9.4 】 设计计算》 ？ 《 9.4.》1  结构按承载】能力极？限状：。态设计中《应考虑各种作用组合！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》结构：使用期短本条—规定基坑支护结构的！基本组合的效应设计！值可采用简》化计算原则按下式确！。定 】 ，。 式中—γF作用的综合分项！系数； —       ！Gik第i个永久作！用的标准《值； ？ ？      【 Qjk第j个可】变作用的《标准：值 《 ，。 ：。   ？ 作用的综合—分项系数γF—可取1.25—但对于轴《向受力为主》。的构件γ《F应取1.35 ！ 9.4.2！  支护结构的【入土深？度应满足基》坑支：护结构稳定性—及变形？验算的要求并结【合地区工程经验【综合确？定按当？上述要求《。确定了入土深度【但，支护结构的底部【。位于软土或液化土】。层中时支护结构的入！土，深度应适当加大【支护结构的底部应】进入下？卧较好的土层 ！ 9.4—.，4  基《坑工程在《城市：区域的？环境保护问题—日益突出《基坑设计的稳定性仅！是必要条《件大多数情》。况，下的主要控》制条件是变形从而】使得基坑工程的设】计从强度控制—转向变形《控制 【     1  】基坑工程设》计时应？根据基坑周边环境】的保护要求》来确定基坑的变形】控制指？标严格地讲基—。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《的影响程度来确定由！于问题的复杂性【在很多情况下确定基！。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？上海市基坑工程技术！规范DG/TJ 】。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？与基坑的距离提出】了基坑？变形设？。计控制指标(如表2！5所示)可》作为：变形控？制，设计时的参考 ！ 表25  】基坑变形设计—控制：指，标 ！。 ，     注1！  H为基坑开【挖深度s《为保护？对象与基坑开挖边】线，的，净距：； ： 《       【。  2  位于【轨道交通设施、优秀！历史建筑《、重要管《线等环境《保护对象周边的基】坑工程应遵照—政府有关文件—和，规定执行 【  《  ： 不同地区不—同的：。土质条件《支护结？构的位移对周—围环境的影响程度不！同各地区应积—累工：程经验确《定变形控制指标 ！ ？     2  目！前预估基坑开挖对周！边环境的附加变形主！要有：两种：方法一种是建立【在大量基坑统—计，资料基础上》的经：验方法该《方法预测的是地表沉！降并不？考，虑周围建(构)【筑物：存在：的影响？可以用来间接评估基！坑开：挖引起？周，围环境的附加—变形上海市基—。坑工程技术规—范DG/TJ 08！-61提出了—如图54《。所示的地表沉降【曲线：。。分布其中《最大地表《沉降δvm可根据】其与围？护结构最《大侧移δ《。hm的？经验关系来确—定一般？可取δvm＝0【.，8，δ，hm 】    另一—种方法？是有限元法但在应】用时应有可》靠的工程实测数【。据为依据且该方法】分析：得到的？结果：宜与经验方》法进行相互校核以】。确认分析结果—的合理性采》用有限元法》分析：时应合理地考虑分析！方法：、边界条件、土【体本构？模型的选《择及计算参数、接触！面的设置、初始地应！力场的模《拟，、基坑施工的全过程！模拟等因素》 ？ 】 图54  围护墙！后地表沉降》预估曲线 【 δv/δ【vm坑外某点的沉】降/最大沉降—；d/H坑外地表】某点围护墙外—侧的：。距离/基坑开—挖，深度；a《主，影响区域；b次影】响区域 —     关于！建筑物的允许—变，形值表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 】 表26  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 ！ 【。    3  基】坑工：程是：支护结？构施工、降》水以及？基坑开挖的系统【工程其对环境—的影：响主要？分如下三类支—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；？长，时间、大幅度降低地！下水可能引起地面沉！降从而引起邻近建】(构)筑物》及地下管线的变【形及开裂；基坑开】挖时：产，生的不平衡力、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！、地：面沉降？及坑底隆起从而【引起紧邻建(构)筑！物及地下《管，线的侧移《、沉降？或倾斜因此除从设】计方面采取有关环境！保，护措施外还应从【支护结构施工、【地下水控制及开挖三！个方面分别采取相关！措施：保护周围环境必【。。要时可对被保护【的建：(构)？筑物及管《线采取？。土体加？固、结？构托：。换、架空管线等防范！措，施 《 ？9.4.5  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《法用理论《方法计算桩的—变位和内力时通常】采用文克尔假定【的竖向弹性》地基梁？。的计算方《法地基？水平抗力系》数，的分：布图式常用的有常数！法、“k”法、【“m”法、“c”法！等不同分布图式的】计算结？果往往相差很大国内！常，采用“m”法假【定地：基水平？抗力系数(Kx)随！深度正比例增加即】Kx＝mzz为【计算点？的深度m称为地基】水平抗力系》数的比例系数—。按弹性？地基梁？法，求解桩？的弹性曲线微分【方程式即可求—得桩身各点的—内力及变位值—基坑支护《桩计算的侧向弹性抗！力法：即相当于桩受水【平力作用计算—的“m？”法  ！  ： 1  《地基：水平抗力《系数的比《例系数m值 】  《   m值不—。是一：个，定值与现场地质【条件桩身材料与刚度！。荷载：水平与作用》方式以及桩》顶水平位移取值大】小等因？素，有关通过理论分析】。可得作用在桩—顶的水平力与桩顶位！移X的？关，系如下式所示— 《 ， 》 式中《H作用在桩顶—的水平力(》kN)； 】   《    A弹性长】桩按“m”》法，计，算，的无量纲系数； ！   — ， ，  EI桩》身的抗弯刚度； 】  —     α—桩，的水平变《形系数α＝(1【/m)其中b0为桩！身计：算，。宽，度(m) 】 ： ，   ？无，试验资料时m值可从！表27中选》用 》 表27  非】岩石类土的》比例：系，数m值表 》 《   ！  2？  基坑支护—桩的：侧向：弹性：地基抗力法借助于单！桩水平力计》算的“m《”法基坑《支护桩内《。力分析？的计算简图如—图55所示 【 《 ？ 图《55  侧向弹性】地基：。抗力法？。 1支】。护桩  ！ ，  图55》中(：。a)为基坑支—护桩(b)》为，基坑支护桩上作【用的土压力》分布图？在开：。挖深度范围内通常取！主动土压力分布图】式支：护桩入？土部分为侧向受力】的弹性地基梁—(如c所示)地基】反，力系数取“m—”法图形内力分析】时常按杆系有限【元结构？矩阵：分析解法即可求得】支护：桩身：的内力？、变形解 — ？     当采用】密排：桩支：。护时土？压力：可作为？平面问题计算当桩】间距比较大时形成】分离式排桩墙桩身】变形产生的》。土抗力？不，仅仅：局限于桩《。。自身宽度的范围【内从土抗《力的角？度考虑桩身截面的计！算宽度和桩径之间】有如：表2：8所示的关系 【 表28 ！ 桩身截面计算宽】度b0(m) 】 ？   ！  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！。响是目前《工程界最常用的基】坑设计计方法 ！ ：。 9.4.6  】基坑因土《体的：强度不足地下水渗流！作用而？造，成基：坑失稳包括》支，护结构倾覆失稳；基！坑内外侧土体整体滑！动失稳？；基坑底土因承载力！不足而隆起；地层】因地下水渗》流作用？引起流土、》管涌以及承压水突涌！等导致基坑》工程破坏本条将基坑！稳定：性，归纳为？支护桩、墙的倾【覆稳定？；基坑底土隆起稳】定；基？。坑边坡整体稳—定；坑底土渗流、突！涌稳定四个》方面基坑设计时必须！满足上述四方—面的：验算要求《 ？     【1  基坑稳定性】验算采用《单，一安全系数法应【满足下式要求 【 R/【。Sd≥K《     》     （—6） 式！中K各类《稳定安全系数；【    ！   R土体抗力】极限值；《 ：     】  Sd承载—。能力极限《状态下基本》组合的效应》设计值但其分项系】数，均为1.0当有地区！可，靠工程经《验时分项系数也可按！地区经验确定—  【   ？2，  基坑稳定—性验算时所选用【的强度指《标的类？别稳：定验算方《法与安？全系数？取值：之间必须配套当按】附，录V进行《各项稳定验算—时土的抗剪强度指】。标的选用应符—合本规范第》9.1？.6条？的规定 【  ？  ： 3 ？ 土坡及基坑内外土！体的：整体稳定性》计算可按平面问题】考虑宜采用圆—弧滑动面计》算有软土夹》层和倾斜岩面等情】况时尚需采用非圆弧！滑动面计算》 ： ， ：   ？。。  对不《同情况？的土坡及基坑整【体，稳定性验算最危【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 — 】 式中？MS、M《R分别为对》。于危险滑弧面—上滑动力矩》和抗滑力矩(k【N·m)； 【    【   KR整体稳定！抗滑：安全系数 ！    《   MS计算【中当有地下水存在】时坑外？土条零压线》(浸：润线)以上的土条重！度取天？然重度以下》的，土条取饱和》重度坑内土条—取浮重度 】。     验算】整体稳定《时对于开挖区有条】件，时可采用卸》荷条件下的》抗剪强度指标进行】验算 ？    】 4  基坑底隆】起稳定性验算实质】上是软土地基承载力！不足造？成故用φ＝0的承】载力公式进行—。验算 《    【。 当桩底土》为，一般黏？性土：时上海市《基坑工程技术规范】。DG/？TJ： 0：8-：61提出了适用于】一般黏性土的抗隆】起计：算公式 —     【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)《应满足式(》8)的要求 ！ ， 【 》 — 式中MRLK抗】隆起力矩值》(kN？·m/m)； 】  》 ，    《MSL？K隆起力矩》值，(kN·m》。/m)； —      ！。 α如图56所【示(弧度)； 【 ， ？ ，      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！3)；？ ， ：   》    D围护【墙在基坑开》。挖面：以下的入土深度(m！)； 【 ，。    《  ：D＇最下一道支撑】距墙底的深》度(m)《；   ！  ：。  Ka《主动土压力系数；】 ，。 《    《   ck、φ【k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；  ！   ？  h0＇最下一道！。支撑距？。地面的深度(m)；！  【     qk坑】外地面荷载标准值(！kPa)； ！ ：      —KRL抗隆起—安全系数《设计等级为甲级【的基坑工程取2.5！。；，乙，级的基坑《工程取2《.0；丙级的基坑工！程取：1，.7：   】  5  》。。桩、墙式支护结构的！。倾，覆稳定性验算对悬臂！式支：护结构在附》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，。抗，倾覆稳定性安全【。系数应大于或等于1！.30 《 】 图56 【 坑底抗隆起计算简！图 【。    《对于带支《撑的桩、墙式支【护体系支护结构的抗！。倾，覆稳定？性又称抗踢脚稳【定性踢脚破坏为【。作用与围护结构两侧！的，土压力均达到—极限状态《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【动导致基《坑支护失效本条【取，最下道支撑或锚拉点！以下的围护》结构作为脱离体【将作用于围》护结构上的》外，力进：。行力矩？平衡分析从而求得抗！倾覆分项系数需【。指出的是抗倾覆力矩！项中本应《包括支护结构—。的桩身抗力力矩【。但由：于，其，值相对而言要小得多！。因此在本条的—。计算公？式中不？考虑：。 ：