基础工程课件 第八章 基坑工程.ppt

第7章基坑工程 【知识点】基坑工程的概念及特点，基坑支护结构的类型及适用条件，基坑支护工程设计原则和设计内容，作用于支护结构上的荷载及土压力计算，排桩、地下连续墙支护结构，水泥土墙支护结构，土钉支护结构，基坑稳定性分析，地下水控制，基坑现场监测与信息化施工。【重点】基坑支护结构的类型及适用条件，基坑支护工程设计原则和设计内容，作用于支护结构上的荷载及土压力计算，常见支护结构设计计算，基坑稳定性分析。【难点】基坑稳定性分析。 7.1概述建筑基坑是指为进行建筑物（包括构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。为保证基坑施工以及主体地下结构的安全和周围环境不受损害，需对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作。这项综合性的工程就称为基坑工程。基坑工程是一个综合性的岩土工程问题，既涉及土力学中典型的强度、稳定与变形问题，又涉及土与支护结构共同作用以及工程、水文地质等问题，同时还与计算技术、测试技术、施工设备和技术等密切相关。 基坑工程 基坑工程的特点①支护结构通常都是临时性的结构，一般情况下安全储备相对较小，风险性较大。②由于场地的工程水文地质条件、岩土的工程性质以及周边环境条件的差异性，基坑工程往往具都有很强的地域性特征。因此，它的设计和施工，必须因地制宜，切忌生搬硬套。③是一项综合性很强的系统工程。它不仅涉及结构、岩土、工程地质及环境等多门学科，而且勘察、设计、施工、检测等工作环环相扣、紧密相连。④具有较强的时空效应。支护结构所受荷载（如土压力）及其产生的应力和变形在时间上和空间上具有较强的变异性，在软粘土和复杂体型基坑工程中尤为突出。⑤对周边环境会产生较大影响。基坑开挖、降水势必引起周边场地上的应力和地下水位发生改变，使土体产生变形，对相邻建（构）筑物和地下管线等产生影响，严重者将危及到它们的安全和正常使用。大量土方运输也将对交通和环境卫生产生影响。 基坑支护结构的设计1设计内容2设计原则3设计荷载4设计方案 1设计内容基坑支护应确保岩土开挖、地下结构施工的安全，并使周围环境不受损害。基坑工程设计的基本技术要求包括：（1）安全可靠性确保基坑工程的安全以及周围环境的安全。（2）经济合理性基坑工程在支护结构安全可靠的前提下，要从工期、材料、设备、人工以及环境保护等多方面综合研究经济合理性。（3）施工便利性和工期保证性在安全可靠经济合理的原则下，最大限度地满足便利施工和缩短工期的要求。 2设计原则基坑支护工程设计的基本原则是：（1）在满足支护结构本身强度、稳定性和变形要求的同时，确保周围环境的安全；（2）在保证安全可靠的前提下，设计方案应具有较好的技术经济和环境效应；（3）为基坑支护工程施工和基础施工提供最大限度的施工方便，并保证施工安全。 3设计荷载设计荷载土压力水压力一般地面超载影响区内建筑（构筑）物荷载施工荷载、邻近施工影响其他 作用于支护结构上的荷载及土压力计算作用于支护结构上的荷载通常有：土压力、水压力、影响区范围内建（构）筑物荷载、施工荷载、地震荷载以及其他附加荷载。其中最重要的荷载是土压力和水压力。其计算方法有“水土分算”法和“水土合算”法两种。对于砂性土和粉土，可按水土分算法，即分别计算土、水压力，然后叠加；对粘性土可根据现场情况和工程经验，按水土分算或水土合算法进行，水土合算法则是采用土的饱和重度计算总的水土压力。 作用于支护结构的土压力，工程中通常按朗金土压力理论计算，然而，在基坑开挖过程中，作用在支挡结构上的土、水压力等是随着开挖的进程逐步形成的，其分布形式除与土性和地下水等因素有关外，更重要的还与墙体的位移量及位移形式有关。而位移性状随着支撑和锚杆的设置及每步开挖施工方式的不同而不同，因此，土压力并不完全处于静止和主动状态。有关实测资料证明；当支护墙上有支锚时，土压力分布一般呈上下小、中间大的抛物线形状或更复杂的形状；只有当支护墙无支锚时，墙体上端绕下端外倾，才会产生一般呈直线分布的主动土压力。作用于支护结构上的土压力、水压力计算 太沙基（Terzaghi）和佩克（Peck）根据实测和模型试验结果，提出了作用于板桩墙上土压力分布经验图（下图）。太沙基-佩克提出的侧向土压力图（a）砂士；（b）软至中硬粘土；（c）硬粘土γ一土的重度（kN／m3）；H一开挖深度（m）；Cu一土的不排水抗剪强度（kPa）Ka一主动土压力系数；m一修正系数，一般情况取1，当基底下为软土层时，取0.4我国工程界常采用三角形分布士压力模式和经验的矩形土压力模式。当墙体位移比较大时，一般采用三角形土压力模式；否则采用矩形土压力模式。 4设计方案选择1)方案选择的依据2)基坑变形控制标准3)不同开挖深度的方案选择 1)方案选择的依据基坑开挖深度；工程地质与水文地质；基坑等级（邻近环境）；土方开挖方法；地下水处理；支护工程造价 2)基坑变形控制标准保护要求地面最大沉降（）支护墙最大水平位移（）特别0.1%h0.15%h重要0.2%h0.3%h一般0.5%h0.7%h低1%h1.5%hh—基坑开挖深度 3)不同开挖深度的方案选择h≤3m(半地下室)挡土结构降水或止水措施1、放坡开挖明排水、井点降水2、土钉墙明排水、井点降水2、水泥土搅拌桩——3、悬臂式钢(混凝土)板桩明排水、井点降水 不同开挖深度的方案选择h=3~6m(一层地下室)挡土结构降水或止水措施1、土钉墙井点降水、搅拌桩止水2、水泥土搅拌桩——3、悬臂式钢（砼）板桩明排水、井点降水4、钢(砼)板桩+一道支撑搅拌桩止水、井点降水5、灌注桩+一道支撑搅拌桩止水 不同开挖深度的方案选择h=6~9m(一~二层地下室)挡土结构降水或止水措施1.水泥土搅拌桩——2.钢(砼)板桩+一~二道支撑搅拌桩止水3.灌注桩+一~二道支撑搅拌桩止水 不同开挖深度的方案选择h=9~12m(二~三层地下室)挡土结构降水或止水措施1．钢(砼)板桩+二~三道支撑搅拌桩止水2．灌注桩+二~三道支撑搅拌桩止水3．SMW工法——4．地下连续墙（搅拌桩止水） 不同开挖深度的方案选择h>12m(三层以上地下室)挡土结构降水或止水措施1．灌注桩+三~四道支撑搅拌桩止水2．SMW工法——3．地下连续墙（搅拌桩止水）4．半逆作法、逆作法地下连续墙 围护结构挡土作用控制变形截水作用放坡开挖时，基坑侧壁的处理方式根据其发挥作用的时效性，支护结构分临时性支护永久性支护 7.2围护结构形式及适用范围随着社会经济的发展及人口压力的增大，我国的高层建筑正在迅猛发展。高层建筑的基础埋深一般较大。上海森茂国际大厦，基坑开挖深度-21.4m，北京京城大厦-23.5m，珠海国际大厦-12.6m，沈阳鹏源大都会-13.9m，厦门国贸综合大厦-14.1m等增大基础埋深，可以补偿建筑物的荷重，对于增加建筑物的稳定性和充分利用地下空间、改善建筑物的功能也有利。 在城市中心建筑物稠密地区开挖深基坑，常常不允许放坡开挖，为此则需用支护结构支承土壁和防止地下水渗流入基坑，以保证基坑开挖安全而顺利地进行，并防止和减少对相邻已有建（构）筑物、地下管线、道路等的不利影响。放坡开挖及简易支护支护结构 支护结构型式主要可以分为以下几类（1）悬臂式支护结构；（2）重力式支护结构；（3）内承式支护结构；（4）拉锚式支护结构；（5）土钉墙式支护结构；（6）其它型式支护结构。适用范围选型———深度（受力、变形）、地质条件（土类、地下水）、施工 （一）、悬臂式支护结构未加任何内承或锚杆，仅靠插入基坑底下一定深度，以取得嵌固和稳定的支护结构称为悬臂式支护结构。支护结构的弯矩随开挖深度成三次方增加;悬臂式支护结构上端的水平位移是开挖深度的五次方的函数,与有内承的支护结构相比，这种结构的桩顶位移及杆件弯矩值均较大。 适用条件：（1）通常只在单层地下室及支护结构小于5米时采用；（2）基坑底以下的地质情况良好，有较大的c、φ值；（3）基坑底部及桩端处不是软弱土层，因为这两处是杆件平衡的关键部位，在这两处产生的反力较大，如为软弱层，对整个结构的稳定非常不利主要型式：板桩式结构、排桩式结构、地下连续墙土质较好、开挖深度较浅 板桩式结构用各种截面型式的构件单元搭接而成的连续挡土结构。钢板桩常见的截面型式有U型、Z型等多种形式。钢板桩可以通过边缘的锁口连接，相互咬合而形成连续的结构，起到挡土、挡水的作用。与其他桩相比，钢板桩的抗弯刚度较小，会有较大的变形，使用中应预先对其可能发生的位移量进行估算。适用条件软土、淤泥土及地下水多地区深度小于4米缺点一次性投资大，但可重复使用 预制的钢筋混凝土板桩常用矩形、圆形、工型和T型截面，也可以采用管柱形把直径做得更大，按施工能力分成若干节逐节连接。木板桩要选用质地良好、且能抗锤击的木料加工，根据一定的施工要求制成能够符合支护板桩挡土或部分挡水需要的结构型式。木板桩支护一般只使用于土质较好，对边坡稳定有较大安全保障的情况。组合型板桩的主要特点是利用抗弯刚度较大的型钢如工字钢或槽钢作为受弯的悬臂杆件，用木板来挡土，因而能够发挥材料各自的优点，同时又能协同工作，以达到节省材料、施工方便的目的。 排桩式结构利用各种类型的钢筋混凝土桩紧密排列而成的。为施工方便，桩与桩之间保持一定的距离。当有地下水或桩背（即主动土压力区）有含水量较大的软土时，应在桩背设计止水帷幕，以防止地下水或淤泥渗漏入基坑内。常见的桩型有：（1）沉管灌注桩：桩径一般为400-500mm。（2）冲（钻）孔灌注桩：桩径一般为600-1000mm。（3）人工挖孔桩：桩径不小于800mm。 灌注桩排桩 地下连续墙地下连续墙是深基坑的主要支护型式之一，它是通过专用的挖（冲）槽设备，沿着地下建筑物的周边，按预定的位置开挖（冲钻）出具有一定宽度与深度的沟槽，用泥浆护壁，然后在槽内吊入钢筋笼、浇灌水下混凝土，这样分段施工，并用特殊方法接头，使之成为连续的钢筋混凝土墙体。主要特点（1）地下连续墙刚度大，整体性好，安全可靠，墙厚一般为250-1200的钢筋混凝土墙，且连续施工而成，能承受较大的水、土压力；（2）在城市密集建筑群中施工，对相邻建筑和地下设施影响小，能贴近已建的建筑物施工；（3）施工时振动小、噪音低，对邻近地基扰动少； 地下连续墙 （4）使逆作法成为更合理、有效和可靠的方法；（5）可以把墙体组合成为任意多边形和圆弧形，并能与桩组合成具有很大刚度和很大承载能力的建（构）筑物基础；（6）防水隔渗性能好，由于墙体接头的新技术不断涌现，使地下连续墙的防渗、隔水性能更加可靠。支护体系设计要求要求在基坑土方开挖和地下室施工期间，地下连续墙本身是安全的，并能保证土方开挖和地下室施工“干”作业；要求其变形能控制在允许范围内，使在基坑工程和地下结构施工期间不会对周围的建（构）筑物、市政设施产生有害的影响。 在建筑深基坑工程施工中，“逆作法”是先沿建筑物地下轴线或周围施工地下连续墙,或在建筑物内部的有关位置,以型钢柱或钢管柱等作为中间逆作柱,或浇筑或打下中间支承柱,作为施工期间在底板封底之前的承受上部结构自重和施工荷载的支撑。即，在此之前,利用地下连续墙和逆作柱做各层面的支撑承重,把逆作柱逐层当成原设计的结构柱,即承重结构,承受临时施工的全部荷载。由此形成随着基坑开挖,并由分界层同时向地上、地下组织施工,然后由上向下逐层开挖土方和浇筑地下结构,直至底板封底的一种施工方法。 （二）、重力式支护结构重力式挡土墙是支挡结构中常用的一种结构形式，在地下空间的利用被开发以前，主要用于边坡的防护，它以自身的重力来维持其在土压力作用下的稳定。常见的挡土墙有石砌、混凝土、加筋土及复合重力式挡墙，形式：一般是简单的梯形优点：可就地取材，施工方便，广泛地用于铁路、公路、水利、港口、矿山等工程中，这种重力式结构一般情况下是先有坡后筑挡墙 重力式基坑支护结构是重力式挡土墙的一种延伸和发展，主要仍是以结构自身重力来维持支护结构在侧向土压力作用下的稳定，其特点是先有墙后开挖形成边坡，因此在某种程度上与重力式挡土墙有较大区别。常用的重力式支护结构有水泥土重力式支护结构；其次冻结土支护结构已逐步被人们所认识，在建筑基坑及市政、地铁边坡工程中应用；再者诸如加筋土重力式支护结构、钢筋混凝土重力式支护结构等也在不同的地下结构中出现。隔栅式水泥土桩墙（a）水泥土桩墙剖面（b）水泥土桩墙平面布置 水泥土重力式支护结构是利用水泥系材料为固化剂，通过特殊的拌和机械（如深层搅拌机或高压旋喷机等）在地基中就地将原状土和固化剂（粉体、浆液）强制拌和（包括机械和高压力切削拌和）经过土和固化剂或搀和料产生一系列物理化学反应，形成具有一定强度和水稳性的加固土圆柱体。施工时将圆柱体相互搭接，连续成桩，形成具有一定强度和整体性的水泥土壁或格栅状墙，用以维持基坑边坡土体的稳定，保证地下室或地下工程的施工和周边环境的安全。其特点为：（1）最大限度地利用了原地基土；（2）搅拌时无侧向挤出、无振动、无噪音和无污染；（3）根据支护结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等结构形式；（4）与钢筋混凝土桩相比，可节省钢材并降低造价；不需内支撑，便于地下室的施工。 其适用范围为：（1）地层条件：国内外大量试验和工程实践表明，水泥土桩除适用于加固淤泥、淤泥质土和含水量高的粘土、粉质粘土、粉土外，也适用于砂土及砂质粘土等硬质的土质，但对泥碳土及有机质土应慎重对待；（2）基坑开挖深度：对于软土的基坑支护，一般支护深度不大于6m，非软土地基的支护则可达10m，作止水帷幕则受到垂直度要求的控制。 其用途可为：（1）直接作为基坑开挖重力式支护结构，同时起到隔水作用；（2）与其它桩、型钢等组成组合结构；（3）加固坑底土体，防止土体隆起，提高支护结构内侧被动土压力，减少支护支护结构的变形；（4）提高边坡抗滑稳定性；（5）作为止水帷幕（独立及联合式）；（6）基坑外侧土体加固，减少主动土压力。 水泥土墙 水泥土墙 （三）、内撑式支护结构内撑式支护结构的含义可用“外护内支”四个字来表述，“外护”是指用围护结构对外挡住边坡土体、防止地下水渗漏，“内支”是指利用内支撑系统来保证支护结构的稳定。内撑式支护结构一般包括两部分，竖向围护结构体系和内支撑体系。有时还包括止水帷幕。内撑式支护结构 （1）施工质量较易控制；（2）充分发挥材料本身的优点，达到经济合理的目的；作为支撑构件，不论是多道钢管交叉支撑还是钢筋混凝土对撑和角撑，在受水平力时基本上都是受压构件。（3）尤其适合在软土地基中采用。缺点和局限性：（1）形成内撑并具备必要的强度，需占用一定工期；（2）内支撑的存在有时对大规模机械开挖不利；（3）四周围护后当开挖深度大时，机械进出基坑不方便，尤其是开挖的最后阶段，挖土机械需整体或解体吊出。优点：内撑式支护结构中，内撑可有效改善竖向围护构件的受力状态，并能有效控制位移。 内撑式支护结构适用范围：各种地质条件下的基坑工程，尤其适用于软土地基中的基坑工程，它不受基坑深度的限制，但平面尺寸最好不要太大，过大的基坑必然导致内撑的长度和断面太大，不经济。 混凝土支撑 混凝土支撑 钢支撑 钢支撑 钢支撑 钢支撑 钢-混凝土组合支撑 钢-混凝土组合支撑 钢-混凝土组合支撑 （四）、拉锚式支护结构拉锚式支护结构是挡土结构与外拉系统相结合而组成的一类深基础支护结构。通常其挡土结构与悬臂式或内撑式的挡土结构相同。拉锚式支护结构示意图（a）地面拉锚式（b）土层拉锚式拉锚式支护结构中的外拉系统，是由受拉杆件与锚固体组成的。 优点：拉锚式支护结构尺寸相对较小，而整体刚度大，在使用中位移小。原因是围护桩与外拉系统共同作用，且同时调动了地层的自稳能力。在一定工程地质条件下，采用拉锚支护结构，较之内撑系统具有开挖工作面开阔、工期较短、造价低廉，工程结束后不必拆除（因此也不会有回弹变形）等优点。适用范围：一般大型、较深的基坑，邻近有建（构）筑物而不允许有较大变形的基坑，以及不允许设内撑的基坑，均可考虑使用。拉锚式支护结构的使用主要受地层、周围环境及经济因素的影响。拉锚结构宜用于较密实的砂土、粉土、硬塑至坚硬的粘性土地层中或岩层中；存在地下埋设物而又不允许破坏的场地，应慎用本方式。缺点：存在锚杆伸入建筑红线外，容易引起纠纷，以及影响后期开发工程的施工等。（可拆卸式） 土层锚杆 （五）、土钉墙式支护结构土钉墙是近年来发展起来用于土体开挖和边坡稳定的一种新型挡土结构。它由被加固土、放置于原位土体中的细长金属杆件（土钉）及附着于坡面的混凝土面板组成，类似重力式挡土墙，以此来抵抗墙后传来的土压力和其它作用力，使开挖坡面稳定。 与其它支护类型相比，土钉墙具有以下特点：（1）能合理利用土体的自承能力，将土体作为支护结构不可分割的部分；（2）结构轻型，柔性大，有良好的抗震性和延性；（3）施工设备简单，土钉的制作与成孔不需要复杂的技术和大型机具，施工对周围环境干扰小；（4）施工不需要单独占用场地，在施工场地狭小，放坡困难，有相邻低层建筑或材料堆场，大型放坡施工设备不能进场的情况下，该技术有独特的优越性；（5）有利于根据现场监测的数据，及时调整土钉的间距及长度；（6）工程造价低。 土钉墙的应用领域：（1）托换基础；（2）基坑或竖井的支挡；（3）斜坡面的挡土墙；（4）斜坡面的稳定；（5）与锚杆相结合作斜面的防护。适用范围：地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等地层，不宜用于淤泥或淤泥质上等软土地层，支护深度不超过18m 土钉墙 土钉墙 （六）、支护结构其他形式组合型支护结构对于深、大基坑，用单一的结构或构件不能抵抗因基坑开挖而引起的巨大的水、土压力以及由此而产生的变形。工程师们结合场地条件和工程实际情况，研究设计了各种形式的新型支护结构—组合型支护结构。所谓组合型支护结构，是指由性能相同或不同的建筑材料，按照相同或不同的施工工艺构造成的各种形状的支护结构。这种支护型式能充分发挥各类建筑材料的力学性能，使支护结构具有尽可能大的效能。 门架式支护结构门架式支护结构是一种新型的支护结构，它是由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的压顶梁和联系梁形成的空间门架式支护结构体系。这种结构具有较大的侧向刚度，可以有效地限制支护结构的侧向变形，其支护深度一般比悬臂式支护结构深。它施工方便，不用设置内支撑，挡土结构受力条件好，目前在实际工程中应用广泛，但其受力机理尚待进一步研究。 连拱式支护结构连拱式支护结构通常采用钢筋混凝土桩与深层搅拌水泥土拱以及支锚结构组合而成。水泥土抗拉强度很小，抗压强度较大，形成水泥土拱可有效利用材料抗压强度、拱脚采用钢筋混凝土桩，承受由水泥土拱传递来的土压力，如果采用支锚结构承担一定的荷载，则可取得更好的效果。 逆作拱支护结构逆作拱支护结构采用逆作法建造而成。拱墙截面常采用Z字型。当基坑较深且一道Z字型拱墙的支护强度不够时，可由数道拱墙叠合组成，但沿拱墙高度应设置数道肋梁，其竖向间距不宜大于2.5m。当基坑边坡场地较窄时，可不加肋梁但应加厚拱壁。拱墙平面形状常采用圆形或椭圆形封闭拱圈，但也有采用局部曲线形拱墙的。为保证拱墙在平面上主要承受压力的条件，逆作拱墙轴线的长跨比不宜小于1／8。 加筋水泥土墙支护结构水泥土墙作为支护结构在浅基础中大量应用，但对于较深的基坑如不进行特别处理，水泥土墙就无法承受坑外水、土压力。水泥土中插入型钢、钢筋笼或竹筋作为劲性材料形成加筋水泥土墙，这不仅能大大提高墙体的抗弯与抗剪能力，而且连续性好，抗渗能力强，对周围土挤压作用小。沉井支护结构沉井是用钢筋混凝土等材料制成的带有刃脚的箱形或筒形结构物。施工时就地逐节浇筑井身，同时在井内连续挖土，让其依靠自重不断下沉，直至预定位置。沉井可用作深基础和地下建（构）筑物的施工支护结构，沉井在建成后常成为深基础和地下建（构）筑物一部分。冻结法支护结构冻结法支护结构是利用人工冷液在插入地中的冻结管中循环，使土层冻结，在要开挖的场地周围构筑起稳定且不透水的连续冻土墙，为基坑施工提供一个安全、干燥和方便的环境并把对邻近建（构）筑物的影响降低到最低程度。 7.3水泥土桩墙支护结构设计1概述水泥土桩，又称水泥土搅拌桩，是通过深层搅拌机将水泥固化剂和原状土就地强制搅拌而成。由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构称为水泥土墙。 2水泥土墙计算水泥土墙的很多性能类似重力式挡土墙，设计时一般按重力式挡土墙考虑。但由于水泥土墙与一般重力式挡土墙相比，埋置深度相对较大，而桩体本身刚性不大，所以实际工程中变形也较大，其变形规律介于刚性挡土墙和柔性支挡结构之间。因此，为安全起见，可沿用重力式挡土墙的方法验算其抗倾覆、抗滑移稳定性，用圆弧滑动法验算整体稳定性。计算内容如下：1）土压力计算2）抗倾覆稳定性验算3）抗滑移稳定性验算4）墙体应力计算5）基底地基承载力验算 3水泥土墙构造要求在进行水泥土墙设计时，尚应满足如下构造要求：①水泥土墙采用格栅式布置时，水泥土桩的置换率对于淤泥不得小于0.8，对于淤泥质土不得小于0.7，一般粘性土及砂土不宜小于0.6；格栅长宽比不宜大于2。②水泥土桩与桩之间的搭接宽度应根据挡土及截水要求确定，考虑截水作用时，桩的有效搭接宽度不宜小于150mm；当不考虑截水作用时，不宜小于100mm。③当变形不能满足要求时，宜采用基坑内侧土体加固或水泥土墙插筋加混凝土面板及加大嵌固深度等措施。 7.4排桩、地下连续墙支护结构设计1概述若施工场地狭窄、地质条件较差、基坑较深，或对开挖引起的变形控制较严，则可采用排桩或地下连续墙支护结构。排桩支护结构桩的排列形式 2排桩支护结构计算桩、墙式支护结构的设计应包括以下内容：1）确定桩、墙的入土深度；2）支护结构的内力和变形计算；3）支护结构的构件和节点设计；4）基坑变形计算，必要时提出对环境保护的工程技术措施；5）支护桩、墙作为主体结构一部分时，尚应计算在使用荷载作用下的内力及变形；6）基坑工程的监测要求。 目前对于这种受力结构的简化计算方法有：1）结构力学方法该类方法是根据力的平衡条件对受侧向荷载作用的梁系进行内力求解，优点是计算简单，缺点是计算结果比较粗造，且不能计算支护结构在各点的位移。对于带支撑支护结构，代表性方法有1/2分割法、连续梁法、等值梁法等，计算简图如下所示： 刚性支点连续梁法1/2分割法等值梁法 2）弹性地基梁法弹性地基梁法是基于Winkler假定，将支护结构看作为一受侧向土压力作用的铅直地基梁，基坑开挖面以上的支撑作为弹性支点，基坑面以下的土层用一系列土弹簧代替。其计算简图下如图所示：弹性地基梁法计算简图 7.5土钉支护结构设计（计算简图）1—喷射混凝土面层；2—土钉 土钉墙作用：有效地提高土体的整体强度，弥补土体抗拉、抗剪强度的不足。原因：置于土体中的土钉具有箍束骨架、分担荷载、传递和扩散应力、约束坡面变形等作用土钉土复合土体 1)构造－－土钉支护结构参数确定土钉的长度一般为开挖深度的0.5~1.2倍(软土中为1~2倍)，间距1~2m；土钉与面层必须有可靠的连接；墙面坡度不宜大于1:0.1；钢筋钉钻孔70~120mm，钢筋直径16~32mm；钢管钉一般用48/3钢管；注浆材料——水泥浆或水泥砂浆；喷锚网厚度~80mm，混凝土不小于C20。 2)土钉抗力设计侧压力分布 （1）土钉所受的侧压力e=em+eq砂土和粉土一般粘性土 （2）土钉抗拔力计算土钉所受最大拉力或设计内力N①土钉筋材抗拉强度验算Fs,d——土钉的局部稳定性安全系数，取1.2～1.4，基坑深度较大时取较大值； ②土钉抗拔出验算土钉长度的确定 土钉抗拉力Rk①按土钉筋材强度②按破坏面外土钉体抗拔出能力③按破坏面内土钉体抗拔出能力取较小者R1——土钉端部与混凝土面层连接处的极限抗拔力 3)土钉墙支护内部稳定分析圆弧破裂面条分法 土钉支护内部稳定性安全系数为H≤6m时，Fs≥1.2；H=6～12m，Fs≥1.3；H≥12m，Fs≥1.4 4)土钉墙外部稳定分析重力式挡墙 （1）抗滑动稳定性验算 （2）按倾覆稳定性验算 7.6基坑稳定性分析1、概述基坑稳定性分析的目的在于对给定的支护结构形式设计出合理的嵌固深度，或验算已拟定支挡结构的设计是否稳定和合理。分析的内容包括验算支护结构整体稳定性、踢脚稳定性、坑底抗隆起稳定性和基坑抗渗流稳定性等。分析方法主要有工程地质对比法和力学分析法，两种方法相互补充和验证。 2、基坑整体稳定性分析基坑整体稳定性分析实际上是对支护结构的直立土坡进行稳定性分析，通过分析确定支护结构的嵌固深度，如水泥土墙、多层支点排桩和地下连续墙的嵌固深度。 3、支护结构踢脚稳定性分析对于内支撑或拉锚支护体系，在水平荷载作用下，基坑土体有可能在支护结构底部因产生踢脚破坏而出现不稳定现象。对于单支点结构，踢脚破坏产生于以支点处为转动点的失稳，多层支点结构则可能绕最下层支点转动而产生踢脚失稳。 4、基坑底抗隆起稳定性分析1）考虑墙体极限弯矩的抗隆起稳定性分析此法认为开挖底面以下的墙体能起到帮助抵抗基底土体隆起的作用，并假定土体沿墙体底面滑动，墙体底面以下的滑动面为一圆弧。2）太沙基和普朗特尔法抗隆起稳定性分析将墙底面的平面作为求极限承载力的基准面，参照普朗特尔和大沙基的地基承载力公式。 5、基坑渗流稳定性分析基坑渗流稳定性验算包括坑底抗流砂稳定性验算和抗承压水稳定性验算。 7.7地下水控制1、概述合理确定控制地下水的方案是保证工程质量、加快工程进度、取得良好社会和经济效益的关键。地下水控制的设计和施工应满足支护结构设计要求，应根据场地及周边工程地质条件、水文地质条件和环境条件并结合基坑支护和基础施工方案综合分析、确定。地下水控制方法可分为集水明排、降水、截水和回灌等形式单独或组合使用，可按表7-5选用。降水的方法通常有轻型（真空）井点法、喷射井点法、管井井点法。当因降水危及基坑及周边环境安全时，宜采用截水或回灌方法。截水后，基坑中的水量或水压较大时，宜采用基坑内降水。 2、地下水控制方法适用条件