苏风水

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一、深基坑工程的特点

（一）风险大

深基坑支护体系一般是临时结构，安全储备较小，具有较大的风险性。深基坑工程施工过程中应进行监测，并应有应急措施。在施工过程中一旦出现险情，需要及时抢险。

（二）深基坑工程具有很强的区域性

如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中其差异性很大。同一城市不同区域也有差异。深基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。

（三）深基坑工程具有很强的个性

深基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关，还与基坑相邻建（构）筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性，以及周围场地条件等有关。有时保护相邻建（构）筑物和市政设施的安全是深基坑工程设计与施工的关键。这就决定了深基坑工程具有很强的个性。

二、深基坑支护结构的类型

（一）钢板桩支护

钢板桩应用于建筑深基坑的支护，是一种施工简单，投资经济的支护方法。在软土地区过去应用较多，但由于钢板桩本身柔性大，因此对基坑支护深度达7 m 以上软土地层，基坑支护不宜采用钢板桩支护，除非设置多层支撑或锚拉杆，但应考虑到地下室施工结束后钢板桩拔除时对周围地基和地表变形的影响。

（二）地下连续墙

地下连续墙是在泥浆护壁的条件下分槽段构筑的钢筋混凝土墙体。由于地下连续墙具有整体刚度大和防渗性好，适用于地下水位以下的软粘土和砂土多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况。

（三）内支撑和锚杆

目前支护结构的内支撑，常用的有钢结构支撑和钢筋混凝土结构支撑两类，钢结构支撑多用圆钢管和大规格的型钢。为减少挡墙的变形，用钢结构支撑时可用液压千斤顶施加预应力。钢筋混凝土支撑是近几年深基坑施工中发展起来的一种支撑形式，它多用土模或模板随着挖土逐层现浇，截面尺寸和配筋根据支撑布置和杆件内力大小而定，它刚度大、变形小，能有力地控制挡墙变形和周围地面的变形，宜用于较深基坑或周围环境要求较高的地区。

三、深基坑支护结构设计的要点

（一）深基坑支护结构的设计计算

1.静力平衡法与等值梁法

利用墙前后土压力的极限平衡条件，求出支护结构的插入深度和结构内力等，从理论上说，首先支护结构前后土压力是否达到极限状态是很难确定的，尤其是被动土压力情况有很大的推测性，实际工程测试已证明了这一点；其次该类方法并未考虑结构与土体变形，而变形对土压力重分布及结构内力有很大影响，故该类方法正逐渐失去它原有的地位,但对于简单基坑开挖，静力平衡法中一些简化使计算变得简单，可以凭经验使用。

2.弹性地基梁的m法及弹塑有限元法

m法的优点是考虑了支护结构与土体的变形,但也有一些问题有待解决，如计算时一般工程的参数m难以通过试验确定，现有文献提供的取值范围各地区差别较大，该参数虽按弹性体来计算变形，物理意义明确，但实际参数m 则是一个反映弹性的综合指标。工程实践表明，在软土中的悬臂桩支护采用m法计算位移与实测位移有很大差异，实测位移值可达计算值的几倍，这说明桩后土体变形已不再属于弹性范围。

（二）深基坑支护结构的设计思路

对于一个支护结构的设计，首先要根据拟建工程的自然地形、地质条件、当地的经验及技术条件，综合考虑来选择一个最适合的设计方案。它应当符合国家的经济技术方针、政策法规和规范、规定等，且技术先进、安全可靠、造价经济、施工方便。因此设计首先应是概念设计，重点在于可行性方案的筛选与优化，对支护结构方案的选择和优化可按以下步骤进行：

1.对于深度不大的基坑支护工程，应首先考虑悬臂式支护结构，该结构主要利用基坑地面以下土体提供的土压力来维持支护体系平衡，主要结构形式为桩排支护结构和地下连续墙两类，当边坡土质较好，地下水位较低时可利用桩排支护结构。

2.地下连续墙因具有良好的抗弯性、防渗性和整体性，且对周围环境影响较小，对地层条件适应性强，墙体长度可任意调节，适用于各种深度基坑的开挖，同时还可采用逆作法施工，因此被广泛采用。

3.悬臂式板桩支挡的优点是不需构筑与拆除支撑结构，同时为土方作业和基础施工提供较自由的操作空间。

（三）深基坑设计中的两个关键问题

1.关于土压力计算参数问题

重力密度、内磨擦角Ψ、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》T规定了工程地质勘察分为3 个阶段：选址勘察、初步勘察、详细勘察。这3 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建筑基础周边线以外的土体。

2.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。按结构力学的理论，环形刚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qr)。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。在挖槽时不分层对称均匀开挖，也会使环梁受力不均。