基坑支护工程-基坑支护荷载计算

主动土压力系数
Ka
tan 2
45
2
被动土压力系数 K p
tan
2
45
2
p0 ,c,
均质土
A
Ka
tan2 (45
)
2
A点 aA p0Ka 2C Ka
H Pa
Pa
B点 aB ( p0 H )Ka 2C Ka
B
如果 p0 = 0
A点 aA 2C Ka
B点 aB HKa 2C Ka
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 响，将土的内聚力c提高20%。
1.静止土压力
z 1 z x y K01 K0 z
0 K0 z
0 —静止土压力强度（kN/m2) K0 —静止土压力系数 (0 K0 1)
深基坑工程
基坑支护荷载计算
第二章 作用于支护结构的荷载
一、荷载分类
1.荷载分类 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
2.作用于支护结构上的荷载 土压力
作用于支护 结构的荷载
水压力 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
土压力方向
水平
土压力作用点 土压力分布图形形心
6.库伦土压力 （1）思路：
把墙后达到极限平衡 的滑动土楔体视为刚体， 从滑动土楔体的静力平衡 条件得出土压力理论。
（2）假定
（1）填土无粘性(C=0) （2）滑动面为一通过墙踵的平面
A点 pA p0K p 2C K p
B点
B p
( p0
H )K p
2C
Kp
p0 ,c,
A
Pp
B
H Pp
如果 p0= 0
A点
A p
2C
Kp
B点
B p
HK p
2C
Kp
如果C = 0(无粘性土）
A点 pA p0Kp
B点 pB ( p0 H)Kp
土压力合力Pp
压力图形面积 （三角形或梯形）
a 0
位于 z 2C
Ka
如果 C = 0(无粘性土）
土压力合力Pa 压力图形面积
（三角形或梯形） P0 = 0时
Pa
1
2
H 2Ka
2CH
2C 2
Ka
A点 a A p0Ka
B点 aB ( p0 H )Ka
成层土
Ka1
tan2 (45
1 )
2
A
Ka2
tan2 (45
2 )
0处
2C z
Ka p0Ka 2 10
0.49 20 0.49 0.54m
Ka
作用点：1
16 (6
0.49 0.54)
1.82m
主动土压力合力Pa
方
3
向：水平
1 Pa 2 42.84 (6 0.54) 116.95kN / m
（2）被动土压力
Kp
tan2 (45
)wk.baidu.com
2
1.82
例题
解：Ka
tan2 (45
2
)
tan2 (45
20 )
2
0.49
a A p0Ka 2C Ka
20 0.49 2 10 0.49 4.2 kPa
aB ( p0 H )Ka 2C Ka ( p0 z)Ka 2C Ka 0 (20 16 6)0.49 2 10 0.49 42.84 kPa
二、土压力
挡土墙
填土 建筑物
地下室 外墙 地下室
桥台
道路
挡土墙
• 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：
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。
H
Pa H/3
Ka—主动土压力系数，Ka<K0
Ka H
墙体移动方向（离开土体）
作用点位置 三角形形心处，距底面 H/3处
方向 水平
3.被动土压力（无粘性土）
被动土压力合力大小
Pp
1 2
K p
H
H
Pp
1 2
K p
H2
z z z
p K p z H
Pp H/3
Kp—被动土压力系数。Ka<K0<Kp
K p H
2
45
2
2c
tan
45
2
3
1
tan 2
45
2
2c
tan
45
2
主动土压力强度
被动土压力强度
a
( z
p0
)
tan
2
45
2
2c
tan
45
2
p
( z
p0
)
tan
2
45
2
2c
tan
45
2
a ( z p0 )Ka 2c Ka
p ( z p0 )Kp 2c K p
K0 1 sin（经验公式） 或查表
地下室 外墙
z z
z
x K0 z
H
P0 H/3
K0 H
静止土压力合力大小
P0
1 2
K0
H
H
P0
1 2
K0
H
2
(kN/m)
作用点位置 三角形形心处，距底面 H/3处
2.主动土压力（无粘性土）
主动土压力合力大小
Pa
1 2
Ka
H
H
Pa
1 2
Ka
H2
z z z
a Ka z
C a
(
H1
H2 )Ka
2C
z0
2C Ka
Ka
排水口
土压力合力 水压力合力
压力图形面积
Pw
1 2
w
H
2
A
z0
B
C
aC
, ,C , H1
H2
wH2
例题
已知条件如图
求：作用在墙上的主动土压力Pa
p0 20kN/m2 4.2
0.54
16kN/m3
C 10kN/m2 6m
20
Pa
2
B
a A p0Ka1 2C1 Ka1
B上 a
（p0
1H1)Ka1
2C1
Ka1
C
B下 a
（p0
1H1)Ka2
2C2
Ka2
C a
（p0
1H1 2H2 )Ka2
2C2
Ka2
主动土压力合力？
P0
1, C1,1
H1
2 , C2 ,2
H2
墙后填土有地下水
Ka
tan2 (45
)
2
a A 2C Ka aB H1Ka 2C Ka
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
4.主动土压力、被动土压力、静止土压力关系
土压力P
Pa
P0
a
p
Pa<P0<Pp
P p
位移
5.朗肯土压力理论 假设： 墙背垂直、光滑、 墙后填土水平。
f
Kav K0v v
K pv
（1）主动土压力
极限平衡条件
1
3
tan