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1、基坑支护结构设计一基坑侧壁安全等级的确定基坑支护结构设计与其它建筑结构设计一样，要求在规定的时间和规定的条件下，完成 各项预定功能。不同的基坑工程，其功能要求则不同。为了区别对待各种不同的情况,建 筑基坑支护技术规程(JGJ120-99)根据支护结构破坏可能产生后果的严重程度，把基坑侧 壁划分为不同的安全等级。建筑基坑支护结构设计应根据表 1 选用相应的侧壁安全等级及重 要性系数。基坑侧壁安全等级及重要性系数表 1安全等级破坏后果Y 0一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周围环境及 地下结构施工影响很严重；1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周围环境及 地下结构施工影响一般
2、；1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形，对基坑周围环境 及地下结构施工影响不严重0.90建筑基坑分级的标准各种规不尽相同，建筑地基基础工程施工质量验收规对基坑分 级和变形监控值的规定如表1-2。基坑变形监控值( cm)表 2级坑类别围护结构墙顶位移监 控值围护结构墙体最大位移监 控值地面最大沉降监控值一级基坑333二级基坑686三级基坑81010注：1.符合下列情况之一，为一级基坑： 重要工程或支护结构做主体结构的一部分； 开挖深度大于 10m； 与临近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以的基坑； 基坑围有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。2.三级基坑为开挖深度小于7m
3、,且周围环境无特殊要求的基坑。 3除一级和三级外的基坑属于二级基坑。4当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些要求。 基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算；对于安全等级为一级的及对支护结构 变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。二计算参数的确定基坑工程支护设计的主要计算参数，包括土的重力密度Y及土的抗剪强度指标c、创直。 对于超固结土，用常规试验方法进行剪切试验获得的粘聚力，包括真粘聚力和表观粘聚力两部分，其中表观粘聚力比真粘聚力要大的多。而超固结土一旦遇水，表观粘聚力迅速下 降至真粘聚力。因此应对试验给出的粘聚力值进行折减后，才能用于基坑工程设计。根
4、据地 区的工程经验，将c值乘以0.40.5的折减系数，给出设计计算参数C、和Y值。为了将土压力分布表为直线， ,应求出基坑底面以上及基坑底面至桩端处的平均土性指 标。Y平均重度：工厂 hi 1L hi平均粘聚力：L c - hLhi0平均摩擦角：Le hi thi根据地区的工程经验，鉴于本工程的实际情况，将c值乘以0.40.5的折减系数，给出 设计计算参数c、和Y值如表（二）所示：某基坑工程主要计算参数表 3层号岩土 名称层厚m实验给出参数设计计算参数C kPA0YKN/m3C kPAOYKN/m3+杂填土粉质 粘土2.822.616.018.011.316.018.0粉质 粘土1.648.6
5、18.019.121.918.019.1粉质 粘土3.940.520.519.618.220.519.6粘土4.355.415.020.222.215.020.2粘土1.645.015.020.120.215.020.1粘土4.594.614.520.337.814.520.3粉质 粘土1.5106.314.019.942.514.019.9三荷载计算作用在支护结构的荷载包括：土压力、水压力、施工荷载、地面超载等。 土压力：土压力是指土体作用在支护结构上的侧向压力，它是由土体的自重产生的。 地面荷载：地面临时荷载一般包括建筑材料、临时堆放待运弃土及施工机械等。地面 临时荷载可按2030KN/m
6、2计算，它基本上可以包罗现场各种各样的临时荷载。 水压力：在地下水位较高的地区，基坑外存在着水位差，将对支护结构产生水压力。 建筑基坑支护技术规程中建议，对于粘性土可采用水压力与土压力合算的方法，即对作 用在支护结构上的土压力，用土的天然重度和总应力抗剪强度指标进行计算，不另计水压力。作用在支护结构上的荷载，可按建筑基坑支护技术规程给出的支护结构水平荷载标 准值及水平抗力标准值计算表达式进行计算。1水平荷载标准值（主动土压力） 建筑基坑支护设计规程中规定：对于粉土及粘性土，支护结构水平荷载标准值可按 下式计算。e =g k - 2c kajkajk aiik ai式中。ajk作用于深度zj处的
7、竖向应力标准值；Q =C +Qajky0 k式中。牡一计算点深度zj处自重竖向应力；计算点位于基坑开挖面以上时：q =y zykmj j式中Ymj深度zj以上土的加权平均重度；专一计算点深度。计算点位于基坑开挖面以下时：Qhykmh式中7 mh 开挖面以上土的加权平均重度；o0k当支护结构外侧，地面作用满布附加荷载q0时，基坑外侧任意点附加竖向应力标准值，可按下式确定：q = q0 k0cik第i层土粘聚力标准值；Kai 第 i 层土主动土压力系数。aiKai=tan2（45 - ik/2）式中ik第i层土的摩擦角的标准值。由于土压力呈直线变化，按上述公式计算主动土压力时，可取三个计算点，即基
8、坑顶面 处（Z=0）、基坑底面处（Z=H）、基坑底面以下（ZH）。当按上述公式计算的基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时，则取其值为零。按上述公式计算主动土压力： 专=0时（基坑顶面处） a0k=18-0x0+30=30KN/m2Kao=tan2（45-16/2）=0.568V Kao= tan （45。-16。/2）=0.754cik=11.3kpaea0k=30x0.568-2x11.3x0.754=0 Zj=11.2m时（基坑底面处）为了将水平荷载分布表为直线，求zj11.2时(基坑底面以下)bajk =19.3x11.2+30=246.2 KN/m2e .k=246.2x0.536-2
9、X 18.0x0.732=105.6KN/m2ajk图（3-3）水平荷载标准值计算简图2水平抗力标准值（被动土压力）基坑侧水平抗力标准值epjk，按下式计算e =o K + 2c jKPjk pjk piik pib式中Pjk 作用于基坑底面以下深度Z.处的竖向应力标准值bPjk = Y .z.mjjYmj深度坷以上土的加权平均天然重度Zj基坑底面至计算点的距离Kpi 第 i 层土的被动土压力系数K = tan2（45。 /2）piik幷=0时（基坑底面处）o = y Zj=0pjk mic.k=22.2KN/m2ik i=15.0jky jk=20.2KN/m3jkVK=tan(45+15/
10、2)=1.303e .k=0+2x22.2x1.303=57.9KN/m2pjk z.=9.0m时(设hd=9m 桩端处)为了将水平抗力分布表为直线，求基坑底面以下zj=9m围的平均土性指标 平均重度：丫 m =(1.4X20.2+1.6X20.1+4.5X20.3+1.5X19.9)/9.0=20.2KN/m3平均粘聚力：cm=(.4X22.2+1.6X20.2+4.5X37.8+1.5X42.5)/9.0 =33.0KN/m2平均摩擦角： m=(15.0X 1.4+15.0X 1.6+14.5X4.5+14.0X 1.5)/9.0=14.6平均被动土压力系数：Kpm=tan2(45+14.
11、6/2)=1.674厂=tan(45o +14.6。/2) = 1.294mo ,k = Y Z=20.2x9.0=181.8KN/m2jk mi je ,v=181.8x1.674+2x33.0x1.294=389.7KN/tfk57.9KN/nI图（3-4）水平抗力标准值计算简图四单支点桩锚支护结构设计计算（等值梁法）建筑基坑支护技术规程规定，对单支点支护结构，可以用“等值梁”法确定其嵌固深 度及结构力。1“等值梁”法的基本原理“等值梁”法基本原理如图（3）所示：acbyiI2-TMmax。因此，当M1=Mmax时，Mmax为最小， 同时锚桩的入土深度及造价比也达到最小。故根据 M1=M 确定锚点的位置是最优的。max但在实际工程中，常常为了抢工期，不能等待锚 杆达到一定强度后才开挖，。因此，确定锚点设置深 度应留有一定余地，不能太大，以保证安全。综合考 虑支护结构变形和受力两方面的因素，单支点锚桩的 锚点设置深度应取hT0=O.4H左右为宜。单支点桩锚支护结构的计算简图，如图（3）所 示：3“等值梁“法计算力（ 1 ）确定弯矩
