建筑深基坑防护介绍

建筑深基坑支护

（1）制定相应的技术规范规程《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），（冶金部制定了《建筑基坑工程技术规范》（YB9258-97）使设计有法可依；

1、按极限状态理论进行设计：

（1）承载力极限状态：

1）支护结构达最大承载力或土体失稳；

2）过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏。

（2）正常使用极限状态：

1）过大变形妨碍施工；

2）过大变形影响周边环境正常使用。

1、承载能力的计算：

（1）土体稳定计算；

（2）支护结构压、弯、剪计算；

（3）锚杆（或内支撑）承载力及稳定计算；

2、变形验算（仅一级基坑或有变形要求的二级基坑需要验算）

3、地下水控制估算和验算：

（1）抗渗透稳定性验算

（2）坑底突涌稳定性验算

（3）地下水位控制计算

深基坑工程的技术要求：

一、深基坑工程的功能要求

1. 挡土功能

2. 止水功能

3. 作为地下结构外墙的使用功能

二、环境保护与处理相邻关系的要求

1. 控制围护结构位移和坑底隆起对环境的影响

2. 控制降低地下水位对环境的影响

3. 控制土锚对相邻场地的影响

按围护结构保持稳定方式划分

自立式围护结构：可以不依靠支撑或锚杆的传力作用而保持其平衡，按照保持稳定的机制可以分为重力式和悬臂式两类。重力式围护结构依靠自身的重力所形成的稳定力矩和摩阻力来抵抗土压力所引起的倾覆和滑移；悬臂式则依靠插入深度范围内土的嵌固作用维持稳定。

支锚式围护结构：则需要依靠内支撑或土锚才能保持围护结构的稳定。按围护结构施工工艺与材料划分

水泥稳定土为材料的水泥搅拌桩；

以钢为材料的钢板桩；

以钢筋混凝土为材料的钻孔灌注桩、地下连续墙或钢筋混凝土板桩。

围护结构的受力性能与材料密切有关。

用水泥搅拌桩做成的坝体是刚性自立式的。

用钢材或钢筋混凝土制成的围护结构是柔性的，一般需要采用支锚体系来维持其稳定。

但钢筋混凝土地下连续墙也可以做成重力式围护结构。

水泥搅拌桩可以加劲性的型钢成为柔性的围护结构（SMW工法），也可以用作柔性的排桩式围护结构的止水帷幕。

四、常用支护结构

围护结构的受力性能与材料密切有关。

用水泥搅拌桩做成的坝体是刚性自立式的。

用钢材或钢筋混凝土制成的围护结构是柔性的，一般需要采用支锚体系来维持其稳定。

但钢筋混凝土地下连续墙也可以做成重力式围护结构。

水泥搅拌桩可以加劲性的型钢成为柔性的围护结构（SMW工法），也可以用作柔性的排桩式围护结构的止水帷幕。

1、放坡

（1）特点：

1）施工简单易行；

2）深度宜在5m以内；

3）占地面积大；

4）造价低廉。

（2）构造：

1）根据土层选择稳定坡度；

2）坡顶、坡脚设置排水沟；

3）必要时采用喷射混凝土护面并埋设排水管；

4）基坑底部设置集水坑抽水。

2、排桩：

（1）特点：

1）适用面广，1～3级基坑均可使用；

2）配合锚杆使用，深度几乎不受限制；

3）截水性能好；

4）悬臂长度不宜大于5m（软土）；

5）可用人工挖孔或机械钻孔；

6）造价稍高。

（2）构造：

1）桩体：直径不小于600mm（人工挖孔不小于800mm）；

2）冠梁：高度不小于400mm；

3）混凝土等级C20以上；

4）腰梁：可设多道；

5）桩间采用C20以上混凝土填充，或挂网喷射混凝土，并埋设排水管；

6）锚杆。

锚杆：

A、垂直距离不小于2m，水平距离不小于1.5m；

B、锚杆锚固体上覆土厚度不宜小于4m；

C、锚杆倾角宜15˚~25˚，不得大于45˚；

D、锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，强度不宜低于M10；

E、锚杆自由段长度不宜小于5m，并应超过潜在滑裂面1.5m；

F、锚杆锚固体长度不宜小于4m；

G、一级和缺乏经验的二级基坑侧壁必须按规定作锚杆试验；

H、锚杆种类。

锚杆种类：

普通锚杆：由钢筋制成，为被动式工作，位移较大。

a）临时简易型，注入水泥浆或水泥砂浆，压力0.3～0.5MPa；

b）压力注浆，压力2～5MPa，可适当挤土形成扩大区，增加锚固力； c）机械扩孔，增大锚固力。

预应力锚杆：由钢绞线制成，为主动式工作，可严格控制位移，腰梁及锚固体达75℅强度且大于15MPa时才能张拉。

（3）结构计算：

1）嵌固深度计算：

a、悬臂桩（或连续墙）：hpΣEpj-1.2У0haΣEaj≥0

b、单支点桩（或连续墙）：hpΣEpj+Tc1(hT1+hd) -1.2У0haΣEaj≥0

c、多层支点桩（或连续墙）采用圆弧滑动简单条分法：

Σecik1i+Σ(q0bi+wi)cosθitgφik-УkΣ(q0bi+wi)sinθi≥0

其中：

Cik、φikc、多层支点桩（或连续墙）采用圆弧滑动简单条分法：

最危险滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水剪粘聚力、内摩擦角标准值；

li ---------第i土条的弧长；

bi---------第i土条的宽度；

γk-------整体稳定分项系数，取1.3；

q--------第i土条弧线中点切线与水平线的夹角。

2）结构计算

a、力学计算方法

i）极限平衡法

适用于悬臂桩或单支点桩的简单结构，属静定问题，可手工计算。

ii) 弹性支点法

计算模型精度较高，将桩看作一个竖向弹性地基梁，将每个锚杆当作一个弹性支点，同时将与土侧面的接触面看作是一系列连续的弹性支撑，充分考虑了土的压缩弹性。这种力学模型比较符合实际，但手工很难操作，必须使用计算机求解，国内商品化的软件有理正软件等，可以直接生成施工图。

b、效应设计值：

按上述方法可求出截面的弯矩、剪力、支点计算值Mc、Vc和Td，再加上结构重要性系数等安全条件，便可求出相应的截面设计值：

弯矩设计值：M=1.25У0Mc

剪力设计值：V=1.25У0Vc

支点设计值：Tdj=1.25У0 Tcj

根据求出的截面弯矩、剪力设计值，可以最后确定截面的大小和配筋。3）锚杆计算

锚杆的规格和大小：

Td≤Nu cosθ