隧道施工技术培训：深基坑工程技术讲座（2013版）

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1、 深基坑工程技术深基坑工程技术讲座内容一：深基坑工程概述二：深基坑支护结构类型选择三：基坑变形影响因素分析四：深基坑土压力五：基坑支护结构计算方法六：弹性支点法水平抗力系数七：柔性基坑支护变形解析计算八：软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究九：地下连续墙关键施工技术十：钻孔咬合桩关键施工技术十一： 深基坑工程监测与控制十二： 深基坑工程常见事故一、深基坑工程概述1.1 深基坑工程现状深基坑工程现状 基坑是指地下工程、市政工程、房屋建筑基础工程等施工时开挖的地下坑体。一般深于6m的基坑称为深基坑。为保证深基坑施工、主体地下结构安全和周围环境不受损害而采取的支护结构、降水、土体加固和土方开挖与回填以

2、及包括勘察、设计、施工和监测等，统称为基坑工程。一、深基坑工程概述基坑工程既是土力学基础工程中一个古老的传统课题，同时又是一个综合性的新型岩土工程难题，涵盖学科众多，如工程地质、基础工程、土力学、水力学、结构力学、材料力学、施工技术等，既涉及到土力学中典型的强度、稳定与变形问题，又涉及到水、土与支护结构的共同作用问题。一、深基坑工程概述有支护基坑工程一般包括以下内容：围护结构 支撑系统 土方开挖 降水工程 地基加固 监测 环境保护一、深基坑工程概述无支护放坡开挖基坑工程一般包括以下内容： 降水工程 地基加固及土坡护面 土方开挖 监测 环境保护一、深基坑工程概述深基坑工程的发展基于以下背景： 地

3、铁、人防、高层建筑地下室、地下车库及商场、大型桥梁、水利水电工程的截流围堰等都会面临深基坑工程问题。20世纪80年代以来，随着我国城市建设中地铁工程、各类建筑与市政工程、交通工程、水利水电工程的快速发展，基坑工程越来越多。一、深基坑工程概述尤其是90年代以来，基坑开挖与支护问题已经和正在成为我国建筑工程界的热点问题之一，基坑工程数量、规模、分布急剧增加。一、深基坑工程概述目前我国基坑工程呈现以下特征：（1）基坑向大、深方向发展；（2）在软弱地层中，基坑开挖会产生较大的位移和沉降，对周围建筑物、市政设施和地下管线产生严重威胁，基坑设计与施工已经由强度控制向基坑变形控制转化。一、深基坑工程概述1.

4、2 深基坑工程特点深基坑工程特点(l)基坑开挖不仅涉及土力学中典型的强度与稳定问题，又涉及变形间题，还涉及土与挡土支护的共同作用间题。深基坑工程是一项综合性的岩土工程难题。一、深基坑工程概述1.2 深基坑工程特点深基坑工程特点(2)随着城市高层建筑及地铁工程大量兴起，对深基坑开挖技术提出了更严格的要求，不仅要确保挡土支护结构的强度要求和边坡的稳定，还要满足变形控制的要求，以确保基坑周围的已有建筑物、地下管线及道路等的安全。一、深基坑工程概述1.2 深基坑工程特点深基坑工程特点(3)深基坑工程的施工对象是自然土，其性质千变万化，具有很强的地域特征，基坑设计及施工必须充分考虑地域特点及当地经验。一

5、、深基坑工程概述1.2 深基坑工程特点深基坑工程特点(4)深基坑工程包含挡土、支护、防水、降水和挖土等五个紧密相连的环节，其中某一环节失效都会导致整个工程的失败。调查表明，深基坑支护体系失效或部分失效导致的安全问题和环境问题约占工程事故总量的10%一15%，高地下水位软土地区可达20%。过大位移并导致相邻建筑物倾斜、道路陷裂、管道断裂错位的实例颇多。一、深基坑工程概述1.2 深基坑工程特点深基坑工程特点(5)深基坑工程的计算理论、方法还不完善、不成熟，因此基坑工程的信息化施工即显得更为重要。(6)基坑围护体系是临时结构，不应有过大的安全储备，因此具有风险性。(7)基坑工程具有很强的时空效应。软

6、粘土具有蠕变性，蠕变性将使土体强度降低，作用在围护结构上的土压力随时间变大。一、深基坑工程概述(8) 基坑工程具有很强的个性：除地区条件的不同外，与基坑相邻的建筑物、构筑物及地下管线的位置，重要性，抗变形的能力，基坑的深度，场地边界条件的制约等都影响到基坑支护体系的设计，使得每个基坑都需作出专门设计；(9) 基坑工程的设计与施工紧密相连，土方开挖的施工组织是否合理将对围护体系是否成功产生重要影响。一、深基坑工程概述1.3 深基坑工程难点深基坑工程难点 (1)一般情况下地铁及高层、超高层建筑都集中在市区，而市区的建筑密度大、人口密集、交通拥挤、施工场地狭小，深基坑工程施工条件很差。一、深基坑工程

7、概述1.3 深基坑工程难点深基坑工程难点 (2)地质条件不良 1)以上海为代表的沿江、沿海地区，表层为沉积饱和软粘土，其地基土强度很低，渗透系数很小，属高压缩性土;2)砂卵石层浅，如成都和北京西郊地区，地表下5、6m埋藏砂卵石层，挡土结构进入砂卵石层有较大难度;3)基岩较浅而其上层为淤泥质土层，如青岛等沿海地区，在这种情况下，要使挡土支护结构既能防渗、又能挡土嵌岩，施工难度较大一、深基坑工程概述1.3 深基坑工程难点深基坑工程难点 (3)高地下水位的不利影响。有的地区，地下原水位高，常见水位在地表下lm左右，给深基坑工程的施工造成诸多不利影响。一、深基坑工程概述1.3 深基坑工程难点深基坑工程

8、难点 (4)深基坑开挖所引起的挡土结构的变形是不可避免的，对周围环境势必造成影响。要减小其影响，尤其对软土地区深基坑施工来说，是一个很大的难题。不仅要考虑对邻近建筑物的影响，还要考虑对周围地下的煤气、电缆、电讯、上水和下水等管线的影响。深基坑工程与周围环境的关系应辩证地对待，应采取切合实际的措施将影响降低到允许限度以内。一、深基坑工程概述1.3 深基坑工程难点深基坑工程难点 (5)鉴于深基坑工程的复杂性和不确定性，迄今对深基坑及其支护结构尚没有一个成熟的计算理论和计算方法，这对深基坑工程的设计和施工来说，也是一个最大的难题。一、深基坑工程概述1.3 深基坑工程难点深基坑工程难点 (6)岩土性质

9、千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性，往往造成勘察所得的数据离散性大，且往往难以代表土层的总体情况，给深基坑工程的设计和施工增大了难度。一、深基坑工程概述1.4 深基坑施工面临主要问题深基坑施工面临主要问题（1）支护结构的变形及稳定性；（2）地面变形；（3）基坑整体稳定及坑底隆起 。 国内倒塌或出现较大事故的65个深基坑工程实例分析，支护结构产生较大变形的占15.4%，锚杆及内支撑失效占10.7%,降水不当占10.7%，整体失稳、坑底隆起仅占6.1%，环境破坏占9.2%，施工不当占22%，以上综合因素影响或其它原因占25.9%。 一、深基坑工程概述1.5 深基坑支护结构形式及分类深基坑

10、支护结构形式及分类 挡土支护结构是指在现场条件下不允许基坑维持其自然坡度情况下用于保持基坑开挖面稳定的结构物，其作用是，在挖土过程中使土壁保持稳定。挡土支护结构可按下列规定分类:一、深基坑工程概述1.5 深基坑支护结构形式及分类深基坑支护结构形式及分类 (l) (l)重力式挡土支护结构和柔性挡土支护结构重力式挡土支护结构和柔性挡土支护结构 重力式挡土支护结构(其厚度与基坑深度为同一数量级)是以其自身重力来维持在侧压力作用下的自身稳定。深层搅拌水泥土桩挡墙及高压旋喷桩帷幕墙等均属于此种结构类型。 柔性挡土支护结构其厚度远远小于长度和高度。这种结构除自立(悬臂)式结构外，常与锚拉或支撑杆件相结合，

11、以维持在侧压力作用下的自身稳定。钢板桩、H型钢桩、钢筋混凝土板桩和钻孔灌注桩及地下连续墙等属于此种结构类型。 水泥土重力式围护结构 适用条件：挖土深度不超过6米的软土基坑，场地条件允许时，对有机物含量很高的土要慎用或采取专门措施。优点：坑内无支撑便于挖土，隔水性能好。缺点：位移量较大，养护期较长，杂填土厚度大且含大块石时施工困难。一、深基坑工程概述1.5 深基坑支护结构形式及分类深基坑支护结构形式及分类(2)(2)悬臂式、单支点和多支点挡土支护结构悬臂式、单支点和多支点挡土支护结构 悬臂式挡土支护结构完全依靠嵌入土内足够深度来维持其稳定性，故嵌入深度是关键。对于软土地区，悬臂支护基坑深度一般不

12、大于4m；对属于一般粘性土地区且地下水位较深的地区(东北、华北及西北的大部分地区)，悬臂支护基坑深度一般不大于10m；否则不经济。 当基坑深度超过悬臂式支护合理基坑深度时，就必须增设横向支点(锚杆型、锚定板型和内撑型支点)。根据基坑深度和地层土质等条件，设置单支点及多支点(含两支点)，但设置条件，各地区差别较大。北京地区，通常的做法是:基坑深度h15m，则采用多层锚杆。天津地区的通常做法是:h9m，则采用多层锚杆。柔性支护内撑式围护结构内撑式围护结构由围护结构体系和内撑体系两部分组成。围护结构体系常采用钢筋混凝土桩排桩墙和地下连续墙型式。内撑体系可采用水平支撑和斜支撑。根据不同开挖深度可采用单

13、层水平支撑、二层水平支撑及多层水平支撑，分别如图1.3-6（a）（b）及（d）所示。当基坑平面面积很大，而开挖深度不太大时，可采用单层斜支撑如图1.3-6（c）所示。内撑式围护结构示意图内撑式围护结构优缺点内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管（或型钢）支撑两种。钢筋混凝土支撑体系的优点是刚度好、变形小，而钢管支撑的优点是钢管可以回收，且加预压力方便。 内撑式围护结构适用范围广，可适用各种土层和基坑深度。p优点：安全度较大。p缺点：内支撑给基坑挖土带来不便。 如基坑平面形状成近似正方形可采用拱圈作支撑，但需注意土压力的平衡。 拉锚式围护结构拉锚式围护结构由围护体系和锚固体系两部分组成，围护结构体系同于

14、内撑式围护结构。 锚固体系: 锚杆式（单层、二层、多层）需地基土提供较大锚固力； 地面拉锚式需有足够场地设置锚固物； 拉锚式围护结构示意图一、深基坑工程概述1.5 深基坑支护结构形式及分类深基坑支护结构形式及分类 (3)被动和主动制约 机制挡土支护结构 锚拉式、内撑式和悬臂式等挡土支护结构，均以挡土支护结构承受其后的侧压力，防止土体整体稳定性破坏，属于被动制约稳定机制。 土钉墙技术，则在土体内放置一定长度和分布密度的土钉体，同时增设钢筋网喷射混凝土面层，与土共同作用，构成复合土体，以弥补土体自身强度的不足，增强边坡土体自身稳定性，属于主动制约稳定机制。插筋补强也属这一机制。 土钉墙围护结构 土

15、钉一般通过钻孔、插筋和注浆来设置，传统上称砂浆锚杆。也有采用打入或射入方式设置土钉。边开挖基坑，边在土坡中设置土钉，在坡面上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，形成土钉墙围护结构。土钉墙围护结构的机理可理解为通过在基坑边坡中设置土钉，形成加筋土重力式挡墙起到挡土作用。土钉墙围护结构示意图如图1.3-8所示。一、深基坑工程概述二、基坑工程设计要点 1、基坑工程的安全等级 基坑工程的安全等级涉及工程安全及工程造价，合理确定一个工程的安全等级很重要但也比较困难。 国内有关规范对这个问题都有规定，其基本精神是一致的，但具体规定略有不同。浙江省建筑地基基础设计规范（DB33/1001-2003）

16、规定为： 基坑工程根据其重要性分为三个安全等级： 二、基坑工程设计要点基坑工程根据其重要性分为三个安全等级： （1）、符合下列条件之一时，属一级基坑工程： 1）软土地区基坑开挖大于8m时； 2）支护结构作为主体结构的一部分时； 3）在基坑开挖影响范围内有重要建（构）筑物或需严加保护 的管线时。（2）、开挖深度小于5m，且周围环境无特别要求时，属三级基坑工程；（3）、除一级和三级以外的均属二级基坑工程；（4）、对应于基坑工程安全等级的重要性系数为： 一级，0=1.1； 二级，0 =1.0； 三级，0 =0.9。 二、基坑工程设计要点国家行业规范建筑基坑支护技术规程（JGJ1202012）的规定：

17、基坑侧壁安全等记及重要性系数 安全等级破坏后果一级支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响很严重二级支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响严重三级支护结构失效、土体过大变形对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重二、基坑工程设计要点上海市标准基坑工程设计规程（DBJ08-61-97） 基坑工程根据其重要性分为以下三级：一级：1）支护结构作为主体结构的一部分时； 2）基坑开挖深度大于、等于10米时； 3）距基坑边两倍开挖深度范围内有历史文物、近代优秀建 筑物，重要管线等需严加保护时；二级：除一级和三级以外的均属二级基坑工程；三级：开挖深度小于

18、7米，且周围环境无特别要求时； 对于抗隆起，抗倾覆等稳定性验算，按不同等级的坑基规定了不同的安全系数。 每个工程应根据自己的具体情况，侧重于破坏产生的后果，综合各种因素决定重要性等级及0取值。二、基坑工程设计要点深圳市标准深圳市基坑基坑支护技术规范（SJG05-2011)二、基坑工程设计要点湖北省标准深基坑技术规定DB42/159-1998根据基坑开挖深度、邻近建筑物及管线与坑边距离、工程地质和水文地质条件等将基坑划分三个安全等级。基坑深度大于15米或处于复杂地质条件地层均为一级基坑。复杂地质条件是指有深厚软土或承压水埋藏浅。二、基坑工程设计要点2、当前，现行的相关主要标准规范有：JGJ120

19、-2012建筑基坑支护技术规程YB9258-97建筑基坑工程技术规范GB50497-2009建筑基坑工程监测技术规范DBJ08-61-97上海市标准基坑工程设计规程DBSJG05-2011深圳市标准基坑支护技术规范DB42/159-2004湖北省地方标准基坑工程技术规程GB50202-2002建筑地基基础工程施工质量验收规范GB50330-2002建筑边坡工程技术规范CECS222005岩土锚杆（索）技术规程GB50086-2001锚杆喷射混凝土支护技术规范二、基坑工程设计要点3基坑工程设计原则基坑工程设计原则（1） 基坑支护设计应规定其设计使用期限。基坑支护的设计使用期限不应小于一年。（2）

20、基坑支护应满足下列功能要求：1）保证基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路的安全和正常使用；2）保证主体地下结构的施工空间。（3） 基坑支护设计时, 应综合考虑基坑周边环境和地质条件的复杂程度、基坑深度等因素，明确支护结构的安全等级。对同一基坑的不同部位，可采用不同的安全等级。二、基坑工程设计要点（4 ）、）、支护结构设计时应采用下列极限状态： 承载能力极限状态1 1）支护结构构件或连接因超过材料强度而破坏，或因过度变形而不适于继续承受荷载，或出现压屈、局部失稳； 2 2）支护结构及土体整体滑动； 3 3）坑底土体隆起而丧失稳定； 4 4）对支挡式结构，坑底土体丧失嵌固能力而使支护结构推移或倾覆

21、； 5 5）对锚拉式支挡结构或土钉墙，土体丧失对锚杆或土钉的锚固能力； 6 6）重力式水泥土墙整体倾覆或滑移； 7 7）重力式水泥土墙、支挡式结构因其持力土层丧失承载能力而破坏； 8 8）地下水渗流引起的土体渗透破坏。二、基坑工程设计要点正常使用极限状态1 1）造成基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的支护结构位移； 2 2）因地下水位下降、地下水渗流或施工因素而造成基坑周边建（构）筑物、地下管线、道路等损坏或影响其正常使用的土体变形； 3 3）影响主体地下结构正常施工的支护结构位移； 4 4）影响主体地下结构正常施工的地下水渗流。二、基坑工程设计要点（5） 基坑支护设计

22、应按下列要求设定支护结构的水平位移控制值和基坑周边环境的沉降控制值：1 1 ）当基坑开挖影响范围内有建筑物时，支护结构水平位移控制值、建筑物的沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定，并应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007中对地基变形允许值的规定；当基坑开挖影响范围内有地下管线、地下构筑物、道路时，支护结构水平位移控制值、地面沉降控制值应按不影响其正常使用的要求确定，并应符合现行相关规范对其允许变形的规定； 二、基坑工程设计要点2 2） 当支护结构构件同时用作主体地下结构构件时，支护结构水平位移控制值不应大于主体结构设计对其变形的限值； 3 3） 当无本条第1款、第2款情况时，

23、支护结构水平位移控制值应根据地区经验按工程的具体条件确定。二、基坑工程设计要点（6）土压力及水压力计算、土的各类稳定性验算时，土、水压力的分、合算方法及相应的土的抗剪强度指标类别应符合下列规定：1）对地下水位以下的粘性土、粘质粉土，可采用土压力、水压力合算方法，土压力计算、土的滑动稳定性验算可采用总应力法； 2）对地下水位以下的砂质粉土、砂土和碎石土，应采用土压力、水压力分算方法，土压力计算、土的滑动稳定性验算应采用有效应力法。二、基坑工程设计要点n（7 7）基坑工程设计主要内容）基坑工程设计主要内容n 1）支护体系的方案比较和选型；n 2）支护结构的强度和变形计算；n 3）基坑稳定性验算；n

24、 4）围护墙的抗渗计算；n 5）地下水控制方案；n 6）挖土方案；n 7）监测方案与环境保护要求；n 8）应急措施。三、基坑开挖方法地铁车站常用施工方法：地铁车站常用施工方法：1、明挖顺筑法（放坡明挖法顺筑、明挖法顺筑、铺盖法明挖顺筑）2、盖挖逆筑法（全盖挖逆筑法、半盖挖逆筑法）3、暗挖法（洞桩法暗挖、浅埋暗挖法暗挖）4、明暗挖结合法等三、基坑开挖方法1 1、明挖顺筑法、明挖顺筑法（1 1）放坡明挖法顺筑：）放坡明挖法顺筑：工艺流程工艺流程: 施工准备基坑放坡土方开挖主体结构顺筑施工附属结构施工竣工优点优点: 施工速度快，造价相对较低，防水施工条件好，质量受控。缺点缺点: 施工场地及周边环境要

25、求高，需交通疏解，管线迁改、保护，基坑安全要求较高等。三、基坑开挖方法（2 2） 明挖法顺筑明挖法顺筑: :工艺流程工艺流程:施工准备围护结构施工基坑土方开挖及支撑主体结构顺筑施工附属结构施工竣工。优点优点:施工速度快，造价相对较低，防水施工条件好，质量受控。缺点缺点:施工场地要求高，需交通疏解，管线迁改、悬吊、保护，基坑安全要求高、风险大等。三、基坑开挖方法（3 3 ）铺盖法明挖顺筑：）铺盖法明挖顺筑：工艺流程工艺流程：施工准备围护结构施工基坑铺盖施工基坑土方开挖及支撑主体结构顺筑施工附属结构施工竣工。优点优点：施工速度快，造价相对较低，防水施工条件好，质量受控，交通疏解影响较小。缺点缺点：

26、需管线迁改、悬吊、保护，基坑安全要求高、风险大等。三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法铺盖法明挖顺筑车站施工（南京地铁二号线上海路站）期间交通组织方案案例三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法2 2、盖挖逆筑法、盖挖逆筑法（1 1）全盖挖逆筑法）全盖挖逆筑法工艺流程工艺流程：施工准备：施工准备围护结构施工（中立柱施工）围护结构施工（中立柱施工）顶板以上基坑土方开挖顶板以上基坑土方开挖主体结构顶板施工主体结构顶板施工第一第一层结构土方开挖层结构土方开挖第一层结构中板施工第一层结构中板施工第第n n层结构层结构土方开挖土方开挖第第n n层结构中板施工层结构中板施工附属结构施工附属结构施工竣竣

27、工。工。优点优点: : 施工场地要求较低，施工安全风险小，交通疏施工场地要求较低，施工安全风险小，交通疏解影响较小。解影响较小。缺点缺点：需管线迁改、支托保护，短期交通疏解，基坑：需管线迁改、支托保护，短期交通疏解，基坑降水要求高。防水施工条件差，工期长。降水要求高。防水施工条件差，工期长。三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法（2 2） 半盖挖逆筑法：半盖挖逆筑法：工艺流程：施工准备工艺流程：施工准备围护结构施工（中立柱施工）围护结构施工（中立柱施工）顶板以上基坑土方开挖顶板以上基坑土方开挖主体结构顶板施工主体结构顶板施工第一第一层结构土方开挖层结构土方开挖第一层结构中板施工第一层结构中板施工第第

28、n n层结构层结构土方开挖及支撑土方开挖及支撑第第n n层结构顺筑施工层结构顺筑施工附属结构施附属结构施工工竣工。竣工。优点优点：施工场地要求较低，施工安全风险小，交通疏：施工场地要求较低，施工安全风险小，交通疏解影响较小。解影响较小。缺点缺点：需管线迁改、支托保护，短期交通疏解，基坑：需管线迁改、支托保护，短期交通疏解，基坑降水要求高，防水施工条件较差，工期较长。降水要求高，防水施工条件较差，工期较长。三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法3、暗挖法 （1） 洞桩法暗挖:工艺流程：施工准备围护结构及中立柱导洞施工（底纵横梁导洞施工）围护结构及中立柱施工第一层结构土方

29、开挖及初期支护第一层结构衬砌施工第n层土方开挖及初期支护第n层结构衬砌施工附属结构施工竣工优点:施工场地要求较底，施工安全风险小，交通疏解影响较小。能有效维持地面现状。缺点：基坑降水要求高。防水施工条件差，工期长，造价高。 三、基坑开挖方法（2） 浅埋暗挖法:工艺流程：施工准备竖井施工结构分部暗挖隧道开挖及初期支护施工结构分部暗挖隧道二次衬砌施工附属结构施工竣工优点：施工场地要求较底，施工安全风险小，交通疏解影响较小。能有效维持地面现状。缺点：地质条件要求高。防水施工条件差，施工安全风险较高，工期长，造价高。三、基坑开挖方法w明挖和盖挖法是施工地铁地下车站的主要方法。w明、盖挖修建地铁地下车站

30、较为安全，工期较短，也较经济。w做好基坑支护设计与施工是保证安全的关键。三、基坑开挖方法基坑开挖与支撑安装施工原则 基坑开挖与支撑安装遵循“时空效应”的原理，在开挖过程中掌握好“分层、分部、对称、平衡、限时”五要点，遵循“纵向分段、竖向分层、横向分块、先撑后挖、快速封底施做底板、待底板砼强度达到设计要求后再开挖下一结构流水段土方”的施工原则。三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法三、基坑开挖方法基坑开挖和支撑安装控制要点（1）土体开挖临时纵向坡度视降水效果决定土体相应稳定临时放坡坡度。（2）当降水效果好时，纵坡不陡于1：3，每次分层开挖厚度不大于2米，减载平台高度不大

31、于4米，长度不小于46米。三、基坑开挖方法（3）开挖边坡防护和支撑架设时间控制在612小时内，基坑纵向分段单元开挖长度不大于底板分段长度加4米。（4）土方开挖过程注意保护降水井，保证基坑持续的降水效果。（5）基坑开挖过程专人观察围护结构渗漏水，有渗漏及时封堵。 三、基坑开挖方法（6）最后20cm土方人工进行开挖，快速封底后及时施做底板和流水段结构。（7）基坑中间有格构柱的，支撑应与横担用钢抱箍进行连接，支撑于横担间用木楔塞紧，如有变形及时进行调节。（8）基坑开挖施工中，加强基坑变形、支撑轴力、地面沉降、管线沉降、建筑物沉降等监测，及时反馈，信息化指导施工。三、基坑开挖方法基坑开挖到底后应及时施

32、作垫层砼封底，不允许长时间暴露，并应在最短的时间内将结构底板施作完毕，只有当结构底板砼有了一定的强度后，基坑安全才真正有了保障。地铁深基坑工程施工须以结构底板施工作业线为地铁深基坑工程安全风险控制的关键工序来组织。严格控制地铁深基坑周边荷载。三、基坑开挖方法放坡开挖1.放坡开挖较经济；2.无支撑，作业空间大；3.适合基坑四周空旷且无临近建筑设施；三、基坑开挖方法悬臂支护下开挖1.适合于开挖较浅、地质条件较好、周围环境保护要求较低的基坑工程；2.基坑开挖无支撑干扰，工期较短。三、基坑开挖方法重力挡墙支护下开挖1.适合于开挖较浅基坑工程；2.施工简便、造价经济；3.环境保护要求高、地层较软弱时慎用

33、。三、基坑开挖方法挡墙加锚杆支护下开挖1.适合于锚杆锚固效应较好的地层；2.锚杆施工范围内无障碍物，周边环境允许打设锚杆；3.无内支撑，基坑开挖及主体工程施工方便，工期快，造价也较经济。二、基坑开挖方法有支护分层开挖1.可适用于软弱地基或开挖深度较深基坑；2.按考虑时空效应的开挖、支撑施工工艺，可有效控制基坑变形，适合软土地层、周边环境复杂基坑；3.开挖机械施工空间受限，支撑布置需考虑主体施工要求，换拆支撑施工复杂。1.适合于开挖面积较大、基坑支撑作业复杂、施工场地紧张基坑；2.基坑中间先开挖、围护结构内侧先留土堤后设斜撑。软弱地层中基坑变形较大；3.支撑用量较省；4.支撑撑于主体部位的结构需

34、验算并作构造处理5.施工缝处理复杂。三、基坑开挖方法中心岛式开挖二、基坑开挖方法壕沟式开挖1.适合于开挖面大而全面开挖施工场地困难的基坑；2.地下主体工程需分次施工，围护结构需作二次。三、基坑开挖方法逆作法(半逆作法)开挖1.适用于市区施工场地紧张、地质条件差、周边环境保护要求高基坑2.通常作为基坑围护的地连墙兼作主体结构；3.主体结构地下和地上可同时施工，节约工期，一定条件下可节约造价；4.施工时无需中断地面需交通。三、基坑开挖方法沉井(沉箱)开挖1.用于软弱地层及地下水较丰富的基坑；2.设计及施工合理的条件下，可用于环境保护要求较高的基坑，在一定条件下也可能成本低、工期短。四、围护结构类型

35、钢板桩1.钢板桩系工厂成品，强度、尺寸精度等质量有保证；2.可回拔修正再使用；3.施工方便，工期短；4.设置支撑，可适合与较深基坑；5.施工中须注意接头防水；6.钢板桩刚度小，基坑变形大；打拔桩噪音大，且易导致土体变形、沉陷。四、围护结构类型预制混凝土板桩1.施工方便、快捷，造价低、工期短；2.打桩振动及挤土对周边环境影响大，不适合在建筑密集区使用；接头防水效果差；不适合在硬土地层中施工。四、围护结构类型主桩横列板1.施工方便、造价低、适合于开挖较浅的市政排管工程；2.止水性较差，软弱地基容易产生坑底隆起；基坑开挖变形大。四、围护结构类型钻孔灌注桩1.适用范围广，但砂砾及卵石地层中慎用；2.施

36、工噪音、振动小，对周边环境影响小；3.防水性差，地下水丰富时要结合其它防水措施，如搅拌桩、旋喷桩止水帷幕等；整体刚度不及地连墙；成桩质量与施工工艺关系密切，需作排污处理四、围护结构类型挖孔灌注桩1.施工方便、造价低、工期短、成桩质量易控制；2.施工及劳动保护条件差，存在一定安全风险；3.地下水丰富地层成孔困难。四、围护结构类型地下连续墙1.施工噪音低、振动小、止水效果较好、整体刚度大，对周围环境影响小；2.适合软弱地层及周边建筑密集的深基坑；3.可近邻建筑物及建筑红线施工，可增加场地及建筑物面积使用率；4.泥浆处理、水下混凝土浇筑工艺复杂，造价高；四、围护结构类型水泥土搅拌桩挡墙1.适合于软土

37、地区、环境保护要求不高，深度7m的基坑工程；2.施工低噪声，低振动，结构止水性较好，造价经济；3.围护挡墙较宽，一般需34m，需占用基地红线内一部分面积。四、围护结构类型高压旋喷桩挡墙1.适合于软土地区环境保护要求不很高且挖深小于7m的基坑；2.施工低噪声、低振动，对周围环境影响小，止水性好；3.自立式水泥土挡墙，墙体较厚需占用基坑红线内一部分面积；4.施工需作排污处理，工艺复杂、造价高；三、围护结构类型SMW工法桩1.施工低噪声，对周围环境影响小；结构止水性好，结构强度可靠，适合于各种土层，配以多道支撑，可适用于深基坑；此施工方法作为围护结构具有较大发展前景。四、围护结构类型1.灌注桩作受力

38、结构，搅拌桩作止水结构；施工方便、低噪声、低振动，造价经济，止水效果较好；搅拌桩与灌注桩结合可形成连拱型结构，搅拌桩作受力拱，灌注桩作支承拱脚，沿灌注桩竖向设置道数适量的支撑，这种组合式结构可因地制宜取得较好的技术经济效果灌注桩与搅拌桩结合四、围护结构类型沉井1.沉井施工占地面积小，挖土量少；应用于工程用地与环境条件受到限制或埋深较大的地下构筑物施工中；沉井施工只要措施选择恰当，技术先进，沉井施工法可适用于环境保护要求较高和地质条件较差的基坑工程五、围护结构选型（挖深6米）沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高方案1：搅拌桩（格构式)挡

39、土墙；方案2：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水，设一道支撑；方案3：环境允许，可用钢板桩或预制板桩，设12道支撑；方案4：狭长排管工程可采用主柱横挡板。地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低方案1：场地允许可放坡开挖；方案2：灌注桩悬臂支护或设一道支撑；方案3：土层适于打桩，而环境又允许时可采用钢板桩；五、围护结构选型（深611米）沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高方案1：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水，设一至二道支撑；方案2：围护结构兼做主体结构时，可采用设支撑的地连墙；方案3：

40、环境允许，可用钢板桩，设23道支撑；方案4：可采用SMW工法桩。地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低方案1：灌注桩加锚杆或内支撑；方案2：可采用钢板桩支护加数道拉锚；方案3：场地允许可采用较陡的放坡开挖坡面喷锚混凝土及锚杆支护，或采用土钉墙；五、围护结构选型（深1114米）沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高方案1：灌注桩后加搅拌桩或旋喷桩止水，设三至四道支撑；方案2：环境要求高或围护结构兼做主体结构时，可采用设支撑的地连墙；方案3：可采用SMW工法桩。方案4：特殊构筑物特殊

41、情况下可采用沉井（箱）地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低方案1：灌注桩加锚杆或内支撑；方案2：条件允许，环境保护要求不高时，可考虑采用放坡开挖，坡面喷锚混凝土及锚杆支护，或采用土钉墙；方案3：可研究应用SMW工法；五、围护结构选型（深大于14米）沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高沿海软土地区、地下水较高方案1：有支撑的地连墙或钻孔咬合桩；方案2：对于特殊地下构筑物，特殊情况下可采用沉井（箱）；地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低地质条件较好、地下水较低方案1：

42、有类似工程经验时，可采用灌注桩加锚杆或内支撑；方案2：有支撑的地连墙或钻孔咬合桩；方案3：场地允许，环保要求不高，有类似工程经验，可采用放坡开挖，坡面喷锚混凝土及锚杆支护，或采用土钉墙；六、支撑结构类型支撑结构是承受围护墙所传递的水土压力的结构体系，支撑体系包括围檩、支撑、立柱等。挡土应力传递路径为：围护墙围檩支撑；地质条件较好地层中，可用锚杆或拉锚代替支撑。钢支撑特点钢支撑特点钢支撑特点钢支撑特点安装、拆除施工方便，可周转使用，支撑中可加预应力，可调整轴力而有效控制围护墙变形；施工工艺要求较高，如节点和支撑结构处理不当，施工支撑不及时不准确，会造成失稳。钢筋混凝土支撑特点钢筋混凝土支撑特点钢

43、筋混凝土支撑特点钢筋混凝土支撑特点混凝土支撑刚度大，变形小，强度的安全可靠性强，施工方便，但支撑浇制和养护时间长，围护结构处于无支撑暴露状态的时间长、软土中被动区土体位移大，如对控制变形较高要求时，需对被动区软土进行加固。施工工期长，拆除困难，爆破拆除对周围环境有影响。六、支撑结构类型七、支撑布置形式直交式布置在软土地层、环境保护要求高条件下，直交式是最常用布置形式；安全稳定，利于控制墙体位移；支撑布置和挖土设备及工艺不协调时，主体结构施工较困难。七、支撑布置形式井字型集中式布置一般采用钢筋混凝土支撑，在环境保护要求不高时，可将直交支撑集中布置成井字型，以方便土方开挖及主体结构施工；七、支撑布

44、置形式角撑式布置方便土方开挖和主体工程施工；整体稳定性及变形控制效果不及水平直交式或井字型集中布置形式；七、支撑布置形式边桁架式布置方便土方开挖和主体工程施工；整体稳定性及变形控制效果不及水平直交式或井字型集中布置形式；七、支撑布置形式圆形环梁布置将支撑体系受力主构件化为圆形结构，受力条件较好；方便土方开挖及主体工程施工；在坑外荷载不均匀、土性软硬差异较大时，此布置形式应慎用。七、支撑布置形式垂直对称布置适用于地铁车站、隧道等长条形基坑；七、支撑布置形式竖向斜撑节省立柱和支撑材料；有利于开挖面积较大而深度较浅的基坑，在软土地层中，不利于控制基坑稳定和变形；七、支撑布置形式拉锚方便土方开挖及主体

45、工程施工；只适用于周围场地具有拉设锚定的环境和地质条件。；七、支撑布置形式锚杆方便土方开挖及主体工程施工；只适用于周围场地具有拉设锚杆的环境和地质条件。；八、基坑变形控制等级标准（特级)地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面最大沉降量0.1%H；围护墙最大水平位移0.14%H；抗隆起安全系数2.2环境保护要求环境保护要求环境保护要求环境保护要求离基坑10米，周围有地铁,共同沟、煤气管、大型压力总水管等重要建筑及设施必须确保安全八、基坑变形控制等级标准（一级)地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面

46、沉降及墙侧移控制要求地面最大沉降量0.2%H；围护墙最大水平位移0.3%H；抗隆起安全系数2.0环境保护要求环境保护要求环境保护要求环境保护要求离基坑周围H范围内设有重要干线、水管、大型在使用的构筑物、建筑物。八、基坑变形控制等级标准（二级)地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面最大沉降量0.5%H；围护墙最大水平位移0.7%H；抗隆起安全系数1.5环境保护要求环境保护要求环境保护要求环境保护要求离基坑周围H范围内设有较重要的支线管道和一般建筑、设施。八、基坑变形控制等级标准（三级)地面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地

47、面沉降及墙侧移控制要求地面沉降及墙侧移控制要求地面最大沉降量1.0%H；围护墙最大水平位移1.4%H；抗隆起安全系数1.2环境保护要求环境保护要求环境保护要求环境保护要求在基坑周围30米范围内设有需保护建筑设施和管线、构筑物。九、支护结构类型选择9.1 选择支护结构类型需考虑的因素选择支护结构类型需考虑的因素（1）基坑开挖深度；（2）边坡允许坡度；（3）坑壁土体物理力学性质；（4）地下水位情况；（5）坑边地表超载范围及大小；（6）周围环境（周边建筑物及管线情况）；（7）基坑允许变形；（8）施工因素（施工单位技术水平和设备状况等）九、支护结构类型选择9.2 支护结构设计需考虑的荷载支护结构设计需

48、考虑的荷载（1）水土压力；（2）地面超载；（3）施工荷载；（4）坑边邻近建筑物荷载；（5）当支护结构兼作主体结构时，应考 虑人防及地震荷载。九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支 护 结 构 类型施工及场地条件地质条件 基坑深 备注钢板桩地下水位较 高 ;邻近基坑边无重要建筑物或地下管线。软土，淤泥，淤泥质土。10m优点：板桩系工厂制品，质量及接缝精度均能保证；有一定的挡水能力；施工迅速；能重复使用。缺点：打桩挤土，拔出时又带出土体；在砂砾层及密砂中施工困难；刚度较排桩与地下连续墙小。适用于地下水位较高、水量较多、软弱地基及深度不太大的基坑。九、支护结构类型选择

49、9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支 护 结 构 类型施工及场地条件地质条件 基坑深 备注H型钢桩加横档板地下水位较低；邻近基坑边无重要建筑物或地下管线。粘土砂土25m优点：材料采购容易；施工简单迅速；拔桩作业简单，主桩可重复使用。缺点：整体性差；止水性差；打拔桩噪声大；拔桩后留下孔洞需处理；在卵石地基中较难施工；地下水位高时需降水。九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件地质条件 基坑深 备注深层搅拌水泥土桩挡墙基坑周围不具备放坡条件，但具备挡墙的施工宽度；邻近基坑边无重要建筑物或地下管线软土、淤泥质土12m优点：水泥土实体

50、相互咬合较好，比较均匀。桩体连续性好，强度较高；既可挡土又可形成隔水帷幕；适用于任何平面形状；施工简便。缺点：坑顶水平位移较大；需要有较大的坑顶宽度九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件地质条件基坑深 备注悬臂桩排式挡土结构基坑周围不具备放坡条件或重力式挡墙的宽度；邻近基坑边无重要建筑物或地下管线软土地区；一般粘性土4m软土地区)；10m(一般粘性土)优点：施工单一，不需支锚系统；基坑深度不大时.从经济性，工期和作业性方面分析为较好的支护结构型式。缺点：对土的性质和荷载大小较敏感；坑顶水平位移及结构本身变形较大，变形较大时可选用双排桩或多

51、排桩体系。九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构 类型施工及场地条件地质条件基 坑深 备注支撑排桩挡土结构基坑平面尺寸较小；或邻近基坑边有深基础建筑物；或基坑用地红线以外人允许占用地下空间；邻近地下管线需要保护不限 20m优点：受地区条件、土层条件及开挖深度等的限制较少；支撑设施的构架状态单纯，易於掌握应力状态，易於实施现场监测。缺点：挖土工作面不开阔；支撑内力的计算值与实际值常不相符，施工时需采取对策；九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件地 质条件基坑深 备注锚 杆排 桩 挡土结构基坑周围施工宽度

52、狭小。邻近基坑边有建筑物或地下管线需要保护，邻近基坑边无深基础建筑物；或基坑用地红线以外允许占用地下空间锚杆的锚固段要求有较好土层，其余不限30m优点：用锚杆取代支撑可直接扩大作业空间，进行机械化施工；开挖面积特大时，或开挖平面形状不整齐时，或建筑物地下层高差复杂时，或倾斜开挖且土压力为单侧时采用锚杆较支撑有利。缺点：挖土作业需分层进行；当基坑用地红线以外不允许占用地下空间时，需采用拆卸式锚杆九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件地质条件基坑深 备注地下连续墙基坑周围施工宽度狭小；邻近基坑边有建筑物或地下管线需要保护不限60m优点：低振动

53、、低噪声、刚度大、整体性好，变形小，故周围地层不致沉陷。地下埋设物不致受损，任何设计强度、厚度或深度均能施工；止水效果好，施工范围可达基坑用地红线，故可提高基地使用面积；可作为永久结构的一部分。缺点：工期长；造价高；采用稳定液挖掘沟槽，废液及废弃土处理困难；需有大型机械设备。九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件地 质条件基 坑深 备注土钉墙基坑周围不具备放坡条件；邻近基坑边无重要建筑物、深基础建筑物或地下管线一般粘性士、中密以上砂土15m优点：土钉与坑壁土通过注浆体、喷射混凝土面层形成复合土体、提高边坡稳定性及承受坡顶荷载的能力；设备简

54、单，施工不需单独占用场地；造价低；振动小，噪声低。缺点：在淤泥，松砂或砂卵石中施工困难；上体内富含地下水施工困难；在市区内或基坑周围有需要保护的建筑物时，应慎用土钉墙九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支 护 结构类型施工及场地条件地 质条件基 坑深 备注环内支撑桩墙支护结构基坑周边施工场地狭窄或有相邻重要建筑物，且基坑尺寸较大可塑以上粘性土20m对下列条件，可选用环形内支撑排桩支护结构：相邻场地有地下建筑物，不宜选用锚杆支护时；为保护场地周边建筑物，基坑支护桩不得有较大内倾变形时；场地土质条件较差，对支护结构有较大要求时。九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常

55、用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件地 质条件基 坑深 备注组合支护结构邻近基坑边有重要建筑物或地下管线，基坑周边施工场地狭窄不限30m单一支护结构型式难以满足工程安全或经济要求时，可考虑组合式支护结构；其型式应根据具体工程条件与要求，确定能充分发挥所选结构单元特长的最佳组合型式九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件 地质条件基 坑深 备注逆作法或半逆作法支护结构基坑周边施工场地狭窄；邻近基坑边有重要建筑物或地下管线不限20m优点：以地下室的梁板作支撑，自上而下施工，变形小，节省临时支护结构：可以地上、地下同时施工，立

56、体交叉作业，施工速度快；适用于开挖平面不规则、基地高低不平或侧压力不平衡等作业条件下的工程。缺点：挖土施工比较困难；节点处理比较困难九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类型选择支护结构类型施工及场地条件 地质条件基 坑深 备注地面水平拉结与支护桩结构基坑周围场地开阔；有条件采用预应力钢筋或花兰螺丝拉紧一般粘性土、砂土12m在挡土桩上端采用水平拉结，其一端与挡土桩连接，另一端与锚梁或锚桩连接，可以作预应力张拉端，也可以用花兰螺丝拉紧。优点。施工简单；节省支护费用。缺点：因锚梁或锚桩要在稳定区内，故要有一定的场地九、支护结构类型选择9.3 基坑支护常用类型选择基坑支护常用类

57、型选择支护结构类型施工及场地条件 地质条件基 坑深 备注支护结构与坑内土体加固的复合式支挡基坑内被动土压力区土质较差，或基坑较深，防止基坑支护结构过大变形或坑底土体隆起可塑粘性土20m坑内加固目的：减少挡上结构水平位移；弥补墙(桩）体插入深度不足；抗坑底隆起；抗管涌。被动区加固方法：注浆法、深层搅拌桩法和旋喷桩法等。十、基坑变形影响因素分析支撑预应力对侧移、沉降影响比较分析支撑预应力对侧移、沉降影响比较分析 各支撑预应力对墙侧移影响各支撑预应力对地表沉降影响十、基坑变形影响因素分析支撑预应力对侧移、沉降包络面积影响支撑预应力对侧移、沉降包络面积影响各支撑预应力对墙侧移包络面积影响各支撑预应力对

58、地表沉降包络面积影响十、基坑变形影响因素分析各基坑变形量对各道支撑预应力敏感度各基坑变形量对各道支撑预应力敏感度不同基坑变形量对不同支撑预加轴力变化表现出不同的敏感度表中um、vm、A、S分别为支撑预加轴力N引起的支护侧移、地表沉降、侧移面积、沉降面积变化量。工况 um/ N vm/ N A/NS/N支撑1支撑2支撑3支撑40.02290.00340.00760.0044 0.0237 0.0059 0.0075 0.0041 0.7588 0.1462 0.0840 0.0447 0.6350 0.1681 0.1408 0.0940十、基坑变形影响因素分析支撑预应力对基坑变形影响分析支撑预

59、应力对基坑变形影响分析1.连续墙最大侧移及坑周地表最大沉降量对对第一道支撑预加轴力最为敏感；其次是第三道支撑；最后是第二、四道支撑，且二者比较接近。2.支护结构侧移曲线包络面积和地表沉降曲线包络面积对不同支撑预加轴力的敏感度表现出随支撑位置自上而下依次减小。也即二种曲线包络面积对第一道支撑预加轴力的变化最为敏感；其次是第二道支撑；最后是第三道、第四道支撑。十、基坑变形影响因素分析支撑刚度对侧移、沉降影响分析支撑刚度对侧移、沉降影响分析 为探讨支撑刚度对基坑变形的影响，将各道支撑截面面积按同一比例变化，五种不同的支撑截面面积变化情况见下表，其中：Ai为第i道支撑实际截面面积。情况支撑1截面积支撑

60、2截面积支撑3截面积支撑4截面积情况1情况2情况3情况4情况50.2A10.6A11.0A12.0A14.0A10.2A20.6A21.0A22.0A24.0A20.2A30.6A31.0A32.0A34.0A30.2A40.6A41.0A42.0A44.0A4十、基坑变形影响因素分析支撑刚度对侧移、沉降曲线影响支撑刚度对侧移、沉降曲线影响支撑刚度对侧移、沉降曲线影响支撑刚度对侧移、沉降曲线影响五种不同支撑刚度墙侧移曲线五种不同支撑刚度沉降曲线十、基坑变形影响因素分析支撑刚度对最大侧移、最大沉降影响支撑刚度对最大侧移、最大沉降影响支撑刚度对连续墙最大侧移影响支撑刚度对地表最大沉降影响十、基坑变

61、形影响因素分析五种不同支撑刚度下基坑各变形量值五种不同支撑刚度下基坑各变形量值情况连续墙最大侧移（mm）地表最大沉降（mm）墙侧移曲线包络面积（m.mm）地表沉降曲线包络面积（m.mm）情况1情况2情况3情况4情况559.4650.6748.0746.0744.8946.4634.8431.7829.6028.42955.76797.15759.84731.09714.32978.57726.36660.70614.06587.30十、基坑变形影响因素分析支撑刚度对基坑变形影响小结支撑刚度对基坑变形影响小结1.随着支撑刚度的增大，支护的位移逐渐减少，但当支撑刚度达到一定量级后，对基坑变形的影响

62、将逐渐衰减。 2.当前地铁车站基坑普遍采用的钢管支撑刚度是合适的十、基坑变形影响因素分析被动区土体加固对基坑变形影响被动区土体加固对基坑变形影响被动区不同加固宽度连续墙侧移曲线被动区不同加固宽度地表沉降曲线十、基坑变形影响因素分析不同加固宽度连续墙最大侧移、地表最大不同加固宽度连续墙最大侧移、地表最大沉降及相对变化量沉降及相对变化量 注：H0为最终开挖深度加固宽度（m）连续墙最大侧移 （mm）侧移相对变化量 地表最大沉降（mm）沉降相对变化量0.0（0.0%H0）1.0（5.0%H0）2.0（15%H0）3.0（20%H0）4.0（25%H0）5.0（35%H0）60（40%H0）7.0（45

63、%H0）8.0（50%H0）47.646.644.742.339.536.432.727.820.40.0-2.1-6.1-11.1-17.0-23.5-31.3-41.5-57.115.014.714.113.212.210.99.77.95.50.0%-2.0%-6.0%-12.0%-18.6%-27.3%-35.3%-40.6%-63.3%十、基坑变形影响因素分析加固对基坑变形影响小结加固对基坑变形影响小结1.在保证加固质量的前提下，加固对减小施工期间基坑变形效果显著。加固宽度对基坑变形的影响不成线性关系，随加固宽度的增加，其对基坑变形的影响越来越显著。2.对一般的条形地铁车站基坑，抽条

64、加固是合理的。十、基坑变形影响因素分析地面超载作用范围对基坑变形影响地面超载作用范围对基坑变形影响 作用于坑周超载值按80kN/m2考虑，超载作用的范围即宽度（自连续墙边缘起）设计了五种情况情况1情况2情况3情况4情况50.0m5.0m10.0m15.0m20.0m十、基坑变形影响因素分析地面超载作用范围对基坑变形影响地面超载作用范围对基坑变形影响 不同超载分布宽度墙侧移曲线不同超载分布宽度沉降曲线十、基坑变形影响因素分析地面超载作用范围对基坑变形影响地面超载作用范围对基坑变形影响超载作用宽度对侧移包络面积影响超载作用宽度对沉降包络面积影响十、基坑变形影响因素分析超载作用范围对基坑变形影响小结

65、超载作用范围对基坑变形影响小结1.坑周超载作用范围对基坑变形有显著影响。但当超载作用范围超过基坑最终开挖深度后，其进一步的影响减弱。2.坑周地面超载使地表最大沉降点移向坑边，随超载作用范围增加，地表最大沉降点又逐渐外移。3.由超载引起的坑周地表附加沉降量在挡墙附近一定距离范围内最大，向坑外逐渐减小，在二倍基坑开挖深度外地表甚至有少量隆起。十、基坑变形影响因素分析超载作用深度对基坑变形影响超载作用深度对基坑变形影响 超载值80kN/m2考虑，超载作用范围自连续墙边缘起取12米，设计了四种不同作用深度。情况1情况2情况3情况40.0m3.0m6.0m9.0m十、基坑变形影响因素分析超载作用深度对基

66、坑变形影响超载作用深度对基坑变形影响 超载不同作用深度墙侧移曲线超载不同作用深度地表沉降曲线十、基坑变形影响因素分析超载作用深度对基坑变形影响超载作用深度对基坑变形影响超载作用深度对侧移曲线包络面积影响超载作用深度对沉降曲线包络面积影响十、基坑变形影响因素分析超载作用深度对基坑变形影响小结超载作用深度对基坑变形影响小结1.随着超载作用深度的增加，地表沉降量及开挖面以上支护结构水平侧移减小。当超载作用深度超过基坑最终开挖深度后，超载对基坑变形的影响将不再明显。2.随着超载作用深度的增加，侧移曲线包络面积和沉降曲线包络面积近似按双曲线形下降。十、基坑变形影响因素分析超载距坑边距离对基坑变形影响超载

67、距坑边距离对基坑变形影响 超载值80kN/m2考虑，超载作用范围自连续墙边缘起取12米，设计了五种不同距坑边作用距离。情况1情况2情况3情况4情况50.0m5.0m10.0m15.0m20.0m十、基坑变形影响因素分析超载距坑边距离对基坑变形影响超载距坑边距离对基坑变形影响超载距坑边距离不同连续墙侧移曲线超载距坑边距离不同地表沉降曲线十、基坑变形影响因素分析超载距坑边距离对基坑变形影响超载距坑边距离对基坑变形影响超载作用距离对侧移包络面积影响超载作用距离对沉降包络面积影响十、基坑变形影响因素分析超载距坑边距离对基坑变形影响小结超载距坑边距离对基坑变形影响小结1.坑周超载距坑边作用距离对基坑变形

68、影响显著。随着超载作用距离增加，基坑变形（支护结构侧移、地表沉降量）显著减小。2.当超载作用距离超过基坑最终开挖深度后，超载对基坑变形的影响将不再明显。3.随着超载作用位置逐渐外移，地表沉降槽最大沉降点位置也逐渐外移。十一、深基坑土压力 4.1 概述概述 作用在挡土支护结构上的侧压力包括土压力、水压力、冰荷载(寒冷地区)、地震力及地面荷载所产生的侧压力等。土压力是作用于挡土支护结构的主要荷载，特别是在大型深基坑工程中若能较准确地估算土压力，对于确保深基坑工程的顺利进行具有十分重要的意义。十一、深基坑土压力 4.2 土压力类型土压力类型 根据挡土结构位移情况，作用在挡土结构上的土压力可分为静止土

69、压力、主动土压力主动土压力和被动土压力被动土压力。十一、深基坑土压力 4.2 土压力类型土压力类型（1 1）静止土压力）静止土压力 当挡土墙静止不动时，即不能移动也不转动，这时土体作用在挡土墙的压力称为静止土压力po。十一、深基坑土压力 4.2 土压力类型土压力类型（2 2）主动土压力）主动土压力 挡土墙向前移离填土，随着墙的位移量的逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐减小，当墙后土体达到主动极限平衡状态并出现滑动面时，这时作用于墙上的土压力减至最小，称为主动土压力Pa。十一、深基坑土压力 4.2 土压力类型土压力类型（3 3）被动土压力）被动土压力 挡土墙在外力作用下移向填土，随着墙位移量的

70、逐渐增大，土体作用于墙上的土压力逐渐增大，当墙后土体达到被动极限平衡状态并出现滑动面时，这时作用于墙上的土压力增至最大，称为被动土压力Pp。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（1 1）朗肯土压力理论）朗肯土压力理论 朗肯土压力是英国学者朗肯（Rankin）1857年提出的。在其理论推导中，首先作出以下基本假定：1.挡土墙是刚性的墙背垂直；2.挡土墙的墙后填土表面水平；3.挡土墙的墙背光滑，不考虑墙背与填土之间的摩擦力。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性 朗肯土压力计算朗肯土压力计算 贝尔（Bell，1915年）

71、把朗肯理论发展成可考虑粘聚力c值的土压力理论。以下为考虑粘聚力的朗金土压力计算公式：pa=ztg2(45-/2)-2ctg(45-/2)十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性 粘性土朗肯主动土压力分布粘性土朗肯主动土压力分布十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性 朗肯土压力由于没有考虑墙背和填土之间的摩擦力，这样求得的主动土压力值偏大，而被动土压力值则偏小。因此，用朗金土压力理论来设计挡土墙一般偏于安全。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（2 2）库伦土压力理论）库伦土压力理论

72、 库伦土压力理论（1773年）假定：挡土墙是刚性的；墙后填土为无粘性土；墙后填土是以一个三角形滑动土楔体的形式，沿墙背和填土土体中某一滑裂平面通过墙踵同时向下发生滑动。根据三角形土楔的力系平衡条件，解出挡土墙墙背所受的总土压力。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性库伦土压力计算：库伦土压力计算：十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性 库伦理论的主要缺点是假定土是理想的以及滑裂面定为平面。在主动土压力与被动土压力的计算中，由于实际滑裂面是曲面，这使得在平面滑裂面假定下的计算结果，导致主动土压力偏小(差值为2-10)；被

73、动土压力显著偏大，差值随内摩擦角的增大而增加，有时相差数倍至十数倍，应用此值偏于不安全。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（3 3）佩克(Peck)、太沙基(Terzaghi)理论 佩克、太沙基根据多项工程实测资料，用库仑（或朗肯）主动土压力系数的一部分为依据，在主动土压力到静止土压力基础上，作经验修正，给出了具有支撑的支护结构墙后土压力分布。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（4 4）经典土压力应用于基坑工程局限性 库仑和朗肯土压力理论均是根据挡土墙而建立的，而挡土墙与深基坑支护的桩墙是有一定差别的，经典土压

74、力理论用于分析深基坑存在下列一些问题：十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（4 4）经典土压力应用于基坑工程局限性1.土压力值与桩（或墙）侧向变形有十分密切的关系，而经典土压力理论计算的结果是极限值，即达到主动极限状态或被动极限状态的接触压力，当围护结构处于正常的工作状态时，这种极限状态往往由于受基坑变形限制不可能出现，因而工作状态时的接触压力并不是极限状态值。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（4 4）经典土压力应用于基坑工程局限性2.库仑和朗肯土压力理论均假设墙后填土为均质无粘性土，或粘性土则被看成散粒体；而

75、基坑开挖的土层一般为杂填土、粘土、粉土、砂土等固结的原状土。一般情况下，桩（或墙）土之间存在摩擦力。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（4 4）经典土压力应用于基坑工程局限性3.库仑、朗肯土压力是针对先有墙后填土的挡土结构；而深基坑支护则是先在地面打桩或成墙，存在静止土压力，当基坑开挖时，支护桩（或墙）一面临空，随着开挖深度的增加，桩（或墙）承受的土压力随桩（或墙）变形而逐渐发生变化，由静止土压力向主动土压力变化十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（4 4）经典土压力应用于基坑工程局限性4.库仑和朗肯土压力理论所

76、解决的问题是按平面问题考虑的；而深基坑实际上应该考虑时空效应。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（4 4）经典土压力应用于基坑工程局限性5.实际工程中涉及到的土体一般是多层土，库仑土压力理论则是针对均质土条件提出的。虽可经某些假定将多层土等值转化为均质土，但还是不能完全反映实际情况。同时，库仑土压力给出的是集中力，不便于结构计算。因此，多层土情况下一般采用朗肯土压力方法计算。十一、深基坑土压力 4.3 经典土压力理论及其局限性经典土压力理论及其局限性（4 4）经典土压力应用于基坑工程局限性6.实测数据偏离于计算结果的另一个重要原因是围护结构变形的影响。

77、经典土压力理论没有考虑挡墙本身的变形，即将挡墙作为完全刚性的。人们在研究土压力分布规律的时候较少注意结构的位移形态对土压力分布的影响。十一、深基坑土压力 4.4 现代土压力理论现代土压力理论 （1）塑性极限分析理论； （2）弹性理论分析法； （3）应力路径法； （4）有限元数值分析法。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土压力的因素(1)不同土类中的侧向土压力差异很大。采用同样的计算方法设计的挡土支护结构，对某些土类可能安全度很大，而对另一些土类则可能面临倒塌的危险。因此在没有完全弄清挡土支护结构土压力的性能之前，对不同土类应区别对待。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土

78、压力的因素(2)土压力与结构的变位有着密切的关系。经典的库伦土压力和朗肯土压力理论仅考虑主动与被动状态；在挡土支护结构变形很小时，要采用静止土压力。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土压力的因素(3)土压力与挡土支护结构刚度有关。当基坑深度及地层土质等条件均相同的情况下，作用在重力式挡土支护结构和柔性挡土支护结构上的土压力显然不同，这是由于两者刚度相差太大所致。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土压力的因素(4) 柔性支护土压力与锚杆或支撑有关对于多支点挡土支护结构，其土压力大小及分布又因支点(锚杆或支撑)的位置及反力大小而变化。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因

79、素影响土压力的因素(5)挡土支护结构土压力有显著的空间效应不少的深基坑开挖实测资料表明，基坑周边向坑内发生的水平位移呈现出中间大、两边小的规律；而且深基坑边坡失稳坍塌，多数实例也是从长边的居中位置开始发生的。上述现象说明深基坑开挖是一个空间问题。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土压力的因素(6)挡土支护结构土压力有显著的时间效应 按经典的极限平衡原理(库伦朗肯土压力理论)进行的深基坑挡土支护设计属于静态设计，而开挖后的土体是处于动态平衡状态。土压力与应力水平及基坑环境有关，例如由于多种原因造成土体含水量增加，会促使土体强度下降。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土压力

80、的因素(7)确定土压力时要考虑施工效应 降水是深基坑开挖中经常采用的措施，由于排水，土体发生固结，使、值有所提高。当基础桩采用挤土式桩时，由于挤土效应也可使、值有所提高。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土压力的因素(8)地下水是影响土压力的一个重要因素 上层滞水治理不妥（例如，上下水设施破损而漏水，基坑顶及坡体未作防水处理致使雨水及地表水等渗入背侧土体，坑周排水系统堵塞或暴雨后坑周水位急剧上升等），致使背侧土体含水量增高，主动土压力随之增大，导致深基坑倒塌，类似事故在全国多次发生。十一、深基坑土压力 4.2影响土压力的因素影响土压力的因素综上表明，作用于深基坑支护结构上土压力具有

81、以下特点：复杂性（影响因素太多），不确定性，多样性（计算和试验方法多样），随机性，变异性（施工效应、结构型式效应、时间效应、空间效应及地下水影响等）以及超静定性等。十一、深基坑土压力 实测主动土压力分布随基坑挖深变化实测主动土压力分布随基坑挖深变化 TY1实测土压力随挖深变化 TY2实测土压力随挖深变化十一、深基坑土压力 实测主动土压力分布随基坑挖深变化实测主动土压力分布随基坑挖深变化 TY3实测土压力随挖深变化 TY4实测主动土压力随挖深变化十一、深基坑土压力 实测主动土压力分布随基坑挖深变化实测主动土压力分布随基坑挖深变化TY5实测土压力随挖深变化 TY6实测土压力随挖深变化十一、深基坑土

82、压力 实测主动土压力合力随基坑挖深变化实测主动土压力合力随基坑挖深变化十一、深基坑土压力 实测主动土压力合力随基坑挖深变化实测主动土压力合力随基坑挖深变化十一、深基坑土压力 实测主动土压力合力随基坑挖深变化实测主动土压力合力随基坑挖深变化十一、深基坑土压力 实测主动土压力随工况变化分析实测主动土压力随工况变化分析1.在整个过程中不同深度土压力呈现出不同的变化规律。深层土压力随着开挖深度的增加，主动土压力逐渐减小，特别在开挖面某一范围，减小的趋势尤为明显。浅层土压力变化不大，甚至可能增大。2.浅层土压力变化复杂的可能原因： （1）地面超载影响；（2）围护结构刚度和支撑；（3）竖向土拱作用。十一、

83、深基坑土压力 实测被动土压力分布随基坑挖深变化实测被动土压力分布随基坑挖深变化 TY1不同挖深实测被动区土压力分布十一、深基坑土压力 实测被动土压力随挖深及覆土厚度变化实测被动土压力随挖深及覆土厚度变化 TY1各深度实测被动土压力随挖深变化 TY1各深度实测被动土压力随覆土厚度变化十一、深基坑土压力 实测被动土压力合力及变幅随基坑挖深变化实测被动土压力合力及变幅随基坑挖深变化 TY1实测被动土压力变幅随挖深变化 TY1实测被动土压力合力随挖深变化十一、深基坑土压力 实测被动土压力随工况变化分析实测被动土压力随工况变化分析1.软土基坑被动区土压力强度沿深度基本成线性分布并伴随施工过程一直进行着重

84、分布。2.随着工况的变化，处于被动区浅层的土压力逐渐减小，而被动区深层的土压力有增加的趋势。3.被动区土压力合力随基坑开挖而逐渐减小。 4.被动区土压力不仅与支护结构的水平变形有关，而且还与土的覆盖层厚度有关。 十一、深基坑土压力 主动区实测土压力与侧向位移关系主动区实测土压力与侧向位移关系 TY1主动区部分深度实测土压力位移曲线十一、深基坑土压力 主动区实测土压力与侧向位移关系主动区实测土压力与侧向位移关系TY2主动区部分深度实测土压力位移曲线十一、深基坑土压力 主动区土压力与侧移关系特征主动区土压力与侧移关系特征主动区土体侧压力强度由于支护结构侧移而引起的变化幅度与支护结构水平侧移关系可表

85、示为：或 式中 或地质报告提供、原位测试得到； 或、为常数，和土性及土压力点埋深有关，且有：0，0。、a、b可通过实测二点得到。，十一、深基坑土压力 TY1主动区各深度实测土压力变幅位移曲线十一、深基坑土压力 TY1主动区位移/土压力变幅位移关系曲线十一、深基坑土压力 TY2主动区各深度实测土压力变幅位移曲线十一、深基坑土压力 TY2主动区位移/土压力变幅位移关系曲线十一、深基坑土压力 TY1和和TY2测点主动区部分深度处土压力位测点主动区部分深度处土压力位移关系双曲线拟合结果移关系双曲线拟合结果拟合参数TY1测点TY2测点13.38m16.38m19.38m22.38m13.38m16.38

86、m19.38m 22.38ma(mm/MPa)b(1/MPa)相关系数R-80.12-42.32-0.999-47.31-24.73-0.996-31.73-8.940.997-32.78-13.90-0.997-220.21-14.07-0.981-174.69-10.92-0.990-99.45-11.44-0.981-85.70-10.76-0.989十一、深基坑土压力 拟合参数与深度关系拟合参数与深度关系十一、深基坑土压力 主动区土压力与位移关系小结主动区土压力与位移关系小结1.软土基坑主动区土压力与位移关系符合双曲线变化规律2.土压力位移曲线初始斜率的绝对值随深度增加而递增，也即，较

87、深处的土体由单位初始应变而引起的土压力减小幅度要比较浅处土体由单位初始应变而引起的土压力的减小幅度大。3.由各深度双曲线转换的直线基本上等间距分布表明，深度对土压力与位移关系的影响主要体现在初始基床系数随深度增加而增加。 十一、深基坑土压力 主动区土压力合力与围护侧移面积关系TY1、TY2土压力合力与连续墙侧移面积关系十一、深基坑土压力 主动区土压力合力与围护侧移面积关系TY1、TY2实测土压力合力变幅与位移包络面积关系十一、深基坑土压力 主动区土压力合力与围护侧移面积关系侧移面积/土压力合力变幅侧移面积关系 S/(Eas-E0)S关系曲线十一、深基坑土压力 主动区土压力合力与围护侧移面积关系

88、主动区土压力合力与侧移面积关系特征主动区土压力合力与侧移面积关系特征或 式中 S：支护结构侧移曲线包络面积； Eas：支护结构侧移曲线包络面积为S时主动区土压 力合力； E0：静止土压力合力； A、B：试验常数，和土的力学性质及支护结构埋深有关，且有：A0，B0。A、B可通过实测得到二点反算得到。十一、深基坑土压力 主动区土压力合力与围护侧移面积关系TY1和和TY2测点主动区土压力合力侧移面积测点主动区土压力合力侧移面积关系双曲线拟合结果关系双曲线拟合结果拟合参数TY1测点TY2测点A(m.cm/MN)B(1/MN)相关系数R-6.162-1.751-0.997-5.490（-12.060）-

89、0.502（-1.045）-0.999十一、深基坑土压力 主动区土压力合力与围护侧移面积关系主动区土压力合力与侧移面积关系小结主动区土压力合力与侧移面积关系小结1.对于柔性支护软土深基坑，主动区土压力合力与支护结构侧移面积关系符合双曲线变化规律。2.对于一般保护等级（二级或三级）的柔性支护软土深基坑工程，支护结构侧移对主动区土压力合力影响明显。本工程中，TY1和TY2测点处主动区土压力合力因连续墙侧移分别减小22.8、34.9。3.如果把Kas(S)=(E0-Eas)/S看成支护结构深度范围内土体的整体刚度，则土体整体刚度并非常数，而是支护结构侧移面积S的函数，并且随S的增加而减小 十一、深基

90、坑土压力 被动区实测土压力与位移关系补偿卸载后TY1不同开挖深度被动土压力分布 十一、深基坑土压力 被动区实测土压力与位移关系TY1实测被动区土压力变幅位移关系曲线十一、深基坑土压力 被动区实测土压力与位移关系TY1被动区土压力合力侧移面积关系TY1被动区土压力系数侧移面积关系十一、深基坑土压力 被动区实测土压力与位移关系被动区土压力与位移关系小结被动区土压力与位移关系小结 被动土压力随支护结构位移的增加呈现非线性增加，并且不同深度处被动土压力增加速度不同。深度越深，则土压力随位移增加速度越快，这也说明被动区基床系数随深度增加而增加。 十一、深基坑土压力 主动区侧压力系数分析主动区侧压力系数与

91、开挖深度关系主动区侧压力系数与开挖深度关系 柔性支护软土深基坑（保护等级为二、三级）的开挖过程中的侧压力系数与开挖深度的关系可以近似按下式计算：式中 k0：基坑开挖前主动区静止侧压力系数值； h：当前基坑开挖深度； H：支护结构高； kh：开挖深度为h时主动区侧压力系数； ：和基坑保护等级有关的系数，对二、三级基坑 =0.450.65，保护等级高取小值。十一、深基坑土压力 主动区侧压力系数分析主动区侧压力系数与位移关系主动区侧压力系数与位移关系 TY1不同深度处主动区侧压力系数与位移关系 TY2不同深度处主动区侧压力系数与位移关系十一、深基坑土压力 主动区侧压力系数分析主动区侧压力系数与位移关

92、系主动区侧压力系数与位移关系 TY1不同深度处位移/侧压力系数变幅与位移关系 TY2不同深度处位移/侧压力系数变幅与位移关系十一、深基坑土压力 主动区侧压力系数分析主动区侧压力系数与位移关系特征主动区侧压力系数与位移关系特征或 十一、深基坑土压力 主动区侧压力系数分析TY1和和TY2测点主动区若干深度处侧压力系数测点主动区若干深度处侧压力系数与位移关系双曲线拟合结果与位移关系双曲线拟合结果 拟合参数TY1测点TY2测点13.38m16.38m19.38m22.38m13.38m16.38m19.38m22.38mc d相关系数R-19.72-10.42-0.999-14.02-7.33-0.9

93、96-11.04-3.110.997-13.18-5.59-0.997-54.21-3.46-0.981-51.75-3.23-0.990-34.59-3.98-0.981-34.46-4.33-0.989十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析实测被动侧压力系数沿深度分布及与朗肯、静止侧压实测被动侧压力系数沿深度分布及与朗肯、静止侧压力系数比较力系数比较 工况1实测侧压力系数kp1与朗肯侧压力系数kRp1 工况2实测侧压力系数kp2与朗肯侧压力系数kRp2十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析实测被动侧压力系数沿深度分布及与朗肯、静止侧压实测被动侧压力系数沿深度分布及与朗肯、静止侧压力系数

94、比较力系数比较 工况3实测侧压力系数kp3与朗肯侧压力系数kRp3工况4实测侧压力系数kp4与朗肯侧压力系数kRp4十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析实测被动侧压力系数与相对开挖深度关系（实测被动侧压力系数与相对开挖深度关系（h为挖深，为挖深，H为墙高）为墙高）十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析实测被动侧压力系数与相对开挖深度关系（实测被动侧压力系数与相对开挖深度关系（h为挖深，为挖深，H为墙高）为墙高）十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析实测被动侧压力系数与相对开挖深度关系（实测被动侧压力系数与相对开挖深度关系（h为挖深，为挖深，H为墙高）为墙高）十一、深基坑土压力 被动区侧

95、压力系数分析通过对本工程及类似其它工程被动区侧压力系数与挖深比关系的综合分析，得出柔性支护软土深基坑（保护等级为二、三级）在开挖过程中的被动区侧压力系数与开挖深度的关系可以近似按下式计算： 式中k0：基坑开挖前被动区静止侧压力系数值； h：当前基坑开挖深度； H：支护结构高； kp：开挖深度为h时被动区侧压力系数；十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析进一步分析得到上海地区被动区侧压力系数与挖深比关系可写成：十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析TY1测点被动区不同深度处实测侧压力系数与挖深比关系指数曲线拟合结果拟合参数 TY1测点11.40m14.20m16.70m19.20m22.10

96、m25.10m A t相关系数R20.05670.12670.99720.04220.13160.98980.05500.15700.99230.06590.17920.99050.04590.14720.99100.06640.16370.9843十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析实测被动区侧压力系数与位移关系曲线实测被动区侧压力系数与位移关系曲线 被动区实测侧压力系数与位移曲线 被动区实测侧压力系数变幅与位移曲线十一、深基坑土压力 被动区侧压力系数分析根据对被动区实测侧压力系数与位移关系的拟合分析，上海地区柔性支护软土深基坑被动区某深度处侧压力系数kp与该深度支护结构水平位移u关系可

97、以近似表示为：十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析 主动区计算土压力与实测土压力比较分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析 TY1工况1实测及有限元计算土压力分布 TY1挖前实测及有限元计算土压力分布十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析TY1工况3实测及有限元计算土压力分布 TY1工况2实测及有限元计算土压力分布十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析 TY1工况4实测及有限元计算土压力分布TY1工况5实测

98、及有限元计算土压力分布十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析施工工况实测值水土合算水土分算（kN）有限元计算土压力合力 计算值 （kN）计算值/实测值计算值/水土合算计算值/水土分算挖前工况1工况2工况3工况4工况52470.52196.02068.51969.51965.01906.52215.42215.42215.42215.42215.42215.43092.83092.83092.83092.83092.83092.82652.32564.12494.82392.62317.02203.61.073

99、1.1671.2061.2141.1791.1551.1971.1571.1261.0791.0450.9940.8570.8290.8060.7730.7490.712十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析主动区计算土压力与实测土压力比较分析 TY1主动区土压力合力有限元值与实测值十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析主动区计算土压力与实测土压力比较小结主动区计算土压力与实测土压力比较小结1.采用扩展修正剑桥模型有限元法计算土压力和实测土压力随基坑开挖工况具有相似的变化趋势，而且有限元法计算土压力值始终略大于实测土压力值，因而采

100、用扩展修正剑桥模型有限元法计算主动区土压力是安全可行的。2.对于渗透系数（本工程主要土层渗透系数约在1.0E-54.0E-5之间）很小的软土深基坑，采用朗肯水土分算法计算主动区土压力过于保守，因而也是不经济的。 3.实测结果表明，在基坑开挖过程中，围护结构上的主动区土压力并不是介于静止土压力与朗肯主动土压力之间的任一值，而是远小于水土分算朗肯主动土压力，随着基坑的开挖也逐渐小于水土合算朗肯主动土压力。 十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析被动区计算土压力与实测土压力比较分析被动区计算土压力与实测土压力比较分析 TY1开挖前实测及有限元计算被动土压力 TY1工况1实测及有限元计算

101、被动土压力十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析被动区计算土压力与实测土压力比较分析被动区计算土压力与实测土压力比较分析 TY1工况2实测及有限元计算被动土压力十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析被动区计算土压力与实测土压力比较分析被动区计算土压力与实测土压力比较分析 TY1工况4实测及有限元计算被动土压力 TY1工况5有限元计算及朗肯被动土压力十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析TY1测点被动区土压力合力有限元计算值与实测点被动区土压力合力有限元计算值与实测及朗肯值比较表测及朗肯值比较表施工工况实测值（MN）朗肯值有限元值（MN）有限元值/实测值

102、有限元值/朗肯值挖前工况1工况2工况3工况4工况53.5883.4942.9942.3552.29012.80510.5626.8714.7313.3622.5183.9184.0753.6723.3362.6662.3771.0921.1661.2261.4171.1640.3060.3860.5340.7050.7930.944十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析TY1测点被动区土压力合力有限元计算测点被动区土压力合力有限元计算值与实测及朗肯值比较图值与实测及朗肯值比较图 TY1被动区土压合力有限元值与实测值十一、深基坑土压力 柔性支护深基坑土压力有限元法分析被动区计算土压

103、力与实测土压力比较小结被动区计算土压力与实测土压力比较小结1.采用扩展修正剑桥本构模型计算被动区土压力是可行的，被动区各工况实测土压力与有限元计算结果都相当吻合。2.在基坑每个开挖阶段，被动区土压力沿深度的分布基本上呈线性分布 。3.二、三级保护等级的柔性支护软土基坑，在基坑开挖结束后被动区土压力基本达到朗肯极限状态。 4.软土基坑，达到朗肯被动土压力所需的位移量远小于一般认为的0.020.05挡土结构墙高，本工程只有0.005被动区土层厚度。 十二、基坑支护结构计算方法12.1 概述概述目前支护结构计算模型主要有两大类：（1）古典的极限平衡分析模型 极限平衡分析模型假定作用在挡土结构前后墙上

104、的土压力分别达到被动土压力和主动土压力，在此基础上再把超静定的结构力学问题简化为静定问题求解。国内采用较多的有等值梁法。(2) 支护结构与土体协同作用分析模型 支护结构与土体协同作用分析模型有杆系有限元和连续介质有限元分析法。此外还有弹性地基薄板和弹性地基薄壳有限单元法等。十二、基坑支护结构计算方法12.2 等值梁法等值梁法（1 1）等值梁法基本思路）等值梁法基本思路 对于有支撑或有锚杆的挡土结构，其变形曲线有一反弯点，等值梁法是先找出挡土结构弹性曲线反弯点的位置，认为该点的弯矩为零，于是可把挡土结构划分为两段假想梁，上部为简支梁，下部为一次超静定结构，这样就可以求得挡土结构的内力。十二、基坑

105、支护结构计算方法12.2 等值梁法等值梁法（2 2）等值梁法计算简图）等值梁法计算简图 (a) 等值梁原理图 (b) 土压力分布图 (c) 等值梁简图 (d) 被动区简图十二、基坑支护结构计算方法12.2 等值梁法等值梁法（3 3）等值梁法计算步骤）等值梁法计算步骤1.计算作用于支护结构上的土压力强度；2.确定反弯点位置y；3.计算等值梁的最大弯矩及支点反力；4.计算支护结构的最小插入深度t0：5.求实际插入深度t：t=k*t0。（k为经验系数，其值为：土质好取1.0，土质差取1.2，一般情况下取1.1。）十二、基坑支护结构计算方法12.2 等值梁法等值梁法（4 4）等值梁法反弯点位置确定方法

106、）等值梁法反弯点位置确定方法1）假定反弯点位置在土压力为零处；2）假定反弯点位置在开挖面处；3）假定反弯点位置在开挖面下y处，y值由土质 条件及结构特性确定，一般y=(0.10.2)H；4）反弯点位置根据经验确定。上海隧道公司取y=3m；日本有关资料取值大致如下：对于非常密实土层，y=00.5m；对于中等密实土层，y=1.02.0m；对于软弱土层，y=3.04.0m。十二、基坑支护结构计算方法12.2 等值梁法等值梁法（5 5）多支点挡土支护结构等值梁法 多支点挡土支护结构基坑施工实际上分步进行的，在挡土桩（墙）施工完成后，先挖第一层土及安装第一道支撑，然后再挖第二层土及安装第二道支撑，直至挖

107、到坑底为止。等值梁法可用于考虑逐层开挖的计算。考虑逐层开挖计算一般有以下假定：1）每层支撑或锚杆的轴力不受下阶段支撑或锚杆安 装及开挖的影响；2）每层开挖计算均需考虑开挖面下反弯点位置。十二、基坑支护结构计算方法12.2 等值梁法等值梁法（6 6）关于）关于等值梁法等极限平衡法讨论1）采用极限状态土压力，尤其采用被动极限土压力具有很大的盲目性；2）难以反映开挖过程各种因素对土压力分布影响；3）不能提供墙体水平位移及地表沉降；4）在分阶段计算中不考虑设置支撑前墙体已有位移，所以不能反映施工过程墙体受力连续性。5）支撑层数越多、地层越软误差越大。 鉴于以上情况，对于简单基坑开挖，可以凭经验使用；对

108、于多支点深基坑，规范推荐采用弹性地基梁法。十二、基坑支护结构计算方法12.3 弹性地基梁弹性地基梁“m”法法（1 1）概述）概述 弹性地基梁法，工程界亦称之为“弹性抗力法”、“地基反力法”、“土抗力法”、“竖向弹性地基梁的基床系数法”等。该法由受水平力作用的单桩的解析推演而来。通常弹性地基梁法的计算，基床系数采用m法的假定，法假定地基反力系数沿基坑深度线性分布，具有比例系数，“m法”由此而得名。十二、基坑支护结构计算方法12.3 弹性地基梁弹性地基梁“m”法法m法通常采用杆系有限元的方法求解支护结构内力和变形，在求解时，支撑或锚杆为弹性支承单元，荷载为主动侧的土压力和水压力。开挖面以上部分挡土

109、结构采用梁单元，开挖面以下部分为弹性地基梁单元，在弹性地基梁单元的每一节点处，各设置一附加弹性支承杆件，其刚度为：十二、基坑支护结构计算方法12.3 弹性地基梁弹性地基梁“m”法法（2 2）mm法计算简图法计算简图十二、基坑支护结构计算方法12.3 弹性地基梁弹性地基梁“m”法法（3 3）考虑分步开挖各工况mm法计算简图法计算简图 工况（1） 工况（2）十二、基坑支护结构计算方法12.3 弹性地基梁弹性地基梁“m”法法（3 3）考虑分步开挖各工况mm法计算简图法计算简图 工况（3） 工况（4）十二、基坑支护结构计算方法12.3 弹性地基梁弹性地基梁“m”法法（4 4）mm法的长处法的长处1）弹

110、性地基梁m法能较好模拟基坑真实开挖过程；2）能提供支护结构位移； 因此对于地层软弱、环境要求保护高的基坑、多支点支护结构或空间效应明显的结构，规范建议宜采用弹性地基梁法。十二、基坑支护结构计算方法12.3 弹性地基梁弹性地基梁“m”法法（5 5）mm法的不足法的不足1）值取值困难；2）不能直接得出周围土体的变形情况，因而不能直接反映基坑开挖对周围环境的影响程度。因而近年来许多学者应用连续介质有限元法对基坑进行分析计算。十二、基坑支护结构计算方法12.4 连续介质有限元法连续介质有限元法（1 1）概述）概述 连续介质有限元法将支护结构离散为梁单元或实体单元，将土体离散为实体单元，支撑用杆单元来模

111、拟，能从整体上分析支护结构及土体的应力、应变，可模拟基坑开挖过程。十二、基坑支护结构计算方法12.4 连续介质有限元法连续介质有限元法（2 2）连续介质有限元法计算简图）连续介质有限元法计算简图十二、基坑支护结构计算方法12.4 连续介质有限元法连续介质有限元法（3 3）连续介质有限元法讨论）连续介质有限元法讨论 连续介质有限单元法作为今后基坑支护设计计算的发展方向，它的优点不但考虑了土体与支护结构的变形，而且可以得出塑性区的分布，从而判断支护结构的整体稳定性。但目前选取合理的本构模型与计算参数均缺乏经验。十二、基坑支护结构计算方法12.5 基坑支护计算方法小结基坑支护计算方法小结1）常规的极

112、限平衡计算法内力计算与变形计算是不协调的，无法求结构的位移，不能考虑土的非线性，且无法考虑土与结构的相互作用 ；2）有限元法 ，参数选取困难，辅助设计；3）弹性抗力法 ，可给出支护结构内力及变形，计算模型简单明确，目前规范推荐方法，但土压力及抗力系数选取困难 。十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析 单层土基床比例系数对围护墙变形影响m值对支护结构变形影响十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析单层土基床比例系数对围护墙变形影响 围护墙侧移包络面积随m值变化围护墙最大侧移随m值变化十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析单层土基床比例系数对围护

113、墙内力影响 m值对支护结构弯矩影响十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析单层土基床比例系数对围护墙内力影响 m值对支护结构最大弯矩影响 m值对支撑轴力影响十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析单层土基床比例系数对围护墙变形内力影响小单层土基床比例系数对围护墙变形内力影响小结结1.m值对支护结构内力、变形的影响呈非线性关系，当m值较小时，m值对支护结构内力、变形影响大，但当m值超过一定值后，其影响逐渐减弱。2. m值对支护结构内力、变形影响符合如下指数函数形式：十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析不同埋深土层m值对围护墙变形影响 不同埋深土

114、层m值对围护墙变形影响 多层土m值影响基坑剖面 =18.1kN/m3 =18.3oc = 16.3kPa十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析不同埋深土层m值对围护墙内力影响 不同埋深土层m值对支护结构弯矩影响十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析不同埋深土层不同埋深土层m值对围护墙内力变形影响分析值对围护墙内力变形影响分析1.支护结构最大侧移随各土层m值的增加均单调减小，但不同埋深土层m值对支护结构变形影响程度不同。m值对支护结构变形影响最大的土层并非开挖面下最表层土，而是在开挖面下某一深度处，其它土层m值对支护结构变形的影响程度依距该土层距离的增加而递减

115、。2.不同埋置深度土层m值对支护结构弯矩影响程度不同，和不同深度土层m值对支护结构侧移影响类似。 十三、弹性支点法水平抗力系数 基床系数的比例系数影响分析被动区加固深度对围护墙内力变形影响被动区加固深度对围护墙内力变形影响 加固深度与支护结构最大侧移关系 加固深度与支护结构最大弯矩关系十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取值分析 目前规范确定目前规范确定m值方法值方法 1.直接进行现场单桩水平向静载荷试验。试验方法依据建筑桩基技术规范（JGJ94一94）附录E或建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）附录C进行。2.直接引用规范中数值。当无试验资料或无条件进行现场单桩水平静载试验时，大部分文献引

116、用了建筑桩基技术规范（JGJ94一94）中表5.4.5或工业与民用建筑灌注桩基础设计与施工规程（JGJ4一80）中表2.3.14的数据。3.经验公式法。当无经验或缺少当地经验时，建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）还给出了估算m的经验公式： 十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取值分析m值直接引用规范中数值延吉中路站连续墙变形预报结果十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取值分析按经验公式确定m值（取10）预报实例 =10确定m值延吉中路站计算结果 =10确定m值北土城站计算结果十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取值分析规范确定规范确定m值方法讨论值方法讨论1.直接进行现场单桩水平向静载荷试验一

117、般只能得到桩顶以下若干米（2米或D+1米）深度内各土层的综合m值。2.桩结构属于空间问题，特别是土体抗力的空间特性明显。而很多基坑特别是地铁车站等长条形基坑近似于平面问题。3.经验公式中建议确定无经验统一取10不合适。 十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取值分析m值取值建议值取值建议1.对于软土基坑，采用规范推荐的基于空间试验模型得到的m值直接应用于平面应变状态基坑预报，建议对m值折减，折减系数可取0.20.4。十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取值分析m值取值建议值取值建议2.确定m值经验公式建议修改为：式中ik ：第i层土的固结不排水剪内摩擦角标准值（）； cik ：第i层土的固结不排水剪

118、粘聚力标准值（kPa）； D：基坑最终开挖深度（m）； ：基坑底面处支护结构位移量（mm）。按地区经验取值，无经验时，硬塑状土/D取1，软土/D取23，一般土质/D取12。 ：与土质有关经验系数。按地区经验取值，无经验时，硬塑状土取10，软土取1520，一般土质取1015。十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取值分析确定确定m值的反分析方法值的反分析方法 反分析的基本思路是采取优化的方法，以某一工况下的墙体的实测位移和程序的计算变形的残差平方和小于某一给定的足够小的正数，从而确定该工况下的平均被动区水平基床系数或基床比例系数。用以约束优化过程的目标函数为： 或十三、弹性支点法水平抗力系数 m值取

119、值分析延吉中路站延吉中路站m值的反分析预报值的反分析预报延吉站实测位移与反分析位移比较十三、弹性支点法水平抗力系数 水平基床系数及其比例系数实测分析 水平基床系数Kh实测分析 不同开挖深度Kh沿深度分布 不同深度处Kh随挖深变化十三、弹性支点法水平抗力系数 水平基床系数及其比例系数实测分析水平基床系数水平基床系数Kh实测分析实测分析1.水平基床系数沿深度的分布是曲线形式的，并且曲线形式与下式具有很好的相关性。 式中 Kh：距当前工况开挖面h深度处水平基床系数（MN/m3）； Kh0：当前开挖面处水平基床系数（MN/m3）； h：距当前开挖面深度（m）； 、t：待定系数。十三、弹性支点法水平抗力

120、系数 水平基床系数及其比例系数实测分析水平基床系数水平基床系数Kh实测分析实测分析2. 随着基坑的开挖，被动区不同深度各测点的水平基床系数减小幅度不同，一般表现为深层土体由于应力水平较高而衰减幅度较大，也即随着深度的增加，水平基床系数衰减的幅度越大。十三、弹性支点法水平抗力系数 水平基床系数及其比例系数实测分析水平基床系数比例系数m实测分析 不同开挖深度m值沿深度分布 不同深度处m值随挖深变化十三、弹性支点法水平抗力系数 水平基床系数及其比例系数实测分析水平基床系数比例系数水平基床系数比例系数m实测分析实测分析1.水平基床系数的比例系数m值不仅和土的性态有关，而且和土层埋深密切相关，一般表现为

121、随深度的增加，参数m值也增大，沿深度的分布呈指数函数形式式中 mh：距当前工况开挖面h深度处水平基床系数的比例系数（MN/m4） mh0：当前开挖面处水平基床系数的比例系数（MN/m4）； h：距当前开挖面深度（m）； 、：待定系数。十三、弹性支点法水平抗力系数 水平基床系数及其比例系数实测分析水平基床系数比例系数水平基床系数比例系数m实测分析实测分析2.水平基床比例系数m在卸载过程中并非常数，其值随应力水平变化而变化，参数m是各阶段开挖深度和土单元所在深度的函数。随着基坑开挖深度的增加，m值的总体趋势是下降的，一般表现为深层土体由于应力水平较高而呈现出衰减幅度较大的现象，也即随着深度的增加，

122、m值衰减的幅度越大。十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算 弹性梁法计算简图弹性梁法计算简图十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算基本假定基本假定 1.假定支护结构底部无侧移，只发生转角变位，因而支护结构底部边界可简化为铰接；图71弹性梁法计算简图2.迎土面开挖面以上土压力按朗肯土压力理论计算，开挖面以下土压力为矩形分布。3.基坑开挖面下被动区土体抗力用土弹簧模拟，水平抗力系数K按“m”法计算。“m”值可根据相关规范取值；对于上海等软土地区深基坑，“m”值也可按本文第六章式（611）计算，即：十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算基本方程及求解基本方程

123、及求解 设支护结构水平位移方程为：式中，u为支护结构水平位移；z为深度坐标，H为支护结构高；为待定系数。十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算边界条件 十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算利用边界条件支护结构水平位移表达式可写成： 十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算单位宽度支护结构弯曲应变能为：单位宽度支护结构剪切应变能为： 十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算主动区土压力所做功为：被动土压力（土弹簧）所做的功为： 支撑弹簧应变能： 十四、基坑支护变形解析计算 弹性梁法支护变形解析计算支护结构总势能为： 应用Ritz法，由，可得：

124、在支护结构高度H、抗弯刚度EI、抗剪刚度GA、基坑开挖深度h、土压力分布模式及工程场地地质条件已知的情况下，由上式可方便地计算得到支护结构各深度处侧向位移 十四、基坑支护变形解析计算 弹性板法支护变形解析计算 弹性薄板法计算简图弹性薄板法计算简图 十四、基坑支护变形解析计算 弹性板法支护变形解析计算基本假定基本假定 1.假定墙底无侧移，只发生转角变位，因而墙底边界可简化为简支；墙顶一般可认为是自由边；两侧边界由于受相邻墙体的约束可简化为固支边界。2.地下连续墙所受的土压力仍然采用前节的土压力模式；3.基坑开挖面下被动区土体抗力用土弹簧模拟，水平抗力系数K按“m”法计算。“m”值可根据相关规范取

125、值；对于上海等软土地区深基坑，“m”值也可按本文第六章式（611）计算，即：十四、基坑支护变形解析计算 弹性板法支护变形解析计算边界条件 十四、基坑支护变形解析计算 弹性板法支护变形解析计算基本方程及求解基本方程及求解 设墙体水平位移方程为：式中，u为支护结构水平位移；z为深度坐标；x为墙体平面内水平坐标；H为支护结构高；为待定系数。十四、基坑支护变形解析计算 弹性板法支护变形解析计算弹性薄板应变能为： 主动区土压力所作功为： 支撑轴力所做功为： 十四、基坑支护变形解析计算 弹性板法支护变形解析计算被动区土压力所做的功为:支护结构总势能为：应用Ritz法，由，可得：进而可得：十五、软土深基坑开

126、挖地表沉降评估方法研究基坑开挖引起地表沉降计算简图基坑开挖引起地表沉降计算简图十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究沉降计算模型建立沉降计算模型建立1.计算模型假定地表沉降曲线为偏态分布式中 v：墙后任一点地表沉降量（mm）；x：待求沉降点距坑边距离（m）；xm：最大沉降点距坑边距离（m）,对于坑周无超载软土基坑可取（0.50.7）h(基坑开挖深度)；Sw：沉降曲线包络面积(m.mm),可取（0.81.2）倍支护结构侧移曲线包络面积；w：经验系数，软土基坑可取0.600.70。十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究沉降计算模型建立沉降计算模型建立2.最大沉降点位置确定:式中，h为基坑开挖深

127、度，为比例系数。根据经验，当插入比时，可取0.50.6；当插入比时，可取0.60.7。 十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究沉降计算模型建立沉降计算模型建立3. 沉降曲线包络面积 与支护结构变位曲线包络面积 之比:式中，为比例系数。根据经验，当插入比时，可取1.01.2；当插入比时，可取0.81.0。 十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究计算方法计算方法1.支护结构变位曲线包络面积 计算:设支护结构的侧向位移拟合曲线可表示：根据最小二乘原理，可获得求解方程组：十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究根据已有的研究可知，支护结构侧向位移的分布规律可按抛物线来考虑，即：若已知支护结构顶点坐

128、标（0，）和极值点（，则由上式可得：），十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究支护结构侧向位移曲线围成的面积为：十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究计算方法计算方法2.地表沉降估算 已知基坑开挖深度h，由插入比确定系数、，再根据支护结构计算或实测位移曲线求得的曲线包络面积 ，根据上式即可求得基坑周围地表任一点x处的沉降量。十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究实例分析实例分析1:上海地铁M8线延吉中路站 实例分析1计算与实测沉降比较十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究实例分析实例分析2:江苏淮阴淮海广场人防工程 实例分析2计算与实测沉降比较十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究实

129、例分析实例分析3:南京军区南京总医院门诊楼 图8-6 实例分析3计算与实测沉降比较十五、软土深基坑开挖地表沉降评估方法研究实例分析实例分析4:天津地铁华苑站天津地铁华苑站图8-7 实例分析4计算与实测沉降比较十六、地下连续墙关键施工技术 16.1 地下连续墙特点地下连续墙特点（1）对地层的适应性强。（2）施工时振动小，噪音低；适于在城 市施工。（3）施工净空小，能合理利用土地。（4）防渗性能好。（5）地下连续墙刚度大，基坑开挖坑周地表沉降小，有利于保护周边环境。十六、地下连续墙关键施工技术 16.2 地下连续墙施工工艺流程地下连续墙施工工艺流程十六、地下连续墙关键施工技术 16.3 地下连续墙

130、施工工序地下连续墙施工工序图91 地下连续墙主要施工工序十六、地下连续墙关键施工技术 16.4 地下连续墙关键施工技术地下连续墙关键施工技术（1）成槽稳定性控制 ;（2）成槽垂直度控制 ;（3）钢筋笼吊装 ;（4）连续墙接头形式选择；（5）连续墙接头质量控制。十六、地下连续墙关键施工技术 （1）成槽稳定性控制1）泥浆配制 泥浆的主要作用是护壁、携渣、冷却和润滑抓斗。地下连续墙施工一般应使用化学泥浆，主要成分是水、膨润土（本工程采用吉安出产商品膨润土）、分散剂（纯碱Na2CO3）、增粘剂（CMC，高粘度、粉末状）等。不同地区、不同地质条件、不同水文条件、不同施工设备，对泥浆的性能指标都有不同的要

131、求，为了达到最佳的护壁效果，应根据施工条件不断调整泥浆配合比。泥浆使用一个循环之后，要对泥浆进行分离净化，尽可能提高泥浆的重复使用率。净化处理后的泥浆应与新鲜泥浆混合使用。十六、地下连续墙关键施工技术 （1）成槽稳定性控制）成槽稳定性控制2）泥浆液面控制 为了有效控制槽壁稳定性，泥浆液面控制是非常重要的一环。合适的泥浆液面高度对保证槽壁稳定至关重要，泥浆液面控制包括两个方面：首先是成槽过程中的液面控制。必要时可以采用高导墙来保证泥浆液面保持合适高度。其次是成槽结束后到浇筑砼之前这段时间的液面控制。实际工程中，这段时间泥浆液面控制往往被忽视，从而造成塌孔。其实在槽段内混凝土浇注前塌孔随时可能发生

132、，泥浆液面控制是全过程的，否则就可能功亏一篑。十六、地下连续墙关键施工技术 （1）成槽稳定性控制）成槽稳定性控制3）地下水位影响控制措施 在成槽过程中，当遇到降雨等情况时，地下水位可能显著上升，而地下水位的上升会降低槽壁稳定性。为了保证槽壁稳定可采取的措施有：a）必要时可部分或全部降低地下水；b）可能情况下进一步提高泥浆液面高度，泥浆液面至少高出地下水位0.51.0米。c）增加泥浆密度。十六、地下连续墙关键施工技术 （1）成槽稳定性控制）成槽稳定性控制4）孔隙水压力控制 地下连续墙的槽壁稳定性与土体的孔隙水压力密切相关，降低孔隙水压力有利于槽璧稳定。在成槽过程中应避免其它施工项目可能造成该槽段

133、附近土体孔隙水压力的增加，如应避免成槽时附近进行土体注浆等施工。十六、地下连续墙关键施工技术 （1）成槽稳定性控制）成槽稳定性控制5）转角幅槽壁土体加固对转角幅等特殊幅地下墙，由于槽段内土体临空面大，施工扰动多，极易发生大塌孔，此时对角部槽段槽壁土体加固有利于成槽时的槽壁稳定，比如对角部槽段槽壁采用搅拌桩加固。十六、地下连续墙关键施工技术 （1）成槽稳定性控制）成槽稳定性控制6）加强施工管理确保施工速度 充分做好施工准备，确保施工连续进行，加快施工进度；抓斗出入槽时避免冲击槽壁，降低泥浆旋流速度，减小对孔壁的冲刷；精心控制成槽精度，减少纠偏时间，尽量不纠偏，以尽可能加快成槽速度；成槽施工结束、

134、检查合格后应立即清孔吊放钢筋笼，及时灌注水下混凝土。十六、地下连续墙关键施工技术 （2）成槽垂直度控制）成槽垂直度控制 地下连续墙成槽施工过程不具有直观性，而当连续墙作为永久结构且承受竖向荷载时其对墙面垂直度、平整度要求较高（一般控制在3以内）。因此成槽垂直度控制是连续墙施工中的一个重点和难点，其施工控制必须从多个方面进行： 1）导墙施工质量控制； 2）成槽挖掘机选型； 3）成槽过程控制； 4）检测与纠偏。十六、地下连续墙关键施工技术 （2）成槽垂直度控制）成槽垂直度控制1）导墙施工质量控制 导墙一般为钢筋混凝土结构，导墙施工是地下连续墙施工的第一步，导墙对地下连续墙起导向作用，是连续墙施工测

135、量控制基准。导墙不能准确定位或导墙侧向稳定不足将直接影响连续墙的准确定位及垂直度。实际工程中经常遇到由于导墙内侧面不垂直而造成整幅连续墙垂直度不理想。所以导墙的准确定位和侧向稳定控制在连续墙施工中至关重要。特别是对没有垂直度自动检测设备的成槽机，往往在开槽时槽段就开始偏斜，等检测发现时偏斜可能已经较大而很难纠正。十六、地下连续墙关键施工技术 （2）成槽垂直度控制）成槽垂直度控制 2）成槽挖掘机选型 斗式成槽机是当前国际上得到最普通应用的主要成槽机类型，其中液压蚌式抓斗成槽机因成槽精度高、施工速度快、适应软土开挖等优点近年来大量被沿海地区采用。目前国内使用的该类成槽机主要有德国的宝峨、日本的真砂

136、、瑞士的利勃海尔等。较早进口的这类设备多无自动纠偏装置，如宝峨BS650等。近期进口的斗式成槽机如真砂IHI100、宝峨BS655等均配备了自动测斜纠偏装置。设备选型时应考虑地下连续墙质量要求，对垂直度控制要求较高的地下连续墙施工，最好选用具有计算机测斜和自动纠偏系统的成槽机。十六、地下连续墙关键施工技术 （2）成槽垂直度控制）成槽垂直度控制 3）成槽过程控制 在成槽开始前，应在导墙上定位抓斗中心位置，并放上标志物，以确保每次抓斗放位一致。抓斗中心线与导墙的中心线重合。挖土过程中，抓斗中心应每次对准导墙上的孔位标志物，保证挖土位置准确。 开槽时机械动作不宜太快，保证槽段上部垂直度，为下部成槽起

137、良好的导向作用。根据成槽机垂直度检测仪检测的成槽垂直度情况，及时调整抓斗的垂直度，做到随挖随纠。十六、地下连续墙关键施工技术 （2）成槽垂直度控制）成槽垂直度控制 4）检测与纠偏 成槽过程中严格按规范要求用超声波测壁仪检测槽壁垂直度。即使对于采用有自动测壁、纠偏装置的成槽机成槽，在成槽施工过程中也必须以超声波测壁仪校核。十六、地下连续墙关键施工技术 （3）钢筋笼吊装钢筋笼吊装 在钢筋笼吊装过程中，钢筋笼刚度和吊点位置至关重要。钢筋笼刚度过小或吊点位置设置不合适，在吊装过程中，钢筋笼会发生较大变形或吊点中心与槽段中心不重合，从而钢筋笼在入槽过程中会碰撞槽壁引起塌孔。因此钢筋笼的吊点设置与变形须认

138、真推敲验算后确定。十六、地下连续墙关键施工技术 （3）钢筋笼吊装钢筋笼吊装 对于“Z”型地下墙的钢筋笼，为方便加工和吊装，可将“Z”型改成两个“L”型。十六、地下连续墙关键施工技术 （4）连续墙）连续墙接头形式选择接头形式选择 目前，在我国应用比较成熟的地下连续墙接头形式主要有接头管（锁口管）、接头箱、隔板接头（隔板型式有平钢板、十字钢板、工字钢、槽钢等）、预制混凝土接头、橡胶止水带等。十六、地下连续墙关键施工技术 （4）连续墙）连续墙接头形式选择接头形式选择 锁口管是目前应用最多的一种接头形式。它是把圆钢管置于槽段的两端或一端，用来挡住混凝土并形成一个半圆形的弧形墙面。从这个意义上说，接头管

139、和浇筑普通混凝土的滑动摸板的作用是一样的。所以锁口管也被称为模管。这种管接头形式抗剪能力较强，且渗径较长，因而抗渗性能也较好，但接头抗弯能力欠佳，接头管拔管时机需要仔细掌握。目前常用的锁口管有圆管、半圆管、排管等几种形式。十六、地下连续墙关键施工技术 （4）连续墙）连续墙接头形式选择接头形式选择半圆形锁口管十六、地下连续墙关键施工技术 （4）连续墙）连续墙接头形式选择接头形式选择 半圆形锁口管吊装、起拔方便，但整体刚性较弱，墙缝垂直度稍差；圆形锁口管整体刚性大，墙缝垂直度较好，起拔时间必须严格控制，超时则起拔困难，一般需要较大的顶升设备起拔。从施工情况看，两种锁口管均可满足施工质量要求，半圆形

140、锁口管接头施工操作性较好。十六、地下连续墙关键施工技术 （4）连续墙）连续墙接头形式选择接头形式选择 在正常施工条件下，十字钢板接头水密性好并能传递各种横向力，是目前公认的最有效的地下连续墙接头方式之一。延吉中路站标准段地下连续墙采用十字钢板接头，其接头设备采用接头箱。十六、地下连续墙关键施工技术 （4）连续墙）连续墙接头形式选择接头形式选择 接头箱施工方法与锁口管类似，在单元槽段开挖结束后，于一端或两端吊放锁口管与接头箱，再吊放带隔板的钢筋笼，从隔板外伸的钢筋或钢板连接件进入接头箱中。在浇筑下一槽段混凝土后，就形成了钢筋连续或钢板连接的刚性止水接头。十六、地下连续墙关键施工技术 （4）连续墙

141、）连续墙接头形式选择接头形式选择 分体式接头箱十六、地下连续墙关键施工技术 （5）连续墙）连续墙接头施工质量控制接头施工质量控制 接头是连续墙最薄弱部位，接头部位也是连续墙施工最易出现问题环节，连续墙接头部位施工出现偏差必然会给连续墙质量造成严重影响。接头施工质量主要可从以下几个方面进行控制。1）提高接头部位成槽精度 2） 接头管拔管控制 3）刷壁质量控制 4）混凝土浇筑质量控制 5）连续墙不均匀沉降控制十六、地下连续墙关键施工技术 1）提高接头部位成槽精度 连续墙接头部位成槽精度对接头质量有重要影响。成槽时接头部位超挖或塌孔很容易导致混凝土绕流到接头设备背面，混凝土绕流不仅使接头设备难以拔出

142、，而且也影响后续槽孔施工（挖不动），同时也会给接头部位刷壁带来困难。所以在吊放接头构件之前，需要对槽孔两端的孔斜和有关尺寸（如槽宽、槽长等）进行检测。若不能满足接头构件下放要求，则应进行修孔。十六、地下连续墙关键施工技术 2） 接头管拔管控制 对于锁口管接头连续墙，锁口管提拔时间是控制接头质量关键因素，锁口管顶拔过慢容易导致混凝土将锁口管抱死，顶拔过早又易造成槽段内混凝土因未凝结而局部坍塌。锁口管起拔施工应注意以下几点：a）起拔设备一定要有备用，要有两种起拔设备，并可随时投入使用。b）连续墙第一车混凝土应留混凝土试件，现场同条件养护，根据其终凝时间确定锁口管松动和拔出时间。c）拔管速度应均匀缓

143、慢，一般拔管速度约4米/时。十六、地下连续墙关键施工技术 3）刷壁质量控制 刷壁质量优劣将直接影响连续墙接头的防水效果。刷壁应使用外形与槽段接头形状相配合的清刷器。在后续槽段挖至控制标高后开始清刷先行幅接头面上的沉渣、泥皮。规范要求刷壁次数不得小于10次，但实际施工中还应根据刷壁器钢丝刷上是否还有泥浆附着物作为是否停刷的依据。为了确保刷壁质量，在刷壁时，清刷器采用偏心吊刷或吊绳与竖直方向呈10度左右倾角，这样可以增加接触压力，以保证钢刷与接头面紧密接触从而提高清刷效果。十六、地下连续墙关键施工技术 4）混凝土浇筑质量控制 工程实践和试验表明:槽段两侧及导管中部为液面最低点，高处的混凝土有可能滚

144、动到低处，这样泥浆卷入墙体中，影响混凝土的强度，如果卷入量少不会出现质量问题，但是，如果混凝土液面高差过大，那么卷入混凝土中的泥浆就会更多，此时很可能影响墙身质量。对于槽段两侧锁口管的位置，其本身强度比墙身低，又卷入大量泥浆，所以很容易出现接头质量问题。十六、地下连续墙关键施工技术 5）连续墙不均匀沉降控制连续墙槽段间不均匀沉降是导致接头渗漏原因之一。混凝土浇灌前有效清底和浇灌后的墙趾注浆可有效防止连续墙不均匀沉降。沉渣过多不仅会造成连续墙承载能力降低，而且也会导致相邻幅墙体不均匀沉降，严重影响连续墙接头部位抗渗性；并且沉渣过多也影响墙体底部截水防渗能力，成为管涌隐患。因此有效清底对于提高连续

145、墙防渗有重要意义。墙体混凝土强度达到设计值后，及时进行墙趾注浆，也是防止墙体不均匀沉降的有效措施。十六、地下连续墙关键施工技术 16.5 地下连续墙施工技术小结地下连续墙施工技术小结（1）地下连续墙特别适用于施工环境差、对变形控制要求高的深基坑工程。（2）连续墙接头形式及接头设备的选择直接影响到连续墙接缝质量。（3）成槽机设备选型对地下连续墙施工有重要影响。选型需要考虑的主要参数是设备的挖掘能力和自动化程度。（4）在软土地质条件下，转角部位地下连续墙采用搅拌桩加固后能有效减少坍孔。十六、地下连续墙关键施工技术 16.5 地下连续墙施工技术小结地下连续墙施工技术小结（5）接头是连续墙施工重点和难

146、点，也是连续墙的薄弱环节。开发更有效的接头形式或减少接头数量对降低工程造价、提高施工进度及工程质量都很有意义。（6）质量优良的地下连续墙必然是连续墙施工的每一个环节（成槽、泥浆护壁、钢筋、混凝土及接头等）都能密切协同的结果。（7）连续墙正向大深度、高精度方向发展。成槽精度控制、槽壁稳定研究、稳定液研制、新型接头等方面的开发研究有重要意义。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 17.1 概述概述 钻孔咬合桩围护结构是指桩身密排且相邻桩桩身相割而形成的具有防渗作用的连续挡土支护结构，既可全部采用钢筋混凝土桩，也可采用素混凝土桩与钢筋混凝土桩相间布置。钻孔咬合桩是一种新型围护结构型式，在国内深基坑围护结构属

147、新技术、新工法、新工艺。采用钻孔咬合桩作地下工程深基坑围护结构在国外,如西欧、新加坡等，境外如香港、台湾等均有成功的工程实例。国内于1999年在深圳地铁一期工程中首次应用。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 钻孔咬合桩一般采用套管钻机施工。全套管钻机简称磨桩机，又称贝诺特（Benoto）钻机，是法国贝诺特公司于二十世纪五十年代初开发和研制而成的。七十年代，液压摇动式全套管钻机开始引进我国。九十年代中期，昆明捷程桩工公司借鉴国外技术，结合本地环境和地质条件，开发研制MZ系列摇动式全套管钻机，获国家实用新型专利。此机械及相应工法先后在温州、北京、深圳、贵阳等挡土支护结构和工程承载桩工程中应用，社会效益和

148、经济效益显著。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 全套管钻机施工法实质上是一种冲抓斗跟管钻进的施工方法。钻机上装有液压驱动的抱管、晃管、压拔管机构。成孔过程是将套管边晃边压，进入土壤之中，并使用锤式抓斗在套管中取土。抓斗用自重插入土中，用钢绳收拢抓瓣。这一特殊的单索抓斗可在提升过程中完成向外摆动、开瓣卸土、复位、并开瓣下落等过程。成孔后，在灌注水下混凝土的同时，逐节拔出并拆除套管，最后将套管全部取尽。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 17.2 钻孔咬合桩施工工艺流程钻孔咬合桩施工工艺流程 在咬合桩施工过程中，为便于切割，桩的排列方式一般设计为一根素混凝土桩（B桩）和一根钢筋混凝土桩（A桩）间隔布置，其中

149、B桩必须采用超缓凝混凝土，A桩采用普通混凝土，先施工B桩，后施工A桩。 咬合桩施工工艺流程十七、钻孔咬合桩关键施工技术 17.3 钻孔咬合桩特点钻孔咬合桩特点（1）咬合桩成桩精度和超缓凝混凝土是决定桩间能否有效咬合的关键因素。钻孔咬合桩施工的关键技术是桩身垂直度和混凝土缓凝时间的控制。前者主要与施工机械和施工工艺有关，后者受诸多因素影响，特别是60超缓凝混凝土的配比，需要施工前反复试验后确定，与其它桩型相比，咬合桩的施工难度较大。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （2）与常用的桩加桩间止水结构的围护结构形式相比，咬合桩施工工艺单一，便于施工组织和管理；此外，由于咬合桩采取连续咬合施工，基坑土方开挖

150、时围护结构变形协调性大为增强，接缝抗渗能力强，因此近年该围护结构咬合桩施工技术在许多工程中得到应用，并凭借其优势逐渐为广大工程技术人员所接受，具有极大的推广应用价值。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （3）与地下连续墙相比，咬合桩施工灵活。由于钻孔咬合桩施工时可以根据需要容易转折变线，所以咬合桩非常适合于平面形状复杂或弧形平面基坑。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （4）咬合灌注桩一般采用全套管桩机（又称磨桩机）施工，成孔深，振动小，噪声低，无需泥浆护壁，成桩质量稳定，施工现场整洁文明。由于钢套管护壁，避免孔壁坍塌，可紧邻建筑物、地下管线成桩。此外，钢套管的作用也较好地避免了钻（冲）孔灌注桩可能发生的

151、缩颈、断桩、砼离析等质量问题。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （5）在深基坑工程中，由于钻孔咬合桩有可靠的钢套管护壁，可有效地防止孔壁坍塌，减少对周边土体和相邻建筑物的扰动。因而特别适用于周边建筑保护等级较高、对基坑变形控制要求较严的工程。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （6）全套管钻机施工法除岩层以外，可适用于任何土层，尤其是有淤泥、流砂、地下水富集等不良条件的沿海地区软土地层。但在孤石、泥岩层或软岩层成孔时，成孔效率将显著降低。另外，当地下水位下有厚细砂层（厚度大于5m）时，由于摇动作业使砂层压密，造成压进或拉拔套管困难，故应避免在有厚砂层的土层中使用。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （7）咬合

152、灌注桩的全套管钻机需配置多种直径的钢套管，首次投入费用较传统设备略高。但全套管法与泥浆护壁法施工的灌注桩实际发生的费用比较，有关单位做过测算，考虑桩砼的超增量、泥浆的制作和处理费用、扩孔系数、土方外运、基坑外放值、桩体混凝土凿除、文明施工间接费及成桩市场价，咬合桩实际要比普通灌注桩更经济。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 17.4 钻孔咬合桩关键施工技术钻孔咬合桩关键施工技术（1）成桩精度控制；（2）超缓凝混凝土指标确定及配制要点； 咬合桩成桩精度控制和超缓凝混凝土缓凝时间控制是决定桩间能否有效咬合的关键因素。如成桩精度控制不好，则相邻桩不能正常咬合；如果先序施工桩缓凝时间控制不好，则后序桩在成桩

153、时因无法切割前序桩。因此，成桩精度控制和超缓凝混凝土超缓凝时间控制是咬合桩施工中的关键技术。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （1）成桩精度控制 成桩精度控制包括：1）孔口定位偏差及垂直度的确定； 2）孔口定位偏差控制； 3）垂直度控制。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （1）成桩精度控制1）孔口定位偏差及垂直度的确定孔口定位偏差的允许值可按下表确定：咬合厚度 咬合桩桩长h（m）h15m100mm150mm200mm10mm15mm20mm10mm10mm15mm10mm10mm10mm十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （1）成桩精度控制1）孔口定位偏差及垂直度的确定 一般咬合厚度a 和最小咬合厚度(50

154、mm)由设计单位给定。为了确保所选定的孔口偏差和垂直度能满足桩间最小咬合厚度的要求，需对初步选定的孔口偏差和垂直度按下式进行验算：式中：h为桩长；k为桩身垂直度；为孔口定位偏差。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （1）成桩精度控制2）孔口定位偏差控制 一般是利用定位导墙精确安放第一节套管来控制孔口成孔精度。桩顶上部混凝土导墙上定位孔直径一般比桩径大2040毫米，钻机就位后，将第一节套管插入定位孔并调整，尽量使套管与定位孔之间空隙保持均匀。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （1）成桩精度控制3）垂直度控制 成孔垂直度控制包括三方面内容:套管顺直度检查和校正。套管顺直度偏差控制在0.1%-0.2%；成孔过

155、程垂直度监测与检查。采用经纬仪或线锤；纠偏。成孔过程中如发现垂直度偏差过大，必须及时进行纠偏调整。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （2）超缓凝混凝土指标确定及配制要点 在咬合桩施工过程中，B桩混凝土早凝会造成A桩无法成桩或垂直度无法保证。一般情况下，先序施工的B桩混凝土初凝时间需控制在60小时左右，而60小时超缓凝混凝土技术目前尚无标准可循，初凝时间和坍落度较难控制。超缓凝混凝土设计和质量控制在咬合桩施工中起着重要的作用，尤其是缓凝时间和坍落度的控制对咬合桩施工至关重要。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 （2）超缓凝混凝土指标确定及配制要点1）B桩混凝土缓凝时间确定B桩混凝土缓凝时间是根据单桩成桩时

156、间确定，单桩成桩时间与地质条件、桩长、桩径和钻机能力等有关。B桩混凝土缓凝时间可以按照下式确定。 式中:为B桩混凝土初凝时间；为安全储备时间，一般取1.5t；为单桩成桩所需时间。十七、钻孔咬合桩关键施工技术 2）B桩混凝土坍落度确定 如果B桩混凝土坍落度过小、开挖面距套管底部距离过小，B桩混凝土就有可能从、桩相交处涌入A桩孔内，称之为“管涌”,为克服“管涌”，B桩混凝土的坍落度：干孔不宜超过14，水下灌注不宜超过1820，同时待B桩缓凝混凝土坍落度损失一段时间后再继续施工A桩。控制“管涌”除对B桩混凝土坍落度有要求外，A桩成孔时其套管底口应保持超前开挖面一定距离，一般不小于2.5米。十七、钻孔

157、咬合桩关键施工技术 3）超缓凝混凝土配制要点超缓凝混凝土试配的要点是确定缓凝减水剂的掺量和掺合料(主要是粉煤灰掺合料)的掺量。使用缓凝剂是使混凝土具有超缓性能的主要手段,最好采用复合型缓凝高效减水剂。混凝土配比需要反复试验确定合适的粉煤灰掺量，对降低混凝土的水化热、延缓混凝土凝结、降低混凝土水胶比、提高混凝土后期强度均极为有利。十八、深基坑工程监测与控制 18.1深基坑工程监测的重要性深基坑工程监测的重要性 目前，深基坑工程计算理论还很不成熟，仍然处于采用半理论半经验方法解决问题，基本是1/3靠理论、1/3靠经验、l/3靠信息控制的状态，因此，在深基坑施工过程中，只有对基坑及周围环境进行综合、

158、系统的监测，才能对工程情况有全面的了解，进而确保工程安全。深基坑工程实践也表明，深基坑工程在保证勘察、设计、施工和监理质量的同时，实行严格的现场监测是十分必要的。十八、深基坑工程监测与控制 18.2 深基坑工程监测目的及作用深基坑工程监测目的及作用 （l）根据监测结果，对原设计成果进行评价并判 断现有施工方案的合理性。 （2）可较客观地反映基坑及周围环境所处状态。 （3）可较客观地评价监测对象的稳定程度。 （4）通过反分析方法计算和修正岩土力学参数， 对后续的开挖方案与开挖步骤提出建议。 （5）对施工过程中可能出现的险情进行及时预测与预报，防患于未然。十八、深基坑工程监测与控制 18.3 深基

159、坑工程监测对象与内容深基坑工程监测对象与内容根据基坑具体情况，采用下述部分或全部内容：（1）基坑平面和高程监控点测量；（2）基坑变形监测，具体包括： 1）支护结构和边坡土体沉降及侧移； 2）基坑周围地表沉降及裂缝； 3）坑底回弹及隆起； 4）支护结构裂缝宽度。十八、深基坑工程监测与控制 18.3 深基坑工程监测对象与内容深基坑工程监测对象与内容（3）基坑土体及支护结构应力测量，包括： 1）支护结构与土体接触土压力； 2）支护体系自身内力或应力（支护结构、 支撑或锚杆）。（4）邻近基坑周围环境监测，包括： 1）邻近基坑建（构）筑物及地下管线等 变形监测； 2）基坑开挖造成振动、噪音及污染监测。十

160、八、深基坑工程监测与控制 18.3 深基坑工程监测对象与内容深基坑工程监测对象与内容（5）地下水监测，包括： 1）地下水位变化量测； 2）支护结构内、外空隙水压力量测； 3）抽（排）水量量测； 4）基坑渗、漏水情况观测； 5）自然环境（雨水、洪水及气温等）观测。十八、深基坑工程监测与控制 18.4 基坑监测基本要求基坑监测基本要求（1）严格执行监测任务书；（2）监测数据必须可靠；（3）监测必须及时；（4）有完整监测记录、图表、曲线及报告。十八、深基坑工程监测与控制 18.5 基坑监测项目选择应考虑因素基坑监测项目选择应考虑因素 每个基坑工程都必须监测，但监测项目的选择既关系基坑安全，也关系监测

161、费用。监测项目过多会造成浪费，盲目减少监测项目又可能因小失大，酿成严重后果。选择基坑监测项目应考虑下述因素：（1）基坑工程安全等级；（2）周边建（构）筑物及管线重要程度及距坑 边距离；（3）工程费用。十八、深基坑工程监测与控制 18.6 基坑变形监测警戒值基坑变形监测警戒值 基坑变形允许值与土质条件、支护形式、地下水及周边环境密切相关。下面是部分地区有关基坑标准中的基坑变形控制值。十八、深基坑工程监测与控制 18.6 基坑变形监测警戒值基坑变形监测警戒值十八、深基坑工程监测与控制 深圳市标准深圳市基坑基坑支护技术规范（SJG05-2011)十八、深基坑工程监测与控制 18.6 基坑变形监测警戒

162、值基坑变形监测警戒值十八、深基坑工程监测与控制 18.7 设定监测警戒标准的原则设定监测警戒标准的原则 基坑工程手册（刘建航）中提出的警戒值确定原则：（1）满足设计计算的要求；（2）满足测试对象安全要求，达到保护目的；（3）满足保护对象主管部门提出的要求；（4）满足现行相关规范、规程要求；（5）在保证安全前提下，综合考虑工程质量和 经济等因素。十八、深基坑工程监测与控制 18.8监测仪器和方法 基坑工程施工现场监测的内容分为两大部分，即围护结构本身和相邻环境。 围护结构中包括围护桩墙、支撑、围檩和圈梁、立柱、坑内土层等五部分。 相邻环境中包括相邻土层、地下管线、相邻房屋等三部分。十八、深基坑工

163、程监测与控制 18.8.1深层水平位移测量深层水平位移就是测量围护桩墙和土体在不同深度上的点的水平位移。1、仪器组成：测斜管：材料：塑料(PVC)或铝合金，内管壁有呈十字型分布的四条凹型导槽；管段长：分为2m和4m两种规格，管段之间由外包接头管连接；管径：60、70、90mm等多种不同规格。测斜探头：测量倾角传感元件。外形：40细长金属鱼雷状，上、下近两端配有两对轮子，上端接电缆。十八、深基坑工程监测与控制 测斜仪探头按传感元件不同，可分为四种： 滑动电阻式：摆锤-电刷-电位计；电阻片式：摆锤-弹簧片-电阻应变片； 钢弦式：摆锤伺服加速度式：摆锤（质量块）-感应线圈 十八、深基坑工程监测与控制

164、 十八、深基坑工程监测与控制 数字式测读仪：与测斜仪探头配套使用的二次仪表。电缆：芯线中设有一根加强钢芯线，具有高防水性能。电缆的作用：向探头供给电源；给测读仪传递量测信息；作为量测探头所在的量测点距孔口的深 度尺；提升和下放探头的绳索。十八、深基坑工程监测与控制 测斜仪测量原理 当土体内发生位移时，埋入土体中的测斜管随土体同步位移，通过逐点测量测斜管内测斜探头轴线与铅垂线之间倾角，可计算各点偏离垂线的水平偏差： (18-1) 为第量测段的长度，通常取为0.5m、1.0m等整数，单位mm； 为第量测段的倾角值，单位度。以管口为参照点，并从管口向下第n个测点的水平偏差值为： (18-2)十八、深

165、基坑工程监测与控制 式中：式中：00为管口的水平位移值，单位为管口的水平位移值，单位mmmm。第第n n个测点的水平位移个测点的水平位移 n n： (18-3)(18-3)即：本次测得的水平偏差减去测斜管的初始水平即：本次测得的水平偏差减去测斜管的初始水平偏差。偏差。式中：式中： 0 0n n 从管口下数第从管口下数第n n个测点处的水平偏差初个测点处的水平偏差初始值；始值； 0 0i i 从管口下数第从管口下数第n n个测点处的倾角初始值；个测点处的倾角初始值； 0 0 是实测的管口水平位移。是实测的管口水平位移。十八、深基坑工程监测与控制 说明： 埋设好测斜管时不可能是铅垂线，故必有初始水

166、平偏差值； 当管底不动时 ，则以管底为参照点，从下往上计算各测点的水平偏差； 可以依次测两个相互垂直方向的位移，并求得位移总量和方向。 按一定比例绘制出水平位移随深度变化的曲线，即围护桩墙深层绕曲线。埋设： (1)绑扎埋设 测斜管绑扎于桩墙钢筋笼上，随钢筋笼一起下到孔槽内； (2)钻孔埋设 钻孔-放测斜管-回填空隙。十八、深基坑工程监测与控制 测斜量测将仪器预热半小时，在测斜管中放置15分钟；将测头缓慢下至孔底，自下而上将测头稳定在测点位置上测读；将测头旋转180度插入同一对导槽，按以上方法在同一位置上重复测量；深层水平位移的初始值应是基坑开挖之前连续三次测量无明显差异读数的平均值；测斜管孔口

167、需布设地表水平位移测点，以便对深层水平位移量进行校正。十八、深基坑工程监测与控制 18.8.2、支挡结构内力监测1、用途： 基坑围护结构沿深度方向的弯矩； 基坑支撑结构的轴力和弯矩； 圈梁或回檩的平面弯矩； 结构底板所受的弯矩。2、仪器： 钢筋应力计和频率仪或电阻应变仪； 钢筋应变计和频率仪或电阻应变仪。 钢筋应力计的量程根据钢筋的直径和等 级。十八、深基坑工程监测与控制 原理：由钢筋计的拉力或压力计算构件内力的方法如下： 支撑轴力（kN）： (18-5)支撑弯矩： (18-6)地下连续墙弯矩： (18-7)式中：Ec,Eg为混凝土和钢筋的弹性模量，单位MPa； 为所量测的几根钢筋拉压力平均值

168、，单位kN； 十八、深基坑工程监测与控制 A,Ag A,Ag 为支撑截面面积和钢筋截面面积；为支撑截面面积和钢筋截面面积； 为混凝土结构两对边受力主筋实测拉压力平均值；为混凝土结构两对边受力主筋实测拉压力平均值； n n为埋设钢筋计的那一层钢筋的受力主筋总根数；为埋设钢筋计的那一层钢筋的受力主筋总根数；t t为受力主筋间距；为受力主筋间距； b b为支撑宽度；为支撑宽度； h h为支撑高度或地下连续墙厚度。为支撑高度或地下连续墙厚度。 说明：说明： n n结构浇筑初期应考虑混凝土龄期对弹性模量的影响；结构浇筑初期应考虑混凝土龄期对弹性模量的影响；n n温度变化大时，还需注意温差对监测结果的影响

169、。温度变化大时，还需注意温差对监测结果的影响。十八、深基坑工程监测与控制 埋设a.钢筋应力计：割断主筋，与结构主筋串联焊接；b.钢筋应变计：并在结构主筋附近（与主筋并联）。 钢筋计在混凝土结构内相对的钢筋层上对称布置；矩形断面可以布置在4个角点处。十八、深基坑工程监测与控制 十八、深基坑工程监测与控制 18.8.3、钢支撑轴力的监测 a.在钢支撑端头安装轴力计（串联），直接测得轴力； b.在钢支撑表面焊接钢弦式表面应变计，用频率计或应变仪测读；c.在钢支撑表面粘贴电阻应变片，用应变仪测读；d.在钢支撑上安装位移计或千分表，测得钢支撑变形。 对于b.、c.、d.三种监测方法:每个截面上均匀布置3

170、个或4个监测元件；根据钢支撑截面积和平均应变，可以计算其轴力。十八、深基坑工程监测与控制 说明： 轴力计价格高，但测试简单,可以重复使用；需在施工单位配置钢支撑时就协调好轴力计安装事宜；轴力计安装不好，会影响支撑受力甚至引起支撑失稳或滑脱。十八、深基坑工程监测与控制 18.8.4土层锚杆拉力监测1、仪器和原理： 锚杆拉力计、频率仪或电阻应变仪，直接测得锚杆拉力； 钢筋应力计、频率仪或电阻应变仪，钢筋拉力乘以钢筋数量； 钢筋应变计、频率仪或电阻应变仪，计算钢筋拉力，乘以钢筋数量。2、埋设a.锚杆拉力计安装在承压板与锚头之间，如图3-15；b.钢筋应力计：割断钢筋，与钢筋串联焊接； c.钢筋应变计

171、：焊在钢筋或钢管上（与锚杆并联连接）。说明:钢筋应力计只能用于由钢筋组成的锚杆；锚杆由几根钢筋组合而成时，每根钢筋都需布设钢筋计。十八、深基坑工程监测与控制 十八、深基坑工程监测与控制 18.8.5、邻近建筑物变形监测1 1、邻近建筑物资料收集和调查、邻近建筑物资料收集和调查建筑物平面位置图等；建筑物基础和结构的设计图纸；建筑物基坑工程围护方案；建筑物既有的测点布设图和监测资料；建筑物已有裂缝的宽度、长度和走向等。2 2、监测内容、监测内容沉降、水平位移、倾斜、裂缝等。3、倾斜监测4、裂缝监测十八、深基坑工程监测与控制 18.8.6、相邻地下管线监测1、相邻地下管线资料收集和调查(1)市政综合

172、管线图；(2)管线埋置深度和走向、管材和接头的型式；(3)管线的基础型式、地基处理情况等；(4)管线地面道路人流与交通状况。2、监测内容沉降、水平位移3、测点布设间接测点：设在管线的窨井盖上；将钢筋打入至管底深度。十八、深基坑工程监测与控制 适用场合： 开挖布设直接测点条件不允许； 设防标准不高。直接测点：a.抱箍式,如图3-21； b.套筒式,如图3-22。十九、深基坑工程常见事故调查表明，基坑工程事故及由基坑工程事故导致的安全问题和环境问题约占工程事故总量的1015，高地下水软土地区甚至可达20。十九、深基坑工程常见事故基坑基坑工程事故类型工程事故类型 基坑工程基坑工程 事事 故故围围护护

173、结结构构变变形形过过大大造造成成周周围围建建筑筑物物及及地地下下管管线线破破坏事故坏事故 围护体系围护体系 破破 坏坏墙体折断墙体折断整体失稳整体失稳基坑隆起基坑隆起踢脚破坏踢脚破坏流土破坏流土破坏锚撑失稳锚撑失稳十九、深基坑工程常见事故十九、深基坑工程常见事故19.1 造成基坑工程事故宏观原因造成基坑工程事故宏观原因（1）片面强调基坑工程的临时性，而忽略其重 要性、复杂性、随机性、风险性。（2）深基坑工程是集支护、防水、降水、挖土等环节紧密联系的一个系统工程，其中一个环节失控就可能引发事故。（3）深基坑工程涉及多门学科且无论在理论上还是在实践检验上都存在许多不完善之处。（4）基坑工程具有明显

174、的地域特征往往造成基坑设计、施工带有一定的盲目性。十九、深基坑工程常见事故19.2 基坑工程事故大致分类基坑工程事故大致分类（1）支护结构变形过大或破坏；（2）土体变形过大或破坏；（3）由基坑变形引起的周边环境损伤或破坏；（4）辅助措施引起的基坑及周围环境问题；十九、深基坑工程常见事故19.3 与支护结构有关事故与支护结构有关事故（1）挡土支护结构施工不良，如支护结构深度不够，连续墙或灌注桩出现严重蜂窝狗洞，灌注桩颈缩断裂，钢筋笼插入深度不够，钢板桩咬合不良等。实例：上海东方龙邸大厦，基坑深10米，支护结构为20米深连续墙。基坑开挖后发现33幅墙体中有11幅深度不够，最浅仅11米，23幅有严重

175、蜂窝，造成6处漏水，结果28幅墙体倒塌，邻近建筑物倾斜。十九、深基坑工程常见事故19.4 与支撑施工有关事故与支撑施工有关事故（1）围檩背填不实；（2）在支撑端部与围檩连接处未填实；（3）未遵循先撑后挖，加大支护变形；（4）支撑未安要求施加预应力，或预应力损失过大；（5）支撑较长，中间支柱较少且连接不牢导致支撑失稳。（6）钢管支撑及节点构造不符合设计要求，造成节点破坏进而支撑整体失效。十九、深基坑工程常见事故19.5 与锚杆支护有关事故与锚杆支护有关事故（1）锚杆或锚固体长度不足，北京某基坑锚杆因 锚固体长度不足被拔出。（2）锚杆未张拉锁定或锁定力严重不均匀；（3）锚杆向下倾角过大；（4）清孔

176、不净降低锚杆抗拔力；（5）孔壁受钻具过分搅动降低锚杆抗拔力；（6）注浆时加压不充分降低锚杆抗拔力；（7）寒冷地区基坑越冬未采取防冻胀措施。十九、深基坑工程常见事故19.6 与地下水治理不当有关事故与地下水治理不当有关事故 与地下水治理不当有关的深基坑工程事故基本特征：往往具有突发性；多数事故伴随基坑变形，危害性较大。十九、深基坑工程常见事故19.6 与地下水治理不当有关事故与地下水治理不当有关事故（1）挡土结构未作止水帷幕或虽设置但存在缺损，地下水携带淤泥、松砂、粉土等流入坑内，严重可致坑壁坍塌。开挖面以下可致潜蚀及管涌。十九、深基坑工程常见事故实例实例19.1 南京交通银行，基坑深7.4，挡

177、土桩为钻孔桩（直径0 8，桩中心距1 0，桩长13）；其后设直径0 .3的旋喷桩作止水帷幕；坑壁土依次为填土、粉土与粉质粘土、淤泥质粉质粘土；地下水位在地表下1处。由于钻孔桩和止水桩质量差，止水帷幕未形成，基坑开挖后，东南角桩间出现大量涌泥和流砂，挡土桩向基坑内侧倾斜达20以上，桩后形成了510的地面裂缝，坡滑移，使东南面的和平电影院严重开裂破坏，被迫停业拆除。十九、深基坑工程常见事故（2） 地下水在基坑底面可能引发的事故地下水在基坑底面可能引发的事故十九、深基坑工程常见事故（3）基坑施工的时间跨度大，没有作坡体或坑顶防水处理面及坡顶或坡脚排水沟，遇到大雨，雨水渗入土中，使挡土结构的主动土压力

178、和水压力剧增，轻则冲刷挡土结构背侧土，边坡土体流失，危胁邻近建筑物；重则冲跨挡土支护结构，或造成边坡失稳。这类事故已是屡见不鲜。十九、深基坑工程常见事故19.7 其它原因导致的基坑事故其它原因导致的基坑事故（1）挖土各阶段超挖；（2）基坑开挖周边不适当地增加荷载；（3）挖土速度过快；（4）邻近打桩挤土造成基坑围护破坏；（5）对邻近建筑物未进行养护处理；（6）基坑底面暴露时间过长。二十、基坑降水深基坑降水分非承压水和承压水两种。基坑非承压水降水主要按疏干降水方案，华东地区地铁深基坑降水疏干降水井一般按100120平方米设计一口降水井：基坑承压水降水方案须通过现场抽水试验进一步确定和验证降水参数、

179、基坑受承压水影响抗隆起计算、基坑涌水量、单井抽水量及井结构等步骤来确定降水方案。 二十、基坑降水降水管井分为疏干井和减压井两种类型降水管井分为疏干井和减压井两种类型疏干井疏干基坑开挖深度范围内地下水，保证开挖面施工作业，减压井降低坑内地下水承压性，防止发生突涌现象，保证基坑顺利开挖。根据工程需要，有时会在基坑周围布设回灌井，以控制因降水引起的地表沉降。降水井的数量与间距根据计算确定，坑内水位要降到基坑底面下0.51.0米。减压井降低承压水水头的高度要通过基坑底土体抗突涌验算确定，过度降低承压水水头会对周边建筑产生不良影响。二十、基坑降水二十、基坑降水基坑土方需在降水后进行开挖，基坑降水方案是否

180、合理直接影响工程的成败，不合理的降水方案会引起严重后果。基坑降水方式分为轻型井点、喷射井点、管井井点、电渗井点等，目前在地铁工程深基坑降水主要采用管井降水。二十、基坑降水深基坑降水效果须达到深基坑开挖土层和结构地板底设计降深的有效降水：基坑开挖土层的疏干降水效果好坏对基坑开挖土体纵向临时放坡稳定、防止基坑土体纵向滑移事故作用很大，降水须达到设计降深效果以满足深基坑施工的设计工况要求。二一、常见问题（1）为了土方开挖方便，第一道支撑不及时架设(基坑施工工况与设计工况不吻合，围护结构变形大，引起周边建筑、地下管线沉降开裂）（2）腰梁加工、制作、安装不规范，接头位置简单几根钢筋帮焊，甚至不焊接，成为悬臂结构。（腰梁由连续梁受力变为悬臂梁受力，悬臂端桩侧水土压力作用没有约束，桩的弯矩与计算工况不一致，造成断桩甚至基坑垮塌失稳）二一、常见问题（3）围护结构及止水帷幕施工精度控制不满足设计要求地下连续墙接头分叉不封闭；排桩止水帷幕不封闭。（根据地层性质及地下水的性质可采用回填反压基坑，地面补旋喷桩；或坑内进行注浆封堵）结束欢迎大家多提意见 谢谢！