第二章 深基坑的支护结构 采用深基坑随着基础埋深加大给施工带来很多困难，尤其在城市建筑物密集地区，施工场地的狭小，邻近建筑物、道路和管线纵横交错，多数情况下不能放坡开挖，需要采用支护结构，这就是本章所要研究的问题。 支护结构的设计和施工，影响因素众多，不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用。为此，对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度，在保证施工安全的前提下，尽量做到经济合理和便于施工。 第一节 支护结构的选型 支护结构包括挡墙和支撑（或拉锚）两部分。 档墙或支撑中任何一部分的选型不当或产生破坏（包括变形过大），都会导致整个支护结构的失败。 支护结构的型式 放坡开挖 悬臂式支护结构 内撑式支护结构 拉锚式支护结构 土钉墙支护结构 环梁护壁支护结构 其它形式支护结构 一. 挡墙的选型 （一） 钢板桩 1.槽钢钢板桩 2. 热轧锁口钢板桩 （二） 钢筋混凝土板桩 （三） 钻孔灌注桩挡墙 （四） H型钢支柱（或钢筋混凝土桩支柱） （五） 地下连续墙 （六） 深层搅拌水泥土桩挡墙 （七） 旋喷桩帷幕墙 常用Φ600—1000mm，是支护结构中应用最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到相切，挡水效果差。 （三） 钻孔灌注桩挡墙 该类支护结构适用于土质较好、地下水位较低的地区。型钢或支柱按一定间距打入，支柱间设木挡板或其它挡土设施。  （四）H型钢支柱（钢筋混凝土桩支  柱）、木挡板支护墙 深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制搅拌制成水泥土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成隔水帷幕。 （ 六） 深层搅拌水泥土桩挡墙 （ 旋喷桩帷幕墙是钻孔后，将钻杆从地基土深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基土中，形成水泥土桩，桩体相连形成帷幕墙。 旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡墙，也可用于挡水。 （ 七） 旋喷桩帷幕墙 当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能满足要求时，需增设支撑系统。 支撑系统有 基坑内支撑 基坑外拉锚（顶部拉锚土层锚杆拉锚） 常用的有 钢结构支撑 钢筋混凝土支撑 二. 支撑（拉锚）的选型 钢管支撑示意图 (一) 钢结构支撑 2 型钢支撑 型钢支撑主要采用H型钢，用螺栓连接，为工具式钢支撑，现场组装方便，可重复使用。 第二节 支护结构计算 一. 支护结构的破坏形式和计算内容 支护结构可分为两类： 重力式支护结构 非重力式支护结构 重力式包括深层搅拌水泥土桩挡墙 旋喷桩帷幕墙 非重力式包括钢板桩、钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注桩挡墙、地下连续墙等。 包括 强度破坏 稳定性破坏。 Ⅰ强度破坏（非重力式） 1 拉锚破坏或支撑压曲 地面荷载增加过多、 （一）非重力式支护结构挡墙的破坏 土压力过大使拉杆断裂， 或锚固失败、腰梁破坏、内支撑受压失稳。 Ⅰ强度破坏（非重力式） 2 支护墙体底部走动支护墙入土深度不够或挖土过深以及水的冲刷均可产生这种破坏。 需正确的计算入土深度 （一）非重力式支护结构挡墙的破坏 3支护墙的平面变形过大或弯曲破坏支护墙截面过小、土压力估不准、墙后增大量地面荷载或挖土超深，需准确计算最大弯矩值以验算截面。 （一）非重力式支护结构挡墙的破坏 Ⅰ强度破坏（非重力式） Ⅱ非重力式支护结构的稳定性破坏 1 墙后土体整体滑动失稳 拉锚的长度不够、 软粘腿发生圆弧 滑动，引起支护 结构整体失稳。 （一）非重力式支护结构挡墙的破坏 Ⅱ非重力式支护结构的稳定性破坏 2 挡墙倾覆 3 坑底隆起 如挖土深度大，由于 卸土过多，在墙后土 重及地面荷载作用下 引起坑底隆起。 （一）非重力式支护结构挡墙的破坏 Ⅱ非重力式支护结构的稳定性破坏 4 管涌 在砂土区，当地下水 较高坑较深时，在动 水压力作用下，地下 水绕过支护墙连砂土 一同涌入基坑。 （一）非重力式支护结构挡墙的破坏 （二）重力式支护结构的破坏 重力式支护结构的破坏包括 强度破坏 稳定性破坏 其强度破坏只是水 泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏，为 此需验算最大剪应力处的墙身应力。 （二）重力式支护结构的破坏 重力式支护结构的稳定性破坏包括： 1. 倾覆 2. 滑移 3. 土体整体滑动失稳 4. 坑底隆起 5. 管涌 二 非重力式支护结构计算 （一）支护结构承受的荷载 支护结构承受的荷载一般包括 土压力 水压力 墙后地面荷载引起的附加荷载。 二 非重力式支护结构计算 1 土压力 ⑴主动土压力：若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态，此时土压力称为主动土压力，以Ea表示。 Ea -Δ 滑裂面 二 非重力式支护结构计算 ⑵静止土压力：若挡墙 在土压力作用下墙本身 不发生变形和任何位移 （移动或滑动），墙后 填土处于弹性平衡状态， 则此时作用在挡墙上的 土压力成为静止土压力。 以E0表示。 E0 二 非重力式支护结构计算 (3)被动土压力：若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动，随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面，墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称为被动土压力，以Ep表示。 +Δ 外力 Ep 滑裂面