深基坑工程1、深基坑工程簡介所謂深基坑工程，就是指采用排樁、地下連續(xù)墻、土層錨桿、水泥土墻、土釘墻、SMW工法、逆作拱墻、逆作法施工等基坑支護方式，進行的開挖深度較大的基坑工程。1、深基坑工程簡介深基坑支護措施支護型將支護結(jié)構(gòu)作為受力構(gòu)件加固型利用支護結(jié)構(gòu)加固土體強度混合型支護結(jié)構(gòu)兼有受力和加固功能一是擋土二是止水排樁地下連續(xù)墻土層錨桿水泥土墻土釘墻板樁墻逆作拱墻樹根樁高壓旋噴樁注漿2、支護結(jié)構(gòu)方案選擇支護結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)形式適用范圍排樁結(jié)構(gòu)稀疏排樁連續(xù)排樁框架式排樁土質(zhì)較好，地下水位低或降水效果好土質(zhì)差，地下水位高或降水效果差單排樁剛度不能滿足變形要求組合排樁結(jié)構(gòu)排樁加擋板排樁加水泥攪拌樁排樁加水泥防滲墻排樁樁距較大，利用擋板傳遞土壓，并防滲水泥攪拌樁墻傳遞土壓，具有較好防涌效果地下水位較高的軟土地區(qū)排樁或組合排樁加錨桿結(jié)構(gòu)開挖深度大，排樁或組合排樁無法滿足強度地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)防滲強，施工場地小，開挖深度大沉井結(jié)構(gòu)軟土地區(qū)重力式擋土墻結(jié)構(gòu)具有一定施工空間的軟土地區(qū)必要時應(yīng)設(shè)置為閉合結(jié)構(gòu)，或在轉(zhuǎn)角處設(shè)置斜撐，以增加支護結(jié)構(gòu)整體性。2、支護結(jié)構(gòu)方案選擇支撐體系支撐體系由支撐、圍檁、立柱三部分組成。斜角撐適用于平面尺寸不大的矩形平面基坑；他的開挖土方空間較大，變形控制要求不高。直撐鋼支撐或鋼筋混凝土直撐均可；直撐受力明確，安全穩(wěn)定，有利于墻體的變形控制，由于占用開挖土方空間，不利于開挖土方施工。2、支護結(jié)構(gòu)方案選擇桁架支撐多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐；支護結(jié)構(gòu)中部空間較大，有利于土方的開挖和主體結(jié)構(gòu)開展施工工作面。多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐；支撐體系整體受力條件較好；支護結(jié)構(gòu)中部空間較大，有利于土方的開挖和主體結(jié)構(gòu)開展施工工作面。圓形支撐斜支撐2、支護結(jié)構(gòu)方案選擇多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐；適用于開挖面積大、開挖深度小的基坑；在軟弱土層中，不易控制基坑的穩(wěn)定和變形。多采用錨桿與錨板結(jié)合；適用于土層承載力較高和地質(zhì)條件較好的基坑場地環(huán)境；有利于土方的開挖和主體結(jié)構(gòu)開展施工工作面。斜拉錨桿3、支護結(jié)構(gòu)上的作用土壓力作用于支護結(jié)構(gòu)上的作用主要有土壓力和水壓力。作用于支護結(jié)構(gòu)上的土壓力與擋土墻結(jié)構(gòu)上的土壓力作用相同（擋土墻也是一種支護結(jié)構(gòu)）。土壓力分為：主動土壓力、靜止土壓力、被動土壓力要分析土壓力，就必須先了解土中應(yīng)力土中應(yīng)力的組成：1、由土體自重引起的自重應(yīng)力；2、由建筑物荷載在地基土體中引起的附加應(yīng)力；3、水在孔隙中流動產(chǎn)生的滲透應(yīng)力；4、由地震或其他振動荷載在土體中引起的振動應(yīng)力。3、支護結(jié)構(gòu)上的作用對于單一土層：對于多層土層：對于地下水位以下土層：土中應(yīng)力的計算3、支護結(jié)構(gòu)上的作用朗肯主動土壓力的計算粘性土主動土壓力強度：無粘性土主動土壓力強度：主動土壓力=主動土壓力強度包圍面積；作用點為強度面積形心處。3、支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的作用用朗肯被被動土土壓力力的計計算粘性土土被動動土壓壓力強強度：：無粘性性土被被動土土壓力力強度度：被動土土壓力力=被動土土壓力力強度度包圍面面積；作用用點為為強度度面積積形心處。3、支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的作用用填土表表面有有連續(xù)續(xù)均布布荷載載情況況下土土壓力力的計計算1、將均均布荷荷載等等效成成同重重度假假象土土層2、按（（等效效土層層+原土層層）計計算強強度3、計算算土壓壓力并并確定定作用用點3、支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的作用用填土表表面有有局部部均布布荷載載情況況下土土壓力力的計計算1、按無無荷載載下的的情況況實際際計算算強度度3、從局局部均均布荷荷載兩兩端開開始確確定局局部荷荷載強強度影影響區(qū)區(qū)；并并按一一定角角度反反射到到墻背背及強強度面面積上上；然然后局局部累累加土土壓力力強度度2、計算算局部部荷載載的土土壓力力強度度3、支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的作用用支護結(jié)結(jié)構(gòu)承承受的的土壓壓力根根據(jù)朗朗肯-庫倫土土壓力力理論論確定定，土土的粘粘聚力力c、內(nèi)摩摩擦角角ψ則根據(jù)據(jù)地質(zhì)質(zhì)勘察察報告告確定定，而而且要要根據(jù)據(jù)規(guī)定定適當當調(diào)整整：1、在井井點降降低地地下水水范圍圍內(nèi)，，當?shù)氐孛嬗杏信潘头婪罎B措措施時時，ψ值可提提高20%；2、在井井點降降水土土體固固結(jié)的的條件件下，，可考考慮土土與支支護結(jié)結(jié)構(gòu)間間側(cè)摩摩阻力力影響響，將將土的的粘聚聚力c提高20%。土壓力力的計計算值值與實實測值值之間間存在在一定定差異異朗肯土壓力朗肯土壓力實測值實測值3、支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的作用用水壓力力水壓力力就是是土顆顆粒之之間的的孔隙隙水壓壓力，，它與與支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度度及支支撐力力無關(guān)關(guān)，僅僅與地地下水水的補補給量量、土土質(zhì)類類別、、支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)入土土深度度、排排水處處理方方法等等因素素有關(guān)關(guān)。粘性土土：計算側(cè)側(cè)壓力力時采采用水土合合算的方法法實際情情況下下，必必須根根據(jù)土土質(zhì)情情況切切實考考慮水水壓力力對側(cè)側(cè)壓力力的影影響。。砂性土土：計算側(cè)側(cè)壓力力時采采用水土分分算的方法法土體透透水性性差土體透透水性性好4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——懸臂式式支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)排樁與與地下下連續(xù)續(xù)墻是是常用用的基基坑支支護結(jié)結(jié)構(gòu)，，根據(jù)據(jù)受力力情況況可分分為懸懸臂式式支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)、單單層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)、、多層層支撐撐支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)。1、計算算支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)土側(cè)壓力力2、求解解支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)嵌固固深度度注：以以結(jié)構(gòu)構(gòu)底部部為點點求矩矩4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——懸臂式式支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)3、求支支護結(jié)結(jié)構(gòu)剪剪力零零點4、求支支護結(jié)結(jié)構(gòu)最最大彎彎矩注：以以剪力力零點點為點點取矩矩按剪力力零點點以上上主動動土壓壓力與與被動動土壓壓力相相等（主動動土壓壓力強強度面面積與與被動動土壓壓力強強度面面積相相等））時求解解剪力力零點點位置置。注意：：梯形形圖要要分解解求值值確定定形心心4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——懸臂式式支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)5、配筋筋計算算配筋應(yīng)應(yīng)按支支護結(jié)結(jié)構(gòu)彎彎矩圖圖選用用，當當?shù)刭|(zhì)質(zhì)條件件復(fù)雜雜時，，可按按最大大彎矩矩斷面面配筋筋布置置全長長。6、支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)頂端端水平平位移移剪力零點至基坑底部距離最大彎矩以下支護結(jié)構(gòu)下段在剪力零點的水平位移支護結(jié)構(gòu)上段柔性變形值最大彎矩以下支護結(jié)構(gòu)下段轉(zhuǎn)角基坑底部以上支護結(jié)構(gòu)長度4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——單層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)單層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)通通常采采用““等值值梁法法”計計算。。反彎點反彎點點（彎彎矩零零點））如何何確定定？對于單單錨或或單撐撐支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)，其其支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)固端剪剪力零零點與反彎彎點接接近；；為簡簡化計計算，，故通通常選選取下下段剪剪力零零點作作為支支護結(jié)結(jié)構(gòu)計計算的的反彎彎點。。通常將將支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)的嵌嵌固端端作為為固定定端分分析。。注意固端剪剪力零零點是以支支護結(jié)結(jié)構(gòu)嵌嵌固端端為計計算單單元4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——單層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)“等值值梁法法”計計算過過程1、求支支護結(jié)結(jié)構(gòu)反反彎點點從支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)嵌固固端開開始，，按主主動土土壓力力與被被動土土壓力力相等等（主動動土壓壓力強強度面面積與與被動動土壓壓力強強度面面積相相等））時求解解反彎彎點。。2、求支支護結(jié)結(jié)構(gòu)支支承點點力注：以以反彎彎點上上段為為計算算單元元，以以反彎彎點為為點取取矩4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——單層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)3、求支支護結(jié)結(jié)構(gòu)嵌嵌固深深度4、計算算內(nèi)力力并配配筋按以上上計算算結(jié)果果繪制制支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)彎矩矩圖，，配筋筋應(yīng)按按支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)彎矩矩圖選選用，，當?shù)氐刭|(zhì)條條件復(fù)復(fù)雜時時，可可按最最大彎彎矩斷斷面配配筋布布置全全長。。同樣需要滿足4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——單層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)求解支支護結(jié)結(jié)構(gòu)““反彎彎點””的簡簡易方方法按照““相似似三角角形””原理理求解解4、排樁樁與地地下連連續(xù)墻墻——多層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)對于基基坑較較深，，地質(zhì)質(zhì)較差差，用用單層層支撐撐支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)不能能滿足足支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)定定與強強度要要求時時，需需采用用多層層支撐撐支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)。多層支支撐支支護結(jié)結(jié)構(gòu)同同樣采采用““等值值梁法法”計計算。。5、土層層錨桿桿——概述土層錨錨桿是是一種種埋入入土層層深部部的受受拉桿桿件，，一端端與構(gòu)構(gòu)筑物物相連連，另另一端端錨固固在土土層中中，通通常對對其施施加預(yù)預(yù)應(yīng)力力，以以承受受由土土壓力力、水水壓力力或活活荷載載產(chǎn)生生的拉拉力，，用以以維護護構(gòu)筑筑物的的穩(wěn)定定。地下室抗浮主要用用途深基坑支擋5、土層層錨桿桿——概述錨桿類類型應(yīng)用領(lǐng)領(lǐng)域斜坡?lián)跬?、土層層錨桿桿——概述滑坡治理邊坡穩(wěn)定錨固擋墻基坑土體5、土層層錨桿桿——抗拔受受力機機理土層錨錨桿以以主動動滑動動面為為界，，分為為錨固段段和非錨固固段（（自由由段））。施工工工藝主動滑動面土層錨錨桿受受力傳傳遞途途徑拉力作作用桿桿端拉力傳傳遞桿桿體桿體與與錨固固段水水泥砂砂漿錨錨固體體之間間產(chǎn)生生握裹力力錨固體體與土土層孔孔壁之之間產(chǎn)產(chǎn)生摩阻力力土層孔孔壁傳傳力給給錨固固土層層土層滑滑動面面產(chǎn)生生抗剪剪力5、土層層錨桿桿——抗拔受受力機機理土層錨錨桿抗抗拔作作用滿滿足條條件1、錨桿桿本身身具有有足夠夠截面面強度度足以以承受受拉力力；2、水泥泥砂漿漿錨固固體對對錨桿桿的握握裹力力足以以承受受拉力力；3、錨固固段錨錨孔土土層對對錨固固體的的摩阻阻力足足以承承受拉拉力；；4、錨固固土體體在最最不利利條件件下應(yīng)應(yīng)能保保持整整體穩(wěn)穩(wěn)定性性?？拱巫髯饔脹Q決定因因素不同的的地質(zhì)質(zhì)條件件、基基坑深深度、、構(gòu)筑筑物形形式都都對抗抗拔作作用有有不同同的影影響。。根本因因素：：錨桿本本身具具有足足夠截截面強強度足足以承承受拉拉力；；對于巖巖層嵌嵌固錨錨桿，，抗拔拔力取取決于于水泥泥砂漿漿錨固固體與與錨桿桿之間間的握裹力力對于土土層嵌嵌固錨錨桿，，抗拔拔力取取決于于錨固固體與與錨固固土體體之間間的極限摩摩阻力力對于高高層錨錨桿，，抗拔拔力取取決于于錨固固土體體的整體穩(wěn)穩(wěn)定性性（土土體抗抗剪強強度））5、土層層錨桿桿——錨桿設(shè)設(shè)計1、計算算錨桿桿桿端端承載載力安全等等級一一級及及缺乏乏經(jīng)驗驗的二二級基基坑，，以錨錨桿試試驗值值除以以抗力力分項項系數(shù)數(shù)確定定：2、確定定錨桿桿軸向向承載載力安全等等級二二級及及有臨臨近工工程經(jīng)經(jīng)驗基基坑，，以錨錨桿驗驗收值值確定定：安全等等級三三級基基坑，，同樣樣以錨錨桿驗驗收值值確定定對于塑塑性指指數(shù)大大于17的粘性性土層層，錨錨桿要要進行行蠕變變試驗驗極限摩阻力標準值錨固體的擴孔直徑錨固體的直孔直徑3、計算算錨桿桿桿體體截面面積5、土層層錨桿桿——錨桿設(shè)設(shè)計4、計算算錨桿桿自由由段長長度5、確定定錨桿桿預(yù)加加應(yīng)力力值根據(jù)地地層條條件及及支護護結(jié)構(gòu)構(gòu)變形形要求求，宜宜取錨錨桿軸軸向承承載力力的0.5~0.65倍錨桿桿端至坑底以下坑壁內(nèi)側(cè)抗力標準值與外側(cè)荷載標準值相等處的距離5、土層層錨桿桿——錨桿布置原原則1、為了不使使錨桿引起起地面隆起起，最上層層錨桿應(yīng)有有必要覆土土厚度，即即錨桿軸向向承載力的的豎向分力力不得大于于覆土土層層重量。一一般要求上上覆土層厚厚度不得小小于4.0m。2、錨桿的布布置層數(shù)應(yīng)應(yīng)計算確定定，上下兩兩層錨桿布布置位置之之間的豎向向間距不宜宜小于2.5m，錨桿布置置位置之間間的橫向間間距不宜小小于2.0m；如果按施施工要求需需要密集布布置，應(yīng)降降低單根錨錨桿的軸向向承載力。。3、錨桿與水水平面的夾夾角一般為為向下傾斜斜至少13o，以便利于于灌注水泥泥砂漿，但但也不得大大于45o，一般根據(jù)據(jù)地層情況況選擇在15o~35o范圍內(nèi)選定定，以便于于使錨固段段位置處于于有利于錨錨固土層整整體穩(wěn)定的的土層中。6、水泥土墻墻——概述水泥土墻是是由水泥土土攪拌樁排排列組合搭搭接而成的的墻體支護護結(jié)構(gòu)。水泥土攪拌拌樁是用攪攪拌機將水水泥與地基基土拌合后后，回填至至挖土區(qū)，，從而達到到加固土體體的目的。。水泥土攪拌拌樁施工工工藝水泥土攪拌拌樁擋土結(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)點1、具有良好好抗?jié)B性，，不需輔助助井點降水水；2、具有良好好經(jīng)濟性，，施工技術(shù)術(shù)要求低，，工程成本本低；3、具有良好好環(huán)保性，，施工期間間基本無排排污，無振振動和噪聲聲的影響。。6、水泥土墻墻——概述水泥土攪拌拌樁搭接布布置形式柱式正方形排列三角形排列塊式壁式無肋帶肋格柵式拱式6、水泥土墻墻——土墻設(shè)計1、計算土側(cè)側(cè)壓力2、抗滑移穩(wěn)穩(wěn)定性驗算算3、抗傾覆穩(wěn)穩(wěn)定性驗算算對于被動土土壓力要將將梯形分解解表示，便便于下面計計算步驟的的方便?？箖A覆驗算算以土墻前前墻趾為傾傾覆點6、水泥土墻墻——土墻設(shè)計如果存在地地表荷載，，也需計算算在內(nèi)。4、地基穩(wěn)定定性驗算地基穩(wěn)定性性參考《建筑地基基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)規(guī)范》，采用圓弧弧滑動面法法驗算。對對于深埋的的擋墻基礎(chǔ)礎(chǔ)，如果能能夠滿足抗抗滑移和抗抗傾覆驗算算要求，一一般都能滿滿足地基穩(wěn)穩(wěn)定性要求求，可不必必驗算。6、水泥土墻墻——土墻設(shè)計5、墻身應(yīng)力力驗算墻身應(yīng)力驗驗算以基坑坑坑底為驗驗算平面通常采用簡簡化驗算方方式7、土釘墻——概述土釘墻是由由被加固土土體、土釘釘體、噴射射混凝土面面板組成的的重力式擋擋土墻。（以土擋土土）土釘是一種種簡易錨桿桿，通常通通過鉆孔、、插筋、注注漿來設(shè)置置，俗稱砂砂漿錨桿。。其施工工工藝與錨桿桿施工工藝藝相同。應(yīng)用領(lǐng)域豎井擋墻托換基礎(chǔ)斜坡?lián)跬列泵娣€(wěn)定斜面護坡7、土釘墻——土釘設(shè)計計算過程與與土層錨桿桿相似，參參考課本內(nèi)內(nèi)容構(gòu)造要求1、土釘墻墻墻面坡度不不宜＞1：0.1；2、土釘必須須和面層有有效連接，，應(yīng)設(shè)置承承壓板或加加強鋼筋措措施，承壓壓板或加強強鋼筋應(yīng)與與土釘螺栓栓連接或與與鋼筋焊接接；3、土釘?shù)拈L長度宜為開開挖深度的的0.5~1.2倍，間距宜宜為1~2m，與水平面面夾角宜為為5°~20°；4、土釘鋼筋筋宜采用Ⅱ、Ⅲ級鋼筋，鋼鋼筋直徑宜宜為16~32mm，鉆孔直徑徑宜為70~120mm；5、注漿材料料宜采用水水泥漿或水水泥砂漿，，其強度等等級不宜＜M10；6、噴射混凝凝土面層宜宜配置鋼筋筋網(wǎng)，鋼筋筋直徑宜為為6~10mm，間距宜為為150~300mm；混凝土等等級不宜＜C20，面層厚度度不宜＜80mm；7、坡面上下下段鋼筋網(wǎng)網(wǎng)搭接長度度應(yīng)＞300mm。7、土釘墻——工程實際土釘墻成孔孔7、土釘墻——工程實際土釘墻插筋筋、掛鋼絲網(wǎng)網(wǎng)7、土釘墻——工程實際土釘墻主筋筋焊接7、土釘墻——工程實際土釘墻孔內(nèi)內(nèi)灌漿7、土釘墻——工程實際土釘墻孔內(nèi)內(nèi)灌漿完畢畢7、土釘墻——工程實際土釘墻墻面面噴漿7、土釘墻——工程實際土釘墻施工工完畢8、SMW工法——概述SMW工法擋土墻墻是由水泥泥攪拌樁擋擋土墻發(fā)展展而來，即即在水泥土土攪拌樁擋擋土墻中插插入型鋼，，形成勁性性復(fù)合圍護護結(jié)構(gòu)。按照型鋼配配置方式劃劃分截面形形式全位“滿堂”全位“1隔1”全位“1隔2”半位“滿堂”半位“1隔1”8、SMW工法——概述截面形式適適用范圍“半位”布置置充分利用用兩種材料料（型鋼與與水泥土體體）的特性性，即型鋼鋼的抗拉性性和水泥土土體的抗壓壓性，受力力比較合理理（類似于于鋼筋混凝凝土構(gòu)件））；尤其水水泥土體參參與抵抗變變形的貢獻獻較大，但但是截面的的整體剛度度較小，比比較適合于于負彎矩較較小的場合合?！叭弧辈贾弥幂^少充分分利用兩種種材料的特特性，截面面的整體剛剛度大，結(jié)結(jié)構(gòu)布置對對稱，抗彎彎能力大，，但是用鋼鋼量較大。。優(yōu)先選用結(jié)構(gòu)優(yōu)點構(gòu)造簡單工藝簡單止水性好可用于地下下水位較淺淺場地剛度較大材料配置合合理成本較低型鋼插入深深度小于水水泥土體深深度型鋼可重復(fù)復(fù)利用8、SMW工法——結(jié)構(gòu)設(shè)計型鋼凈間距距的確定SMW工法擋墻結(jié)結(jié)構(gòu)中的水水泥土體在在型鋼的支支點作用下下，基本是是水平向受受力構(gòu)件。。如果型鋼鋼間距較大大，相對應(yīng)應(yīng)的土側(cè)壓壓力就大，，那么型鋼鋼的撓度變變化就較大大，這時型型鋼之間的的水泥土體體除了受到到剪力、軸軸力作用外外，還受到到彎曲作用用。由于水水泥土體的的抗拉強度度較小，不不能承受較較大的彎曲曲應(yīng)力，因因此要控制制好型鋼間間距，保證證水泥土體體只在受剪剪和受壓作作用范圍內(nèi)內(nèi)。8、SMW工法——結(jié)構(gòu)設(shè)計水泥土強度度的校核水泥土強度度的校核要要根據(jù)型鋼鋼的布置情情況分別進進行分析。。1、型鋼連續(xù)續(xù)