深基坑工程讲座2讲解.ppt

基坑工程讲座（二）;深基坑工程设计计算;深基坑工程设计计算;结构内力计算为结构设计提供内力值，包括弯矩、剪力等，不同体系的围护结构，其内力计算的方法是不同的；由于围护结构常常是多次超静定的，计算内力时需要对具体围护结构进行简化，不同的简化方法得到的内力不会相同，需要根据工程经验加以判断； 变形计算的目的则是为了减少对环境的影响，控制环境质量，变形计算内容包括围护结构的侧向位移、坑外地面的沉降和坑底隆起等项目。 ;稳定性验算 ;抗倾覆、抗滑动稳定性 抗倾覆稳定性计算 抗水平滑动稳定性计算 土钉墙的浅层破坏 抗隆起稳定性 地基承载力验算 踢脚稳定性验算 剪力平衡验算 ; 抗渗透破坏稳定性 抗渗流稳定性验算 承压水冲溃坑底（亦称为突涌）的验算 ;边坡稳定性验算;;当坡面内有如图所示的渗流时，边坡稳定验算需??考虑动水力作用对维持边坡稳定带来不利影响。动水力的计算可以采用流网分析法或平均水力坡降法。采用平均水力坡降法计算时，a、b两点为浸润线与滑动面的交点，平均水力坡降就是ab线的斜率，作用在浸润线以下滑动土体上的总动水力T为 ;重力式围护结构的整体稳定性;;重力式围护结构可以看作是直立岸坡，滑动面通过重力式挡墙的后趾，其整体稳定性验算一般借鉴边坡稳定计算方法，当采用简单条分法时可按上面的公式验算整体稳定性。 上海市标准《基坑工程设计规程》规定，验算切墙滑弧安全系数时，可取墙体强度指标内摩擦角为零，粘聚力c=（1/15~1/10）qu。当水泥搅拌桩墙体的无侧限抗压强度qu?1MPa时，可不考虑切墙破坏的模式。;锚杆支护体系的整体稳定性;一种是指锚杆支护体系连同体系内的土体共同沿着土体的某一深层滑裂面向下滑动，造成整体失稳，如左图所示；对于这一种失稳破坏，可采取上述土坡整体稳定的验算方法计算，按验算结果要求锚杆长度必须超过最危险滑动面，安全系数不小于1.50；;另一种是指由于锚杆支护体系的共同作用超出了土的承载能力，从而在围护结构底部向其拉结方向形成一条深层滑裂面，造成倾覆破坏，如右图所示。经常使用的验算方法是德国学者E.Kranz提出的“代替墙法”。;以单锚支护体系为例，如下图所示，代替墙法假定深层滑裂面是由直线bc段和cd段组成，其中b点取在围护墙底部，c点取在锚固段的中点，cd段是由c点向上作垂线与地面交于d点得到的。利用abcd范围内的力的平衡关系可以求解锚杆的极限抗力，安全系数定义为锚杆极限抗力的水平分力Th与锚杆设计水平分力的比值，要求不小于1.50。 ;;;;土钉墙的稳定性分析;式中 Ti—某位置土钉的拉力； ?—土钉轴线与土钉相交滑动面处切线间的夹角。 ;;四个土钉墙工程破裂面的实测数据，并与按对数螺旋线破裂面假定的计算结果进行了比较。;; 抗倾覆、抗滑动稳定性 ;;挡墙倾覆失稳可能有三种情况。第一种是绕前趾转动，当地基很坚硬且具有足够的抗滑力时可能出现这种情况；第二种是绕后踵转动，当地基很软且具有高压缩性时可能出现这种情况；第三种情况是绕墙底某一点转动，而且转动中心可能逐渐朝墙背方向移动，最终造成倾覆破坏。 ;;;抗水平滑动稳定性计算 ;;《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》和《武汉地区深基坑工程技术指南》给出了如下几种土类的摩擦系数经验值： 淤泥质土：? = 0.20~0.25 粘性土： ? = 0.25~0.40 砂 土： ? = 0.40~0.50 岩 石： ? = 0.50~0.70 ;土钉墙的浅层破坏 ;抗隆起稳定性;地基承载力验算 ;踢脚稳定性验算（即土压力平衡验算） ;;该法要求验算最下道支撑面以下主、被动土压力绕点即最下道支撑的力矩平衡问题，安全系数定义为： ;剪力平衡验算;滑动力矩：;而抗滑力矩则以滑动面3-4-5-6上地基土的剪切强度对0 ?点取矩，为： ;原则上 值宜根据场地条件通过采用合理的土工试验进行确定，但是，由于滑动面上各点的应力状态及排水条件等各不相同且加之试验条件、经费等的局限，完全依赖试验在多数情况下是不现实的，因此，实用上设计人员又不得不寻求简化方法。在关于 的取值方法大致经历了两个阶段： 起初，对于均质土假定滑动面上各点的 相等：;把 ?定义为：地基土的不排水剪切强度或在饱和软土中取? ＝c。 显然，若按照地基土的不排水剪切强度或在饱和软土中取? ＝c进行验算，在软弱土地区很难达到验算要求，而这样的验算结果往往也不符合实际的经验判断。 ;因此，在80年代初，根据上海软土的实际工程性质，提出滑动面上土体的剪切强度应按?＝?tan?＋c计算，其中法向应力的选用原则为：在3-4面上近似取? ＝?zka，ka为主动土压力系数；在4-5面上法向应力?由两部分组成，即土体自重在滑动面法向上的分力加上该处主动土压力在滑动面法向上的分力；在5-6面上法