第二章基坑工程基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算

第2部分基坑支擋結(jié)構(gòu)計(jì)算上海浦東綠洲中環(huán)中心現(xiàn)在是1頁\一共有88頁\編輯于星期一8.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式及適用范圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)型式及分類放坡開挖及簡易支護(hù)懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)其他形式圍護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是2頁\一共有88頁\編輯于星期一土袋短樁基坑簡易支護(hù)土袋或塊石支護(hù)短樁支護(hù)放坡開挖及簡易支護(hù)現(xiàn)在是3頁\一共有88頁\編輯于星期一?邊坡高度與坡度控制巖土類別狀態(tài)及風(fēng)化程度允許坡高允許坡度微風(fēng)化121：0.10~1：0.20硬質(zhì)巖石中等風(fēng)化101：0.20~1：0.35強(qiáng)風(fēng)化81：0.35~1：0.50微風(fēng)化81：0.35~1：0.50軟質(zhì)巖石中等風(fēng)化81：0.50~1：0.75強(qiáng)風(fēng)化81：0.75~1：1.001：1.00基坑頂面無載重砂土中密以上51：1.25基坑頂面有靜載1：1.50基坑頂面有動(dòng)載1：0.75基坑頂面無載重粉土稍濕51：1.00基坑頂面有靜載1：1.25基坑頂面有動(dòng)載邊坡允許坡度值現(xiàn)在是4頁\一共有88頁\編輯于星期一巖土類別狀態(tài)及風(fēng)化程度允許坡高允許坡度堅(jiān)硬51：0.33基坑頂面無載重1：0.50基坑頂面有靜載粉質(zhì)粘土1：0.75基坑頂面有動(dòng)載硬塑51：1.00~1：1.25基坑頂面無載重可塑41：1.25~1：1.50基坑頂面無載重堅(jiān)硬51：0.33~1：0.75粘土硬塑51：1.00~1：1.25可塑41：1.25~1：1.50雜填土中密、密實(shí)的建筑垃圾土51：0.75~1：1.00邊坡允許坡度值（續(xù)）現(xiàn)在是5頁\一共有88頁\編輯于星期一?邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算需要進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算的情況有以下幾種：S坡頂有堆載；S邊坡高度與坡度超出上表所列允許值；S存在軟弱結(jié)構(gòu)面的傾斜地層；S巖層和主要結(jié)構(gòu)層面的傾斜方向與邊坡的開挖面傾斜方向一致，且兩者走向的夾角小于45°。?

土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定分析可用圓弧滑動(dòng)法進(jìn)行分析。?

巖質(zhì)邊坡宜按由軟弱夾層或結(jié)構(gòu)面控制的可能滑動(dòng)面進(jìn)行驗(yàn)算。現(xiàn)在是6頁\一共有88頁\編輯于星期一懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)?

結(jié)構(gòu)特征：無支撐的懸臂圍護(hù)結(jié)構(gòu)；?支撐材料：鋼筋混凝土排樁、鋼板樁、木板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻、SMW工法樁等；?受力特征：利用支撐入土的嵌固作用及結(jié)構(gòu)的自身的抗彎剛度擋土及控制變形；?適用條件：土質(zhì)較好，開挖深度較小的基坑?，F(xiàn)在是7頁\一共有88頁\編輯于星期一重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)?

結(jié)構(gòu)特征：常用水泥土樁構(gòu)成重力式擋土構(gòu)造；?

支撐材料：水泥攪拌樁、注漿；?

受力特征：利用墻體或格構(gòu)自身的穩(wěn)定擋土與止水；?適用條件：寬度較大，開挖較淺，周圍場地較寬，對(duì)變形要求不高的基坑。重力式水泥土墻斷面圖平面圖現(xiàn)在是8頁\一共有88頁\編輯于星期一內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)?結(jié)構(gòu)特征：由擋土結(jié)構(gòu)與支撐結(jié)構(gòu)兩部分組成；?支撐材料：擋土材料有鋼筋混凝土樁、地下連續(xù)墻，支撐材料有鋼筋混凝土梁、鋼管、型鋼等；?受力特征：水平支撐、斜支撐，單層支撐、多層支撐；?適用條件：各種土層和基坑深度。內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是9頁\一共有88頁\編輯于星期一現(xiàn)在是10頁\一共有88頁\編輯于星期一現(xiàn)在是11頁\一共有88頁\編輯于星期一拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)?結(jié)構(gòu)特征：由擋土結(jié)構(gòu)與錨固系統(tǒng)兩部分組成；?支撐材料：可采用內(nèi)撐式結(jié)構(gòu)相同的材料外，還可以采用鋼板樁等；?受力特征：由擋土結(jié)構(gòu)與錨固系統(tǒng)共同承擔(dān)土壓力；?適用條件：砂土或粘性土地基。拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是12頁\一共有88頁\編輯于星期一現(xiàn)在是13頁\一共有88頁\編輯于星期一土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)?結(jié)構(gòu)特征：由土釘與噴錨混凝土面板兩部分組成；?

支撐材料：由土釘及鋼筋混凝土面板構(gòu)成支撐；?受力特征：由土釘構(gòu)成支撐體系，噴錨混凝土面板構(gòu)成擋土體系；?適用條件：地下水位以上或降水后的粘土、粉土、雜填土及非松散砂土、碎石土。現(xiàn)在是14頁\一共有88頁\編輯于星期一現(xiàn)在是15頁\一共有88頁\編輯于星期一水泥攪拌樁鋼筋混凝土樁連拱式支護(hù)結(jié)構(gòu)平面圖現(xiàn)在是16頁\一共有88頁\編輯于星期一鉆孔灌注樁高壓噴射樁灌注樁與高壓噴射樁組合支護(hù)現(xiàn)在是17頁\一共有88頁\編輯于星期一型鋼深層攪拌樁SMW工法樁組合支護(hù)現(xiàn)在是18頁\一共有88頁\編輯于星期一3.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)上的荷載水、土壓力計(jì)算?水、土壓力分算方法對(duì)于透水性比較大的砂性土和粉土，分別計(jì)算作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力（按朗肯土壓力理論計(jì)算）和水壓力（按靜水壓力計(jì)算），然后疊加作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上。或：???

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現(xiàn)在是19頁\一共有88頁\編輯于星期一?水、土壓力合算方法對(duì)于透水性比較差的粘性土地基，采用水、土壓力合算的方法計(jì)算作用于圍護(hù)結(jié)構(gòu)上的側(cè)向壓力。各項(xiàng)參數(shù)的定義見《土力學(xué)》教材相關(guān)說明。??aa?

p??

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satHKp

2c K

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HKa

2c K現(xiàn)在是20頁\一共有88頁\編輯于星期一擋土結(jié)構(gòu)位移對(duì)土壓力的影響一般的圍護(hù)結(jié)構(gòu)自身剛度不大，在側(cè)向壓力作用下產(chǎn)生較大的相對(duì)位移時(shí)，對(duì)土壓力的分布與大小產(chǎn)生影響。一般有以下幾種情況：?擋土構(gòu)造不發(fā)生位移墻后主動(dòng)土壓力為靜止土壓力，土壓力分布為三角形分布。現(xiàn)在是21頁\一共有88頁\編輯于星期一HH/

2?擋土構(gòu)造頂部不動(dòng)，底部向外位移無論位移達(dá)到多大，都不能使填土內(nèi)發(fā)生主動(dòng)破壞，壓力為曲線分布，總壓力作用點(diǎn)位移墻底以上H/2處。?擋土構(gòu)造平行向外移動(dòng)位移的大小未達(dá)到足以使填土發(fā)生主動(dòng)破壞時(shí)，壓力為曲線分布，當(dāng)位移超過某一值后填土將發(fā)生主動(dòng)破壞，應(yīng)力成直線分布?，F(xiàn)在是22頁\一共有88頁\編輯于星期一?

擋土構(gòu)造上下兩端不動(dòng)，中部發(fā)生向外位移墻后主動(dòng)土壓力為馬鞍形分布。?擋土構(gòu)造下端不動(dòng)，上端向外位移無論位移多少，作用在墻背上的壓力都按直線分布。當(dāng)墻上端的移動(dòng)達(dá)到一定數(shù)值后，墻后填土?xí)l(fā)生主動(dòng)破壞，此時(shí)作用在墻上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力?，F(xiàn)在是23頁\一共有88頁\編輯于星期一8.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)規(guī)定設(shè)計(jì)依據(jù)：《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120-2012）設(shè)計(jì)狀態(tài)?承載能力極限狀態(tài)：支護(hù)結(jié)構(gòu)達(dá)到承載力破壞，錨固系統(tǒng)失效或坡體失穩(wěn)狀態(tài)；?正常使用極限狀態(tài)：支護(hù)結(jié)構(gòu)和邊坡的變形達(dá)到結(jié)構(gòu)本身或鄰近建筑物的正常使用限值或影響耐久實(shí)用性能。安全等級(jí)根據(jù)建筑基坑工程破壞可能造成的后果，基坑工程劃分為三個(gè)安全等級(jí)?，F(xiàn)在是24頁\一共有88頁\編輯于星期一安全等級(jí)破壞后果重要性系數(shù)γ0支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變一級(jí)形對(duì)基坑周圍環(huán)境和地下結(jié)構(gòu)施工1.10影響很嚴(yán)重支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變二級(jí)形對(duì)基坑周圍環(huán)境影響一般，但對(duì)1.00地下結(jié)構(gòu)施工影響嚴(yán)重支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞或土體失穩(wěn)或過大變?nèi)?jí)形對(duì)基坑周圍環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工0.90影響不嚴(yán)重建筑基坑安全等級(jí)及重要性系數(shù)現(xiàn)在是25頁\一共有88頁\編輯于星期一基坑設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容?支護(hù)體系的方案比較與選型；?

支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定和變形計(jì)算；?

基坑內(nèi)外土體的穩(wěn)定性驗(yàn)算；?

地下水控制設(shè)計(jì)；?

施工程序設(shè)計(jì)；?

周邊環(huán)境保護(hù)措施；?

支護(hù)結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測和開挖監(jiān)控項(xiàng)目及報(bào)警要求?，F(xiàn)在是26頁\一共有88頁\編輯于星期一基坑設(shè)計(jì)應(yīng)具備的資料?

巖土工程勘察報(bào)告；?

建筑總平面圖、地下管線圖、地下結(jié)構(gòu)平面和剖面圖；?土建設(shè)計(jì)和施工對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的要求；?鄰近建筑物和地下設(shè)施的類型、分布情況和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的檢測評(píng)價(jià)?，F(xiàn)在是27頁\一共有88頁\編輯于星期一8.5 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（排樁、板樁）計(jì)算簡圖（均質(zhì)土）排樁變位凈土壓力分布簡化處理后的凈土壓力分布現(xiàn)在是28頁\一共有88頁\編輯于星期一靜力平衡法?基本原理：隨著板樁的入土深度的變化，作用在板樁兩側(cè)的凈土壓力分布也隨之發(fā)生變化，當(dāng)作用在板樁兩側(cè)的凈土壓力相等時(shí)，板樁處于平衡狀態(tài)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的板樁的入土深度即是保證板樁穩(wěn)定的最小入土深度。根據(jù)板樁的靜力平衡條件可以求出該深度。t現(xiàn)在是29頁\一共有88頁\編輯于星期一?土壓力計(jì)算（朗肯土壓力理論）?確定板樁入土深度

tS

基坑底土壓力e

pneani

1n(qn

ihi)Kp

2c K

pn

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ihi

)Ka

2c Kai

1thDz1z2

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t

tp

pa p a pz1

pz1

haaa a aph2c K )

hK

2c K(或：ph

h

q Ka 0地面超載現(xiàn)在是30頁\一共有88頁\編輯于星期一thDz1z2

pah

tpp

pah

t p a pz1

p

z1

hS確定凈土壓力p=0的深度D??????????q

0)(c

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0)p aK

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2c?DKp

hKa

DK

a現(xiàn)在是31頁\一共有88頁\編輯于星期一tDz1z2h

pah

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t

tp pap

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1

hp aS確定深度h+z1及h+t

處的凈土壓力11ppappapq0zptaap pz1pq0

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2c Ka]q0

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K K

[

(z1

h)K現(xiàn)在是32頁\一共有88頁\編輯于星期一S

確定最小入土深度

t當(dāng)板樁入土深度達(dá)到最小入土深度t時(shí)，應(yīng)滿足作用在板樁上的水平力之和等于0，各力距任一點(diǎn)力矩之和等于0的靜力平衡條件，建立靜力平衡方程，可以求得未知量z2

及板樁最小入土深度

t

：?????

z2 2t32??K

a(h

t)

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t

z

2

(K

p

K

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2

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)

0

(

K

p

Ka)(h

2

t

)K (h

t)

3

Ka p求解上述聯(lián)立方程，可以得到未知值z2，t（也可以采用試算法計(jì)算），為安全起見，計(jì)算得到的

t值還需乘以1.1的安全系數(shù)作為設(shè)計(jì)入土深度，即實(shí)際的入土深度=1.1t

。現(xiàn)在是33頁\一共有88頁\編輯于星期一?板樁內(nèi)力計(jì)算計(jì)算板樁最大彎矩時(shí)，根據(jù)在板樁最大彎矩作用點(diǎn)剪力等于0的原理，可以確定發(fā)生最大彎矩的位置及最大彎矩值。對(duì)于均質(zhì)無粘性土（c=0，q0=0），根據(jù)圖示關(guān)系，當(dāng)剪力為0的點(diǎn)位于基坑底面以下深度

b時(shí)，則有：解出b后，即可求得Mmax：h

b z12 2bap2 2K

0K

(h

b)3 3

63 2 3 2M

max

[(h

b) Ka

b K

p]h

b(h

b)2 bb2Ka

K

p現(xiàn)在是34頁\一共有88頁\編輯于星期一布魯姆法（均質(zhì)土）?基本原理：布魯姆法以一個(gè)集中力Ep’代替板樁底出現(xiàn)的被動(dòng)土壓力，根據(jù)該假定建立靜力平衡方程，求出入土深度及板樁內(nèi)力。?計(jì)算板樁入土深度

t對(duì)板樁底C點(diǎn)取力矩，由ΣMc=0得到：OhtlE’p

(Kp

Ka)xEpE4E2E1E3uCxxmaΣP??

0x6P

0?

x3

?appp6P(l

a)(K

K )x

2?

P(l

x

a)

E

(Kp

Ka

)

(Kp

Ka

)x 2 2x?

3??E

(K

p

Ka

)

x

?現(xiàn)在是35頁\一共有88頁\編輯于星期一在均質(zhì)土條件下，凈土壓力為0的O點(diǎn)深度可根據(jù)墻前與墻后土壓力強(qiáng)度相等的條件算出（不考慮地下水及頂面均布荷載的影響，c=0，q0=0）：Ka

h

l

h

u(Kp

Ka

)ukp(u

h)Ka

u

代入前式求解方程后可求得未知量x，板樁的入土深度按下式計(jì)算：t=u+1.2x為便于計(jì)算，建立了一套圖表，利用該圖表，可用圖解法確定未知量

x值，其順序如下：0

令中間變量：

x/l現(xiàn)在是36頁\一共有88頁\編輯于星期一apap6aP6Pl

3

(

K

K

)(

1)

l

2

(

K

K

)

3O

根據(jù)求出的m、n值，查圖表確定中間變量ξ，從而求得：x=ξ·l，

t=u+1.2x326aP, n

6

P4再令：

ml (Kp

Ka)l (Kp

Ka

)

m(

1)

n

3現(xiàn)在是37頁\一共有88頁\編輯于星期一現(xiàn)在是38頁\一共有88頁\編輯于星期一?內(nèi)力計(jì)算最大彎矩發(fā)生在剪力Q=0處，如圖設(shè)O點(diǎn)以下xm處的剪力Q=0，則有：最大彎矩：m2Px

(Kp

Ka

)P

(K

K )x2

02 p a mmM

P(l

xmax

a)

(K

K )

x

36 p a mOhtluE’p

(Kp

Ka)xEpE4E2E1E3ΣPCxxma現(xiàn)在是39頁\一共有88頁\編輯于星期一例題1：某懸臂板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)如圖示，試用布魯姆法計(jì)算板樁長度及板樁內(nèi)力。6mluE3E1E2a

ΣP

q=10kN/m2c=0φ=34°γ=20kN/m3現(xiàn)在是40頁\一共有88頁\編輯于星期一解：①板樁長度pea1ea2P

E1

E2

E3

2.83

6

0.5

(36.79

2.83)

6

0.5

36.79

0.57

129.35kN/m3.537

0.283

(6

10

/

20)

0.283

0.57m(kp-ka)uk

(h

q

u)

u

(h

q

/

)ka

qka

10

0.283

2.83kPa

(q

h)ka

(10

20

6)

0.283

36.79kPa2kp

tan (45

/2)

3.5372ka

tan (45-

/2)

0.283,現(xiàn)在是41頁\一共有88頁\編輯于星期一apap

0.1720

6.573

(3.537

0.283)6aPn

0.2820

6.57

2

(3.537

0.283)6

4.08

129.35129.356

129.356Pm

4.08m2.83

6

3

0.5

(36.79

2.83)

6

2

/

3

6a

0.5

36.79

0.57

(6

1

/

3

0.57

)l

3(k

k )l

2

(k

k )查表，ξ=0.67，x=ξl=0.67×6.57=4.4mt=1.2x+u=1.2×4.4+0.57=5.85m板樁長=6+5.85=11.85m，取12m?，F(xiàn)在是42頁\一共有88頁\編輯于星期一②計(jì)算最大彎矩66x

3mapm

484kN

m/

m

129.35

(6.57

1.99

4.08)

20

(3.537

0.283)

1.99

3Mmax

P(l

xm

a)

1.99m20

(3.537

0.283)2

129.352Px

(k

k )

(kp

ka

)現(xiàn)在是43頁\一共有88頁\編輯于星期一8.6 單支點(diǎn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析（排樁、板樁）頂端支撐的排樁結(jié)構(gòu)，有支撐的支撐點(diǎn)相當(dāng)于不能移動(dòng)的簡支點(diǎn)，埋入地中的部分，則根據(jù)入土深度，淺時(shí)為簡支，深時(shí)為嵌固。在確定板樁的入土深度時(shí)，太淺則跨中彎矩比較大，較深時(shí)則不經(jīng)濟(jì)。比較合理的入土深度為下圖所示的第3種狀態(tài)所處的入土深度。一般按該種狀態(tài)確定板樁的入土深度t。現(xiàn)在是44頁\一共有88頁\編輯于星期一EaEptminEaEpt1tmaxEaEppE’t2EaEpEp’(a

)(b

)(c)(d

)現(xiàn)在是45頁\一共有88頁\編輯于星期一內(nèi)力計(jì)算方法（均質(zhì)土）?靜力平衡法（埋深較淺，下端鉸支，前圖a計(jì)算圖式）根據(jù)圖示所示靜力平衡體系，根據(jù)A點(diǎn)的力矩平衡方程及水平方向的力平衡方程，可以得到兩個(gè)方程：???R

Ea

E

p??M

Ea

MEp

0根據(jù)上述方程求解出板樁的入土深度

t

及反力

RhtREpEaAd現(xiàn)在是46頁\一共有88頁\編輯于星期一2a212 21, E

p

t K

pEa

(h

t

) K對(duì)支撐

A點(diǎn)取力矩平衡方程：3 32 2Ea

[ (h

t

)

d

]

E

p

(h

d

t)

求出板樁最小入土深度tmin由水平方向的靜力平衡方程：R

Ea

E

p根據(jù)剪力為

0的條件，可以求得最大彎矩的位置：a2R2KaR

1x

2

K

x板樁截面最大彎矩：a3a21131Mmaxx

R(x

d

)

x K6

R(

x

d)

x

K2現(xiàn)在是47頁\一共有88頁\編輯于星期一等值梁法?基本原理：將板樁看成是一端嵌固另一端簡支的梁，單支撐擋墻下端為彈性嵌固時(shí)，其彎矩分布如圖所示，如果在彎矩零點(diǎn)位置將梁斷開，以簡支梁計(jì)算梁的內(nèi)力，則其彎矩與整梁是一致的。將此斷梁稱為整梁該段的等值梁。對(duì)于下端為彈性支撐的單支撐擋墻，彎矩零點(diǎn)位置與凈土壓力零點(diǎn)位置很接近，在計(jì)算時(shí)可以根據(jù)凈土壓力分布首先確定出彎矩零點(diǎn)位置，并在該點(diǎn)處將梁斷開，計(jì)算兩個(gè)相連的等值簡支梁的彎矩。將這種簡化方法稱為等值梁法?，F(xiàn)在是48頁\一共有88頁\編輯于星期一RaAB BQBQBGE’pBGtRE’pEa2Ah0ahEa

DBGuxΔxt0Cγ(kp-ka)x現(xiàn)在是49頁\一共有88頁\編輯于星期一?計(jì)算步驟0計(jì)算凈土壓力分布根據(jù)凈土壓力分布確定凈土壓力為0的B點(diǎn)位置，利用下式算出B點(diǎn)距基坑底面的距離

u（c=0，q0=0）：4計(jì)算支撐反力計(jì)算支撐反力Ra及剪力QB。以B點(diǎn)為力矩中心：Kah(Kp

Ka

)u

Rah

u

h0

Ea

(h

u

a)現(xiàn)在是50頁\一共有88頁\編輯于星期一以A點(diǎn)為力矩中心：O計(jì)算板樁的入土深度由等值梁BG取G點(diǎn)的力矩平衡方程：可以求得：QBh

u

h0

Ea(a

h0)6aB pQ x

1

[K

(u

x)

K

(h

u

x)]x

26QBx

(Kp

Ka

)現(xiàn)在是51頁\一共有88頁\編輯于星期一板樁的最小入土深度：t0=u+x，考慮一定的富?？梢匀。簍=(1.1~1.2)t0o

求出等值梁的最大彎矩根據(jù)最大彎矩處剪力為0的原理，求出等值梁上剪力為0的位置，并求出最大彎矩

Mmax。注意：以上兩種情況計(jì)算出的支撐力（錨桿拉力）為單位延米板樁墻上的數(shù)值，如支撐（錨桿）間距為a，則實(shí)際支撐力（錨桿拉力）為

aR?，F(xiàn)在是52頁\一共有88頁\編輯于星期一工程實(shí)踐中，可按以下經(jīng)驗(yàn)關(guān)系粗略確定正負(fù)彎矩轉(zhuǎn)折點(diǎn)B的位置（即u的深度）。設(shè)基坑深度為h，地面均布荷載為q，基坑底面以下土體的內(nèi)摩擦角為φ，等效基坑深度為：h’=h+q/γ???u

0.08h'??u

0.03h'?

30o

,

35o

,

40o

, u

0單支撐板樁的計(jì)算，是以板樁下端為固定的假設(shè)進(jìn)行的，對(duì)于埋入粘性土中的板樁，只有粘性土相當(dāng)堅(jiān)硬時(shí)，才可以認(rèn)為底端固定，因此，其計(jì)算假定與一般實(shí)際情況仍有差異。但等值梁法計(jì)算結(jié)果偏于安全，方法簡單，特別適合于非粘性土地基中的支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算。現(xiàn)在是53頁\一共有88頁\編輯于星期一例題2：某單支撐板樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)如圖示，試用等值梁法計(jì)算板樁長度及板樁內(nèi)力。1m9.0muaq=28kN/m2c=6kPaφ=20°γ=18kN/m3Eaxx0Ra現(xiàn)在是54頁\一共有88頁\編輯于星期一解：①土壓力計(jì)算ea1ea20.49ka

(28

18

10)

0.49

2

6

0.49

5.32kPaka

28

0.49

2

6

qka

2c

(q

h)ka

2c2kp

tan (45

/2)

2.042ka

tan (45

-

/2)

0.49

,

93.52kPa②u的計(jì)算2.04

2.74m18

(2.04

0.49)

93.52

2

6

ea2

2c kpu

( k

p

ka

)ka

kp

)

( kp

ka

)(h

q)ka

2c(kp

(h

q)ka

uka

2c kaukp

2c現(xiàn)在是55頁\一共有88頁\編輯于星期一③Ra、QB的計(jì)算QRBa622.3210

2.74

1.0h

u

-

h0

Ea(a-h0)

622.32

(7.4-1.0)

339.25kN/

m10

2.74

1.0h

u-h0

Ea

(h

u

a)

622.32

(10

2.74

7.4)

283.07kN

/mEa

5.32

10

0.5

(93.52

5.32)

10

0.5

93.52

2.74

53.2

441

128.12

622.32kN

/

ma

53.2

5

441

2

/3

10

128.12

(10

1/3

2.74)

7.40m現(xiàn)在是56頁\一共有88頁\編輯于星期一④入土深度t的計(jì)算6QB18

(2.04

0.49)6

339.25

8.54mx

(kp

ka

)t

(1.1

~

1.2)t0

(1.1~

1.2)(x

u)

(1.1

~

1.2)

11.28

12.41~13.54m取t=13.0m，板樁長=10+13=23m⑤內(nèi)力計(jì)算求Q=0的位置

x02 102x0a 0 0283.07

5.32x0

4.41x0

0

x0

7.43m(93.52

5.32)

0R

5.32x

1

x現(xiàn)在是57頁\一共有88頁\編輯于星期一602 6 1032 2 10x30 0a 0 0 a10a1a220a10

(93.52

5.32)

287.07

(7.43

1.0)

1

5.32

7.43

2

7.432

1096.06kN

m

/m(ea2

ea1)

x2

1x3

R

(

x

h)

1

e

x0e )

x

1

x0(e

h

)

e Mmax

Ra(

x0現(xiàn)在是58頁\一共有88頁\編輯于星期一8.7 多支點(diǎn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算方法簡介連續(xù)梁法?基本原理：將排樁支護(hù)看成多支點(diǎn)支撐的連續(xù)梁?

計(jì)算步驟（以三道支撐為例）

A A

B A B

CD A B C(a)(b)(c)(d)現(xiàn)在是59頁\一共有88頁\編輯于星期一(1)

設(shè)置第一道支撐A之前的開挖階段（圖a）按下端嵌固在土中的懸臂樁墻計(jì)算。(2)

設(shè)置第二道支撐B之前的開挖階段（圖b）按板樁墻為兩個(gè)支點(diǎn)的靜定梁計(jì)算，兩個(gè)支點(diǎn)分別為A及土中凈土壓力為0的一點(diǎn)。(3)設(shè)置第三道支撐C之前的開挖階段（圖c）按板樁墻為具有三個(gè)支點(diǎn)的連續(xù)梁計(jì)算，三個(gè)支點(diǎn)分別為A、B及土中凈土壓力為0的一點(diǎn)。(4)澆筑底板以前的開挖階段按板樁墻為具有四個(gè)支點(diǎn)三跨的連續(xù)梁計(jì)算?，F(xiàn)在是60頁\一共有88頁\編輯于星期一支撐荷載1/2分擔(dān)法?基本原理：墻后主動(dòng)土壓力分布采用太沙基—佩克假定，按1/2分擔(dān)的概念計(jì)算支撐反力和排樁內(nèi)力。l1l2l3l4R1R2

R3R4

l5R1

R2R3R4R3

l3/2l4/22ql/10ql2/20γHKaγHKaM圖q圖現(xiàn)在是61頁\一共有88頁\編輯于星期一?

計(jì)算方法（經(jīng)驗(yàn)方法）D每道支撐所受的力是相鄰兩個(gè)半跨的土壓力荷載值；D

若土壓力強(qiáng)度為q，按連續(xù)梁計(jì)算，最大支座彎矩（三跨以上）為

M=ql2/10，最大跨中彎矩為M=ql2/20。現(xiàn)在是62頁\一共有88頁\編輯于星期一彈性抗力法（彈性支點(diǎn)法、地基反力法）?基本原理：將樁墻看成豎直置于土中的彈性地基梁，基坑以下土體以連續(xù)分布的彈簧來模擬，基坑底面以下的土體反力與墻體的變形有關(guān)。?計(jì)算方法D墻后土壓力分布：直接按朗肯土壓力理論計(jì)算、矩形分布的經(jīng)驗(yàn)土壓力模式（我國較多采用）；D地基抗力分布：基坑開挖面以下的土抗力分布根據(jù)文克爾地基模型計(jì)算：σx

ks

yks：地基土的水平基床系數(shù)現(xiàn)在是63頁\一共有88頁\編輯于星期一EaEaR1RnR1RnD支點(diǎn)按剛度系數(shù)kz的彈簧進(jìn)行模擬，建立樁墻的基本撓曲微分方程，解方程可以得到支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形。現(xiàn)在是64頁\一共有88頁\編輯于星期一8.8

基坑的穩(wěn)定驗(yàn)算基坑穩(wěn)定驗(yàn)算的基本內(nèi)容?整體穩(wěn)定驗(yàn)算（邊坡穩(wěn)定、傾覆穩(wěn)定、滑移穩(wěn)定）；?基坑抗隆起穩(wěn)定；?基坑抗?jié)B流穩(wěn)定。現(xiàn)在是65頁\一共有88頁\編輯于星期一基坑抗隆起穩(wěn)定基坑隆起——開挖較深軟土基坑時(shí)，在坑壁土體自重和坑頂荷載作用下，坑底軟土可能受擠在坑底發(fā)生隆起現(xiàn)象；?

基本假定S參照太沙基、普朗得爾地基承載力理論；S

支護(hù)樁底面的平面作為極限承載力基準(zhǔn)面；S滑動(dòng)線形狀如《土力學(xué)》教材所示。?基坑抗隆起安全系數(shù)：式中各項(xiàng)物理意義見土力學(xué)》教材說明。Ks

1(h

d

)

q

2

dN

q

cNc現(xiàn)在是66頁\一共有88頁\編輯于星期一?承載力系數(shù)S

普朗得爾公式：安全系數(shù)：Ks≥1.1~1.2S太沙基公式：安全系數(shù)：Ks≥1.15~1.252qcqN (N

1)/

tanN

tan

2

(45

o

)e

tan

,22, Nc(Nq

1)/

tan)

??tan

???????1?

eNq

?2(3

)4 2?

cos(45o

現(xiàn)在是67頁\一共有88頁\編輯于星期一?《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》推薦公式Nc：承載力系數(shù)，條形基礎(chǔ)取Nc

=5.14；τ0：抗剪強(qiáng)度，由十字板試驗(yàn)或三軸不固結(jié)不排水試驗(yàn)確定；t：支護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度；其余參數(shù)與前述相同。Ks

1.6

(h

t

)

q

t

N

c 0現(xiàn)在是68頁\一共有88頁\編輯于星期一?

簡化計(jì)算方法假定地基破壞時(shí)發(fā)生如下圖所示滑動(dòng)面，滑動(dòng)面圓心在最底層支撐點(diǎn)A處，半徑為x，垂直面上的抗滑阻力不予考慮，則滑動(dòng)力矩為：2x2dM

q

rH穩(wěn)定力矩為：Su——滑動(dòng)面上不排水抗剪強(qiáng)度，對(duì)于飽和軟粘土，則=0，Su=cu。定義安全系數(shù)K=Mr/Md220

S (

xd

)

,

M

xu現(xiàn)在是69頁\一共有88頁\編輯于星期一如基坑處土質(zhì)均勻，則基坑抗隆起安全系數(shù)為：

1.2KsH

q

(

2

)Su現(xiàn)在是70頁\一共有88頁\編輯于星期一例題3：某基坑深H=6.2m，地面荷載q=20kN/m2，地基土為均質(zhì)土γ=17kN/m3，

c=25kPa，底部支撐α= 81.8°，按簡化計(jì)算方法驗(yàn)算其抗隆起穩(wěn)定性。解：均質(zhì)土地基，Su=c=25kPa基坑抗隆起安全系數(shù)不能滿足抗基坑隆起穩(wěn)定要求。Ks17

6.2

20H

q

(

2

)Su

(

2

81.8

/180)

25

1.196

1.2現(xiàn)在是71頁\一共有88頁\編輯于星期一基坑抗?jié)B流穩(wěn)定?

基坑底面抗流砂穩(wěn)定適用：粉土、砂土j(h

hw)γw

2hd)γ'

1.5~2.0K

γ'

(h

hw

hwhhd現(xiàn)在是72頁\一共有88頁\編輯于星期一?基坑底面突涌穩(wěn)定性pwγm：透水層以上土的飽和重度pw：含水層水壓力。K

γm(t

Δt)

1.3~1.5Δtht承壓水不透水層現(xiàn)在是73頁\一共有88頁\編輯于星期一8.9

土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)概述土釘支護(hù)是將一系列鋼筋或鋼索近似水平地設(shè)置在被加固的原位土體中，在坡面噴射混凝土面層形成支護(hù)結(jié)構(gòu)。土釘支護(hù)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容?土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定?土釘抗拉力的計(jì)算?土釘墻內(nèi)外穩(wěn)定性驗(yàn)算現(xiàn)在是74頁\一共有88頁\編輯于星期一土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定?

土釘長度?一般上下土釘取等長，或上部稍長而底部稍短（土釘內(nèi)力中部較大，上部土釘對(duì)限制支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移作用較大，下部土釘對(duì)提高土釘墻整體穩(wěn)定性作用較大）；?

非飽和土：土釘長度L=（0.6~1.2）H；?

飽和軟土：土釘長度L>H。?

土釘間距?

土釘間距：1.2~2.0m（軟土可<1.0m）；?

垂直間距按土層分布及計(jì)算確定；?

上下插筋交叉排列現(xiàn)在是75頁\一共有88頁\編輯于星期一?

土釘筋材尺寸?

筋材材料：鋼筋、角鋼、鋼管等；?鋼筋：φ18mm~

φ32mm，Ⅱ級(jí)以上螺紋鋼筋；?

角鋼：L15mm×50mm×50mm；?鋼管：φ50mm。?

土釘傾角：0°~20°之間?

傾角?。褐ёo(hù)變形小，注漿質(zhì)量難以控制；?傾角大：支護(hù)變形大，注漿質(zhì)量易于控制，利于插入下層較好土層。?

注漿材料：水泥砂漿、水泥漿現(xiàn)在是76頁\一共有88頁\編輯于星期一?支護(hù)面層?臨時(shí)性結(jié)構(gòu)：50~150mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，

φ6mm~φ8mm的Ⅰ級(jí)鋼筋焊成150~300mm的方格網(wǎng)片；?永久性結(jié)構(gòu)：150~250mm厚鋼筋網(wǎng)噴射混凝土，可設(shè)兩層鋼筋網(wǎng)，分兩層噴成?，F(xiàn)在是77頁\一共有88頁\編輯于星期一土釘支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗拉承載力計(jì)算jjkTujcos

αTs2122 1

1 2/tan

(45

)?tanβ

??????πdnjΣqsik

li???

tanβ

kξ

tan

β

kξe s s

ajk x y?

驗(yàn)算公式1.25γ0Tjk

Tuj減系數(shù)j個(gè)土釘位置處基坑水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值固結(jié)快剪指標(biāo)土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)j

根土釘受拉