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基础工程-赵明华-第六章
内容提要 基坑常用支护形式及其特点 基坑支护结构水土压力计算 悬臂式桩墙设计计算 单支点与多支点桩墙计算 基坑整体稳定性分析 地下水控制简介 基本概念 建筑基坑 指为进行建(构)筑物基础与地下室施工所开挖的地面以下空间 基坑工程 指对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作 6.1.1 基坑工程概念及特点 基坑工程特点 一般为临时性结构,安全储备相对较小,风险性较大 具有很强的区域性、个案性、综合性 具有较强的时空效应 对周边环境影响较大 6.1.1 基坑工程概念及特点 设计施工要求 满足支护结构本身强度、变形等安全要求的同时,确保周围环境的安全 保证安全可靠的前提下,具有较好的技术经济效益和环境效应 为施工提供最大限度的方便(如提供足够的施工空间、地下水位以上施工),并保证施工安全 6.1.2 常用形式及适用条件 放坡开挖及简易支护 适合:土质好、开挖深度不大、有足够放坡场所 6.1.2 常用形式及适用条件 悬臂式支护结构 特点 依靠足够的入土深度和结构抗弯能力维持坑壁稳定; 水平位移是支护深度的五次方,对开挖深度敏感; 适合 土质较好、开挖深度较浅 6.1.2 常用形式及适用条件 水泥土桩墙支护结构 特点:用深层搅拌机在地基深部将水泥和土体强制拌和而成; 适合:软土区的浅基坑(H≤6.0m) 6.1.2 常用形式及适用条件 内撑式支护结构 特点 包括支护桩或墙和内支撑; 内支撑会占用施工空间。 适合 各种地基土层。 6.1.2 常用形式及适用条件 拉锚式支护结构 特点:包括支护桩或墙和锚杆; 适合:不宜用于软粘土地层中 6.1.2 常用形式及适用条件 土钉墙支护结构 特点 由被加固的原位土体、土钉和砼面板组成; 适合 地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等,不适合于淤泥或淤泥质土 6.1.2 常用形式及适用条件 其他形式 6.2 支护结构侧向水土压力计算 水土压力特点 水土压力随基坑开挖进程逐步动态形成; 分布形式主要与支护结构的位移形式与位移量有关,且不完全对应静止或主动状态; 无支锚时一般呈直线分布;有支锚时,土压力一般呈上下小、中间大的抛物线或更复杂的分布形式; 6.2 支护结构侧向水土压力计算 工程中常采用三角形与经验矩形两种模式:当墙体位移较大时一般采用前者,否则采用后者; 基坑内外有稳态渗流时宜采用流网法或简化分布图计算。 6.2 支护结构侧向水土压力计算 水土压力计算方法 常采用兰金土压力理论计算,并分以下两种形式: 水土分算 分别计算水、土压力后叠加,其中土压力取土的g 、c、j计算,适用于砂性土和粉土。 水土合算 采用土的gsat、ccu、jcu计算总的水土压力,适用于粘性土。 6.3 悬臂式桩墙计算 极限平衡法 土压力模式:三角形 入土深t:静力平衡条件(∑X=0、∑M=0)求解,计算步骤(略) 桩墙实际嵌深应适当放大 (6-3) 由剪力为零求出最大弯矩点深度,进而求出最大弯矩,再据此配筋 6.3 悬臂式桩墙计算 布鲁姆简化法 土压力模式:三角形 入土深度:静力平衡条件(∑M=0)求解,计算步骤(略) 桩墙实际嵌深应适当放大 (6-4) 由剪力为零求出最大弯矩点深度,进而求出最大弯矩,再据此配筋 6.4 单支点桩墙计算 顶端支锚处无位移简化为一简支点;底端约束则视入土深而定 入土较浅时 支锚点A铰支、下端自由; 由∑MA=0求有效嵌深t 并按式(6-4)适当放大 6.4 单支点桩墙计算 由∑X=0求支点锚固力Ra: 由剪力为零求出最大弯矩点深度: 进而求出最大弯矩,再据此配筋 6.4 单支点桩墙计算 入土较深时 支锚点A铰支、下端嵌固的超静定梁,按 等值梁法计算 确定反弯点O(近似以净土压力零点代替) 6.4 单支点桩墙计算 由等值梁AO求Ra和反弯点剪力Q0 取下段OC为隔离体,由∑MC=0求t,并按式(1)放大 由等值梁AO求算最大弯矩Mmax 6.5 多支点桩墙计算 土质较差,基坑较深时采用,支锚层数及位置根据土层分布与性质、基坑深度、支护结构刚度和材料强度以及施工要求等因素确定 常用分析计算方法: 等值梁法 连续梁法 支撑荷载1/2分担法 弹性支点法 有限单元法 6.6 基坑稳定性分析 分析目的:确定合理的嵌固深度,或验算所设计的
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