1.3 基坑工程

1.3.1 土方邊坡穩定與基坑（槽）支護

1．土方邊坡

（1）邊坡穩定

在開挖基坑、溝槽或填筑路堤時，為了防止土壁坍塌，保持土壁穩定，保證安全施工，在土方工程施工中，其邊沿應考慮放坡。當場地受限制不能放坡或為了減少土方工程量而不放坡時，可設置土壁支護結構，以確保施工安全。土方邊坡的坡度為其高度H與底寬B之比（如圖1-13所示），即

式中：m＝，稱為坡度系數。其意義為：當邊坡高度已知為H時，其邊坡寬度B則等于mH。

邊坡坡度取決于不同工程的挖填高度、土的性質及地下水位、坡頂荷載及氣候條件等因素，既要保證土體穩定和施工安全，又要節省土方。

當土質濕度正常、結構均勻、水文地質條件良好（即不發生坍塌、移動、松散或不均勻下沉），且地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標高，其開挖深度不超過表1-4規定時，基坑坑壁可做成直立壁，不加支撐不放坡。

但在山坡整體穩定的情況下，如地質條件良好，土質較均勻，使用時間在一年以上，高度在10m以內的臨時性挖方邊坡應按表1-5的規定。

（2）邊坡穩定防護措施

在基坑、溝槽開挖及場地平整施工過程中，土方邊坡的穩定主要是依靠土體的內摩擦力和黏結力（內聚力）來保持的。一旦土體在外力作用下失去平衡，土壁就會坍塌。土壁坍塌不僅會妨礙土方工程的施工，還會危及附近的建筑物、道路、地下管線等的安全，甚至會導致人員傷亡，造成嚴重的后果。

造成基坑塌方的原因主要有：①邊坡過陡，使土體的穩定性不足導致塌方，尤其是在土質差、開挖深度大的基坑中；②雨水、地下水滲入土中泡軟土體，從而增加土的自重同時降低土的抗剪強度，這是造成塌方的常見原因；③基坑上口邊緣附近大量堆土或停放機具、材料，或由于行車等動荷載，土體中的剪應力超過土體的抗剪強度；④土壁支撐強度破壞失效或剛度不足導致塌方。

為了保證土體穩定、施工安全，針對上述塌方原因，可采取以下措施：

1）放足邊坡

邊坡的留設應符合規范的要求，其坡度的大小則應根據土壤的性質、水文地質條件、施工方法、開挖深度、工期的長短等因素確定。

2）避免或減少地面荷載

為了保證邊坡和直立壁的穩定性，在挖方邊坡上側堆土方或材料以及有施工機械行駛時，應與挖方邊緣保持一定距離。當土質條件良好時，堆土或材料應距挖方邊緣0.8m以外，高度不宜超過1.5m。在軟土地區開挖時，挖出的土方應隨挖隨運走，不得堆在邊坡頂上，坡頂亦不得堆放材料，更不得有動載，以避免地面上加荷引起邊坡塌方事故。

在土方施工中，要預估各種可能出現的情況，除保證邊坡坡度大小和邊坡上邊緣的荷載符合規定要求外，在施工中還必須做好地面水的排除工作，并防止雨水、地表水、施工與生活用水等浸入開挖場地或沖刷土方邊坡，基坑內的降水工作應持續到土方回填完畢。在雨季施工時，更應注意檢查邊坡的穩定性，必要時可考慮適當放緩邊坡坡度或設置土壁支撐（護）結構，以防塌方。當土方工程挖方較深時，施工單位還應采取措施，防止基坑底部土的隆起并避免危害周邊環境。

2．基坑（槽）支護

開挖基坑（槽）或管溝時，如果地質和場地周圍條件允許，采用放坡開挖是比較經濟的。但在建筑物密集地區施工，有時沒有足夠的場地按規定的放坡寬度開挖，或有防止地下水滲入基坑（槽）要求不能放坡開挖，或深基坑（槽）放坡開挖所增加的土方量過大，此時需要用基坑（槽）支護結構來支撐，以保證施工的順利和安全，并減少對相鄰已有建筑物等的不利影響。

根據基坑（槽）支護結構周邊環境條件，基坑工程分為3級，基坑支護結構設計應根據工程情況選用相應的安全等級。當重要工程或支護結構作為主體結構的一部分，或開挖深度大于10m，或與鄰近建筑物、重要設施的距離在開挖深度以內時的基坑以及開挖影響范圍內有歷史文物、近代優秀建筑、重要管線等需嚴加保護的基坑屬于一級基坑；當基坑開挖深度小于7m，且周圍環境無特別要求時的基坑屬于三級基坑；除一級和三級外的基坑屬于二級基坑。當基坑周圍已有的建筑、設施（如地鐵、隧道、城市生命線工程等）有特殊要求時，尚應符合這些要求。

當需設置土壁支護結構時，應根據工程特點、開挖深度、地質條件、地下水位、施工方法、相鄰建筑物情況等進行選擇和設計。基坑（槽）土方工程必須確保支護結構安全可靠和經濟合理，并確保施工安全。當設計有指標時，以設計要求為依據；當無設計指標時，應按表1-6的規定執行。

（1）基槽支護

市政工程施工時，常需在地下鋪設管溝（槽）。開挖較窄的溝槽，多用橫撐式土壁支撐。橫撐式土壁支撐根據擋土板的不同，分為水平擋土板式［如圖1-14（a）所示］以及垂直擋土板式［如圖1-14（b）所示］兩類。前者擋土板的布置又分為間斷式和連續式兩種：間斷式水平擋土板支撐適用于濕度小的黏性土，且挖土深度小于3m；連續式水平擋土板支撐適用于松散、濕度大的土，挖土深度可達5m。對松散和濕度很高的土可用垂直擋土板式支撐，其挖土深度不限。

土方工程施工時，基槽每邊的寬度應比基礎寬15～20m，以便于設置支撐加固結構。挖土時，土壁要求平直，挖好一層，支一層支撐。擋土板要緊貼土面，并用小木樁或橫撐木頂住擋板。支撐所承受的荷載為土壓力。土壓力的分布不僅與土的性質、土坡高度有關，還與支撐的形式及變形有關。由于溝槽的支護多為隨挖、隨鋪、隨撐，支撐構件的剛度不同，撐緊的程度又難以一致，故作用在支撐上的土壓力不能按庫侖或朗肯土壓力理論計算。

實際應用中，對較寬的溝槽，采用橫撐式支撐便不適應，此時的土壁支護可采用類似于基坑的支護方法。

（2）基坑支護

當需設計基坑支護結構時，應根據工程特點、開挖深度、地質條件、地下水位、施工方法、周圍環境保護情況等進行選擇和設置?；又ёo結構必須牢固可靠，經濟合理，確保地下結構的施工安全。再者應盡可能降低造價、便于施工。常用的基坑支護結構有重力式水泥土墻、板樁支護結構、土釘墻等形式。

1）重力式水泥土墻

重力式水泥土墻是一種重力式支護結構，屬于剛性支護。常用深層水泥攪拌樁組成的格柵形壩體作為支護墻體，依靠其自重維持土體的平衡。

深層水泥攪拌樁（或水泥土墻）支護結構是近年來發展起來的一種重力式支護結構。深層攪拌樁是加固飽和軟黏土地基的一種方法，它利用水泥、石灰等作為固化劑，通過深層攪拌機械（如圖1-15所示）就地將軟土和固化劑（漿液）強制攪拌，利用固化劑和軟土間所產生的物理-化學反應，使軟土硬化成具有整體性、水穩定性和一定強度的水泥柱狀地基。

施工時將樁體相互搭接（通常搭接寬度為150～200mm），形成具有一定強度和整體結構性的深層攪拌水泥土擋墻，簡稱水泥土墻。水泥土利用其自重擋土，可用作支護結構，在側向土壓力和水壓力的作用下維持整體穩定性，同時由于樁體相互搭接形成連續整體，可兼作止水結構。施工時振動小、噪聲低，對周圍環境影響小，施工速度快，成本低。它適用于4～6m深的基坑，最深可達7～8m。

拌樁一般適用于加固各種成因的飽和軟黏土，如流塑、軟塑、軟塑-可塑的黏性土、粉質黏土（包括淤泥和淤泥質土）、松散或稍密的粉土、砂性土，而對于有機含量高、酸堿度（pH值）較低的黏性土的加固效果較差。另外，由于深層攪拌樁施工時，攪拌頭對土體的強制攪拌力是由動力頭（電動機）產生扭矩，再通過攪拌軸的轉動傳遞至攪拌頭的，因此其攪拌力是有限的，如土質過硬或遇地下障礙物卡住攪拌頭，電動機工作電流將上升超過額定值，電機有可能被燒壞。因此，深層攪拌樁不適用于含有大量磚瓦的填土、厚度較大的碎石類土、硬塑及硬塑以上的黏性土和中密及中密以上的砂性土。當土層中夾有條石、木樁、城磚、古墓、洞穴等障礙物時，也不適用于深層攪拌樁。

根據目前的深層攪拌樁施工工藝，當用于深基坑支護結構中時，深層攪拌樁在平面上列成壁式、格柵式和實體式三種形式（如圖1-16所示）。其中壁式（單排或雙排）主要用于組合支構中的止水帷幕中，格柵式和實體式一般用作擋土兼止水支護結構（水泥土墻）。水泥土墻的格柵置換率（加固土的面積∶水泥土墻的總面積）為0.6～0.8。墻體的寬度b，插入深度hd根據基坑開挖深度h確定，一般b＝（0.6－0.8）h,hd＝（0.8－1.2）h。

①水泥土墻的施工工藝

攪拌樁成樁工藝可采用“一次噴漿、二次攪拌”或“二次噴漿、三次攪拌”工藝，主要依據水泥摻入比及土質情況而定?！耙淮螄姖{、二次攪拌”的施工工藝流程如圖1-17所示。

a．就位

就位時調整攪拌機機架的垂直度，攪拌機運轉正常后，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機沿導向架切土攪拌下沉，下沉速度控制在0.8m／min左右，如遇硬黏土等下沉太慢，用輸漿系統適當補給清水以利于鉆入。攪拌機預攪下沉到一定設計深度后，開啟灰漿泵，此后邊噴漿、邊旋轉、邊提升深層攪拌機，直至設計樁頂標高。注意保持噴漿速度與提升速度協調及水泥漿沿樁長均勻分布，并使其提升至樁頂后集料斗中的水泥漿正好排空。提升速度一般應控制在0.5m／min。深層攪拌單樁的施工應采用攪拌頭上下各兩次的攪拌工藝，即沉鉆復攪。

b．預攪下沉

啟動攪拌機電機，放松起重機鋼絲繩，使攪拌機在自重和轉動力矩作用下沿導向架邊攪拌切土邊下沉，下沉速度可由電動機的電流監測表和起重卷揚機的轉速控制，工作電流不應大于70A。攪拌機預攪下沉時，不宜沖水，當遇到較硬土層下沉太慢時，方可適量沖水，但應考慮沖水成樁對樁身強度的影響。

c．制備水泥漿

待深層攪拌機下沉到設計深度后，開始按設計配合比拌制水泥漿，壓漿前將拌好的水泥漿通過濾網倒入集料斗中。

d．噴漿攪拌提升

深層攪拌機下沉到設計深度后，開啟灰漿泵，將水泥漿壓入地基中，并且邊噴漿、邊旋轉攪拌頭，同時嚴格按照設計確定的提升速度提升深層攪拌機。

e．重復攪拌下沉和噴漿提升

重復步驟b和d，當深層攪拌機第二次提升至設計樁頂標高時，應正好將設計用量的水泥漿全部注入地基土中，如未能全部注入，應增加一次附加攪拌，其深度視所余水泥漿數量而定。

f．清洗管路

每天加固完畢，隔一定時間（視氣溫情況及注漿間隔時間而定），應清洗貯料罐、砂漿泵、深層攪拌機及相應管道中的殘余水泥漿，以保證注漿順利，不堵管，以備再用。清洗時用灰漿泵向管路中壓入清水進行。

②水泥土墻的技術要求：

a．水泥土墻支護的置換率、寬度與插入深度的確定。水泥土墻截面多采用連續式和格柵形，當采用格柵形時水泥土的置換率（即水泥土面積A0與水泥擋土結構面積A 的比值）對于淤泥不宜小于0.8，淤泥質土不宜小于0.7，一般黏土及砂土不宜小于0.6，格柵長寬比不宜大于2。墻體寬度b和插入深度hd應根據基坑深度、土質情況及其物理力學性能、周圍環境、地面荷載程度等計算確定。在軟土地區，當基坑開挖深度h ≤5m時，可按經驗取b＝（0.6～0.8）h,hd＝（0.8～1.2）h。

b．水泥摻入比。深層攪拌水泥土墻施工前，應進行成樁工藝及水泥摻入量或水泥漿的配合比試驗，以確定相應的水泥摻入比或水泥漿水灰比，漿噴深層攪拌的水泥摻入量宜為被加固土密度的15%～18%；粉噴深層攪拌的水泥摻入量宜為被加固土密度的13%～16%。為提高水泥土墻的剛性，亦可在水泥土攪拌樁內插入H型鋼，使之成為既能受力又能抗滲的支護結構圍護墻，可用于較深（8～10m）的基坑支護，水泥摻入比為被加固土密度的20%，亦稱加筋或勁性水泥土攪拌樁法。H型鋼應在樁頂攪拌或旋噴完成后靠自重下插至設計標高，插入長度和出露長度等均應按計算和構造要求確定。采用高壓噴射注漿樁，施工前應通過試噴試驗，確定不同土層旋噴固結體的最小直徑、高壓噴射施工技術參數等，高壓噴射水泥水灰比宜為1.0～1.5。

c．施工方法。水泥土墻應采取切割搭接法施工。即在前樁水泥土尚未固化時，進行后序搭接樁施工，相鄰樁的搭接長度不宜小于200mm。相鄰樁噴漿工藝的施工時間間隔不宜大于10h。施工開始和結束的頭尾搭接處，應采取加強措施，消除搭接勾縫。

2）板樁支護結構

板樁支護結構由兩大系統組成：擋墻系統和支撐（或拉錨）系統，如圖1-18所示。當基坑較淺，擋墻具有一定剛度時，可采用懸臂式支護結構，懸臂式板樁支護結構則不設支撐（或拉錨）。板樁支護結構按支撐系統的不同可分為懸臂式支護結構、內撐式支護結構和坑外錨拉式支護結構。懸臂式一般僅在樁頂設置一道連梁；內撐式分為坑內斜撐、單層水平內撐和多層水平內撐。

擋墻系統常用的材料有型鋼樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、灌注樁及地下連續墻等。當基坑深度較大、懸臂的擋墻在強度和變形方面不能滿足要求時，需要設置支撐系統。支撐系統一般采用大型鋼管、H型鋼或格構式鋼支撐，也可采用現澆鋼筋混凝土支撐。根據基坑開挖的深度及擋墻系統的截面性能可設置一道或多道支點，形成錨撐支護結構，拉錨的材料一般用鋼筋、鋼索、型鋼或土錨桿，支撐或拉錨與擋墻系統通過圍檁、冠梁等連接成整體。

①板樁支護結構的破壞原因

板樁支護結構的破壞形式包括強度破壞和穩定性破壞，如圖1-19所示，總結工程事故的發生原因，主要有以下幾個方面：

a．拉錨破壞或支撐壓曲

拉錨破壞或支撐壓曲過多地增加了地面荷載引起的附加荷載，或土壓力過大、計算有誤引起拉桿斷裂，或錨固部分失效、腰梁（圍檁）被破壞，或內部支撐斷面過小導致受壓失穩。為此需計算拉錨承受的拉力或支撐荷載，正確選擇其截面或錨固體。

b．支護墻底部走動

若支護墻底部入土深度不夠，或由于挖土超深、水的沖刷等都可能產生這種破壞。為此需正確計算支護結構的入土深度。

c．支護墻的平面變形過大或彎曲破壞

支護墻的截面過小、對土壓力估算不準確、墻后無意地增加大量地面荷載或挖土超深等都可能引起這種破壞。為此需正確計算其承受的最大彎矩值，以此驗算支護墻的截面。

②板樁支護結構的支護形式

a．鋼板樁支護

鋼板樁是由帶鎖口或鉗口的熱軋型鋼制成，把這種鋼板樁互相連接起來打入地下，就形成連續鋼板樁墻，既能擋土亦能擋水。鋼板樁斷面形式很多，常用的鋼板樁有Z字形鋼板樁、波浪形鋼板樁（通常稱為“拉森”板樁）、平板樁、組合截面鋼板樁幾類（如圖1-20所示）。鋼板樁適用于地基軟弱、地下水位較高、水量豐富的深基坑支護結構，但在砂礫及密實砂土中施工困難。

平板樁容易打入地下，擋水和承受軸向力的能力較好，但長軸方向抗彎能力較??；波浪形鋼板樁擋水和抗彎性能都較好，其長度一般有12m,18m,20m三種，并可根據需要焊接成所需長度。鋼板樁在基礎施工完畢后還可拔出重復使用。為了適應地下結構施工中因基坑開挖深度的增加或對鋼板樁剛度有更高的要求，國外出現了大截面模量的組合式鋼板樁。圖1-20（d）所示的即為一種由工字型鋼和鋼板樁拼焊而成的組合截面鋼板樁。

鋼板樁支護根據有無錨碇或支撐結構，分為無錨鋼板樁和有錨鋼板樁兩類。無錨鋼板樁即為懸臂鋼板樁，依靠入土部分的土壓力來維持鋼板樁的穩定。它對于土的性質、荷載大小等較為敏感，一般懸臂長度不大于5m。有錨鋼板樁是在板樁上部用拉錨或頂撐加以固定，以提高板樁的支護能力。根據拉錨或頂撐層數不同，又分為單錨（撐）鋼板樁和多錨（撐）鋼板樁。實際工程中懸臂鋼板樁與單錨（撐）鋼板樁應用較多。

板樁施工過程中要正確選擇打樁方法、打樁機具和正確劃分施工流水階段，以便使打入后的板樁墻有足夠的剛度和良好的擋水功能，且板樁墻面平直，以滿足基礎施工的要求。

b．地下連續墻支護

地下連續墻系沿擬建工程基坑周邊，利用專門的挖槽設備，在泥漿護壁的條件下，每次開挖一定長度（一個單元槽段）的溝槽，在槽內放置鋼筋籠，利用導管法澆筑水下混凝土，即完成一個單元槽段施工。施工時，每個單元槽段之間，通過接頭管等方法處理后，形成一道連續的地下鋼筋混凝土墻，稱為地下連續墻（如圖1-21所示）。地下連續墻多用于－12m以下，地下水位高、軟土地基深基坑的擋墻支護結構。尤其是與鄰近建筑物、道路、地下設施距離很近時，地下連續墻是首選的支護結構形式，可以作為地下結構的外墻部分，或用于高層建筑的逆作法施工?；油练介_挖時，地下連續墻既可擋土，又可擋水。其整體性好，剛度大，變形小，施工時噪聲低、振動小、無擠土、對周圍環境影響小，既能擋土又能擋水，比其他類型擋墻具有更多優點。但成槽需專用設備，施工或基坑開挖深度大，對于與鄰近的建筑物、道路等市政設施相距較近的深基坑支護的難度較大，工程造價高，適用于土質差、地下水位高、降水效果不好的軟土地基。

3）土釘墻

土釘墻是近年發展起來的一種新型擋土結構，現已在全國范圍內廣泛采用。它是在基坑開挖的坡面上，采用機械鉆孔，孔內設置一定長度的鋼筋或型鋼，然后注漿，在坡面上安裝鋼筋網并噴射混凝土，使土體、鋼筋與噴射混凝土面板結合為一體，從而起到擋土作用（如圖1-22所示）。土釘與土體的相互作用還能改變土坡的變形與形態的破壞，顯著提高土坡整體穩定性。

①土釘墻構造要求

土釘墻由土釘和面層組成。土釘墻高度由基坑開挖深度決定，土釘墻墻面坡度不宜大于1∶0.1，與水平夾角一般為70°～80°；土釘一般采用直徑為16～32mm的Ⅱ級以上的螺紋鋼筋，與水平夾角一般為5°～20°，長度為開挖深度的0.5～1.2倍；

土釘間距：水平間距與垂直間距之積不大于6m2；在非飽和土中宜為1.2～1.5m；在堅硬黏土中宜為2m；在軟土中宜為1m。土釘孔徑宜為70mm～120mm，注漿強度不低于10MPa。

土釘必須和面層有效地連接成整體，鋼筋混凝土面層應深入基坑底部不小于0.2m，并應設置承壓板（鋼墊板）或加強鋼筋等構造措施?；炷撩鎸訌姸鹊燃壊粦陀贑20，厚度為80～200mm，鋼筋網宜采用直徑為6～10mm的Ⅰ級鋼筋，間距為150～300mm。

②土釘支護的特點與適用范圍

土釘支護工料少、速度快；設備簡單、操作方便；操作場地小且對環境干擾小；土釘與土體形成的復合土體可提高邊坡整體性、穩定性及承受荷載的能力；對相鄰建筑影響較小。適用于淤泥、淤泥質土、雜填土、黏土、粉質黏土、粉土、非松散性砂土等土質，且地下水位較低，開挖深度在15m以內的基坑。土釘與土體形成復合土體，提高了邊坡整體穩定和承受坡頂荷載能力，增強了土體破壞的延性，利于安全施工。土釘支護位移小，約為20mm，對相鄰建筑物影響小。

③土釘支護施工

施工工藝：定位→轉機就位→成孔→插鋼筋→注漿→噴射混凝土。

a．成孔。采用螺旋鉆機、沖擊鉆機等機械成孔，鉆孔直徑為70～120mm。成孔時必須按設計圖紙的縱向、橫向尺寸及水平面夾角的規定進行鉆孔施工。

b．插鋼筋。將直徑為16～32mm的Ⅱ級以上螺紋鋼筋插入鉆孔的土層中，鋼筋應平直，必須除銹、除油，與水平面夾角控制在5°～20°。

c．注漿。注漿采用水泥漿或水泥砂漿，水灰比為0.38～0.5，水泥砂漿配合比為1∶0.8或1∶1.5。利用注漿泵注漿，注漿管插入距孔底150～250mm處，孔口設置止漿塞，以保證注漿飽滿。

d．噴射混凝土。噴射注漿用的混凝土應滿足如下技術性能指標：混凝土的強度等級不低于C20，其水泥強度等級宜用32.5級，水泥與砂石的質量比為（1∶4）～（1∶4.5），砂率為45%～55%，水灰比為0.4～0.45，粗骨料碎石或卵石粒徑不宜大于15mm?；炷恋膰娚浞謨纱芜M行。第一次噴射后鋪設鋼筋網，并使鋼筋網與土釘牢固連接。在此之后再噴射第二層混凝土，并要求表面平整、濕潤，具有光澤，無干斑或滑移流淌現象。噴射混凝土面層厚度為80～200mm，鋼筋與坡面的間隙應大于20mm。噴射完成終凝2h后進行灑水養護3～7d。

應該注意的是，土釘墻是隨工作面開挖而分層分段施工的，上層土釘砂漿及噴射混凝土面層達到設計強度的70%后，方可開挖下層土方，進行下層土釘施工。每層的最大開挖高度取決于該土體可以直立而不坍塌的能力，一般取與土釘豎向間距相同，便于土釘施工。縱向分段開挖長度取決于施工流程的相互銜接，一般為10m左右。

（3）基坑支護結構的計算

支護結構的計算主要分兩部分，即圍護結構計算和撐錨結構計算。圍護結構計算主要是確定擋墻、樁的入土深度、截面尺寸、間距和配筋。撐錨結構計算主要是確定撐錨結構的受力狀況和構造措施，需驗算的內容有邊坡的整體抗滑移穩定性、基坑（槽）、底部土體隆起、回彈和抗管涌穩定性。支護結構的計算方法有平面計算法和空間計算法，無論哪種方法均需利用專用程序進行。目前我國的計算已發展為空間計算法。

下面主要介紹水泥土墻的設計計算，水泥土重力式支護結構的設計主要包括整體穩定、抗傾覆穩定、抗滑移穩定、位移等，有時還應驗算抗滲、墻體應力、地基強度等。水泥土墻的計算圖式如圖1-23所示。

圖1-23中，p1＝2c;p2＝2c1;ea＝γH Ka;ep＝γ1hdKp;eq＝γhqKa;z0＝；

式中：Ka——主動土壓力系數，Ka＝tan245°－，其中φ為墻底以上各土層內摩擦角按土層厚度的加權平均值（°）；

Kp——被動土壓力系數，Kp＝tan245°＋，其中φ1為墻底至基坑底之間各土層內摩擦角按土層厚度的加權平均值（°）；

H ——水泥土墻的墻高（m）；

hd——水泥土墻的插入深度（m）；

c ——墻底以上各土層黏聚力按土層厚度的加權平均值（kPa）；

c1——墻底至基坑底之間各土層黏聚力按土層厚度的加權平均值（kPa）；

γ——墻底以上各土層天然重度按土層厚度的加權平均值（kN／m3）；

γ1 ——墻底至基坑底之間各土層天然重度按土層厚度的加權平均值（kN／m3）；

hq——地面荷載q的當量土層厚度（m）；

b ——水泥土墻的寬度（m）。

按照計算圖式，墻后主動土壓力Ea的計算公式為

式中：q ——地面荷載（kPa）。

墻前被動土壓力Ep的計算公式為

① 整體穩定

水泥土墻的插入深度應滿足整體穩定性，整體穩定驗算按簡單條分法計算：

式中：li——第i條沿滑弧面的弧長（m），li＝。

qi——第i條土條處的地面荷載（kN／m）。

bi——第i條土條寬度（m）。

Wi——第i條土條重量（kN）。不計滲透力時，坑底地下水位以上取天然重度，坑底地下水位以下取浮重度；當計入滲透力作用時，坑底地下水位至墻后地下水位范圍內的土體重度在計算滑動力矩（分母）時取飽和重度，在計算抗滑力矩（分子）時取浮重度。

αi——第i條滑弧中點的切線和水平線的夾角（°）。

ci, φi——分別表示第i條土條滑動面上土的黏聚力（kPa）和內摩擦角（°）。

Kz——整體穩定安全系數，一般取1.2～1.5。

② 抗傾覆穩定

根據整體穩定性得出的水泥土墻的hd以及選取的b按重力式土墻驗算墻體繞前趾A的抗傾覆穩定安全系數：

式中：W ——水泥土墻的自重（kN），W＝γcbH, γc為水泥土墻體的自重（kN／m3），根據自然土重度與水泥摻量確定，可取18～19kN／m3；

Kq——抗傾覆安全系數，一般取1.3～1.5。

③ 抗滑移穩定

水泥土墻如滿足整體穩定性及抗傾覆穩定性，一般可不必進行抗滑移穩定的驗算，在特殊情況下可按式（1-26）驗算沿墻底面滑移的安全系數：

式中：φ0,c0——分別表示墻底土層的內摩擦角（°）與黏聚力（kPa）；

Kh——抗滑移穩定安全系數，取1.2～1.3。

④ 位移計算

重力式支護結構的位移在設計中應引起足夠重視，由于重力式支護結構的抗傾覆穩定有賴于被動土壓力的作用，而被動土壓力的發揮是建立在土墻一定數量位移的基礎上的，因此，重力式支護結構發生一定的位移是必然的，設計的目的是將該位移量控制在工程許可的范圍內。

水泥土墻的位移可用“m”法計算，但其計算較復雜。目前工程中常用下述經驗公式，該計算法來自數十個工程實測資料，突出影響水泥土墻水平位移的幾個主要因素，計算簡便、實用。

式中：Δ0——墻頂估計水平位移（cm）；

L ——開挖基坑的最大邊長（m）；

ζ——施工質量影響系數，根據地基土質條件、施工質量等因素并結合工程經驗確定，一般取0.1～0.2，開挖時深度較小、土質較好、施工質量控制嚴格的取小值，反之，取大值；

h ——基坑開挖深度（m）。