深基坑工程講座-高大釗

1、同濟大學(xué)同濟大學(xué) 高大釗高大釗l深基坑工程總論深基坑工程總論l深基坑工程方案設(shè)計深基坑工程方案設(shè)計l深基坑工程設(shè)計計算深基坑工程設(shè)計計算l深基坑工程施工圖設(shè)計深基坑工程施工圖設(shè)計l地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)的垮塌地下連續(xù)墻圍護結(jié)構(gòu)的垮塌l鋼支撐的失穩(wěn)鋼支撐的失穩(wěn)l工程樁的傾斜工程樁的傾斜l采用拱圈結(jié)構(gòu)深基坑的垮塌采用拱圈結(jié)構(gòu)深基坑的垮塌l土釘墻的垮塌土釘墻的垮塌l1. 深基坑工程的技術(shù)要求；深基坑工程的技術(shù)要求；l2. 深基坑圍護結(jié)構(gòu)的類型；深基坑圍護結(jié)構(gòu)的類型；l3. 深基坑工程的失效模式；深基坑工程的失效模式；l4. 深基坑工程的安全等級與設(shè)計、施工深基坑工程的安全等級與設(shè)計、施工要求；要求；l5

2、. 深基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計荷載；深基坑圍護結(jié)構(gòu)的設(shè)計荷載；l6. 深基坑設(shè)計表達式及安全控制標準；深基坑設(shè)計表達式及安全控制標準；l深基坑工程深基坑工程是指包括基坑開挖、降水和是指包括基坑開挖、降水和支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工與監(jiān)測在內(nèi)的總稱。支護結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工與監(jiān)測在內(nèi)的總稱。支護結(jié)構(gòu)支護結(jié)構(gòu)則由包括具有擋土、止水功能則由包括具有擋土、止水功能的的圍護結(jié)構(gòu)圍護結(jié)構(gòu)和維持圍護結(jié)構(gòu)平衡的和維持圍護結(jié)構(gòu)平衡的支、支、錨體系錨體系兩部分組成；支、錨體系是指兩部分組成；支、錨體系是指內(nèi)內(nèi)支撐體系或錨桿體系支撐體系或錨桿體系，內(nèi)支撐體系內(nèi)支撐體系由支由支撐、圍檁和立柱等構(gòu)件組成，撐、圍檁和立柱等構(gòu)件組成，錨桿體系

3、錨桿體系則由錨桿、腰粱和臺座等組成。則由錨桿、腰粱和臺座等組成。 l對深基坑工程的技術(shù)要求包括：對深基坑工程的技術(shù)要求包括：l一一 深基坑工程的功能要求深基坑工程的功能要求l1. 擋土功能擋土功能l2. 止水功能止水功能l3. 作為地下結(jié)構(gòu)外墻的使用功能作為地下結(jié)構(gòu)外墻的使用功能l二二 環(huán)境保護與處理相鄰關(guān)系的要求環(huán)境保護與處理相鄰關(guān)系的要求l1. 控制圍護結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起對環(huán)境控制圍護結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起對環(huán)境的影響的影響l2. 控制降低地下水位對環(huán)境的影響控制降低地下水位對環(huán)境的影響l3. 控制土錨對相鄰場地的影響控制土錨對相鄰場地的影響l為什么要做深基坑工程？為什么要做深基坑工程？l由地

4、下室的施工引起的問題：由地下室的施工引起的問題：l擋土和止水的功能臨時性的結(jié)構(gòu)物擋土和止水的功能臨時性的結(jié)構(gòu)物l作為深基坑圍護結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻可以作為深基坑圍護結(jié)構(gòu)的地下連續(xù)墻可以同時用作地下結(jié)構(gòu)的永久性外墻的使用同時用作地下結(jié)構(gòu)的永久性外墻的使用功能功能l放坡開挖和支護開挖雖是兩種可供選擇放坡開挖和支護開挖雖是兩種可供選擇的開挖方案，但放坡開挖的適用范圍有的開挖方案，但放坡開挖的適用范圍有限，因為深基坑的放坡范圍過大，城市限，因為深基坑的放坡范圍過大，城市不可能提供太大的放坡空間；深基坑放不可能提供太大的放坡空間；深基坑放坡所增加的土方量也比較大；如在軟土坡所增加的土方量也比較大；如在軟土地

5、區(qū)更由于可能產(chǎn)生深層滑動的制約，地區(qū)更由于可能產(chǎn)生深層滑動的制約，在深基坑中放坡開挖的風(fēng)險很大。在深基坑中放坡開挖的風(fēng)險很大。l因此深基坑工程大多采用支護開挖的方因此深基坑工程大多采用支護開挖的方案。深基坑設(shè)置案。深基坑設(shè)置支護結(jié)構(gòu)支護結(jié)構(gòu)（一般（一般包括圍包括圍護結(jié)構(gòu)和支錨體系護結(jié)構(gòu)和支錨體系兩部分）的目的是阻兩部分）的目的是阻止基坑外側(cè)土體的坍塌，為基礎(chǔ)施工提止基坑外側(cè)土體的坍塌，為基礎(chǔ)施工提供安全的工作空間。供安全的工作空間。 l支護結(jié)構(gòu)的功能是擋土，對基礎(chǔ)施工空支護結(jié)構(gòu)的功能是擋土，對基礎(chǔ)施工空間來說具有防護的作用，統(tǒng)稱為支護結(jié)間來說具有防護的作用，統(tǒng)稱為支護結(jié)構(gòu)，但將圍護結(jié)構(gòu)和支錨體

6、系加以區(qū)別構(gòu)，但將圍護結(jié)構(gòu)和支錨體系加以區(qū)別可更確切地表達其在基坑工程中的不同可更確切地表達其在基坑工程中的不同作用。作用。 l根據(jù)擋土的要求，圍護結(jié)構(gòu)不一定是連根據(jù)擋土的要求，圍護結(jié)構(gòu)不一定是連續(xù)密閉的，在土的強度比較高的地區(qū)，續(xù)密閉的，在土的強度比較高的地區(qū)，采用間隔式的圍護結(jié)構(gòu)就足以起到擋土采用間隔式的圍護結(jié)構(gòu)就足以起到擋土的作用；但在軟土地區(qū)，由于土的強度的作用；但在軟土地區(qū)，由于土的強度低，土壓力比較大，則需要設(shè)置連續(xù)排低，土壓力比較大，則需要設(shè)置連續(xù)排列的圍護結(jié)構(gòu)才有足夠的強度抵抗土壓列的圍護結(jié)構(gòu)才有足夠的強度抵抗土壓力的作用和防止軟土在側(cè)向壓力作用下力的作用和防止軟土在側(cè)向壓力作

7、用下通過支擋的間隙繞流。通過支擋的間隙繞流。 l不同地區(qū)、不同土類、不同開挖深度的不同地區(qū)、不同土類、不同開挖深度的基坑，根據(jù)擋土的功能要求可以選擇不基坑，根據(jù)擋土的功能要求可以選擇不同的圍護結(jié)構(gòu)型式和支錨體系的類型。同的圍護結(jié)構(gòu)型式和支錨體系的類型。 l在地下水位比較高的地區(qū)，為了使施工作在地下水位比較高的地區(qū)，為了使施工作業(yè)的空間比較干燥，必須采取坑內(nèi)排水或業(yè)的空間比較干燥，必須采取坑內(nèi)排水或降低地下水位的措施。如在坑內(nèi)降低地下降低地下水位的措施。如在坑內(nèi)降低地下水位則造成了坑內(nèi)外的水位差水位則造成了坑內(nèi)外的水位差 ，地下水，地下水在水頭壓力的作用下從坑外流向坑內(nèi)，不在水頭壓力的作用下從坑

8、外流向坑內(nèi)，不僅不能保持坑內(nèi)的干燥，而且還會產(chǎn)生管僅不能保持坑內(nèi)的干燥，而且還會產(chǎn)生管涌、流砂等滲透變形，危及基坑的安全。涌、流砂等滲透變形，危及基坑的安全。在這種情況下，在這種情況下，要求圍護結(jié)構(gòu)同時具有止要求圍護結(jié)構(gòu)同時具有止水的功能，能阻止地下水流向坑內(nèi)，以保水的功能，能阻止地下水流向坑內(nèi)，以保證坑內(nèi)的施工作業(yè)條件。證坑內(nèi)的施工作業(yè)條件。 l實現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)止水功能的條件，一方面是實現(xiàn)圍護結(jié)構(gòu)止水功能的條件，一方面是要求圍護結(jié)構(gòu)本身要有一定的要求圍護結(jié)構(gòu)本身要有一定的隔水性能隔水性能，可以同時起止水帷幕的作用，另一方面是可以同時起止水帷幕的作用，另一方面是要求設(shè)置的止水帷幕有足夠的長度，或者

9、要求設(shè)置的止水帷幕有足夠的長度，或者能切入不透水層，或者能能切入不透水層，或者能將水頭梯度減少將水頭梯度減少到不會發(fā)生危害的數(shù)值到不會發(fā)生危害的數(shù)值。 l 有些類型的圍護結(jié)構(gòu)可以同時具有擋土有些類型的圍護結(jié)構(gòu)可以同時具有擋土和止水的功能，如地下連續(xù)墻；但有些擋和止水的功能，如地下連續(xù)墻；但有些擋土結(jié)構(gòu)物卻不具有止水的作用，如排樁式土結(jié)構(gòu)物卻不具有止水的作用，如排樁式圍護結(jié)構(gòu)，此時就需要設(shè)置止水帷幕，采圍護結(jié)構(gòu)，此時就需要設(shè)置止水帷幕，采用兩種材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。用兩種材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)。 l在軟土地區(qū)，深基坑工程的圍護結(jié)構(gòu)造價在軟土地區(qū)，深基坑工程的圍護結(jié)構(gòu)造價很高，特別如地下連續(xù)墻有時可達數(shù)千萬很高

10、，特別如地下連續(xù)墻有時可達數(shù)千萬之巨，如果僅用作施工時的臨時性圍護結(jié)之巨，如果僅用作施工時的臨時性圍護結(jié)構(gòu)，在地下室施工完畢以后就喪失了使用構(gòu)，在地下室施工完畢以后就喪失了使用價值，確實非?？上?。為了充分利用地下價值，確實非?？上А榱顺浞掷玫叵逻B續(xù)墻的使用價值，提出了將圍護結(jié)構(gòu)同連續(xù)墻的使用價值，提出了將圍護結(jié)構(gòu)同時作為地下室外墻的設(shè)計要求，這種設(shè)想時作為地下室外墻的設(shè)計要求，這種設(shè)想無疑是具有經(jīng)濟意義的。無疑是具有經(jīng)濟意義的。 l在這種條件下，支護結(jié)構(gòu)就具有地下室在這種條件下，支護結(jié)構(gòu)就具有地下室外墻的使用功能要求，即永久性的止水外墻的使用功能要求，即永久性的止水功能、永久性的擋土作用以

11、及傳遞建筑功能、永久性的擋土作用以及傳遞建筑物荷載的功能。物荷載的功能。l 對于同時具有地下室外墻使用功能要對于同時具有地下室外墻使用功能要求的圍護結(jié)構(gòu)，其設(shè)計和施工的技術(shù)要求的圍護結(jié)構(gòu)，其設(shè)計和施工的技術(shù)要求和一般圍護結(jié)構(gòu)不同，技術(shù)難度比較求和一般圍護結(jié)構(gòu)不同，技術(shù)難度比較大，也比較復(fù)雜，需要作專門的研究。大，也比較復(fù)雜，需要作專門的研究。 l1. 控制圍護結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起對環(huán)境控制圍護結(jié)構(gòu)位移和坑底隆起對環(huán)境的影響的影響l2. 控制降低地下水位對環(huán)境的影響控制降低地下水位對環(huán)境的影響l3. 控制土錨對相鄰場的影響控制土錨對相鄰場的影響 l基坑開挖對土體來說是一種卸荷作用，打基坑開挖對土體

12、來說是一種卸荷作用，打破了土體原來的平衡狀態(tài)，土體就會產(chǎn)生破了土體原來的平衡狀態(tài)，土體就會產(chǎn)生各種形態(tài)的位移，在基坑內(nèi)部，表現(xiàn)為圍各種形態(tài)的位移，在基坑內(nèi)部，表現(xiàn)為圍護結(jié)構(gòu)的護結(jié)構(gòu)的水平位移水平位移和坑底的和坑底的隆起隆起，盡管設(shè)，盡管設(shè)置了圍護體的支、錨結(jié)構(gòu)，但圍護結(jié)構(gòu)連置了圍護體的支、錨結(jié)構(gòu)，但圍護結(jié)構(gòu)連同周圍的土體仍然有不同程度的水平位移；同周圍的土體仍然有不同程度的水平位移；l坑底的隆起是一種向上的位移，產(chǎn)生的坑底的隆起是一種向上的位移，產(chǎn)生的原因一是深層土的卸荷回彈，二是由開原因一是深層土的卸荷回彈，二是由開挖形成的壓力差導(dǎo)致的土體塑流。由于挖形成的壓力差導(dǎo)致的土體塑流。由于土體是連

13、續(xù)體，坑底的隆起和圍護結(jié)構(gòu)土體是連續(xù)體，坑底的隆起和圍護結(jié)構(gòu)的水平位移必然導(dǎo)致坑外土體產(chǎn)生沉降的水平位移必然導(dǎo)致坑外土體產(chǎn)生沉降和水平位移，帶動相鄰建筑物或市政設(shè)和水平位移，帶動相鄰建筑物或市政設(shè)施發(fā)生傾斜或撓曲，這些附加的變形使施發(fā)生傾斜或撓曲，這些附加的變形使結(jié)構(gòu)構(gòu)件或管道可能產(chǎn)生開裂，影響使結(jié)構(gòu)構(gòu)件或管道可能產(chǎn)生開裂，影響使用，危及安全。用，危及安全。l基坑開挖時必須采取坑內(nèi)排水或降低地下水基坑開挖時必須采取坑內(nèi)排水或降低地下水位的措施以獲得干燥的施工工作空間。位的措施以獲得干燥的施工工作空間。 如采如采用坑外降水會使大范圍的地下水位下降；如用坑外降水會使大范圍的地下水位下降；如在坑內(nèi)降

14、水而圍護結(jié)構(gòu)不具有止水的功能，在坑內(nèi)降水而圍護結(jié)構(gòu)不具有止水的功能，或止水功能失效，則也會引起坑外地下水位或止水功能失效，則也會引起坑外地下水位下降；基坑的開挖深度越深，地下水位下降下降；基坑的開挖深度越深，地下水位下降越多，影響的范圍也就越大。當采用坑內(nèi)降越多，影響的范圍也就越大。當采用坑內(nèi)降水方案而止水帷幕能有效工作時，坑外的地水方案而止水帷幕能有效工作時，坑外的地下水位不會明顯下降，對相鄰建筑物不會構(gòu)下水位不會明顯下降，對相鄰建筑物不會構(gòu)成威脅。成威脅。 l地下水位下降造成土體有效應(yīng)力增加，地下水位下降造成土體有效應(yīng)力增加，產(chǎn)生大范圍的產(chǎn)生大范圍的地面沉降地面沉降，在影響范圍內(nèi)，在影響范

15、圍內(nèi)的建筑物和市政設(shè)施就要受到不同程度的建筑物和市政設(shè)施就要受到不同程度的損害。的損害。 l因此在軟土地區(qū)通常都采用止水帷幕來因此在軟土地區(qū)通常都采用止水帷幕來防止坑外地下水位的下降，在基坑工程防止坑外地下水位的下降，在基坑工程設(shè)計和施工時，必須充分重視止水帷幕設(shè)計和施工時，必須充分重視止水帷幕的質(zhì)量，的質(zhì)量，密切監(jiān)控坑外地下水位的變化密切監(jiān)控坑外地下水位的變化。 l對坑內(nèi)的施工條件來說，采用土錨比內(nèi)對坑內(nèi)的施工條件來說，采用土錨比內(nèi)支撐更為有利，可以減少對挖土和澆筑支撐更為有利，可以減少對挖土和澆筑基礎(chǔ)的干擾。因此在地質(zhì)條件比較好的基礎(chǔ)的干擾。因此在地質(zhì)條件比較好的的地方，大量采用土錨；而在

16、軟土地區(qū)，的地方，大量采用土錨；而在軟土地區(qū)，由于軟土無法提供足夠的錨固力，很少由于軟土無法提供足夠的錨固力，很少采用土錨。但除了上述技術(shù)方面的考慮采用土錨。但除了上述技術(shù)方面的考慮之外，采用土錨時還應(yīng)充分注意其對相之外，采用土錨時還應(yīng)充分注意其對相鄰關(guān)系的影響，除非建筑場地十分空曠，鄰關(guān)系的影響，除非建筑場地十分空曠，土錨能完全設(shè)置在建筑紅線范圍以內(nèi)。土錨能完全設(shè)置在建筑紅線范圍以內(nèi)。 l建筑紅線是法定的建筑界限，不僅限定地建筑紅線是法定的建筑界限，不僅限定地面建筑的范圍，而且也不容許地下的設(shè)施面建筑的范圍，而且也不容許地下的設(shè)施超出紅線范圍。在一般情況下，土錨的錨超出紅線范圍。在一般情況下

17、，土錨的錨固段常常超出紅線，亦即已經(jīng)進入相鄰場固段常常超出紅線，亦即已經(jīng)進入相鄰場地的范圍，如果相鄰場地進行地下的施工地的范圍，如果相鄰場地進行地下的施工或設(shè)置樁體，土錨就成為其地下障礙物，或設(shè)置樁體，土錨就成為其地下障礙物，因此可能產(chǎn)生相鄰的糾紛。從民法的角度因此可能產(chǎn)生相鄰的糾紛。從民法的角度來看，采用的土錨如已進入相鄰場地范圍，來看，采用的土錨如已進入相鄰場地范圍，則已經(jīng)侵犯了相鄰場地業(yè)主的合法權(quán)益，則已經(jīng)侵犯了相鄰場地業(yè)主的合法權(quán)益，相鄰場地業(yè)主可以訴諸法律。相鄰場地業(yè)主可以訴諸法律。 l按功能劃分按功能劃分 l按圍護結(jié)構(gòu)剛度劃分按圍護結(jié)構(gòu)剛度劃分 l按圍護結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定方式劃分按圍護結(jié)

18、構(gòu)保持穩(wěn)定方式劃分 l按圍護結(jié)構(gòu)的施工工藝與材料劃分按圍護結(jié)構(gòu)的施工工藝與材料劃分l按圍護結(jié)構(gòu)功能劃分為按圍護結(jié)構(gòu)功能劃分為臨時性結(jié)構(gòu)臨時性結(jié)構(gòu)和兼有永久和兼有永久性結(jié)構(gòu)功能（性結(jié)構(gòu)功能（兩墻合一兩墻合一）兩類。）兩類。 l臨時性圍護結(jié)構(gòu)的功能比較單一，設(shè)計時只要臨時性圍護結(jié)構(gòu)的功能比較單一，設(shè)計時只要滿足施工圍護結(jié)構(gòu)的擋土、止水和環(huán)境保護的滿足施工圍護結(jié)構(gòu)的擋土、止水和環(huán)境保護的要求；要求；l永久性結(jié)構(gòu)除了滿足上述施工圍護結(jié)構(gòu)的要求永久性結(jié)構(gòu)除了滿足上述施工圍護結(jié)構(gòu)的要求外，還應(yīng)滿足作為永久性結(jié)構(gòu)的許多要求，例外，還應(yīng)滿足作為永久性結(jié)構(gòu)的許多要求，例如傳力、協(xié)調(diào)變形、防滲等要求。同時還要處如

19、傳力、協(xié)調(diào)變形、防滲等要求。同時還要處理與地下室梁、板、柱的連接構(gòu)造，對圍護結(jié)理與地下室梁、板、柱的連接構(gòu)造，對圍護結(jié)構(gòu)的變形也有更嚴格的要求。構(gòu)的變形也有更嚴格的要求。 l按圍護結(jié)構(gòu)材料本身的傳力特性可以分按圍護結(jié)構(gòu)材料本身的傳力特性可以分為剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)兩類。為剛性結(jié)構(gòu)和柔性結(jié)構(gòu)兩類。l剛性結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)圍護體材料的抗拉強度很低，圍護體材料的抗拉強度很低，一般不考慮承受彎矩，其變形的特點主一般不考慮承受彎矩，其變形的特點主要是平移和轉(zhuǎn)動，當發(fā)生撓曲變形時很要是平移和轉(zhuǎn)動，當發(fā)生撓曲變形時很容易出現(xiàn)開裂；容易出現(xiàn)開裂；l柔性結(jié)構(gòu)柔性結(jié)構(gòu)圍護體材料能承受較大的彎矩圍護體材料能承受較大的彎矩和

20、拉應(yīng)力，因此可以容許發(fā)生較大的撓和拉應(yīng)力，因此可以容許發(fā)生較大的撓曲而結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫。曲而結(jié)構(gòu)不出現(xiàn)裂縫。l按圍護結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定的方式，可劃分為自立式和按圍護結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定的方式，可劃分為自立式和支錨式兩類。支錨式兩類。l自立式圍護結(jié)構(gòu)自立式圍護結(jié)構(gòu)可以不依靠支撐或錨桿的傳力作可以不依靠支撐或錨桿的傳力作用而保持其平衡，按照保持穩(wěn)定的機制可以分為用而保持其平衡，按照保持穩(wěn)定的機制可以分為重力式和懸臂式兩類。重力式圍護結(jié)構(gòu)依靠自身重力式和懸臂式兩類。重力式圍護結(jié)構(gòu)依靠自身的重力所形成的穩(wěn)定力矩和摩阻力來抵抗土壓力的重力所形成的穩(wěn)定力矩和摩阻力來抵抗土壓力所引起的傾覆和滑移；懸臂式則依靠插入深度范所引

21、起的傾覆和滑移；懸臂式則依靠插入深度范圍內(nèi)土的嵌固作用維持穩(wěn)定。圍內(nèi)土的嵌固作用維持穩(wěn)定。l支錨式圍護結(jié)構(gòu)支錨式圍護結(jié)構(gòu)則需要依靠內(nèi)支撐或土錨才能保則需要依靠內(nèi)支撐或土錨才能保持圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。持圍護結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。主動土壓力主動土壓力Ea被動抗力被動抗力Ep基底摩阻力基底摩阻力H重力重力G重力式圍護結(jié)構(gòu)重力式圍護結(jié)構(gòu)主動土壓力主動土壓力Ea被動抗力被動抗力Ep被動抗力被動抗力E p懸臂式圍護結(jié)構(gòu)懸臂式圍護結(jié)構(gòu)拉錨拉錨土錨土錨土錨或拉錨土錨或拉錨支撐支撐立柱立柱立柱樁立柱樁圍護墻圍護墻圍檁圍檁坑底坑底加固加固內(nèi)支撐體系內(nèi)支撐體系l按圍護結(jié)構(gòu)的施工工藝與材料劃分可分按圍護結(jié)構(gòu)的施工工藝與材料劃分可分

22、為以水泥穩(wěn)定土為材料的水泥攪拌樁，為以水泥穩(wěn)定土為材料的水泥攪拌樁，以鋼為材料的鋼板樁和以鋼筋混凝土為以鋼為材料的鋼板樁和以鋼筋混凝土為材料的鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻或鋼筋材料的鉆孔灌注樁、地下連續(xù)墻或鋼筋混凝土板樁。混凝土板樁。l圍護結(jié)構(gòu)的受力性能與材料密切有關(guān)。圍護結(jié)構(gòu)的受力性能與材料密切有關(guān)。用水泥攪拌樁做成的壩體是剛性的、自用水泥攪拌樁做成的壩體是剛性的、自立式的。用鋼材或鋼筋混凝土制成的圍立式的。用鋼材或鋼筋混凝土制成的圍護結(jié)構(gòu)是柔性的，一般需要采用支錨體護結(jié)構(gòu)是柔性的，一般需要采用支錨體系來維持其穩(wěn)定。但鋼筋混凝土地下連系來維持其穩(wěn)定。但鋼筋混凝土地下連續(xù)墻也可以做成如圖所示的重力式

23、圍護續(xù)墻也可以做成如圖所示的重力式圍護結(jié)構(gòu)；水泥攪拌樁可以加勁性的型鋼成結(jié)構(gòu)；水泥攪拌樁可以加勁性的型鋼成為柔性的圍護結(jié)構(gòu)（為柔性的圍護結(jié)構(gòu)（SMW工法），也可工法），也可以用作柔性的排樁式圍護結(jié)構(gòu)的止水帷以用作柔性的排樁式圍護結(jié)構(gòu)的止水帷幕。幕。l1. 整體失穩(wěn)整體失穩(wěn) l2. 坑底隆起坑底隆起 l3. 圍護結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn)圍護結(jié)構(gòu)傾覆失穩(wěn) l4. 圍護結(jié)構(gòu)滑移失穩(wěn)圍護結(jié)構(gòu)滑移失穩(wěn) l5. 圍護結(jié)構(gòu)底部地基承載力失穩(wěn)圍護結(jié)構(gòu)底部地基承載力失穩(wěn) l6. “6. “踢腳踢腳”失穩(wěn)失穩(wěn) l7. 止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞止水帷幕功能失效和坑底滲透變形破壞l8. 圍護結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞圍護結(jié)構(gòu)的結(jié)

24、構(gòu)性破壞l9. 支、錨體系失穩(wěn)破壞支、錨體系失穩(wěn)破壞l整體失穩(wěn)是指在土體中形成了滑動面，整體失穩(wěn)是指在土體中形成了滑動面，圍護結(jié)構(gòu)連同基坑外側(cè)及坑底的土體一圍護結(jié)構(gòu)連同基坑外側(cè)及坑底的土體一起喪失穩(wěn)定性，一般的失穩(wěn)形態(tài)是圍護起喪失穩(wěn)定性，一般的失穩(wěn)形態(tài)是圍護結(jié)構(gòu)的上部向坑外傾倒，圍護結(jié)構(gòu)的底結(jié)構(gòu)的上部向坑外傾倒，圍護結(jié)構(gòu)的底部向坑內(nèi)移動，坑底土體隆起，坑外地部向坑內(nèi)移動，坑底土體隆起，坑外地面下陷。面下陷。 （50）上海，基坑寬 10m，長度超過200m，開挖深度 10m 左右 23 地下連續(xù)墻，寬度80cm，長度 20m 兩道鋼筋混凝土支撐 挖土接近設(shè)計標高時 12 幅地下連續(xù)墻發(fā)生整體滑移

25、，坑底隆起，第二道支撐大部分剪斷，第一道支撐拉脫跌落，坑外地面下沉最大達 4m 被動區(qū)抗力不足，土體失穩(wěn) l坑底隆起是指坑底土體產(chǎn)生向上的塑性變形。坑底隆起是指坑底土體產(chǎn)生向上的塑性變形。基坑開挖以后，坑底向上位移的原因有兩種，基坑開挖以后，坑底向上位移的原因有兩種，一是卸載引起的一是卸載引起的回彈回彈，其數(shù)值較小；另一種，其數(shù)值較??；另一種是在開挖引起的壓力差作用下土體中產(chǎn)生的是在開挖引起的壓力差作用下土體中產(chǎn)生的塑性變形塑性變形，這種變形如果數(shù)量較大，表示土，這種變形如果數(shù)量較大，表示土體中的塑流已經(jīng)比較嚴重，如果圍護結(jié)構(gòu)和體中的塑流已經(jīng)比較嚴重，如果圍護結(jié)構(gòu)和內(nèi)支撐能形成整體性好的體系，

26、則塑流僅引內(nèi)支撐能形成整體性好的體系，則塑流僅引起坑外地面下沉，影響環(huán)境安全；如果是自起坑外地面下沉，影響環(huán)境安全；如果是自立式結(jié)構(gòu)或節(jié)點強度差的支撐體系，隆起可立式結(jié)構(gòu)或節(jié)點強度差的支撐體系，隆起可能是整體失穩(wěn)的前兆；如果穩(wěn)定性不能得到能是整體失穩(wěn)的前兆；如果穩(wěn)定性不能得到有效的控制，就會發(fā)生整體性失穩(wěn)。有效的控制，就會發(fā)生整體性失穩(wěn)。(56)臺北，開挖深度 13.6m 21 厚度700mm 的地下連續(xù)墻，長度24m 開挖至坑底發(fā)生破壞，四周土地陷落4m，建筑物向外傾倒，坑底樁上升24m，開挖面下的土層上升24m，連續(xù)墻底向內(nèi)位移 2 m 場地處于故河道填土區(qū)，坑底軟弱，屬隆起破壞 l圍護結(jié)

27、構(gòu)的傾覆失穩(wěn)主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)或圍護結(jié)構(gòu)的傾覆失穩(wěn)主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)或懸臂式圍護結(jié)構(gòu)，重力式結(jié)構(gòu)在坑外主動土壓懸臂式圍護結(jié)構(gòu)，重力式結(jié)構(gòu)在坑外主動土壓力的作用下，圍護結(jié)構(gòu)繞其下部的某點轉(zhuǎn)動，力的作用下，圍護結(jié)構(gòu)繞其下部的某點轉(zhuǎn)動，圍護結(jié)構(gòu)的頂部向坑內(nèi)傾倒圍護結(jié)構(gòu)的頂部向坑內(nèi)傾倒。抵抗傾覆失穩(wěn)的。抵抗傾覆失穩(wěn)的力矩主要由圍護結(jié)構(gòu)自身的重力形成，坑底的力矩主要由圍護結(jié)構(gòu)自身的重力形成，坑底的被動抗力也是構(gòu)成抵抗力矩的因素。關(guān)于轉(zhuǎn)動被動抗力也是構(gòu)成抵抗力矩的因素。關(guān)于轉(zhuǎn)動中心的位置有不同的看法，傳統(tǒng)的方法是將中心的位置有不同的看法，傳統(tǒng)的方法是將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動中心放在圍護結(jié)構(gòu)的前趾動中心放在圍護結(jié)構(gòu)的前

28、趾，但也有認為繞前，但也有認為繞前趾上面或下面的某一點轉(zhuǎn)動比較合理，特別的趾上面或下面的某一點轉(zhuǎn)動比較合理，特別的軟土地區(qū)由于基底土比較軟弱，在力矩作用下軟土地區(qū)由于基底土比較軟弱，在力矩作用下前趾有下沉的可能前趾有下沉的可能。 （12）上海，主樓 28 層，主樓基坑深9.4m，群樓坑深 6.1m 6 深坑用灌注樁，800，長度 18m淺坑用攪拌樁，厚度2700mm，深、淺基坑之間用攪拌樁 800600 角支撐與對撐 支撐 3 處斷裂，墻體倒塌，矮墻前傾位移 2.9m，工程樁最大位移3.75m，傾斜 20 插入深度不足，深坑局部攪拌樁墻體安全系數(shù)不足，未形成封閉系統(tǒng) l圍護結(jié)構(gòu)的滑移失穩(wěn)亦主要

29、發(fā)生在重力圍護結(jié)構(gòu)的滑移失穩(wěn)亦主要發(fā)生在重力式結(jié)構(gòu)中，在坑外主動土壓力的作用下，式結(jié)構(gòu)中，在坑外主動土壓力的作用下，圍護結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)平移圍護結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)平移。抵抗滑移的阻力。抵抗滑移的阻力主要由圍護體底面的摩阻力以及內(nèi)側(cè)的主要由圍護體底面的摩阻力以及內(nèi)側(cè)的被動土壓力構(gòu)成。當坑底土軟弱或圍護被動土壓力構(gòu)成。當坑底土軟弱或圍護結(jié)構(gòu)底部的地基土軟化時，墻體發(fā)生滑結(jié)構(gòu)底部的地基土軟化時，墻體發(fā)生滑移失穩(wěn)。移失穩(wěn)。 l重力式圍護結(jié)構(gòu)的底面壓力過大，地基重力式圍護結(jié)構(gòu)的底面壓力過大，地基承載力不足引起的失穩(wěn)。承載力不足引起的失穩(wěn)。由于在圍護結(jié)由于在圍護結(jié)構(gòu)的外側(cè)還作用著土壓力，因此其合力構(gòu)的外側(cè)還作用著土壓力

30、，因此其合力是傾斜的。在傾斜荷載作用下，地基土是傾斜的。在傾斜荷載作用下，地基土發(fā)生向坑內(nèi)的擠出，圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均發(fā)生向坑內(nèi)的擠出，圍護結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不均勻的沉降，可能導(dǎo)致部分圍護結(jié)構(gòu)的開勻的沉降，可能導(dǎo)致部分圍護結(jié)構(gòu)的開裂損壞裂損壞。（21）中山市，開挖 4m基坑，2m 填土下為 815m 淤泥，含水量 67 10 粉噴樁重力式圍護結(jié)構(gòu)，墻寬2.8m，樁長8m 開挖至設(shè)計標高后圍護結(jié)構(gòu)后坡體出現(xiàn)裂縫及沉降，在坑內(nèi)離墻 34m處坑底隆起，擋墻傾斜； 圍護結(jié)構(gòu)底部位于淤泥上，承載力不足 l在單支撐的基坑中，可能發(fā)生在單支撐的基坑中，可能發(fā)生撓支撐點撓支撐點轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動，圍護結(jié)構(gòu)上部向坑外傾倒，圍護，圍護結(jié)

31、構(gòu)上部向坑外傾倒，圍護結(jié)構(gòu)的下部向上翻的失穩(wěn)模式，故形象結(jié)構(gòu)的下部向上翻的失穩(wěn)模式，故形象地稱為地稱為“踢腳踢腳”失穩(wěn)。在多支撐的圍護失穩(wěn)。在多支撐的圍護結(jié)構(gòu)中一般不會產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)，除非其結(jié)構(gòu)中一般不會產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)，除非其它支撐都已失效，只有一道支撐起作用它支撐都已失效，只有一道支撐起作用的情況。的情況。 （27）杭州，專家村，開挖深度 5.53m 13 雙排震動沉管灌注樁426mm，樁長 10m 二道鋼支撐，對撐為鋼管，斜撐為槽鋼 北部圍護樁滑移，樁頂向外傾斜，傾角 14，斜撐破壞，地面開裂40mm 第二道支撐不及時，形成踢腳破壞 l 止水帷幕喪失擋水功能，產(chǎn)生止水帷幕喪失擋水功能，產(chǎn)生滲漏

32、、涌水、流滲漏、涌水、流土或流砂土或流砂。由于水土流失使基坑外地面下沉、。由于水土流失使基坑外地面下沉、塌陷，導(dǎo)致鄰近建筑物的開裂和損壞。引起圍塌陷，導(dǎo)致鄰近建筑物的開裂和損壞。引起圍護結(jié)構(gòu)止水帷幕功能失效的主要原因是施工因護結(jié)構(gòu)止水帷幕功能失效的主要原因是施工因素，其次是設(shè)計因素和材料的因素。由于施工素，其次是設(shè)計因素和材料的因素。由于施工質(zhì)量低劣，止水帷幕有空洞或裂縫，成為漏水質(zhì)量低劣，止水帷幕有空洞或裂縫，成為漏水的通道是最普遍的現(xiàn)象；止水帷幕設(shè)計過短，的通道是最普遍的現(xiàn)象；止水帷幕設(shè)計過短，沒有全部切斷透水層也是漏水的可能原因。沒有全部切斷透水層也是漏水的可能原因。 l由于止水帷幕失效

33、產(chǎn)生過大的水力坡降由于止水帷幕失效產(chǎn)生過大的水力坡降引起坑底引起坑底滲透變形破壞滲透變形破壞?？觾?nèi)采用排水。坑內(nèi)采用排水或降水措施后，造成了坑內(nèi)外的水頭差，或降水措施后，造成了坑內(nèi)外的水頭差，地下水在水頭差的作用下向坑內(nèi)滲流，地下水在水頭差的作用下向坑內(nèi)滲流，在滲流出口處土的細顆粒被帶出，或土在滲流出口處土的細顆粒被帶出，或土顆粒處于懸浮狀態(tài)涌出。這種由滲透引顆粒處于懸浮狀態(tài)涌出。這種由滲透引起的破壞因破壞機理不同而有不同的名起的破壞因破壞機理不同而有不同的名稱，如管涌、流砂或流土。如不及時制稱，如管涌、流砂或流土。如不及時制止，由滲透變形引起的坑外土體的位移止，由滲透變形引起的坑外土體的位移

34、和陷落是嚴重的。和陷落是嚴重的。 （8）武漢，地面 46層，地下 2層，總建筑面積71023m2，基坑深度 13m 4 灌注樁，1000，間距1200mm，長度 27m 二道錨桿，130長度30m，間距1200mm，素混凝土樁止水加注漿 挖至-6.5m7.5m時，民房下沉80mm，立交橋墩傾側(cè) 50mm，在70m 長范圍內(nèi)煤氣管下彎矢高400mm，挖至第 3層時，86處樁間冒水，部分冒水點后有 1 3m深的空洞 素混凝土止水樁或圍護樁無法相切，形成漏水通道 （8）武漢，地面 46層，地下 2層，總建筑面積71023m2，基坑深度 13m 4 灌注樁，1000，間距1200mm，長度 27m 二

35、道錨桿，130長度30m，間距1200mm，素混凝土樁止水加注漿 挖至-6.5m7.5m時，民房下沉80mm，立交橋墩傾側(cè) 50mm，在70m長范圍內(nèi)煤氣管下彎矢高400mm，挖至第 3層時，86處樁間冒水，部分冒水點后有 1 3m深的空洞 素混凝土止水樁或圍護樁無法相切，形成漏水通道 （42）廣州，湖北大廈，開挖面積1260m2，開挖深度 8m 16 采用直徑為1m 的鉆孔灌注樁，中心距1.3m，樁長14m 樁間以直徑0.7m 的旋噴樁連接 基坑開挖時漏水涌砂，一次漏水歷時35分鐘，漏水涌砂量達 3000m3，鄰近地面坍塌，建筑物損壞，鉆孔灌注樁向內(nèi)傾斜最大達 27cm 砂層密度大，漿液難以

36、擴散，致使旋噴樁直徑縮小，與灌注樁連接不好而形成漏水通道 圍護結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞是指圍護體本身發(fā)生圍護結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞是指圍護體本身發(fā)生開裂、開裂、折斷、剪斷或壓屈折斷、剪斷或壓屈，致使結(jié)構(gòu)失去了承載能力的破，致使結(jié)構(gòu)失去了承載能力的破壞模式。壞模式。 l結(jié)構(gòu)性損壞的原因可能是方案性的錯誤，如支撐體結(jié)構(gòu)性損壞的原因可能是方案性的錯誤，如支撐體系不當或圍護結(jié)構(gòu)不閉合；也可能是設(shè)計計算時荷系不當或圍護結(jié)構(gòu)不閉合；也可能是設(shè)計計算時荷載估計不足或結(jié)構(gòu)材料強度估計過高，支撐或圍檁載估計不足或結(jié)構(gòu)材料強度估計過高，支撐或圍檁截面不足導(dǎo)致破壞；此外，結(jié)構(gòu)節(jié)點處理不當，也截面不足導(dǎo)致破壞；此外，結(jié)構(gòu)節(jié)點處理不

37、當，也會因局部失穩(wěn)而引起整體破壞，特別在鋼支撐體系會因局部失穩(wěn)而引起整體破壞，特別在鋼支撐體系中，節(jié)點多，加工與安裝質(zhì)量不易控制。節(jié)點處理中，節(jié)點多，加工與安裝質(zhì)量不易控制。節(jié)點處理包括支撐和墻體的連接處，如不設(shè)置圍檁或連接強包括支撐和墻體的連接處，如不設(shè)置圍檁或連接強度不夠。度不夠。 （5）福州，一層地下室，基坑面積 51m22m，深度6m3 沖孔灌注樁，500 鎖口梁500mm1300mm，中間二道600mm600mm 水平支撐 南側(cè)水管爆裂漏水，支撐支座節(jié)點斷裂，部分圍護樁倒塌 水平支撐長度過長，細長比過大，節(jié)點鋼筋未錨固 （11）上海，地面 14層，地下 2層，基坑面積 65m40m，

38、深 10m 6 灌注樁，800，間距1000mm，長度 16m 鋼管支撐，91414，圍檁和立柱H400，支撐間距 10m 鋼管主撐多處縱向彎曲連系梁折斷，圍檁型鋼嚴重變形、折斷，土體樁體滑移，地面嚴重傾斜、坑底隆起范圍占寬度一半，路面開裂，有 1/8的工程樁位移大于樁徑的 1.5倍 l支錨體系的失穩(wěn)破壞包括兩種不同的破壞模支錨體系的失穩(wěn)破壞包括兩種不同的破壞模式。錨桿的破壞主要表現(xiàn)為式。錨桿的破壞主要表現(xiàn)為錨桿的拔出、斷錨桿的拔出、斷裂或預(yù)應(yīng)力松弛裂或預(yù)應(yīng)力松弛，土錨的破壞大多是局部的，土錨的破壞大多是局部的，群錨的破壞實際上是土體的失穩(wěn)而并非是錨群錨的破壞實際上是土體的失穩(wěn)而并非是錨桿的結(jié)

39、構(gòu)性破壞；支撐的失穩(wěn)很可能是整體桿的結(jié)構(gòu)性破壞；支撐的失穩(wěn)很可能是整體性的，其形態(tài)因體系不同而不同，支撐體系性的，其形態(tài)因體系不同而不同，支撐體系大多是超靜定的，局部的破壞會造成整體的大多是超靜定的，局部的破壞會造成整體的失穩(wěn)，尤其是鋼支撐體系，局部節(jié)點的失效失穩(wěn)，尤其是鋼支撐體系，局部節(jié)點的失效概率比較大。概率比較大。 （13）石家莊，地面 28層，地下 4層，深20.5m，地下水位 36m 7 灌注樁，800，間距1000mm，長度 20m，入土 5m 樁頂設(shè)帽梁，上砌 370磚墻，墻內(nèi)設(shè)構(gòu)造柱及壓頂圈梁，設(shè) 3 道錨桿，傾角 25 第一道錨桿被拔出，樁折斷 48根，樁折成 3 段，折點在

40、第二、三道錨桿處，第二、三道錨桿錨頭拉脫，腰梁扭斷，坑邊堆放的 300t 鋼材連同樁和土體一起滑向坑底 計算錯誤，錨桿間距2m，誤以 1延米計算的拔力配置錨桿 （29）杭州，國泰精品商廈，地上 7層，地下 2層，基坑平面呈 L形，開挖深度 8.8m，土層為厚層淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 13 圍護結(jié)構(gòu)為鉆孔灌注樁直徑800mm，樁距 1000mm樁長 20 22m 水泥攪拌樁止水，鋼筋混凝土支撐位置為4.5m，截面為 500450mm，坑內(nèi)集水坑降水，坑底采用攪拌樁加固 短邊 3根東西向支撐相繼出現(xiàn)崩裂、主筋彎曲，圍護結(jié)構(gòu)位移加大 支撐截面尺寸不足，支撐面標高起伏，同一支撐高差達200mm，挖土后沒有及時

41、打墊層，坑底暴露時間過長 （25）上海，主樓高 14層，地下室 2層，周邊長220m，開挖深度約 10m 6 鉆孔灌注樁，樁徑800mm，長度 16m，間距 1m， 深層水泥攪拌樁止水，兩道鋼管支撐，直徑914mm，上支撐離地面2m，下支撐離坑底 4m，圍檁和立柱均采用 H400型鋼 南北方向鋼管支撐多處發(fā)生縱向彎曲、折斷；東西方向鋼管支撐之間的連系桿失穩(wěn)，發(fā)生縱向彎曲，圍檁 H型鋼發(fā)生嚴重變形、斷開；北側(cè)灌注樁隨土體一起發(fā)生整體滑移，坑底隆起，影響寬度為基坑寬度的一半，局部灌注樁折斷；鄰近地面和路面嚴重下陷和傾斜，部分工程樁發(fā)生裂縫、位移（大于1.5倍樁徑） 主支撐之間的連系桿剛度太小，連接

42、處未采取局部加強措施，主支撐細長比太大；圍檁剛度太小調(diào)整支撐軸力能力差，立柱與支撐節(jié)點連接薄弱；灌注樁入土深度偏小 l確定安全等級的原則確定安全等級的原則 l考慮劃分安全等級的因素考慮劃分安全等級的因素 l已有規(guī)范對安全等級的劃分標準已有規(guī)范對安全等級的劃分標準 l不同安全等級基坑工程的設(shè)計及施工要不同安全等級基坑工程的設(shè)計及施工要求求 l基坑設(shè)計的表達式及設(shè)計原則基坑設(shè)計的表達式及設(shè)計原則l關(guān)于安全系數(shù)的規(guī)定關(guān)于安全系數(shù)的規(guī)定 l1.基坑工程大多數(shù)是基坑工程大多數(shù)是臨時性臨時性的，其安全度的，其安全度和耐久性的要求低于一般的結(jié)構(gòu)工程；和耐久性的要求低于一般的結(jié)構(gòu)工程；l2.圍護結(jié)構(gòu)失效圍護結(jié)

43、構(gòu)失效對周圍環(huán)境影響對周圍環(huán)境影響的重要性的重要性甚于圍護結(jié)構(gòu)本身；甚于圍護結(jié)構(gòu)本身；l3.在許多情況下，在許多情況下，變形的控制變形的控制高于強度控高于強度控制。制。l1. 基坑的基坑的開挖深度開挖深度 l 由于土壓力與深度的平方成正比，基由于土壓力與深度的平方成正比，基坑深度越大，圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形都相坑深度越大，圍護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與變形都相應(yīng)急劇增大，支錨結(jié)構(gòu)的軸力也隨之增大。應(yīng)急劇增大，支錨結(jié)構(gòu)的軸力也隨之增大。無論對于圍護結(jié)構(gòu)本身的安全或?qū)Νh(huán)境的無論對于圍護結(jié)構(gòu)本身的安全或?qū)Νh(huán)境的影響都增加了技術(shù)難度，工程的重要性和影響都增加了技術(shù)難度，工程的重要性和失效帶來的危害性都加大了，對于深基

44、坑失效帶來的危害性都加大了，對于深基坑應(yīng)提高對設(shè)計和施工的技術(shù)要求；應(yīng)提高對設(shè)計和施工的技術(shù)要求；l2. 土質(zhì)條件土質(zhì)條件 l 在相同開挖深度的條件下，土質(zhì)越差，在相同開挖深度的條件下，土質(zhì)越差，抗剪強度低，側(cè)土壓力增大，結(jié)構(gòu)內(nèi)力抗剪強度低，側(cè)土壓力增大，結(jié)構(gòu)內(nèi)力加大，對環(huán)境的影響也越大，控制的要加大，對環(huán)境的影響也越大，控制的要求必須相應(yīng)提高；求必須相應(yīng)提高；l3. 地下水位地下水位 l 地下水對基坑圍護結(jié)構(gòu)的安全與使用具有地下水對基坑圍護結(jié)構(gòu)的安全與使用具有決定性的作用，如果地下水位很深，則技術(shù)決定性的作用，如果地下水位很深，則技術(shù)難度和工程的危險性都要小得多；在地下水難度和工程的危險性都

45、要小得多；在地下水位高的地方，降水會形成地面的沉降和損害位高的地方，降水會形成地面的沉降和損害相鄰建筑物，如果設(shè)置止水帷幕，則使圍護相鄰建筑物，如果設(shè)置止水帷幕，則使圍護結(jié)構(gòu)承受很大的水壓力，同時增加了滲透變結(jié)構(gòu)承受很大的水壓力，同時增加了滲透變形的危險性，因此必須提高對設(shè)計和施工的形的危險性，因此必須提高對設(shè)計和施工的要求；要求；l4. 相鄰建筑物與設(shè)施的重要性以及對變相鄰建筑物與設(shè)施的重要性以及對變形的承受能力形的承受能力 l 相鄰建筑物的重要性增大，對變形控相鄰建筑物的重要性增大，對變形控制的要求更嚴格，安全等級就越高，例制的要求更嚴格，安全等級就越高，例如在地下鐵道鄰近地區(qū)開挖基坑時，

46、常如在地下鐵道鄰近地區(qū)開挖基坑時，常需要提高設(shè)計的安全度以保證地下鐵道需要提高設(shè)計的安全度以保證地下鐵道的安全運行；對于變形十分敏感的建筑的安全運行；對于變形十分敏感的建筑物或設(shè)施，也必須物或設(shè)施，也必須嚴格控制變形嚴格控制變形，提高，提高對設(shè)計施工的要求。對設(shè)計施工的要求。l現(xiàn)有各部門和地方的基坑工程規(guī)范已經(jīng)現(xiàn)有各部門和地方的基坑工程規(guī)范已經(jīng)提出了基坑工程安全等級的劃分方法，提出了基坑工程安全等級的劃分方法，見下表，表中出現(xiàn)的差別反映了地區(qū)的見下表，表中出現(xiàn)的差別反映了地區(qū)的地質(zhì)條件和經(jīng)驗的不同以及規(guī)范覆蓋面地質(zhì)條件和經(jīng)驗的不同以及規(guī)范覆蓋面的不同，地方規(guī)范針對性強，可以規(guī)定的不同，地方規(guī)范

47、針對性強，可以規(guī)定得具體一些，而全國性的規(guī)范只能規(guī)定得具體一些，而全國性的規(guī)范只能規(guī)定得原則些。得原則些。 基坑工程安全等級劃分標準 規(guī)范名稱 一級 二級 三級 上海市標準 基坑工程設(shè)計規(guī)程（DBJ 08-61-97） 28 1支護結(jié)構(gòu)作為主體結(jié)構(gòu)的一部分時 2基坑開挖深度大于、等于 10m 時 3距基坑邊兩倍開挖深度范圍內(nèi)有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等需嚴加保護時 除一級和二級以外的 開挖深度小于7m，且周圍環(huán)境無特別要求時 深圳市標準 深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術(shù)規(guī)范（SJG 05-96） 29 基坑深度 h14m 地下水埋深 2m 軟土層厚度 5m l 0.2 h 9 14 m 2

48、5 m 2 5 m 0.5 h 1.0 h 9 m 5 m 2m 1.0 h 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范 31 （YB 9258-97） 破壞后果很嚴重 破壞后果嚴重 破壞后果不嚴重 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程（JGJ 120-99） 32 支護結(jié)構(gòu)破壞對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴重 支護結(jié)構(gòu)破壞對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般 支護結(jié)構(gòu)破壞對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴重 注：基坑邊緣與鄰近已有建筑淺基礎(chǔ)或重要管線邊緣凈距為 l l為了統(tǒng)一設(shè)計標準，對不同的工程區(qū)別為了統(tǒng)一設(shè)計標準，對不同的工程區(qū)別對待，需要制定設(shè)計依據(jù)的控制標準。對待，需要制定設(shè)計依據(jù)的控制標準。有些規(guī)范對基坑工程劃

49、分了安全等級，有些規(guī)范對基坑工程劃分了安全等級，但有的規(guī)范不主張劃分安全等級。下面但有的規(guī)范不主張劃分安全等級。下面主要討論按安全等級確定的設(shè)計施工要主要討論按安全等級確定的設(shè)計施工要求求 。上海 基坑工程設(shè)計規(guī)程（DBJ 08-61-97）的規(guī)定 墻頂位移 （mm） 墻體最大位移（mm） 地面最大沉降（mm） 安全等級 監(jiān)控值 設(shè)計值 監(jiān)控值 設(shè)計值 監(jiān)控值 設(shè)計值 一級 30 50 50 80 30 50 二級 60 100 80 120 60 100 深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術(shù)規(guī)范（SJG 05-96）的規(guī)定 支護結(jié)構(gòu)最大水平位移允許值 （mm） 安全等級 排樁、地下連續(xù)墻、坡率法、土釘

50、墻 鋼板樁、深層攪拌 一級 0.0025h 二級 0.0050h 0.0100h 三級 0.0100h 0.0200h 武漢地區(qū)深基坑工程技術(shù)指南（WBJ 1-7-95）的規(guī)定 安全等級 支護結(jié)構(gòu)最大水平位移 （mm） 一級 40 二級 100 三級 200 l從地方規(guī)范的規(guī)定可以看出，對基坑從地方規(guī)范的規(guī)定可以看出，對基坑圍護設(shè)計的要求主要按變形控制，對圍護設(shè)計的要求主要按變形控制，對不同安全等級的基坑提出不同數(shù)量的不同安全等級的基坑提出不同數(shù)量的變形控制值，安全等級越高，變形控變形控制值，安全等級越高，變形控制值越小。變形控制值有兩種不同方制值越小。變形控制值有兩種不同方法，一種是法，一種

51、是按水平位移的數(shù)值控制按水平位移的數(shù)值控制，另一種是另一種是按水平位移與圍護結(jié)構(gòu)高度按水平位移與圍護結(jié)構(gòu)高度的相對比值控制的相對比值控制。l其實這兩種不同的控制方法表示了其實這兩種不同的控制方法表示了不同的控制側(cè)重點，相對比值用于不同的控制側(cè)重點，相對比值用于控制圍護結(jié)構(gòu)本身能處于安全的工控制圍護結(jié)構(gòu)本身能處于安全的工作狀態(tài)，與安全系數(shù)相配合以保持作狀態(tài)，與安全系數(shù)相配合以保持圍護結(jié)構(gòu)的安全；水平位移的絕對圍護結(jié)構(gòu)的安全；水平位移的絕對值用于將圍護結(jié)構(gòu)對相鄰建筑物的值用于將圍護結(jié)構(gòu)對相鄰建筑物的影響控制在許可的范圍以內(nèi)。影響控制在許可的范圍以內(nèi)。l 對于面向全國的規(guī)范，由于各地地對于面向全國的

52、規(guī)范，由于各地地質(zhì)條件相差懸殊，很難如地方規(guī)范質(zhì)條件相差懸殊，很難如地方規(guī)范那樣對變形作出具體的規(guī)定，建筑那樣對變形作出具體的規(guī)定，建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范在編制過程中曾基坑工程技術(shù)規(guī)范在編制過程中曾分別鄰近有無永久性建筑物給出了分別鄰近有無永久性建筑物給出了變形控制值，但在最終頒布時刪去變形控制值，但在最終頒布時刪去了這些內(nèi)容。作為一種經(jīng)驗的總結(jié)了這些內(nèi)容。作為一種經(jīng)驗的總結(jié)還是有參考價值。還是有參考價值。鄰近無永久性建筑物的基坑變形控制的經(jīng)驗值 支 護 結(jié) 構(gòu) 類 型 硬 土 軟 土 懸臂式支護結(jié)構(gòu)（頂部） （0.51.0）H （1.02.0）H 帶錨定系統(tǒng)的樁墻支護結(jié)構(gòu)（最大處） 50mm

53、100mm 帶內(nèi)支撐系統(tǒng)的樁墻支護結(jié)構(gòu)（最大處） 30mm 50mm 重力式支護結(jié)構(gòu)（頂部） 1.0 H 2.0 H 鄰近有永久性建筑物的基坑變形控制的經(jīng)驗值 控制等級 地面最大沉降量及支護結(jié)構(gòu)水平變位的控制要求 一級控制 1. 地面最大沉降量15mm 或 0.1 H 2. 支護結(jié)構(gòu)最大水平變位量20 mm 或 0.14 H 二級控制 1.地面最大沉降量30mm 或 0.2 H 2.支護結(jié)構(gòu)最大水平變位量50 mm 或 0.3 H 三級控制 1.地面最大沉降量70mm 或 0.5 H 2.支護結(jié)構(gòu)最大水平變位量100 mm 或 0.6 H l基坑設(shè)計由兩部分組成，一部分是涉及基坑設(shè)計由兩部分組

54、成，一部分是涉及土體穩(wěn)定性土體穩(wěn)定性的驗算；另一部分是圍護結(jié)的驗算；另一部分是圍護結(jié)構(gòu)、支撐或錨桿的構(gòu)、支撐或錨桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計。前一種驗。前一種驗算時，主要的荷載和抗力都是由土體產(chǎn)算時，主要的荷載和抗力都是由土體產(chǎn)生的；后一種設(shè)計的荷載主要由土體引生的；后一種設(shè)計的荷載主要由土體引起的，而抗力是由結(jié)構(gòu)材料提供的。這起的，而抗力是由結(jié)構(gòu)材料提供的。這兩種設(shè)計表達式中的荷載和抗力項的物兩種設(shè)計表達式中的荷載和抗力項的物理意義不同、性質(zhì)不同，安全控制的標理意義不同、性質(zhì)不同，安全控制的標準也不相同。準也不相同。 各規(guī)范有關(guān)設(shè)計要求的規(guī)定 規(guī)范 項 目 上海市標準 基坑工程設(shè)計規(guī)程 深圳地區(qū)建筑

55、深基坑支護技術(shù)規(guī)范 武漢地區(qū)深基坑工程技術(shù)指南 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 穩(wěn)定驗算 安全系數(shù)法 安全系數(shù)法 安全系數(shù)法 名義分項系數(shù)，實際安全系數(shù) 圍護結(jié)構(gòu) 設(shè)計 未列設(shè)計表達式，未指定按何規(guī)范設(shè)計 排樁配筋有表達式 連續(xù)墻按結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計 樁身配筋按樁基規(guī)范 連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計無規(guī)定 截面設(shè)計按結(jié)構(gòu)規(guī)范，內(nèi)力采用綜合分項系數(shù)1.2 截面設(shè)計按結(jié)構(gòu)規(guī)范，內(nèi)力設(shè)計值等于計算值乘以 1.2 錨桿設(shè)計 錨桿截面按標準值設(shè)計，安全系數(shù)法 錨桿截面按標準值設(shè)計，安全系數(shù)法 有抗拔力設(shè)計值公式，無錨桿截面計算公式 截面設(shè)計拉力未用分項系數(shù) 支撐設(shè)計 規(guī)定截面計算要求，但無設(shè)計表達式 截面按鋼結(jié)

56、構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范設(shè)計 給出設(shè)計表達式，內(nèi)力采用綜合分項系數(shù) 未明確規(guī)定 l從表可以看出，對穩(wěn)定性驗算，各規(guī)范從表可以看出，對穩(wěn)定性驗算，各規(guī)范所采用的設(shè)計方法基本相同，都是安全所采用的設(shè)計方法基本相同，都是安全系數(shù)方法。雖然安全系數(shù)設(shè)計方法不符系數(shù)方法。雖然安全系數(shù)設(shè)計方法不符合設(shè)計統(tǒng)一標準關(guān)于概率極限狀態(tài)設(shè)計合設(shè)計統(tǒng)一標準關(guān)于概率極限狀態(tài)設(shè)計原則的要求，但在設(shè)計表達式的兩邊都原則的要求，但在設(shè)計表達式的兩邊都采用標準值表示設(shè)計變量，設(shè)計體系內(nèi)采用標準值表示設(shè)計變量，設(shè)計體系內(nèi)部封閉，尚不致造成誤解和錯誤。但是部封閉，尚不致造成誤解和錯誤。但是圍護結(jié)構(gòu)墻身設(shè)計、支撐截面設(shè)計和錨圍護結(jié)構(gòu)墻身設(shè)

57、計、支撐截面設(shè)計和錨桿截面設(shè)計的情況就不一樣了，設(shè)計表桿截面設(shè)計的情況就不一樣了，設(shè)計表達式兩邊物理量的性質(zhì)不同，需要在基達式兩邊物理量的性質(zhì)不同，需要在基坑規(guī)范中加以協(xié)調(diào)?？右?guī)范中加以協(xié)調(diào)。 l在圍護結(jié)構(gòu)、支撐或錨桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計表在圍護結(jié)構(gòu)、支撐或錨桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計表達式中，必須充分注意荷載和抗力的統(tǒng)達式中，必須充分注意荷載和抗力的統(tǒng)一。這是因為，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力的荷載主一。這是因為，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)內(nèi)力的荷載主要是由土形成的，所求得的土壓力和結(jié)要是由土形成的，所求得的土壓力和結(jié)構(gòu)內(nèi)力都是標準值，但材料的強度采用構(gòu)內(nèi)力都是標準值，但材料的強度采用現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范的設(shè)計值，則設(shè)現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范的設(shè)計值，

58、則設(shè)計表達式的兩端是不一致的，必須采取計表達式的兩端是不一致的，必須采取一定的調(diào)整措施加以平衡。一定的調(diào)整措施加以平衡。l如果采用現(xiàn)行地基基礎(chǔ)規(guī)范中關(guān)于土壓如果采用現(xiàn)行地基基礎(chǔ)規(guī)范中關(guān)于土壓力的計算方法和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算方法強度力的計算方法和結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算方法強度結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，同時采用現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，同時采用現(xiàn)行混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)范中的材料強度設(shè)計值進行截面強度規(guī)范中的材料強度設(shè)計值進行截面強度驗算和配筋，忽視了兩者之間在設(shè)計原驗算和配筋，忽視了兩者之間在設(shè)計原則上的差異，就降低了結(jié)構(gòu)的安全度，則上的差異，就降低了結(jié)構(gòu)的安全度，留下了隱患。留下了隱患。l各規(guī)范對設(shè)計安全系數(shù)的規(guī)定很不一致，各規(guī)范對

59、設(shè)計安全系數(shù)的規(guī)定很不一致，符號和術(shù)語也并不一致，在使用時務(wù)必符號和術(shù)語也并不一致，在使用時務(wù)必充分注意區(qū)別。各規(guī)范對不同的驗算模充分注意區(qū)別。各規(guī)范對不同的驗算模式所規(guī)定的安全系數(shù)允許值見下表。由式所規(guī)定的安全系數(shù)允許值見下表。由于各規(guī)范都按自己的符號術(shù)語系統(tǒng)規(guī)定于各規(guī)范都按自己的符號術(shù)語系統(tǒng)規(guī)定其物理意義，選用各不相同的安全水準其物理意義，選用各不相同的安全水準和各種系數(shù)，讀者在使用這些規(guī)范時，和各種系數(shù)，讀者在使用這些規(guī)范時，只能認定執(zhí)行一本規(guī)范的規(guī)定，切忌幾只能認定執(zhí)行一本規(guī)范的規(guī)定，切忌幾本規(guī)范混用。本規(guī)范混用。 設(shè)計安全系數(shù)（分項系數(shù)）值 規(guī)范 驗算項目 上海市標準 基坑工程設(shè)計規(guī)

60、程 深圳地區(qū)建筑深基坑支護技術(shù)規(guī)范 武漢地區(qū)深基坑工程技術(shù)指南 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范 分項系數(shù) 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 （送審稿） 整體穩(wěn)定 水泥土圍護 1.0 板式支護 1.25 深層攪拌 1.32 排樁相同 土釘墻 二級 1.3 三級 1.2 水泥土擋土結(jié)構(gòu) 1.21.3 傾覆穩(wěn)定 水泥土圍護 L20m 1.0 L?20m 1.1 板式支護 一級 1.20 二級 1.10 三級 1.05 深層攪拌 1.4 水泥土擋墻 1.5 水泥土擋土結(jié)構(gòu) 1. 01.1 水土合算 1.5 滑動穩(wěn)定 水泥土圍護 L20m 1.0 L?20m 1.2 深層攪拌 1.3 水泥土擋墻 1.3 水泥土擋土結(jié)構(gòu) 1.