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结合实例探讨基坑支护结构设计 　　 摘 要：基坑支护是一种特殊的结构方式，具有很多功能，不同的支护结构适应于不同的水文地质等条件，因此要根据具体问题，具体分析。本文结合工程实例介绍了高层建筑物的地基深基坑支护结构设计特点和原则及重点阐述了设计方案，仅供同行参考。 　　关键词：基坑；支护结构；高层建筑；设计分析 　　中图分类号： TV551.4 文献标识码： A 文章编号： 　　基坑开挖和支护方案设计是施工方案中的重要部分，它直接影响到施工进度。质量安全和经济效益，但是基坑的支护结构设计问题迄今为止还没有得到很好的解决。目前急需一种能够适应不同建筑环境的计算合理、安全可靠的基坑支护设计方法，因此，对地基基坑支护结构设计方法的研究越来越具有实际意义。 　　1 基坑支护结构设计特点 　　为提高支护工程设计水平，并制定适当的施工组织设计，应了解高层建筑物地基深基坑支护工程的以下特点： 　　(1)基坑支护结构强度破坏可能危及周围建筑物安全，支护结构的变形亦可能引起基坑周围构筑物的破坏，因此，设计中需给予综合考虑； 　　(2)一般在基坑开挖与支护的同时还需采取必要的降水措施，以减少支护的结构上的侧压力和避免坑底隆起，但同时又需防止降水对周围建筑物的影响； 　　(3)施工场地狭窄，邻近建筑物和地下设施多，基础施工(如开挖、降水、打支护桩等)可能危及其安全或影响正常使用，事先应妥善考虑，采取相应的预防措施； 　　(4)基础埋深往往不同，如主楼基础较深，裙楼基础较浅，要合理安排施工顺序，一般宜按先深后浅的顺序进行施工。 　　2 基坑支护工程设计原则 　　2．1 设计状态 　　高层建筑的地基深基坑的支撑结构的设计主要考虑下面两种状态： 　　(1)承载能力的极限设计状态，主要指的是支撑的结构和被支护土体的破坏、基坑底失稳和管涌等导致的地基土体或者是支护结构的破坏。图l是几种典型的桩锚支护结构的破坏装填，包括：①挡土结构受弯破坏(见图1a)；②嵌入深度不足，挡土结构趾部嵌固被动抗力不够造成的破坏(见图lb)；③上述两种现象伴随发生(见图1c)；④锚杆抗拉拔失效及边坡整体失稳(见图ld)；⑤地下水造成的坑底隆起或管涌(见图1e)。 　　 　　图1 支护系统的破坏极限 　　(2)正常使用极限状态，这一设计极限状态指的是支撑结构的变形很大，有可能会使得基坑周围环境的平衡状态破坏从而会产生不良的影响。 　　2.2 地基基坑的安全等级 　　高层建筑基坑支撑结构的设计可以根据表1采用相应的安全等级和重要性系数指标。 　　安全等级 破坏后果 　　 　　一级 支护结构破坏对基坑周边环境影响很严重 1.10 　　二级 支护结构破坏对基坑周边环境影响很小，但对本地工程地下结构施工影响严重 1.00 　　三级 支护结构破坏对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重 0.95 　　表1 地基的基坑安全等级重要性系数 　　2.3 设计内容 　　依据上述两种极限状态的要求，高层建筑的深基坑支撑设计的内容应包括： 　　(1)依据支撑的形式及其受力的特点进行稳定计算； 　　(2)基坑支撑结构的受压、受弯和受剪承载力的计算； 　　(3)如果有锚杆或者内支撑结构设计时，要对其进行承载力的计算和稳定性的验算； 　　(4)对一级高层建筑的基坑，还应进行支撑结构水平位移的计算。 　　3 工程实例 　　3.1 工程概况 　　某楼为一地下2层地上8层建筑，负2层的高为3.5m，负1层层高为3.8m，总建筑高度为21.55m。该建筑为预应力混凝土的板柱框架的结构，柱基础为人工挖孔灌注桩。该建筑场地呈现西低东高的缓坡形，东西方向最大的高差3.45m。地基的基坑最大开挖深度是11.35m，最小的开挖深度是7.95m。 　　该建筑工程的场地的地基主要组成为残积含砂粉质粘土、粘土质砾砂和强风化安山玢岩，地基的等级为3级。场地勘探深度的9.55m范围内地基土无地下水，但是地基填土底部向坑内部渗水。当地的标准冻结深度是2.05m。场地内地基土由上至下分为3层： 　　(1)混填土质层：土质十分的疏松，主要构成为建筑垃圾及部分生活垃圾物，非常容易坍塌，土层1.8～4.0m厚；(2)粘土质角砾层：土质稍不均匀，中下部以角砾为主，上部的碎石含量比较多，粘性土出现局部集中；角砾为坚硬可塑状，稍湿或湿，为强冻涨土，土层1.7～2.6m厚；(3)含砂粉质粘土层：土质较不均匀，局部为粉质粘土，主要为含砂粉质性粘土，砾砂成分都是安山玢岩风化物；粘性土是可塑坚硬的状态，湿性，无摇振的反应；从上到下力学性质逐渐加强，砂砾的含量呈递增趋势，同下层呈渐变过渡的关系。 　　依据对该建筑场地的土原位的测试和土工试验的综合分析，确定该场地土(岩)层承载力的特征值为：(1