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1、 第三章 高层建筑深基坑支护 知识目标： 了解支撑结构施工、深基坑支护结构监测等 理解排桩支护的设计计算、土锚设计计算、“ 逆筑法”施工原理等 掌握钢排桩、地下连续墙、土锚、土钉墙、水 泥土墙等施工工艺 能力目标： 能够具有初步的设计计算的能力 能够解释常见的深基坑支护类型的工艺原理 第一节 深基坑支护概述 一、深基坑工程的内容 基坑土方开挖的施工工艺一般有两种：放坡 开挖（无支护开挖）和在支护体系保护下的 开挖（有支护开挖）。前者既简单又经济， 但需具备放坡开挖的条件，即基坑不太深而 且具备基坑平面之外有足够的空间供放坡之 用。建筑密度很大的城市中心地带，往往不 具备基坑放坡开挖的条件，所以
2、只能采用支 护结构保护下的垂直开挖或基本垂直开挖。 在有支护开挖的情况下，基坑工程一般包 括如下内容： （1）基坑工程勘察； （2）基坑支护结构的设计与施工； （3）控制基坑地下水位； （4）基坑土方工程的开挖与运输； （5）基坑土方开挖过程中的工程监测； （6）基坑周围的环境保护。二、深基坑支护结构的设计 （一）基坑支护结构设计的原则 1.安全可靠：支护结构要满足强度、稳定 和变形的要求，确保基坑施工及周围环境 的安全； 2.经济合理：在支护结构的安全可靠的前 提下，从造价、工期及环境保护等方面经 过技术经济比较，最终确定具有明显优势 的方案； 3.便利施工：在安全经济合理的原则下， 要考虑
3、施工的可能性和方便施工。 （二）基坑支护结构设计的方法 基坑支护结构极限状态可分为下列两类： 1.承载能力极限状态：对应于支护结构达到最 大承载能力或基坑底失稳、管涌导致土体或支 护结构破坏，内支撑压屈失稳，支护桩墙锚杆 抗拔失效等； 2.正常使用极限状态：对应于支护结构的变形 已破坏基坑周边环境的平衡状态并产生了不良 影响，如引起周边相邻的建筑物倾斜、开裂； 道路沉降、开裂；周边的地下管线沉降变形开 裂等。 （三）基坑支护结构设计的内容 根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的 要求，基坑支护设计应包括下列内容： 1.支护体系的方案技术经济比较和选型； 2.支护结构的强度、稳定和变形计算；
4、3.基坑内外土体的稳定性验算； 4.基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗 设计； 5.基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体 的变形及其对基础桩、邻近建筑物和周边环境 的影响； 6.基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程 中的监测要求。 三、深基坑支护结构的安全等级 根据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99中3.1.3 规定 ，基坑侧壁的安全等级分为三级，不同等级采用相对 应的及重要性系数（见表3-1）。 基坑侧壁安全等级及重要性系数 表3-1 对于安全等级为一级、二级的建筑基坑侧壁， 尚应进行基坑支护结构水平位移计算。如武汉 地区深基坑技术指南中，对支护结构的最大水 平位移要求如下： 对
5、于安全等级一级的支护，应满足40mm ； 对于安全等级二级的支护，应满足100mm ； 对于安全等级三级的支护，应满足200mm 。 四、深基坑工程勘察 （一）开展勘察工作要求 在建筑地基详细勘察阶段，对需要支护的工程宜 按下列要求进行勘察工作。 1. 勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条 件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的12倍 范围内布置勘探点，当开挖边界外无法布置勘探 点时，应通过调查取得相应资料。对于软土，勘 察范围尚宜扩大； 2.基坑周边勘探点的深度应根据基坑支护结构设计 要求确定，不宜小于1倍开挖深度，软土地区应穿 越软土层； 3. 勘探点间距应视地层条件而定，可在1530m
6、 内选择，地层变化较大时，应增加勘探点，查明 分布规律。 （二）勘察内容 1.水文地质勘察 （1）查明开挖范围及邻近场地地下水含水层 和隔水层的层位、埋深和分布情况，查明各含 水层（包括上层滞水、潜水、承压水）的补给 条件和水力联系； （2）测量场地各含水层的渗透系数和渗透影 响半径； （3）分析施工过程中水位变化对支护结构和 基坑周边环境的影响，提出应采取的措施。 2.岩土勘察 岩土勘察一般应提供下述资料： （1）场地土层的类型、特点和土层性质； （2）基坑及围护墙边界附近，场地填土、暗浜、古河道及 地下障碍物等不良现象的分布范围与深度，表明其对基坑工 程的影响； （3）场地浅层潜水和坑底深
7、部承压水的埋藏情况，土层渗 流特性及产生流砂、管涌的可能性； （4）支护结构设计和施工所需的岩土工程测试参数： 土的常规物理试验指标； 土的抗剪强度指标； 室内或原位试验测试土的渗透系数； 特殊条件下应根据实际情况选择其它适宜的试验方法测试 设计所需参数。 3.基坑周边环境勘查 （1）查明影响范围内建（构）筑物的结构类型、 层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构 现状； （2）查明基坑周边的各类地下设施，包括上、下 水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道 的分布和性状； （3）查明场地周边和邻近地区地表水汇流、排泄 情况，地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响程 度； （4）查明基坑
8、四周道路的距离及车辆载重情况。（三）针对勘察所提出的建议 在取得勘察资料的基础上，针对基坑特点，应 提出解决下列问题的建议：1.分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质 ； 2.地下水的控制方法及计算参数； 3.施工中应进行的现场监测项目； 4.基坑开挖过程中应注意的问题及其防治措施 。 五、深基坑支护分类与选型 （一）深基坑支护结构的作用 支护结构，通常作为临时性结构，当基础施工完 毕即失去作用。有些支护结构的材料可以回收利 用，如钢板桩和一些临时性的工具式支撑。也有 一些支护结构属于永久支护，即可以作为基础结 构的组成部分，例如地下连续墙一般可以作为复 合式地下室外墙。 不管是哪一类支护结构，均具有挡土、挡水和保 护环境的作用，保护基础工程在施工安全的前提 下，尽力做到经济合理和便于施工。 （三）支护结构选型表3-3 支护结构选型表 六、深基坑支护结构设计荷载 作用在支护结构上的荷载包括主动土压力、静水 压力，以及由地面堆载、车辆、临近建筑物自重 和施工机械等产生的压力。
