Ф600×10mm钢管桩43 12 75078 I32工字钢 2 4.9 565.46I32工字钢 2 27.9 3219.66I32工字钢 2 10.9 1257.86C20护壁砼18.67（m3）MR21#墩12m长Ф600×10mm钢管桩42 12 73332 I32工字钢 2 5 577I32工字钢 2 27 3115.5I32工字钢 2 11 1269.4C20护壁砼15.09(m3)合计12m长Ф600×10mm钢管桩148.4（T）I32工字钢10.005（T）C20护壁砼33.76（m3）ML19#墩基坑开挖：3358.68方，MR21#墩基坑开挖：2782.76方1.2.2 支护土层参数根据设计图纸中设计说明及现场实地勘查，该地区土质主要为失陷性黄土质，属于低液限粉质粘土，经查《公路桥涵地基与基础技术规范》（JTG D63－2007）、《土力学》、《建筑地基与基础设计规范》（GB50011－2010）等相关资料可取以下相关的参考特性值。
深基坑专项方案计算书
一、工程概况本工程位于XX市XX区，项目名称为XX大厦。
大厦占地面积约为5000平方米，总建筑面积约100000平方米。
基坑开挖深度约为12米，开挖面积为15000平方米。
基坑周边环境复杂，邻近建筑物、地下管线较多，需进行深基坑支护及降水施工。
二、计算依据1. 《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）2. 《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）3. 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）4. 《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）三、计算内容1. 基坑稳定性计算2. 支护结构设计计算3. 降水方案设计计算四、计算结果1. 基坑稳定性计算根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中的公式，计算得出：- 抗滑稳定系数Ks = 1.2- 抗倾覆稳定系数Kr = 1.2- 抗浮稳定系数Kf = 1.2以上计算结果表明，基坑稳定性满足规范要求。
2. 支护结构设计计算（1）排桩设计- 桩径：0.8米- 桩间距：1.5米- 桩长：12米- 桩端承载力：Qk = 500kN- 桩身抗拔承载力：Qp = 300kN根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中的公式，计算得出：- 单桩承载力：Qp = 500kN- 桩身抗拔承载力：Qp = 300kN（2）内支撑设计- 支撑形式：钢管支撑- 支撑间距：3米- 支撑截面尺寸：300×300毫米- 支撑间距：3米- 支撑轴力：N = 500kN根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中的公式，计算得出：- 单根支撑承载力：N = 500kN3. 降水方案设计计算（1）降水井设计- 井径：0.6米- 井深：12米- 井距：10米- 井数：20口根据《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）中的公式，计算得出：- 单井涌水量：Q = 30m³/d- 总涌水量：Q = 600m³/d（2）降水设备选型- 降水泵型号：DJ50-20- 降水泵流量：50m³/h- 降水泵扬程：20m五、结论根据以上计算结果，本工程深基坑支护及降水方案满足规范要求，能够确保基坑施工安全。
深基坑支护结构理论计算方法
深基坑支护结构理论计算方法摘要：本文介绍了常用的深基坑支护结构理论计算方法，将认可度比较高的计算方法进行了归纳，可为相关理论分析提供参考。
关键词：深基坑；基坑支护；理论分析0引言在深基坑支护结构理论计算方法的研究上，目前比较成熟且认可度较高的主要有以下三大类：经典方法、弹性地基梁法、有限元法[1]。
1经典方法经典方法主要有静力平衡法、等值梁法、Terzgahi法、弹性曲线法、等弯矩法及等轴力法[1][2]。
经典方法是基于力的平衡这一基础建立的理论方法。
这种方法主要是选用单位宽度受侧向荷载的梁系作为研究对象，如经典的等值梁法和1/2切割方法等，采用的土压力理论中，既有经典的朗肯土压力理论，也有Terzgahi-Peck表观土压力理论[3]。
该方法将围护结构看作是一条插入土体的竖向梁，假设支撑点固定不动，围护结构即成为一个受土压力的作用的多支承点的梁。
这种方法计算简便，适合手算，可近似的得出围护结构的内力，但计算结果误差较大，且无法同时求出围护结构的位移，无法根据施工情况的变化，求得围护结构确切的内力值。
而在计算机的大范围普及和有限元方法的不断推广情形下，该方法的应用也越来越少。
总之，由于经典方法无法分析不同施工工况下的内力情况，且未考虑土体与围护结构的变形因素，导致该方法逐渐散失了其原有地位。
2弹性地基梁法2.1 弹性地基梁法弹性地基梁法是基于经典法发展起来的一种改进型计算方法，该方法是在经典法的基础上，将土的作用等效成一系列弹簧的弹力作用，同时将支撑与锚杆也用弹簧进行替代，这样可以把整个支护结构看成是一弹性支撑的地基梁。
而计算弹簧刚度的方法有m法、E法、C法等，土压力理论一般采用经典的土压力理论，如库伦土压力理论及朗肯土压力理论。
弹性地基梁的解法主要有结构力学方法、解析法和有限元数值法等。
为方便计算，弹性地基梁法对支撑受力和桩入土段的受力进行了简化：在下一道支撑完成后，假设上一道支撑受力不变；对于入土段的受力情况作了两点假设，一是在土压力达到极限被动土压力时，可通过力的平衡进行求解，二是假定入土段的受力和变形有关[4]。
深基坑的支护结构
支护结构的类型与功能
钢板桩支护
地下连续墙支护
由打入土中的钢板桩和锚拉系统组成，具有 施工简单、投资经济等优点，但易受地下水 影响，拔桩时对土体产生扰动。
具有刚度大、抗侧力强、墙体接头密封性好 等优点，适用于各种深基坑施工。
总结深基坑支护结构的关键技术与经验
• 信息化施工：通过现场监测，实时反馈施工过程中的问 题，指导后续施工。
总结深基坑支护结构的关键技术与经验
经验总结
土压力监测：通过土压力监测，可以更准确地了解土 压力分布和变化，指导后续设计。
支护结构类型选择：根据工程地质条件、周边环境等 因素，选择合适的支护结构类型。
全性。
支护结构的选型和设计需要根 据深基坑的实际情况进行选择 和优化，以确保施工的顺利进
行和周围环境的安全。
支护结构的施工质量直接影响 到深基坑的稳定性和安全性， 因此需要进行严格的施工质量
控制和管理。
02
深基坑支护结构的选型与 设计
支护结构的选型原则与依据
安全性
支护结构应能够承受可能出现 的最大荷载，并具有足够的稳 定性，以防止结构失效和周围
工程实例一：某地铁站深基坑支护结构设计
• 锚索施工时，确保锚固段穿越稳定土层，并控制张拉力。
• 施工过程中进行实时监测，确保支护结构的安全性。
工程实例二
01
1. 工程概述
• 某商业综合体位于市中心繁华地段，基坑深度达10米。
02
• 由于周边环境复杂，需采取严格的支护措施。
03
工程实例二
2. 支护结构设计
• 设置钢筋混凝土支撑体系，包括 水平支撑和垂直支撑。
浅谈深基坑双排桩支护结构设计计算方法
浅谈深基坑双排桩支护结构设计计算方法本文通过对深基坑双排桩支护结构的特点进行了详细的分析，然后对双排桩支护结构计算方法展开充分细致的研究，希冀通过本文的研究能够对相关的工程提供一定的借鉴与帮助。
标签：深基坑;双排桩;计算方法随着城市人口密度的不断增加和城市建设的不断发展，合理开发利用地下空间是城市可持续发展的要求。
中国主要城市的高层建筑和超高层建筑、地下商场、地下铁道、地下仓库、地下人防工程等都在大量的建设中，可能涉及到深基坑工程。
深基坑工程的突出特点是其设计和施工不仅要保证其自身的技术合理性和安全性，而且要控制其施工对环境的影响。
由于中国深基坑工程发展历史较短，理论研究、设计方法、施工经验、施工管理、监测手段等方面还不够完善。
工程经验不能满足基坑深度、规模和难度快速发展带来的挑战。
近年来，中国出现了一些基坑工程事件，深基坑施工对环境造成了很大的影响。
双排桩支护结构是一种新型的支护结构，由于其具有较大的侧向刚度，能够有效地防止支护结构变形，符合工程建筑加固的需要，逐渐成为深基坑支护结构的优先选择。
然而现在双排桩支护结构设计计算方法还不成熟，计算模型都难以反映结构实际受力特点，因此对此的研究具有重要意义。
1、深基坑双排桩支护结构的特点1.1深基坑工程的大特点基坑支护体系是一种安全储备小、风险高的临时性基坑支护体系。
基坑支护结构的作用复杂基坑开挖深度越来越深，规模越来越大，造价越来越高。
基坑工程具有较强的地域性和个性。
基坑是一个系统工程，具有很强的综合性。
基坑工程具有很强的时空效应。
1.2双排桩支护结构及其特点双排桩是一种新型的支护结构。
在排桩形式上，双排桩支护结构将原来密集的单排桩中的部分桩向后移动一定距离，从J山形成两排平行的钢筋混凝土桩，在桩顶用刚性连梁将排桩连接在一起，超静定空间门式刚架结构总是沿基坑的长度力形成的。
加固后桩间土可以起到比水的作用。
根据桩的不同用途，一般可分为双排圆形桩结构和双排板式结构。
4.2深基坑支护类型与设计计算
0.5Dmin 0.33Dmin 0.5Dmin 0.33Dmin
25.83Dmin 1.55Dmin
2
3
14.28Dmin 6.45Dmin
2
3
主动区力矩合计： 1.55Dmin3+25.83Dmin2+143.35Dmin+265.2 被动区力矩合计： 6.46Dmin3+14.28Dmin2
沿桩排方向取1m长度计算土压力计算见表2-9,表2-10
2.求反弯点位置 2.求反弯点位置
反弯点位置可以用桩前后土压力为零点近似确定： 35.489+5.403D1=57.288D1 解出：D1=0.68m
表2-10 被动土压力计算表
参数 c=0 φ=32 γ=17.6 Kp=3.255 O
Kp =1.804
2）等反力布置
算例： 算例：某工程基坑支护拟采用悬臂桩结构，主要参数
如图2-3(a)所示。试计算桩的设计长度，桩身最大弯矩 及所在位置。
土压力计算
主动土压力计算表
计算 深度 Z c=10 φ=20 A γ=19 Ka=0.49 =0.7 B C 0 0.45 6.0 0 8.55 114 20 28.55 134 9.8 14 65.66 14 14 14 -4.2 0 51.66 σz=γ·Z σz+q 2C· (σz+q)Ka
因为摩擦力作用方向，墙前墙体摩擦力向下。摩擦力阻止 土体滑动，被动土压力增大。 表4.2中当为混凝土板桩时，40度（3.0）；35度（2.6）；30 度（2.3）；25度（2.1）；20度（1.8）；15度（1.5）；10度 （1.2）。
土压力强度等于零的位置的计算。 t 所需实际板桩的入土深度为： = (1.1 − 1.2)t 0 (用等值梁法计算板桩是偏于安全的，实际 计算时将最大弯矩予以折减，根据丹麦 的研究成果折减系数为0.6-0.8，一般为 0.74。) 对支撑反力，则发现有不够的安全度，实 际设计时，将支撑反力加大35%， R=1.35R0 例4-1
深基坑工程支护结构设计计算分析
深基坑工程支护结构设计计算分析摘要：本文以重庆轻轨五号线巴山站基坑工程为例，对该深基坑工程的结构设计进行了研究。
通过该深基坑支护方案的设计计算分析、肋板锚杆挡墙支护方式介绍及对支护结构的内力分析，获得了一些工程经验，为当地的深基坑工程的推广和应用提供参考。
关键词：深基坑工程；桩锚支护；设计计算；内力分析深基坑支护问题已经成为建筑界的热点和难点之一，我国的很多城市或地区相继发生多起深基坑事故。
造成基坑事故的原因有很多，其中基坑支护方案的设计就是其中一个重要的原因。
基坑支护设计是一个半理论半经验的设计，如何确保基坑的稳定，满足周边环境的要求，设计经济，并且在设计中考虑到尽可能多的因素，降低不可见因素的影响等等都具有着重要的现实意义。
下面，笔者以重庆轻轨五号线巴山站基坑工程为例，对该深基坑工程的结构设计进行了研究。
1.工程概况巴山站基坑位于金开大道西段，两侧有民用住宅，建筑密度较高，周边场地狭窄。
基坑起讫里程为yak9+294.350～yak9+564.350；基坑成矩形分布，南北方向宽23.2m，东西方向长272.0m，开挖面积达7000 ；设计±0.00标高为+307.50m，场地地面标高+306.90m～+307.30m，基坑最深开挖深度为20.24m，属于ⅰ级基坑。
2.支护工况根据工程特点及场地条件，经过对土体位移变化、基坑稳定性、施工速度、工程造价等方面综合考虑，决定该工程采用排桩（截面：1.5m×1.8m、间距： 4.0m）进行支护，加五道锚索（分别距基坑顶2.5m、5.5.0m、8.5m、11.5m、14.5m）。
肋板锚杆挡墙支护形式在本地区应用比较广泛且技术成熟，其特点是施工速度较快，支护效果好，对其他工序的干扰较少，比较经济。
其工况图如图1所示。
图1 支护工况图3.基坑支护结构计算分析3.1 土压力计算模型及系数调整土压力计算采用朗肯土压力理论，“规程”分布模式，除砂土层采用水土分算外，其余土层均采用水土合算，计算所得土压力系数表如表1所示：表1 土压力系数表土层素填土0.552 0.743 ——粉质粘土0.507 0.712 1.973 1.404砂岩0.832 0.937 2.572 1.603粉质泥岩0.725 0.862 2.035 1.4453.2 支护结构嵌固深度及桩长的确定支护结构的嵌固深度，目前常采用极限平衡法计算确定。
深基坑工程支护结构设计计算分析——以荆州某商业服务中心地下室基坑工程为例
基坑 支 护 方 案 的 设 计 计 算 分 析 、Ｓ ＭＷ 工 法 （ ｏｌ ｘ ｇＷ ａ ，劲 性 水 泥 土 搅 拌 桩 法） 介 绍 及 对 支 护 结 构 Ｓ ｉ Ｍｉｉ ｌ ｎ ｌ
ｄ ｉ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ７ —４ ９ （ ｏ ：１ ． ９ ９ ｊｉ ． ６ ３１ ０ Ｎ） ． ０ ２ ０ ． ３ ｓ ２ １． ３ ０ ８
深基 坑 工 程支 护 结构 设 计计 算 分 析
— —
以荆州 某 商 业服 务 中心 地 下室 基坑 工 程 为例
马 萍 （ 长江大学城市建设学院， 湖北 ￣０ ４４２） Ｊ ｌ３０ ％ ３
随着 国 民经济 与科 技 的发展 ，地下 空 间的有 效利 用 已经逐 渐成 为城市 发展 考虑 的 问题 ，因而深 基 坑
支护 工程 便逐 渐成 为 了一个 倍受 关注 的 问题 。深 基坑 的支 护 ，不仅 要保证 基坑 内能正 常安全 作业 ，而 且 要 防止基 底及 坑外 土体 过量 移动 ，确保 基坑 附近 的建 筑 、道路 、管 线 的正常运 行… 。影 Ｈ 深 基坑 １ 程 分 向 析计 算结 果 的 因素 很 多 ，如 土体 非线性 、土～ 护 结构 相 互 作 用 、固结 、降水 等 。下 面 ．笔 者 以荆 州 某 支
受 拉 材料 ，形 成劲形 桩 ，兼具 良好 的抗 弯 、抗剪 和 防水性 能 ，能较好 地 满足基 坑 程 的技 术要求 。支护 １ 二
工况 简 图如 图 ２所 示 。
３ 基坑支护结构 计算分析
３ １ 土 压 力计 算 模型及 系数调 整 ． 土压 力计 算采 用 郎肯 土压力 理论 。结合工 程 的地质 条件 ，该 土层 上部 采用 水 土合算 ，下 部采 用水
深基坑工程设计与计算
深基坑工程设计与计算深基坑工程设计与计算是一项复杂而关键的工程项目，它涉及到土木工程、地质工程、结构工程等多个领域的知识。
在建设过程中，深基坑要能保证建筑物的稳定与安全，同时要尽可能减少对周围环境的影响。
因此，深基坑工程设计与计算必须进行详细而准确的分析和计算。
1.地质勘探和设计参数的确定：在进行深基坑工程设计之前，需要进行详细的地质勘探，以了解地层情况、土壤力学性质和地下水等参数。
这些参数的确定对于后续设计和计算具有重要意义。
2.稳定性计算：深基坑的稳定性是设计的重点。
通过对土壤力学模型的建立和计算，可以评估基坑的稳定性，并确定基坑支护结构的类型和尺寸。
常见的基坑支护结构有土钉墙、混凝土桩、钢支撑等，根据具体情况选择适合的支护结构。
3.土压力计算：土压力是深基坑设计中需要考虑的重要因素之一、通过土压力计算，可以确定地下水位对土体压力的影响，并确定支护结构的尺寸和稳定性。
4.水压力计算：如果基坑周围存在地下水，就需要考虑水压力的影响。
通过水压力计算，可以确定支护结构下方的地下水水位和水压力，并确定相应的排水措施。
5.基坑变形计算：基坑开挖后，土体会发生变形，可能导致基坑周围建筑物或地下管线的损坏。
通过基坑变形计算，可以评估变形的程度，并采取相应的支护措施，保证基坑周围建筑物和地下管线的安全。
在进行深基坑工程设计与计算时，还需要考虑相关的安全因素，如施工安全、地下管线的影响等。
同时，还要进行工期计划与经济分析，评估工程的可行性和经济效益。
总之，深基坑工程设计与计算是一项复杂而综合的工作，需要结合土木工程、地质工程、结构工程等多个领域的知识，通过合理的设计和准确的计算，确保深基坑工程的稳定与安全。
同时，还需要结合相关的安全因素和经济因素进行综合考虑，以实现工程的最佳效果。
深基坑支护结构的设计计算
—事故分析、相关规范与工程实例
第三部分 深基坑支护结构的设计计算
中国建筑科学研究院
钱力航
2009年1月 北京
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深基坑支护结构主要指深基坑的挡土 桩或挡土墙与锚杆或内支撑相结合的挡土 结构,也包括土钉墙、复合土钉墙等其它形 式的支护结构。
挡土桩主要指钢筋混凝土预制桩、灌 注桩、人工挖孔桩和钢管桩、钢板桩等； 挡土墙主要是钢筋混凝土地下连续墙，型 钢水泥土连续墙等。
出了国外有关规范规定达到主动极限状态和被动 极限状态所需的变形值.
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表13-1 发挥主动和被动土压力所需的变位
表中：H、D—地面、基坑底至挡土墙底的高度；
y—水平位移；h0—挡土高度。
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主动土压力计算
主动土压力计算一般采用经典土压力理论---厍 仑理论和朗肯理论.
4 通过综合比较选取最佳支护及地下水处理
方案,包括支护结构的各部分尺寸;
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5 确定作用于支护结构上的荷载,即计算水 压力、土压力;
6 计算支护结构的嵌固深度、内力、锚固 力、变形量;
7 整体稳定性验算,抗隆起、抗管涌的措施; 8 6和7须经过试算,调整支护方案及其各部分 尺寸; 9 结构设计,绘制施工图
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eajk=σajkKai-2cikKai1/2 式中
(13-1)
eajk=σajkKai-2cikKai1/2 ＋
［（zj-hwa）-(mj-hwa)ηwaKai］γw （13-2）
σajk算---;作用于深度zj处的竖向土压力,可按式(13-4)计
cik
---三轴试验确定的第i层土固结不排水(快)剪黏 聚力;
基坑支护结构的设计原理与计算方法
308 基础工程原理与方法第二十六章基坑支护结构的设计原理与计算方法第一节支护结构的破坏形式深基坑支护结构可分为非重力式支护结构（即柔性支护结构）和重力式支护结构（即刚性支护结构）。
非重力式支护结构包括钢板桩、钢筋混凝土板桩和钻孔灌注桩、地下连续墙等;重力式支护结构包括深层搅拌水泥土挡墙和旋喷帷幕墙等。
一、非重力式支护结构的破坏非塑力式支护结构的破坏包括强度破坏和稳定性破坏。
（一）强度破坏强度破坏包括图26所示内容。
（1）支护结构倾覆破坏。
破坏的原因是存在过大的地面荷载，或土压力过大引起拉杆断裂，或锚固部分失效,腰梁破坏等。
（2）支护结构底部向外移动。
当支护结构入土深度不够,或挖土超深、水的冲刷等都可能产生这种破坏。
（3）支护结构受弯破坏。
当选用的支护结构截面不恰当或对土压力估计不足时，容易出现这种破坏。
（二）稳定性破坏支护结构稳定性破坏包括图26-2所示内容。
（1）墙后土体整体滑动失稳。
破坏原因包括:①开挖深度很大，地基土又十分软弱；②地面大就堆载;③锚杆长度不足。
(∙M*≡β 坏第二十六章基坑支护结构的设计原理与计算方法309"r /Z τ√∕γ∕zτ√zr√ZrzzT(C)流砂或管涌图26・2非星力或支护结构的秘定性玻坏(2)坑底隆起。
当地基土软弱、挖土深度过大或地面存在超载时容易出现这种破坏。
(3)管涌或流砂。
当坑底土层为无黏性的细颗粒土，如粉土或粉细砂，且坑内外存在较大水位差时,易出现这种破坏。
二、重力式支护结构的破坏形式觅力式支护结构的破坏也包括强度破坏和稳定性破坏两个方面.强度破坏只有水泥土抗剪强度不足所产生的剪切破坏，为此需验算最大剪应力处的墙身应力。
稳定性破坏包括以下内容。
(1)倾覆破坏。
若水泥土挡墙截面、质量不够大，支护结构在土压力作用下产生整体倾覆失稳。
(2)滑移破坏。
当水泥土挡墙与土之间的抗滑力不足以抵抗墙后的推力时,会产生整体滑动破坏。
其他破坏形式，如土体整体滑动失稳、坑底隆起和管涌或流砂与非直力式支护结构相似。
深基坑支护结构的实用计算方法及其应用
深基坑支护结构的实用计算方法及其应用
一、深基坑支护结构的实用计算方法
1、土体抗压强度计算
为了保证深基坑支护结构的安全，首先必须计算出预设深基坑抗压强度，可以采用U型挖槽模型进行计算，根据给定的挖槽深度，计算出预设抗压强度，一般在挖槽深度大于3m时可采用该方法进行计算。
2、计算孔支护抗压强度
根据深基坑支护结构的构成，一般有多个孔支护围绕着挖槽，为了确保结构的安全，孔支护的抗压强度也必须计算，通常采用支护抗压强度计算函数进行计算，根据函数参数以及结构特性计算出孔支护的抗压强度，以确定具备足够的承载能力。
3、支护体系拱肋柱设计
拱肋柱是深基坑支护结构的支护元素，拱肋柱的设计必须考虑到节点处拱肋柱的结合以及与周围土体的复合效应。
通常采用有限元分析法和Bishop模型分析法，根据分析结果设计计算拱肋柱的形状及承载力。
4、支护体系网管设计
网管是深基坑支护结构的支护要素之一，为了计算出满足工程要求的支护强度，必须计算网管的力学特性，一般采用有限元分析法进行计算。
深基坑双排桩支护结构设计计算方法研究
深基坑双排桩支护结构设计计算方法研究发布时间：2021-03-01T05:10:03.295Z 来源：《中国科技人才》2021年第3期作者：卜玲全[导读] 随着我国社会的不断发展，深基坑双排桩支护结构在建筑施工中的应用越来越广泛。
身份证号码：23023119810411xxxx摘要：随着我国社会的不断发展，深基坑双排桩支护结构在建筑施工中的应用越来越广泛。
因此，有必要对深基坑双排桩支护结构设计计算方法进行研究，并提出相应的深基坑双排桩支护结构设计计算方法，以提高深基坑双排桩支护结构在建筑施工中的应用水平。
关键词：深基坑；双排桩；支护结构引言：在建筑施工过程中，运用深基坑双排桩支护结构不仅可以有效地提高建筑工程的质量，而且能够加快施工进度。
但是，由于深基坑支护技术的专业性比较强，相关的施工环节连接紧密，一旦在施工中某一环节出现问题，就会严重影响建筑工程的整体质量。
因此，需要加强对深基坑双排桩支护结构设计计算方法的研究，以保证建筑工程施工的顺利进行。
一、双排桩支护结构设计计算方法现状在计算双排桩支护结构时，需要考虑前后桩的土压分布和桩末端填埋，计算土应力和内力。
我国的一些学者根据有限元分析的结果，分析双排桩和基坑深度的关系，将双排桩的应力条件分为三类，也就是说，前排桩负担土压，后排桩负担土压，桩的前排和后排共同承受地压。
有些学者根据两排桩的横向土压、桩后滑土总重量与固定桩的滑坡土重量之比来决定不同桩的高低，提出了表单和相应的计算模型。
一部分学者利用地质工程分析软件进行了数值模拟，研究了分散挖掘下双排桩的机械响应，他们指出前后桩的列间隔的适当范围是4~8D（D表示桩主体直径），并提出了对应的计算模型。
现有的比较通用的计算模型主要可以分为三个类别：①基于经典地压理论的计算模型；②基于飞行器假设的计算模型；③基于土壤拱形理论和土壤阻力法的计算模型。
这些模型的共同特征是，对于前后桩的土压分布规则，均在不同程度上进行了讨论，但是没有考虑到滑动面引起的前后桩的土压差异。
深基坑支护体系中混凝土内支撑稳定承载力计算
深基坑支护体系中混凝土内支撑稳定承载力计算发布时间：2022-04-19T04:35:27.386Z 来源：《时代建筑》2022年1月中作者：姜猛[导读] 随着我国国民经济的快速发展以及城市建设用地的减少，人们越来越重视对地下空间的使用；高层建筑设计多层地下室、地下商城、地下停车场、人防地下室等高效利用土地的形式在我国各大中城市中被广泛采用。
为解决交通拥堵带来的问题，近年来，各地方出台相关交通政策，各大城市开始规划和建设地铁等方式，以缓解交通拥堵的现象；且因城市建设的快速发展、地下空间技术的发展、车辆的增多、对地下停车场的需求增大、旧城改造项目增多等因素，导致深基坑不断增多；且深基坑支护体系面对的环境相对复杂和施工难度较高，因此深基坑支护工程已成为当下建设工程的难点、热点问题。
中国矿业大学（北京）姜猛摘要：随着我国国民经济的快速发展以及城市建设用地的减少，人们越来越重视对地下空间的使用；高层建筑设计多层地下室、地下商城、地下停车场、人防地下室等高效利用土地的形式在我国各大中城市中被广泛采用。
为解决交通拥堵带来的问题，近年来，各地方出台相关交通政策，各大城市开始规划和建设地铁等方式，以缓解交通拥堵的现象；且因城市建设的快速发展、地下空间技术的发展、车辆的增多、对地下停车场的需求增大、旧城改造项目增多等因素，导致深基坑不断增多；且深基坑支护体系面对的环境相对复杂和施工难度较高，因此深基坑支护工程已成为当下建设工程的难点、热点问题。
关键词：深基坑支护体系；混凝土；内支撑；稳定承载力计算前言在基坑支护结构体系中，混凝土内支撑结构主要承受由围护结构传递而来的主动土压力和水压力，纵向支撑杆件承受自身荷载和施工荷载，为压弯构件。
支撑构件承载能力和稳定性对支护结构体系有着重要影响，规模较大的基坑支护工程的混凝土支撑构件的跨度相对较大，且其支撑构件的侧向支撑往往有限；在由围护结构传递过来的土压力和水压力的作用下，若跨度较长或高度较大的支撑构件发生失稳破坏，则基坑支护结构的承载能力和稳定性将受到影响，给基坑工程带来安全隐患。
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承台临水深基坑支护结构的设计计算
( 10) 整体稳定性验算。 ( 11) 坑底抗隆起验算等。 4 主要方案比选及最终确定的围堰总体布置方案
经现场调查和多次技术研讨, 确定了以下的设 计原则和方法。 ( 1 ) 采用上部施工临时结构所需要的钢管桩作 为支护结构, 一方面钢管具有施工方便的特点; 另一 方面可降低造价。 ( 2) 为扩大工作面, 加快施工进度, 尽量减少内 支撑层数, 在计算可能的情况下, 可考虑不采用内 撑, 以方便施工。 ( 3 ) 分别以岸侧土压力和临水侧水压力做最不 利荷载组合, 临水侧水压力则按高潮位对围堰支护 结构的受力和低水位时内支撑对围堰结构的整体推 移分别计算, 其中不排水开挖, 考虑以下几种最不利 工况进行验算: ①不排水开挖至封底混凝土底面高度; ②封底混凝土施工完成; ③封底混凝土达到设计强度后, 完成围堰内抽水; ④浇筑第一层混凝土。 ( 4) 排水开挖, 分别计算 3 层支护、 2 层支护、 单 层支护和悬臂自撑, 经计算, 该深基坑单层桩悬臂自 撑不可取, 若选用悬臂结构, 按照双排钢管桩计算。 单 排锁口钢管桩考虑以下几种最不利工况进行验算:
曹信红, 王 涛, 卢 静
( 路桥集团第一公路工程局 北京市 100024)
摘 要: 结合灌河大桥主桥南岸承台深基坑开挖支护方案的选择及设计计算, 介绍了在方案选择中, 锁口钢 管桩围堰和双排钢管桩支护两种承台深基坑支护方案的计算思路、 技术特点, 及桥梁承台临水深基坑支护结构设 计计算中的一些关键问题。 关键词: 桥梁; 承台; 临水深基坑; 支护结构; 设计
单位: cm
图 3 双排桩围护结构
方案二: 采用单排钢管桩结构。 桩间联结采用锁 口形式用以挡水, 其桩径强度必须足以抵抗水平土 压力, 侧向变形要有限制。 单排悬臂钢管桩不足以满 足强度、 刚度要求时, 采用围囹及内支撑, 但要尽量 减少层数, 以方便承台浇筑。 锁口钢管桩围堰属井筒
公 路 2005 年 第 10 期 — 20 —
单位: m
图 4 实施的锁口钢管桩围堰方案
5 设计中的几个关键问题
需满足弹性长桩的要求:
5
随着电子技术的发展, 结构计算的电算化变得 非常普及, 本支护方案中我们借助了韩国的 m ida s 软件进行受力分析, 用以检算强度、 刚度, 借助同济 大学的启明星、 PRB K 等软件进行辅助设计。 511 封底混凝土厚度计算 封底混凝土厚度要足够保证抵抗向上的水压 力, 提供足够的重力, 抵抗围堰内抽干水后受到的浮 力作用。 而封底混凝土厚度的增加, 则加深基坑的深 度, 相应地增加了基底的开挖量, 同时需加强钢管桩 长度、 刚度及强度。 减薄混凝土厚度是削减弯矩值的 参数之一, 要求封底混凝土, 厚度要保证围堰不漏 水, 还要确保封底混凝土具有一定的密实度、 均匀性 以及强度, 封底混凝土与围堰内壁、 钻孔桩外壁紧密 结合。 其厚度计算可参考沉井等封底混凝土厚度计 算公式及原则。
3 临水深基坑开挖支护结构的设计内容及顺序 ( 1 ) 收集设计资料。 桥址处气象、 水文、 地质资
需充分考虑基坑开挖支护和挡水围堰两方面因素。 近堤岸基坑通常可采用板桩、 排桩、 地下连续墙、 重 力式挡墙等围护型式, 也可采用双排桩围护结构。 水 中围堰施工常采用沉井、 沉箱、 双壁钢围堰、 钻孔桩 围堰、 锁口钢管桩围堰等结构形式。
1 灌河大桥主桥南岸墩位工程概况及地质条件
双塔双索面钢2混凝土组合梁斜拉桥, 如图1 所示。 主桥 索塔为钢筋混凝土H 形塔。 该工程位于海积平原区, 河 漫 滩地面标高为 3150 m , 平整后基坑地面高程为 + 215 m 。 索塔承台为工字形平面, 承台尺寸为24 m ×
5916 m , 承台高6 m , 承台顶面高程为+ 210 m , 底面
高程- 410 m , 基坑尺寸为 26 m ×6116 m 。 该桥位处 设计通航水位 1197 m , 最高通航水位 3174 m 。灌河潮 位属规则的半日潮, 最高潮位 4127 m , 最低潮位 - 2127 m , 最大潮差4198 m , 最小潮差0178 m 。 基坑 深度范围内地质情况依次为: 淤泥、 亚粘土、 粉砂。 索塔位于河漫滩岸边, 索塔承台一面临水, 承台 处于潮水活动范围之内, 为保证承台施工在无水状 态下进行, 需考虑用围堰将水隔离。 大桥施工中, 围 堰通常作为一项重要的单项技术来设计, 围堰方案 与设计关系着桥梁施工的成败, 影响整个桥梁的工 期和造价。
2005 年 第 10 期 曹信红等: 承台临水深基坑支护结构的设计计算 桩以及在桩顶的压顶梁和联系梁形成的空间门架式 围护体系。 这种结构具有较大的侧向刚度, 能有效地 限制侧向变形, 不需架设内支撑, 挖土方便, 施工快 捷。 采用钢管桩刚架支护方案整体自稳性好, 可有效 地限制围护结构的侧向变形, 节省内支撑、 围囹及立 柱, 对开挖及承台大体积混凝土浇筑无干扰, 对永久 工程不产生任何妨碍和影响, 还可缩短施工工期, 给 施工带来很大方便。 缺点是自身不具备围水能力, 需 配合筑岛、 围堤、 降水、 止水结构。 双排桩围护结构在 陆地建筑物上应用的成功经验和本桥位设计计算结 果, 该方案可行, 并具有经济性及施工方便等可取之 处; 但是, 桥位所处地区石材靠远程运输, 造价较高, 现场采用木桩浅打不能形成可靠的施工条件, 前期 工作困难重重。
连云港 ～ 盐城高速公路响水一标灌河大桥主桥为
单位: cm
图 1 主桥总体布置 Hale Waihona Puke 稿日期: 2005- 09- 01
公 路 2005 年 第 10 期 — 18 —
2 承台临水深基坑的设计原则
该工程开挖基坑是典型的近堤岸临水深基坑。 即基坑上部三面挡土开挖支护、 一面临水围堰, 如图
通过对工程地质条件、 周围环境、 开挖深度、 水 文地质、 施工作业设备的具体分析, 该基坑位于河 岸, 且基坑主要处在淤泥土层中, 不宜采用拉锚体系 支撑。 承台基础主要是在土中开挖施工, 深水基础围 堰不适用, 因此对本工程主要选择了以下两个方案 进行比较。 方案一: 采用双排桩围护结构。 双排桩围护是一 种新型的围护结构, 如图 3 所示。它是由 2 排平行的
2 所示。 基坑四边非均匀受力, 差异很大, 在开挖中
①开挖至第 1 层支撑面支撑前受力; ②支撑第 1 层; ③开挖至第 2 层支撑面支撑前受力; ④支撑第 2 层; ⑤开挖至第 3 层支撑面支撑前受力; ⑥支撑第 3 层; ⑦开挖至基地; ⑧封底; ⑨拆第 3 层内撑; κ 浇第 1 层混凝土; β λ 拆第 2 层内撑; β µ 浇第 2 层混凝土; β ν 拆第 1 层内撑。 β
512 锁口钢管桩计算 51211 单根钢管桩入土深度的计算
L t ≥4T , T =
E ・I m ・b
承受水平力和力矩的单根钢管桩, 其入土深度
式中: T 为桩的相对刚度系数; E 、 I 分别为钢管 桩的弹性模量和截面惯性矩; m 为桩侧地基土水平 抗力系数随深度增加的比例系数, 对液性指数 I L ≥ 110 的流塑淤泥质粘性土; b 为桩的宽度。 经计算确 定钢管桩的入土深度。 51212 流水侧压力 作用于水中钢管桩围堰的流水侧压力按下式计算: Χ ・V 2 P = K ・A ・ 2g 式中: K 为围堰的形状系数, 圆形取 K = 018; A 为围堰的阻水面积; V 为水的流速, 取桥位断面处 最大原形水文观测流速。 流水侧压力的合力作用点位于水位线以下 1 3 水深处, 计算后确定围堰所受到的流水侧压力。 51213 水平地基反力 按弹性地基梁理论, 可假定钢管桩围堰前面的 水平位移与水平地基反力成比例, 其地基系数在地
— 19 —
基础受力模型, 抗弯刚度界于桩基础和沉井基础之 间, 故其计算方法也是按弹性地基上的有限长度的 梁来考虑。 施工中钢管桩圆形围堰在垂直方向上荷 载极小, 基本上只有自重影响, 验算时不予考虑。 围 堰所承受的主要荷载是水平方向上的波浪冲击力、 潮水的流水侧压力、 风力及地基反力, 不考虑船舶碰 撞和涨落潮水位差对土压力的影响。 锁口钢管桩围堰有如下优点: ( 1) 锁口钢管桩配合锁口的处理, 兼支护、 围水 于一身; ( 2) 适用于各种复杂地质、 地层, 受地质条件限 制少; ( 3) 施工速度快, 制作、 加工、 运输、 吊插、 下沉等 方便灵活, 工艺简单, 所需设备少, 钢管虽一次性投 入大, 但可重复使用, 比较经济; ( 4) 可根据需要, 组装成各种形式的围堰; ( 5) 截面刚度大, 使围堰内支撑减少, 适应大体 积承台的施工。 锁口钢管桩的缺点是所使用的锁口挡水效果不 是非常可靠, 且易形成锁口钢管桩不对称, 产生倾斜。 经过多次综合计算分析及综合经济技术比选, 根据工程特点及现场施工条件, 主桥索塔承台采用 单排单层内支撑锁口钢管桩围堰进行施工, 如图 4 所示。 并以现有的 <72 钢管桩作为该承台围护的主 要受力结构, 排水开挖。 按照受力计算要求, 设置单 层内支撑, 纵、 横向通长设置, 支顶在围囹上, 与锁口 钢管桩、 围囹形成连接, 以抵抗围堰外侧水、 土压力, 在潮位最低时提供拉力。 环绕围堰设置围囹, 围堰主 要靠锁口构成整体, 围囹只起整合成形作用, 不考虑 受力。 围囹上设内支撑, 由于基坑尺寸较大, 内支撑 长度长, 内支撑的下挠, 产生变形失稳, 计算结果要 求, 内支撑须设置竖向支柱以增加刚度, 立柱埋置于 混凝土中的部分作为永久支撑, 部分立柱支撑在桩 基的桩头上作为临时支撑, 索塔桩基承受内支撑自 重下的竖向力, 不承受横向应力, 不会产生不可逆转 的永久变形, 对永久结构受力及变形不会造成影响, 封底混凝土达到一定强度后, 拆除临时支撑。 围堰的受力主体为 <72 锁口钢管桩, 围囹并排 用 2 根 I40b 工字钢, 置于锁口钢管桩内侧预设牛腿 之上, 内支撑采用 <720×10 钢管。 按照 《建筑基坑支护技术规程》 中第 31118 条规 定, 基坑采用局部放坡, 在棱体破裂面以外, 从地面 线放坡, 再进行支护、 开挖。