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12345 √√√√√√√ 第5章 基坑工程 5.1 概述 基坑工程是一个古老又有时代特点的岩土工程课题，同时又是一个综合性的岩土工程难题。它既涉及到土力学中强度、变形和稳定三大问题，同时还涉及到土与支护结构的共同作用。 1. 基坑围护体系的作用与要求 基坑围护体系的作用 ①创造基坑工程土方开挖的作业条件和地下室施工条件，要求基坑围护体系起到挡土和地下室在无水条件下施工的作用。（挡土防水） ②在基坑工程开挖和地下室施工过程中，保证基坑相邻建筑物、构筑物和地下管线的安全和正常使用，要求基坑围护体系能够限制周围土体的变形，使其不会对相邻建筑物、构筑物和地下管线，以及主体结构基础产生损害。（限制变形） ①保证基坑四周边坡的稳定性，满足地下室施工有足够空间的要求。也就是说基坑围护体系要能起到挡土作用，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、构筑物和地下管线在基坑工程施工期间不受损害。这要求在围护体系施工、土方开挖及地下室施工过程中控制土体的变形，使基坑周围地面沉降和水平位移控制在容许范围以内。 ③保证基坑工程施工作业面在地下水位以上。围护体系通过截水、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。 基坑围护体系的要求 2. 基坑工程的特点 √基坑围护体系是临时机构，安全储备小，风险大。 √基坑工程具有很强的区域性。 √基坑工程具有很强的个性。 √基坑工程综合性强。 √基坑工程具有较强的时空效应。 √基坑工程是一个系统工程。 √基坑工程的环境效应。 5.2 围护形式类型以及适用范围 1. 围护结构的形式分类 ①放坡开挖及简易支护 ②重力式围护结构 ③悬臂式围护结构 ④内撑式围护结构 ⑤拉锚式围护结构 ⑥土钉墙围护结构 ⑦其他型式围护结构 √ 桩墙式支护 2. 放坡开挖结构及适用范围 图5-1 放坡开挖示意图 图5-2 草袋装土或干砌块石挡土 放坡开挖结构 适用范围 图5-3 短桩隔板围护 适用于地基土质较好，开挖深度浅，以及施工现场有足够放坡场所的工程。 3. 水泥土重力式围护结构及适用范围 图5-4 水泥土重力式挡墙断面图 围护结构 适用范围 水泥土抗拉强度低，适用于较浅的基坑工程，变形较大，常用于粘土地区开挖深度约在6m以内的基坑工程。 图5-5 格构式重力式挡墙平面图 4. 悬臂式围护结构及适用范围 图5-6 悬臂式围护结构示意图 围护结构 适用范围 悬臂式围护结构对开挖深度很敏感，容易产生较大变形，对相邻建筑物产生不良影响。适用于土质较好、开挖深度较浅的基坑工程。 依靠入土深度和结构抗弯能力来维持整体稳定和结构安全，没有内支撑和锚固的围护结构，例如板桩墙、排桩墙、连续墙。 5. 内撑式围护结构及适用范围 图5-7 内撑式围护结构示意图 围护结构 由围护结构体系和内撑体系两部分组成。围护结构体系常采用混凝土排桩墙或连续墙形式，内撑体系采用单层或多层水平支撑和斜支撑。 适用范围 适用范围广，可适用各种土层和基坑深度。 内撑常采用钢筋混凝土支撑和钢管（型钢）两种。钢筋混凝土支撑刚度好，变形小；钢支撑的钢管可以回收，施加预应力方便。 6. 拉锚式围护结构及适用范围 围护结构 由围护结构体系和锚固体系两部分组成。围护结构体系常采用混凝土排桩墙或连续墙形式，锚固体系分地面拉锚式和锚杆式两种。 适用范围 地面拉锚式需要有足够的场地设置锚桩或其他锚固物。 图5-9 拉锚式围护结构示意图 锚杆式适用于砂土或粘土地基，软粘土地基很少使用。 （a）地面拉锚式 （a）双层锚杆式 7. 土钉支护及适用范围 图5-10 土钉墙支护示意图 围护结构 适用范围 适用于地下水位以上或人工降水后的粘性土、粉土、杂填土及非松散的砂土、卵石土等。围护深度不超过12m。 土钉一般通过钻孔、插筋和注浆设置。在坡面上铺设钢筋网，并通过喷射混凝土形成混凝土面板，组成土钉墙围护结构。相当于加筋土重力式挡墙。 8. 其他形式的支护 ①门架式围护结构 图5-11 门架式围护结构示意图 图5-12 拱式组合型围护结构示意图 钢筋混凝土灌注桩、压顶梁和连系梁形成的空间门架式围护体系，围护结构比悬臂结构深。 ②拱式围护结构 钢筋混凝土桩同深层搅拌桩水泥土拱组合形成的围护结构体系。 5.3 土压力计算 土压力是作用在围护结构上的荷载，通常采用郎肯土压力理论计算基坑围护结构上的土压力。 ①水土分算方法（有效应力法） 对于透水性好的砂性土和粉土，采用水土分算的方法。 ②水土合算方法（总应力法） 对于透水性差的粘性土，采用水土合算的方法。 如果存在渗流情况，还需要考虑渗透压力。 5.4 放坡开挖设计计算 土压力