按弹性地基梁法求解桩的弹性曲线微分方程式 R/S (a)为基坑支护桩 简化计算可按下式进行 根据基坑周边环境的复杂程度及环境保护要求 v 借助于单桩水平力计算的“m”法 基坑因土体的强度不足 hm γ (1/m) b—次影响区域 上海市《基坑工程技术规范》DG/TJ 可取1.25 S 常数法 9.4.2 hm 目前预估基坑开挖对周边环境的附加变形主要有两种方法 ——第i个永久作用的标准值 ——作用的综合分项系数 从而引起邻近建(构)筑物及地下管线的变形及开裂 从而引起紧邻建(构)筑物及地下管线的侧移 板桩 1 M 桩身截面的计算宽度和桩径之间有如表28所示的关系 (9.4.1-2) 丙级的基坑工程取1.7 支护结构的入土深度应满足基坑支护结构稳定性及变形验算的要求 式中 S 应按下式进行计算 ≥K 作用在桩顶的水平力与桩顶位移X的关系如下式所示 支护结构的入土深度应满足基坑支护结构稳定性及变形验算的要求 对悬臂式支护结构 ——整体稳定抗滑安全系数 ——主动土压力系数 本条将基坑稳定性归纳为 桩身材料与刚度 1)确定桩 的经验关系来确定 9.4.1 S 有地下水渗流作用时 2)支护结构的内力和变形计算 当坑内外存在水头差时 一般可取δ “c”法等 在很多情况下 可作为确定建筑物对基坑开挖引起的附加变形的承受能力的参考 粉土和砂土应按本规范附录W进行抗渗流稳定性验算 m值不是一个定值 (b)为基坑支护桩上作用的土压力分布图 9.4.5 需指出的是 国内常采用“m”法 严格地讲 尚应计算在建筑物荷载作用下的内力及变形 墙的倾覆稳定 1 抗倾覆力矩项中本应包括支护结构的桩身抗力力矩 墙式支护结构的倾覆稳定性验算 应考虑各种作用组合 地下水控制及开挖三个方面分别采取相关措施保护周围环境 m值可从表27中选用 2 桩身变形产生的土抗力不仅仅局限于桩自身宽度的范围内 08-61提出了适用于一般黏性土的抗隆起计算公式 基本组合的效应设计值可采用简化规则 采用单一安全系数法 F 5 α＝ 表26 导致基坑支护失效 应遵照政府有关文件和规定执行 由于问题的复杂性 突涌稳定四个方面 (m) 基坑变形设计控制指标 预估基坑开挖对周边环境的附加变形值 稳定安全系数可按地区经验确定 结构使用期短 该方法预测的是地表沉降 基坑工程的变形控制指标(如围护结构的侧移及地表沉降)应根据基坑周边环境对附加变形的承受能力及基坑开挖对周围环境的影响程度来确定 R 结构按承载能力极限状态设计中 板式支护体系按承载能力极限状态验算绕最下道内支撑点的抗隆起稳定性时(图56) 无试验资料时 9.4.4 k 分项系数也可按地区经验确定 k γ d 表26是根据国内外有关研究成果给出的建筑物在自重作用下的差异沉降与建筑物损坏程度的关系 坑底抗隆起计算简图 vm 08-61就是采用这种方法并根据基坑周围环境的重要性程度及其与基坑的距离 可根据其与围护结构最大侧移δ 可作为变形控制设计时的参考 F ＝1.35S 但在应用时应有可靠的工程实测数据为依据 a 按当上述要求确定了入土深度 踢脚破坏为作用与围护结构两侧的土压力均达到极限状态 ——抗隆起安全系数 H——作用在桩顶的水平力(kN) 墙式支护结构的设计应包括下列内容 5)支护桩 从土抗力的角度考虑 δ 但支护结构的底部位于软土或液化土层中时 并采取相应的保护措施 桩 假定地基水平抗力系数(K 地面沉降及坑底隆起 宜采用侧向弹性地基反力法计算 S 基坑支护桩内力分析的计算简图如图55所示 而要较准确地预测基坑开挖对周边环境的影响程度也往往存在较大的难度 d 2 对不同情况的土坡及基坑整体稳定性验算 基坑较深或需要严格控制支护结构或基坑周边环境地基变形时的基坑工程 大幅度降低地下水可能引起地面沉降 2 与现场地质条件 K——各类稳定安全系数 地下水控制及开挖三个方面分别采取相关措施保护周围环境 但由于其值相对而言要小得多 锚杆组合形成的支护体系 地基反力系数取“m”法图形 表25 从而求得抗倾覆分项系数 基坑设计时必须满足上述四方面的验算要求 设计等级为甲级的基坑工程取2.5 基坑工程是支护结构施工 设计计算 稳定验算方法与安全系数取值之间必须配套 所选用的强度指标的类别 基坑支护桩的侧向弹性地基抗力法 确定基坑周围环境对附加变形的承受能力是一件非常困难的事情 s为保护对象与基坑开挖边线的净距 地下水渗流稳定性验算 08-61提出了如图54所示的地表沉降曲线分布 内力分析时 乙级的基坑工程取2.0 因此也就难以针对某个具体工程提出非常合理的变形控制指标 支护结构的位移对周围环境的影响程度不同 2 2 大多数情况下的主要控制条件是变形 另一种方法是有限元法 对于带支撑的桩 即相当于桩受水平力作用计算的“m”法 墙作为主体结构一部分时 9.4.6 ——抗隆起力矩值(kN·m/m) 墙的入土深度 4)基坑变形计算 地层因地下水渗流作用引起流土 α——桩的水平变形系数 M RLK 通过理论分析可得 在附录V中采用作用在墙内外的土压力引起的力矩平衡的方法验算 1—支护桩 其中最大地表沉降δ 结构托换 还应从支护结构施工 必要时提出对环境保护的工程技术措施 地质条件差 式中 R——土体抗力极限值 F 沉降或倾斜 非岩石类土的比例系数m值表 x ——标准组合的效应设计值 设计计算 地基水平抗力系数的比例系数m值 图55 vm 支护桩 由于基坑支护结构是房屋地下结构施工过程中的一种围护结构 位于轨道交通设施 宜采用圆弧滑动面计算 重要管线等环境保护对象周边的基坑工程 常按杆系有限元——结构矩阵分析解法即可求得支护桩身的内力 在开挖深度范围内通常取主动土压力分布图式 为桩身计算宽度(m) “m”法 3 架空管线等防范措施 φ 采用有限元法分析时应合理地考虑分析方法 往往相差很大 且该方法分析得到的结果宜与经验方法进行相互校核 图56 地下水渗流作用而造成基坑失稳 k 以确认分析结果的合理性 应满足下式要求 Q 基坑底土隆起稳定 下部具有承压水头时 K 不同地区不同的土质条件 管涌以及承压水突涌等导致基坑工程破坏 M K 计算中 适用于施工场地狭窄 ——坑外地面荷载标准值(kPa) 变形解 并结合地区工程经验综合确定 确定变形控制指标 基坑底土因承载力不足而隆起 G (9.4.1-1) 是目前工程界最常用的基坑设计计方法 vm 当桩底土为一般黏性土时 基坑开挖时产生的不平衡力 即可求得桩身各点的内力及变位值 9.4 1 3)支护结构的构件和节点设计 坑内土条取浮重度 γ——围护墙底以上地基土各土层天然重度的加权平均值(kN/m 初始地应力场的模拟 土坡及基坑内外土体的整体稳定性计算 基坑边坡整体稳定 H为基坑开挖深度 0 式中 1 1 k 支护结构的内力和变形分析 围护墙后地表沉降预估曲线 上海市《基坑工程技术规范》DG/TJ 侧向弹性地基抗力法 当采用密排桩支护时 4 D——围护墙在基坑开挖面以下的入土深度(m) 当基坑底上部土体为不透水层 有条件时可采用卸荷条件下的抗剪强度指标进行验算 1 S k M ——第j个可变作用的标准值 长时间 因此除从设计方面采取有关环境保护措施外 将作用于围护结构上的外力进行力矩平衡分析 表28 为侧向受力的弹性地基梁(如c所示) 按下式确定 通常采用文克尔假定的竖向弹性地基梁的计算方法 0 ＇——最下一道支撑距地面的深度(m) 并宜插入坑底下部不透水层一定深度 3 作用的综合分项系数γ 3 ——隆起力矩值(kN·m/m) 对于开挖区 9.4 R 2 ＝0.8δ 坑外土条零压线(浸润线)以上的土条重度取天然重度 坑内土体应按本规范附录W进行抗突涌稳定性验算 基坑支护结构设计时 （6） 基坑工程设计时 D＇——最下一道支撑距墙底的深度(m) 形成分离式排桩墙 z为计算点的深度 桩 地基水平抗力系数的分布图式常用的有 其中b 一种是建立在大量基坑统计资料基础上的经验方法 ——分别为对于危险滑弧面上滑动力矩和抗滑力矩(kN·m) d 验算整体稳定时 2 1 基坑稳定性验算时 接触面的设置 当桩间距比较大时 可按下列规定进行变形控制设计 必要时可对被保护的建(构)筑物及管线采取土体加固 A——弹性长桩按“m”法计算的无量纲系数 k 关于建筑物的允许变形值 ——承载能力极限状态下基本组合的效应设计值 基坑支护结构的基本组合的效应设计值可采用简化计算原则 各类建筑物在自重作用下的差异沉降与建筑物损坏程度的关系 应满足抗渗流稳定的验算 有软土夹层和倾斜岩面等情况时 图54 d/H—坑外地表某点围护墙外侧的距离/基坑开挖深度 9.4.4 x 可按平面问题考虑 d 基坑内外侧土体整体滑动失稳 土压力可作为平面问题计算 —坑外某点的沉降/最大沉降 ——基本组合的效应设计值 用理论方法计算桩的变位和内力时 当有地下水存在时 墙式支护体系 应从支护结构施工 从而使得基坑工程的设计从强度控制转向变形控制 降水以及基坑开挖的系统工程 式中 9.4.7 以下的土条取饱和重度 因而使得围护结构(特别是围护结构插入坑底以下的部分)大量地向开挖区移动 并不考虑周围建(构)筑物存在的影响 9.4.2 本条取最下道支撑或锚拉点以下的围护结构作为脱离体 支护结构的抗倾覆稳定性又称抗踢脚稳定性 桩 荷载水平与作用方式以及桩顶水平位移取值大小等因素有关 0 9.4.5 S 但其分项系数均为1.0 应根据基坑周边环境的保护要求来确定基坑的变形控制指标 注 故用φ＝0的承载力公式进行验算 M 边界条件 ——滑裂面上地基土的黏聚力标准值(kPa)和内摩擦角标准值(°)的加权平均值 最危险滑动面上诸力对滑动中心所产生的滑动力矩与抗滑力矩应符合下式要求 支护结构施工过程中产生的挤土效应或土体损失引起的相邻地面隆起或沉降 式中 支护结构的入土深度应适当加大 支护桩入土部分 土的抗剪强度指标的选用 基坑底隆起稳定性验算 EI——桩身的抗弯刚度 软黏土发生蠕变和坑外水土流失而导致周围土体及围护墙向开挖区发生侧向移动 并结合地区工程经验综合确定 6)基坑工程的监测要求 表27 应符合下列规定 尚需采用非圆弧滑动面计算 墙式支护结构设计计算应符合下列规定 本条规定 9.4.1 包括 优秀历史建筑 稳定验算应符合本规范附录V的规定 ) 桩身截面计算宽度b 此时根据大量已成功实施的工程实践统计资料来确定基坑的变形控制指标不失为一种有效的方法 基坑工程在城市区域的环境保护问题日益突出 实质上是软土地基承载力不足造成 “k”法 即K 上海市《基坑工程技术规范》DG/TJ 但对于轴向受力为主的构件 应取1.35 因此在本条的计算公式中不考虑 各地区应积累工程经验 2 9.4.3 )随深度正比例增加 基坑稳定性验算 K 根据基坑周边的环境保护要求 其总变形值应小于其允许变形值 对于轴向受力为主的构件 土体本构模型的选择及计算参数 图55中 坑底土渗流 其对环境的影响主要分如下三类 S c 作用的效应设计值应符合下列规定 应满足式(8)的要求 抗倾覆稳定性安全系数应大于或等于1.30 a—主影响区域 3 支护结构倾覆失稳 S 型钢水泥土墙等独立支护或与内支撑 不同分布图式的计算结果 式中 基坑设计的稳定性仅是必要条件 基坑施工的全过程模拟等因素 SLK q ik m称为地基水平抗力系数的比例系数 RL ＝mz 墙式支护可为柱列式排桩 9.4.6 提出了基坑变形设计控制指标(如表25所示) /δ 基坑支护桩计算的侧向弹性抗力法 jk 支护结构计算的侧向弹性抗力法来源于单桩水平力计算的侧向弹性地基梁法 d 支护结构的底部应进入下卧较好的土层 当有地区可靠工程经验时 当有可靠工程经验时 支护结构应进行稳定验算 提出基坑的各项变形设计控制指标 应符合本规范第9.1.6条的规定 由于侧向弹性地基抗力法能较好地反映基坑开挖和回填过程各种工况和复杂情况对支护结构受力的影响 h 可以用来间接评估基坑开挖引起周围环境的附加变形 桩 α——如图56所示(弧度) 地下连续墙 当按附录V进行各项稳定验算时 d 1 ＝1.25S 土的侧向地基反力系数可通过单桩水平载荷试验确定