对深基坑支护结构设计与施工技术的探讨.pdf

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1、对深基坑支护结构设计与施工技术的探讨毛字(四川省蜀通建设集团有限公司)摘要：笔者结合多年工作经验对土压力计算参数、土压力计算图形、环梁内弯矩及深基坑支护结构设计及施工的重要性认识等问题进行了探讨。供同行参考。关键词：深基抗；支护结构；施工技术中图分类号：TU753文献标识码：B文章编号：1672—4011(2012)03—0055—02O前言近几年来随着我市数百幢超高层建筑相继建成或开工，不少设计和施工单位已积累了较丰富的深基坑支护结构设计和施工经验。但由于对深基坑支护结构尚无国家和省、市的相关规范，因而在实际的设计计算方

2、面存在着较大的差异，在施工方面也存在诸多问题。l关于土压力计算参数的问题重力密度1、内磨擦角皿、粘聚力C，是计算土压力时的重要参数，这些参数均是由工程地质勘察所提供的。‘工业与民用建筑工程地质勘察规范》7rJ21—1977中规定了工程地质勘察分为三个阶段：选址勘察、初步勘察、详细勘察。这三项勘察是以选址和为建筑物基础设计与处理提供资料为目的的。目前人们进行深基坑支护结构设计时所用的土压力参数也均是来自“详细勘察”(或初步勘察)报告之中。而“详细勘察”的布点一般均在建筑物基础周边线以内，而深基坑支护结构承受的主动土压力是来自

3、建筑基础周边线以外的土体。因此用“详细勘察”所提供的土压力参数做为深基坑支护结构设计的依据是不充分的，尤其是在地质条件复杂的场地中更是如此。深基坑支护结构作为一种临时性的施工结构，它所需的参数应由“施工勘察”提供，在《工业与民用建筑工程地质勘察规范》1’J2l一1977中虽提出了“对工程地质条件复杂或有特殊要求的重大建筑地基尚应进行施工勘察”但在具体规定的施工勘察的内容(《规范》45条)中只包括了“⋯⋯提供地层渗透系数K，实测基底回弹、隆起或土的侧向位移，以及临近建筑物的附加沉降⋯⋯提供其与地基土摩擦系数F．．⋯·”等，而

4、未对深基坑支护结构设计所需的土压力参数提出要求。同样，在《高层建筑箱型基础设计与施工规范》JGJ6—1980勘察要求一章中亦未做出明确具体的规定。2关于土压力计算图形的问题目前进行深基坑支护结构设计时大多采用经典的朗肯土压力理论进行荷载计算。首先按公式计算出某深度处土压力强度，而土压力合力则按图形计算。以下是在考虑地面荷载，水土分算、土壤分层计算的条件下常用的土压力强度计算公式：(1)主动土压力。凡=(g+∑y溉)‰一2ci门石‰：tf(45。～孚)(2)被动土压力。印=(g+∑y㈣脚一2cf衙睁：谚(45。～娶)当土层之

5、间土压力参数差距不大，7、妒、c取加权平均值进行计算时，公式简化为：睁：谚(45。一娶)P口=(g+y^)K口一2c√‰Pp=(g+y矗)K口+2c／脚此时Pa与h成直线关系变化。当无地面荷载，土的粘聚力C=O时，主动土压力合力图形为一顶点在槽顶地面标高处的三角形。如图1。图I图2当有地面荷载q时，主a>O，pka>2c／Ka动土压力合力图形为一顶点在槽顶地面标高处的梯形，如图2；当1>O．c>O；qka<2c<／融主动土压力合力图形为一顶点在槽顶地面以下z处的三角形，见图3；当槽边采用取土退台措施卸载时，可将退台水平线以

6、上的土体折算成地面荷载。此时土压力图形的斜边呈变化状态，如图4；z=2c／1／Ka；(与不取士卸载相比，降低了土压力对支护结构的作用，减小了倾覆力矩。因而这种措施被广泛采用)。另外，当地面荷载q距槽边的距离不同、q的分布宽度不同及水土分算时，主动土压力的图形均有所不同。但在实际运用当中，由于人们对该公式理解程度的不同，对土压力图形的确定也不同。有的一概略去C值不计，将其作为安全储备；有的不管C值、q值的情况如何，均取顶点在槽顶地面处的三角形计算土压力合力；有的在槽边取土退台卸载后，便不计退台水平线以上的土体的荷载影响等等。

7、这种计算图形处理的不统一、不规范和随意性有时会导致截然不同的支护方案。如在深圳市的地质条件下，可以说6m和9m是两个临界深度，在6m时一般情况下可采悬臂支护方案。但如果在确定土压力图形时采取了偏于保守的方法，则可能会得出需采用单层锚(撑)的结论，因而造成浪费。同样在9m，土压力计算图形的不同处理，亦可能会导致单层锚(撑)支护或双层锚(撑)支护两种不同的支护方案。因而造成支护方案或者过于冒险，或者过于保守。图3图4主动土压力合力图形3关于环梁内的弯矩问题在应用环梁做深基坑支护时，有的设计按环梁内没有弯矩只有压力考虑。按结构力

8、学的理论，环形剐架只有在承受均匀分布的法向力时，环梁内弯矩才为零，(轴向压力为q，)。但在环梁用于基坑支护时这两个条件大多不能满足，一是基坑多为矩形、多边形，土压力是沿槽边长度分布的，每一段环梁所对应的槽边长度不等。如在矩形槽的角部，单位长度的环梁对应的槽边长度就较长，因此环梁所受荷载必然是不均匀的。在