20-4基坑支护形式：排桩或地下连续墙
支护结构计算之排桩与地下连续墙计算
支护结构计算之排桩与地下连续墙计算排桩是指在地基中按一定的排列规律竖向钻孔和灌入浇筑有强度的混凝土，形成一定的桩状体，以增加地基的承载力和稳定性的一种地基加固方式。
而地下连续墙是指沿地基深处连续围成一定的围护结构，从而达到增加地基的稳定性和承载力的作用。
下面我们就来详细介绍一下排桩和地下连续墙的计算方法。
一、排桩的计算方法：1.确定设计堆载荷和设计基本桩载荷：根据工程的荷载要求，计算地基所能承受的荷载大小。
2.计算单桩承载力和桩长：采用极限平衡法，以单桩为单位计算桩的承载力，得到单桩的承载力和桩长。
3.计算点桩的间距和排桩深度：根据桩的承载力和荷载大小，计算相邻桩之间的距离和排桩深度。
4.桩的排列形式：根据工程的具体要求和土层的情况，确定桩的排列形式和间距。
5.计算排桩的承载力：按排桩的排列形式和间距，采用图解法或计算法计算排桩的整体承载力。
二、地下连续墙的计算方法：1.墙的排列形式和尺寸：根据工程的具体要求和土层的情况，确定连续墙的排列形式和尺寸。
2.确定土的侧压力和角度：根据土的密度、倾斜角等参数，计算土的侧压力和侧压力的作用角度。
3.计算墙的承载力和刚性：根据连续墙的尺寸和挡土高度，计算墙的承载力和刚性。
4.计算墙板的厚度和加固措施：根据土的侧压力和墙的承载力，计算墙板的厚度和加固措施，提高墙的稳定性。
5.计算墙的受力状态：计算连续墙在工作状态下的受力状态，包括剪切力、弯曲力、轴力等受力。
通过以上的计算方法，可以得到排桩和地下连续墙的各项参数和设计要求。
在实际工程中，还需要根据具体情况进行一些调整和改进，以确保结构的稳定性和可靠性。
同时，需要进行孔隙水压力和土的变形等方面的计算，进一步确认结构的可行性和安全性。
总结起来，排桩和地下连续墙的计算方法是基于土力学和结构力学的理论基础上进行的。
通过合理的计算和设计，能够保证工程的稳定性和可靠性，提高地基的承载力和稳定性。
基坑支护的主要类型及其适用性
基坑支护的主要类型及其适用性摘要：工程实践中形成了多种成熟的基坑支护体系，包括土钉墙、土层锚杆、水泥土墙、地下连续墙、灌注桩排桩、型钢水泥土搅拌墙、钢板桩围护墙等，本文介绍了这些支护类型的定义、适用范围和限制条件。
关键字：基坑支护结构、支护类型、适用条件引言：随着城市建设的发展，地下空间在各大城市中得到广泛的开发利用。
如高层建筑地下室、地下仓库、地下人防工事、地下工业设施等。
在我国，地铁及高层建筑的兴建，产生了大量的基坑（深基坑）工程。
基坑工程主要包括围护体系设置和土方开挖两个方面。
围护结构通常是一种临时结构，安全储备较小，具有比较大的风险。
围护结构应满足以下基本要求：保证基坑周围未开挖土体的稳定；保证相邻建筑物的、地下管线的安全；保证作业面在地下水位以上。
在工程实践中，基坑支护结构形成了多种成熟的类型。
1.土钉墙支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉并与喷射混凝土面板相结合，通过土钉、土体和喷射混凝土面层的共同工作，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面稳定。
土钉墙剖面示意图与面层喷锚做法土钉墙的适用条件：①、开挖深度小于12m，周边环境保护要求不高的基坑工程；②、地下水位以上或经人工降水后的人工填土、黏性土和弱胶结砂土的基坑支护。
不适用于以下土层：①、含水丰富的粉细砂、中细砂及含水丰富且较为松散的中粗砂、砾砂及卵石层等；②、黏聚力很小、过于干燥的砂层及相对密度较小的均匀度较好的砂层；③、有深厚新近填土、淤泥质土、淤泥等软弱土层的地层及膨胀土地层；④、周边环境敏感，对基坑变形要求较为严格的工程，以及不允许支护结构超越红线或邻近地下建构筑物，在可实施范围内土钉长度无法满足要求的工程。
2.土层锚杆支护在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内放入钢筋，灌入水泥砂浆或化学浆液，使之与土层结合成抗拉锚杆，将立壁土体侧压力传至稳定土层。
土层锚杆支护剖面示意图适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用。
基坑支护
（1）能合理地利用上体的自承能力，将上体作为支护结 构的不可分割部分。（2）结构轻型，柔性大，有良好的 抗震性和延性。（3）施工便捷、安全，土钉的制作与成 孔简单易行，且灵活机动，便于根据现场监测的变形数据 和特殊情况，及时变更设计。（4）施工不需单独占用场 地，对于施工场地狭小，放坡困难，有相邻建筑，大型护 坡施工设备不能进场时，该技术显示出独特的优越性。 （5）稳定可靠，支护后边坡位移小，水平位移一般为基 坑深度的0.1％-0.2％，最大不超过0.3％，超载能力强。 （6）总工期短，可以随开挖随支护，基本不占用施工工 期。（7）费用低，经济，与其他支护类型相比，工程造 价降低10％-40％左右。
2）开挖 ①土钉墙支护应按施工方案规定的分层开挖深度按作 业顺序施工，在完成上层作业面的土钉与喷射混凝土以前，不 得进行下一层深度的开挖。②当用机械进行土方作业时，严禁 边壁出现超挖或造成边壁土体松动，当基坑边线较长，可分段 开挖，开挖长度10-20m。③支护分层开挖深度和施工的作业顺 序应保证修整后的裸露边坡能在规定的时间内保持自立并在限 定的时间内完成支护。应尽量缩短边壁土体的裸露时间，对于 自稳能力差的土体如高含水量的粘性土和无天然粘结力的砂土 必须立即进行支护。④为防止基坑边坡的裸露土体发生塌陷， 对于易坍塌的土体因地制宜采用相应措施。
土钉墙的施工工艺：
1）准备工作 ①认真学习规范，熟悉设计图纸，以书面形式让甲 方出据地下障碍物、管线位置图，了解工程的质量要求以及施工 中的监控内容，编写施工方案。②施工前应确定基坑开挖线、轴 线定位点、水准基点、变形观测点等，并在设置后加以妥善保护。 ③组织项目管理小组及专业施工队伍，对施工人员进行班前技术、 安全交底，并完成上报审批程序。④按照施工方案选择施工机具 与工艺，井检查设备运转情况，安排现场水、电、照明及施工工 作面，材料进场后做好原材料的检验与混凝土、水泥浆的试配。
《建筑基坑支护技术规程》两套题
题库一一、选择题（每题2分，共20分）1、重力式挡土墙抗倾覆稳定性验算时，倾覆力矩和抗倾覆力矩的圆心位置在什么地方？(A )(A)在墙趾点 (B)通过试算确定最危险滑动面圆心 (C)基坑面与墙身交点2、重力式挡土墙的抗倾覆、抗滑动、地基承载力和墙身强度等验算都满足要求时，是否可以认为该挡土墙是安全的？( C )(A)安全 (B)不安全 (C)不一定3、重力式挡土墙整体稳定性验算时，构成滑动矩的力是由何种力引起的？( C )(A)墙后主动土压力 (B)墙后主动土压力和水压力 (C)滑动土体的重力4、重力式挡土墙整体稳定性验算时，滑动与抗滑动力矩的圆心位置在什么地方？( B )(A)在墙趾点 (B)通过试算确定最危险滑动面圆心 (C)基坑面与墙身交点5、在砂性土地基上设计一重力式挡土墙，墙后地下水在地表处除须进行整体稳定、抗倾覆、抗滑动、地基承载力和墙身强度验算外，还应作何项目验算？( C )(A)地基沉降 (B)不均匀沉降 (C)渗透稳定6、悬臂板桩墙，最大弯矩位置发生在：（其中，Ka、Kp分别为主动土压力、被动土压力系数，pa为坑底处主动土压力强度，Ea为主动土压力合力）( C )(A)基坑地面处(B)土压力零点，即距坑底距离 (c)土压力零点以下7、成孔注浆型钢筋土钉墙的构造要求成孔直径宜取（ A ）。
(A)70mm-120mm (B) 20mm-70mm (C) 100mm-150mm8、排水沟的界面应根据设计流量确定，排水沟的设计流量应符合（ B ）规定。
(A)Q≤V/1.2 (B) Q≤V/1.5 (C) Q≤V/1.89、道路沉降监测点的间距不宜大于（），且每条道路的监测点不应少于（ C ）个。
(A)70m,2 (B) 40m,5 (C) 30m,310、内支撑结构的施工与拆除顺序，应与设计工况一致，必须遵循（ A）的原则。
(A)先支撑后开挖 (B) 先开挖后支撑 (C) 沿施工现场开挖11、墙后主动土压力分布形式是墙顶小，随着深度逐渐增大，因此，采用锚拉结构时，顶锚与底锚长度之间关系是(B)(A)顶锚短，底锚长 (B)顶锚长，底锚短 (C)顶锚、底锚不宜太长12、所谓刚性支挡结构，其特点是(B)(A)支挡结构侧向不发生位移(B)支挡结构本身不能承受弯矩和拉应力(C)具有钢筋混凝土支撑结构二、填空题(每小空1分，共20分)1、排桩采用（素混凝土）桩与（钢筋混凝土桩）间隔布置的钻孔咬合桩形式时，支护桩的桩径可取 800mm～1500mm，相邻桩咬合长度不宜小于（200mm）。
六种基坑支护类型简介
六种基坑支护类型简介基坑支护工程是指在基坑开挖时，为了保证坑壁稳定，保护主体地下工程施工时的安全以及周围环境不受损害所采取的工程措施。
一般基坑支护形式的选取主要取决于基坑挖深、场地条件、周边环境（邻近既有建构筑物、市政道路、管线）、场地水文地质条件、项目工期要求等因素，应综合分析合理选取。
一般同等条件下支护形式的造价从低至高依次为：放坡开挖＜土钉墙（复合土钉墙）＜水泥土重力式挡墙＜型钢水泥土搅拌墙（SMW工法）＜排桩＜地墙。
一、放坡开挖1、坡率应根据土层性质、挖深确定，挖深大于4m应采用多级放坡，多级放坡应设置平台；土质条件较好的地区，应优先选用天然放坡；软土地区大面积放坡开挖的基坑，边坡表面应设置钢筋网片护坡面层；2、若开挖面在地下水位之下，坡顶和平台处应采取井点降水措施，提高坡体稳定性；坡顶设置挡水坎或排水沟，防止坑外积水流入坑内，侵蚀坡体；3、坡脚附近如有局部深坑，坡脚与局部深坑的距离应不小于2倍深坑落深，如不能保证，应按深坑的深度验算边坡稳定。
二、土钉墙（复合土钉墙）若场地条件限制无法满足大放坡开挖的需要，可采用土钉墙支护，减少放坡范围。
1、土钉形式有钢管土钉和钢筋土钉，坡面采用钢筋网片喷射混凝土面层；2、当土钉墙后存在滞水时，应在含水层部位的墙面设置泄水孔或采取其他疏水措施，减小墙背后的水压力，提高土钉墙稳定性；3、当采用预应力锚杆复合土钉墙时，预应力锚杆应采用钢绞线锚杆，且锚杆应布置在土钉墙的较上部位；当用于增强面层抵抗土压力的作用时，锚杆应布置在土压力较大及墙背土层较软弱的部位。
三、水泥土重力式挡墙1、重力式挡墙形式：一般选用双轴或三轴水泥土搅拌桩，搅拌桩可按搭接施工，搭接长度控制在150mm~200mm，挡墙顶面宜设置混凝土面板；2、一般土层条件下，搅拌深度小于16m的应优先选用造价更低的双轴，超过16m的应选用三轴，遇到淤泥等软弱土层，水泥掺量适当提高；3、水泥土搅拌桩应按格栅布置，建议格栅布置形式如图所示（以双轴为例）。
高层建筑基坑支护中排桩与地下连续墙施工技术的探讨
高层建筑基坑支护中排桩与地下连续墙施工技术的探讨作者：黄胜仁来源：《现代装饰·理论》2011年第06期1.排桩、地下连续墙计算原理当基坑开挖深度较大，或开挖场地附近有较重要的建筑物（地下管线）对变形控制有严格要求，或施工场地狭窄，采取放坡大开挖或重力式支护结构措施可能都难以保证开挖施工顺利进行时，可采用排桩或地下连续墙支护结构体系。
常见的桩墙有钢板桩、型钢横挡板、钻孔灌注桩、人工挖孔桩、地下连续墙等。
排桩或地下连续墙支护结构体系，是利用桩体队列（或连续墙）抵抗外侧水平荷载，其内力和变形计算应根据基坑开挖和地下结构的施工过程，分别按不同工况进行计算，从中找出最大的内力和变形值，供设计桩墙和支撑之用。
图1（a）所示为某工程地下结构和基坑支护布置示意图，在其施工过程中，计算工况如下：图1：挡墙的各计算工况第一工况：第一次挖土至第一层支撑标高，此时桩墙为一悬臂结构，如图1（b）所示。
第二工况：待第一层支撑形成并达到规定的强度以后，开挖第二层土至第二层支撑标高，如图1（c）所示。
第三工况：待第二层支撑形成并达到规定的强度以后，第三次挖土至坑底设计标高，如图1（d）所示。
第四工况：待底板浇筑完毕并达到设计规定的强度以后进行换撑，即在底板顶面浇筑混凝土带形成支撑点，然后拆除第二层支撑，如图1（e）所示。
第五工况：浇筑地下二层墙板和楼盖，待其达到规定强度以后在楼盖标高位置架设水平支撑形成桩墙的新支点，然后拆除第一层支撑，如图1（f）所示。
排桩、地下连续墙有多种计算方法，应按支撑体系（锚杆）与排桩、地下连续墙的空间作用协同分析方法，计算支撑体系及排桩、地下连续墙的内力与变形；当基坑形状接近矩形且基坑对边条件相近时，支点水平荷载可沿腰梁、冠梁长度方向分段简化为均匀分布荷载，采用弹性支点法计算。
排桩、地下连续墙可根据受力条件分段按平面问题计算，排桩水平荷载计算宽度可取排桩的中心距；地下连续墙计算宽度可取单位宽度或一个墙段。
基坑与边坡工程第3章 排桩与地下连续墙支护技术
第3章 排桩与地下连续墙支护技术
1.坑底抗隆起稳定性验算 锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构，坑底抗隆起稳定性可按 下列公式验算：
0
m 2 DN q cNc K he m1 (h D) q0
Nq tg (45 )e 2
2
（3-5）
tan
（3-6） （3-7）
第3章 排桩与地下连续墙支护技术
min Ks,1 , Ks,2 ,
K s ,i
, Ks , i ,
K
s
（3-3）
c l q l
j j j
' G cos u l tan R j j j j j j k , k cos j k v / sx , k
第3章 排桩与地下连续墙支护技术
墙后土体整体滑动失稳：如 拉锚的长度不够，软粘土发生 圆弧滑动，会引起支护结构的 整体失稳。
墙后土体整体滑动失稳
稳定性破坏
坑底隆起
挖土深度大，嵌固深度不够， 可能由于挖土处卸载过多，在 墙后土重及地面荷载作用下引 起坑底隆起。
管
涌
当地下水位较高、坑深很大 和挡墙嵌固深度不够时，挖土 后在水头差产生的动水压力作 用下，地下水会绕过支护墙连 同砂土一同涌入基坑。
m1 m2
0
Nc ( Nq 1) / tan
挡土构件底端平面下土的抗隆起稳定性验算
Khe──抗隆起安全系数；安全等级为一级、二级、三级的支护结构，Khe分 别不应小于1.8、1.6、1.4。
Lanzhou University of Technology
第3章 排桩与地下连续墙支护技术
排桩和地下连续墙支护结构的破坏形式 （a）拉锚破坏或支撑压曲；（b）底部走动；（c）平面变形过大或弯曲破坏； （d）墙后土体整体滑动失稳；（e）坑底隆起；（f）管涌
11种基坑支护的方式
盛年不重来，一日难再晨。
及时宜自勉，岁月不待人。
八种常见的基坑支护形式优劣分析基坑支护的目的与作用1.保证基坑四周的土体的稳定性，同时满足地下室施工有足够空间的要求，这是土方开挖和地下室施工的必要条件。
2.保证基坑四周相邻建筑物和地下管线等设施在基坑支护和地下室施工期间不受损害，即坑壁土体的变形，包括地面和地下土体的垂直和水平位移要控制在允许范围内。
3.通过截水、降水、排水等措施，保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。
基坑支护结构的类型及其适用条件1.放坡开挖优势：只要求稳定，价钱最便宜。
劣势：回填土方较大。
适用：场地开阔，周围无重要建筑物的工程。
2.围护墙深层搅拌水泥土深层搅拌水泥土围护墙是采用深层搅拌机就地将土和输入的水泥浆强行搅拌,形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。
优势:由于一般坑内无支撑,便于机械化快速挖土；具有挡土、止水的双重功能；一般情况下较经济；施工中无振动、无噪声、污染少、挤土轻微。
劣势：位移、厚度相对较大，对于长度大的基坑,需采取中间加墩、起拱等措施以限制过大的位移;施工时需注意防止影响周围环境。
适用：闹市区工程。
3.高压旋喷桩高压旋喷桩所用的材料亦为水泥浆,它是利用高压经过旋转的喷嘴将水泥浆喷入土层与土体混合形成水泥土加固体,相互搭接形成排桩,用来挡土和止水。
优势：施工设备结构紧凑、体积小、机动性强、占地少,并且施工机具的振动很小,噪声也较低,不会对周围建筑物带来振动影响和产生噪声等。
劣势：施工中有大量泥浆排出,容易引起污染。
对于地下水流速过大的地层,无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质,由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固,均不宜采用该法。
适用：施工空间较小的工程。
4.槽钢钢板桩这是一种简易的钢板桩围护墙,由槽钢正反扣搭接或并排组成。
槽钢长6～8m ,型号由计算确定。
优势:耐久性良好,二次利用率高；施工方便,工期短。
劣势：不能挡水和土中的细小颗粒,在地下水位高的地区需采取隔水或降水措施；抗弯能力较弱，支护刚度小,开挖后变形较大。
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(二)排桩或地下连续墙式挡土结构
排桩或地下连续墙式挡土结构：又称板式支护结构，由围
护桩墙和支锚结构组成。
根据有无支锚结构可分成三种类型
(1)悬臂桩墙式挡土结构：不设置内支撑或土层锚杆等，基坑内施工方便。
墙身刚度小，内力和变形较大，不宜用于开挖较深基坑（在软土场地中不宜大于5m）。
(2)内支撑桩墙式挡土结构：设置单层或多层内支撑可有效地减少围护墙体的内力和变形，内支撑对土方的开挖以及地下结构的施工带来不便。
有缘学习＋Ｖ星ｙｇｄ３０７６
(3)土层锚杆桩墙式挡土结构：通过固定于稳定土层内的单层或多层土层锚杆来减少围护墙体的内力与变形。
围护墙体类型及特点
围护墙体
钢板桩
钢砼板桩钻孔灌注桩
SMW工法
地下连续墙
截面形式：拉森U 形、H 形、Z 形、钢管等。
优点：材料质量可靠，施工速度快，重复使用，占地小，
结合多道支撑，可用于较深基坑。
缺点：价格较贵，施工噪音及振动大，刚度小，变形大，需注意接头防水，拔桩容易引起土体移动。
(1)钢板桩
（a ）U 形(b) H 形（c ）Z 形(d)
钢管
(2)钢筋混凝土板桩
截面形式：矩形榫槽结合、工字形薄壁、方形薄壁
优点：造价比钢板桩低。
缺点：施工不便、工期长、施工噪音、振动及挤土明显，
接头防水性能较差。
（a ）矩形榫槽结合(b) 工字形薄壁（c ）方形薄壁
(3)钻孔灌注桩
桩径：一般在600~1200mm。
优点：施工噪音低，振动小，环境影响小，刚度、强度较大。
缺点：施工速度慢，质量难控制，需处理泥浆。
适用：钻孔灌注桩作为围护桩在软土地区可用于开挖深度在5~12m（甚至更深）的基坑。
劲性水泥土搅拌桩法：日本称为SMW 工法。
在水泥土搅拌
桩内插入H 型钢或其它种类的受拉材料，形成一种同时具有受力和防渗两种功能的复合结构形式。
优点：施工噪音低，环境影响小，止水效果好，墙身强度高。
缺点：H 型钢不易回收且其造价较高。
适用：应用水泥土搅拌桩的场合均可采用SMW 工法，开挖深度可较大。
(4)SMW工法
墙厚：60cm、80cm及100cm，深度可达数十米。
优点：施工噪音低，振动小，整体刚度大，能自防渗，
占地少，强度大。
缺点：施工工艺复杂，造价高，需处理泥浆。
适用：可在建筑密集的市区施工，常用于开挖10m以上的深基坑，还可同时作为主体结构的组成部分。
(5) 地下连续墙。