基坑土钉墙设计毕业设计方案.doc

摘 要

本文共有两篇，第一篇为主设计，即华海大厦基坑南北两侧土钉墙支护及其施工、监测。第二篇为专项设计，即桩基本设计。
第一篇共有七章，第四章、第五章、第六章为重要内容。通过对所给工程概况分析，结合支护方案选取根据、原则和办法，拟定了土钉支护方案。一方面对土钉详细参数进行拟定，涉及稳定性分析，计算土压力，拟定土钉布置，然后对其进行稳定性验算：局部稳定性和整体稳定性验算。其中，土钉详细参数拟定是重点。土钉施工方案和其后期监测是为了保证施工及其运营过程中安全，因而，作者对施工和监测方案作了详细规定。
第二篇是专项设计，通过对桩基本理解和学习，并结合建筑规范，完毕了最后设计。
核心字 基坑 土钉 稳定性 桩基本

Abstract

This has two prioritis，the first priority design，namely northern and southern sides of the Huahai building foundation education soil nailing wall and its construction and monitoring. Article 2 for the project design，and the design of pile foundation.
First there were seven chapters，the fourth chapter，the fifth chapter，the sixth chapter as the main content. Through the analysis of the project profile，the supporting scheme selection principle，basis and method，the soil nailing support scheme. First to determine the specific parameters of soil nailing，including the stability analysis and calculation，the soil nailed soil pressure to decorate，then the stability checking：local stability and overall stability checking. Among them，soil nail specific parameters is the key. Construction scheme and the soil nailing later in order to guarantee the safety in the process of the construction of soil nail and monitoring ，therefore，the author has made specific provision for the construction and monitoring program.
Article 2 is the project design,Via the studying the knowledge of the pile foundation，and the building codes，the author has completed the final design.
Keywords pit soil nail stability the pile foundation

目录
第一篇 黄岛华海大厦基坑土钉墙设计 1
第一章 绪论 1
1.1设计目和意义 1
1.2基坑工程内容 3
1.3深基坑支护中几种热点问题 5
1.4深基坑工程特点 8
第二章 工程概况 10
2.1场地岩土工程条件 10
2.2 场地水文地质条件 11
2.3场地周边环境条件 11
第三章 支护方案选取 13
3.1基坑支护类型 13
3.2基坑支护构造选取根据、原则和办法 14
3.3土钉支护工作性能 18
第四章 支护体系详细支护参数拟定 20
4.1支护前稳定性验算 20
4.2土压力计算 24
4.3土钉墙布置： 29
4.4土钉长度计算及其局部验算： 29
4.5整体稳定性验算如下 37
第五章 施工组织设计 40
5.1工程概况 40
5.2施工前准备 40
5.3施工布置与施工方案 41
5.4施工技术质量规定及注意事项 43
第六章 基坑监测方案设计 46
6.1工程概况 46
6.2监测意义 46
6.3监测方案 47
第七章 施工安全与对策 54
7.1停电预案办法 54
7.2基坑支护构造安全预案办法 54
7.3基坑周边管线安全应急预案办法 54
第二篇 专项设计—桩基本设计 56
第一章 概述 56
1.1桩基本使用 56
1.2桩基本类型 57
1.3桩基本设计原则 57
1.4桩基本设计内容 57
第二章 工程概况 59
第三章 桩基本设计 60
3.1选取桩形、截面 60
3.2初选桩根数 60
3.3初选承台尺寸 61
3.4计算桩顶荷载 61
3.5承台受冲切承载力验算 64
3.6承台受剪切承载力计算： 65
3.7承台受弯承载力计算 66
3.8桩基本软弱下卧层承载力验算 66
3.9桩基本沉降验算 67
3.10桩基本负摩阻力验算 68
参照文献 73
致 谢 74
附录 75

第一篇 黄岛华海大厦基坑土钉墙设计
第一章 绪论
1.1设计目和意义
随着国内经济迅猛发展，各个都市高层建筑大量涌现。20世纪90年代以来，由于都市地价愈益昂贵，高层建筑和地下空间开发运用趋势愈发加强。随着建筑高度增长，依照其构造及使用上规定，基本埋深也随之不断增长。由于大某些工程是在都市繁华地区，因而带来了施工用地紧张、工程地质条件复杂、基坑周边原有建筑物及市政设施多等一系列问题，如何保证深基坑施工稳定、保证基坑邻近原有建筑物及市政设施安全使用，解决深基坑施工造价等已成为深基坑基本施工一方面要解决技术问题，这种趋势对深基坑开挖设计理论即施工技术提出了严峻挑战，同步推动了国内深基坑支护设计施工技术日益进步，发展了各种符合国内国情实用基坑支护办法，设计计算理论不断改进，施工工艺不断完善。
深基坑支护是指为保证地下构造施工及基坑周边环境安全，对深基坑侧壁及周边环境采用支档、加固与保护办法。在当今深基坑工程中，体现了如下特点：
（1）建筑趋向高层化，基坑向大深度方向发展。
（2）基坑开挖面积大，长度与宽度达到百米占相称比例，给支护系统带来困难。
（3）在较软弱地基上、高水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体位移、坑底隆起、支挡构造严重漏水、流土以致破损，对周边建筑物、地下构筑物、管线导致很大影响。
（4）沿途性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件复杂性、不均匀性，往往导致勘察数据离散性很大，难以代表土层总体状况，给基坑工程设计和施工增长了难度。
（5）随着旧城改造发展，深基坑工程施工条件均很差，在相邻场地施工过程中，打桩、降水、挖土及基本浇筑混凝土等工序会发生互相制约与影响，增长协调工作难度。
（6）基坑工程施工周期长，常需经历多次降雨等不同气候、场地狭窄、重物堆放、震动等不利因素影响，其安全度随机性很大，对基坑稳定不利。
深基坑工程上述特点，导致了深基坑工程具备较大风险性和较高事故率。这也是为什么近年来，深基坑工程事故时有发生。在这些事故中，轻则导致邻近建筑物开裂、倾斜，道路沉陷、开裂，地下管线错位，重则导致邻近建筑物崩塌和人员伤亡，不但增长了投入，耽误了工期，并且产生了不良社会影响。虽然有监理、管理等非拟定性因素，但更有对施工参数、施工工艺等拟定性因素结识局限性。因而，对这些拟定性因素研究，以减小深基坑工程施工中事故率，保证周边环境安全成为一种迫切课题。
本设计研究通过对深基坑工程研究和分析，以及对明确深基坑支护设计，即土钉墙支护，找出工程中风险源，对施工进行总结和辨别。并找出施工参数、施工工艺对工程影响，建立一套具备借鉴性和实用性管理机制，为后来施工和研究提供根据，创造良好经济效益和社会效益。
1.2基坑工程内容
建筑基坑工程是指建筑物或构筑物地下某些施工时，需要开挖基坑，进行施工降水和基坑周边围挡，同步要对基坑周边建筑物、构筑物、道路和地下管线进行监护和维修，保证正常、安全施工一项综合性工程，其内容涉及勘察、设计、施工、环境监测和信息反馈等工程内容。基坑工程服务工作面几乎涉及所有土木工程领域，如建工、水利、港口、道路、桥梁、市政、地下工程以及近海工程等工程领域。
建筑基坑工程涉及到工程地质、土力学、基本工程、构造力学、原位测试技术、施工技术、图与构造互相作用以及环境岩土工程等多学科问题。基坑工程大多是暂时性工程，工程经费限制很近，而影响基坑工程因素有诸多，例如，地质条件、地下水状况、详细工程规定、天气变化影响、施工顺序及管理、场地周边环境等各种因素影响，可以说又是一门综合性系统工程。
建筑基坑工程设计与施工，既要保证整个支护构造在施工过程中安全，又要控制构造和其周边土体变形，以保证周边环境（相邻建筑及地下公共设施等）安全。在安全前提下，设计要合理，又能节约造价、以便施工、缩短工期。要提高基坑工程设计与施工水平，必要对的选取土压力计算办法和参数，选取合理支护构造体系，同步还要有丰富设计和施工经验教训。
1.2深基坑发展状况
基坑开挖是基本工程和地下工程施工中一种古老岩土工程问题，它既涉及土力学中典型强度与稳定问题，又包括了变形问题，同步还涉及到土体与构造共同作用问题。支护构造土压力分布也是一种相称复杂问题，它与土层性质和之护体水平位移关于，而支护体水平位移与墙体刚度、水平位置、土体作用、施工开挖方式及速度等因素关于。这些因素不也许在计算中都仔细加以考虑，因而基坑支护设计理论应着重于概念设计和动态设计。
对于基坑，最早提出分析办法是Terzaghi和Reck等人，她们在40年代就提出了预估挖方限度和支撑荷载大小总应力法，之以理论始终沿用至今，只但是有了许多改进和修正。
50年代，Bjerrum和Eide给出了分析深基坑地板隆起办法。
60年代，在Oslo和Mexico City软粘土深基坑开挖中使用仪器进行监测，分析实测资料，提高预测精确性。
70年代，产生了相应只靠开挖法规。
与发达国家相比，国内深基坑支护构造设计起步较晚，至今还没有较系统深基坑设计规范。随着国内改革开放，经济迅猛发展，高层建筑兴建和地下空间运用大大增进了基坑支护工程发展，各种地下构造日益增多，基坑开挖深度由浅到深，随着市区建筑密度日益增大，地基地质与周边状况越来越复杂，对相邻建筑施工影响控制也越来越严格，这样势必对基坑开挖技术提出更高更严规定，即不但要保证基坑稳定，满足施工规定，并且要满足变形控制规定，以保证基坑周边建筑物和各种地下管线安全。基坑支护仅靠老式板桩支撑系统和板桩锚拉系统做法远远满足不了当前工程实际需要，基坑支护施工技术、设计计算理论已成为建筑、市政、水利等行业地下工程中所面临一种必要谨慎对待和进一步研究解决重要课题。几年来，各地在基坑开挖和施工技术方面积累了丰富经验，通过大量实践，基坑支护设计和开挖设计均有了很大进步，同步也获得了这样那样教训。工程事故教训从反面教诲人们去注重，去研究，去改进，使人们结识到基坑支护构造虽为施工期间暂时支挡构造，但其造型、计算和施工与否对的、合理，多工程安全、工期和经济效益有巨大影响，特别在软土区域施工基坑，往往成为核心技术之一。
基坑支护设计方案选取重要取决与工程安全和经济两大因素，合理设计方案应当是既能保证基坑开挖施工安全，又能充分发挥支护构造材料功能，即造价经济，也就是使得设计方案总体效益最佳。要做到这一点，设计人员必要结合本地经验，熟悉本地普通采用办法，因地制宜拟定方案。这些经验也许比常规理论计算办法更为重要。固然，从发展观点来看，要是计算办法更精确，一方面依赖于参数对的性，另一方面依赖于成功应用有限元等当代分析办法和计算工具。对坑支护构造结识及其对策研究，是随着各力学理论，分析技术，测试仪器即施工技术进步而逐渐完善。因该说，深基坑支护新技术是测量一种国家建筑水平一项重要标志。
1.3深基坑支护中几种热点问题
1.3.1作用在支护构造上土压力
支护构造设计理论核心问题是对的计算作用在构造上土压力。常规设计中土压力普通取静止土压力或极限状态下积极土压力和被动土压力，而作用在支护构造上实际土压力普通介于两者之间。实际土压力是与支护构造位移、支护构造空间形状关于，并且还与土体扰动、固结、蠕变关于，因而土压力选取有诸多。不同土压力则取有不同土压力模型。人们将注重发展考虑空间效应和时间效应土压力理论。
1.3.2深基坑开挖及环境效应问题
随着高层和超高层建筑发展和人们对地下空间开发和运用越来越多，基坑工程不但数量增多，并且向更大更深方向发展。大量深基坑集中在市区，施工场地狭小，施工条件复杂，如何减小基坑开挖对周边建筑物、道路和各种市政设施影响，发展基坑开挖扰动环境稳定性控制理论和办法引起了人们进一步注重，诸如，基坑工程对周边环境影响机理与评价研究，涉及基坑开挖前周边建筑物及市政设施初始应力场及位移状态调查评价；基坑开挖在她们中引起附加应力计算，以及她们抗破坏能力及稳定性评价办法及受害级别划分等。
1.3.3深基坑工程动态反馈设计及信息化施工
老式设计法问题在于一种“静”字，以开挖最后状态为对象，进行定值设计。然而基坑开挖工程与其她工程不同之处在于一种“动”字，在开挖过程中，涉及土质参数在内各种参量，其变化规律尚未被完全掌握。这就产生了设计与实际状况差别。
动态设计及信息化施工技术包括密切联系两个构成某些：及动态设计及信息化施工。该技术基本思路是：在设计方案优化后，通过动态计算模型，按施工过程对支护构造进行逐次分析，预测支护构造在施工过程中形状，例如位移、沉降、土压力等，并在施工过程中采集相应信息，经解决后与预测成果相比，从而做出决策，修改原设计中不符合实际地方。将采集信息作为已知量，通过度析推求较符合实际土质参数，并通过所推球较符合实际成果预测下一阶段支护构造及土体形状。如此重复循环，不断采集信息，不断修改设计指引施工，将设计置于动态过程中。通过度析预测指引施工，通过施工信息反馈修改设计，使设计及施工逐渐逼近实际。
1.3.4对既有支护构造优化问题
基坑开挖支护技术发展水平是一种侧面衡量一种国家工业和建筑技术高低重要标志。虽然国内技术水平有了很大提高，但与发达国家相比，尚有一定差距，另一方面反映在国内地区性发展上很不平衡，很有必要引进使用先进技术于不发达地区，但每一种支护构造都不是万能，均有其使用范畴和局限性，盲目使用，不但难以达到预期支护效果，导致大量挥霍，甚至也许导致工程失败，然后给工程带来很大困难。因此对既有支护构造进行优化组合，使其更加合理、安全和经济，这将成为一种深基坑工程研究热点问题。
1.3.5深基坑工程事故补救办法研究
深基坑工程施工中常浮现问题，经常是在深基坑工程桩基和基坑支护构造及降水、止水完毕之后，开挖土方过程发生。有事故是在已达到开挖设计标高，暴露时间过长，由于时空效应、环境变化导致。这种时空效应对于软土地区来说更为敏感。
在施工中常浮现事故有：支护构造失稳、水平位移、倾斜、墙体这段；边坡失稳；基地隆起；基坑渗流破坏；基坑突涌；周边地面及邻近建筑物沉陷、倾斜、开裂等问题。如果不及时采用相应办法i，将导致支护构造崩塌，周边地面沉陷破坏，邻近建筑物崩塌，地下设施如管网破裂等，不但影响了工期，导致很大经济损失，甚至会危及人身安全，影响周边群众生产生活。
固然，有事故是浮现桩和支护构造施工过程中，例如桩基采用挤土型桩，施工中会使周边土体侧移隆起，导致临近地下管网变形断裂和建筑物倾斜开裂等。有支护构造采用人工挖土桩，由于土体中浮现临空面，将诱发已施工工程桩和邻近建筑物地基倾斜位移。有由于施工顺序不当，先施工支护构造后施工工程桩，同样会浮现上述状况，对支护构造和邻近建筑物安全产生影响。
因次，深基坑施工中，应特别注重监测支护构造及周边建筑物和地下设施安全，预先做好防患准备；当事故浮现后，应及时采用相应办法，加以制止或补救。虽然谁都不但愿事故发生，但许多不能预测事件也许导致事故发生，因此如何以有效补救办法趋势损失减小到最小也将变得十分迫切
1.4深基坑工程特点
在当前基坑工程中，其重要特点是：
（1）建筑趋向高层化，基坑向大深度方向发展。
（2）基坑开挖面积大，长度与宽度达到百米占相称比例，给支护系统带来困难。
（3）在较软弱地基上、高水位及其他复杂场地条件下开挖基坑，很容易产生土体滑移、基坑失稳、桩体位移、坑底隆起、支挡构造严重漏水、流土以致破损，对周边建筑物、地下构筑物、管线导致很大影响。
（4）沿途性质千变万化，地质埋藏条件和水文地质条件复杂性、不均匀性，往往导致勘察数据离散性很大，难以代表土层总体状况，给基坑工程设计和施工增长了难度。
（5）随着旧城改造发展，深基坑工程施工条件均很差，在相邻场地施工过程中，打桩、降水、挖土及基本浇筑混凝土等工序会发生互相制约与影响，增长协调工作难度。
（6）基坑工程施工周期长，常需经历多次降雨等不同气候、场地狭窄、重物堆放、震动等不利因素影响，其安全度随机性很大，对基坑稳定不利。
（7）基坑工程是系统工程
基坑工程重要涉及围护体系设计及施工和土方开挖两某些。土方开挖施工组织与否合理将对维护体系与否成功产生重要影响。不合理土方开挖方式、环节和速度也许导致土体构造桩基变位，维护构造过大变形，甚至引起围护体系失稳导致破坏。基坑工程是系统工程，在施工过程中应加强监测，力求实行信息化施工。
（8）基坑工程重要性
基坑支护涉及到技术比地面构造要复杂，各项施工参数又随时间和环境条件变化而不断变化，存在诸多不拟定性，一旦发生意外，严重时甚至会导致机毁人亡、房屋崩塌、基坑报废等后果，并且解决难度大，解决费用诸多，导致了时间、财力、人力挥霍。因而基坑支护工程虽然多是暂时性工程，却往往是建筑工程成败重要一环，建设、勘察、设计、施工、监理等各方均应认真对待，切不可掉以轻心。

第二章 工程概况

拟建建筑物为建筑物基坑，东西长200m，地下一层，跨度为9.00m,构造类型为框架构造，基本形式待定。本次基坑支护范畴为基坑南北两侧，支护总长度约为400m，开挖深度为8.80m，依照场地岩土工程及周边环境状况，需要对基坑进行支护及将水。东西两侧采用自然放坡开挖（本设计不涉及此某些）。
2.1场地岩土工程条件
依照建设工程有限责任公司提供《基坑工程岩土工程勘察报告》，拟建场地内重要地层状况如下：
第1层：素填土：黄褐色~灰褐色，稍湿~饱和，松散，重要由粘性土、碎石等构成，含少量碎砖块，堆积年代较短，约5~，有序堆积，工程性质差。场区普遍分布，厚度0.50~3.40m，平均约为1.86m。
第4层：粉质粘土：灰黑色，软塑~可塑，含大量淤泥和粗砂，具备腥臭味，见少量贝壳碎片。该层分布在场地北侧和东侧，局部缺失，厚度0.60~4.30m，平均2.64m。
第14层：残积土：灰白色~灰黄色，可塑~硬塑，为花岗岩残积而成。该层仅局某些部，厚度0.60~3.20m，平均2.00m。
第15层：全风化花岗岩：浅肉红色。重要矿物成分分为石英、长石，构造已经完全破坏，风化激烈，干转不易钻进，岩心呈砂土状。场区别布较普遍，仅个别地段缺失，厚度0.50~7.90m，平均3.14m。
第16层：强风化花岗岩：浅肉红色。中粗粒构造，块状构造，重要矿物成分分为石英、长石，构造大某些破坏，列细分与，风化强烈，干钻不易钻进，岩心呈砂状及碎石状，岩体破碎，岩石坚硬限度为软岩，岩体基本质量级别为V级。场区普遍分布，厚度0.70~11.00m，平均4.39m。
第17层：中风化花岗岩：肉红色，中粗粒构造，块状构造，重要矿物成分分为石英、长石，节理、裂隙较发育，岩体较破碎，岩石坚硬限度为较软岩，岩体基本质量级别为IV级，该层场区别布普遍，最大揭露厚度为6.50m。
2.2 场地水文地质条件
拟建场区内地下水重要为第四系空隙潜水和基岩裂隙水，混合地下水位埋深为0.30~3.30m，平均地下水位为2.24m。
（1）第四系松散层空隙潜水：重要赋存与素填土、第四系滨海沼泽沉积粉质粘土层及花岗岩残积层中，含水层分布持续，受大气降水入渗补给，大气蒸发、植物蒸腾作用为其重要排泄方式。
（2）基岩裂隙水：重要赋存与花岗岩风化带中，受大气降水入渗补给，地下水径流为其重要排泄方式。
依照勘察报告第16层强风化花岗岩以及以上各地层综合渗入系数K为0.4~0.7m/d，渗入性属于中档透水性。
2.3场地周边环境条件
依照业主所提供平面图及现场勘察，基坑北侧由西向东建筑物有利群长江购物广场、银行以及保险公司，距离基坑近来为中华人民共和国银行青岛经济技术开发区支行，距离基坑边15.50m左右；南侧由西向东建筑物有长江商厦、吉韩商厦、海天商厦，距离基坑近来为长江商厦，距离基坑边10.40m左右。南北两侧建筑物均为桩基本，南北两侧地下管线距离基坑变现较近，地面如下2.00m有一雨水管道距离扩大基本外边线1.80m，预留1.40m工作面后距离开挖仅0.40m在基坑支护前必要调查清晰再进行支护施工，东侧及西侧环境较为空旷。

第三章 支护方案选取
3.1基坑支护类型
3.1.1概述
基坑支护构造体系普通涉及两某些：挡土构造和降水止水体系。桩、墙式支护构造常采用钢板桩、钢筋混凝土板桩、柱列式灌注桩、地下持续墙等。依照土质条件及基坑规模，可以设计成悬臂式、内置程式或锚拉式。重力式支护构造多采用水泥土搅拌桩挡墙、土钉墙等，当支护构造不能起到之水作用时，可同步设立止水帷幕或采用坑外降水，已达到控制地下水目，使基坑土方工程可在干作业条件下进行。
3.1.2基坑支护构造类型
基坑支护构造可以分为如下两类：
（1）桩、墙式支护构造。板桩、柱列桩、地下持续墙等均属此类，支护桩、墙插入坑底土中一定深度（普通均插入至较坚硬土层），上部呈悬臂或设立锚撑系统，形成一梁式受力构件，其构造计算简图，可简化成在土压力作用下一静定梁，或按插入土中竖向弹性地基梁求解。
此类支护构造应用广泛，适应性强，易于控制支护构造变形，特别合用于开挖深度较大深基坑，并能适应各种复杂地质条件，设计计算路、理论较为成熟，各地区工程经验也较多，是基坑工程中经常采用重要形式。
（2）实体重力式支护构造。水泥土搅拌桩挡墙，高压旋喷桩挡墙，土钉墙等类似于重力式挡土墙。此类支护就够截面尺寸较大，依托实体墙身起挡土作用。墙身也可设计成格构式，或阶梯形等各种形式，墙身重要承受压力，普通不承受拉力，按重力式挡土墙设计原则计算。无锚拉或内支撑系统、土方施工开挖以便。土质条件较差时，基坑开挖深度不适当过大。合用于小型基坑工程。土质条件较好时，水泥搅拌工艺使用受限制。采用土钉墙构造，合用性较大，各地已有大量应用实体重力式支护构造工程经验。
3.2基坑支护构造选取根据、原则和办法
3.2.1支护构造选取基本根据
（1）基坑场地形状、平面尺寸及开挖深度等。
（2）基坑范畴工程地质及水文地质状况：涉及地质勘探资料、勘查数据测试办法、设计所需力学参数及实验办法、地下水请款及其分布等。
（3）荷载状况：
①土压力、水压力，特别是承压水状况。
②地面荷载分布及大小。
③施工荷载。
④相邻建筑物荷载。
⑤当支护构造作为主体构造一某些时，尚应考虑人防和地震作用等。
（4）环境条件：
①基坑周边地区性质。
②基坑周边建筑物构造形式、层数、基本形式及埋深。
③基坑周边公用设施分布及地下构筑物、地下管线状况。
④基坑周边交通状况和道路状况。
⑤基坑周边水域状况。
⑥基坑所处地区环境特殊状况，以及对基坑施工特殊状况。
⑦相邻工地施工状况，特别是打桩和降水状况。
⑧工期、资金对基坑施工影响。
（5）建筑构造（地上及地下）对基坑施工特殊规定。
（6）各种支护构造合用范畴及技术特点。
（7）各种支护构造造价。
（8）基坑开挖、排水及降水地办法。
（9）设计容许变形量。
（10）相邻建筑物基坑支护状况和类似基坑支护状况。
（11）业主对基坑支护规定。
（12）建筑基坑工程技术规范及关于地方原则。
3.2.2 支护构造选取基本原则
国内东北、华北地区，以及西北大某些地区地基土多为普通黏性土，并且多数地区地下水较深。
（1）从场地条件考虑：基坑周边场地开阔与否，直接关系到支护构造容许位移大小。如果场地开阔，则可选取放坡、悬臂式、锚拉式支护构造；如果场地狭窄或周边有重要设施，则选取位移小地下持续墙加锚杆或支撑支护形式。
（2）从基坑开挖深度及范畴考虑：基坑开挖深度及范畴大小，是选取支护构造类型一种重要考虑因素，开挖深度不大时，可采用悬臂式支护构造、土钉墙或锚喷支护等；开挖深度较大时，则需考虑多层锚杆或多层支撑。
（3）从地质条件考虑：土质较好条件下可考虑土钉墙或锚喷支护等；土质较差时，则要采用桩、地下持续墙加锚杆或支撑支护方案。
（4）从地下水位考虑：地下水位高低，关系到与否考虑基坑止水问题。
3.2.3支护构造类型选取办法
表3—1 支护构造类型选取办法
拟选取支护构造
选用条件及使用事项
放坡开挖
（1）基坑周边场地容许。
（1） （2）相邻基坑边无重要建筑物或地下管线
（2） （3）开挖深度超过4-5米时，易采用分级放坡
（3） （4）地下水位较高或单一放坡不满足基坑稳定性规定期，宜采用深层搅拌桩、高压喷射注浆墙等办法进行截氺或档土。
（4） （5）对基坑边土体水平位移控制规定较高，或软塑至流塑状土质不适当采用此办法开挖
重力式挡土墙
（1） （1）基坑周边不具备放坡条件，但具备重力式挡墙施工宽度。
（2） （2）相邻基坑边无重要建筑物或地下管线。
（3） （3）基坑开挖深度较小，普通为6米如下。
（4）土层较差且厚度较大时，特别是软塑至流塑土层，可选取水泥土重力式挡土构造。
（5）设计与施工时，应保证重力式挡土构造整体性。
（6）对基坑队水平位移控制规定较高时，不应采用此法。
（7）要注意整体稳定性验算。
土钉支护构造
（1）基坑周边地面施工地狭小，临近基坑边无重要建筑物、建筑深基本或地下管线。
（2）土层内富含地下水或可塑如下软弱土层，不适当采用土钉支护。
（3）不适当用于对基坑土体变形有严格规定基坑支护工程。
（4）应特别注意相邻建筑及地下管线也许引起不良后果。
（5）注意验算整体稳定性。
（6）遇有较深软弱土夹层或许控制基坑土体变形时，可将预应力锚杆与土钉混用。
3.2.4方案拟定
依照业主提供工程地质状况，可知，此建筑基坑南边和北边有密集建筑物。基本多为桩基本。因而，必要保证施工过程中两边建筑物基本倾斜。且施工场地狭小。上表中办法，以及结合本地经验，本方案拟采用土钉墙加微型桩支护。土钉承受土层重要重要土压力，微型桩重要防止土体滑落。
3.3土钉支护工作性能
3.3.1土钉支护工作性能实测成果
国外迄今以对土钉支护做了不少大型量测实验，其中也有专门为实验而修建工程，国内也已进行过某些现场测试。从这些量测成果得出土钉支护在普通土体自重组用下基本工作特点有：
（1）随着往下开挖，支护不断向外位移。在匀质土中，支护面位移沿高度大体呈线性变化，类似绕趾部向外转动，最大水平位移发生在顶部。但在非匀质土中或地表为斜坡或受有地表重载时，最大水平位移点位置也许移向下部。从为数很少破坏现象发现，土钉支护破坏是一种持续发展过程。
（2）土钉置入现场土体后，如果土体不变形，土钉就不会受力。随着往下开挖。地表加载、或土体徐变而发生土体变形，于是通过土体与土钉之间粘结力使土钉参加工作并重要受拉。量测表白，只要土体发生微小变形就可使土钉受力。
（3）土钉拉力沿其长度变化，最大拉力部位随着向下开挖从开始时接近面层端部逐渐向里转移，普通发生在土钉也许失稳破坏面上。当土钉长度较短时，土体破坏面也许移出上部土钉之外，这些土钉中最大拉力普通发生在土钉中部。
（4）当破坏面穿过土钉加固土体，后者被分割成失稳区和稳定去两个某些，前者向外移动，与土钉之间界面剪力或粘结力方向向里，使土钉拉力从端部逐渐增长并在也许破坏面上达到峰值。而在被动区内，土体与土钉之间界面剪力方向向外。土体破坏面上土钉或者受拉屈服，或者被拔出。
（5）不同深度位置上土钉，其受到最大拉力有很大差别，顶部和底部土钉受力较小，接近中间部位土钉受力较大。但临近破坏时，底部土钉受力明显增大。
（6）支护喷混凝土面层背后侧向土压力，其沿高度分布也为中间大、上下小，接近梯形而不是三角形，压力合力值要比挡土墙理论给出计算值低得多。这表白土钉支护面层完全不同于普通挡土墙。支护面层所受土压力合力远不大于土钉受到最大拉力之和。
（7）支护最大水平位移普通不不不大于坑深或支护高度H3‰。与H比值据法国实测资料为1‰—3‰，美国0.7‰—3‰，德国为2.5‰—3‰。国内测试成果也大体相似。

第四章 支护体系详细支护参数拟定
4.1支护前稳定性验算
4.1.1.采用瑞典条分法
1) 当R=10m时：
如图，图条宽度b=2m，R=10m，总弧长为20.657m，
图4—1

表4—1 基坑分条
土条编号
（）

1
-25.94
-0.437
0.899
0.17
-0.083
0.19
2
-17.46
-0.3
0.954
0.706
-0.222
0.74
3
-5.74
-0.1
0.995
1.144
-0.015
1.15
4
5.74
0.1
0.995
9.9
0.995
9.95
5
17.46
0.3
0.954
9.1
2.862
9.54
6
30
0.5
0.866
7.5
4.33
8.66
7
44.43
0.7
0.714
5.1
4.998
7.14
8
64.16
0.9
0.436
1.9
3.924
4.36
∑

1.663
6.813
35.52
16.789

由 （4—1）
得
2) 当R=9m时：

图4—2
表4—2 基坑分条
土条编号
（）

cos

1
-6.02
-0.1
0.99
0.1485
-0.015
0.15
2
5.74
0.1
0.99
8.864
0.8954
8.954
3
17.46
0.3
0.95
8.156
2.5755
8.585
4
30
0.5
0.866
6.75
3.897
7.794
5
44.43
0.7
0.714
4.589
4.4989
6.427
6
64.16
0.9
0.436
1.71
3.5307
3.923
∑

30.217
15.3825

由公式（4—1）得：

4.1.2采用破裂面法
分条如图（土条均为单位宽度）：

图4—3
由 （4—2）得
1) 土条1重量：= ∑=18.5×1.83×0.57+2.64×0.57×19.5+3.1×0.57×19.5+19.5×0.5×1.23×0.57＝89.9KN
2) 土条2重量：=∑=18.5×1.83×1.4+19.5×2.64×1.4+19.5×0.5×3.1×1.4＝161.8KN
3) 土条3重量：=∑=18.5×1.83×1.2+19.5×0.5×2.64×1.252.43KN
4) 土条4重量：=∑=18.5×0.5×1.83×0.85＝14.4KN
由 （4—3）得
=（10+58+34+20.4+89.9×cos65×tan40+161.8×cos65×tan35+52.43×coa65×tan19.5+14.4×cos65×tan20）/(161.8+89.9+52.43+14.4)×sin65=0.74<1.3
4.1.3结论
通过以上稳定系数计算，可知在不加固状况，基坑稳定系数很小，约等于1.3，破裂面是不大于1.3，处在不稳定状态，因此需要对其进行加固。
4.2土压力计算
计算地下水位如下水、土压力，普通采用“水土分算”（即水、土压力分别计算，再相加）和“水土合算”两种办法。对砂性土和粉土，可按水土分算原则进行；对黏性土可依照现场状况和过程经验，按水土分算和水土合算进行。
水土压力合算法是采用土饱和重度计算总水、土压力，只是国内当前较流行办法，特别对黏性土积累了一定经验，采用公式为
（4—4）
式中：——土饱和重度，在地下水位如下可近似采用天然重度。因而，如下式中均获得近似为天然重度，
4.2.1第一支护单元：
表4—3 基坑第一支护单元（北侧）土层参数表
层号
计算厚度（m）
重度
Kn/m
粘聚力
kpa
摩擦角
（度）
土钉锚固体与土体阻力值（kpa）
1素填土
1.83
18.5
5.0
20.0
20.0
4粉质粘土
2.64
19.5
20.0
19.5
40.0
15全风化花岗岩
3.10
19.5
10.0
35.0
70.0
16强风化花岗岩
4.45
19.5
15.0
40.0
180.0
按朗肯土压力公式（4—4）计算，如下：
第一层：
9.79-7=2.79KPa
KP
第二层：
26.39-28=-1.62KPa
令=0，则Z=2.93m，如图所示。
23.63KPa
第三层：
18.07-8.28=9.79KPa
28.44-8.28=20.16KPa
28.44-8.28=20.16KPa
第四层：
36.04-13.99=22.05KPa
54.9-13.99=40.92KPa
土压力分布图如下图所示：

图4—4
依照几何关系，计算得每层土钉处水平荷载原则值，计算成果如下：
，
，
，
，
。
4.2.2第二支护单元：
表4—4 基坑第二支护单元（南侧）土层参数表
层号
计算厚度（m）
重度
Kn/m
粘聚力
kpa
摩擦角
（度）
土钉锚固体与土体阻力值（kpa）
1素填土
1.83
18.5
5.0
20.0
20.0
4粉质粘土
2.64
19.5
20.0
19.5
40.0
15全风化花岗岩
3.10
19.5
10.0
35.0
70.0
16强风化花岗岩
4.45
19.5
15.0
40.0
180.0
按朗肯土压力公式（4—4）计算，如下：
第一层：
26.67-7=19.67KPa
第二层：
18.1