用活着的时间过死后的日子
范文一：基坑开挖步骤对支护结构位移变形的影响
基坑开挖步骤对支护结构位移变形的影响
SerialNo.464
December.2007
矿业快报
EXPRESSINFOB/VlATION
OF/VlININGINDUSTRY
总第464期
2007年12月第12期
基坑开挖步骤对支护结构位移变形的影响
杨义兴
(江西铜业股份有限公司德兴铜矿)
摘要:论述了在深基坑的护壁,不仅要保证基坑内正常作业安全,而且要防止基坑及坑外土
体位移,保证基坑附近建筑物,道路,管线的正常运行.基坑开挖步骤,速度对深基坑支护结构的位
移变形影响很大.文中通过FLAC软件计算了工程实例中支护结构在不同开挖步骤,速度下支护
结构的位移变形,分析了基坑开挖步骤,速度对支护结构位移变形的影响.
关键词:深基坑;支护结构;位移变形;开挖步骤影响;FLAC软件
中图分类号:TU471.15文献标识码:B文章编
号:1009-5683(2007)12-0074-02
1工程概况
某高层商住楼包括一栋高层商住楼,一栋商务
楼,裙房和地下车库,底层平面呈”L”型,用地面积
约6790m,建筑面积45167m.商住楼地下2层,
地上31层,纯剪力墙结构,安全等级一级,平板筏
基;商务楼地下2层,地上6层,框架结构,安全等级
二级,独立基础;裙楼地上3层,地下2层;建筑红线
范围内全部设有2层地下车库.
基坑主楼最大开挖深度为9.0m,裙楼为7.0m,
由于基坑周围建筑设施较近,故必须采取有效支护
措施.
2地质条件
根据地质勘察报告,场地地层可分为四层:?
0,6.0m素填土;?6,33m为第四纪全新细砂,中
砂及粉土;?33m以下为晚中更新粉土,粉质粘土,
含钙质结核.
根据地质勘察报告,勘察期间地下水位埋深
8.5m,实测水位位于地面以下7.5m处,属第四纪松
散岩类潜水,对混凝土无腐蚀性.
工程挖深9.0m(裙房7.0m),基础施工期间只
需局部降水.
3深基坑支护设计
根据岩土工程勘察资料,现场环境条件,基坑开
挖深度较大,范围较广,周围建筑物和公共设施离基
坑较近,对基坑开挖边坡安全和稳定极为不利.因
此,基坑开挖必须采取可靠的支护措施,确保基坑,
周围建筑物和其它公用设施的安全.
由于东北角,东侧紧邻7层住宅楼,为安全考
74
杨义兴,工程师,主任,332442江西省德兴市.
虑,采用桩锚结合支护;南侧紧邻商城后街和电力设
施,且无放坡余地,只能垂直开挖.为加强变形控
制,以上部位采用桩锚结合,确保周边环境安全.
由于上部土体含水量低,直立性较好的优势,先
挖去上部约3m厚的杂填土,采用土钉支护.然后
在此工作面上沿基坑边施工oo钢筋混凝土护坡
灌注桩,桩顶设置冠梁.钻孔灌注桩:桩径600ram,
主楼有效桩长为11m,裙楼部分为9.0m,桩间距
1.0m,混凝土强度等级C25.预应力锚索:水平间
距为1.5m,长21m,自由段5.0m,锚固段16m,
~150mm钻孔,倾角为15.,预加应力150kN.冠梁:
桩顶设置高X宽=500ramX800ram的钢筋混凝土
冠梁,混凝土强度等级C25.
4设计参数
4.1土层参数(见表1)
表1土的物理力学性能指数
4.2地面附加荷载
根据一般建筑规定和现场情况,结合基础施工
期间的实际堆载要求和施工过程中的诸多不可预料
因素,设计取地面附加荷载为20kN/m.
4.3基坑开挖步骤
(1)基坑开挖设计分7个步骤:?开挖3m的杂
填土层,并做土钉支护;?进行钢筋混凝土支护桩的
施工;?开挖3,4m土层,预应力锚索的成孔,安
放,注浆,柱头的截除,冠梁钢筋的绑扎和混凝土的
浇注;?开挖4,6m土层,预应力锚索的张拉与锁
定;?开挖6,7.5m土层;?开挖7.5,8.5m土层;
杨义兴:基坑开挖步噱对支护结构位移变形的影响2007年12月第
12期
?开挖8.5—9.5m土层.
(2)采用5个步骤开挖:?开挖3m的杂填土
层,并做土钉支护;?进行钢筋混凝土支护桩的施
工;?开挖3—4m土层,预应力锚索的成孔,安放,
注浆,柱头的截除,冠梁钢筋的绑扎和混凝土的浇
注;?开挖4—7.5m土层,预应力锚索的张拉与锁
定;?开挖7.5—9.5m.
244.18kN
128.43k1
支反力/kN
采用7个步骤开挖是为了防止临近基坑周围的
建,构筑物在深基坑的开挖过程中,卸载过快,位移
变形以及变形速率大,影响基坑周围的建,构筑物的
安全.
5基坑位移分析
工况7-开挖(9.30m),用理正深基坑软件计算
工程实例位移,弯矩,剪力包络图见图1一图3.
-
22.30,8.06—343.14,33.08
0.00,0.00—252.63,141.18
图1设计支护结构位移,弯矩,剪力包络圈
×10
图3采用5个步骤开挖基坑计算的支护结构
各水平位移曲线
1--8.5m;2-7m;3-5m;4-3m;5-冠梁
通过FLAC软件计算,当采用7个设计开挖步
骤,速率计算时,深基坑支护结构的变形较小.
80-90090180
//
/
J,:
J
,
;’
,
u
,
,
‘‘
:l
剪力/kN
一
154.69,133.69
—
142.38,85.62
从计算求得基坑支护结构的位移变形曲线可以
看出,结构位移的变形以及变形速率较大.
6结论
通过FLAC软件,计算出了某深基坑工程实例
在不同开挖步骤下的深基坑支护结构的位移变形曲
线.经过比较计算求得的位移变形曲线可以看出,
当采用5个步骤开挖,基坑支护结构的变形以及变
形速率明显较大,对附近重要建,构筑的安全影响也
较大,所以该工程实例中采用7个步骤进行深基坑
的开挖是合理科学的,能有效保证基坑开挖过程中,
支护结构的变形以及变形速率小,进而保证深基坑
附近重要建,构筑物的安全.
在深基坑开挖过程,只有设计出合理的开挖步
骤,才能保证支护结构的变形以及变形速率,防止过
快的卸载引起的基坑支护结构失效和破坏.
参考文献:
[1]龚小南.地基处理手册[M].中国建筑工业出版社,2000.
[2]黄强,惠永宁.深基坑支护工程实例集[M].中国建筑工业
出版社,1997.
[3]陈忠汉,程丽萍.深基坑工程[M].机械工业出版社,1999.
(收稿日期2007.11-30)
75
范文二：住宅小区基坑开挖施工步骤与技术介绍
住宅小区基坑开挖施工步骤与技术介绍
摘要:本文通过对住宅建筑工程的基坑施工工作要点进行阐述，同时结合某住宅项目在基坑开挖的具体施工步骤进行介绍，提出了施工过程中一些具体看法与心得体会。
关键词:住宅工程 基坑开挖 基坑支护 在实际工程施工中，影响基坑开挖工作的因素很多，同时基坑施工也存在一定的危险性，对基坑工程的影响因素主要是基坑开挖过程中许多因素是不断变化的，并且不可预测的，所以基坑工程能够按质量如期顺利完成，还必须在施工过程中进行大量定期和不定期的监测工作，建立动态信息档案;通过对前期开挖监测得到的各种数据进行分析，为后续开挖方案、开挖顺序和开挖速度提供依据，对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报，保证基坑支护结构的稳定性及周围环境的安全。下面就一具体案例进行分析介绍，详细说明基坑施工的关键工作。 一、案例概况: 1、工程特点: 本工程为四栋多层建筑，1、2、3#楼为砖混结构，4#楼为框架结构。基础全部为大开挖，1、2#楼基坑开挖尺寸:混凝土条基外放2米，长70.84米，宽19.93米，深5.18米，开挖面积1411.8 m2，
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开挖土方工程量7893 m3。3#楼基坑开挖尺寸:混凝土条基外放2米，长70.84米，宽21.13米，深5.18米，开挖面积1370 m2，开挖土方工程量7751 m3。4#为综合楼，基坑开挖尺寸:柱外皮外放3.8米，长73.05米，宽27.425米，深3.63米，开挖面积2003.4m2，开挖土方工程量6576.25 m3。基坑土方开挖依据现场情况，计划采用基坑放边坡处理，其放坡系数为1:0.33。计划基础开挖回填工程用两个月的时间完成。 2、地形地貌: 、原自然地坪与相对?点高差0.036米，现定室外地坪高于相对?点0.5米，室外需回填0.464米。 、东西两侧距原建筑物太近，为保证原建筑物的安全，计划局部采用混凝土土钉墙支护及相应的支护方案确保施工安全。 、施工条件: ?、测量定位已完成。高程控制点，以人行道相对点以上1.5米为工程?0.000。 ?、现场临时设施施工完毕，能正常使用。 ?、施工道路基本畅通，施工用临时用水、电已连接。 ?、机械、劳动力已完成调配，现已进入施工现场。 二、施工准备: 1、施工要求: 、标高水准点依据建设单位给定的高程点已引入施工区。 、熟悉施工图纸及地质情况，埋设好轴线控制桩，了解地下管线情况，检查挖土及运输机械的准
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备情况，进行施工前技术质量和安全交底工作。 、制定土方开挖施工方案，安排工期计划。 2、现场准备: 、进行定位放线，放出基坑开挖线和边坡线。 、落实基坑支护队伍，以便开挖与支护同时进行。 3、施工方案: 、施工工艺:测量定位机械进场土方开挖人工修边角基底平整基底普探。 、施工流向:清理地表垃圾土并外运，先开挖2#楼，自东向西，自上而下，依次开挖，依据施工开挖线进行开挖。将2#楼土方倒运至4#楼堆放，然后开挖3#楼土方回填2#楼，同时开挖1#楼，将1#楼土方全部外运，二次开挖4#楼将4#楼土方回填于1#楼，形成一个流水作业线，确保工程顺利进行。 、施工方法:采用两台挖掘机，两台装载机，8辆自卸汽车配合外运。人工刷坡:待基坑开挖出一定范围后进行人工刷坡，依据现场土质和周围环境情况计划坡比，放坡系数为1:0.33，人工刷坡与机械开挖同时进行。要求配合机械挖土的施工人员清楚挖土区域及机械前后行走范围及回转半径，严禁在机械前后行走范围及回转半径内行走及施工配合作业。 、基坑支护: 本工程设有地下室，且周边建筑物较近，开挖深度至-6.65米，因而依据《建设工程安全生产管理条例》和《强制性条文》的有关规定进行安全防护，
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东西两侧必须做土钉墙进行支护，土钉墙支护与机械开挖同时进行，做到随挖随支护，支护设计与施工有专门的施工方案。基坑四周设置扣件钢管栏杆，并绑密目网，设置警示牌，防止人员及物体坠落。采用扣件和钢管搭设爬梯，供施工人员上、下基坑。 、施工排水: 地面排水遵循先整治后开挖的施工顺序，施工前先做好地面排水，地面排水随地形坡势沿开挖基坑外边缘设30公分高阻水带，再修200×300水渠排水，以防地表水流入坑内。坑内排水沿基坑横向中线向基坑东西方向挖四个积水坑，用水泵抽水。 三、普探与验槽: 1、普探:基坑挖至设计深度后进行普探，普探应按《建筑物场地基坑探察与处理暂行规定》对基坑进行探察，会同建设单位有关技术人员进行全面的地质情况负荷，符合设计要求及有关规定后，即可进行灰土回填。如有地下墓坑、软土层等情况，需由设计单位、监理单位提出处理方案，处理完毕后方可继续施工。 2、验槽:基坑施工完毕后，会同勘察、设计、建设、监理等相关单位进行验槽，在相关单位人员签字盖章后方可进行下道工序的施工。 四、质量保证措施: 1、土方工程施工中，应经常测量和校正其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点采取可靠
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的保护措施，定期进行复测和检查，保证其正确性。 2、基坑开挖过程中应对土质情况、地下水位和标高等变化情况经常检查，做好原始记录，若发现地基土质与设计不符时，需经有关人员研究处理并做好隐蔽工程记录，确保基坑工程质量。 五、安全施工措施: 1、 土方工程施工过程中必须遵循国家、省、市及公司的安全施工法规、制度，严格执行各专业操作规程。 2、 对施工人员进行安全教育、施工前进行安全技术交底。 3、 土方工程的边坡坡度、排水坡向等必须按审批后的施工方案执行，确保边坡支护的稳定和基坑的施工安全。 4、 机械前后行走时必须看清楚前后方是否有人或障碍物，机械回转时必须看清楚3600回转半径内是否有车辆和行人。且机械施工至围墙处时必须有专人配合指挥挖掘机驾驶员，防止由于驾驶员的距离错觉造成对围墙的碰撞而导致事故的发生。 5、 确定地下管线的位置，开挖及运输过程中有专人看守，防止对地下管线造成破坏。 6、 人员刷坡与机械开挖保持一定的安全距离且夜间施工时不能同时进行。 7、 土方开挖需要使用的机械应具备国家法定检测机构检测合格属正常使用范围内的机械。 8、 工地各专职安全员进行预防监测及检查工作，发现隐患及时处
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理确保施工安全。 总之在实际施工中，往往一些问题的处理方法是由几种方法共同组合进行处理的，我们作为技术人员一定要严格按照图纸和规范施工，并且尽量避开雨季施工，避免由于降雨带来的施工质量与安全隐患。施工前根据地基土质条件，精心编制施工组织设计或施工方案，施工过程中严格执行基坑施工方案，分层分段开挖，分层分段支护，杜绝一次开挖到位，不可超挖，坚决杜绝盲目追求降低造价、赶工期而忽视基坑工程安全的行为发生。 参考文献 1、余志成.基坑设计与施工.北京:中国建筑工业出版社，2010.3 2、益得清.基坑支护工程实例.北京:中国建筑工业出版社，2009.5
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范文三：基坑开挖分步骤分工况计算书
Qimstar同济启明星
基坑支护结构专用软件FRWS7.2
XXX工程
基坑围护工程
中铁xxx集团有限公司
2016年3月12日
一、基坑围护计算书 1 工程概况
该基坑设计总深8.2m，按二级基坑 、选用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程
(JGJ120-2012)》进行设计计算，计算断面编号:1。 1.1 土层参数
厚度 γ c φ 序号 土层名称 3(m) (kN/m) (kPa) (?)
1 填土 2.20 17.0 15.00 10.00
2 淤泥 19.30 16.2 10.44 1.97
3 残积砂质粘性土 4.90 18.8 28.31 25.87
续表
厚度 m Kmax 分算 序号 土层名称 4(m) (MN/m) (MN/m3) /合算
1 填土 2.20 4.0 0.0 合算
2 淤泥 19.30 1.2 0.0 合算
3 残积砂质粘性土 4.90 10.0 0.0 合算
地下水位埋深:0.50m。
1.2 基坑周边荷载
地面超载:10.0kPa
2 开挖与支护设计
基坑支护方案如图:
1
基坑支护方案图 2.1 挡墙设计
? 挡墙类型:SMW工法;
? 嵌入深度:9.800m;
? 露出长度:0.000m;
? 搅拌桩直径:850mm;
? 搅拌桩排数:1排;
? 搭接长度:250mm;
? 型钢型号:700*300*13*24;
? 型钢布置方式:插一跳一;
水泥土物理指标: 3? 重度:19.00kN/m;
? 弹性模量:300000.00kPa;
? 无侧限抗压强度标准值:800.00kPa; 2.2 坑内加固设计
第1层，加固深度:8.200m; 加固厚度:4.000m; 加固范围:裙边加固，宽度:5.200m。
343加固土的物理指标:c=30.00kPa;φ=25.00?; γ=19.0kN/m; m=8.0MN/m; Kmax=0.0MN/m;
2.3 支撑(锚)结构设计
2
本方案设置2道支撑(锚)，各层数据如下:
第1道支撑(锚)为平面内支撑， 距墙顶深度1.000m， 工作面超过深度1.500m，预加轴力
50.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取30000.0kN/m/m。 该道平面内支撑具体数据如下:
? 支撑材料:钢支撑;
? 支撑长度:43.000m;
? 支撑间距:3.500m;
? 与围檩之间的夹角:90.000?;
? 不动点调整系数:0.500;
? 型钢型号:@609*14;
? 根数:1;
? 松弛系数:1.000。
计算点位置系数:0.000。
第2道支撑(锚)为平面内支撑， 距墙顶深度4.500m， 工作面超过深度3.600m，预加轴力
50.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取30000.0kN/m/m。 该道平面内支撑具体数据如下:
? 支撑材料:钢支撑;
? 支撑长度:43.000m;
? 支撑间距:5.000m;
? 与围檩之间的夹角:90.000?;
? 不动点调整系数:0.500;
? 型钢型号:@609*14;
? 根数:1;
? 松弛系数:1.000。
计算点位置系数:0.000。
2.4 工况顺序
该基坑的施工工况顺序如下图所示:
3
3 计算原理描述
3.1 围护墙主动侧土压力计算
3.1.1 朗肯主动土压力
深度 z 处第i层土的主动土压力强度的标准值e按下列公式计算: ak,i
采用水土合算或计算点在水位以上时:
(小于0取0)
采用水土分算且计算点在水位以下时:
4
(小于0取0)
对于 矩形土压力 模式，自重部分须扣除坑内土的自重(对水位以下的分算土层，扣除有效自重;坑内水位取坑底位置，天然水位在坑底以下就取天然水位)。 式中:
γ?第 j层土的天然重度; j
3γ?水的重度，取 10kN/m; w
Δh?第 j层土的厚度; j
h?地下水位; wa,i
c、c'?第 i层土的内聚力、有效内聚力; ii
φ、φ'?第 i层土的内摩擦角、有效内摩擦角; ii
q?超载。
3.2 围护墙被动侧土压力计算
被动侧土压力采用简化库伦土压力公式:
采用水土合算或计算点在水位以上时:
， 采用水土分算且计算点在水位以下时:
， 式中:
h?坑内地下水位; wp,i
δ、δ'?第 i层土与墙体的摩擦角和有效摩擦角， ii
取(2/3~3/4)φ或 φ'。
3.2.1 盆式开挖中预留土台的影响
5
预留土台的影响分为两部分:土台范围的侧向土压力以及对其下土层侧向土压力的增量。两部分土压力的计算都采用库伦土压力理论，并且假定为直线滑面，通过试算搜索最危险滑面。
土台范围侧向土压力计算:
式中:
p?土台顶部土压力; 1
p?土台底部土压力; 2
P(z)?土台顶面以下 z范围内的总土压力。采用库伦被动土压力理
论计算，并且假定为直线滑面，通过试算搜索最危险滑面。
6
式中:
p?坑底土压力增量; 1
p?桩端土压力增量; 2
P(z)?有土台情况下坑底以下 z范围内的总土压力。 采用库伦被动土
压力理论计算，并且假定直线滑面，通过试算搜索最危险滑面。
P'(z)?无土台情况下坑底以下 z范围内的总土压力。 采用库伦被动土
压力理论计算，并且假定直线滑面，通过试算搜索最危险滑面。 3.3 水压力计算
3.3.1 静止水压力
图中:
3γ?水的重度 10kN/m。
3.4 围护墙内力变形计算
7
计算简图 围护墙的基本方程:
内力变形关系:
平衡方程:
支撑处边界条件:
桩端处边界条件:
式中:
M―桩身弯矩;
EI―围护墙抗弯刚度， E为墙体材料的弹性模量， I截面惯性矩 ;
ρ―曲率;
x―水平位移;
8
z―深度;
Q―桩身剪力;
e―主动侧水土压力; ak
k―基底以上土的水平向基床系数，见“ 土体水平向基床系数计算 ”。当位移为正是取0; a
k―基底以下土的水平向基床系数，见“ 土体水平向基床系数计算 ”。 p
可考虑坑底土的塑性性质，当kx>e时，取k=e/x，e为坑底极限被动土压力， ppkppkpk
见“ 围护墙被动侧土压力计算 ”;
b―主动侧水土压力计算宽度，对板桩、连续墙、搅拌桩取每延米，对排桩、 SMW工法桩取桩中心距; s
b―土体抗力计算宽度。墙式围护取每延米; 0
对圆形排桩围护:b=0.9(1.5d+0.5)，d为桩径; 0
对方形排桩围护:b=1.5b+0.5，b为边长; 0
计算值超过桩间距时b取桩间距; 0
z―第 i道支撑的深度。 si
K―第 i道支撑每延米的水平刚度。见“ 支撑/锚的水平刚度计算 ”; si
第i道支撑处的墙体剪力。 ―
第i道支撑处第m工况的水平位移。 ―
T―第 i道支撑每延米的水平向预加轴力。 0i
z―墙底端的深度。 L
墙底端的墙体弯矩 ―
K―墙底端旋转约束刚度，模拟墙底土对墙底的约束作用， 对于较厚的搅 θ
拌桩，可考虑这种作用，对于其他厚度较薄的围护墙，可忽略这种作用。
3K=1×b×k(D)/12，D为嵌入深度。 θp
上述微分方程可用有限单元法求解，解得水平位移后，可求出桩身内力。
3.4.1 土体水平向基床系数的计算 3.4.1.1 m法
k=mz，m为土层的水平向基床系数随深度增长的比例系数，z为计算点距离开挖面的深度p
(对于主动侧就是距桩顶的距离);
3.4.1.2 盆式开挖的影响
9
假定在盆式开挖前，距离围护墙越远坑内土体变形越小，假设变形很小的位置为不动边界，也就是说在不动边界以外的开挖对围护墙的变形没有影响。土台范围内的土体水平向基床系数为没有盆式开挖前的基床系数做折减，折减系数为计算点以上土台土体面积与不动边界范围内土体面积之比，即:
盆式开挖面以下土体的水平向基床系数:
上式中:
k'―盆式开挖后的水平向基床系数; p
k―盆式开挖前的水平向基床系数; p
β―土体变形的影响范围， 即不动边界的距离。
3.5 抗倾覆计算
3.5.1 带撑抗倾覆计算
10
当不记支撑点以上土压力时:
记入支撑点以上土压力时:
式中
o―倾覆转点，最下道支撑位置处;
E、E―o 点以下、以上主动侧土压力合力; a1a2
E、E―o 点以下、以上水压力合力; w1w2
H、H―o 点以下水压力、主动侧土压力合力作用点离o点的距离; w1a1
H、H―o 点以上水压力、主动侧土压力合力作用点离o点的距离。 w2a2
3.6 整体稳定计算
对于单个圆弧滑面的整体稳定安全系数计算方法如下。
3.6.1 瑞典条分法-总应力法
上列式中:
11
式中:
K?整体稳定安全系数; s
N?土钉、锚杆、微型桩、排桩在滑弧上产生的抗滑力标准值; j
c?第 i分条滑裂面处土体(或水泥土， 乘折减系数后的c)的粘聚力; i
φ?第 i分条滑裂面处土体(或水泥土， tgφ乘折减系数后的φ)的内摩擦角; i
Ka?主动土压力系数;
L?第 i分条滑动面弧长; i
G?第 i分条土条(包括水泥土)重量; i
W?第 i分条土条受到的水浮力; i
W'?第 i分条土条受到坑内水位以下那部分水的水浮力 (当地下 i
水位高于开挖面时，坑内水位取开挖面，否则取地下水位); u?第 i分条土条底部中心处的孔隙隙水压力，即为该点处 i
的静水压力;若考虑土性，则对水土合算的土层取0;
静水压力与浸润线有关，当地下水低于开挖面时，浸润
线就是地下水位线;当地下水高于开挖面时，浸润 线如下:
Q?超载和邻近荷载在第 i分条上分布的总力; i
T?第 j道土钉/锚杆在滑裂面外的部分的抗拔力标 Nj
准值和杆体抗拉强度标准值中的小值，见“ 公式 ”; S?第 j道土钉/锚杆的水平间距; j
θ?第 i分条滑动面切线与水平面之间的夹角; i
α?第 j道土钉/锚杆与水平面之间的夹角。 j
,、ξ?土钉或锚杆切向力折减系数、法向力折减系数。 N?滑弧切过排桩或连续墙时桩墙的抗滑力; p
θ?滑弧切桩点切线与水平面的夹角; p
M?桩墙抗弯承载力设计值; c
12
h?切桩点到坡面的深度; p
γ?h 范围内土的平均重度; pp
S?排桩间距，连续墙取 1m。 p
3.7 SMW工法桩截面强度计算
(a)型钢与水泥土间错动剪切破坏验算图 (b)水泥土最薄弱截面剪切破坏验算图
3.7.1 错动剪切破坏验算
3.7.2 剪切破坏验算
式中:
13
Q—作用于型钢与水泥土之间单位深度范围内的错动剪力标准值; 1k
q―计算截面处侧压力标准值，为主动侧水土压力和被动侧抗力的叠加， k
从内力变形的计算结果中取出;
τ―水泥土抗剪强度设计值; c
q—水泥土开挖龄期时的轴心抗压强度标准值; uk
γ—设计值系数; s
ξ—抗剪强度系数。
假定型钢间距范围内的弯矩都由型钢承担，验算方式同钢板桩强度验算。 3.8 坑底抗隆起计算
坑底抗隆起的计算同整体稳定，破坏面为如下图所示的组合滑面，其圆弧部分的圆心可以假定为最下到支撑处或者坑底，其半径可以假定为经过桩底，也可往下搜索，找出最危险的滑面。
中心在最下到支撑点处的圆弧组合滑面 中心在坑底的圆弧组合滑面
14
(总应力法)
(有效应力法)
式中:
K—整体稳定安全系数; L
F、K―抗滑力和下滑力; RS
c、φ―计算点处土体的内聚力和内摩擦角，总应力指标; c'、φ'―计算点处土体的内聚力和内摩擦角，有效应力指标; K、K'—计算点处主动土压力系数，分别用总应力指标和有效应力指标求得。 aa
θ—弧段上计算点处切线与水平面的夹角 ;
R—圆弧半径;
u—计算点处的孔隙水压， u=γz，γ为水的重度;z为计算点处的水深; wwww
M—桩墙每延米所能承受的极限弯矩。 u
3.9 墙底抗隆起计算
式中:
15
K—墙底抗隆起安全系数; q
P―墙底以下验算断面上坑外侧隆起宽度 B范围内的总荷载(土重和超载);
R―墙底以下验算断面上坑外侧隆起宽度 B范围内的极限承载力的合力， a
R=rB，r为极限承载力，由以下公式计算。 aaa
式中:
q—验算断面上坑内侧的土重; d
c、φ―验算断面以下隆起深度范围内土体的内聚力和内摩擦角平均值; 4 内力变形计算
4.1 计算参数
水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;
水压力计算方法:静止水压力，修正系数:1.0;
主动侧土压力计算方法: 朗肯主动土压力，分布模式:矩形，调整系数:1.0，负位移不
考虑土压力增加;
"m"法， 土体抗力不考虑极限土压力限值，坑内土影响范围:被动侧基床系数计算方法:
0.5倍基坑深度;
墙体抗弯刚度折减系数:1.0，水泥土发挥系数:1.0。 4.2 计算结果
4.2.1 内力变形结果
每根桩抗弯刚度EI=439921kN.m2。
以下内力和土体抗力的计算结果是每根桩的;支撑反力是每延米的。
16
支(换)撑反力范围表
抗力 相对桩顶深度(m) 最小值(kN/m) 最大值(kN/m)
第1道支撑 1.00 50.0 150.5 支撑 第2道支撑 4.50 50.0 50.0
坑内侧土体抗力安全系数:0.64,628.36。 5 整体稳定计算
5.1 计算参数
整体稳定计算方法: 瑞典条分法，考虑水平应力;
应力状态计算方法: 总应力法;
土钉法向力折减系数:ξ=0.5;
土钉切向力折减系数:ξ=1.0;
锚杆法向力折减系数:ξ=0.5;
锚杆切向力折减系数:ξ=1.0;
桩墙抗滑考虑方式:滑面绕桩;
17
浸润线不考虑止水帷幕;
滑弧搜索不考虑局部失稳;
考虑开挖工况;
搜索范围:坡顶:全范围;坡底:全范围;
搜索方法: 遗传算法。
5.2 计算结果
5.2.1 开挖至-2.50m
滑弧:圆心(1.83m,-3.28m)，半径:8.09m， 起点(-5.57m,0.00m)， 终点(7.50m,2.50m)，
拱高比0.523;
下滑力:150.27kN/m;
土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力:424.81kN/m;
土钉/锚杆抗滑力:0.00kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
安全系数:2.83，要求安全系数:1.3。
5.2.2 开挖至-8.20m，留土台高5.7m,平台宽7.5m
18
滑弧:圆心(10.47m,-6.87m)，半径:17.30m， 起点(-5.41m,0.00m)， 终点(18.97m,8.20m)，
拱高比0.445;
下滑力:614.39kN/m;
土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力:804.85kN/m;
土钉/锚杆抗滑力:0.00kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
安全系数:1.31，要求安全系数:1.3。
5.2.3 在-1.00处加第1道支撑，开挖至-8.20
滑弧:圆心(1.62m,-4.45m)，半径:22.58m， 起点(-20.52m,0.00m)， 终点(20.33m,8.20m)，
拱高比0.666;
下滑力:1385.41kN/m;
抗滑力:1824.55kN/m; 土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)
土钉/锚杆抗滑力:0.00kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
。 安全系数:1.32，要求安全系数:1.3
5.2.4 在-4.50处加第2道支撑
滑弧:圆心(1.57m,-4.45m)，半径:22.58m， 起点(-20.57m,0.00m)， 终点(20.28m,8.20m)，
拱高比0.665;
下滑力:1395.48kN/m;
19
土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力:1883.90kN/m;
土钉/锚杆抗滑力:0.00kN/m;
桩墙的抗滑力:0.00kN/m;
安全系数:1.35，要求安全系数:1.3。 6 坑底抗隆起(圆弧滑动)计算 6.1 计算参数
滑弧中心:坑底;
滑弧位置:通过桩底;
应力状态计算方法:总应力法;
桩墙弯曲抗力:考虑;
垂直滑面阻力:不忽略;
滑面水平应力:考虑。
6.2 计算结果
下滑力:692.4kN/m;
抗滑力:1248.8kN/m;
每延米墙体抗滑力:102.9kN/m;
安全系数:1.95 ，要求安全系数:1.9 。 7 墙底抗隆起计算
20
7.1 计算参数
计算公式:Prandtl;
考虑隆起土层不均匀性厚深比:0.0;
考虑放坡影响宽深比:1.0。
7.2 计算结果
7.2.1 墙底
坑内侧向外8.2m范围内总荷载:2487.6kN/m;
验算断面处土体内聚力:10.4kPa;内摩擦角:11.0?。
地基承载力:
安全系数:522.1×8.2/2487.6=1.72，要求安全系数:1.6。
21
7.2.2 第3层土顶面
坑内侧向外8.2m范围内总荷载:2952.5kN/m;
验算断面处土体内聚力:28.3kPa;内摩擦角:25.9?。
地基承载力:
安全系数:3143.1×8.2/2952.5=8.73，要求安全系数:1.6。 8 其他计算
8.1 SMW工法水泥土强度计算
8.1.1 计算参数
水泥土抗剪强度系数:0.21;
设计值系数:1.25;
22
弯矩折减系数:1.0。
8.1.2 计算结果
8.1.2.1 水泥土局部抗剪验算
型钢翼缘处水泥土墙体的有效厚度:0.795m;
型钢翼缘之间的净距:0.900m;
水泥土墙体最薄弱截面处的有效厚度:0.602m。
泥土墙体最薄弱截面的净距:0.600m。
第1工况:开挖至-8.20(深8.20)m,留土台5.7m， 满足
第2工况:在-1.00(深1.00)m处加撑(锚)， 满足
23
第3工况:在-4.50(深4.50)m处加撑(锚)， 满足 (该处剪应力为81.86和72.09kPa)
第4工况:开挖至-8.20(深8.20)m， 满足 8.1.2.2 型钢抗弯验算
计算最大弯矩:641.2kN.m;
弯矩设计值:801.5kN.m;
3型钢抗弯截面模量:5760000.0mm;
型钢边缘正应力:139151.2kPa;
允许抗弯强度设计值:210000.0kPa。
8.2 抗倾覆计算
8.2.1 计算参数
水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;
24
主动侧土压力分布模式:矩形;
水压力计算方法:静止水压力。
8.2.2 计算结果
抗倾覆安全系数:。
25
二、基坑安全性分析有限元数值模拟
1、分析方法
采用专业的大型岩土工程有限元分析软件Plaxis按平面应变连续介质有限元方法进行分析。Plaxis是一个专门用于岩土工程变形和稳定性分析的有限元计算程序，可以模拟土体的非线性、时间相关性和各向异性的行为。通过几何模型的图形化输入实现计算剖面的结构和施工过程、以及荷载和边界条件的模拟。通过自动网格生成模拟土体、结构和界面单元的有限元网格模型，采用摩尔-库仑模型、硬化模型和蠕变模型等土体本构模型模拟土体的不同特性。采用不同的迭代过程计算控制方法，模拟分步施工、单元死活和荷载激活。同时可以模拟土体的初始重力应力场，地铁隧道、桩基础和其它地下结构和土体的界面影响，在国内外岩土工程数值分析中得到广泛的应用。
2、分析模型
1)土体的本构模型与参数
土体采用高精度的15结点三角形单元来模拟，土体采用了较高级的弹塑性本构模型，即Hardening Soil(HS)模型。HS模型为等向硬化弹塑性模型，既可适用于软土也适用于较硬土层。HS模型的基本思想与Duncan-Chang模型相似，即假设三轴排水试验的剪应力q与轴向应变成双曲线关系，但前者采用弹塑性来表达这种,1
关系，而不是像Duncan-Chang模型那样采用变模量的弹性关系来表达。此外模型考虑了土体的剪胀和中性加载，因而克服了Duncan-Chang模型的不足。与理想弹塑性模型不同的是，HS模型在主应力空间中的屈服面并不是固定不变，而是可以随着塑性应变而扩张。该模型可以同时考虑剪切硬化和压缩硬化，并采用Mohr-Coulomb破坏准则。HS模型应用于基坑开挖分析时具有较好的精度。
HS模型共有11个参数:
(1)3个Mohr-Coulomb强度参数:
c:有效粘聚力;
,:有效内摩擦角;
,:剪胀角。
26
(2)3基本刚度参数:
refE:三轴排水试验的参考割线刚度 50
refE:固结试验的参考切线刚度 oed
m:刚度应力水平相关幂指数。
(3)5个高级参数:
refE:卸荷再加荷模量 ur
,:卸载再加载泊松比 ur
refp:参考应力
R:破坏比 f
K:正常固结条件下的侧压力系数。 0
这些参数一部分为模型本身的参数，一部分可以从岩土勘察报告中得到，另一部分通过大量类似工程的监测数据反演分析得到。
2)结构计算参数
结构参数涉及到围护桩的材料参数、水平支撑的计算参数以及隧道管片有关计算参数。围护桩、隧道管片采用梁单元来模拟，相应的截面积与惯性矩等几何参数按每延米宽度等效计算。水平支撑用弹簧单元来模拟。此外，考虑到地铁隧道在地下室底板浇筑后再施工的工况，地下室底板考虑采用弹性连续介质单元模拟(三角形单元)。
3)接触面单元
围护结构及隧道管片与土体的相互作用采用接触面(Goodman单元)来模拟，该接触面单元切线方向服从Mohr-Coulomb破坏准则。由于接触面的强度参数一般要低于与其相连的土体的强度参数，考虑用一个折减系数R来描述接触面强度参inter数与所在土层的摩擦角和粘聚力之间的关系。
4)模型尺寸与边界条件
在地下通道D9段选取一个典型剖面进行分析。模型的总尺寸为80m×25m。模型底部约束竖向和水平位移，左右两边约束水平位移。
5)有限元网格的划分
27
有限元网格如图7.3所示。划分时考虑将坑内部分和围护桩附近部分的单元适当加密。总单元数量为688个，总结点数为5677个。
图1 有限元网格划分
6)施工工况
地下通道进行挖土工序，主要考虑在基坑开挖内部进行先盆式后两侧分层分段放坡开挖，减少钢支撑架设的干扰。需依次模拟基坑的施工过程，因此本次共分9个施工步进行，如表1所示。
表1 计算工况
工况 内容
施工步1 计算初始地应力场
施工步2 围护桩施工
施工步3 悬臂开挖至-2.5m处
施工步4 放坡开挖至-8.2m处
施工步5 支设第1道支撑，开挖至坑底
施工步6 支设第2道支撑
3、有限元分析结果
有限元分析的有关计算结果如图2,图9所示。
28
图2 施工步3:悬臂开挖至-2.5m处时的竖向位移云图(mm)
图3 施工步3:悬臂开挖至-2.5m处时的水平位移云图(mm)
29
图4 施工步4:放坡开挖至-8.2m处时的竖向位移云图(mm)
图5 施工步4:放坡开挖至-8.2m处时水平位移云图(mm)
30
图6 施工步5:支设第1道支撑，开挖至坑底时的竖向位移云图(mm)
图7 施工步5:支设第1道支撑，开挖至坑底时的水平位移云图(mm)
31
图8 施工步6:支设第2道支撑时的竖向位移云图(mm)
图9 施工步6:支设第2道支撑时的水平位移云图(mm)
32
三、结论
1. 本工程基坑最大挖深8.2m，属二级基坑。
2. 基坑开挖面积较大，应分块施工。
3. 经计算分析，采用新工法开挖基坑自身稳定，对周边环境的影响较小。
综上所述，本围护设计方案从节约成本、缩短工期、保护环境的角度出发，结合拟建场地地质地形条件，经选型、计算、分析可知:
大跨度低渗透淤泥质土层深基坑采用台阶式连续开挖支撑施工工法在本场地施工是安全、可靠的。
33
范文四：住宅小区基坑开挖施工步骤与技术介绍
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn
住宅小区基坑开挖施工步骤与技术介绍 作者：郑大卫
来源：《房地产导刊》2013年第08期
摘要：本文通过对住宅建筑工程的基坑施工工作要点进行阐述，同时结合某住宅项目在基坑开挖的具体施工步骤进行介绍，提出了施工过程中一些具体看法与心得体会。
关键词：住宅工程 基坑开挖 基坑支护
在实际工程施工中，影响基坑开挖工作的因素很多，同时基坑施工也存在一定的危险性，对基坑工程的影响因素主要是基坑开挖过程中许多因素是不断变化的，并且不可预测的，所以基坑工程能够按质量如期顺利完成，还必须在施工过程中进行大量定期和不定期的监测工作，建立动态信息档案；通过对前期开挖监测得到的各种数据进行分析，为后续开挖方案、开挖顺序和开挖速度提供依据，对施工过程中可能出现的险情进行及时的预报，保证基坑支护结构的稳定性及周围环境的安全。下面就一具体案例进行分析介绍，详细说明基坑施工的关键工作。
一、案例概况：
1、工程特点：
本工程为四栋多层建筑，1、2、3#楼为砖混结构，4#楼为框架结构。基础全部为大开挖，1、2#楼基坑开挖尺寸：混凝土条基外放2米，长70.84米，宽19.93米，深5.18米，开挖面积1411.8 m2，开挖土方工程量7893 m3。3#楼基坑开挖尺寸：混凝土条基外放2米，长70.84米，宽21.13米，深5.18米，开挖面积1370 m2，开挖土方工程量7751 m3。4#为综合楼，基坑开挖尺寸：柱外皮外放3.8米，长73.05米，宽27.425米，深3.63米，开挖面积2003.4m2，开挖土方工程量6576.25 m3。基坑土方开挖依据现场情况，计划采用基坑放边坡处理，其放坡系数为1：0.33。计划基础开挖回填工程用两个月的时间完成。
2、地形地貌：
（1）、原自然地坪与相对①点高差0.036米，现定室外地坪高于相对①点0.5米，室外需回填0.464米。
（2）、东西两侧距原建筑物太近，为保证原建筑物的安全，计划局部采用混凝土土钉墙支护及相应的支护方案确保施工安全。
（3）、施工条件：
①、测量定位已完成。高程控制点，以人行道相对点以上1.5米为工程±0.000。
范文五：住宅小区基坑开挖施工步骤与技术介绍
住宅小区基坑开挖施工步骤与技术介绍
建筑施工
?152? 2013 年第8 期住宅小区基坑开挖施工步骤与技术介绍
郑大卫
(沧州市青县住房与城乡建设局 河北青县 062650)
【摘要】本文通过对住宅建筑工程的基 高程点已引入施工区。 况,需由设计单位、监理单位提出处理方案,
坑施工工作要点进行阐述,同时结合某住 (2)熟悉施工图纸及地质情况,埋设 处理完毕后方可继续施工。
宅项目在基坑开挖的具体施工步骤进行介 好轴线控制桩,了解地下管线情况,检查 2、验槽:基坑施工完毕后,会同勘察、
绍,提出了施工过程中一些具体看法与心 挖土及运输机械的准备情况,进行施工前 设计、建设、监理等相关单位进行验槽,
得体会。 技术质量和安全交底工作。 在相关单位人员签字盖章后方可进行下道
【关键词】住宅工程;基坑开挖;基坑 (3)制定土方开挖施工方案,安排工 工序的施工。
支护 期计划。 四、质量保证措施
2、现场准备: 1、土方工程施工中,应经常测量和校
在实际工程施工中,影响基坑开挖工 (1)进行定位放线,放出基坑开挖线 正
其平面位置、水平标高和边坡坡度。平
作的因素很多,同时基坑施工也存在一定 和边坡线。 面控制桩和水准控制点采取可靠的保护措
的危险性,对基坑工程的影响因素主要是 (2)落实基坑支护队伍,以便开挖与 施,定期进行复测和检查,保证其正确性。
基坑开挖过程中许多因素是不断变化的, 支护同时进行。 2、基坑开挖过程中应对土质情况、地
并且不可预测的,所以基坑工程能够按质 3、施工方案: 下水位和标高等变化情况经常检查,做好
量如期顺利完成,还必须在施工过程中进 (1)施工工艺:测量定位?机械进场 原始记录,若发现地基土质与设计不符时,
行大量定期和不定期的监测工作,建立动 ?土方开挖?人工修边角?基底平整?基 需经有关人员研究处理并做好隐蔽工程记
态信息档案;通过对前期开挖监测得到的 底普探。 录,确保基坑工程质量。
各种数据进行分析,为后续开挖方案、开 (2)施工流向:清理地表垃圾土并外运, 五、安全施工措施
#
挖顺序和开挖速度提供依据,对施工过程 先开挖 2 楼,自东向西,自上而下,依次 1、土方工程施工过程中必须遵循国家、
#
中可能出现的险情进行及时的预报,保证 开挖,依据施工开挖线进行开挖。将 2 楼 省、市及公司的安全施工法规、制度,严
# #
基坑支护结构的稳定性及周围环境的安全。 土方倒运至 4 楼堆放,然后开挖 3 楼土方 格执行各专业操作规程。
# # #
下面就一具体案例进行分析介绍,详细说 回填 2 楼,同时开挖 1 楼,将 1 楼土方 2、对施工人员进行安全教育、施工前
# #
明基坑施工的关键工作。 全部外运,二次开挖 4 楼将 4 楼土方回填 进行安全技术交底。
#
一、案例概况 于 1 楼,形成一个流水作业线,确保工程 3、土方工程的边坡坡度、排水坡向等
1、工程特点: 顺利进行。 必须按审批后的施工方案执行,确保边坡
本工程为四栋多层建筑,1、2、3# 楼 (3)施工方法:采用两台挖掘机,两 支护的稳定和基坑的施工安全。
为砖混结构,4#楼为框架结构。基础全部 台装载机,8辆自卸汽车配合外运。人工刷 4、机械前后行走时必须看清楚前后方
为大开挖,1、2#楼基坑开挖尺寸:混凝土 坡:待基坑开挖出一定范围后进行人工刷 是否有人或障碍物,机械回转时必须看清
条基外放 2 米,长 70.84 米,宽 19.93 米, 坡,依据现场土质和周围环境情况计划坡 楚 3600回转半径内是否有车辆和行人。且
2
深 5.18米,开挖面积 1411.8m ,开挖土方 比,放坡系数为 1 : 0.33,人工刷坡与机械 机械施工至围墙处时必须有专人配合指挥
3
工程量 7893m 。3#楼基坑开挖尺寸:混凝 开挖同时进行。要求配合机械挖土的施工 挖掘机驾驶员,防止由于驾驶员的距离错
土条基外放 2米,长 70.84 米,宽 21.13米, 人员清楚挖土区域及机械前后行走范围及 觉造成对围墙的碰撞而导致事故的发生。
2
深 5.18米,开挖面积 1370m ,开挖土方工 回转半径,严禁在机械前后行走范围及回 5、确定地下管线的位置,开挖及运输
3
程量 7751m 。4#为综合楼,基坑开挖尺寸: 转半径内行走及施工配合作业。 过程中有专人看守,防止对地下管线造成
柱外皮外放 3.8米,长 73.05米, 宽 27.425米, (4)基坑支护: 破坏。
2
深 3.63米,开挖面积 2003.4m ,开挖土方 本工程设有地下室,且周边建筑物较 6、人员刷坡与机械开挖保持一定的安
3
工程量 6576.25m 。基坑土方开挖依据现场 近,开挖深度至 -6.65米(自然地坪标高 全距离且夜间施工时不能同时进行。
情况,计划采用基坑放边坡处理,其放坡 为 -1.47m),因而依据《建设工程安全生产 7、土方开挖需要使用的机械应具备国
系数为 1: 0.33。计划基础开挖回填工程用 管理条例》和《强制性条文》的有关规定 家法定检测机构检测合格属正常使用范围
两个月的时间完成。 进行安全防护,东西两侧必须做土钉墙进 内的机械。
2、地形地貌: 行支护,土钉墙支护与机械开挖同时进行, 8、工地各专职安全员进行预防监测及
(1)原自然地坪与相对?点高差 0.036 做到随挖随支护,支护设计与施工有专门 检查工作,发现隐患及时处理确保施工安
米,现定室外地坪高于相对?点 0.5 米,室 的施工方案。基坑四周设置扣件钢管栏杆, 全。
外需回填 0.464米。 并绑密目网,设置警示牌,防止人员及物 总之在实际施工中,往往一些问题的
(2)东西两侧距原建筑物太近,为保 体坠落。采用扣件和钢管搭设爬梯,供施 处理方法是由几种方法共同组合进行处理
证原建筑物的安全,计划局部采用混凝土 工人员上、下基坑。 的,我们作为技术人员一定要严格按照图
土钉墙支护及相应的支护方案确保施工安 (5)施工排水: 纸和规范施工,并且尽量避开雨季施工,
全。 地面排水遵循先整治后开挖的施工顺 避免由于降雨带来的施工质量与安全隐患。
(3)施工条件: 序,施工前先做好地面排水,地面排水随 施工前根据地基土质条件,精心编制施工
?测量定位已完成。高程控制点,以 地形坡势沿开挖基坑外边缘设 30公分
高阻 组织设计或施工方案,施工过程中严格执
人行道相对点以上 1.5 米为工程?0.000。 水带,再修 200×300水渠排水,以防地表 行基坑施工方案,分层分段开挖,分层分
?现场临时设施施工完毕,能正常使 水流入坑内。坑内排水沿基坑横向中线向 段支护,杜绝一次开挖到位,不可超挖,
用。 基坑东西方向挖四个积水坑,用水泵抽水。 坚决杜绝盲目追求降低造价、赶工期而忽
?施工道路基本畅通,施工用临时用 三、普探与验槽 视基坑工程安全的行为发生。
水、电已连接。 1、普探:基坑挖至设计深度后进行普
?机械、劳动力已完成调配,现已进 探,普探应按《建筑物场地基坑探察与处 参考文献
入施工现场。 理暂行规定》对基坑进行探察,会同建设 [1]余志成.基坑设计与施工.北京:
二、施工准备 单位有关技术人员进行全面的地质情况负 中国建筑工业出版社,2010.3
1、施工要求: 荷,符合设计要求及有关规定后,即可进 [2]益得清.基坑支护工程实例.北京:
(1)标高水准点依据建设单位给定的 行灰土回填。如有地下墓坑、软土层等情 中国建筑工业出版社,2009.5
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