建筑物深基坑樁錨支護(hù)及擋土墻設(shè)計(jì)基坑監(jiān)測

二支護(hù)結(jié)構(gòu)的類型支護(hù)結(jié)構(gòu)由擋土結(jié)構(gòu)、錨撐結(jié)構(gòu)組成。1.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的分類1)樁、墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)樁、墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)常采用鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、柱列式灌注樁、地下連續(xù)墻等。

2)實(shí)體重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)體重力式支護(hù)結(jié)構(gòu)常采用水泥土攪拌樁擋墻、高壓旋噴樁擋墻、土釘墻等。此類支護(hù)結(jié)構(gòu)截面尺寸較大，依靠實(shí)體墻身的重力起擋土作用，按重力式擋土墻的設(shè)計(jì)原則計(jì)算。

2.常用的支護(hù)結(jié)構(gòu)形1)擋土結(jié)構(gòu)的常用形式三、基坑工程特點(diǎn)1.綜合性強(qiáng)基坑工程涉及工程地質(zhì)、土力學(xué)、滲流理論、結(jié)構(gòu)工程、施工技術(shù)和監(jiān)測設(shè)計(jì)等；2.臨時(shí)性和風(fēng)險(xiǎn)性大一般，基坑支護(hù)是臨時(shí)措施，支護(hù)結(jié)構(gòu)的安全儲備較小，風(fēng)險(xiǎn)大；3.地區(qū)性各地區(qū)基坑工程的地質(zhì)條件不同；4.環(huán)境條件要求嚴(yán)格地質(zhì)、施工因素復(fù)雜多變，氣候、季節(jié)、周圍水體均可產(chǎn)生重大變化。四基坑工程設(shè)計(jì)內(nèi)容1.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限狀態(tài)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足兩種極限狀態(tài)的要求。1)承載能力極限狀態(tài)基坑工程的承載能力極限狀態(tài)要求不出現(xiàn)以下各種狀況。(1)支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性破壞——擋土結(jié)構(gòu)、錨撐結(jié)構(gòu)折斷、壓屈失穩(wěn)，錨桿的斷裂等(2)基坑內(nèi)外土體失穩(wěn)——基坑內(nèi)外土體整體滑動(dòng)，坑底隆起，結(jié)構(gòu)傾倒或踢腳等破壞形式。(3)止水帷幕失效——坑內(nèi)出現(xiàn)管涌、流土或流砂。2)正常使用極限狀態(tài)基坑的正常使用極限狀態(tài)，要求不出現(xiàn)以下各種狀況。(1)基坑變形影響基坑正常施工、工程樁產(chǎn)生破壞或變位；影響相鄰地下結(jié)構(gòu)、相鄰建筑、管線、道路等正常使用。(2)影響正常使用的外觀或變形。(3)因地下水抽降而導(dǎo)致過大的地面沉降。2.基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的選型及地下水控制方式。(2)支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和變形計(jì)算。(3)基坑內(nèi)外土體穩(wěn)定性計(jì)算。(4)基坑降水、止水帷幕設(shè)計(jì)。(5)基坑施工監(jiān)測設(shè)計(jì)及應(yīng)急措施的制定。(6)施工期可能出現(xiàn)的不利工況驗(yàn)算。

以上設(shè)計(jì)內(nèi)容，可以分成三個(gè)部分：支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度變形和基坑內(nèi)外土體穩(wěn)定性設(shè)計(jì)；對基坑地下水的控制設(shè)計(jì)；施工監(jiān)測，包括對支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測和周邊環(huán)境的監(jiān)測。第二節(jié)基坑工程設(shè)計(jì)2.3.1支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的荷載及其組合(1)土壓力。(2)水壓力(靜水壓力、滲流壓力、承壓水壓力)。(3)基坑周圍的建筑物及施工荷載引起的側(cè)向壓力。(4)溫度應(yīng)力。(5)臨水支護(hù)結(jié)構(gòu)的波浪作用力和水流退落時(shí)的滲透力。(6)作為永久結(jié)構(gòu)時(shí)的相關(guān)荷載。其中，對一般支護(hù)結(jié)構(gòu)，其荷載主要是土壓力、水壓力。1.土壓力與水壓力1)靜止土壓力靜止土壓力標(biāo)準(zhǔn)值，可按下式計(jì)算：

e0ik＝（Σγ

jhj+q）K0i式中：e0ik

——計(jì)算點(diǎn)處的靜止土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；γ

j

——計(jì)算點(diǎn)以上第j層土的重度(kN/m3)，地下水位以上取天然重度，地下水位以下取浮重度；hj——計(jì)算點(diǎn)以上第j層土的厚度(m)；q——地面的均布荷載(kN/m2)；K0i——計(jì)算點(diǎn)處的靜止土壓力系數(shù)，宜由試驗(yàn)確定。2)主動(dòng)土壓力和被動(dòng)土壓力可按朗肯公式或庫侖公式；坑邊有超載情況下土壓力的計(jì)算，以及朗肯公式、庫侖公式參見土力學(xué)教材。3)水土分算法按朗肯理論計(jì)算主動(dòng)與被動(dòng)土壓力強(qiáng)度時(shí)，按下式計(jì)算：4)水土合算法

eaik＝Σγjhj+q）Kai-2ciKai1/2epik＝Σγjhj+q）Kpi+2ciKpi1/2式中：eaik、epik——計(jì)算點(diǎn)處的主動(dòng)、被動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)，當(dāng)eaik＜0時(shí)eaik=0；

q——地面均布荷載(kN/m2)；

γj

——計(jì)算點(diǎn)以上第j層土的重度(kN/m3)，

hj——第j層土的厚度(m)；

γw——水的重度(kN/m3)；

Kai、Kpi——計(jì)算點(diǎn)處的朗肯主動(dòng)、被動(dòng)土壓力系數(shù)，Kai=tan2(45°－?i/2)，Kpi=tan2(45°+?i/2)；

ci、?i——計(jì)算點(diǎn)處土的總應(yīng)力抗剪強(qiáng)度指標(biāo)5)滲流作用對土壓力的影響

在基坑內(nèi)外存在地下水位差，墻后土體的滲流作用，應(yīng)通過流網(wǎng)分析計(jì)算，計(jì)算過程比較繁瑣;

其綜合作用為：坑外主動(dòng)區(qū)總的水、土壓力值減小，這對支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力來說是有利的；坑內(nèi)被動(dòng)區(qū)總的水、土壓力值仍為減小，這對基坑的穩(wěn)定性是不利的。1.極限平衡法極限平衡法假設(shè)基坑外側(cè)土體處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)，基坑內(nèi)側(cè)土體處于被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，樁在水、土壓力等側(cè)向荷載作用下滿足平衡條件。常用的有：靜力平衡法和等值梁法。靜力平衡法和等值梁法分別適用于特定條件；另外，靜力平衡法和等值梁法計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)假設(shè)：(1)施工自上而下；(2)上部錨桿內(nèi)力在開挖下部土?xí)r不變；(3)立柱在錨桿處為不動(dòng)點(diǎn)。1)靜力平衡法計(jì)算懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)懸臂式支護(hù)樁主要靠插入土內(nèi)深度形成嵌固端，以平衡上部土壓力、水壓力及地面荷載形成的側(cè)壓力。靜力平衡法假設(shè)支護(hù)樁在側(cè)向荷載作用下可以產(chǎn)生向坑內(nèi)移動(dòng)的足夠的位移，使基坑內(nèi)外兩側(cè)的土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)。懸臂樁在主動(dòng)土壓力作用下，繞支護(hù)樁上某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，形成在基坑開挖深度范圍外側(cè)的主動(dòng)區(qū)及在插入深度區(qū)內(nèi)的被動(dòng)區(qū)，如圖2.5所示對上述計(jì)算圖形，H.Blum建議以圖2.6的圖形代替。在插入深度達(dá)到旋轉(zhuǎn)點(diǎn)以下部分的作用以一個(gè)單力Rc代替，在滿足繞樁腳C點(diǎn)ΣH＝0，cΣM＝0的條件，求得懸臂樁所需的極限嵌固深度。支護(hù)樁的設(shè)計(jì)長度L按下式計(jì)算：L=h+x+Kt(2-7)式中：h——基坑深度；x——坑底至樁上土壓力為零點(diǎn)的距離；K——經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，H.Blum建議K＝1.2。由圖2.6所示的模計(jì)算簡迎圖即可旺求得樁搏身各截念面的內(nèi)星力，最仇大彎矩沒的位置鄰在基坑懼底面以鋤下，可亭根據(jù)剪啞力為零飛的條件圣確定。2)靜力平衡釣法計(jì)算錨藏?fù)螕跬两Y(jié)波構(gòu)擋土結(jié)構(gòu)欠入土深度楚較小或坡辰腳土體較拐軟弱時(shí)，網(wǎng)可視擋土射結(jié)構(gòu)下端野為自由端園，用靜力駝平衡法計(jì)咳算插入深罪度、內(nèi)力(如圖2.7所示)。立柱入土傍深度可按提下式計(jì)算線：D=ξDmin仁(2-1軋0)式中：D——立柱入土板深度(m)；ξ——增大系數(shù)弱，對一、羨二、三級干邊坡分別瞎為1.5、1.4、1.3；Dmin皮——擋墻最財(cái)?shù)鸵慌硼I錨桿設(shè)譽(yù)置后，括開挖高池度為邊苦坡高度蹤蝶時(shí)立柱挪的最小日入土深野度(m)。立柱的掌內(nèi)力可條根據(jù)錨策固力和置作用于夏支護(hù)結(jié)癥構(gòu)上側(cè)睬壓力按仔常規(guī)方掘法計(jì)算姓。3)等值梁法逼計(jì)算錨撐戶擋土結(jié)構(gòu)擋土結(jié)床構(gòu)入土助深度較米大或?yàn)檎r層或摟坡腳土次體較堅(jiān)場硬時(shí)，召可視立瘦柱下端差為固定藝端，用且等值梁隨法計(jì)算初插入深喬度、內(nèi)徹力。對單支切點(diǎn)支護(hù)攝樁，如濁圖2.8(匠d)所示，在BC段中彎球矩圖的臭反彎點(diǎn)D處切斷，勇并在D處設(shè)置肝支點(diǎn)形團(tuán)成AD梁，則AD梁的彎勒矩將保關(guān)持不變隔。因此AD梁即為AC梁上AD段的等奸值梁。反彎點(diǎn)刑的位置獎(jiǎng)通常與漠基坑底蓄面下土尺壓力等蒼于零的儲位置相路近，因抖此應(yīng)用黑等值梁遞法計(jì)算廟時(shí)常以援土壓力越為零的崇位置代館替，如撲圖2.8捕(b)、圖2.8(億c)所示。等值梁法撿計(jì)算單支位點(diǎn)支護(hù)樁終的步驟如躁下。如圖2.8料(b)、圖2.8甲(c)所示，先耕求得土壓摧力為零點(diǎn)宰的D點(diǎn)的位置們，得等值悔梁AD，求得簡由支梁AD的支座反趙力TA及Pd。將DC段視為一絞簡支梁，責(zé)下部嵌固烤作用以一叮個(gè)單力Rc代替，由捉圖2.8倆(b)按Pd對C點(diǎn)的力瞞矩等于DC段上作枯用的土調(diào)壓力對C點(diǎn)的力鏡矩的條悄件求得x值，臨售界插入揭深度t0即可求得來。對多支點(diǎn)戰(zhàn)支護(hù)樁的畫等值梁法奧計(jì)算(如圖2.9所示)，原理適同等值康梁法計(jì)倘算單支蟲點(diǎn)支護(hù)腔樁。1.3.呢3基坑的穩(wěn)妙定性分析基坑工渣程的穩(wěn)矩定性主蠟要表現(xiàn)憤為以下她幾種形賞式：(1)整體穩(wěn)餅定性；(2)傾覆及滑煩移穩(wěn)定性謙；(3)基坑底隆應(yīng)起穩(wěn)定性臂；(4)滲流穩(wěn)定溜性。1.整體穩(wěn)定鐵性驗(yàn)算大量工程增實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)足表明，整昏體穩(wěn)定破限壞大體是腿以圓弧滑謝動(dòng)破壞面咽的形式出派現(xiàn)，條分涉法是整體拐穩(wěn)定分析爆最常使用萍的方法。起最危險(xiǎn)的渠滑動(dòng)面上質(zhì)諸力對滑柳動(dòng)中心所聾產(chǎn)生的抗沿滑力矩與毛滑動(dòng)力矩事應(yīng)符合下括式要求：MR/MS≥1.臣2(2隸-42)式中：MR——抗滑力矩焰；MS——滑動(dòng)力墊矩。對無支護(hù)杯結(jié)構(gòu)的基隙坑，驗(yàn)算高方法見土鏟力學(xué)教材鏈。對有支知護(hù)結(jié)構(gòu)的施基坑，需鴿計(jì)算圓弧臺切樁與圓撤弧通過樁魯尖時(shí)的基疼坑整體穩(wěn)儀定性，圓陷弧切樁時(shí)簽需考慮切種樁阻力產(chǎn)站生的抗滑稈作用，即潮每延米中掀樁產(chǎn)生的俘抗滑力矩Mp(如鳳圖2.老16蒙所示)董，可按嶼下式計(jì)困算。對于地隙下連續(xù)谷墻、重伙力式支貓護(hù)結(jié)構(gòu)d+Δd＝1.0塔m。當(dāng)滑動(dòng)弧邊面切于錨趨桿時(shí)，應(yīng)填計(jì)入弧外潔錨桿抗拉驚力對圓心輸產(chǎn)生的抗昆滑力矩。2.傾覆及癥滑移穩(wěn)障定性驗(yàn)副算重力式支句護(hù)結(jié)構(gòu)的野傾覆和滑誼移穩(wěn)定性殿驗(yàn)算的計(jì)竹算簡圖如慮圖2.1域7所示。。μ—急—墻底與冤土之間四的摩擦壩系數(shù)，筍當(dāng)無試館驗(yàn)資料儉時(shí)，可院?。簩︸{淤泥質(zhì)割土μ＝0.2～0.50，黏性土μ＝0.25～0.4，砂土μ＝0.4～0.50。樁墻式望懸臂支僻護(hù)結(jié)構(gòu)總的水平爹推移和賣抗整體攤傾覆穩(wěn)糕定驗(yàn)算攏應(yīng)滿足凡下列條呼件，如倘圖2.1雞8所示。式中：Ep、bp——分別為被夠動(dòng)側(cè)土壓搬力的合力肺及合力對舊支護(hù)結(jié)構(gòu)率底端的力逗臂；Ea、ba——分別為起主動(dòng)側(cè)它土壓力霜的合力醫(yī)及合力耐對支護(hù)李結(jié)構(gòu)底榆端的力役臂。湖北工業(yè)寧大學(xué)土木才與建筑學(xué)蹲院樁墻式錨襯撐支護(hù)結(jié)揉構(gòu)的水平炒推移和抗餓整體傾覆蕉穩(wěn)定驗(yàn)算淺應(yīng)滿足下緣瑞列條件，疊如圖2.1霧9所示。3.基坑底鍋隆起穩(wěn)賓定性驗(yàn)嶄算對飽和軟省黏土，抗炸隆起穩(wěn)定倉性的驗(yàn)算瓶是基坑設(shè)剩計(jì)的一個(gè)股主要內(nèi)容輪?；拥桌p土隆起，縱將會導(dǎo)致襪支護(hù)樁后堵地面下沉緒，影響環(huán)裁境安全和妄正常使用響。隆起穩(wěn)仍定性驗(yàn)算已的方法很禮多?？砂椿业鼗?guī)范雙推薦的以族下條件進(jìn)坑行驗(yàn)算(如圖2.20所示)：4.滲流穩(wěn)懼定性驗(yàn)擱算當(dāng)滲流力(或動(dòng)水壓盤力)大于土貧的浮重英度時(shí)，末土粒則面處于流漂動(dòng)狀態(tài)盜，即流籍土(或流砂)。當(dāng)坑底土上穿部為不透疾水層，坑欲底下部某羞深度處有之承壓水層挑時(shí)，應(yīng)進(jìn)抓行承壓水導(dǎo)對坑底土鋒產(chǎn)生突涌旁穩(wěn)定性驗(yàn)察算，如圖2.2閘2所示。1)允流土(分或流砂筆)穩(wěn)定受性驗(yàn)算滲流力(亦或動(dòng)水壓箏力)可由粉流網(wǎng)計(jì)算烏，也可按找以下簡化妖方法計(jì)算傘，如圖2掌.21槽所示。]2)艘突涌穩(wěn)而定性驗(yàn)皂算按下式那驗(yàn)算，費(fèi)如圖2痕.22稅所示散。1.3紀(jì).4內(nèi)支撐鮮的內(nèi)力視與截面玩計(jì)算內(nèi)支撐結(jié)裙構(gòu)的常用饒形式有平椒面支撐體血系和豎向凱斜撐體系企。一般情況贊下應(yīng)優(yōu)先應(yīng)采用平面耀支撐體系慌，對于開妻挖深度不搬大、基坑過平面尺度映較大或形面狀比較復(fù)貪雜的基坑填也可以采劃用豎向斜劇撐體系。一般情況求下，平面逼支撐體系幸應(yīng)由腰梁也、水平支驢撐和立柱趕三部分構(gòu)瞇件組成。呼豎向斜撐族體系通常登由斜撐、調(diào)腰梁和斜匪撐基礎(chǔ)等尼構(gòu)件組成范；當(dāng)斜撐轉(zhuǎn)長度大于駐15m月時(shí)，宜在扭斜撐中部宗設(shè)置立柱期。1.確作用在胳支撐系酒統(tǒng)上的館荷載及剪內(nèi)力分金析1)字荷載作用在支俱撐結(jié)構(gòu)上早的水平力蕩包括由水軋、土壓力披和坑外地作面荷載引潑起的支護(hù)撈樁對腰梁準(zhǔn)的側(cè)壓力懸;作用在擦支撐結(jié)償構(gòu)上的境豎向荷闊載應(yīng)包勁括結(jié)構(gòu)吳自重和限支撐上讀可能產(chǎn)蝴生的施客工活荷視載。2)內(nèi)冶力分析方摧法(1)誤形狀比較啦規(guī)則的基油坑，并采察用相互正屢交體系時(shí)塌，可采取坑以下簡化扛計(jì)算方法元：在水平險(xiǎn)荷載作壟用下，廢現(xiàn)澆混淋凝土腰躁梁的內(nèi)執(zhí)力與變厭形可按版多跨連矛續(xù)梁計(jì)義算。(2)值平面典形狀較惰為復(fù)雜積平面支離撐體系課，宜按裁平面框艙架模型星計(jì)算。2.支撐系嚼統(tǒng)構(gòu)件稼截面設(shè)侮計(jì)1)腰梁腰梁的截腫面承載力耍計(jì)算，一遭般情況下坑可按水平省方向的受景彎構(gòu)件計(jì)悔算。2)支撐支撐截稼面設(shè)計(jì)筋應(yīng)按偏耐心受壓私構(gòu)件計(jì)級算。3)立柱立柱的截暗面設(shè)計(jì)應(yīng)什按偏心受破壓構(gòu)件計(jì)拼算，開挖敘面以下立谷柱的豎向參承載力可統(tǒng)按單樁豎墻向和水平胃承載力驗(yàn)牽算。4)豎向斜撐豎向斜撐皮體系應(yīng)驗(yàn)必算以下內(nèi)勺容。(1)預(yù)留土坡茂的穩(wěn)定性顫驗(yàn)算。(2)斜撐截脊面承載掌力，近赤似按軸掀心受壓制構(gòu)件驗(yàn)捆算，受礙壓計(jì)算猜長度(不設(shè)立柱獨(dú)時(shí))取支撐脆全長。(3)圍檁截竿面承載蕉力驗(yàn)算緣瑞，同水課平支撐笨體系的雅圍檁驗(yàn)書算方法噴。(4)斜撐基礎(chǔ)剖驗(yàn)算，按有天然地基骨上的淺基波礎(chǔ)的設(shè)計(jì)奴方法驗(yàn)算煉其豎向承顆載力。(5)基礎(chǔ)壓罩桿可近列似按軸萍心受壓冶構(gòu)件驗(yàn)壩算截面集承載力毒。1.5基坑工倘程監(jiān)測1.5劃.1概述1.基坑工程假監(jiān)測的目堵的、必要?jiǎng)冃詸z驗(yàn)實(shí)犁際與理緣瑞論(或預(yù)測)的符合性液，判斷工櫻程的安全樣性；優(yōu)化寬設(shè)計(jì)(包括參嘉數(shù)、理省論)，指導(dǎo)后栗續(xù)工程核。2.基坑工程恥監(jiān)測項(xiàng)目誦與方法概閱述1.6基坑工榨程試驗(yàn)1.6夫.1錨桿試驗(yàn)常用的染錨桿試繁驗(yàn)有基舊本試驗(yàn)(測錨固釘體與巖帶土層粘乒結(jié)強(qiáng)度)、驗(yàn)收試廟驗(yàn)(檢驗(yàn)施稅工是否館符合設(shè)餃計(jì))、蠕變試目驗(yàn)(測量軟去土中錨奧桿隨時(shí)凈間推移點(diǎn)而應(yīng)力鞭下降、毫變形加影大的量急值)，其他錨桿試玩驗(yàn)尚有?。喝哄^鵝效應(yīng)試軋驗(yàn)(錨桿間距紀(jì)很小——小于10D或1m時(shí)做，D—鉆孔直徑)、抗震殊耐力試垂驗(yàn)、常霧規(guī)性試紗驗(yàn)(如材料雪強(qiáng)度、拴錨頭試賊驗(yàn)等)。錨桿試令驗(yàn)在錨固帆體灌漿強(qiáng)事度達(dá)到設(shè)籃計(jì)強(qiáng)度的90%后進(jìn)行貍。本書肥介紹前疫三種試沫驗(yàn)。需多次扣替換，球故應(yīng)選籮擇使用天行程較淡大者。搬試驗(yàn)時(shí)默必須確窮認(rèn)變位訴量測裝禁置在不晃受拉力偏影響范圍。由于飄試驗(yàn)時(shí)所孤加的拉力賴很大，要降考慮材料巴不均、壓辭力計(jì)誤差灑等不確定冠