2.4.1 计算步骤

（1）土压力

水土分算（无粘性土）

主动土压力：

被动土压力：

注：γ#8212;#8212;土的有效重度；#8212;#8212;水的重度

水土合算（粘性土）

主动土压力：

被动土压力：

注： γsat #8212;#8212;土的饱和重度

（2）桩的嵌固深度、桩身最大弯矩

1 单支点支护结构

用等值梁法确定计算支点力的大小，然后根据倾覆稳定条件计算嵌固深度设

计值。根据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 4.1 条计算。

首先，根据等值梁法计算弯矩为零点的位置，令坑底面以下支护结构设定弯

矩零点位置至坑底距离为hc1，hc1 按下式确定：

图2-1单支点支护结构支点力计算 图2-2 单支点支护结构嵌固深度计算

根据静力平衡，支点力按下式确定：

式中：ea1k#8212;#8212;水平荷载标准值；

ep1k#8212;#8212;水平抗力标准值；

ΣEac#8212;#8212;弯矩零点位置以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和；

ha1#8212;#8212;合力ΣEac 作用点至设定弯矩零点的距离；

ΣEpc#8212;#8212;弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和；

hp1#8212;#8212;合力ΣEpc 作用点至设定弯矩零点的距离；

hT1#8212;#8212;支点至基坑底面的距离；

hc1#8212;#8212;基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。

根据抗倾覆稳定条件，并令抗倾覆稳定安全系数为1.2，考虑基坑重要性系

数γo，嵌固深度设计值hd 应满足下式：

根据静力平衡计算截面弯矩与剪力，图2.1，设结构上某截面满足以下条件：

则该截面上的剪力即为最大剪力，其值为：

同样假设结构上某截面hc1 满足以下条件：

则该截面上的弯矩即最大弯矩，其值为：

在计算得到截面最大弯矩Mc 和最大剪力Vc 的计算值后，按下列公式计算支

点力设计值Td、弯矩设计值M 和剪力设计值V：

由设计值即可进行截面承载力计算。

2 多支点支护结构

对于多层支点支护结构，嵌固深度计算值h0 宜按整体稳定条件采用圆弧滑

动简单条分法确定：

式中：cik、φik#8212;#8212;最危险滑动面上第i 土条滑动面上土的固结不排水（快）剪粘

聚力、内摩擦角标准值；

li#8212;#8212;第i 土条的弧长；

bi#8212;#8212;第i 土条的宽度；

γk#8212;#8212;整体稳定分项系数，应根据经验确定，当无经验时可取1.3；

ωi#8212;#8212;作用于滑裂面上第i 土条的重量，按上覆土层的天然重度计算；

θi#8212;#8212;第i 土条弧线中点切线与水平线夹角。

当嵌固深度下部存在软弱土层时，尚应继续验算下卧层整体稳定性。

对于均质粘性土及地下水位以上的粉土或砂类土，嵌固深度h0 按下式确定：

式中：n0#8212;#8212;嵌固深度系数，当γk 取1.3 时，可根据三轴试验（当有可靠经验时，

可采用直剪试验）确定的土层固结不排水（快）剪内摩擦角φk 及粘

聚力系数δ查表（《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 表A.0.2）；

粘聚力系数δ按下式计算。

粘聚力系数δ应按下式确定：

式中：γ#8212;土的天然重度。

嵌固深度设计值可按下式确定：

当按上述方法确定的悬臂式及单支点支护结构嵌固深度设计值得hdlt;0.3h

时，宜取hd=0.3h；多支点支护结构嵌固深度设计值小于0.2h 时，宜取hd=0.2h。

当基坑底为碎石土及砂土、基坑内排水且作用有渗透水压力时，侧向截水的

排桩、地下连续墙除应满足上述规定外，嵌固深度尚应满足公式：

式中：hwa#8212;#8212;坑外地下水位。

（3）桩的配筋计算

根据计算得到的支点力设计值Td、弯矩设计值M 和剪力设计值V,可以计算

截面承载力，进行桩的配筋计算。

（4）圈梁、围檩配筋计算

（5）整体稳定性验算

（6）抗隆起、倾覆、管涌验算

1 抗隆起验算

在软粘土地区，如挖土深度大，可能由于挖土处卸载过多，在墙后土重及地

面荷载作用下引起坑底隆起。为此，需要进行抗坑底隆起验算。坑底隆起稳定性

验算可按下式（太沙基公式）进行：

2 抗倾覆验算

水泥土挡墙如截面、重量不够大，在墙后推力作用下，会绕某一点产生整体

倾覆失稳。为此，需要进行抗倾覆验算。倾覆稳定性验算可按下式进行：

式中：Mp#8212;#8212;被动土压力及支点力对桩底的弯矩；

Ma#8212;#8212;主动土压力对桩底的弯矩。

3 抗管涌验算

在砂性土地区，当地下水位较高、坑深很大时，挖土后在水头差产生的动水

压力作用下，地下水会绕过支护墙连同砂土一同涌入基坑。为此，需要进行抗管

涌验算（见图2.3）。管涌稳定性验算可按下式进行：

式中：γ0#8212;#8212;侧壁重要性系数；

γ'#8212;#8212;土的有效重度；

γw#8212;#8212;水的重度；

h'#8212;#8212;地下水位至基坑底的距离；

D#8212;#8212;桩（墙）入土深度。

（7）止水帷幕的桩型、桩长设计和抗渗验算

1 止水帷幕桩型和桩长

止水帷幕的厚度应该满足基坑的防渗要求，且止水帷幕的渗透系数宜小于

1.0#215;10-6cm/s。

落底式竖向止水帷幕应插入下卧不透水层，其插入深度可以按下式计算：

式中：l#8212;#8212;帷幕插入不透水层的深度；

hw#8212;#8212;作用水头；

b#8212;#8212;帷幕宽度。

当止水帷幕未插入不透水层，其嵌固深度应满足抗渗透稳定条件，其嵌固深

度可以按下式计算：

式中：hwa#8212;#8212;坑外地下水位；

h#8212;#8212;基坑深度。

则桩长L 可以按下式计算：

式中：x#8212;#8212;不透水层层顶深度。

当地下水含水层渗透性较强，厚度较大时，可采用悬挂式竖向止水与坑内

井点降水相结合或采用悬挂式竖向止水与水平封底相结合的方案。

止水帷幕的施工方法、工艺和机具的选择应根据现场工程地质、水文地质及

施工条件等综合确定。施工质量应满足《建筑地基处理规范》JGJ79-2002 的有关规定。

2 抗渗验算

当止水帷幕未插入不透水层时，还应进行抗渗验算，可以按基坑抗管涌验算

进行。

（9）降水设计

1 基坑涌水量计算

1）均质含水层潜水完整井

a.基坑远离边界时

式中Q#8212;#8212;基坑涌水量；

k#8212;#8212;渗透系数；

H#8212;#8212;潜水含水层厚度；

S#8212;#8212;基坑水位降深；

R#8212;#8212;降水影响半径；

#8212;#8212;基坑等效半径。

b.岸边降水时

c.当基坑位于两个地表水之间或位于补给区与排泄区之间时

d.当基坑靠近隔水边界

2）均质含水层潜水非完整井基坑涌水量计算

a.基坑远离边界时

b.近河基坑降水，含水层厚度不大时

c.近河基坑降水，含水层厚度很大时

3）均质含水层承压水完整井涌水量

a.当基坑远离边界时

式中M#8212;#8212;承压含水层厚度

b.当基坑位于河岸边时

c.当基坑位于两个地表水之间或位于补给区与排泄区之间时

4）均质含水层承压水非完整井基坑涌水量计算

均质含水层承压~潜水非完整井基坑涌水量计算

2 等效半径

当基坑为圆形时，基坑等效半径应取为圆半径，当基坑为非圆形时，等效半

径可按下列规定计算：

矩形基坑等效半径

式中a、b#8212;#8212;分别为基坑的长、短边。

不规则块状基坑等效半径

式中A#8212;#8212;基坑面积。

3 降水影响半径

降水井影响半径宜通过试验或根据当地经验确定，当基坑侧壁安全等级为

二、三级时。

潜水含水层：

承压含水层：

式中R#8212;#8212;降水影响半径（m）；

S#8212;#8212;基坑水位降深（m）；

k#8212;#8212;渗透系数（m/d）；

H#8212;#8212;含水层厚度（m）。

4 降水

降水井宜在基坑外缘采用封闭式布置，井间距应大于15 倍井管直径，在地

下室补给方向应适当加密；当基坑面积较大、开挖较深时，也可在基坑内设置降

水井。

降水井的深度应根据设计降水深度、含水层的埋藏分布和降水井的出水能力

确定。设计降水深度在基坑范围内不宜小于基坑地面以下0.5m。

降水井的数量n 可按下式计算：

式中Q#8212;#8212;基坑涌水量

Q#8212;#8212;设计单井出水量

设计单井出水量可按下列规定确定：

井点出水能力可按36~60msup3;/d 确定；

管井的出水量q（msup3;/d）可按下列经验公式确定：

式中rs #8212;#8212;过滤器半径（m）；

l#8212;#8212;过滤器进水部分长度（m）；

k#8212;#8212;含水层渗透系数（m/d）

过滤器长度宜按下列规定确定：

1.真空井点和喷射井点的过滤器长度不宜小于含水层厚度的1/3；

2.管井过滤器产度宜与含水层厚度一致。

群井抽水时，各井点单井过滤器进水部分长度，可按下式验算：

y0 gt; l

单井井管进水长度yo，可按下列规定计算：

1）潜水完整井：

式中r 0#8212;#8212;圆形基坑半径；

rw#8212;#8212;管井半径；

H#8212;#8212;潜水含水层厚度；

R0#8212;#8212;基坑等效半径与降水井影响半径之和；

R#8212;#8212;降水井影响半径。

承压完整井：

式中H'#8212;#8212;承压水位至该承压含水层底板的距离；

M#8212;#8212;承压含水层厚度。

当过滤器工作部分长度小于2/3 含水层厚度时应采用非完整井公式计算。若

不满足上式条件，应调整井点数量和井点间距，再进行验算。当井距足够小不能

满足要求时应考虑基坑内布井。

基坑中心水位降水计算可按下列方法确定：

1）块状基坑降水深度可按下式计算：

a.潜水完整井稳定流：

b.承压完整井稳定流：

式中S#8212;#8212;在基坑中心处或各井点中心处地下水位降深；

r1r2r3r4#8212;#8212; 各井点距基坑中心或各井中心处的距离。

2）对非完整井或非稳定流应根据具体情况采用相应的计算方法；

3）计算出的降深不能满足降水设计要求时，应重新调整井数、布井方式。

在降水漏斗范围内因降水引起的计算沉降量可按分层总和法计算。

2.4.2 出图

1.基坑设计总说明图

2.基坑周边信息图

3.围护结构平面图

4.支撑平面布置图

5.大样图

6.监测点布置图

7.井点布置图