深基坑支护结构设计的类型与特点分析

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1、深基坑支护结构设计的类型与特点分析广州市泰基工程技术有限公司510000摘要：深基坑支护结构设计中很重要的一步就是确定支护结构类型。理论发展及工程实践推进了深基坑支护方案的发展，但目前的选型方法多釆用传统的人工方法，其科学化和智能化程度不高。木文介绍了深基坑支护的类型及特点及其机构的主要计算方法，并结合实际工程进行了分析。关键词：深基坑，支护0.前言随着经济建设的发展和人们牛.活水平的提高，近年来我国的各类建筑与市政工程得到飞速发展，多层建筑及高层建筑的地下室、地下车库、地铁车站等工程施工，都会面临深基坑工程。房屋建筑、市政工程或地下建筑物在施工时需开挖的地坑，即为基坑

2、。为保证基坑施工、主体地下结构的安全和周围环境不受损害而釆取的支护结构、降水和土方幵挖与回填，包括勘察、设计、施工和监测等，称为基坑工程。木文介绍了深基坑支护的类型及特点及其机构的主要计算方法，并结合实际工程进行了分析。1.深基坑支护的类型及特点目前基坑支护型式主要分为两大类,即支挡型和加固型，支挡型中括放坡开挖及挡土支护开挖。1.1放坡开挖放坡开挖是最经济、最简单而且速度最快的一种支护类型，当条件满足时宜优先釆用。硬质、可塑性粘土和良好砂性土场地足够放坡，有时对坡面采取措施边坡高度一般3〜6m，否则分段幵挖；最后还要验算边坡稳定等。1.2挡土支护开挖为了保证基坑周围的

3、建筑物、构筑物以及市政设施安全，或为了满足无水条件下施工，需要设置挡土和截水结构。这种结构称为支（围）护结构。基坑工程包括支护体系的设置和土方开挖两个方面。土方开挖的施工组织是否合理对围护体系是否成功产生重要影响。不合理的土方开挖方式、步骤和速度有可能导致主体结构桩基础变位、支护结构变形过人、其至引起支护体系围护体系崩溃。挡土支护按0前常见的有五种：水泥土墙支护、排桩、地下连续墙、钢板桩支护、土钉墙支护（喷锚支护）、逆作拱墙；1.3加固型加固型主要有水泥搅拌桩加固法、高压旋喷桩加固法、水泥喷粉桩加固法、注浆加固法、网状树根桩加固法及插筋补强法等，哪一种比较经济合理，可根

4、据挖土面的深度,工程及水文地质条件，外荷载状况及施工场地等条件综合分析考虑确定。1.深基坑支护结构主要计算方法基坑支护结构设计计算包括外力（土压力及地基超载）和支护结构内力（弯矩和剪力）、支撑体系的设计计算、基坑整体稳定性和局部稳定性、地基承载力、支护结构顶部位移、结构和地面的变形以及软弱土层的局部加固、对相邻建筑的影响等诸方面的计算。近年来，随着岩土力学理论的发展和各国专家学者的努力，提出了多种计算理论和方法，归纳起来，其基本方法大致可分为三类:1）极限平衡法；2）弹性抗力法；3）有限元法。2.1极限平衡法极限平衡法建立在经典理论的基础上，但通常采用的朗肯和库仑理论所

5、得到的结果实际上和土体单元本身的真实应力是有差别的。按地基强度理论，库仑理论是把土体看作为一承载体，达到极限状态吋滑动面的形式采用直线滑动面的结果，而在朗肯理论中则为一点的应力状态，由于库仑理论在一定条件下与朗肯理论是一致的，朗肯理论实质上也属一种直线滑动面理论。对于地基强度而言，直线滑动面理论的极限承载力是偏小的，采用曲线滑动面理论更为合理。简单地讲，朗肯理论在一般情况下的主动土压力都会偏大，被动土压力偏小，而库仑理论中被动土压力在土体内摩擦角为较大值吋结果也会偏大。用经典土力学理论计算主动土压力和被动土压力，计算柔性挡墙（悬臂式或冇支锚结构）的内力，对墙身和支锚结构

6、进行设计，这种方法对于普通挡土墙或开挖深度不深的钢板桩是比较成熟的；但对深基坑，特别是软土中的深基坑支护结构设计，该法就难以考虑更为复杂的条件，难以分析支护结构的整体性状。例如支护结构与周围环境的相互作用，墙体变形对侧压力的影响，支锚结构设置过程中墙体结构内力和位移的变化，内侧坑底土加固或坑内、外降水对支护结构内力和位移的影响，压顶圈梁的作用与设计，复合式结构的受力分析等等，这些问题往往成为控制支护结构性状的主要因素。2.2弹性抗力法弹性抗力法针对常规方法中挡墙内侧被动土压力计算中的问题提出了改进。其概念是由于挡墙位移有控制要求，内侧不可能达到完全的被动状态，实际上仍处

7、在弹性抗力阶段，因此，引用承受水平荷载桩的横向抗力概念，将外侧主动土压力作为施加在墙体上的水平荷载，用弹性地基梁的方法计算挡墙的变形与内力，土对墙体的水平向支撑用弹性抗力系数来模拟，支锚结构也用弹簧模拟。这种方法可以视为对常规方法的改进，但它仍没有解决前一种方法的其余问题。计算与实际符合与否取决于基床系数的选取，通常用m法计算，即基床系数随深度比例增长，比例系数为m。土抗力法在基坑支护设计计算中，常将支护结构前后土体视为由水平向的弹簧组成的计算模型，通过烧曲线的近似方程来计算挡土结构墙体的弯矩、剪力和变形。按Winkler假定，每一点的水