6-2-6支护结构计算讲解.doc

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6-2-6 支护结构计算 6-2-6-1 排桩与地下连续墙计算 对于较深的基坑,排桩、地下连续墙围护墙应用最多,其承受的荷载比较复杂,一般应考虑下述荷载:土压力、水压力、地面超载、影响范围内的地面上建筑物和构筑物荷载、施工荷载、邻近基础工程施工的影响(如打桩、基坑土方开挖、降水等)。作为主体结构一部分时,应考虑上部结构传来的荷载及地震作用,需要时应结合工程经验考虑温度变化影响和混凝土收缩、徐变引起的作用以及时空效应。排桩和地下连续墙支护结构的破坏,包括强度破坏、变形过大和稳定性破坏(图6-65)。其强度破坏或变形过大包括: 图6-65 排桩和地下连续墙支护结构的破坏形式 (a)拉锚破坏或支撑压曲;(b)底部走动;(c)平面变形过大或弯曲破坏; (d)墙后土体整体滑动失稳;(e)坑底隆起;(f)管涌 (1)拉锚破坏或支撑压曲:过多地增加了地面荷载引起的附加荷载,或土压力过大、计算有误,引起拉杆断裂,或锚固部分失效、腰梁(围擦)破坏,或内部支撑断面过小受压失稳。为此需计算拉锚承受的拉力或支撑荷载,正确选择其截面或锚固体。 (2)支护墙底部走动:当支护墙底部嵌固深度不够,或由于挖土超深、水的冲刷等原因都可能产生这种破坏。为此需正确计算支护结构的入土深度。 (3)支护墙的平面变形过大或弯曲破坏:支护墙的截面过小、对土压力估算不准确、墙后增加大量地面荷载或挖土超深等都可能引起这种破坏。 平面变形过大会引起墙后地面过大的沉降,亦会给周围附近的建(构)筑物、道路、管线等造成损害。 排桩和地下连续墙支护结构的稳定性破坏包括: (1)墙后土体整体滑动失稳:如拉锚的长度不够,软粘土发生圆弧滑动,会引起支护结构的整体失稳。 (2)坑底隆起:在软粘土地区,如挖土深度大,嵌固深度不够,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。对挖土深度大的深坑需进行这方面的验算,必要时需对坑底土进行加固处理或增大挡墙的入土深度。 (3)管涌:在砂性土地区,当地下水位较高、坑深很大和挡墙嵌固深度不够时,挖土后在水头差产生的动水压力作用??,地下水会绕过支护墙连同砂土一同涌入基坑。 1.嵌固深度计算 排桩、地下连续墙嵌固深度设计值,按下列规定计算: (1)悬臂式支护结构围护墙的嵌固深度计算 悬臂式支护结构围护墙的嵌固深度设计值hd(图6-66),宜按下式确定: hpΣEpj-1.2γ0haΣEai≥0 (6-37) 式中 ΣEpj——桩、墙底以上基坑内侧各土层水平抗力标准值epjk〔按式(6-32)、式(6-36)计算〕的合力之和; hp——合力ΣEpj作用点至桩、墙底的距离; ΣEai——桩、墙底以上基坑外侧各土层水平荷载标准值eaik的合力之和; ha——合力ΣEai作用点至桩、墙底的距离。 图6-66 悬臂式支护结构围护墙嵌固深度计算简图 (2)单层支点支护结构围护支点力及墙嵌固深度计算 单层支点支护结构围护墙的支点力(图6-67)及嵌固深度设计值hd(图6-68)宜按下式计算: 图6-67 单层支点支护结构支点力计算简图 图6-68 单层支点支护结构围护墙嵌固深度计算简图 1)基坑底面以下,支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离hcl,按下式确定: ealk=eplk (6-38) 2)支点力Tcl按下式计算: (6-39) 式中 ealk——水平荷载标准值; eplk——水平抗力标准值; hal——合力ΣEac作用点至设定弯矩零点的距离; ΣEac——设定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; ΣEpc——设定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; hpl——合力ΣEpc作用点至设定弯矩零点的距离; hTl——支点至基坑底面的距离; hcl——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。 3)围护墙嵌固深度设计值hd,按下式计算: (6-40) (3)多层支点支护结构围护墙嵌固深度计算 多层支点支护结构围护墙的嵌固深度设计值hd,按整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分法计算(图6-69): 图6-69 多层支点支护结构围护墙嵌固深度计算简图 (6-41) 式中 cik、φik——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——第i土条的弧长; bi——第i土条的宽度; γk——整体稳定分项系数,应根据经验确定,当无经验时可取1.3; wi——作用于滑裂面上第i土条的重量,按上覆土层的天然土重计算; θi——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,应继续验算软下卧层的整体稳定性。 对于均质粘性土及地下水以上的粉土或砂类土,嵌固深度计算值h0,可按下式确定: h0=n0h (6-42) 式中 n0——嵌固深度系数,当

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