基坑支护工程-基坑支护荷载计算.
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深 基 坑 工 程
基坑支护荷载计算
深基坑工程
第二章
一、荷载分类
1.荷载分类
作用于支护结构的荷载
永久荷载：土体自重、土压力
荷载分类
可变荷载：汽车、吊车、堆载
偶然荷载：地震力、爆炸力、撞击力
深基坑工程
2.作用于支护结构上的荷载 土压力 水压力 作用于支护 结构的荷载 建筑物、结构物荷载 施工荷载 支护结构为主体一部分，考虑地震力 温度引起的附加荷载 3.基坑设计基本要求 （1）承载能力极限状态：支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变 形导致支护结构和周边环境破坏。 （2）正常使用极限状态：支护结构的变形妨碍地下结构施工，或者影响周 边环境的正常使用功能。 支护结构均应进行承载能力极限状态的设计计算，一级基坑和对变形有 限定的二级基坑，还要进行支护结构和周边环境的变形计算。
p
位移
Pa<P0<Pp
深基坑工程
5.朗肯土压力理论
假设： 墙背垂直、光滑、 墙后填土水平。
f
K a v K 0v
v
K p v
深基坑工程
（1）主动土压力
极限平衡条件
1 3 tan 2 45 2c tan 45 2 2
a B H1Ka 2C Ka
H2 C
a
C
( H1 H2 )Ka 2C Ka
排水口
2C z0 Ka
aC
wH2
土压力合力 水压力合力
压力图形面积
1 Pw w H 2 2
深基坑工程
例
题
已知条件如图 求：作用在墙上的主动土压力Pa
4.2
p0 20kN/m2
B B点 a ( p0 H )Ka
深基坑工程
成层土
K a1 tan (45
2
P0
1
Ka2
A
2 tan 2 (45 2 ) 2
)
A
1 , C1 ,1
H1
B
a p0 Ka1 2C1 Ka1
a
B上
2 , C2 , 2
H2 C
（p0 1H1 ) Ka1 2C1 Ka1
1 K a H 2 2
z z
z
Pa H H/3
K a H
a K a z
Ka—主动土压力系数，Ka<K0
作用点位置 方向
墙体移动方向（离开土体） 三角形形心处，距底面 H/3处 水平
深基坑工程
3.被动土压力（无粘性土） 被动土压力合力大小
Pp 1 K p H H 2
3 1 tan 2 45 2c tan 45 2 2
主动土压力强度
a ( z p0 ) tan 2 45 2c tan 45 2 2
z z z
p K p z
H
Pp H/3
K p H
Pp
1 K p H 2 2
Kp—被动土压力系数。Ka<K0<Kp
作用点位置 方向
墙体移动方向（挤压土体） 三角形形心处，距底面 H/3处 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
Pp Pa
P0
a
被动土压力强度
p ( z p0 ) tan 2 45 2c tan 45 2 2
a ( z p0 ) Ka 2c Ka
45 主动土压力系数 Ka tan 2
2
p ( z p0 ) K p 2c K p
被动土压力系数 K p tan 2 45
2
深基坑工程
p0
均质土
K a tan 2 (45 ) 2
A
, c,
A点 a p0 Ka 2C Ka
A
B B点 a ( p0 H )Ka 2C Ka
Pa
H
Pa
B
如果 p0 = 0
响，将土的内聚力c提高20%。
深基坑工程
1.静止土压力 z 1 z
x y K01 K0 z
0 K0 z
地下室 z z z 外墙
x K0 z
H
0 —静止土压力强度（kN/m2)
K0 —静止土压力系数 (0 K 0 1)
K0 1 sin （经验公式）
P0 H/3
K0 H
或查表 静止土压力合力大小 作用点位置
1 P0 K 0 H H 2
1 P0 K 0 H 2 (kN/m) 2
三角形形心处，距底面 H/3处
深基坑工程
2.主动土压力（无粘性土）
主动土压力合力大小
Pa
Pa
1 K a H H 2
深基坑工程
二、土压力
地下室 外墙
挡土墙
填土
建筑物
地下室
桥台 道路 挡土墙
深基坑工程
• 主动土压力和被动土压力的产生，前提条件是支护结构存在位移；
• 当支护结构没有位移时，则土对支护结构的压力为静止土压力。
• 土压力的分布与支点的设置及其数量都有关系；悬臂支护桩土压力的实 测值与按朗肯公式计算值的对比，非挖土侧实测土压力小于朗肯主动土 压力，即计算结果偏大。 • 土的内聚力C、内摩擦角φ 值可根据下列规定适当调整： 在井点降低地下水范围内，当地面有排水和防渗措施时，φ 值可提 高20%； 在井点降水土体固结的条件下，可考虑土与支护结构间侧摩阻力影
a
B下
（p0 1H1 ) Ka 2 2C2 Ka 2
aC （p0 1H1 2 H2 )Ka2 2C2 Ka2
主动土压力合力？
深基坑工程
墙后填土有地下水
K a tan (45 ) 2
2
A B
z0
, , C ,
H1
a A 2C Ka
A A点 a 2C Ka B B点 a HKa 2C Ka
土压力合力Pa 压力图形面积 （三角形或梯形）
P0Байду номын сангаас= 0时
a 0
2C 位于 z Ka
1 2C 2 2 Pa H K a 2CH K a 2
如果 C = 0(无粘性土）
A p0 Ka a A点
基坑支护荷载计算
深基坑工程
第二章
一、荷载分类
1.荷载分类
作用于支护结构的荷载
永久荷载：土体自重、土压力
荷载分类
可变荷载：汽车、吊车、堆载
偶然荷载：地震力、爆炸力、撞击力
深基坑工程
2.作用于支护结构上的荷载 土压力 水压力 作用于支护 结构的荷载 建筑物、结构物荷载 施工荷载 支护结构为主体一部分，考虑地震力 温度引起的附加荷载 3.基坑设计基本要求 （1）承载能力极限状态：支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变 形导致支护结构和周边环境破坏。 （2）正常使用极限状态：支护结构的变形妨碍地下结构施工，或者影响周 边环境的正常使用功能。 支护结构均应进行承载能力极限状态的设计计算，一级基坑和对变形有 限定的二级基坑，还要进行支护结构和周边环境的变形计算。
p
位移
Pa<P0<Pp
深基坑工程
5.朗肯土压力理论
假设： 墙背垂直、光滑、 墙后填土水平。
f
K a v K 0v
v
K p v
深基坑工程
（1）主动土压力
极限平衡条件
1 3 tan 2 45 2c tan 45 2 2
a B H1Ka 2C Ka
H2 C
a
C
( H1 H2 )Ka 2C Ka
排水口
2C z0 Ka
aC
wH2
土压力合力 水压力合力
压力图形面积
1 Pw w H 2 2
深基坑工程
例
题
已知条件如图 求：作用在墙上的主动土压力Pa
4.2
p0 20kN/m2
B B点 a ( p0 H )Ka
深基坑工程
成层土
K a1 tan (45
2
P0
1
Ka2
A
2 tan 2 (45 2 ) 2
)
A
1 , C1 ,1
H1
B
a p0 Ka1 2C1 Ka1
a
B上
2 , C2 , 2
H2 C
（p0 1H1 ) Ka1 2C1 Ka1
1 K a H 2 2
z z
z
Pa H H/3
K a H
a K a z
Ka—主动土压力系数，Ka<K0
作用点位置 方向
墙体移动方向（离开土体） 三角形形心处，距底面 H/3处 水平
深基坑工程
3.被动土压力（无粘性土） 被动土压力合力大小
Pp 1 K p H H 2
3 1 tan 2 45 2c tan 45 2 2
主动土压力强度
a ( z p0 ) tan 2 45 2c tan 45 2 2
z z z
p K p z
H
Pp H/3
K p H
Pp
1 K p H 2 2
Kp—被动土压力系数。Ka<K0<Kp
作用点位置 方向
墙体移动方向（挤压土体） 三角形形心处，距底面 H/3处 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
Pp Pa
P0
a
被动土压力强度
p ( z p0 ) tan 2 45 2c tan 45 2 2
a ( z p0 ) Ka 2c Ka
45 主动土压力系数 Ka tan 2
2
p ( z p0 ) K p 2c K p
被动土压力系数 K p tan 2 45
2
深基坑工程
p0
均质土
K a tan 2 (45 ) 2
A
, c,
A点 a p0 Ka 2C Ka
A
B B点 a ( p0 H )Ka 2C Ka
Pa
H
Pa
B
如果 p0 = 0
响，将土的内聚力c提高20%。
深基坑工程
1.静止土压力 z 1 z
x y K01 K0 z
0 K0 z
地下室 z z z 外墙
x K0 z
H
0 —静止土压力强度（kN/m2)
K0 —静止土压力系数 (0 K 0 1)
K0 1 sin （经验公式）
P0 H/3
K0 H
或查表 静止土压力合力大小 作用点位置
1 P0 K 0 H H 2
1 P0 K 0 H 2 (kN/m) 2
三角形形心处，距底面 H/3处
深基坑工程
2.主动土压力（无粘性土）
主动土压力合力大小
Pa
Pa
1 K a H H 2
深基坑工程
二、土压力
地下室 外墙
挡土墙
填土
建筑物
地下室
桥台 道路 挡土墙
深基坑工程
• 主动土压力和被动土压力的产生，前提条件是支护结构存在位移；
• 当支护结构没有位移时，则土对支护结构的压力为静止土压力。
• 土压力的分布与支点的设置及其数量都有关系；悬臂支护桩土压力的实 测值与按朗肯公式计算值的对比，非挖土侧实测土压力小于朗肯主动土 压力，即计算结果偏大。 • 土的内聚力C、内摩擦角φ 值可根据下列规定适当调整： 在井点降低地下水范围内，当地面有排水和防渗措施时，φ 值可提 高20%； 在井点降水土体固结的条件下，可考虑土与支护结构间侧摩阻力影
a
B下
（p0 1H1 ) Ka 2 2C2 Ka 2
aC （p0 1H1 2 H2 )Ka2 2C2 Ka2
主动土压力合力？
深基坑工程
墙后填土有地下水
K a tan (45 ) 2
2
A B
z0
, , C ,
H1
a A 2C Ka
A A点 a 2C Ka B B点 a HKa 2C Ka
土压力合力Pa 压力图形面积 （三角形或梯形）
P0Байду номын сангаас= 0时
a 0
2C 位于 z Ka
1 2C 2 2 Pa H K a 2CH K a 2
如果 C = 0(无粘性土）
A p0 Ka a A点