(完整版)基坑支护结构的计算
基坑支护相关计算
1
Q=-x2.5x32.91=41.13kNb2
(4)第一道支撑处弯矩及剪力
—(2.5+0,5)2x12.5=2.43kN • m
122
1
Q=—x1.5x12.5=9.37kNa2
根据上述的四项计算,按照第三道支撑选板桩断面:
33.6x104=210cm3
1600
选用2根50#工字钢(横放)攻=142x2=284cm3〉210cm3
1.815x2—4.842x=0
解x=2.67m
入土深度取1.2x=3.2m
则桩长L=H+1.2x=8.5+2.4=10.9m采用标准的12米工字钢。
<3>板桩内力及断面选择
(1)板桩最下跨度L=2x=2X2,67=1.78m
DM33
板桩最下跨度弯矩M=— L。=—X1.52X77.83=14.59kN•m
第七章基坑支护相关计算
一、基坑施工
工作井:长12m*宽12m,井深8.5m,
接收井:长10*宽10m,井深8.5m,
DN2600工作井作法
工作井后背采用40b#工字钢竖排密打,其它两侧采用40b#工字钢一丁一 横,桩长12米。工作井采用人机配合开挖,工作井内用双层40b#工字钢 焊接三道双矩形支撑框架,每道支撑四周加焊三角支撑(长2.5m)。第二 道支撑距第一道支撑3米,在管顶以上0.5米处设置第三道支撑,做法同 第一道支撑。井四周钢桩外侧1m采用水泥搅拌桩双排咬打方式进行闭水 以提高闭水效果,水泥搅拌桩桩长14米,直径为①700,互相咬合300mm,第一排水泥搅拌桩与第二排水泥搅拌桩相互咬合300mm。
基坑支护方案及计算书
目录............................................ 错误!未定义书签。第一部分基坑支护设计方案说明 . (4)
1 工程概况 (4)
1。1 一般概况.................................. 错误!未定义书签。
1.2 项目概况 (4)
1.3 环境概况 (4)
1。4 基坑安全等级 (4)
2 地质资料 (5)
2.1 地形地貌 (5)
2.2 工程地质 (5)
2.3 水文概况 (5)
2。4 不良地质条件 (5)
2.5 地质参数 (5)
3 支护方案设计 (6)
3。1设计使用规范 (6)
3.2设计资料依据 (6)
3.3 支护方案 (6)
4 基坑支护结构设计计算 (6)
4。1 计算方法 (7)
4.2 计算条件 (7)
4。3 计算结果 (7)
5 支护结构施工技术要求 (7)
5。1 施工流程 (7)
5。2 水泥土搅拌桩施工技术要求 (8)
5.3 喷射混凝土施工技术要求 (7)
5.4 土方开挖技术要求 (9)
5。5 基坑降排水 (10)
6 其它注意事项 (10)
7 监测要求及内容 (11)
7.1 监测技术要求 (11)
7.2 监测内容 (11)
7.3监测要求 (12)
8 质量检测 (12)
9 应急措施 (12)
9.1支护结构体系方面的应急处理措施 (12)
9.2地下水方面的应急处理措施 (13)
9。3环境保护方面的应急处理措施 (13)
9。4应急资源 (13)
10 备注 (14)
第二部分基坑支护设计计算书 (15)
1.AB段剖面计算 (15)
土建施工基坑支护计算书(DOC)
基坑支护计算书
四川省建筑设计院
2005年4月
基坑支护计算书
总工程师:
审定:
审核:
编制:
四川省建筑设计院
2005年4月
目录
一、基坑支护计算说明
二、挡土桩(墙)支撑规范计算公式
三、内力计算书(M法)
四、锚杆计算书
五、基坑支护连梁(腰梁)计算书
一、基坑支护计算说明
1、基坑开挖深度±0.00下23.8m,地下水位坑外
16.0m,坑内23.8m。
2、根据场地勘察报告,选取每一面边坡中部钻孔为计算标准地层,地基土物理力学指标按表1取值:表 1
3、支护设计计算时采用中国建筑科学设计研究院PKPM软件计算后综合取值。锚杆长度以四个点(边坡中点钻孔)计算后取平均值。锚杆材质为地质钻杆,抗拉强度为540MPa,截面积为723mm2。腰梁计算及降水设计计算时采用理正软件计算后综合取值。
4、基坑四周均布荷载q=10KN/m2(离坑边大于1.50米),基坑安全等级为一级,
侧壁重要系数γ0=1.10。
5、护壁桩嵌固深度系数按0.12计算(根据《建筑基坑支护技术规范》(JGJ120-99)附
录四取δ=0,φk=40取值),嵌固深度h b=3.0m。
二、挡土桩(墙)支撑规范计算公式
(一)第n层土底面对板桩墙的压力计算
第n层土底面对板桩墙的主动压力为:
第n层土底面对板桩墙的被动压力为:
土名
重度
γ
(kN/m3)
饱和
重度
γ
(kN/m3)
粘聚力
标准值
C k
(kPa)
内摩擦角
标准值φk
(度)
岩土体与锚固
体的极限摩阻
力
标准值q sk
KPa 杂填土17.0 0 17 20
素填土18.0 18 20 20
粉质粘土19.5 22 20 45
基坑工程课程设计计算书
基坑工程课程设计计算书
基坑工程课程设计计算书
1.设计要求:
根据给定的基坑工程设计任务,完成基坑工程的计算书。计算书应包含以下内容:
- 基坑的开挖计算
- 基坑支护结构的设计计算
- 地下水的渗流计算
- 基坑工程的监测计算
2.基坑开挖计算:
- 根据基坑设计要求,计算基坑的开挖深度、开挖体积、开挖面积等参数。
- 根据土壤力学和岩土力学原理,计算和分析不同土壤类型的开挖深度限制和开挖工况。
3.基坑支护结构的设计计算:
- 根据基坑深度和周围土层力学参数,设计合理的基坑支护结构。
- 计算支撑结构的荷载和变形情况,确定支撑结构的类型和尺寸。
4.地下水渗流计算:
- 根据基坑周围的地下水情况,进行水位计算和渗流计算。
- 分析渗流路径、水压力等参数,确定地下水对基坑支护结构的影响。
5.基坑工程监测计算:
- 根据监测点的位置和要求,计算监测点的变形和应力等参数。- 分析监测数据,评估基坑工程的安全状况。
以上是基坑工程课程设计计算书的基本要求和内容。具体的计算方法和公式需要根据具体的设计任务和土层情况确定。设计计算书应简明扼要、准确合理,结合实际情况进行相应的分析和评估。
第三章基坑支护结构设计计算
第三章基坑支护结构设计计算
3.1土压力计算
为计算简便,土压力计算采用简化的兰肯主动土压力计算公式,即采用加权平均之后的内摩擦角、粘聚力值进行计算。
3.1.1加权平均值计算
各层土的物理指标如下表所示:
基坑开挖的深度为16.3m ,即到粉土夹粉砂层为止。 (1)土层加权平均重度为:
)/(68.1797
.052.111.95.115.105.219
97.09.1752.11711.98.175.15.1815.14.1905.230
m KN h
h i
i
i =+++++⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=
=
∑∑γγ
土层物理参数表
土层序号及名称 土层厚度L (m ) 天然含
水量
W(%)
液限指数IL 塑性指数Ip 天然重
度
粘聚力C(kpa) 内摩擦角φ(°) ①1填土 2.05 0.75 11.8 19.4 16.5 19.6 ①2黏土 1.15 36 0.68 19.5 18.5 20.5 13.1 ②1黏土 1.5 39.9 0.98 18.7 17.8 15.3 11 ②2淤泥质黏土 9.11 52.3 1.55 19.4 17 11.5 8.4 ②3淤泥质粉质黏
土
1.52 41.6 0.45 14.6 17.9
13.5 10.2 ③1粉土夹粉砂 3.28 28.9 1.16 9.3 19 11.6 20 ③2粉质黏土夹粉
砂
10.04 31.8 1.16 11.4 18.8
12.2 15.2 ④1淤泥质粉质黏
土 5.3 38.2 1.28 13.4 18.2
13.2 12.1 ④2黏土 7.18 36.8 0.99 17.6 18.2 17.2 12.7 ⑥2粉质黏土 6.25 34.2 0.84 14.4 18.6 20.7 14.5 ⑥4粉土 2.04 25.4 0.98 9.6 19.4 12.3 26.6 ⑦1粉质黏土 2.93 27 0.56 13.6 19.6 31.2
基坑支护设计计算书
基坑支护设计计算书设计方法原理及分析软件介绍
基坑开挖深度为6m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶标高为-1m。采用《同济启明星2006版》进行结构计算。
5.1 明开挖,6m坑深支护结构计算
(1)工程概况
基坑开挖深度为6m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶标高为-1m。
q=0
(1b 素填土)
1.3hw=1
(4 粘土)D=7H=6
(6b 淤泥质粘土)
(6c 粉质粘土)
板桩
共设1道支撑,见下表。
2中心标高(m) 刚度(MN/m) 预加轴力(kN/m)
-1.3 30
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
h 1
x 1
s 45
(2)地质条件
场地地质条件和计算参数见表1。地下水位标高为-1m。
渗透压缩层厚重度43) k(kN/m) c(kPa) m(kN/m土层 ,(:) 系数模量 max3(m) (kN/m) (m/d) (MPa)
1.3 19 9.28 14.88 1500 1b 素填土
2.7 18.4 12 17 3500 4 粘土
7.5 17.8 5 10 1000 6b 淤泥质粘土
3.5 18.9 15.5 13 3000 6c 粉质粘土
2 19.7 18.5 14.5 5000 7 粉质粘土
8 粉质粘土 13 20.4 19 18 7000
(3)工况
支撑刚度预加轴力工况编号工况类型深度(m) 支撑编号 2(MN/m) (kN/m)
1 1.5 开挖
2 1.
3 30 1 加撑
3 6 开挖
4 2.
5 1000 换撑
5 1 拆撑
工况简图如下:
1.31.5
2.5
6
工况 1工况 2工况 3工况 4
基坑支护工程-基坑支护荷载计算 (1)
P
即 PH2 f(,,,,)
2
W R
其中 是假设的滑动面与水平面的夹角
深基坑工程
PH 22c co o ss(2 s in )(co s() s in )(si n( ))
求极值,令 dP 0
d
求出破坏角 c r 代入上式
得
H2
cos2()
P a
2
cos2cos()1
sin()sin()2 cos()cos()
即
Pa
1
2
H2Ka
Kaf(,,,)
土压力强度
a
Байду номын сангаас
dPa dz
zKa
(沿墙高)三角形分布
深基坑工程
(2)被动土压力Pp
C
C
W
A
W
A
P
P
B
R
B
R
P
得
P pH 22cos2cos()c1o s2( cso i n s( ( ) ))scio ns(( ))2
R
W
若 0,0,0 Pp1 2H2tan2(452)
K p H
墙体移动方向(挤压土体)
作用点位置 三角形形心处,距底面 H/3处
方向 水平
深基坑工程
4.主动土压力、被动土压力、静止土压力关系
土压力P
基坑支护计算书(支撑、围檩计算)
96#墩围檩、支撑计算
96#墩桩基施工平台标高23.75m,施工水位19.5m,承台顶标高11.71m,承台底标高5.21m,封底混凝土厚度1.0m,基坑底标高4.21m,混凝土封底前基坑深度15.29m,封底后基坑深度14.29m。
96#墩承台尺22.9×29.2m,基坑采用长24.0mCO型钢管桩支护,围堰桩内侧净尺寸25.06×31.32m。
长边内支撑间距
3.82+6.083+3.582+3.72+3.442+6.083+3.82=30.55m,短边内支撑间距3.825+6.59+3.442+6.59+3.825=2
4.273m。
H588×300×12×20mm 型钢,单根H588型钢的截面面积
2310576.18mm A ⨯=、mm N g /102.14583
-⨯=、43105.1132838mm I x ⨯=、
3
31019.3853mm W x ⨯=、
3
31045.2154mm S x ⨯=、mm d 12=。
H700×300×13×24mm 型钢,单根H700型钢的截面面积
2310876.22mm A ⨯=、mm N g /107.17953-⨯=、43109.1946069mm I x ⨯=、331019.5560mm W x ⨯=、331039.3124mm S x ⨯=、mm d 13=。
一、围伶计算 1、第一、二道围伶
(1) 横桥向,混凝土封底后第二道围伶计算
根据基坑支护计算书,96#墩在混凝土封底后,第二道支撑土反力设计值m
KN F
/7.2124/76.618375.12
基坑支护计算范文
基坑支护计算范文
基坑支护计算是在工程建设中常见的计算问题之一,它涉及到土木工
程中基坑的支护设计与计算。在建设过程中,为了保证基坑的稳定和安全,需要进行支护设计,并对支护结构进行合理的计算。下面将详细介绍基坑
支护计算的相关内容。
基坑支护计算的目的是确定基坑支护结构的数量和尺寸,以保证在施
工过程中不发生基坑塌方或其他安全事故。其基本原理是通过对土体和支
护结构的力学特性进行研究,结合工程的实际情况和设计要求,确定合适
的支护结构,并计算出所需的数量、尺寸和材料参数等。
1.土壤性质:土壤的类型、颗粒分布、含水量等是进行基坑支护计算
的重要参数。不同类型的土壤具有不同的力学性质,需要通过土壤试验和
现场勘察获得相关参数。
2.基坑深度:基坑的深度是进行支护计算的基本参数之一,一般需要
根据工程实际情况确定。深度的增加会增加土体的压力,从而对支护结构
提出更高的要求。
3.施工条件:施工条件对支护结构的设计和计算也有影响。例如,施
工期间是否存在地下水位变化、是否需要暂时性支护等都会对支护结构的
计算产生影响。
基于以上因素,可以采用不同的支护结构来进行基坑支护。常见的支
护结构包括挡土墙、嵌岩锚杆、钢支撑等。支护结构的计算需要考虑结构
的刚度、强度和稳定性等因素,以满足工程的设计要求。
在具体的计算过程中,首先需要对土壤的力学特性进行测试和研究。
一般来说,可以通过进行原位试验、室内试验和现场勘察等方式获得相关
数据。然后,根据基坑的深度、土壤的性质和施工条件等进行初始设计,
并对支护结构进行计算。
在计算中,需要考虑土壤的稳定性和支护结构的稳定性。土壤的稳定
基坑支护结构的计算
基坑支护结构的计算
隧道基坑支护结构计算
一、基坑实际形状
基坑的实际形状是基于场地条件的,以便容纳预算和施工量。通常基坑形状分为方形、矩形、平行四边形和弧形。
二、计算支护方法
1、拱腰支护
拱腰支护技术是一种新型基坑支护技术,它掩饰着基坑的墙壁,采用环式支护方法,使基坑两侧的墙壁夹紧在一起,以抵抗外来水的侵蚀力。
2、支护支撑技术
支护支撑技术是一种通过弹性支撑体将基坑墙壁支护起来,从而增强基坑承受外部水的作用,增强墙壁质量和稳定性的新型技术。
3、支护模块技术
支护模块技术是一种通过支护结构模块的复合式支护方法,以改善基坑支护效果,减少水的侵蚀力的方法。
4、重力墙技术
重力墙技术是一种支护方法,它主要是利用重力墙的重力,将基坑的墙壁支护起来,以改善基坑支护结构的刚度。
三、计算支护面
1、活荷载计算
支护面受到活荷载时,应进行荷载计算并确定坑壁运动情况,确定支护面的水位和支护结构位置,并设置施工顺序和施工方式。
2、支撑力计算
支撑力计算是基坑支护结构的关键。
基坑支护计算(等值梁法)
基坑支护计算(等值梁法)
一、设计资料
1、基坑参数 基坑底标高:-10.00 m
水土算法:水土合算 规范选择:基坑支护规范(JGJ120-2012) 开挖前设置背拉锚:否 板桩背面需要降水:否 板桩开挖侧需要降水:否 挖沟深度:0.5 m 2、荷载参数 面荷载参数q:10.00 kPa 面荷载宽度B:2.00 m 面荷载边距A:1.00 m 3、支护信息 支护类型:地下连续墙或钢板桩 混凝土级别:25 钢筋级别:HRB400(RRB400) 桩直径(连续墙厚):1000.00 mm 桩间距:1.10 m 用户定义的EI:190000.00 kN.m 支护结构深入基坑底:11.00 m
m 法地基系数:12000.00 kN /m 4
基坑开挖信息表
地质资料信息表 A
B
q ±0.0
S
-10.00m
-7.00m
-4.00m
-1.00m
-12.00m
-9.00m -6.00m
-3.00m
D
二、计算结果
开挖阶段= 1 开挖基底标高= -3.00
开挖阶段= 2 开挖基底标高= -6.00
开挖阶段= 3 开挖基底标高= -9.00
开挖阶段= 4 开挖基底标高= -10.00
基坑支护方案附计算书
基坑支护方案附计算书(总55页)
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吉林市中心医院深基坑支护设计 1-1剖面支护方案:排桩+锚索
基本信息
超载信息
附加水平力信息
土层信息
土层参数
支锚信息
土压力模型
经典法土压力模型:
工况信息
结构计算 各工况:
内力位移包络图:
地表沉降图:
冠梁选筋结果
截面计算:截面参数
内力取值
锚杆计算:锚杆参数
锚杆自由段长度计算简图
整体稳定验算
计算方法:瑞典条分法应力状态:总应力法条分法中的土条宽度:
滑裂面数据
整体稳定安全系数 K s =
圆弧半径(m) R =
圆心坐标X(m) X =
圆心坐标Y(m) Y =
抗倾覆稳定性验算
抗倾覆安全系数:
M p——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
M a——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1:
注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 锚索
2 锚索
3 锚索
4 锚索
K s = >= , 满足规范要求。
工况2:
注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 锚索
2 锚索
3 锚索
4 锚索
K s = >= , 满足规范要求。
工况3:
注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m)
1 锚索
2 锚索
基坑工程施工计算手册
基坑工程施工计算手册
目录
一、前言
二、基坑工程施工简介
三、基坑工程施工的主要计算方法
3.1 基坑的开挖计算
3.2 基坑支护结构的设计计算
3.3 基坑周边土体的承载力计算
3.4 基坑降水计算
3.5 基坑边坡稳定性计算
四、基坑工程施工计算实例
4.1 某基坑的开挖计算
4.2 某基坑支护结构的设计计算
4.3 某基坑周边土体的承载力计算
4.4 某基坑降水计算
4.5 某基坑边坡稳定性计算
五、结语
一、前言
基坑工程是指在建筑物地下部分或基础底部开挖而成的空间。基坑工程在施工过程中需要进行各种计算,包括基坑的开挖计算、基坑支护结构的设计计算、基坑周边土体的承载力计算、基坑降水计算以及基坑边坡稳定性计算等。
本手册旨在对基坑工程施工中常见的计算方法进行介绍,以帮助基坑工程施工人员更好地进行施工计算,保障施工安全和质量。
二、基坑工程施工简介
基坑工程施工通常包括以下几个主要步骤:
1. 基坑的开挖:首先需要对基坑的开挖范围和深度进行计算,确定开挖方案和开挖方法。
2. 基坑支护结构的设计:在基坑开挖的过程中,需要设计并施工基坑支护结构,以保证基
坑周边土体的稳定性。
3. 基坑周边土体的承载力计算:在设计基坑支护结构时,需要计算基坑周边土体的承载力,以确定适当的支护结构。
4. 基坑降水计算:在基坑开挖的过程中,常常需要进行基坑降水,以降低地下水位和保证
施工的顺利进行。
5. 基坑边坡稳定性计算:在基坑开挖的过程中,需要对基坑边坡的稳定性进行计算,以确
保基坑的安全。
以上步骤都需要进行详细的计算和设计,以保证基坑工程施工的安全和质量。
基坑支护方案(土钉墙,详细计算)
第一章基坑边坡计算
一、工程概况
(一)土质分布情况
①1杂填土(Q4ml):由粉质粘土混较多的碎砖、碎石子等建筑垃圾及生活垃圾组成.层厚0。50~4。80米。
①2素填土(Q4ml):主要由软~可塑状粉质粘土夹少量小碎石子、碎砖组成。层厚
0.40~2.90米。
①3淤泥质填土(Q4ml):。主要为原场地塘沟底部的淤泥,后经翻填。分布无规律,局部分布.层厚0。80~2。30米。
②1粉质粘土(Q4al):可塑,局部偏软塑,中压缩性,切面稍有光泽,干强度中等,韧性中等,土质不均匀,该层分布不均,局部缺失。层顶标高5.00~13.85米,层厚0.50~8。20米。
②2粉土夹粉砂(Q4al):中压缩性,干强度及韧性低。夹薄层粉砂,具水平状沉积层理,单层厚1。0~5。0cm,局部富集.该层分布不均匀,局部缺失。层顶标高1.30~10。93米,层厚0。80~4.50米。
②3含淤泥质粉质粘土(Q4al):软~流塑,高压缩性,干强度、韧性中等偏低。局部夹少量薄层状粉土及粉砂,层顶标高1.87~10。03米,层厚1。00~13.50米。
②4粉质粘土(Q4al):饱和,可塑,局部软塑,中压缩性,层顶标高-8。30~7.27米,层厚1.10~14.60米。
③1粉质粘土(Q3al):可~硬塑,中压缩性。干强度高,韧性高.含少量铁质浸染斑点及较多的铁锰质结核。该层顶标高-11。83~13.23米,层厚1.40~14.00米。
③2粉质粘土(Q3al)可塑,局部软塑,中压缩性。该层顶标高—18。83~6。83米,层厚2。20~23.70米。
基坑支护设计计算书
基坑支护设计计算书
————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:
基坑支护设计计算书
挡土结构剖面设计
1-1剖面(大部分位置)
基坑开挖深度为8.5m。采用单排钻孔灌注桩+内支撑的形式。钻孔灌注桩采用 800@1000,有效桩长为13.0m。桩顶设置冠梁及支撑。考虑基坑周边施工超载15kPa,荷载宽度按10.0m考虑。
工程概况
该基坑设计总深8.5m,按二级基坑、依据《天津市标准—建筑基坑工程技术规程(DB33-202-2010)》进行设计计算。
序号土层名称厚度
(m)
γ
(kN/m3)
c
(kPa)
φﻫ(°)
1 1素填土2.50 19.1 8.00 6.00
2 4粘土1.20 18.312.176.09
3 6-2淤泥质粘土4.60 17.57.65 4.92
4 6-4粉质粘土 6.20 19.311.19 15.12
5 8-1粉质粘土7.00 19.9 15.32 18.61 续表
序号土层名称厚度
(m)
mﻫ(MN/m4)
分算
/合算
1 1素填土 2.502.0 合算
24粘土 1.20 3.0 合算
3 6-2淤泥质粘土4.60 1.8 合算
4 6-4粉质粘土6.20 4.0合算
58-1粉质粘土7.00 5.0 合算地下水位埋深:2.0m。
基坑周边荷载
邻近荷载:
序号边距
(m)
宽度
(m)
深度ﻫ(m)
荷载
(kPa)
1 2.50 10.00 0.00 15.00
开挖与支护设计
基坑支护方案如图:
换(拆)撑设计
序号
换撑距墙
基坑支护计算(完整资料).doc
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第6章基坑工程
§6-1 概述
一、基坑工程的概念及特点
基坑工程:建(构)筑物基础工程或其他地下工程施工中所进行基坑开挖、降水、支护和土体加固以及监测等综合性工程。
何谓深基坑工程?苔罗阿尼先生认为:在开挖深度不到6m时,单凭经验施工也不会遭到失败,即使地基土质略差,用一般方法也能安全施工。在设计中过分保守是不经济的。另外,如果深度大于6m,需要涉及到土力学方面的一些问题-深基坑。
基坑工程的特点:
(1)深基坑工程具有很强的区域性
岩土工程区域性强,岩土工程中的深基坑工程,区域性更强。如黄土地基、砂土地基、软粘土地基等工程地质和水文地质条件不同的地基中,基坑工程差异性很大。即使是同一城市不同区域也有差异。正是由于岩土性质千变万化,地质埋藏条件和水文地质条件的复杂性、不均匀性,往往造成勘察所得到的数据离散性很大,难以代表土层的总体情况,且精确度很低。因此,深基坑开挖要因地制宜,根据本地具体情况,具体问题具体分析,而不能简单地完全照搬外地的经验。
(2)深基坑工程具有很强的个性
深基坑工程不仅与当地的工程地质条件和水文地质条件有关,还与基坑相邻建筑物、构筑物及市政地下管网的位置、抵御变形的能力、重要性以及周围场地条件有关。因此,对深基坑工程进行分类,对支护结构允许变形规定统一的标准是比较困难的,应结合地区具体情况具体运用。
(3)基坑工程具有很强的综合性
深基坑工程涉及土力学中强度(或称稳定)、变形和渗流3个基本课题,三者融溶一起需要综合处理。有的基坑工程土压力引
起支护结构的稳定性问题是主要矛盾,有的土中渗流引起土破坏是主要矛盾,有的基坑周围地面变形是主要矛盾。深基坑工程的区域性和个性强也表现在这一方面。同时,深基坑工程是岩土工程、结构工程及施工技术相互交叉的学科,是多种复杂因素相互影响的系统工程,是理论上尚待发展的综合技术学科。
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第二部分
基坑支护结构的计算
支护结构的设计和施工,影响因素众多,不少高层建筑的支护结构费用已超过工程桩基的费用。为此,对待支护结构的设计和施工均应采取极慎重的态度,在保证施工安全的前提下,尽量做到经济合理和便于施工。
一、支护结构承受的荷载
支护结构承受的荷载一般包括
–土压力
–水压力
–墙后地面荷载引起的附加荷载。
1 土压力
⑴主动土压力:
若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大,墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时,土体内出现滑裂面,墙后土达极限平衡状态,此时土压力称为主动土压力,以Ea表示。
⑵静止土压力:
若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移(移动或滑动),墙后填土处于弹性平衡状态,则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。以E0表示。
(3)被动土压力:
若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动,随位移增大,墙所受土的反作用力渐增大,当位移达一定数值时,土体内出现滑裂面,墙后土处被动极限平衡状态,此时土压力称为被动土压力,以Ep表示。
主动土压力计算
•主动土压力强度
•无粘性土
粘性土
土压力分布
对于粘性土按计算公式计算时,主动土压力在土层顶部(H=0处)为负值,即
表明出现拉力区,这在实际上是不可能发生的。只计算临界高度以下的主动土压力。
土压力分布
可计算此种情况下的临界高度Zc,进而计算临界高度以下的主动土压力。
被动土压力计算
被动土压力强度•无粘性土粘性土
计算土压力时应注意
•不同深度处土的内聚力C不是一个常数,它与土的上覆荷重有关,一般随深度的加大而增大,对于暴露时间长的基坑,土的内聚力可由于土体含水量的变化和氧化等因素的影响而减小甚至消失。
•、C 值是计算侧向土压力的主要参数,但在工程桩打设前后的、C值是不同的。在粘性土中打设工程桩时,产生挤土现象,孔隙水压力急剧升高,
对、C值产生影响。另外,降低地下水位也会使、C值产生变化。
水压力
作用于支护结构上的水压力一般按静水压力考虑。有稳态渗流时按三角形分布计算。
在有残余水压力时,
水压力按梯形分布。
水压力和土压力
•水压力和土压力的分算或合算问题。
•一般情况下,由于粘性土中水主要是结晶水和结合水,宜合算;也可以依据下述标准判断。
液性指数 :≥1,宜分算;
液性指数 :≤0,宜合算;
液性指数:( 0,1),按最不利计算。
•在砂性土中土颗粒之间的空隙中充满的是自由水,受重力作用,为静水压力作用,宜分算。
合算时,地下水位以下土的重力密度采用饱和重力密度
•;
•分算时,地下水位以下土的重力密度采用浮重力密度
; 再另外单独计算静水压力,然后相加。
•水土分算时(注意:水压力所选取的图形)
墙后地面荷载引起附加荷载
常见有两种情况:
⑴墙后有均布荷载q;
⑵距离支护结构一定距离有均布荷载q。
⑴墙后有均布荷载q
如墙后堆有土方、材料等地面均布荷载对支护结构引起的附加荷载,可按下式计算:
⑵距离支护结构一定
距离有均布荷载q此时压应力传到支护结构上有一空白距离h1 ,在h1之下产生均布的附加应力:
支护结构的设计
•深基坑支护结构应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式进行设计。
•基坑支护结构极限状态可有两类:
–承载能力极限状态
–正常使用极限状态
1.承载能力极限状态:
对应于支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构或基坑周边环境破坏;
2.正常使用极限状态:
对应于支护结构的变形已妨碍地下结构施工或影响基坑周边环境的正常使用功能。
基坑侧壁安全等级及重要性系数
•支护结构可分为两类:
–重力式支护结构(加固型)
–非重力式支护结构(支挡型)
•重力式包括深层搅拌水泥土桩挡墙、旋喷桩帷幕墙
•非重力式包括钢板桩、钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注桩(排桩)挡墙、地下连续墙等。
二、重力式支护结构计算
深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化剂与地基土进行原位强制搅拌制成水泥土桩,相互搭接,硬化后即形成具有一定强度的壁状挡墙,既可挡土又可形成隔水帷幕。
旋喷桩帷幕墙是钻孔后,将钻杆从地基土深处逐渐上提,同时利用插入钻杆端部的旋转喷嘴,将水泥浆固化剂喷入地基土中,形成水泥土桩,桩体相连形成帷幕墙。
旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡土,也可用于挡水。
•(一)原理重力式支护结构是依靠结构自身重力来维持极限平衡状态的。
•(二)荷载组合
– 1 土压力;
– 2 重力式结构自重;
– 3 地面超载包括:永久荷载、道路荷载、可变地下水位和施工荷载(施工机械荷载、材料堆放荷载)以及偶然荷载(地震荷载、人防荷载)。
重力式结构计算内容:
• 1 滑动稳定性验算
• 2 倾覆稳定性验算
• 3.土体整体滑动验算
• 4. 坑底隆起验算
• 5. 管涌验算
重力式支护结构计算简图
重力式支护结构主要是深层搅拌水泥土桩墙和旋喷桩帷幕墙,计算简图如图:
重力式支护结构计算(滑动稳定性)
1 滑动稳定性验算
2 倾覆稳定性验算
重力式支护结构(整体滑动验算)
重力式支护结构计算(基坑隆起)4. 坑底隆起