深基坑支護設計1參考書目《建筑基坑支護技術規程》（JGJ120-99）《深基坑工程》，陳忠漢程麗萍主編，中國建筑工業出版社，1999上世紀80年代，尚無專業設計；上世紀90年代后，基坑工程逐漸步入正規冶金部YB9258-97建設部JGJ120-99我國基坑工程的發展深基坑支護結構的分類透水擋土結構止水結構支撐拉結部分型鋼樁密排樁（灌注樁、預制樁）土釘地下連續墻深層攪拌水泥土樁、墻鋼板樁懸臂樁、墻錨拉支護（錨拉梁、樁）土層錨桿鋼管（水平撐）/斜撐深基坑的開挖與支護深基坑的支護類型圖1擋土結構的類型（a）分離排列的鋼筋混凝土樁或鋼樁；（b）鋼板樁；（c）鋼筋混凝土切線樁；（d）地下連續墻；（e）加隔板的鋼樁；（f）加隔板的鋼筋混凝土樁深基坑的開挖與支護深基坑的支護類型圖2支撐體系的分類（a）斜撐；（b）橫撐；（c）錨桿系統；（d）拉錨系統鋼板樁幾種支護類型介紹鋼板樁加土釘圍護灌注樁攪拌樁加支撐深基坑的開挖與與支護地下連續墻地下連續墻既可可以承擔側壁的的土壓力和水壓壓力，又能作為為地下建筑和基基礎的一個組成成部分。地下連續續墻基坑支護的主要要結構形式和適適用條件結構形式適用條件懸臂樁、懸臂樁加錨拉地下連續墻適用于基坑側壁安全等級一、二、三級。懸臂式結構在軟土場地中不宜大于5m。地下水位高，應考慮水的影響，宜增加止水帷幕，內抽外灌排水，地面排水措施。錨桿掛網噴錨支護基坑側壁安全等級宜為二、三級。有可靠措施、確有把握時，方能用于一級。地下水位高，宜增加止水帷幕，內抽外灌排水，坑頂地面排水。支護深度超過9m時，尚應采取加強有效措施。放坡基坑側壁安全等級宜為三級。施工場地應滿足放坡條件。可獨立或與上述其他結構結合使用。地下水位較高，應采取降水措施，必要時應設止水帷幕，坑頂地面排水等措施。基坑側壁的安全全等級及重要性性系數安全等級破壞后果重要性系數一級支護結構破壞，土體失穩，過大變形嚴重危及基坑周邊環境及地下結構施工安全。社會影響大，城市主要交通道邊的基坑。1.1二級支護結構部分破壞，土體失穩，過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響一般，不處于城市主要交通道邊的基坑。1.0三級支護結構部分破壞，土體失穩，過大變形對基坑周邊環境及地下結構施工影響不嚴重。0.9基坑支護結構應應作到地下結構構施工安全，對對周環

境不造造成任何影響。。（地規9.1.2條)基坑開挖與支護護設計包括的內內容：（地規9.1.3條)支護結構方案技術比較和選型型論述.支護結構強度、、穩定和變形計計算的計算軟件件選擇。基坑土體穩定性性驗算的計算軟軟件的選擇。基坑降水或止水水帷幕設計及圍圍護墻的抗滲設設計。坑內外水位差引引起土體變形和和對基礎樁、鄰鄰近建筑物和周周邊環境的影響響。開挖施工方法的的可行性及施工工過程中的監測測要求。基坑支護的設計計一般由施工單單位進行，目前前實行誰

施工工誰設計誰負責責。但土建設計計單位應對基坑坑技術

安全及及有關數據提供供全面提出要求求。對一、二級級基

坑支護工工程宜由甲方、、監理方、總包包方聯合，請專專

家對基坑工工程的設計施工工方案進行評審審。深基坑支護工程程宜通過招投標標進行選擇較優優設計方案和施施工單位。支護結構的計算算與構造應遵照照GB50007—2002地規第9章基坑工程執行行。深基坑的開挖與與支護深基坑坑壁土壓壓力特點幾種基本土壓力力主動土壓力靜靜止止土壓力被被動土壓力圖基坑開挖土土壓力發展階段段（a）打入板樁；（b）開挖第一深度；；（c）加支撐；（d）開挖第二深度深基坑的開挖與與支護(a)(b)(c)(d)11圖基坑開挖挖土壓力發展階階段（e）加支撐；（f）開挖第三深度1122(e)(f)深基坑的開挖與與支護深基坑的開挖與與支護目前一般采用極極限狀態理論，，即朗肯或庫倫倫土壓力理論支護結構穩定性性計算當土層為粘性土土時（1.1）（1.2）其中深基坑的開挖與與支護簡化公式（采用增加內摩摩擦角，略去土土的粘聚力）（1.3）（1.4）深基坑的開挖挖與支護當土層為砂礫礫土時，c=0（1.5）（1.6）土質稍濕的很濕的飽和的重度γ（kN/m3）稍濕的很濕的飽和的軟的粘土及粉質粘土塑性粘土及粉質粘土半硬的粘土及粉質粘土軟的粘土及粉質粘土軟的粘土及粉質粘土軟的粘土及粉質粘土深基坑的開挖挖與支護內摩擦角由提提高到值值深基坑的開挖挖與支護支護結構土壓壓力計算采用土壓力分分布圖式Hab0.2Hcd0.2H（a）（b）圖2柏林地鐵開挖挖支撐的實測測壓力土壓力分布曲曲線接近于拋拋物線深基坑的開挖挖與支護H（a）（（b）（（c）圖3Terzaghi-Peck提出的的土壓力分布布圖（a）砂土；（b）軟到中等粘土土；（c）硬裂隙粘土支護結構土壓壓力計算深基坑的開挖挖與支護（a）（（b）（（c）圖4Teshcbotarioff提出出的土壓力分分布圖式（a）砂土；（b）硬粘土中的臨臨時支撐；（c）中等粘土中的的永久支撐支護結構土壓壓力計算深基坑的開挖挖與支護我國目前多采采用朗肯土壓壓力理論進行行計算；或按變形限制制程度取用土土壓力值；具體計算可參參閱有關規范范。支護結構土壓壓力計算深基坑的開挖挖與支護支護結構土壓壓力計算若基坑開挖范范圍內有地下下水作用在墻背上上的側壓力土壓力水壓力三角形分布梯形分布（有殘余水壓壓力時）深基坑的開挖挖與支護對于無粘性土土（如砂土和和粉土）支護結構土壓壓力計算=土壓力+側壓力按全水頭取用用靜水壓力對于粘性土一般按水土合合算；當孔隙比較大大或水平滲透透系數較大時時，也可采用用水土分算。。采用水土土分算深基坑的的開挖與與支護支護結構構土壓力力計算主動側土土壓力圖圖形：基坑開挖挖面以上上，三角角形；基坑開挖挖面以下下，矩形形。被動側土土壓力圖圖形：基坑開挖挖面以下下，三角角形。排樁樁設計流程程：選擇直徑徑確定間距距設置支錨錨的道數數及位置置驗算嵌固固深度結構計算算截面強度度計算錨桿計算算內支撐計計算根據施工工設備、、施工技技術能力力及基坑坑深度、、地質條條件等確確定根據基坑坑深度、、地質條條件、地地下水位位條件等等確定根據經驗驗，或初初步假定定。然后后依據計計算結果果再做調調整驗算嵌固固深度對于不同同的支錨錨（內支支撐或錨錨桿）道道數，計計算方法法不同。。按懸臂臂樁、單單支點樁樁、多支支點樁分分別介紹紹。深基坑的的開挖與與支護懸臂樁主要靠嵌嵌入土內內的深度度，即嵌嵌固深度度hd提供的水水平抗力力來平衡衡由地面面超載、、主動土土壓力和和水壓力力組成的的水平荷荷載。因因此，在在懸臂樁樁的設計計中，確確定嵌固固深度hd至關重要要。懸臂樁的的設計內內容：深基坑的的開挖與與支護設計樁長長l=h+hd樁身所受受最大彎彎矩（設設計值））及其作作用位置置驗算樁身身截面尺尺寸和配配筋樁頂水平平位移設計樁長長的計算算步驟：：深基坑的的開挖與與支護確定計算算土層的的土性參參數及上上部超載載；計算各土土層主、、被動土土壓力系系數，即即Kai，Kpj；計算各土土層界面面處的主主、被動動土壓力力強度eai，epj設計樁長長的計算算步驟：：深基坑的的開挖與與支護4.計算各土土層主、、被動土土壓力合合力Ea，Ep,及其作作用位置置至樁端端的距離離hai，hpj；5.按規范（4.1.1-1）（（3-1）計算hd：改換為：：例題：某某基坑工工程挖土土深度6.3m，超載載為連續續均載q=20kPa，坑底底以上土土層參數數坑底以下下基坑側壁壁安全系系數等級級為二級級，試算算設計樁樁長。深基坑的的開挖與與支護求樁身Mmax：懸臂樁樁樁身最大大彎矩在在基坑底底部以下下剪力為為零處，，設該點點到坑底底距離為為x，令該點點為O，則O點以上的的主、被被動土壓壓力合力力為零。。即求解x后，0點以上和和對對0點取矩，，所得力力矩即為為樁身最最大彎矩矩Mmax（kN·m/m，每延米米力矩）深基坑的的開挖與與支護求樁身Mmax：如樁間距距為d，樁身最最大彎矩矩M’max=Mmax·d（kN·m），根據據規程（（4.2.3-1），最大大彎矩設設計值Md=1.25γ0M’max深基坑的的開挖與與支護例（續前前）：如采用φ1000@1100懸臂鉆孔孔灌注樁樁支護，，試算Md深基坑的的開挖與與支護樁身截面面尺寸和和配筋驗驗算：圓形截面面樁的截截面尺寸寸和配筋筋驗算，，是根據據《混凝土結結構設計計規范》GB50010-2002沿周邊均均勻配置置縱向鋼鋼筋的偏偏心受壓壓構件正正截面受受壓承載載力相關關公式進進行計算算。深基坑的的開挖與與支護公式可變變為：（1）（2）（3）求解α：令（（4）由（3））式可將將（1））式改寫寫為：α=（1.25b+sin2πα/2π）/（1+3b）例（續前前）：如采用φ1000@1100懸臂鉆孔孔灌注樁樁，樁身身材料C25混混凝土，，fc=11.9MPa，縱縱向鋼筋筋選用HRB（（20MnSi）18φ32+6φ24，fy=300MPa，驗算算配筋是是否滿足足要求？？深基坑的的開挖與與支護深基坑的的開挖與與支護頂部支撐撐樁（墻墻）計算算單支撐板板樁的受受力特點點：單支撐錨錨拉板樁樁在頂部部附近設設有一支支撐，可可看作板板樁無水水平移動動，而形形成一鉸鉸接簡支支點；板樁入土土部分的的變位形形態與入入土深度度有關：：板樁入入土較淺淺時，墻墻下端可可視為簡簡支；入入土較深深時，墻墻下端可可視為彈彈性嵌固固支承。。深基坑的的開挖與與支護單支撐（（錨桿））淺埋板板樁計算算一、求樁樁的入土土深度hd先對A點點取矩，，得可用試算算法求出出板樁的的入土深深度假定：板樁上端端簡支，，下端為為自由支支撐，相相當于單單跨簡支支梁。深基坑的的開挖與與支護單支撐（（錨桿））淺埋板板樁計算算二、Tc1的計算（（單位：：kN/m）對樁端D點取矩，，令若支撐水水平間距距為d，則每根根支撐實實際受到到的軸力力Tc1’=Tc1·d根據規程程4.2.3-3，支支點力設設計值為為hp’Ea1Ea2ha1ha2深基坑的的開挖與與支護三、樁身身Mmax及其作用用位置樁身最大大彎矩發發生在樁樁頂以下下剪力為為0處，，設該處處至樁頂頂距離為為y，故該處處以上為為隔離體體，令該該處以上上所有水水平力的的代數和和為0，，即可求求出y。Mmax為該點以以上各力力對其力力矩的代代數和。。y如樁間距距為d，，則每根根所受M’max=Mmax·d（kN··m），，根據規規程（4.2.3-1），最最大彎矩矩設計值值Md=1.25γ0M’max深基坑的的開挖與與支護四、樁身身截面及及配筋驗驗算同懸懸臂樁深基坑的的開挖與與支護例題：某某基坑工工程挖土土深度8m，超超載為連連續均載載q=40kPa，，基坑土土層參數數采用頂部部支撐樁樁支護，，樁間距距為1.5m，，一樁一一撐，基坑側壁壁安全系系數等級級為二級級。試計計算：1）設計計樁長；；2）水水平支撐撐力設計計值；3）樁身身最大彎彎矩設計計值。深基坑的的開挖與與支護單支撐（（錨拉））深埋板板樁計算算（等值值梁法））深基坑的的開挖與與支護假定：板樁上端端簡支，，下端為為固定支支撐，變變形曲線線有一反反彎點，，認為該該點彎矩矩值為零零。擋土土結構可可劃分為為兩段假假想梁，，上部為為簡支梁梁，下部部為一次次超靜定定結構，，其彎矩矩圖保持持不變。。為簡化計計算，常常用土壓壓力等于于零的位位置代替替反彎點點位置。。深基坑的的開挖與與支護(a)(b)(c)(d)圖用等值梁梁法計算算單撐板板樁簡圖圖（a）等值梁法法；（b）板樁上土土壓力分分布圖；；（c）板樁彎矩矩圖；（d）等值梁單支撐（（錨拉））深埋板板樁（等等值梁法法）計算算步驟深基坑的開挖挖與支護1）計算hc1(即坑下零彎彎點到坑底的的距離)。分分析可知，坑坑下零彎點與與土壓力為零零的點非常接接近，故可用用土壓力為零零點代替零彎彎點，即：ea1k=ep1k單支撐（錨拉拉）深埋板樁樁（等值梁法法）計算步驟驟深基坑的開挖挖與支護2）設錨支點點至坑底距離離為hT1，則錨拉力Tc1為：（4.1.1-3）如錨桿或支撐撐水平間距為為d，則每根錨桿桿實際受到的的水平荷載為為：錨拉力設計值值單支撐（錨拉拉）深埋板樁樁（等值梁法法）計算步驟驟深基坑的開挖挖與支護3）計算設計計樁長單支撐（錨拉拉）深埋板樁樁（等值梁法法）計算步驟驟深基坑的開挖挖與支護4）計算Md樁身最大彎矩矩在樁頂以下下距樁頂x處處，取該處以以上為隔離體體，由力學知知識可知，該該處剪力為0，即解之，可得x。該處以上，Tc1和Ea對該處取矩的代代數和，即為Mmax深基坑的開挖與與支護多支撐（錨拉））板樁計算多支撐板樁的計計算方法很多，，一般有：等值值梁法；二分之之一分擔法；山山肩邦男（逐層層開挖支撐支承承力不變）法；；彈性法；有限限元計算法等。。深基坑的開挖與與支護等值梁法ABCDEFOG繪出土壓力分布布圖；計算零彎點（土土壓力為零）位位置；用力矩分配法計計算各支點和跨跨中彎矩，求出出最大彎矩，并并求出各支點反反力；求出hd。TfEpOy深基坑的開挖與與支護多層錨拉樁的嵌嵌固深度設計值值計算采用規程附錄A.0.1圓弧滑動簡單條條分法確定A.0.2作為初步設計的的計算，可放寬寬條件為所有場場地土和的的情況均可可采用。計算嵌固深度（A.0.3）嵌固深度設計值值再按（4.1.2），將嵌固深度度與0.2h比較，取大值。。設計樁長l=h+hd深基坑的開挖與與支護習題某基坑工程挖深深13.5m，放坡2m，基坑側壁安全全系數為二級。。采用雙層錨拉拉樁保護，錨桿桿的水平間距為為1.5m，第一層錨桿及及第二層錨桿作作用點分別為-5.5m和-9.5m，錨桿傾角θ=150，地面超載q0=15kPa，場地土-6.0m以上土層參數為為γ1=18.0kN/m3，c1=10kPa，φ1=240；-6.0m以下土層參數為為γ2=19.5kN/m3，c2=0，φ2=360。試計算錨桿軸軸力及設計樁長長。深基坑的開挖與與支護二分之一分擔法法這種方法不考慮慮樁、墻體支撐撐變形，將支撐撐承受的壓力（（土壓力、水壓壓力、地面超載載等）每一支撐撐受壓力的一半半，求支撐受的的反力，然后求求出正負彎矩、、最大彎矩，以以核定擋土樁的的截面及配筋。