基坑土层力学参数层号土层名称层厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)内摩擦角(°)m值1杂填土——2粉质黏土——3粉质黏土——4粉质黏土——5粉质黏土——6粉质黏土7粉质黏土8中砂——9粗砂——10砾砂——11粗砂——基坑存在的超载表超载位置类型超载值(kPa)作用深度(m)作用宽度(m)距坑边距(m)形式长度(m)A-A’局部荷载条形——此深基坑工程需要基坑支护结构来保证基坑的安全稳定，各种支护结构设计均遵循《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)，《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)，《钢结构设计规范》(GB 50017-2017)。
因此，本文将设计3种支护结构，分别为锚杆支护体系+护坡桩、地下连续墙、地下连续墙+锚杆支护体系。
由规程知，设计支护形式需考虑作用在结构上的水平荷载，影响基坑支护的水平荷载有土体、基坑周围的建筑、车辆、施工材料及设备、温度及水等因素。
确定荷载需要确定基坑内外土压力，土体在重力作用下会对支护结构产生侧压力，基坑外侧土体作用在支护结构上的力为主动土压力，主动土压力使支护结构变形挤压基坑内侧土体，此时基坑内侧土体土体对支护结构作用的力为被动土压力。
土压力计算方法为朗金土压力计算方法，即分别按下式计算：2,tan 452ia i K ϕ⎛⎫=︒- ⎪⎝⎭（3-1）,2ak ak a i p K c σ=- （3-2）2,tan 452ip i K ϕ⎛⎫=︒+ ⎪⎝⎭（3-3）,2pk pk p i p K c σ=+（3-4）式中：,a i K 、,p i K ——分别表示第i 层土的主动土压力系数与被动土压力系数；i ϕ、i c ——分别表示第i 层土的内摩擦角（°）与黏聚力（kPa ）；ak σ、pk σ——分别表示支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值；akp——表示在第i层土中计算点位于支护结构外侧的主动土压力强度标准值（kPa），若该值小于0，应取0；pkp——表示在第i层土中计算点位于支护结构内侧的被动土压力强度标准值（kPa）。
则该基坑的主动土压力系数及被动土压力系数如表3-1所示。
表3-1 土层主动土压力系数及被动土压力系数土层内摩擦角（º）主动土压力系数被动土压力系数112 234567 238 389 39据勘测报告的描述可知，土体表面存在局部荷载，可近似认为其土压力分布范围通过平行于破裂面传递至墙背，即沿与水平方向成(45)2ϕ︒+角向墙背方向传递。
若超出平行线范围，可认为不受该局部荷载影响。
局部荷载作用范围内的主动土压力，仍可按照,a q a E qK =计算。
如图3-1所示，其中452ϕθ=︒+，其影响范围是从D 点到E 点，tan(45)2AD OA l l ϕ=︒+，'tan(45),2AE DE AE AD O A l l l l l ϕ=︒+=-，l 表示两点之间的距离。
图3-1 局部荷载作用下土压力分布图则该基坑的局部荷载影响范围应由上述公式得出，但各土层内摩擦角不同，需将不同土层内摩擦角等效为同一内摩擦角。
需按下式计算：11ni ii nii ddϕϕ===∑∑ （3-5）式中：i ——表示各土层编号；i ϕ——表示第i 层土的内摩擦角（°）；i d ——表示第i 层土的厚度（m ）。
距基坑西侧4m 有7层住宅楼，基坑土体变形较大或者基坑支护结构失效，将对主体结构施工安全造成威胁，使周围建筑物受到影响，所以该基坑的安全等级为一级，根据规程第条所述，本设计结构重要性系数0 1.1γ=，作用基本组合分项系数 1.25F γ=。
根据规程表所述，为使结构能够满足安全等级要求，本设计分别采用锚杆支护体系+护坡桩，地下连续墙，锚杆支护体系+地下连续墙。
以下将对各设计结构分别进行叙述。
锚杆支护体系+护坡桩本设计排桩采用人工挖孔桩，该桩桩体采用的混凝土强度等级为C30，桩长30m ，桩径，桩中心距，纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB300。
此时，土体等效内摩擦角根据式（3-5）得：12318.7225.8 3.520.7320.1526.8323 3.538239525.27330ϕ⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯==局部荷载作用范围：125.2734tan(45) 6.312m 2l ︒=︒+= 225.27316tan(45)25.248m 2l ︒=︒+= 即由地面下至地面下，位于第3层土体到第9层土体中。
主动及被动土压力标准值、合力、合力作用点 各土层主动土压力系数及被动土压力系数见表3-1。
（1）首层土体临界深度首层土体临界深度表示首层土体呈现主动土压力强度标准值为0时的深度，应由下式计算：0,12.469m ===a h式中符号代表意义同前。
（2）各分层土体主动土压力标准值及被动土压力强度标准值 由式（3-2）得：,1(1530)0.656215 5.222=⨯+⨯-⨯=ak p kPa,2(1530)0.514246.643.689ak p =⨯+⨯-⨯=-上kPa,2(15319.620)0.514246.623.540kPa =⨯+⨯+⨯-⨯=-下ak p,3(1)(15319.620)0.394237.714.153kPa =⨯+⨯+⨯-⨯=-ak p,3(2)(15319.6219.2 1.3120)0.394237.7 4.228kPa =⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=-ak p,3(3)(15319.6219.2 1.312105)0.394237.737.142kPa ak p =⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=,3(4)(15319.6219.2 3.5105)0.394237.753.693kPa ak p =⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=,4(15319.6219.2 3.5105)0.478251.950.794kPa ak p =⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=上,4(15319.6219.2 3.519.23105)0.478251.978.327kPa ak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=下,5(15319.6219.2 3.519.23105)0.488239.697.905kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=上,5(15319.6219.2 3.519.2319.65105)0.488239.6145.729kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=下,6(15319.6219.2 3.519.2319.65105)0.378238.6108.272kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=上,6(15319.6219.2 3.519.2319.6519.43105)0.378238.6130.272kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=下,7(15319.6219.2 3.519.2319.6519.43105)0.438244.3147.311kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=上,7(15319.6219.2 3.519.2319.6519.4319.4 3.5105)0.438244.3177.051kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯-⨯=下,8(15319.6219.2 3.519.2319.6519.4319.4 3.5105)0.238128.068kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=上,8(15319.6219.2 3.519.2319.6519.4319.4 3.519.52105)0.238137.350kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=下,91(15319.6219.2 3.519.2319.6519.4319.4 3.519.52105)0.228131.579kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=（）,92(15319.6219.2 3.519.2319.6519.4319.4 3.519.52210.248105)0.228132.766kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=（）,93(15319.6219.2 3.519.2319.6519.4319.4 3.519.52210.248)0.228108.826kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=（）,94(15319.6219.2 3.519.2319.6519.4319.4 3.519.52215)0.228131.579kPaak p =⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯⨯=（）因桩长30m ，坑深20m ，在坑底10m 范围内存在被动土压力强度标准值，各层土的被动土压力强度标准值由式（3-4）得：,=2c 244.3133.871kPa pk p =⨯=坑底,719.43 2.283244.3266.742kPa pk p =⨯⨯+⨯=下,819.43 4.2040244.673kPa pk p =⨯⨯+=上,819.4319.52 4.2040408.629kPa pk p =⨯+⨯⨯+=下（） ,919.4319.52 4.3950427.194kPa pk p =⨯+⨯⨯+=上（） ,19.4319.52215 4.3950888.669kPa pk p =⨯+⨯+⨯⨯+=桩底（）（3）合力大小及合力作用点各土层单位宽度土体主动土压力：()115.2223 2.469 1.386kN 2ak E =⨯⨯-=20kN ak E =3(1)37.142(3.5 1.312)81.267kNakE=⨯-=()()3212.18853.69337.142 1.386kN 2akE=⨯⨯-=() 4150.7943152.382kNakE=⨯=()()421378.37250.79441.300kN 2akE=⨯⨯-=() 5197.9055489.525kNakE=⨯=()()5215145.72997.905119.56kN 2akE=⨯⨯-=() 61108.2723324.816kNakE=⨯=()()6213130.272108.27233.000kN 2akE=⨯⨯-=() 71147.311 3.5515.589kNakE=⨯=()()7213.5177.051147.31152.045kN 2akE=⨯⨯-=() 81128.0682256.136kNakE=⨯=()()8212137.350128.0689.282kN 2akE=⨯⨯-=() 91131.5790.24832.632kNakE=⨯=()()9210.248132.766131.5790.147kN 2akE=⨯⨯-=() 93108.826(50.248)517.141kNakE=⨯-=()()9414.752131.579108.82654.061kN 2akE=⨯⨯-=土体单位宽度内的主动土压力的合力为：()()()()()()()1.386018.10781.267152.38241.3489.525119.56324.81633515.58952.045256.1369.28232.6320.147517.1454.0612698.976kN ak E =+++++++++++++++++=土体单位宽度内主动土压力的合力作用点（距柱底距离）为：()1111.3863 2.46927081.267 2.18821.53211118.107 2.18821.5152.382318.541.3318.5323111489.525513.5119.56313.5324.816310.5232a h ⎡⎤⎛⎫⨯⨯-+++⨯⨯+ ⎪⎢⎥⎣⎦⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯+ ⎪ ⎪ ⎝⎭⎝⎭⎝⎭=11133310.5515.589 3.5752.045 3.57323111256.136259.2822532.6320.248 4.7522321110.1470.248 4.752517.141 4.75254.061 4.7523232698.37⎪⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫⎛⎫⎛⎫+⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫+⨯⨯++⨯⨯+⨯⨯ ⎪⎝⎭610.396m= 各土层单位宽度土体被动土压力：()71133.8713401.613kN pk E =⨯=()()721266.742138.8713199.307kN 2pk E =⨯-⨯= ()81244.6732489.346kN pk E =⨯=()()821408.629244.6732163.956kN 2pk E =⨯-⨯= ()91427.19452135.97kN pk E =⨯=()()921888.669427.19451153.688kN 2pk E =⨯-⨯= 土体单位宽度内的被动土压力的合力为：401.613199.307489.346163.9562135.971153.6884543.88kN pk E =+++++= 土体单位宽度内被动土压力合力作用点（距柱底距离）为：1111401.61337199.30737489.34625232111163.956252135.9751153.6885323 3.551m 4543.88p h ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⨯⨯++⨯⨯++⨯⨯+ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎛⎫+⨯⨯++⨯⨯+⨯⨯ ⎪⎝⎭== 因为挡土结构为排桩，所以取排桩间距为作用在单根支护桩上的主动土压力宽度，土反力的计算宽度()()00.91.50.51m b d d =+≤，所以()00.91.50.80.5 1.53m b =⨯+=。