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1、建筑基坑工程支护技术【中冶集团成都勘察研究总院】一、建筑基坑工程概述1、建筑基坑的的概念“建筑基坑”是为进行建筑物（含构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。2、建筑基坑的主要内容建筑基坑工程主要包括：场地勘察（工程地质、水文地质、管线探测、工程调查、资料收集等）、支护设计（支护结构措施、降排水、环境保护等）、基坑施工（支护措施、降排水、土方开挖等）、基坑监测（主要是变形与应力）。基坑工程，一般采用“动态法设计、信息化施工”的方法。3、建筑基坑工程的形成（1）城市高层建筑大量涌现：经济建设的迅猛发展；城市综合实力提高；企业形象需要；城市土地资源的紧张和政府调控、地价昂贵。（2）地下空间
2、的开发利用：人防设施建设；地下停车场、建筑设备用房等。（3）高层建筑结构构造及抗震设计的要求。（4）场地环境的需要：高层建筑在城市主城区，甚至在繁华地区建设，其施工用地紧张、地质条件复杂、基坑周围原有建筑物及市政设施系列问题。因此，城市建筑越来越高、基坑越来越深。4、建筑基坑工程的发展基坑工程既是一项古老的工程技术，又是一门新兴的应用科学。基坑工程的发展主要体现在：设计计算理论的逐步完善，并根据大量工程实例编制出版了建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）；测试技术在建筑基坑工程中的广泛运用；计算机技术及软件业的开发利用，大大节省了设计时间，并确保了计算结果的准确性；设计原则从强度破坏极限状态
3、向变形极限状态控制发展；支护结构从单一的板桩围护向多样化、组合化模式转变，基坑面积越来越大，基坑深度越做越深；岩土工程信息化施工技术作业的运用；环境保护及健康安全越来越重视等。5、基坑工程特点（1）基坑工程技术复杂、综合性强的特点。涉及到场地勘察、基坑设计、施工（降水、支护措施、土方开挖等）、监测、现场管理等；此外，基坑工程还牵涉到岩土工程、结构工程、施工技术等多学科的交叉，涉及土力学中的稳定、变形、渗流三个课题；基坑工程还应考虑环境、气象、水文等因素。（2）区域性强的特点。地区性差异与环境差异等，没有完全相同的两个基坑工程存在。（3）工程难度越来越高的特点。基坑工程逐步向大深度、大面积发展的
4、现实。（4）危险性及事故性特点。在软土、高水位及其他复杂条件下的基坑开挖，很容易造成坑壁土体滑移、基坑失稳、支护体变位、坑底隆起、支挡结构漏水流土等病害，对其周边建筑物、地下构筑物、市政设施及管线等造成威胁，甚至出现质量和安全事故，事故率较高。基坑工程施工的若干环节中（如挡土支护、降水排水、土方开挖等）是紧密联系并相互制约，故增加了工程事故的诱发因素，在某一环节失效将导致整个工程的失败。（5）风险高的特点。大多数基坑支护工程在整个建筑工程中仅为临时性工程，业主一般不愿投入较多资金，可一旦出现事故，处理十分困难，造成的经济损失和社会影响往往十分严重，故其责任风险和经济风险巨大。还有，基坑支护理论
5、尚不够完全成熟。（6）基坑工程施工周期一般较长，常需要经历多次降雨、气候变换、场地狭窄、周边堆载、施工不当、振动等许多不利条件。此外，基坑工程还具有外力不确定性、变形不确定性、土性不确定性、偶然变化引起的不确定性。6、基坑工程涉及的主要规范建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）；建筑地基基础设计规范（GB500072002）；建筑结构荷载规范（GB500092001）；混凝土结构设计规范（GB500102002）；钢结构设计规范（GB500172003）；建筑抗震设计规范（GB500112001）；建筑桩基技术规范（GB500112001）；建筑基坑规程技术规范（YB925897 冶金建筑研
6、究总院）；二、建筑基坑工程一般规定1、建筑地基基础设计规范（GB500072002）第九章的主要规定：（1）基本要求基坑支护应保证岩土开挖，地下结构施工的安全，并使周围环境不受损害。（2）设计要求基坑开挖与支护设计应包括： 支护体系的方案技术经济比较和选型；支护结构的强度,稳定和变形计算；基坑内外土体的稳定性验算；基坑降水或止水帷幕设计以及围护墙的抗渗设计；基坑开挖与地下水变化引起的基坑内外土体的变形及其对基础桩，邻近建筑物和周边环境的影响；基坑开挖施工方法的可行性及基坑施工过程中的监测要求。基坑开挖与支护设计应具备的资料：岩土工程勘察报告；建筑总平面图，地下管线图，地下结构的平面图和剖面图；
7、邻近建筑物和地下设施的类型，分布情况和结构质量的检测评价。支护结构的荷载效应应包括：土压力；静水压力、渗流压力、承压水压力；基坑开挖影响范围以内建(构)筑物荷载、地面超载、施工荷载及邻近场地施工的作用影响；温度变化(包括冻胀)对支护结构产生的影响；临水支护结构尚应考虑波浪作用和水流退落时的渗透力；作为永久结构使用时尚应按有关规范考虑相关荷载作用。作用于支护结构的土压力和水压力，对砂性土宜按水土分算的原则计算；对粘性土宜按水土合算的原则计算；也可按地区经验确定。主动土压力，被动土压力可采用库仑或朗肯土压力理论计算。当对支护结构水平位移有严格限制时，应采用静止土压力计算。当按变形控制原则设计支护结
8、构时,作用在支护结构的计算土压力可按支护结构与土体的相互作用原理确定,也可按地区经验确定。当地下水有渗流作用时，地下水的作用应通过渗流计算确定。（3）施工要求土方开挖完成后应立即对基坑进行封闭，防止水浸和暴露，并应及时进行地下结构施工。基坑土方开挖应严格按设计要求进行，不得超挖。基坑周边超载，不得超过设计荷载限制条件。（4）勘察要求基坑工程的勘察范围在基坑水平方向应达到基坑开挖深度的12倍。当开挖边界点外无法布置勘察点时，应通过调查取得相关资料。勘察深度应按基坑的复杂程度及工程地质，水文地质条件确定，宜为基坑深度的2-3倍。当在此深度内遇到厚层坚硬粘性土，碎石土及岩层时，可根据岩土类别及支护要
9、求适当减少勘察深度。勘察时应查明各含水层的类型，埋藏条件，补给条件及水力联系，且给出各含水层的渗透系数、水位变化、并对流砂、流土、管涌等现象可能产生的影响进行评价。2、建筑基坑支护技术规程（JGJ12099）的主要规定：（1）设计原则及要求基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态进行设计。基坑支护结构极限状态分为：承载能力极限状态（对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏）；正常使用极限状态（对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能）。基坑支护结构设计应考虑相应的侧壁安全等级及重要性系数。基坑侧壁安全等级及重要性系数（表一
10、）安全等级破坏后果0一级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重1.10二级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般1.00三级支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重0.90支护结构设计应考虑其结构水平变形、地下水的变化对周边环境的水平与竖向变形的影响，对于安全等级为一级和对周边环境变形有限定要求的二级建筑基坑侧壁，应根据周边环境的重要性、对变形的适应能力及土的性质等因素确定支护结构的水平变形限值。当场地内有地下水时，应根据场地及周边区域的工程地质条件、水文地质条件、周边环境情况和支护结构与基础型式等因素
11、，确定地下水控制方法。当场地周围有地表水汇流、排泻或地下水管渗漏时，应对基坑采取保护措施。根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求，基坑支护应进行计算和验算：基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，内容包括：1）根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算；2）基坑支护结构的受压、受弯、受剪承载力计算；3）当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁，尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算。地下水控制计算和验算，内容包括：1）抗渗透稳定性验算；2）基坑底突涌稳定性验算；3）根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算
12、。基坑支护设计内容应包括对支护结构计算和验算、质量检测及施工监控的要求。当有条件时，基坑应采用局部或全部放坡开挖，放坡坡度应满足其稳定性要求。（2）勘察要求在主体建筑地基的初步勘察阶段，应根据岩土工程条件，搜集工程地质和水文地质资料，并进行工程地质调查，必要时可进行少量的补充勘察和室内试验，提出基坑支护的建议方案。在建筑地基详细勘察阶段，对需要支护的工程宜按下列要求进行勘察工作：1）勘察范围应根据开挖深度及场地的岩土工程条件确定，并宜在开挖边界外按开挖深度的12倍范围内布置勘探点，当开挖边界外无法布置勘探点时，应通过调查取得相应资料。对于软土，勘察范围尚宜扩大；2）基坑周边勘探点的深度应根据基
13、坑支护结构设计要求确定，不宜小于1倍开挖深度，软土地区应穿越软土层；3）勘探点间距应视地层条件而定，可在1530m内选择，地层变化较大时，应增加勘探点，查明分布规律。场地水文地质勘察应达到以下要求：1）查明开挖范围及邻近场地地下水含水层和隔水层的层位、埋深和分布情况，查明各含水层（包括上层滞水、潜水、承压水）的补给条件和水力联系；2）测量场地各含水层的渗透系数和渗透影响半径；3）分析施工过程中水位变化对支护结构和基坑周边环境的影响，提出应采取的措施。岩土工程测试参数宜包含下列内容：1）土的常规物理试验指标；2）土的抗剪强度指标；3）室内或原位试验测试土的渗透系数；4）特殊条件下应根据实际情况选
14、择其它适宜的试验方法测试设计所需参数。基坑周边环境勘查应包括以下内容：1）查明影响范围内建（构）筑物的结构类型、层数、基础类型、埋深、基础荷载大小及上部结构现状；2）查明基坑周边的各类地下设施，包括上、下水、电缆、煤气、污水、雨水、热力等管线或管道的分布和性状；3）查明场地周围和邻近地区地表水汇流、排泻情况，地下水管渗漏情况以及对基坑开挖的影响程度；4）查明基坑四周道路的距离及车辆载重情况。在取得勘察资料的基础上，针对基坑特点，应提出解决下列问题的建议：1）分析场地的地层结构和岩土的物理力学性质；2）地下水的控制方法及计算参数；3）施工中应进行的现场监测项目；4）基坑开挖过程中应注意的问题及其
15、防治措施。（3）质量检测支护结构施工及使用的原材料及半成品应遵照有关施工验收标准进行检验。对基坑侧壁安全等级为一级或对构件质量有怀疑的安全等级为二级和三级的支护结构应进行质量检测。检测工作结束后应提交包括下列内容的质量检测报告，内容包括：1）检测点分布图；2）检测方法与仪器设备型号；3) 资料整理及分析方法；4)结论及处理意见。(4)基坑开挖基坑开挖应根据支护结构设计、降排水要求，确定开挖方案。基坑边界周围地面应设排水沟，且应避免漏水、渗水进入坑内；放坡开挖时，应对坡顶、坡面、坡脚采取降排水措施。基坑周边严禁超堆荷载。软土基坑必须分层均衡开挖，层高不宜超过1m。基坑开挖过程中，应采取措施防止碰
16、撞支护结构、工程桩或扰动基底原状土。发生异常情况时，应立即停止挖土，并应立即查清原因和采取措施，方能继续挖土。开挖至坑底标高后坑底应及时满封闭并进行基础工程施工。地下结构工程施工过程中应及时进行夯实回填土施工。(5)开挖监控基坑开挖前应作出系统的开挖监控方案，监控方案应包括监控目的、监测项目、监控报警值、监测方法及精度要求、监测点的布置、监测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。监测点的布置应满足监控要求，从基坑边缘以外12倍开挖深度范围内的需要保护物体均应作为监控对象。基坑工程监测项目：支护结构水平位移、周围建筑物及地下管线变形、地下水位、支护结构内力（锚杆拉力、支撑轴力等）、土体分层
17、位移、支护结构界面侧向压力等。位移观测基准点数量不应少于两点，且应设在影响范围以外。监测项目在基坑开挖前应测得初始值，且不应少于两次。基坑监测项目的监控报警值应根据监测对象的有关规范及支护结构设计要求确定。各项监测的时间间隔可根据施工进程确定。当变形超过有关标准或监测结果变化速率较大时，应加密观测次数。当有事故征兆时，应连续监测。基坑开挖监测过程中，应根据设计要求提交阶段性监测结果报告。工程结束时应提交完整的监测报告，报告内容应包括：1）工程概况；2）监测项目和各测点的平面和立面布置图；3）采用仪器设备和监测方法；4）监测数据处理方法和监测结果过程曲线；5）监测结果评价。三、基坑支护工程结构分
18、类及选型1、基坑支护结构分类1）按支护结构受力特点分类（表二）支护结构被动受力桩人工挖孔钢筋砼灌注桩（可加锚杆或锚索）机械钻孔钢筋砼灌注桩（可加锚杆或锚索）预制钢筋砼桩搅拌桩旋喷桩钢桩（可加锚杆或锚索）板工字钢板桩槽型钢板桩管钢管桩（可加锚杆）钢筋砼钢管桩（可加锚杆）墙钢筋砼地下连续墙水泥土重力式挡墙撑钢支撑：槽钢支撑、工字钢支撑、钢管撑钢筋砼支撑木支撑砂袋堆撑主动受力锚喷围护（包括注浆、拉锚）土钉墙围护（包括插筋补强支护）2）按挡土挡水和支撑锚拉结构分类（表三）支护结构挡土部分透水挡土结构a、H型钢、工字钢桩加插板b、疏排灌注桩钢丝网水泥抹面c、密排桩（灌注桩、预制桩）d、双排桩挡土e、连拱
19、式灌注桩f、桩墙合一、地下室逆做法g、土钉支护h、插筋补强支护止水挡土结构a、地下连续墙b、深层搅拌水泥土桩、墙c、深层搅拌水泥桩、加灌注桩d、密排桩间加高压喷射水泥浆e、密排桩间加化学注浆桩f、钢板桩g、闭合拱圈墙支撑拉结部分a、自立式（悬臂桩、墙）b、锚拉支护（锚拉梁、桩）c、土层锚杆d、钢管、型钢支撑（水平撑）e、斜撑f、环梁支护体系g、逆做法施工2、支护结构选型支护结构可根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质与水文地质、施工作业设备和施工季节、经济利益等条件，按下表参考选用。基坑支护结构型式选择参考表（表四）支护结构考虑因素注意事项与说明场地及施工条件土层条件深度放坡开挖基坑周围场地允许
20、；邻近基坑边无重要建构筑物或地下管线；一般适用于基坑侧壁安全等级为三级工程。可塑10m开挖深度超过45m时，宜采用分级放坡；地下水位较高或单一放坡不满足基坑稳定性要求时，宜采用深层搅拌桩，高压喷射注浆墙等措施进行截水或挡土；对基坑边土体水平位移控制要求较高，或软塑流塑状土质，不宜采用。重力式挡土结构基坑周围不具备放坡条件，但具备重力式挡墙的施工宽度；邻近基坑边无重要建构筑物或地下管线一般适用于基坑侧壁安全等级为二、三级工程，水泥土桩施工范围内地基承载力不宜大于150kPa软塑6m设计与施工时应确保挡墙结构的整体性；对基坑边土体水平位移控制要求较高，或软塑流塑状土质，不应采用此法；要注意整体稳定
21、性验算。悬臂式排桩支护结构基坑周围不具备放坡条件或施工重力式挡墙的宽度；开挖深度不大（在软土中不宜大于5m）一般适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级工程可塑8m开挖深度不大，或邻近基坑边无建筑物及地下管线，或土层情况较好时可采用；对基坑边土体水平位移控制要求较高时，不宜采用；变形较大的坑边可采用双排桩或多排桩，门架式双排桩或加一道或多道拐角部位的斜撑。支撑（锚）式排桩支护结构基坑周围施工场地狭小；邻近基坑边有建筑物或地下管线需要保护；在软土地质条件下，优先考虑内支撑一般适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级工程锚杆的锚固段土层较好，其余不限20m内支撑：小基坑，坑外深基础建筑或不允许占用地下空间
22、；拉锚：坑外土层较好，允许占用地下空间；做好桩间水控制。地下连续墙（撑、锚）基坑周围施工场地狭小；邻近基坑边有建筑物或地下管线需要保护；广泛用于开挖深度大、土体变形控制严格的基坑一般适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级工程不限20m地下连续墙宜兼作地下室外墙永久结构的全部或部分使用；内支撑：小基坑，坑外深基础建筑或不允许占用地下空间；拉锚：坑外土层较好，允许占用地下空间；地下连续墙可结合逆作法或半逆作法施工。土钉支护结构基坑周围施工场地狭小；邻近基坑边无建筑物或地下管线需要保护；坑外土富含地下水，或可塑以下软土地层不宜采用一般适用于基坑侧壁安全等级为二、三级的非软土场地工程可塑12m对坑外土体
23、变形有严格要求时不宜采用；注意验算整体稳定性；遇较深软弱土夹层或需控制基坑土体变形时，可将预应力锚杆与土钉混合使用。组合式支护结构邻近基坑边有建筑物或地下管线需要保护；基坑周围不具备放坡条件；开挖深度较大；坑外土体水平位移控制要求严格、土体较差。一般适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级工程不限20m单一支护结构型式难以满足工程安全或经济要求时，可考虑组合式支护结构；组合式支护结构型式应根据具体工程条件与要求，确定能充分所选结构单元特长的最佳组合型式；组合式支护结构应考虑各结构单元之间的变形协调问题，采取有效措施保证支护结构的整体性。基坑工程逆作法适用于各种土质基坑；较深基坑；对基坑周边变形有严
24、格要求的基坑。一般适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级工程不限20m按施工程序可采用全逆作法、半逆作法或部分逆作法；逆作法为先进的施工方法，立体交叉作业，应预先做好施工组织设计方案；以地下室的梁板作支撑，自上而下施工，挡土结构变形小，节省临时支护结构，但节点处理较困难。拱圈支护结构基坑周围施工场地狭小；邻近基坑边无建筑物或地下管线；拱圈的布置应符合圆环受力特点；采用排桩支护结构较困难或不经济。逆作拱墙一般适用于基坑侧壁安全等级为二、三级工程硬塑10m开挖方案应考虑土体自立性能及不影响拱圈受力的均匀性；基坑平面尺寸近方形或圆形；拱脚的稳定性至关重要，应有可靠的保证措施；坑壁拱圈支护结构应结合逆作
25、法进行施工。备注：支护结构选型应考虑结构的空间效应和受力特点，采用有利支护结构材料受力性状的型式。软土场地可采用深层搅拌、注浆、间隔或全部加固等方法对局部或整个基坑底土进行加固，或采用降水措施提高基坑内侧被动抗力。对于深度大，地质条件差的基坑，一般采用组合支护结构。各地区，因地质条件不同，采用的基坑支护方式有所差异。北京：工程地质属永定河洪冲积层，主要为填土层、粘质粉土与粉质粘土、粉细纱、圆砾层、卵石层等；地下水为上层滞水、潜水、承压水；支护方式主要有：自然放坡、单排或双排悬臂桩、桩锚支护（单支点桩锚、多支点桩锚）、土钉墙或复合土钉、地下连续墙等。上海：世界三大软土地基城市，工程地质属长江三角
26、洲相和河口滨海相沉积，主要为淤泥质粉质粘土和淤泥质粘土层，含水量一般在3750，孔隙比一般在1.051.37之间，土体压缩性高、抗剪强度低、渗透系数很小；支护方式主要有：支护桩支撑、地下连续墙支撑、重力式水泥土挡墙、支护桩止水帷幕、逆作法等。天津：土质总体偏软，主要土层为填土层、新近沉积层（粘土及粉质粘土 软）、上部陆相层（粉质粘土、粉土、淤泥质土 软）、第一海相层、中上部陆相层，地下水位受季节影响较大，潜水位多在0.51.5m之间；支护方式主要为：悬臂式支护结构、环梁支护体系、闭合拱圈支护、地下连续墙、支挡桩止水帷幕、桩锚支护、逆作法、重力式水泥挡墙等。深圳：工程及水文地质较复杂，土质类型及
27、成因类型多，每年受45个月雨季及台风威胁，故支护基坑支护形式多样化；常用支护方式：悬臂式排桩、支锚式排桩、地下连续墙、土钉墙或喷锚支护、重力式挡墙、坑壁拱圈支护、组合式支护、逆作法基坑开挖与支护结构。武汉：工程及水文地质情况较复杂，武昌及汉阳土层主要为上部老粘土沉积为主，下部为粘土夹碎石层，老粘土为超固结土，极易产生卸荷裂隙或干缩裂隙；在汉口属级阶地堆积平原地区，由第四系全新统河流相及部分河湖相冲洪积及冲洪积物构成，上部为粘性土，下部为砂性土。在级阶地分上层滞水与孔隙承压水，其他地区为层间水或潜水。主要支护形式：悬臂桩、重力式水泥土墙、桩锚式、内支撑、逆作法基坑开挖与支护、地下连续墙、闭合拱圈
28、、放坡与固坡等。成都：工程地质属洪冲积层，主要为填土层、粉细纱、圆砾层、卵石层等；地下水为上层滞水、潜水、承压水；支护方式主要有：放坡降水、单排悬臂桩网喷砼降水、桩锚支护（桩锚索）土钉降水、土钉墙或复合土钉网喷砼降水等。四、基坑工程的设计与计算方法简介基坑支护工程设计应因地制宜，充分了解基坑四周的环境条件和可能产生的不良影响，根据基坑深度及周边建构筑物的重要性进行设计，其支护方案应力求“技术可行、安全可靠、施工方便、经济合理”。基坑支护设计计算大致分三类：极限平衡法、弹性抗力法、平面有限元法。基坑设计还应充分利用基坑平面形状的有利因素，达到既安全，又节省。1、支护结构水平荷载及抗力计算作业于支
29、护结构的荷载一般包括：土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力）、水压力、施工荷载、地面超载、结构自重、支撑预压力、温度变化和周围建筑物引起的侧向压力。水平荷载标准值：支护结构水平荷载标准值应按当地可靠经验确定，若无经验时，应计算基坑土体荷载、地面外加施工荷载、基坑上部建构筑物荷载等。计算方法按建筑基坑支护技术规程3.4的规定。水平抗力标准值：基坑内侧底部土体水平抗力标准值按建筑基坑支护技术规程3.5条规定计算。2、有关计算规则1）基坑开挖与支护计算时，应根据场地的实际土层分布,地下水条件，环境控制条件，按基坑开挖施工过程的实际工况设计。支护结构构件截面设计时，荷载效应组合的设计值应按建筑地
30、基基础设计规范公式3.0.5-4的原则确定。2）基坑开挖与支护应进行稳定性验算。基坑稳定安全系数取值，当有地区工程经验时应以地区经验为准.各项稳定验算要求如下：桩式、墙式支护结构的抗倾覆稳定和抗水平推移稳定，可按建筑地基基础设计规范附录T和附录U验算；整体抗滑稳定可按建筑地基基础设计规范第5.4.1条验算；坑底抗隆起稳定可按建筑地基基础设计规范附录V验算；坑底抗渗稳定可按建筑地基基础设计规范附录W验算。3）桩式、墙式支护结构可根据静力平衡条件初步选定墙体的入土深度，在进行整体稳定性和墙体变形验算后综合确定墙体的入土深度。当坑底为饱和土时，应进行坑底抗隆起验算，有渗流时尚应进行抗渗流稳定的验算。
31、4）悬臂支护结构，宜按静力平衡法进行计算分析并应符合建筑地基基础设计规范附录T的规定；带支撑或锚杆支护结构，宜按侧向弹性地基反力法进行计算分析并应符合建筑地基基础设计规范附录U的规定，同时应考虑支撑或锚定点的位移,支撑刚度及施工工况等的影响。5）因支护结构变形，岩土开挖及地下水条件引起的基坑内外土体变形应按以下条件控制：不得影响地下结构尺寸，形状和正常施工；不得影响既有桩基的正常使用；对周边已有建(构)筑物引起的沉降不得超过建筑地基基础设计规范有关章节规定的要求；不得影响周边管线的正常使用。6）基坑开挖与支护应根据工程需要，周边环境及水文地质条件，可采用降低地下水位,隔离地下水，坑内明排或组合
32、方法等对地下水进行控制，设计时尚应考虑由于降水，排水引起的地层变形的影响，当采用明排水时应作反滤层，停止降水时应采取保证结构物不上浮的措施。7）预应力土层锚杆的设计应符合下列规定：土层锚杆锚固段不宜设置在未经处理的软弱土层，不稳定土层和不良地质地段。锚杆锚固体上排和下排间距不宜小于2.5m，水平方向间距不宜小于1.5m。锚杆锚固段上覆土层厚度不宜小于4.0m.锚杆的倾角宜为1535。锚杆杆体材料宜选用钢绞线或热轧带肋钢筋，当锚杆抗拔极限承载力小于500kN时，可采用级或级钢筋。锚杆预应力筋的截面面积按下式确定：A1.35Nt/p.fPt式中：Nt-荷载效应标准组合下，单根锚杆所承受的拉力值；p
33、-张拉应力控制系数,对热处理钢筋宜取0.65，对钢绞线宜取0.75；fPt-钢筋、钢绞线强度设计值。锚杆锚固段在最危险滑动面以外的有效计算长度应满足稳定计算要求，且自由段长度不得少于5m。锚杆轴向拉力特征值应按建筑地基基础设计规范附录X土层锚杆试验确定。锚杆应在锚固体和外锚头强度达到15.0MPa以上后逐根进行张拉锁定，张拉荷载宜为设计轴向拉力的1.051.1倍，并应在稳定5-10min后，退至锁定荷载锁定。锚杆锁定拉力可取锚杆最大轴向拉力值的0.70.85倍。8）支护结构的内支撑必须采用稳定的结构体系和连接构造，其刚度应满足变形计算要求。对排桩式支护结构应设置帽梁和腰梁。支护结构的内支撑系统
34、，根据其布置形式，可视作平面杆件，按与支护桩,墙节点处的变形协调条件，计算其内力与变形。9）支护结构的内力支撑系统，根据其布置形式，可视作平面杆件，按与支护桩、墙节点处的变形协调条件，计算内力与变形。10）支护结构的构造应符合下列要求：现浇钢筋混凝土支护结构的混凝土强度等级不得低于C20；桩,墙式支护结构的顶部应设置圈梁，其宽度应大于桩、墙的厚度.桩、墙顶嵌入圈梁的深度不宜小于50mm，桩墙内竖向钢筋锚入圈梁内的长度宜按受拉锚固要求确定；支撑和腰梁的纵向钢筋直径不宜小于16mm，箍筋直径不应小于8mm。五、主要支护结构设计、施工与检测1、桩墙式（排桩、地下连续墙）支护结构1）设计计算A、桩墙结
35、构嵌固深度计算悬臂式支护结构嵌固深度设计值hd按建筑基坑支护技术规程4.1.1-1计算，且不少于基坑深度的0.3倍；单层支点支护结构支点力及嵌固深度设计值hd按建筑基坑支护技术规程4.1.1-2计算，且不少于基坑深度的0.3倍；多层支点排桩、地下连续墙嵌固深度设计值hd宜按建筑基坑支护技术规程附录A圆弧滑动简单条分法确定，且不少于基坑深度的0.2倍；当基坑底为碎石土及砂土、基坑内排水且作用有渗透水压力时，侧向截水的排桩、地下连续墙除应满足规范规定外，嵌固深度设计值尚应满足抗渗透稳定条件。B、桩墙结构计算排桩、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
36、连续墙可取单位宽度或一个墙段。结构内力与变形计算值、支点力计算值应根据基坑开挖及地下结构施工过程的不同工况按下列规定计算：按建筑基坑支护技术规程附录B的弹性支点法计算，支点刚度系数kT及地基土水平抗力系数m应按地区经验取值,当缺乏地区经验时可建筑基坑支护技术规程附录C确定；悬臂及单层支点结构的支点力计算值Tcl、截面弯矩计算值Mc、剪力计算值Vc也可按建筑基坑支护技术规程第4.1.1条的静力平衡条件确定（图4.1.1-1图4.1.1-3）。结构内力（截面弯矩及剪力）及支点力的设计值按建筑基坑支护技术规程4.2.3计算。C、桩墙截面承载力计算排桩、地下连续墙及支撑体系混凝土结构的承载力应按下列规
37、定计算：正截面受弯及斜截面受剪承载力计算以及纵向钢筋、箍筋的构造要求，应符合现行国家标准混凝土结构设计规范GB50010-2002的有关规定。圆形截面正截面受弯承载力应按建筑基坑支护技术规程附录D的规定计算,正截面弯矩设计值可按建筑基坑支护技术规程第4.2.3条规定确定。D、锚杆计算锚杆承载力(Td)、锚杆杆体的截面面积（普通钢筋截面面积As、预应力钢筋截面面积Ap）、锚杆轴向受拉承载力设计值（Nu）、锚杆自由段长度（lf）等按建筑基坑支护技术规程4.4的规定计算。锚杆预加力值（锁定值）应根据地层条件及支护结构变形要求确定，宜取锚杆轴向受拉承载力设计值的0.500.65倍。E、支撑体系计算支撑
38、体系(含具有一定刚度的冠梁)或其与锚杆混合的支撑体系应按支撑体系与排桩、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或地下连续墙的内力与变形；支撑体系竖向荷载设计值应包括构件自重及施工荷载、构件的弯矩、剪力可按多跨连续梁计算，计算跨度取相邻立柱中心距；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布荷载，水平荷载设计值应按建筑基坑支护技术规程第4.2节支点水平力设计值确定，对撑构件轴向力可近似取水平荷载设计值乘以支撑点中心距；腰梁内力可按多跨连续梁计算，计算跨度取相邻支撑点中心距。支撑构件的受压计算长度可按下列方法确定：当水平平面支撑交汇点设置竖
39、向立柱时，在竖向平面内的受压计算长度取相邻两立柱的中心距，在水平平面内的受压计算长度取与该支撑相交的相邻横向水平支撑的中心距。当支撑交汇点不在同一水平面时，其受压计算长度应取与该支撑相交的相邻横向水平支撑或联系构件中心距的1.5倍。当水平平面支撑交汇点处未设置立柱时，在竖向平面内的受压计算长度取支撑的全长。钢支撑尚应考虑构件安装误差产生的偏心弯矩作用，偏心距可取支撑计算长度的1/1000。立柱计算应符合下列规定：立柱内力宜根据支撑条件按空间框架计算；也可按轴心受压构件计算；各层水平支撑间的立柱受压计算长度可按各层水平支撑间距计算；最下层水平支撑下的立柱受压计算长度可按底层高度加5倍立柱直径或边
40、长；立柱基础应满足抗压和抗拔的要求，并应考虑基坑回弹的影响。支撑预加压力值不宜大于支撑力设计值的0.4-0.6倍。2）构造要求A、支挡桩构造桩截面一般采用圆形截面，其桩径不宜小于600mm（机械成孔）或1200mm（人工挖孔）；桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定，一般应不小于2倍桩径；悬臂式排桩的悬臂高度不宜大于15m，锚拉或支撑式排桩的悬臂高度一般不宜大于25m。排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接，冠梁宽度（水平方向）不宜小于桩径，冠梁高度(竖直方向)不宜小于400mm。排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于C20；当冠梁作为连系梁时可按构造配筋。基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝
41、土护面、砖砌等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水孔。当基坑面在实际地下水位以上且土质较好，暴露时间较短时，可不对桩间土进行防护处理。B、地下连续墙构造悬臂式现浇钢筋混凝土地下连续墙厚度不宜小于600mm，地下连续墙顶部应设置钢筋混凝土冠梁，冠梁宽度不宜小于地下连续墙厚度，高度不宜小于400mm。水下灌注混凝土地下连续墙混凝土强度等级宜大于C20,地下连续墙作为地下室外墙时还应满足抗渗要求。地下连续墙的受力钢筋应采用级或级钢筋，直径不宜小于20。，构造钢筋宜采用级钢筋，直径不宜小于16。净保护层不宜小于70mm，构造筋间距宜为200-300mm。地下连续墙墙段之间的连接接头形式，在墙段间对整
42、体刚度或防渗有特殊要求时，应采用刚性、半刚性连接接头。地下连续墙与地下室结构的钢筋连接可采用在地下连续墙内预埋钢筋、接驳器、钢板等，预埋钢筋宜采用级钢筋，连接钢筋直径大于20mm时，宜采用接驳器连接。C、锚杆构造锚杆长度设计规定：锚杆自由段长度不宜小于5m并应超过潜在滑裂面1.5m；土层锚杆锚固段长度不宜小于4m；锚杆杆体下料长度应为锚杆自由段、锚固段及外露长度之和，外露长度须满足台座、腰梁尺寸及张拉作业要求。锚杆布置规定:锚杆上下排垂直间距不宜小于2.0m,水平间距不宜小于1.5m；锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m；锚杆倾角宜15 25 ，且不应大于45 。沿锚杆轴线方向每隔1.5-2
43、.0m宜设置一个定位支架。锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10。D、支撑系统构造钢筋混凝土支撑应符合：钢筋混凝土支撑构件的混凝土强度等级不应低于C20；钢筋混凝土支撑体系在同一平面内应整体浇注，基坑平面转角处的腰梁连接点应按刚节点设计。钢结构支撑应符合：钢结构支撑构件的连接可采用焊接或高强螺栓连接；腰梁连接节点宜设置在支撑点的附近，且不应超过支撑间距的1/3；钢腰梁与排桩、地下连续墙之间宜采用不低于C20细石混凝土填充；钢腰梁与钢支撑的连接节点应设加劲板。支撑拆除前应在主体结构与支护结构之间设置可靠的换撑传力构件或回填夯实。3）施工要求排桩施工应符合:桩位偏差，轴线和垂直
44、轴线方向均不宜超过50mm。垂直度偏差不宜大于0.5%；钻孔灌注桩桩桩底沉渣不宜超过200mm；当用作承重结构时，桩底沉渣按建筑桩基技术规范（JGJ94-94）要求执行；排桩宜采取隔桩施工，并应在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工；非均匀配筋排桩的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时，应保证钢筋笼的安放方向与设计方向一致；冠梁施工前，应将支护桩桩顶浮浆凿除清理干净，桩顶以上出露的钢筋长度应达到设计要求。地下连续墙施工应符合：地下连续墙单元槽段长度可根据槽壁稳定性及钢筋笼起吊能力划分，宜为48m；施工前宜进行墙槽成槽试验，确定施工工艺流程，选择操作技术参数；槽段的长度、厚度、深度、倾斜度应符合规范要求【槽
45、段长度（沿轴线方向）允许偏差50mm；槽段厚度允许偏差10mm；槽段倾斜度1/150】。锚杆施工应符合：锚杆钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于100mm，偏斜度不应大于3%；注浆管宜与锚杆杆体绑扎在一起，一次注浆管距孔底宜为100-200mm，二次注浆管的出浆孔应进行可灌密封处理；浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用灰砂比1：11：2、水灰比0.380.45的水泥砂浆，或水灰比0.450.5的水泥浆，二次高压注浆宜使用水灰比1.450.55的水泥浆。二次高压注浆压力宜控制在2.55.0MPa之间,注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行；锚杆的张拉与施加预应力（锁定
46、)应符合规范规定【锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉；锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；锚杆宜张拉至设计荷载的0.91.0倍后,再按设计要求锁定；锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准值的0.75倍】。支撑体系施工应符合：支撑结构的安装与拆除顺序，应同基坑支护结构的设计计算工况相一致。必须严格遵守先支撑后开挖的原则；立柱穿过主体结构底板以及支撑结构穿越主体结构地下室外墙的部位，应采用止水构造措施；钢支撑的端头与冠梁或腰梁的连接应符合规范规定【支撑端头应设置厚度不小于10mm的钢板作封头端板,端板与支撑杆件满焊,焊缝厚度及长度能承受全部支撑力或与支撑等强度,必要时,增设加劲肋板;肋板数量，尺寸应满足支撑端头局部稳定要求和传递支撑力的要求；支撑端面与支撑轴线不垂直时，可在冠梁或腰梁上设置预埋铁件或采取其它构造措施以承受支撑与冠梁或腰梁间的剪力】；钢支撑预加压力的施工应符合规范要求【支撑安装完毕后，应及时检查各节点的连接状况，经确认符合要求后方可施加预压力，预压力的施加应在支撑的两端同步对称进行；预压力应分级施加，重复进行，加至设计值时，应
