第七章基坑工程

buildingfoundationpit2025/5/251巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程本章內(nèi)容7.1概述7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/252巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述一、基坑工程的概念基坑工程是指為挖除主體工程地下結(jié)構(gòu)所在空間的土方而需要的設(shè)施和施工作業(yè)，一般情況下包括基坑支護(hù)、降水、土方開挖和施工監(jiān)測等工程內(nèi)容。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，人們對三維立體化空間的需求不斷增長，一方面城市高層建筑成為發(fā)展趨勢，建筑基坑越挖越深；另一方面，地下空間的開發(fā)利用也已成為發(fā)展方向之一。地鐵、地下商城、地下油庫和地下停車場等大型建筑物不斷增多。基坑工程已經(jīng)成為城市巖土工程的主要內(nèi)容之一。已出現(xiàn)了30多米埋深的地下室，各種深基坑支護(hù)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，施工工藝不斷產(chǎn)生。基坑開挖與城市建設(shè)密集、地下管線眾多、建設(shè)場地狹小，周圍環(huán)境要求高等不利因素的矛盾突出，提出了許多新的問題。2025/5/253巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述二、基坑工程研究的主要內(nèi)容1.基坑支護(hù)方面①支護(hù)結(jié)構(gòu)形式②支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算③支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)④支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性驗(yàn)算2.基坑降水方面①降水方法的選擇②降水方法的設(shè)計(jì)計(jì)算③降水設(shè)計(jì)④降水方案驗(yàn)算（預(yù)測）⑤降水施工⑥降水系統(tǒng)的安裝與運(yùn)行2025/5/254巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述3.土方開挖①土方開挖方案的制定②土方開挖機(jī)械的選擇③土方施工4.基坑工程監(jiān)測與控制①監(jiān)測方法的選擇②監(jiān)測的內(nèi)容③監(jiān)測的儀器及精度要求5.基坑工程環(huán)境效應(yīng)與對策①地面沉降問題②建筑物、管線變形破壞問題2025/5/255巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述三、深基坑支護(hù)工程特點(diǎn)

1.與自然地質(zhì)及環(huán)境條件密切相關(guān)

2.與主體結(jié)構(gòu)地下室的施工密切相關(guān)，施工操作性和工期要求較高。

3.技術(shù)綜合性強(qiáng)巖土工程知識和經(jīng)驗(yàn)；建筑結(jié)構(gòu)和力學(xué)知識；施工經(jīng)驗(yàn)；工程所在地的施工條件。4.設(shè)計(jì)與施工完全依賴，密不可分。2025/5/256巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述四、支護(hù)結(jié)構(gòu)類型1.按結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)劃分類別特點(diǎn)常用方法及優(yōu)缺點(diǎn)被動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)結(jié)構(gòu)依靠自身的結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度被動(dòng)地承受土壓力，限制土體變形，從而保持邊坡的安全穩(wěn)定。常用的方法有多種類型的樁，支撐圍護(hù)結(jié)構(gòu)及地下連續(xù)墻等。一般是傳統(tǒng)的支護(hù)方法，在工程中采用率較高，但這種方法造價(jià)高、工期長、施工難度大，其局限性日漸突出。目前基坑支護(hù)主要是采用這種支護(hù)類型。主動(dòng)受力支護(hù)結(jié)構(gòu)是通過不同的途徑和方法提高土體的強(qiáng)度，使支護(hù)材料與土體形成共同作用體系，從而達(dá)到支護(hù)安全穩(wěn)定的目的。常用的方法有土釘支護(hù)技術(shù)，樹根樁技術(shù)及黏土地區(qū)的攪拌樁技術(shù)等。該支護(hù)結(jié)構(gòu)是當(dāng)前國內(nèi)外較為流行的方法，其最大的特點(diǎn)在于其安全度較高，施工簡單方便，工期較短，造價(jià)低，噪聲污染小，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)支護(hù)方法的許多缺點(diǎn)，因此深受巖土工程界青睞，特別是最近幾年發(fā)展比較快，其中土釘技術(shù)是比較廣泛應(yīng)用的方法之一。組合結(jié)構(gòu)形式據(jù)土體力學(xué)性質(zhì)，將前兩類支護(hù)方法同時(shí)應(yīng)用于同一個(gè)基坑工程中。表現(xiàn)出具有兩種支護(hù)方法的優(yōu)點(diǎn)，在許多工程中得到了成功的應(yīng)用，表現(xiàn)出很大的優(yōu)勢和潛力。2025/5/257巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述2、按開挖方式分類2025/5/258巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述3按支護(hù)結(jié)構(gòu)分類2025/5/259巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述五、選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)的基本依據(jù)

1.基坑的形狀、平面尺寸、開挖深度和基礎(chǔ)施工要求；

2.基坑結(jié)構(gòu)所承受的各種荷載及變形等參數(shù)要求。側(cè)荷載、垂直荷載、風(fēng)、地面超載、塔吊、坡道等；

3.水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件：含水層、隔水層的分布，土的建筑性能，如膨脹土、收縮土、崩解土、土的水理性質(zhì)、強(qiáng)度。滯留水，可打完引出。現(xiàn)要求基坑支護(hù)中畫流網(wǎng)圖。目前的基坑出現(xiàn)問題不僅是設(shè)計(jì)上的。如勘察基坑應(yīng)在45°+φ/2的范圍內(nèi)，但現(xiàn)在只限制在基坑內(nèi)；

4.基坑一定范圍內(nèi)的環(huán)境問題：上、下水，煤氣、預(yù)埋管道，原有地下建筑物（地道等），附近建筑物的基礎(chǔ)類型，交通流量等；

5.工期和造價(jià)；

6.場地相同單元上基坑成功及失敗教訓(xùn)。2025/5/2510巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述選擇支護(hù)類型方案流程：目前國內(nèi)基坑支護(hù)類型比較多，但常用的支護(hù)類型方案主要可歸納為五種，如按其造價(jià)，選擇流程如左圖。2025/5/2511巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.1概述2025/5/2512巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式

7.2.1支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力性狀（1）懸臂式板樁：插入土體部分視為固定端，上部為自由端；即看作懸臂梁結(jié)構(gòu)。（2）淺埋單錨式板樁：插入土體部分視為固定鉸，上部錨拉作用點(diǎn)為活動(dòng)鉸；即看作簡支梁結(jié)構(gòu)。（3）深埋單錨式板樁：插入土體部分視為固定端，上部錨拉作用點(diǎn)為活動(dòng)鉸；即看作靜不定梁結(jié)構(gòu)。（4）多層錨拉式板樁：插入土體部分視為固定端，上部各個(gè)錨拉作用點(diǎn)為活動(dòng)鉸；即看作連續(xù)梁結(jié)構(gòu)。2025/5/2513巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式7.2.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向土壓力計(jì)算一、側(cè)土壓力的判定作用在坑底以下支護(hù)BC段上的土壓力是否會曾至被動(dòng)土壓力，取決于墻后作用的主動(dòng)土壓力大小。如果基坑開挖較深，而支護(hù)入土深度又較小，則主動(dòng)土壓力較大，為了平衡，墻前土壓力將得以充分發(fā)揮，以至BC整段均達(dá)到被動(dòng)土壓力。如基坑開挖較淺而圍護(hù)墻入土深度又相對較大，則作用在BC段的墻前土壓力將達(dá)不到被動(dòng)土壓力，或者在該段的上半部會達(dá)到而下半段則達(dá)不到。2025/5/2514巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式產(chǎn)生主動(dòng)或被動(dòng)土壓力所需的墻頂位移表土類應(yīng)力狀態(tài)位移形式所需位移砂土主動(dòng)平移或繞基底轉(zhuǎn)動(dòng)0.001H被動(dòng)平移0.05H被動(dòng)繞基底轉(zhuǎn)動(dòng)0.1H粘土主動(dòng)平移或繞基底轉(zhuǎn)動(dòng)0.004H被動(dòng)－－墻位移與土壓力的關(guān)系圖剛性擋上墻上的土壓力是否達(dá)到主動(dòng)或被動(dòng)極限平衡狀態(tài)，可參考下表所示的墻頂位移來判定。2025/5/2515巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程二、支護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)向土壓力計(jì)算關(guān)于基坑樁墻側(cè)向土壓力計(jì)算模式很多，主要采用的有以下兩大類：（1）以Rankine、Coulomb等理論公式計(jì)算的土壓力；使用時(shí)應(yīng)注意地基土的c、φ的取值。計(jì)算時(shí)還應(yīng)考慮地面荷載、地面不規(guī)則幾何形狀等對樁墻側(cè)土壓力的影響。土壓力與水壓力可分開計(jì)算，也可合并計(jì)算；合并計(jì)算時(shí)地下水以下土的重度取飽和含水重度，降水后土層按稍濕狀態(tài)考慮。對于粘性土，可忽略粘聚力，適當(dāng)增加內(nèi)摩擦角來計(jì)算。（2）由土壓力計(jì)等測定換算的實(shí)測值為基礎(chǔ)的土壓力分布模型(圖示法)或側(cè)壓系數(shù)法，圖示法中采用較多的是Terzaghi-Peck所建議的土壓力分布模型法。7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式2025/5/2516巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式三、規(guī)范方法（一）水平荷載的標(biāo)準(zhǔn)值

1.對于碎石土和砂土

砂土層軟-中硬土層硬黏土層土壓力計(jì)算圖（Terzaghi-Peck所建議的模型法）2025/5/2517巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式(1)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以上時(shí)

(2)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以下時(shí)

式中：——第i層土主動(dòng)土壓力系數(shù)；

——作用于深度zj處豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值kN；

——計(jì)算點(diǎn)深度m；

——計(jì)算參數(shù)，當(dāng)，取；當(dāng)，取；

——基坑外側(cè)水位深度m；

——計(jì)算系數(shù)，當(dāng)時(shí)，取1；當(dāng)時(shí)，取0；

——水的重度kN/m3。2025/5/2518巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式基坑支護(hù)水平荷載計(jì)算示意圖2025/5/2519巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式2.對于粉土及黏性土當(dāng)按以上規(guī)定計(jì)算的基坑開挖面以上水平荷載標(biāo)淮值小于零時(shí)，應(yīng)取零。3.基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σajk計(jì)算

σajk=σrk+σ0k+σ1k

（1）計(jì)算點(diǎn)深度zj處自重應(yīng)力σrk(a)計(jì)算點(diǎn)位于基坑開挖面以上時(shí)

σrk=γmjzj式中γmj——深度zj以上土的加權(quán)平均重度；(b)位于開挖面以下

σrk=γhmh

式中：γhm——開挖面以上土的加權(quán)平均重度

2025/5/2520巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程（2）當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)外側(cè)地面滿布附加荷載q0

時(shí)(見圖)，基坑外側(cè)任意深度附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σ0k可按下式確定：

σ0k=q0式中q0——地面均布荷載(kN/m2)。

（3）當(dāng)距支護(hù)結(jié)構(gòu)b1外側(cè)，地表作用有寬度b0的條形附加荷載q1時(shí)，見圖。基坑外側(cè)深度CD范圍內(nèi)的附加豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值σ1k按下列式確定：

σ1k=q1b0/b0+2b1

（4）上述基坑外側(cè)附加荷載作用于地表以下一定深度時(shí)，將計(jì)算點(diǎn)深度相應(yīng)下移，其豎向應(yīng)力也可按上述規(guī)定確定。

7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式2025/5/2521巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式

2025/5/2522巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式（二）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算：參照附圖水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算圖1.對砂土及碎石土，基坑內(nèi)側(cè)抗力標(biāo)準(zhǔn)值：

epjk=σpjkKpi+2cik√Kpi+(zj-hwp)(1-Kpi)γw

式中σpjk——作用于基坑底面以下深度zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；

Kpi——第i層土的被動(dòng)土壓力系數(shù)。2.對粉土及粘性土，基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：

epjk=σpjkKpi+2cjk√Kpi3.作用于基坑底面以下深度zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值

σpjk=γmjzj式中γmj——深度zj以上土的加權(quán)平均天然重度(kN/m3)。

2025/5/2523巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式7.2.3支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式1.支護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞形式：

(1)支錨結(jié)構(gòu)系統(tǒng)破壞；(2)板樁底部向基坑內(nèi)側(cè)移動(dòng)；

(3)板樁彎曲破壞；(4)整體圓弧滑動(dòng)；(5)隆起、管涌。2025/5/2524巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.2支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力與破壞形式2.支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的問題（1）確保錨桿（支撐）的強(qiáng)度與穩(wěn)定；（2）支護(hù)結(jié)構(gòu)（墻）的入土深度應(yīng)滿足要求；（3）支護(hù)結(jié)構(gòu)（墻）截面尺寸、間距、抗彎強(qiáng)度夠用；（4）基坑底穩(wěn)定驗(yàn)算滿足要求。2025/5/2525巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程支護(hù)板樁或樁排式擋墻是一種柔性結(jié)構(gòu)，因而允許有限的變形。主動(dòng)土壓力在0.001～0.004倍坑深的微小位移時(shí)即能發(fā)生；被動(dòng)土壓力需很大位移量（5％）才能產(chǎn)生，往往是板樁不允許的，所以被動(dòng)土壓力不能全部采用。有的只取計(jì)算結(jié)果的30％。7.3.1懸臂式板樁設(shè)計(jì)計(jì)算無支撐或錨定，完全依靠入土深度保持穩(wěn)定，適用于深度不大（＜6m）的基坑支護(hù)等臨時(shí)工程。懸臂式板樁主要是求算其入土深度和最大彎矩。7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/2526巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程

1.臂式排樁、地下連續(xù)墻嵌固深度計(jì)算參照附圖所示。嵌固深度設(shè)計(jì)值hd按下列規(guī)定確定：

hp∑Epj-1.2γ0ha∑Eai≥0式中∑Epj——樁、墻底以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值epjk的合力之和；

hp——合力Epj作用點(diǎn)至樁、墻底的距離；∑Eai——樁、墻基坑底以上外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值eajk的合力之和；ha——合力Eai作用點(diǎn)至樁、墻底距離；

γ0——建筑基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，按安全等級，一級γ0=1；二級γ0=1.0，三級γ0=0.9。7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/2527巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2.求最大彎矩Mmax作用點(diǎn),該點(diǎn)處結(jié)構(gòu)內(nèi)剪力為零，列方程求解或試算。3.求最大彎矩Mmax4.求板樁截面尺寸最大彎矩/允許彎曲應(yīng)力＝截面橫量（鋼板樁）鋼筋混凝土樁(試算)2025/5/2528巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)對于鋼板樁或鋼管樁截面橫量(2)鋼筋混凝土樁(試算)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ10－89）σw-為鋼材的允許彎曲應(yīng)力2025/5/2529巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算式中：M－彎矩設(shè)計(jì)值，N·mm；A－樁截面積，mm2；As－縱向鋼筋全截面積，mm2；r－樁截面圓半徑，mm；rs－鋼筋分布半徑，mm；α－反映受壓混凝土面積的角，即弓形面積對應(yīng)圓心角除以2π的值；αt－受拉鋼筋面積與縱鋼筋全面積的比值；fcm－混凝土彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，查表。樁直徑或邊長＜300mm時(shí)，乘以0.8折減，N/mm2；fy－鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，N/mm2。2025/5/2530巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算為簡化計(jì)算，取則得計(jì)算步驟：

1.假定鉆孔樁直徑及其配筋情況，由（4）和（3）求出α與αt。

2.再由（1）式求出鉆孔樁的彎矩設(shè)計(jì)值，與板樁計(jì)算彎矩值相比K＝1.5～2。2025/5/2531巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算7.3.2單錨式板樁的計(jì)算一、墻的變形與土壓力分布墻頂部設(shè)有橫向支撐式拉錨，受力后有兩種可能變形：(a)“自由支座”情況(簡支梁)(b)“固定支座”情況(等值梁)2025/5/2532巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)板樁插入土中的深度t較小時(shí)，其撓曲變形如圖（a）所示，板樁下不出現(xiàn)反彎點(diǎn)，可將板樁底端視作“自由支座”，，保證板樁的穩(wěn)定，不產(chǎn)生過大位移。當(dāng)t較大時(shí)，板樁撓曲變形為另一種情況（b），出現(xiàn)反彎點(diǎn)0，將其視為“固定支座”，用等值梁法計(jì)算。二、“自由支座”情況——視為簡支梁考慮求：支撐（錨拉）力RA，入土深度t，最大彎矩Mmax1.對RA作用點(diǎn)，并考慮被動(dòng)土壓力折減2025/5/2533巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算得代入整理得可求解三次方程火試算得出t1。

2.2025/5/2534巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算3.板樁墻上剪力Q＝0處為Mmax的作用點(diǎn)4.求Mmax5.求板樁截面尺寸，同前。實(shí)際入土深度：t＝1.15t1實(shí)際RA：RA＝（1.35～1.4）RA計(jì)算2025/5/2535巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算（三）“固定支座”情況（靜不定問題）（a）等值梁（b）板樁上土壓力分布（c）板樁彎矩圖（d）等值梁采用等值梁法，ab為一根梁，一端簡支，另一端固定，其反彎點(diǎn)在c點(diǎn)。如在c點(diǎn)切斷ab梁，并于c點(diǎn)置一自由支承形2025/5/2536巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算成ac梁，則ac梁上的彎矩圖將保持不變，此ac梁即為ab梁上ac段的等值梁。為簡化計(jì)算，不考慮△的差別，即用土壓力強(qiáng)度等于零點(diǎn)的位置來代替反彎點(diǎn)的位置。設(shè)計(jì)步驟：1.計(jì)算作用于板樁上土壓力強(qiáng)度，并繪出土壓力分布圖，可以考慮摩擦作用對土壓力的影響，t1深度以下土壓力可暫不繪出。2.求t0，由于d點(diǎn)主、被動(dòng)土壓力強(qiáng)度相等，即2025/5/2537巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算

3.按簡支梁求等值梁的支反力RA，t0處反力P0和最大彎矩Mmax（注意圖中a、0點(diǎn)是否重合，等或不等）：∑Md＝0，求RA∑Ma＝0，求P04.Mmax求法同前5.計(jì)算板樁最小入土深度t1x可根據(jù)P0和墻前被動(dòng)土壓力對板樁底端e點(diǎn)力矩相等求得：設(shè)墻土間的摩擦角為δ一般墻面平滑、排水不良時(shí)，δ＝（0～1/3）φ；墻面粗糙、排水良好時(shí)，δ＝（1/3～1/2）φ。2025/5/2538巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算等值梁法計(jì)算彎矩過大，實(shí)際使用時(shí)可以取經(jīng)驗(yàn)折減系數(shù)（0.6～0.8）之間，一般取0.74。6.求板樁截面性狀尺寸，同前。7.Ra=(1.35～

1.4)RA計(jì)算。2025/5/2539巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算7.3.3多錨（撐）支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)多層錨(撐)的位置不同時(shí)，其土壓力分布和墻板內(nèi)力各不相同。一般說來，如果附近地基不容許發(fā)生位移，則應(yīng)對橫撐(或錨桿)施加相當(dāng)于靜止土壓力的預(yù)應(yīng)力，那么作用在地下墻板上的土壓力就接近于靜止土壓力，且防止了由墻板撓曲而產(chǎn)生的地基變形；如果不對撐(或錨)施加預(yù)應(yīng)力，而是在開挖后墻板已產(chǎn)生了位移的倩況下所加設(shè)的，則該土壓力就接近主動(dòng)土壓力。雖然該土壓力變小了，但附近地基的位移卻增大了。2025/5/2540巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程實(shí)際上，根據(jù)實(shí)測，對坑壁墻板支撐(或錨)不施加預(yù)應(yīng)力，則其作用于墻板上的土壓力大體上是在靜止土壓力和主動(dòng)土壓力之間，附近地基的位移，也大致如此。7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算多錨（撐）基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算方法二分之一分擔(dān)法逐層開挖法等值梁法山肩邦男法2025/5/2541巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程一、錨（撐）支護(hù)結(jié)構(gòu)的層間距布置型式及特點(diǎn)（1）等彎矩布置：各跨度的最大彎矩相等，可充分利用板樁的抗彎強(qiáng)度；但是較深基坑，下部的支錨層距過小，層數(shù)多，不經(jīng)濟(jì)。（2）等反力布置：各層支錨水平反力基本相等，使錨桿設(shè)計(jì)簡化；但當(dāng)基坑較深時(shí)，下部的支錨層距過小，層數(shù)多，同樣不經(jīng)濟(jì)。（3）等間距布置：支錨結(jié)構(gòu)的上、下排間距基本相同，基坑較深時(shí)，減少了支錨層數(shù)，較經(jīng)濟(jì)；但帶來了較復(fù)雜的計(jì)算量。等間距布置在工程實(shí)際中設(shè)計(jì)最為普遍。7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/2542巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算等彎矩布置等反力布置等間距布置2025/5/2543巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程一、二分之一分擔(dān)法（一）方法簡介多支撐連續(xù)梁的一種簡化計(jì)算用二分之一分擔(dān)法，計(jì)算較為簡便。Terzaghi和Peck根據(jù)柏林和芝加哥等地鐵工程基坑擋土結(jié)構(gòu)支撐受力測定，以包絡(luò)圖為基礎(chǔ)，以二分之一分擔(dān)法將支撐軸力轉(zhuǎn)化為土壓力，提出土壓力分布圖。反之，如土壓力分布圖已確定，則可以用二分之一分擔(dān)法來計(jì)算多支撐的受力。

1.這種方法不考慮樁、墻體支撐變形;

2.將支撐承受的壓力（土壓力、水壓力、地面超載等）w為墻后土壓力各支撐承受壓力的一半;7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/2544巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算二分之一分擔(dān)法計(jì)算簡圖3.土壓力分布圖已確定。求支撐受的反力，然后求出正負(fù)彎矩、最大彎矩，以核定土樁的截面及配筋，這種計(jì)算較方便。2025/5/2545巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程（二）設(shè)計(jì)計(jì)算

1.計(jì)算主動(dòng)土壓力系數(shù)、被動(dòng)土壓力系數(shù)和式中：φ——土的內(nèi)摩擦角；

Ka——主動(dòng)土壓力系數(shù)；

Kp——被動(dòng)土壓力系數(shù)。式中：q——地面荷載；

γ——土的重度；

H——地面到基坑底的距離（基坑開挖深度）。

7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/2546巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程2.計(jì)算各支撐點(diǎn)（錨固點(diǎn)）的支撐力（錨固力）式中RB——B點(diǎn)的錨固力（支撐力）；

RC——C點(diǎn)的錨固力（支撐力）；

RD——D點(diǎn)的錨固力（支撐力）；

RE——E點(diǎn)的錨固力（支撐力）；

Ro——零彎點(diǎn)處的土壓力；

l1——B點(diǎn)距地面高度；

l2——B點(diǎn)C點(diǎn)間的距離；

l3——C點(diǎn)D點(diǎn)間的距離；

l4——D點(diǎn)到E點(diǎn)的高度。

l5——E點(diǎn)距坑底的高度。

7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/2547巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算3.計(jì)算各錨固點(diǎn)（支撐點(diǎn)）的彎矩MC、MD、ME（略）二、逐層開挖支撐力不變法多層支護(hù)的施工是先施工擋土樁或擋土墻，然后開挖第一層土，挖到第一層支撐或錨桿以下若干距離，進(jìn)行第2025/5/2548巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程一層支撐或錨桿施工。然后第二次挖第二層土，挖到第二層支撐支點(diǎn)以下若干距離，進(jìn)行第二層錨桿施工。如此循環(huán)作業(yè)，直挖到坑底為止。其計(jì)算方法是根據(jù)實(shí)際施工，按每層支撐受力后不因下階段支撐及開挖而改變數(shù)值的原理進(jìn)行的。（一）假設(shè)條件1.每層支撐受力后不因下階段開挖支撐設(shè)置而改變其數(shù)值，鋼支撐加軸力，錨桿加預(yù)應(yīng)力。2.第一層支撐后，第二層開挖時(shí)其變形甚小，認(rèn)為不變化。第二層開挖支撐后開挖第三層土方，認(rèn)為第二層變形不變化。3.第一層支撐階段，挖土深度要滿足第二層施工的需要，第二層支撐時(shí)挖土深度要滿足第三層施工的需要。7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算2025/5/2549巖土工程設(shè)計(jì)-基坑工程7.3支護(hù)板樁的設(shè)計(jì)計(jì)算4.每層支撐后其支點(diǎn)計(jì)算時(shí)可按簡支考慮。 5.逐層開挖支撐時(shí)皆須考慮坑下零彎點(diǎn)距離，即近似為零點(diǎn)距離。（二）計(jì)算方法1.求RB支點(diǎn)水平力，如圖所示。基坑開挖到B點(diǎn)以下若干距離（滿足支撐施工