基础工程赵明华第五章.ppt

上述各式z0和ω为未知数，可由静力平衡导得： b1为基础计算宽度，W为基底截面模量。联立求解得： 其中： 5.3.1 沉井作为整体深基础的计算 第三十页，共五十一页。 将此代入上述各式得土体横向抗力： 基底边缘处压应力： 式中A0为基底面积。 离地面下深度z处截面弯矩为： 5.3.1 沉井作为整体深基础的计算 第三十一页，共五十一页。 基底嵌入基岩，在水平力和竖直偏心荷载作用下，可假定基底不产生水平位移，故旋转中心A与基底中心重合，即z0 = h。 基底嵌入处将存在一水平阻力FR，其对A点的力矩可忽略不计。由弯矩平衡得： 基底嵌入基岩内 图5.18 基底嵌入基岩内计算 5.3.1 沉井作为整体深基础的计算 第三十二页，共五十一页。 地面下深度z处截面上的弯矩为 尚需注意,当基础仅受偏心竖向力FV作用时,λ→∞，上述各式不能应用。此时应以 M=FV·e 代替上述各式中FHh1，同理可导得上述两种情况下相应的计算公式。 土体横向抗力 基底边缘处压应力 基底嵌入处水平阻力FR由∑X= 0可得： 第三十三页，共五十一页。 δ = ( z0?h2 ) tanω?+ δ0 δ0为h2范围内台身弹性挠曲变形引起的墩顶水平位移 其中：FH、M为墩顶作用的水平力及弯矩 墩台顶水平位移 计入基础实际刚度对地面处水平位移及转角的影响后(tanω≈ω)，可写为： δ?=?(z0 K1+?h2 K2)?ω+?δ0 K1、K2—水平位移影响系数，根据αh及λ?/h查书表5-2。 墩台顶水平位移： 第三十四页，共五十一页。 横向抗力 经验表明最大横向抗力大致在z = h/3和z = h处，故 η1—?取决于上部结构形式的系数，一般取η1=1，拱桥η1=0.7； η2—考虑恒载弯矩Mg对总弯矩M的影响系数，即 验算 要求σzx应小于井周土的极限抗力值，而极限抗力以土压力表示，即： σzx??≤ Pp?Pa 由朗金土压力理论可得： 第三十五页，共五十一页。 墩台顶水平位移 其中：L为相邻跨中最小跨的跨度（m），当L25m，取L＝25m。 此外，对高而窄的沉井还应验算产生施工容许偏差时的影响。 （cm） 要求： 基底应力 σmax ≤?f ah 要求： 第三十六页，共五十一页。 在抽出垫木及挖土可能有不均匀等不利条件下，第一节井壁在自重作用下应按单支点、简支梁等验算井壁强度。 第一节井壁的应力验算 5.3.2 沉井施工过程的结构强度计算 排水除土下沉 不排水除土下沉 图5.19 底节沉井支点布置示意 第三十七页，共五十一页。 考虑下两种最不利情况： 刃脚外挠：沉井下沉至一半深度，上部井壁已全部加高，刃脚入土1m。此时刃脚斜面上土的横向推力向外作用，产生向外挠曲。 刃脚内挠：沉井下沉至接近设计标高，刃脚下土已掏空，沉井自重全部由外侧摩阻力承担。此时在外侧水、土压力作用下，使刃脚产生向内挠曲。 刃脚计算 图5.20 刃脚向外绕曲受力示意图 图5.21 刃脚向内绕曲受力示意图 第三十八页，共五十一页。 井壁的水平配筋 下沉到设计标高，刃脚下土已掏空，水、土压力最大，按水平框架计算内力。 井壁的竖直配筋 下沉到设计标高，刃脚下土已掏空，且上部井壁被土夹住，下部似悬挂在土中的最不利位置计算井壁拉力。 等截面沉井产生的最大拉力τmax等于沉井自重的1/4，即tmax＝G/4，其位置在沉井的h/2处。 井壁计算 此外，还应验算井壁在使用阶段中各种受力时的强度。 图5.22 单孔矩形框架受力 第三十九页，共五十一页。 干封底：可按构造要求确定厚度，一般为0.6～1.2m 水下封底:砼厚度由抗浮要求和强度条件确定 按抗浮计算时，封底砼厚度作为沉井重量的一部分，应满足抗浮要求； 按强度条件计算时，当封底砼达设计强度，井中水被抽除，且未浇筑钢筋砼底板时，将封底所受最大水压减去砼自重作为荷载、素砼板承受水压来计算弯矩，验算强度。 计算模式： 底板可视为四边嵌固于井壁(或隔墙、格梁)上的单向或双向板。荷载取最大水浮力或沉井最大自重时引起的反力。 顶板按动、静荷载作用下的单向或双向板计算。 封底砼及底板、顶板厚度计算 第四十页，共五十一页。 地下连续墙：成槽机沿着深基础或地下构筑物周边，开挖出具有一定宽度(或直径)与深度的沟槽(或孔)，在槽内设置钢筋笼，浇注砼，筑成一个单元的墙段。再继续开挖、浇筑砼，并以某特定接头方式连接墙段，形成一道连续的 概 述 作用:基坑开挖时