7.2基坑支護結構的設計7.2.1一般規定

7.2.2支護結構上的水平荷載了解熟悉7.2.3懸臂式圍護結構設計計算了解7.2.4支護結構穩定驗算了解7.2.1一般規定當基坑深度不大、環境條件允許時，可采用不設支撐的懸臂式排樁圍護墻。當基坑深度較大、環境條件不允許、排樁有較大變形時，排樁圍護墻結構一般應設置內支撐或坑外錨拉系統。排樁支護結構的計算，包括圍護墻體計算、支撐計算與基坑穩定性計算等。本節主要介紹圍護墻體的計算。設計排樁圍護墻結構時，需要驗算以下內容：(1)圍護墻體入土深度的確定在圍護墻體穩定、安全的前提下，確定墻體的入土深度。(2)圍護墻體內力的確定主要求出圍護墻體的最大彎矩，必要時要計算變形。此外，還有基坑底部土體的抗隆起回彈、抗滲流或管涌穩定性驗算、墻體位移等計算，并提出相應技術措施等。圍護墻一般按純彎構件設計計算。對于逆作法施工、兼作主體結構的側墻或支撐采用斜錨桿時，可按彎壓構件設計。現澆鋼筋混凝土排樁墻結構混凝土強度等級不低于C20。以下主要介紹懸臂式圍護結構的設計計算及穩定性分析。7.2.2支護結構上的水平荷載1.計算作用在支護結構上的水平荷載時，應考慮下列因素：（1）基坑內外土的自重（包括地下水）；（2）基坑周邊既有和在建的建構筑物荷載；（3）基坑周邊施工材料和設備荷載；（4）基坑周邊道路車輛荷載；（5）凍漲、溫度變化及其他因素產生的作用。7.2.3懸臂式圍護結構設計計算懸臂式圍護結構(簡稱板樁墻)的計算方法，采用傳統的板樁計算原理，如圖7-8所示。懸臂板樁墻在基坑底面以上基坑外側主動土壓力作用下，板樁將向基坑內側傾移，而下部則反方向變位。圖7-8懸臂板樁墻的變位及土壓力分布圖7.2.4支護結構穩定驗算1.靜力平衡法如圖7-8所示，所設計的懸臂式板樁墻要保持穩定，應使墻體保持靜力平衡狀態。即水平方向的合力為零：繞墻底端部(自由端)力矩代數和為零：圖7-9靜力平衡法計算懸臂式板樁墻體圖7.2.4支護結構穩定驗算2.布魯姆(Blum)法布魯姆(H.Blum)對靜力平衡法進行了簡化，建議將圖7-8(d)代替圖7-8(c)，即將樁底的被動土壓力以一個集中力來代替，計算簡圖如圖7-10所示。圖7-10布魯姆計算簡圖7.2.4支護結構穩定驗算1.整體穩定性分析大量工程實踐經驗表明，整體穩定破壞大體是以圓弧滑動破壞面的形式出現，條分法是整體穩定分析最常使用的方法。最危險的滑動面上諸力對滑動中心所產生的抗滑力矩與滑動力矩應符合下式要求：≥1.2式中——抗滑力矩；——滑動力矩。圖7-13有支護結構的基坑整體穩定性驗算7.2.4支護結構穩定驗算2.滲流穩定分析當滲流力(或動水壓力)大于土的浮重度時，土粒則處于流動狀態，即流土(或流砂)。當坑底土上部為不透水層、坑底下部某深度處有承壓水層時，應進行承壓水對坑底土產生突涌的驗算。1）流土(或流砂)穩定性驗算滲流力(或動水壓力)可由流網計算，也可按以下簡化方法計算，如圖7-14所示。試驗證明，流土(或流砂)首先發生在離坑壁大約為擋土結構嵌入深度一半的范圍內hd，近似地按緊貼擋土結構的最短路線來計算最大滲流力，則滲流力(或動水壓力)j(可另外考慮安全系數)為：圖7-14流土