福州市轨道交通1号线工程茶亭站基坑支护施工组织设计-毕业设计说明书.doc

安徽理工大学毕业设计本科毕业设计说明书福州市轨道交通1号线工程茶亭站基坑支护施工组织设计THE CHA TING STATION OF LINE 1 OF FUZHOU METRO ENGINEERING FOUNDATION PITCONSTRUCTION ORGANIZATIONG DESIGN学院（部）： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 年 月 日II安 徽 理 工 大 学毕业设计任务书专业、班级 姓名 日期 1 设计题目 2 （专 题） 3 设计原始资料：设计任务书、规范、图集4 设计文件：图表4. 设计任务下达日期：2012/3/55. 设计完成日期：2012/6/26. 设计各章节答疑人： 方案选择 部分，答疑人 设计计算 部分，答疑人 施工监测 部分，答疑人 7. 指导教师 8. 教研室负责人 9. 系负责人 安 徽 理 工 大 学毕业设计成绩评定专业、班级 姓名 完成日期 1、设计题目 福州市轨道交通1号线工程茶亭站基坑支护施工组织设计2、专题 3、答辩评定意见 4、毕业设计成绩的评定指导教师（分）评阅教师（分）毕业答辩（分）总 分5、答辩委员会（签名） 日期 摘要基坑工程是指在地表以下开挖的一个地下空间及其配套的支护体系。而基坑支护就是为保证基坑开挖，基础施工的顺利进行及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁以及周边环境采用的支挡，加固与保护措施。基坑支护体系是临时结构，安全储备较小，具有较大风险，基坑工程具有很强的区域性。不同水文，工程地质环境条件下基坑工程的差异很大。基坑工程环境效应复杂，基坑开挖不仅要保证基坑本身的安全稳定，而且要有效的控制基坑周边地层移动以及保护周围环境。本文在第1章中介绍了深基坑的发展状况、人们对其设计理论的研究状况及重点研究方向以及主要介绍了基坑支护的一些常用方法及各自的特点；第二章主要介绍该设计基坑的工程概况；第三章介绍设计原则；在第4章中，从地下连续墙的计算、混凝土支撑支撑稳定性分析方面对深基坑计算理论进行了阐述；第5章通过对该地铁工程的具体分析，运用前面讲到的理论方法，对基坑支护进行了设计；第6章介绍了工程防水设计；第七章主要是耐久性设计；第八章介绍了工程质量监测。关键词：深基坑支护，地下连续墙支护，混凝土支撑，地下结构。ABSTRACTFoundation Pit is the excavation of an underground space belo-w the surface and a coordinated support system. Bracing of foundation pit is to ensure that excavation and foundation construction for the smooth and safe environment Foundation Pit and used the pit r-etaining wall reinforcement and protection.Bracing of Foundation Pit structure is the structural safety of temporary reserves are smaller, more risk. Foundation pit structure has a strong regional. Excavation works under different hydrologicalenvironmental and geological conditions are vastly. Effects complex excavation, excavation pit is not only necessary to ensure their ownsafety，but also to effectively control the pit surrounding strata.In the first chapter of this article introduces the development condition of deep foundation pit, the design theory research status and key research direction and main foundation pit bracing are introduced some common methods and their characteristics; The second chapter mainly introduces the design of foundation pit engineering; The third chapter introduces the design principles; In the fourth chapter, from the underground continuous wall concrete bracing calculation, stability analysis of deep foundation pit calculation theory; Fifth chapter through to the metro engineering concrete analysis, using the theory and method mentioned above, the foundation pit support for the design; The sixth chapter introduces the waterproofing design; The seventh chapter is the durability design; The eighth chapter introduces the engineering quality monitoring.KEYWORDS: supporting design of deep foundation pit, supporting design of the Underground continuous wall， underground structure ，Concrete support。目录1 概述11.1深基坑维护工程的发展与现状11.1.1深基坑工程的主要内容21.1.2深基坑支护的类型21.1.3深基坑技术的发展趋势51.1.4深基坑设计计算51.1.5深基坑降水措施91.2基坑维护工程存在的主要问题142 工程概况172.1建筑工程概况172.2 基坑工程概况173 设计原则193.1设计原则193.2设计技术标准193.3荷载及组合203.3.1主要计算荷载203.3.2荷载组合214 围护结构设计224.1施工方法比选及论证224.2车站围护结构方案224.3工程材料245 车站围护结构设计计算255.1车站标准段断面设计255.1.1荷载计算255.1.2撑内力计算265.1.3配筋计算305.1.4结构稳定性验算315.2车站端头井段断面设计365.2.1荷载计算365.2.2撑内力计算375.2.3配筋计算405.2.4结构稳定性验算416 防水设计与耐久性设计446.1防水设计446.1.1防水设计原则446.1.2防水等级446.2耐久性设计456.2.1设计原则466.2.2材料要求466.2.3 结构设计构造要求486.2.4车站结构施工要求486.2.5混凝土耐久性检验497 施工监控量测517.1施工监测目项目517.2 监测方法517.2.1仪器监测517.2.2巡视检查517.3量测元件布置与安装527.4 检测时间527.5监测量测的数据处理537.5.1量测成果整理537.5.2数据处理537.5.3数据处理方式548 地下连续墙施工工艺558.1测量放线558.2导墙形式及制作558.3泥浆制备568.4成槽挖土578.5.刷壁588.6.清底换浆598.7钢筋笼制作598.8.钢筋笼吊装608.8.1钢筋笼吊装方法618.8.2.钢筋笼吊装过程注意事项618.8.3.起重吊装安全措施618.9锁口管吊放628.10水下砼浇筑628.11顶拔锁口管638.12连续墙墙底注浆63总结65参考文献66致谢671 概述1.1深基坑维护工程的发展与现状 随着我国国民经济的发展，高层和超高层建筑、水利水电、路桥、地质灾害治理等工程建设项目蒸蒸日上。相应的，我国基坑工程近20年来，尤其是近10年来得到迅猛发展，大量的工程实践大大丰富和提高了我国在基坑工程领域内的技术水平。但是基坑工程是实用性、经济性极强的学科，是随着工程实践不断提高的学科。近10余年来的工程实践既有大量成功的经验，也有失败的教训，更有一系列有待进一步解决的问题。深基坑工程实用性、经济性决定了其有如下特点： 个性化。深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关，还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此，对深基坑工程进行分类，对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的，应结合地区具体情况具体运用。 综合性。深基坑工程涉及土力学中强度（或称稳定）、变形和渗流3个基本课题，三者融会一起需要综合处理。它还是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科，是多种复杂因素相互影响的系统工程，是理论上尚待发展的综合技术学科。 环境效应。深基坑工程的开挖，必将引起周围地基中地下水位变化和应力场的改变，导致周围地基土体的变形，对相邻建筑物、构筑物及市政地下管网产生影响。影响严重的将危及相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的安全与正常使用。大量土方运输也对交通产生影响。所以应注意其环境效应。 工期紧。由于深基坑开挖深度一般较大，工程量比浅基坑增加很多。抓紧施工工期，不仅是施工管理上的要求，它对减小基坑变形，减小基坑周围环境的变形也具有特别的意义。 风险性。深基坑工程是个临时工程，安全储备相对较小，因此风险性较大。由于深基坑工程技术复杂，涉及范围广，事故频繁，因此在施工过程中应进行监测，并应具备应急措施。深基坑工程造价较高，但有时是临时性工程，一般不愿投入较多资金，一旦出现事故，造成的经济损失和社会影响往往十分严重。 区域性。如软粘土地基、黄土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中基坑工程差异性很大。同一城市不同区域也有差异。基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜，根据本地情况进行，外地的经验可以借鉴，但不能简单搬用。1.1.1深基坑工程的主要内容 岩土工程勘察与工程调查。确定岩土参数与地下水参数；测定邻近建筑物、周围地下埋设物 （管道、电缆、光缆等）、城市道路等工程设施的工作现状，并对其随地层位移的限值作出分析。 支护结构设计。包括挡土墙围护结构（如连续墙、柱列式灌注桩挡墙）、支承体系（如内支撑、锚杆）以及土体加固等。支护结构的设计必须与基坑工程的施工方案紧密结合，需要考虑的主要依据有：当地经验，土体和地下水状况，四周环境安全所允许的地层变形限值，可提供的施工设施与施工场地，工期与造价等。 基坑开挖与支护的施工。包括土方工程、工程降水和工程的施工组织设计与实施。 地层位移预测与周边工程保护。地层位移既取决于土体和支护结构的性能与地下水的变化，也取决于施工工序和施工过程。如预测的变形超过允许值，应修改支护结构设计与施工方案，必要时对周边的重要工程设施采取专门的保护或加固措施。 施工现场量测与监控。根据监测的数据和信息，必要时进行反馈设计，用信息化来指导下一步的施工。1.1.2深基坑支护的类型各种建筑物与地下管线都要开挖基坑，一些基坑可直接开挖或放坡开挖，但当基坑深度较深，周围场地又不宽时，一般都采用基坑支护，过去支护比较简单，也就是钢板桩加井点降水，一般能满足基坑安全施工，而对于深基坑已不能满足要求，近几年来随着基坑深度和体量的增大，支护技术也有了较大进展，按功能分常用的有以下一些： 挡土系统：常用的有钢板桩、钢筋混凝土板桩、深层水泥搅拌桩、钻孔灌注桩、地下连续墙。其功能是形成支护排桩或支护挡土墙阻挡坑外土压力。 挡水系统：常用的有深层水泥搅拌桩、旋喷桩、压密注浆、地下连续墙、锁口钢板桩。其功能是阻挡抗外渗水。 支撑系统：常用的有钢管与型钢内支撑、钢筋混凝土内支撑、钢与钢筋混凝土组合支撑。其功能是支承围护结构侧力与限制围护结构位移。常见的深基坑支护类型主要有以下几种： 钢板桩支护钢板桩由带锁口或钳口的热轧型钢制成，把这种钢板桩互相连接就形成钢板桩墙，被广泛应用于挡土和挡水。目前钢板桩常用的截面形式有u形、z形和直腹板型。钢板桩由于施工简单而应用较广。但是钢板桩的施工可能会引起相邻地基的变形和产生噪声振动，对周围环境影响很大，因此在人口密集、建筑密度很大的地区，其使用常常会受到限制。而且钢板桩本身柔性较大，如支撑或锚拉系统设置不当，其变形会很大，所以当基坑支护深度大于7m时，不宜采用。同时由于钢板桩在地下室施工结束后需要拔出，因此应考虑拔出时对周围地基土和地表土的影响。 深层搅拌支护深层搅拌支护是利用水泥作为固化剂，采用机械搅拌，将固化剂和软土剂强制拌和，使固化剂和软土剂之间产生一系列物理化学反应而逐步硬化，形成具有整体性、水稳定性和一定强度的水泥土桩墙，作为支护结构。适用于淤泥、淤泥质土、粘土、粉质粘土、粉土、素填土等土层，基坑开挖深度不宜大于6m。对有机质土、泥炭质土，宜通过试验确定。 排桩支护排桩支护是指柱列式间隔布置钢筋混凝土挖孔、钻（冲）孔灌注桩作为主要挡土结构的一种支护形式。柱列式间隔布置包括桩与桩之间有一定净距的疏排布置形式和桩与桩相切的密排布置形式。柱列式灌注桩作为挡土围护结构有很好的刚度，但各桩之间的联系差必须在桩顶浇注较大截面的钢筋混凝土帽梁加以可靠联接。为了防止地下水并夹带土体颗粒从桩间孔隙流入（渗入）坑内，应同时在桩间或桩背采用高压注浆，设置深层搅拌桩、旋喷桩等措施，或在桩后专门构筑防水帷幕。灌注桩施工简便，可用机械钻（冲）孔或人工挖孔，施工中不需要大型机械，且无打入桩的噪声、振动和挤压周围土体带来的危害，成本较地下连续墙低。同时，灌注桩围护结构在建筑主体结构外墙设计时也可视为外墙中的一部分参与受力（承受侧压），这时在桩与主体之间通常不设拉结筋，并用防水层隔开。排桩支护可分为悬臂式和支锚式，而支锚式又分单点支锚和多点支锚。大多数情况下，悬臂式柱列桩适用于三级基坑，支锚式柱列桩适合于一、二级基坑工程。一般来说，当基坑深h=8m14m，周围环境要求不十分严格时，多考虑采用排桩支护。柱列式灌注桩的工作比较可靠，但要重视帽梁的整体拉结作用，在基坑边角处，帽梁应连续交圈。当要求灌注桩围护结构起到抗水防渗作用时，必须做好桩间和桩背的深层防水搅拌桩或旋喷桩（一般的钻孔压密注浆法不易保证止水，曾引发多起重大事故）。当周围环境保护要求严格时，为减少排桩的变形，在软土地区有时对基坑底沿灌注桩周边或部分区域，用水泥搅拌桩或注浆进行被动区加固，以提高被动区的抗力，减少护结构的变形。 地下连续墙地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深的情况，因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。并且随着技术的发展和施工方法及机械的改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，如支撑得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。在基坑深（一般h10m）、周围环境保护要求高的工程中，经技术经济比较后多采用此技术。但是地下连续墙在坚硬土体中开挖成槽会有较大困难，尤其是遇到岩层需要特殊的成槽机具，施工费用较高。在施工中泥浆污染施工现场，造成场地泥泞不堪。目前采用的逆作法施工使得两墙合一，即施工时用作围护结构，同时又是地下结构的外墙。逆作法施工一般用在城市建筑高层时，周围施工环境比较恶劣，场地四周邻近建筑物、道路和地下管线不能因任何施工原因而遭到破坏，为此在基坑施工时，通过发挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力（即利用地下结构自身的桩、柱、梁、板作为支撑，同时可省去内部支撑体系），减少支护结构变形，降低造价并缩短工期，是推广应用的新技术之一。除现场浇筑的地下连续墙外，我国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙的研究和试用。预制装配式地下连续墙墙面光滑，由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。而预应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达30%以上，可减薄墙厚，减少内支撑数量，由于曲线布筋张拉后产生反拱作用，可减少围护结构变形，消除裂缝，从而提高抗渗性。这两种方法已经在工程中试用，并取得较好的社会效益和经济效益。 土钉支护土钉支护是用于土体开挖和边坡稳定的一种新的挡土技术，由于经济、可靠且施工快速简便，已在我国得到迅速推广和应用。土钉支护的使用要求土体具有临时自稳能力，以便给出一定时间施工土钉墙，因此对土钉墙适用的地质条件应加以限制。建筑基坑支护技术规程（jgj12021999）规定了土钉墙适用于二、三级基坑、非软土场地、基坑深度不宜大于12m。土钉墙支护施工速度快、用料省、造价低，与其他桩墙支护相比，工期可缩短50%以上，节约造价60%左右；而且土钉支护可以紧贴已有建筑物施工，从而省出桩体或墙体所占用的地面。但从许多工程经验看，土钉墙的破坏几乎均是由于水的作用，水使土钉墙产生软化，引起整体或局部破坏，因此规定采用土钉墙工程必须做好降水，且其不宜作为挡水结构。 土钉是用来加固现场原位土体的细长杆件。通常采用钻孔，放入变形钢筋并沿孔全长注浆的方法做成、它依靠与土体之间的粘结力或摩擦力，在土体发生变形时被动承受拉力作用。它由密集的土钉群、被加固的土体、喷射混凝土面层形成支护体系。由于随挖随支，能有效地保持土体强度，减少土体的扰动。20世纪90年代以后，土钉墙技术开始应用于东南沿海一带，但该地区地质条件属于以淤泥及淤泥质土为主的软土带，为适应这一特性，发展了复合土钉支护技术。加筋水泥土墙是在水泥土桩中插入h形钢（拉森板桩、钢管等）组成的。由h形钢承受侧向荷载，而水泥土则具有良好的抗渗性能，因此加筋水泥土墙具有良好的挡土和止水抗渗效应。水泥土桩和h形钢的组成形式一般有2种，而且水泥土桩中插入h形钢，设置支撑也十分方便。施工时为使h形钢可凭借自重顺利下沉至指定标高，水泥土桩施工一般采用三轴型全深搅拌的深层搅拌机，且需提高水泥掺入比。该技术在上海、江苏、浙江一带已推广应用。另外还有锚杆或喷锚支护、拱圈支护和逆作法支护等。1.1.3深基坑技术的发展趋势 基坑向着大深度、大面积方向发展，周边环境更加复杂，深基坑开挖与支护的难度愈来愈大。因此，从工期和造价的角度看两墙合一的逆作法将是今后发展的主要方向。但逆作法施工受桩承载力的限制很大，采用逆作法时不能采用一柱一桩，而是一柱多桩，增加了成本和施工难度。如何提高单桩承载力，降低沉降，减少中柱桩（中间支承柱），达到一柱一桩，使上部结构施工速度可以放开限制，从而加快进度，缩短总工期，这将成为今后的研究方向。 土钉支护方案的大量实施，使得喷射混凝土技术得以充分运用和发展。为减少喷射混凝土的回弹量以及保护环境的需要，湿式喷射混凝土将逐步取代干式喷射混凝土。 目前，在有支护的深基坑工程中，基坑开挖大多以人工挖土为主，效率不高，今后必须大力研究开发小型、灵活、专用的地下挖土机械，以提高工效，加快施工进度，减少时间效应的影响。 为了减少基坑变形，通过施加预应力的方法控制变形将逐步被推广，另外采用深层搅拌或注浆技术对基坑底部或被动区土体进行加固，也将成为控制变形的有效手段被推广。 为减小基坑工程带来的环境效应（如因降水引起的地面附加沉降），或出于保护地下水资源的需要，有时基坑采用帷幕型式进行支护。除地下连续墙外，一般采用旋喷桩或深层搅拌桩等工法构筑成止水帷幕。目前，有将水利工程中防渗墙的工法引入到基坑工程中的趋势。 在软土地区，为避免基坑底部隆起，造成支护结构水平位移加大和邻近建（构）筑物下沉，可采用深层搅拌桩或注浆技术对基坑底部土体进行加固，即提高支护结构被动区土体的强度的方法。1.1.4深基坑设计计算基坑工程设计计算包括三个部分的内容，即稳定性验算、结构内力计算和变形计算。稳定性验算是指分析土体或土体与围护结构一起保持稳定性的能力，包括整体稳定性、重力式挡墙的抗倾覆稳定及抗滑移稳定、坑底抗隆起稳定和抗渗流稳定等，基坑工程设计必须同时满足这几个方面的稳定性。结构内力计算为结构设计提供内力值，包括弯矩、剪力等，不同体系的围护结构，其内力计算的方法是不同的；由于围护结构常常是多次超静定的，计算内力时需要对具体围护结构进行简化，不同的简化方法得到的内力不会相同，需要根据工程经验加以判断；变形计算的目的则是为了减少对环境的影响，控制环境质量，变形计算内容包括围护结构的侧向位移、坑外地面的沉降和坑底隆起等项目。 稳定性验算1）重力式围护结构的整体稳定性。 重力式围护结构的整体稳定性计算应考虑两种破坏模式，一种是如图所示的滑动面通过挡墙的底部；另一种考虑圆弧切墙的整体稳定性，验算时需计算切墙阻力所产生的抗滑作用，即墙的抗剪强度所产生的抗滑力矩。力式围护结构可以看作是直立岸坡，滑动面通过重力式挡墙的后趾，其整体稳定性验算一般借鉴边坡稳定计算方法，当采用简单条分法时可按上面的公式验算整体稳定性。2）锚杆支护体系的整体稳定性 两种不同的假定：一种是指锚杆支护体系连同体系内的土体共同沿着土体的某一深层滑裂面向下滑动，造成整体失稳，如左图所示；对于这一种失稳破坏，可采取上述土坡整体稳定的验算方法计算，按验算结果要求锚杆长度必须超过最危险滑动面，安全系数不小于1.50；另一种是指由于锚杆支护体系的共同作用超出了土的承载能力，从而在围护结构底部向其拉结方向形成一条深层滑裂面，造成倾覆破坏，如右图所示。经常使用的验算方法是德国学者E.Kranz提出的“代替墙法”。代替墙法是适用于锚固段在围护墙底部以上的情况。3）土钉墙的稳定性分析 基本原理可分为极限平衡法和有限元法，但实用的大多为极限平衡法。极限平衡法的关键是如何确定破裂面的形状，有些方法建立在圆弧滑动的假定基础上考虑土钉的抗力，其安全系数的计算公式和边坡稳定的计算公式类似，只是加上土钉力的作用。针对土钉墙的极限平衡分析提出了考虑土钉拉力的修正条分法，该法同时考虑滑动土条的径向平衡条件和切向平衡条件，在抗滑力矩中计入土钉的拉力和切力，得到安全系数的表达式。4）抗倾覆、抗滑动稳定性 验算围护结构抗倾覆稳定性的前提是需要确知围护结构的转点位置，在工程设计时为了简化的目的通常假定围护结构绕其前趾转动，得到相应的计算公式。这对于土层地质条件比较好的情况下基本上是合理的、适用的，但对于相反的情况（如在软弱土地质条件下）有可能会得出：围护结构的插入比（D/H）越大、计算得到的安全系数越低的结论，显然这是不符合常规的经验判断，其问题实质就在于转点位置选择的正确与否。 挡墙倾覆失稳可能有三种情况。第一种是绕前趾转动，当地基很坚硬且具有足够的抗滑力时可能出现这种情况；第二种是绕后踵转动，当地基很软且具有高压缩性时可能出现这种情况；第三种情况是绕墙底某一点转动，而且转动中心可能逐渐朝墙背方向移动，最终造成倾覆破坏。5）抗隆起稳定性 抗隆起稳定性的验算是基坑设计的一个主要内容，如果坑底发生过大的隆起，将会导致墙后地面下沉，影响环境安全。但抗隆起稳定性验算的方法很多，基本假定和思路不完全一样，计算的结果也就相差比较大。一般常用的方法，如地基承载力验算、踢脚稳定性验算、剪力平衡验算等。 结构内力计算 1）围护结构内力计算计算围护结构内力主要是为了确定结构截面尺寸和配筋。围护结构内力的计算是一个比较复杂的问题，墙体的内力与支锚条件密切相关，也是与土体相互作用的结果，现行的计算方法都作了各种简化，是近似的解答；工程技术人员主要依据结构力学的概念，采用结构力学的方法处理问题，虽然不太严格，但由于具备基本的合理性和适于手工运算的特点现在仍被广泛使用。 重力式围护结构重力式围护结构的截面尺寸通过稳定性验算确定后，尚需对结构体的强度进行校验。 板式围护结构板式围护结构又称为板墙式或板桩式围护结构，包括分离式排桩、密排式排桩、板桩和地下连续墙等围护结构的型式，这些围护结构在计算结构内力时其假定和方法基本上是相同或相似的，可以作为一类问题进行讨论。内容包括悬臂式、撑锚式两大类，从计算方法分可分为极限平衡法、有限元法两种，在有限元法中又可分为杆件系统有限元法和连续介质有限元法。极限平衡法假定作用在围护结构前后墙上的土压力分布达到被动土压力和主动土压力，在此基础上再进行力学简化，将超静定问题作为静定问题求解。等值梁法和静力平衡法等都属于这一类。极限平衡法在力学上的缺陷比较明显，没有反映施工过程中墙体受力的连续性，只是一种近似，支撑层数越多、土层越软、墙体刚度越大，则计算结果与实际的差别越大。使用极限平衡法时，需要结合工程经验对土压力和计算结果进行修正。 无撑(锚)板式围护结构(悬臂式)悬臂式围护结构是最简单的一种板式围护结构，其受力特点主要依靠土的嵌固作用保持围护结构的平衡，由于在土体中插入深度不同，围护结构在土中部分的变形性质也不一样，从而得出不同的土压力分布图式，求得的结果也不相同。 悬臂式围护结构的受力情况： a. 如嵌固条件足够，围护结构的下端可以保持不移动，在墙的两侧的土压力相互抵消以后净土压力分布； b. 从围护结构端部的变形和墙的受力平衡来看，墙的端部必然产生向坑外的土压力，其值等于坑外在端部深度处的被动土压力和坑内该点主动土压力之差。插入深度D确定后，自上而下通过计算寻找到剪力零点位置（此处弯矩为最大），从而可以计算出围护结构的最大弯矩。在强度验算时，还要考虑到悬臂式围护结构变形控制的要求，安全系数K一般取2.0，即有撑（锚）式围护结构 。2）内支撑内力计算 支撑轴向力按围护结构沿长度方向分布的水平反力乘以支撑中心距；当围檩与支撑斜交时，水平反力取支撑长度方向的投影； 在垂直荷载作用下，支撑的内力和变形可近似按单跨或多跨梁分析，其计算跨度取相邻立柱中心距； 立柱的轴向力可取纵横向支撑的支座反力之和； 混凝土围檩在水平力作用下的内力和变形按多跨连续梁计算，计算跨度取相邻支撑点的中心距； 钢围檩的内力和变形宜按简支梁计算，计算跨度取相邻水平支撑的中心距； 当水平支撑与围檩斜交时，尚应考虑水平力在围檩长度方向产生的轴向力作用。 对于较为复杂的平面支撑体系，宜按空间杆系模型计算。通常将支撑结构视为平面框架，从支护结构体系中截离出来，在截离处加上相应的围护结构内力，以及作用在支撑上的其它荷载，用空间杆系模型进行分析。为了简化计算，加在截离处的内力只考虑由围护结构静力计算确定的沿围檩长度方向正交分布的水平力，对于其它的内力或变形则通过设置约束来代替。计算模型的边界可按下列原则确定： a. 在水平支撑与围檩或立柱交点处，以及围檩的转角处分别设置竖向铰支座或弹簧； b. 基坑四周与围檩长度方向正交的水平荷载不是均匀分布或支撑结构布置不对称时，可在适当位置上设置防止模型整体平移或转动的水平约束。 基坑变形验算对环境的影响主要是基坑的变形，围护结构的水平位移和坑底的隆起变形过大，会引发墙后地面的下陷、相邻建筑物和地下管线的变形或开裂。因此必须估算基坑的变形，将变形控制在允许的范围内。但围护结构的变形计算比承载能力计算更为复杂，通常需要作许多简化假定才能求得变形值。1）重力式围护结构水平位移计算由水泥土搅拌桩、旋喷桩等构成的重力式围护结构，由于其自身刚度较大，因此可按刚性体分析变位规律。2）悬臂支护桩桩顶位移计算悬臂支护桩桩顶位移的计算比重力式搅拌桩复杂，由于悬臂支护桩是柔性桩，在外力作用下桩身产生变形，桩和土体之间的接触应力随桩身的变形而变化。 将坑底以上部分的桩身看作一根在坑底处嵌固的悬臂梁，在坑外水土压力作用下产生挠曲，其值可以求得；插入坑底以下部分的桩身可以用承受水平荷载桩的m法计算。3）地表沉陷量计算 所示的沉陷发生在围护结构的端部产生向基坑内的移动，由此引起的地面沉陷比较大，但最大值的位置靠近围护结构，主要的变形区分布在基坑附近，对于这种情况的地表沉降可采用下式计算 所示的围护结构的端部基本没有产生位移，理论上，地表土体沉陷与围护结构的侧向水平变形及坑底隆起有直接联系，由于围护结构的变形和坑底可能的隆起引起地面的下陷。但由于目前还没有很好的方法计算坑底隆起的影响，只是考虑了围护结构的侧向水平变形与地表土体沉陷的关系，即通过： a. 在围护结构侧向水平变形曲线所包络的面积与地表沉陷曲线所包络的面积之间建立某种对应关系，b. 利用合理的数学模型拟和地表沉陷曲线，从而可以近似求解地表的最大沉陷量，其中围护结构侧向水平变形曲线可以通过杆系有限元方法进行求解。4）坑底隆起变形计算坑底隆起的变形计算包括两个方面的概念，一是由于基坑开挖卸荷产生的回弹隆起变形，另一种是坑底塑流产生的隆起变形，这是两种不同的变形。工程实测的隆起或回弹变形实际上包括了这两部分变形分量，在土质比较软弱的条件下塑流可能是主要的，在土质较好的地区，卸荷回弹可能是主要的变形。对于前一种变形，计算的机理比较清楚，主要是计算指标的试验和确定方法将会影响计算的结果；后一种变形很难用解析的方法计算，采用有限元方法可以计算由于塑流引起的坑底隆起量。1.1.5深基坑降水措施 降水方法一般是指采用各类井点降低地下水位的方法。深基坑施工常需要挖掘到地下水位以下的含水层中。因此开挖前需把地下水位降低到边坡面和坑底以下，以防止边坡的塌陷和涌流，并保证施工过程中处于疏干和坚硬的工作条件下进行开挖。有时基坑下会遇到承压含水层，若不减压，也将因渗流使基底破坏。同时，还伴随着发生砂的隆胀和坑底土的流失现象。根据基坑的尺寸和深度、地质条件和土的特性，地下水可用各种降水方法控制。所以，恰当的设计、安装和运转降水和减压系统，将为施工带来下列各项好处： 防止基坑坡面和基底的渗水，保持坑底干燥，便利施工。 增加边坡和坡底的稳定性，防止边坡上或基底的土层颗粒流失。 减少土体含水量，有效提高土体物理力学性能指标。 提高土体固结度，增加地基抗剪强度。在基坑开挖时考虑的降水和排水的方案，一般有下列几种，分述如下：: M 明沟排水明沟排水是指在基坑内设置排水明沟或渗渠和集水井，然后用水泵将水抽出基坑外的降水方法。明沟排水（简称明排）一般适用于土层比较密室，坑壁稳定，基坑较浅，降水深度不大，坑底不会产生流沙和管涌等的降水工程。选用明排降水时，应根据场地的水文地质条件、基坑开挖方法及边坡支护形式等综合确定。当具备以下条件时，一般可以采用明沟排水方案：1）地质条件 场地为较密实的、分选好的土层，特别是带有一定胶结度或粘稠度的土层时，由于其渗透性低，渗流量较少，在地下水流出时，边坡稳定，即使在挖土方时，底部可能会出现短期翻浆或轻微变动，但对地基无损害，所以适宜明排；当地层土质为硬质粘土夹无水源补给的砂土透镜体或薄层时，由于在基坑开挖过程中，其所存储的少量水会很快流出而被疏干，有利于明排；在岩石土质中施工时，一般均可以进行明排。2）水文条件 场地含水层为上层滞水或潜水，其补给水源较远，渗透性较弱，涌水量不大时，一般可以考虑采用明排降水。3）挖土方法 当采用拉铲挖土机、反向铲和抓斗挖土机等机械挖土，为避免由于挖土过程中出现的临时浸泡而影响施工时，对含水层的砂、卵石，涌水量较大，只有一定降水深度的降水工程，也可以采用明排降水。4）其他条件 当基坑边坡为缓坡或采用堵截隔水后的基坑时；建筑场地宽敞，临近无建筑时；基坑开挖面积大，有足够场地和施工时间时；建筑物为轻型地基荷载等条件下，采用明排降水的适用条件可以扩大。 轻型井点降水轻型井点抽水系真空作用抽水，轻型井点由井点管、过滤管、集水总管、支管、阀门等组成管路系统