深基坑开挖支护措施设计计算-1讲解.ppt

第六讲 深基坑开挖支护结构的分析计算 板桩式挡墙专题部分 6.1 支护结构的设计计算一般原理 （1）结构受力机理 （4）解析计算基本方法 常见3类边界条件： 6.2 水土压力的分算与合算 6.3 具体结构计算 1）单支撑（内撑或锚拉）板桩计算 （2）深埋 3）板桩墙－无支撑板桩计算 4）地下连续墙计算简介 5）基坑稳定性验算 6）《建筑基坑支护技术规程》方法介绍 本讲小节 基坑支护结构设计——属于岩土结构设计，要具备两方面知识基础：岩土力学、结构力学（含材料力学）。 作业题 P95 习题4.1 要求：按规范法计算，注意其主动土压力计算方法。 P95 习题4.2 说明：按理论土压力分布模式（理论法）计算，单支撑设置点为地面下1.0m处。 * * 地面 坑底 （2）计算目的 （3）计算内容 开挖卸荷，释放约束，需要结构提供支撑，以维持土体稳定。 进行结构设计（选材、截面、配筋等） 计算结构内力（含弯矩图、剪力图等）及支反力，确定荷载分布模式。 （5）外荷载 要点：边界条件 荷载分布模式 静力平衡：一般为二维问题，所以有3个方程，主要2个（横向力、力矩）； 边界条件：顶、底部边界条件（力、位移条件）。 结构两侧土压力和水压力 （1）自由端【如：桩顶端】 A MA=0，QA=0 （2）铰支端（活动或固定） xB=0，yB=0,θB=0 （3）固定端【如：深埋桩底端】 MA=0，xA=0 A x B y 【如：浅埋桩底端或其它】 p’ p’+pw M pw 透水性较强的土： 坑底 地面 地下水位面 h z 如：砂土、粉土及孔隙比较大或横向渗透系数较高的粘性土。 土体重度用浮重度，再加静水压力。 强调：适于透水性较强的土，如：砂土、粉土及孔隙比较大或横向渗透系数较高的粘性土。 分算： 注意：计算静水压力值一般略高于实测值，因为渗漏等原因。 psat 透水性较弱的土体： M 坑底 地面 地下水位面 h z 如：一般的饱和粘性土。 强调：适于透水性较弱的土体，如：一般的饱和粘性土。 土重度用饱和重度，水压力不再算。 合算： 板桩式挡墙 地面 地面 坑底 板桩 板桩 建立平衡方程 确定边界条件 计算最小埋深 关键： 重要环节： 自由端法 t0 Ea Ep （1）浅埋 基本待求量：t0、R 平衡方程：Fx＝0，MA＝0 等值梁法 h t0 x y P0 计算底端D按简支处理 P0 实际底端T为固定端 AC梁为AD梁上AC段的等值梁 接近底端反弯点 注意：计算底端D处的土压力计算 即为D点桩前被动土压力减去桩后主动土压力 需要用到顶部反弯点C处的土压力相等的条件， 同时注意被动土压力的修正。 计算过程： （1） C点处：pa＝pp，求出y； （2） 对AC段等值梁： MA＝0 ，求出P0及其它； （3） 对CD段计算段： MD＝0 ，求出x； （4） 求出t0＝x+y，实取t＝（1.1～1.2）t0； （5） 作出内力分布图，得到Mmax及Qmax。 注意运用连续梁剪力与弯矩间的微分关系。Q＝0时，有Mmax。 配 筋 设 计 计算要求、构造要求 若按极限状态法设计： 对于一般纯受弯构件： 对于剪切验算，参见混凝土结构设计相关文献。 实际设计计算时可用简化公式： 还应注意构造要求 2）多支撑板桩 理想模式－等弯矩或反力布置法 支撑点处等弯矩或等反力布置 实际模式常用等值梁法 注意：运用剪力与弯矩间的微分关系确定最大弯矩位置 自由端 简支端 方法之一：山肩邦男近似法 两个重要假定： （1）施加下一道支撑时，不影响上道支撑的反力； （2）施加下一道支撑时，上部支撑及支挡结构的位置不变。 两个基本方程： （1） 横向力的平衡 Fx＝0 （2） 桩底端力矩平衡 MB＝0 （1）支挡结构整体稳定性验算； （2）地基强度验算； （3）坑底抗管涌验算。 基坑底部抗隆起验算 hd h ha 排桩、地下连续墙计算 （1）无支撑： 确定最小埋深：对桩底力矩：Mp/Ma＝K≥1.2γ0 （2）单支撑： 同教材方法 （3）多支撑： 圆弧滑动简单条分法确定最小埋深 （4）抗管涌要求： hd/（h－ha）＝Kw≥1.2γ0 hd h ha 单支撑及多支撑注意等值梁法的应用；无支撑板桩计算时注意力的平衡分析。 关键点在确定荷载分布模式，目标在结构设计。 多采用荷载－结构法（上部结构设计方法），实际应考虑岩土体－结构间的相互作用。 由于天然材料的复杂性，决定岩土力学的某种程度的不确定性，致使分析计算难以严密理论，需要引入一定的经验。 P95 复习思考题 4.1、4.4、4.6