深基坑支护计算
深基坑支护结构的设计计算
深基坑支护结构的设计计算深基坑支护结构设计计算是指在进行深基坑施工时,为了保证基坑的稳定和安全,需要设计合理的支护结构来抵抗土压力和地下水力,并进行相应的计算与分析。
下面将从设计原则、支护结构类型、计算方法和实例分析等方面进行详细介绍。
设计原则:1.充分了解地质环境:通过钻孔、地质勘探等手段对周边地质环境进行充分了解,确定基坑边坡的稳定性和地下水情况等。
2.综合考虑安全和经济性:在满足基坑稳定要求的前提下,尽量优化支护结构的形式和尺寸,使其既能保证施工安全,又能降低成本。
3.遵循现场施工管理规范:根据施工组织方案和现场管理要求,进行支护结构设计,确保施工操作的可行性和安全性。
支护结构类型:常见的深基坑支护结构主要有以下几种类型:1.土方支撑法:包括开挖后土侧临时支护、钢支撑、混凝土支撑、钻孔锚杆支护等。
2.桩承台围护法:采用桩承台、连续墙等结构形式围护基坑。
3.地下连续墙法:采用成排的连续墙围护基坑,形成闭合空间。
4.排浆松土法:通过水平和垂直排浆井人工排除地下水,减小土体侧压力。
5.钢结构支护法:采用钢桩和钢板桩等结构形式围护基坑。
计算方法:1.土体侧压力计算:根据基坑周边土体的物理力学参数和基坑的几何形状,采用经验公式或数值模拟方法计算土体的侧压力。
2.支护结构稳定性计算:根据支护结构的形式和受力状况,进行结构的静力分析和稳定性校核,计算结构内力和变形等。
3.变形计算:根据支护结构的刚度和土体的变形特性,利用有限元分析方法或基于弹性平衡原理的计算方法,对基坑的变形进行计算。
实例分析:以一些深基坑工程为例,具体讲解支护结构设计计算的流程和方法。
1.地质环境调查:通过钻孔和地质勘探,了解地质层位、土壤性质、地下水位等信息。
2.施工组织方案:根据地质环境和工程要求,制定合理的施工组织方案,确定基坑开挖的顺序和方法。
3.土体侧压力计算:根据开挖的深度和基坑周围土体的物理力学参数,计算土体的侧压力,并确定开挖时的土压力分布。
深基坑钢板桩支护计算..
深基坑钢板桩支护计算背景深基坑是指建筑物或其他工程建设需要在地下较深部位开挖出来的坑洞,通常深度在10米以上属于深基坑。
在基坑施工过程中,需要进行支护,以防止坑壁倒塌引发安全事故和工期延误。
其中,钢板桩是较为常用的支护方式之一。
本文将介绍深基坑钢板桩支护的设计计算方法,包括设计原则、计算方法、应力分析等内容。
设计原则安全性原则深基坑钢板桩支护的设计原则首先是安全,确保施工过程中人员和设备的安全,防止工地事故的发生。
稳定性原则支护结构必须保证足够的稳定性,使其在地基基础上承受荷载并保持稳定。
经济性原则在保证安全和稳定性的基础上,采用最小安全施工成本的方案。
设计计算方法先期调查在进行深基坑施工前,需要进行先期调查,包括调查地层、开挖深度、建筑物附近的地下管线及其他障碍物等。
在调查中应注意垂直于坑边的附加荷载,包括地震荷载和突然堵塞排水管道等荷载的影响。
应力分析深基坑钢板桩的应力分析是支护设计的关键。
设计时需要考虑不同地层的强度、受力面积和受力方式。
钢板桩的安装方式和间距、钢板桩的长度、在钢板桩之间加设钢筋网和混凝土墙等因素都对其应力分析产生影响。
在计算时应考虑地基的支持和作用面积的大小、坑深、失稳面及边缘效应等因素。
填土压力分析填土压力是深基坑中最常见的荷载,需要进行填土压力的计算和应对。
填土压力的计算方法可以根据“离散力计算法”和“连续位移计算法”两种方法进行。
两种方法在计算结果上略有不同,具体采用哪种方法需要根据具体情况来确定。
填土压力计算需要考虑多种因素,包括填土高度、填土的松散程度、土壤的压缩性、钢板桩的间距等。
稳定性分析深基坑钢板桩支护的稳定性是该设计的核心问题之一。
稳定性分析的方法主要包括计算和实验两种方法,计算方法主要有弹性计算和塑性计算两种方法,实验方法主要分为物理模型和数值模拟两种方法。
具体采用哪种方法需要根据实际情况和经济效益来决定。
最后总结深基坑的设计计算是建筑施工过程中非常重要的一部分,其中钢板桩的支护是常用的一种施工方式。
深基坑支护桩的设计计算及运用
深基坑支护桩的设计计算及运用摘要:深基坑型式有多种型式,如何选择既节省占地、满足稳定、又比较经济的型式,是设计人员要分析比较确定的,本文参照有关规范结合实际,创新一种新的支护方式,投资又省,经实际运用,效果良好。
关键词:长螺旋灌注桩、深层搅拌桩、深基坑支护一、工程概况:龙仁寺电排站位于湖北省钟祥市以南2km,西环二路与高速公路连接线交叉路口以东,新建南湖公馆商品房以南,紧邻南湖。
排区范围:西接汉江堤防,北至农行节制闸,东以校场路为界,南与西环二路接壤,总面积10.41km2,其中耕地面积2.43 km2,堰塘、沟渠面积0.26 km2,主城区面积4.72 km2。
原龙仁寺电排站建于1980年,排区范围西环路一路与西环二路之间,排区面积1.21 km2,装机155KW。
由于年久失修已报废。
本次拟将城区护城河水引至老龙仁寺电排站,再排入南湖。
排区面积10.41km2,主要用于排城区内涝。
涝水排入南湖,流经南湖电排河,经南湖电排站排入汉江。
泵站设计装机8*185KW,设计流量23.2m3/s。
二、工程总体布置自排闸与电排站采用闸站合一式。
前池长30.08m,坡降1:17,砼护底,前池首端高程39.40m,宽23.17m,尾端高程39.0m,宽45.40m,采用15cm厚C20砼护底,下设15cm厚砂砾石垫层。
两边为钢筋砼挡土墙,为防止两边房屋及道路垮塌,侧边设砼灌注桩加深层搅拌桩支护。
前池后接进水池,钢筋砼结构,潜水泵为井筒式置于进水池,进水池分为10格,每格净宽3.96m,净深6.34m,总长45.70m,钢筋砼边墩厚0.8m,中墩厚0.5m。
10格中左右8格为电排进水池,中间2格为自排进水池。
进水池池底高程35.10m。
电排进水池前设拦污栅,拦污栅高4.50m。
进水池顶盖砼板,板宽3.72m,作为设备检修及清污机清污通道。
自排进水池池顶设检修间,检修间高6.75m,宽7.62m,长9.22m。
为防止两边房屋及道路垮塌,侧边设砼灌注桩加深层搅拌桩支护。
深基坑支护钢板桩计算
深基坑支护钢板桩计算钢板桩支护的计算主要涉及以下几个方面:钢板桩的承载力计算、钢板桩垂直位移的计算、基坑变形的计算。
一、钢板桩的承载力计算钢板桩的承载力计算主要包括以下几个方面:钢板桩的水平抗拔承载力、钢板桩的滚压承载力、钢板桩的斜拉承载力。
下面以一个典型的直立式钢板桩为例进行说明。
1.钢板桩的水平抗拔承载力计算钢板桩的水平抗拔承载力计算可以通过查表或者进行有限元分析来进行。
常用的计算方法是利用桩的长细比进行计算。
根据经验公式,可以得到钢板桩的承载力与钢板桩的面积、宽度、桩长和土壤的黏聚力等参数有关。
2.钢板桩的滚压承载力计算钢板桩的滚压承载力计算是指钢板桩在地下水压作用下,产生的滚压力。
根据经验公式,可以得到钢板桩的承载力与土壤的内摩擦角、钢板桩的摩擦力等参数有关。
3.钢板桩的斜拉承载力计算钢板桩的斜拉承载力计算是指钢板桩在施工过程中产生的地下水压、土压力等作用下,钢板桩受力情况的计算。
根据结构力学的基本原理,可以得到钢板桩的受力情况,进而计算钢板桩的斜拉承载力。
二、钢板桩垂直位移的计算在钢板桩支护中,垂直位移是一个重要的考虑因素。
钢板桩的垂直位移计算主要涉及以下几个方面:钢板桩与土壤的相互作用、钢板桩的滚压位移、土壤的压缩变形等。
1.钢板桩与土壤的相互作用钢板桩与土壤之间存在着相互作用,钢板桩在施工过程中会对土壤产生挤压作用,从而引起土体的变形。
根据土力学的基本原理,可以计算出土壤的变形情况,进而得到钢板桩的垂直位移。
2.钢板桩的滚压位移钢板桩的滚压位移是指钢板桩在地下水作用下,由于土壤的变形而引起的钢板桩的位移。
根据基本原理,可以通过计算地下水的压力、土壤的变形等参数,得到钢板桩的滚压位移。
3.土壤的压缩变形土壤的压缩变形是指土壤在外力作用下产生的变形现象。
在深基坑支护中,土壤的压缩变形对钢板桩的垂直位移有一定影响。
通过考虑土壤的力学性质,可以计算土壤的压缩变形,进而得到钢板桩的垂直位移。
深基坑支护结构理论计算方法
深基坑支护结构理论计算方法摘要:本文介绍了常用的深基坑支护结构理论计算方法,将认可度比较高的计算方法进行了归纳,可为相关理论分析提供参考。
关键词:深基坑;基坑支护;理论分析0引言在深基坑支护结构理论计算方法的研究上,目前比较成熟且认可度较高的主要有以下三大类:经典方法、弹性地基梁法、有限元法[1]。
1经典方法经典方法主要有静力平衡法、等值梁法、Terzgahi法、弹性曲线法、等弯矩法及等轴力法[1][2]。
经典方法是基于力的平衡这一基础建立的理论方法。
这种方法主要是选用单位宽度受侧向荷载的梁系作为研究对象,如经典的等值梁法和1/2切割方法等,采用的土压力理论中,既有经典的朗肯土压力理论,也有Terzgahi-Peck表观土压力理论[3]。
该方法将围护结构看作是一条插入土体的竖向梁,假设支撑点固定不动,围护结构即成为一个受土压力的作用的多支承点的梁。
这种方法计算简便,适合手算,可近似的得出围护结构的内力,但计算结果误差较大,且无法同时求出围护结构的位移,无法根据施工情况的变化,求得围护结构确切的内力值。
而在计算机的大范围普及和有限元方法的不断推广情形下,该方法的应用也越来越少。
总之,由于经典方法无法分析不同施工工况下的内力情况,且未考虑土体与围护结构的变形因素,导致该方法逐渐散失了其原有地位。
2弹性地基梁法2.1 弹性地基梁法弹性地基梁法是基于经典法发展起来的一种改进型计算方法,该方法是在经典法的基础上,将土的作用等效成一系列弹簧的弹力作用,同时将支撑与锚杆也用弹簧进行替代,这样可以把整个支护结构看成是一弹性支撑的地基梁。
而计算弹簧刚度的方法有m法、E法、C法等,土压力理论一般采用经典的土压力理论,如库伦土压力理论及朗肯土压力理论。
弹性地基梁的解法主要有结构力学方法、解析法和有限元数值法等。
为方便计算,弹性地基梁法对支撑受力和桩入土段的受力进行了简化:在下一道支撑完成后,假设上一道支撑受力不变;对于入土段的受力情况作了两点假设,一是在土压力达到极限被动土压力时,可通过力的平衡进行求解,二是假定入土段的受力和变形有关[4]。
21施工排水、降水、深基坑支护-工程量计算规则
施工排水、降水、深基坑支护-工程量计算规则
1、人工土方施工排水不分土壤类别、挖土深度,按挖湿土工程量以立方米计算。
2、人工挖淤泥、流砂施工排水按挖淤泥、流砂工程量以立方米计算。
3、基坑、地下室排水按土方基坑的底面积以平方米计算。
4、强夯法加固地基坑内排水,按强夯法加固地基工程量以平方米计算。
5、井点降水50根为一套,累计根数不足一套者按一套计算,井点使用定额单位为套天,一天按24小时计算。
井管的安装、拆除以"根"计算。
6、基坑钢管支撑以坑内的钢立柱、支撑、围檩、活络接头、法兰盘、预埋铁件的合并重量按吨计算。
7、打、拔钢板桩按设计钢板桩重量以吨计算。
深基坑支护钢板桩计算
结构计算系列之三钢板桩支护结构计算公司范围内承台开挖使用钢板桩支护的越来越多。
随着钢板桩支护在公司范围内的大规模广泛的应用,而如何合理的设计和运用钢板桩支护成为我们迫切要掌握的技术。
下面以一陆上深基坑钢板桩支护设计为例,详细叙述钢板桩支护结构设计检算的计算过程:1、钢板桩围堰的结构验算1.1基本数据(1)钢板桩截面特性钢板桩性能参数表(2)土层性质淤泥质黏土内摩擦角取9°,粘聚力c=14KPa,根据地质资料和实际施工现场土体的含水率,统一按水、土合力考虑,土层的平均容重取为γ=16.1KN/ m³,地下水位取+3.0m。
(3)基本参数计算主动土压力系数: K a=tan2(45°-φ/2)=0.73被动土压力系数: K p =tan2(45°+φ/2)=1.371.2钢板桩入土深度计算1.2.1 钢板桩土压力计算主动土压力最大压强 e a=γK a(H+t-h1)=16.1×0.73×11=129.283 KPa被动土压力最大压强 e p=γK p t=16.1×1.37×7=154.399 KPa 主动土压力 E a=(H+t-h1)e a /2=γK a(H+t-h1)2/2=16.1×0.73×112/2=719.89 KN/m被动土压力 E p=te p /2=γK p t2/2=16.1×1.37×72/2=540.4 KN/m1.2.2 入土深度计算为使板桩保持稳定,则在A点的力矩应等于零,即∑M A=0,亦即:M a=E a H a - E p H p=E a·[2(H+t-1)/3+1] -E p·(2t/3+H)=0 求得所需的最小入土深度t=(3E p H-2HE a-E a)/2(E a-E p)=0.52 m,满足要求。
根据∑F x=0,即可求得作用在A点的支撑力Ra:Ra – Ea + Ep = 0 得: Ra = Ea – Ep = 179.49 KN/m 1.3 钢板桩截面计算1.3.1求出入土深度t2处剪力为零的点g由,主动土压力 E a'=γK a(H+t2-1)2/2被动土压力 E p'=t1e p /2=γK p t22/2可由该点主动土压力等于被动土压力与支撑力之和,得E a'=E p'+ Ra则K a(H+t2-1)2=K p t22 + Ra得:t2=[5.84-(5.842-4×10.62×0.64)1/2]/2×0.64=2.5m1.3.2 求出最大弯距由于g点位置剪力为零,则每米宽钢板桩最大弯距等于g点以下主动土压力、被动土压力绕g点的力矩差值。
基坑支护结构的计算
基坑⽀护结构的计算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。
深基坑支护类型与设计计算
对该截面求矩即得最大弯矩Mmax Mmax=143.35×(5.55/3+4)+51.66×4×4/ 2+4.655× 42×4/3-28.56×4×4/2-19.38×42×4/ 3=709.4kNm 至此计算完毕,接着可按最大弯矩选择适当的桩径、 桩距和配筋。但尚应注意计算所得Mmax是每延米桩排 的弯矩值,应乘以桩距,才是单桩弯矩设计值。
图2-8 单锚精选深pp埋t 算例图
解:1.计算模型如图2-6所示。
沿桩排方向取1m长度计算土压力计算见表2-9,表2-10
2.求反弯点位置
反弯点位置可以桩前后土压力为零点近似确定: 35.489+5.403D1=57.288D1 解出:D1=0.68m
表2-10 被动土压力计算表
计算深
2C·
参数
9.8
14
-4.2
14
14
0
Ka=0.49 C 6.0
114
134
65.66
14
51.66
=0.7 O 6+Dmin 114+19Dmin 134+19min 65.66+9.31min 14 51.66+9.31min
注:A点负值不计,B点的深度Z0根据 (2C K a )=(γ·Z0+q)·Ka求得
精选ppt
图 单锚浅埋支护结构计算图
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2、单支撑(锚杆)深埋板桩计算(等值梁 法)
精选ppt
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简化计算的力学模型: 单支撑(锚杆)视为绞支,下端为固定端,
中间有一截面的弯矩为零,叫反弯点, 为简化计算,常用土压力强度等于零的 位置代替反弯点位置,示为一绞支。ac 梁即为ab梁上ac 的等值梁。 计算时考虑板桩墙与土的摩擦力,板桩墙 前与墙后的被动土压力分别乘以修正系 数如表,为安全其间对主动动土压力不 折减。
对采用放坡和土钉墙相结合的深基坑支护设计的简单计算
1、基坑支护方案的设计1.1考虑局部基坑断面为素填土为最不利基坑开挖工况,进行土钉墙支护方案设计,支护深度7m 。
依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)第3.1.3条,基坑四周空旷、无建筑物。
支护结构失效,对基坑周边环境或主体结构施工安全的影响不严重,确定该支护结构的安全等级为三级。
1.2本工程为临时性工程,设计使用期限为3个月,自支护结构施工结束起算,为保证基坑四壁的安全稳定性,考虑基坑较深,局部为素填土、性质不均匀,四周具备放坡条件,基坑四周采用放坡和土钉墙结合的处理方案,按1:1.4进行放坡,配合设置土钉墙进行基坑四壁的加强处理。
沿坑壁均匀设置三排土钉,土钉的垂直间距2m ,自自然地坪算起每2m 设置一排土钉,水平间距2m ,均匀放置,采用自钻式锚杆(土钉)(型号为HRB300,2Ø16),错杆成孔直径130mm ,与水平向夹角为15°,锚杆钻进过程中可以使用水泥作为眼进浆液一起钻进,严格控制塌孔、流土现象。
采用压力注浆注纯水泥浆,注浆压力为0.2~3MPa ,水灰比为0.4~0.5,必要时可加入一定量的外加剂。
1.3单根土钉的轴向拉力标准值计算N kj =j z j x ak j s s a j j,,,cos 1ρξη(5.2.2) 式中:N kj ——第j 层土 钉的轴向拉力标准值(KN )a j ——第j 层钉倾角(15°)ξ——墙面倾斜时的主动土压力折减系数,可按本规程第 5.2.3条确定j η——第j 层土 钉轴向拉力调整系数,可按本规程公式5.2.4-1计算j ak,ρ——第j 层土钉处的主动土压力强度标准值(KP a ),应按本规程第3.4.2条确定S x,j ——土钉的水平间距(m )S x,j =2mS z,j ——土钉的垂直间距(m )S z,j =2m1.3.1坡面倾斜时的土压力折减系数)245(2tan /]12tan [2tan m mmtan β1ϕϕβϕβξ-︒-+-=式 (5.2.3) 式中:β-土钉墙坡面与水平面的夹角β=35°mϕ—基坑底面以上各土层按厚度加权的等效内摩擦角平均值(10°)mϕ=10° 计算得:ξ=0.311.3.2±钉轴向拉力调整系数h z j b a a j )(ηηηη--= (5.2.4-1) aj j aj j b a E Z h E z h )()(-∑-∑=ηη (5.2.4-2)式中Z j ——第j 层土钉至基坑顶面的垂直距离(m )h —基坑深度(m )h=7m△E aj —作用在以s x,j 、s z,j 为边长的面积内的主动土压力标准值(KN ) -a η计算系数 -b η经验系数,取0.6n —土钉层数计算得:11=η 93.02=η 785.03=η 1.3.3单根土钉各层的轴向拉力标准值计算得:kN N K 65.291=KN N K 8.462= KN N K 5.633= 1.4单根土钉的极限抗拔承载力计算t K N R KJ KJ ≥ (5.2.1)式中K t 一一土钉抗拔安全系数;安全等级为三级的土钉墙,K t 不应小于1.4;N k,j ---第j 层土钉的轴向拉力标准值(kN),应按本规程第5.2.2条的规定计算;R k,j ——第j 层土钉的极限抗拔承载力标准值(kN),应按本规程第5.2.5条的规定确定。
深基坑支护毕业设计计算书
基坑工程计算书(复核\15米)1.内力计算主动土压力系数:Ka=tan 2(45°-ϕi/2) 被动土压力系数:Kp=tan 2(45°+ϕi/2)计算时,不考虑支护桩体与土体的摩擦作用,且不对主、被动土压力系数进行调整,仅作为安全储备处理。
计算所得土压力系数表如表2-1所示:表1-1主动土压力计算:由于分层土体前三层性能相差不大,ϕ、C 值取各层土的,按其厚度加权平均。
1) 现分三层土○1、○2、○3计算 ○1号土层为原土层1、2、3层土;1 1.30.8 1.711.511 1.511.60.8 1.7 1.5ϕ⨯+⨯+⨯==++ 130.88 1.711 1.58.13()0.8 1.7 1.5c kPa ⨯+⨯+⨯==++ ○2土层为原4号层土019.1ϕ=,241.3()c kPa =○3土层为原5号层土028ϕ=,25()c kPa =02111.6tan (45)0.6652ka =-= 020219.1tan (45)0.5072ka =-=02328tan (45)0.3612ka =-= 020111.6tan (45) 1.502kp =+=02219.1tan (45) 1.972kp =+= 020328tan (45) 2.782kp =+=○1号土层顶部1200.66528.130.04()a k e kPa =⨯-⨯=○1号土层底部()11180.8 1.7 1.520247.92()a d e ka c kPa =⨯+++-=⎡⎤⎣⎦○2土层顶部()22180.8 1.7 1.520212.17()a e ka c kPa =⨯+++-=-⎡⎤⎣⎦○2土层水位处()221842019227.1()a s e ka c kPa =⨯++⨯-=○2土层底部()()()222184201922 6.46 6.467.1 1.9729.07()a d w e ka c ka kPa γ=⨯++⨯----⎡⎤⎣⎦=+=○3土层顶部()3318420192190.420.40.40.36146.12()a e ka c kPa =⨯++⨯+⨯-⨯⨯=○3土层基坑底部()3318420192190.4 1.6518248.43()a j e ka c kPa =⨯++⨯+⨯+⨯-=被动土压力计算基坑顶部22516.67()p e c kPa ==⨯=支护桩底部32 6.9518 2.7825364.65()pd p e h kp c kPa γ=+=⨯⨯+⨯='3218 2.26 2.7825129.76()pd p e h kp c kPa γ=+=⨯⨯+⨯=设定弯矩零点以上各土层压力合力及作用点距离的计算18.31ha m = 214117.643ha m=⨯+= 32 1.26 4.31 5.153ha m =⨯+= 41 1.1415 6.4 4.69 4.293ha m =⨯+--= 51 1.65 2.26 3.0852ha m=⨯+= 61 1.65 2.26 2.813ha m =⨯+= 71 2.26 1.132ha m=⨯=814.69 2.3452ha m=⨯= 12 2.26 1.513hp m =⨯= 21 2.26 1.132hp m =⨯= 32 4.69 3.133hp m=⨯=414.69 2.342hp m=⨯= 10.0440.16(/)a E kN m =⨯= 2447.92/295.84(/)a E kN m =⨯= 3 1.2612.17/27.67(/)a E kN m =-⨯=- 4 1.148.92/2 5.08(/)a E kN m =⨯= 5 1.6546.1276.1(/)a E kN m =⨯= 6 1.65 2.31/2 1.91(/)a E kN m =⨯= 748.43 2.26/254.73(/)a E kN m =⨯= 848.43 4.69/2113.57(/)a E kN m =⨯=()1129.7616.67 2.26/2127.79(/)p E kN m =-⨯= 216.67 2.2637.67(/)p E kN m =⨯=()3 4.69364.65129.76550.82(/)2p E kN m =-⨯=4129.76 4.69608.57(/)p E kN m =⨯=本工程设计按施工顺序开挖时:1) 第一层支护开挖至第二层支护标高时: 通过计算得右图按11a k p ke e =计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至坑底面的距离0.65c h m=111a ac p pcc T ch E h E T h h -=+∑∑解得:146.13/c T kN m=所以设计值:'111.25 1.2546.13/57.7/c c T T kN m kN m==⨯=2) 开挖至设计基坑标高时:按11a k p ke e =计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至坑底面的距离1.60c h m=112a ac p pcc T ch E h E T h h -=+∑∑解得:2104.54/c T kN m=所以设计值:'221.25 1.25104.54/130.68/c c T T kN m kN m==⨯=2、整体稳定验算整体稳定采用瑞典分条法计算:1)按比例绘出该支护结构截面图,如图所示,垂直界面方向取1m 计算。
深基坑工程支护结构设计计算分析
深基坑工程支护结构设计计算分析本文以重庆轻轨五号线巴山站基坑工程为例,对该深基坑工程的结构设计进行了研究。
通过该深基坑支护方案的设计计算分析、肋板锚杆挡墙支护方式介绍及对支护结构的内力分析,获得了一些工程经验,为当地的深基坑工程的推广和应用提供参考。
标签:深基坑工程;桩锚支护;设计计算;内力分析深基坑支护问题已经成为建筑界的热点和难点之一,我国的很多城市或地区相继发生多起深基坑事故。
造成基坑事故的原因有很多,其中基坑支护方案的设计就是其中一个重要的原因。
基坑支护设计是一个半理论半经验的设计,如何确保基坑的稳定,满足周边环境的要求,设计经济,并且在设计中考虑到尽可能多的因素,降低不可见因素的影响等等都具有着重要的现实意义。
下面,笔者以重庆轻轨五号线巴山站基坑工程为例,对该深基坑工程的结构设计进行了研究。
1.工程概况巴山站基坑位于金开大道西段,两侧有民用住宅,建筑密度较高,周边场地狭窄。
基坑起讫里程为YAK9+294.350~YAK9+564.350;基坑成矩形分布,南北方向宽23.2m,东西方向长272.0m,开挖面积达7000 ;设计±0.00标高为+307.50m,场地地面标高+306.90m~+307.30m,基坑最深开挖深度为20.24m,属于Ⅰ级基坑。
2.支护工况根据工程特点及场地条件,经过对土体位移变化、基坑稳定性、施工速度、工程造价等方面综合考虑,决定该工程采用排桩(截面:1.5m×1.8m、间距:4.0m)进行支护,加五道锚索(分别距基坑顶2.5m、5.5.0m、8.5m、11.5m、14.5m)。
肋板锚杆挡墙支护形式在本地区应用比较广泛且技术成熟,其特点是施工速度较快,支护效果好,对其他工序的干扰较少,比较经济。
其工况图如图1所示。
图1 支护工况图3.基坑支护结构计算分析3.1 土压力计算模型及系数调整土压力计算采用朗肯土压力理论,“规程”分布模式,除砂土层采用水土分算外,其余土层均采用水土合算,计算所得土压力系数表如表1所示:表1 土压力系数表土层素填土 0.552 0.743 ——粉质粘土0.507 0.712 1.973 1.404砂岩0.832 0.937 2.572 1.603粉质泥岩0.725 0.862 2.035 1.4453.2 支护结构嵌固深度及桩长的确定支护结构的嵌固深度,目前常采用极限平衡法计算确定。
深基坑钢板桩支护计算
深基坑钢板桩支护计算在进行深基坑施工的过程中,钢板桩常常作为一种常用的施工支护材料。
其主要作用是承受地下水、土壤和地下建筑结构等作用,并且稳定支撑深基坑壁面。
本文将介绍深基坑钢板桩支护计算的基本方法和步骤。
一、基础资料的准备在进行深基坑钢板桩支护计算之前,需要先准备好以下的基础资料:1.工程地质调查资料,包括地层分布、土层厚度、地下水水位等。
2.施工场地平面图和剖面图,包括基坑开挖深度、坑壁倾斜度、坑角以及地下管道接口等。
3.要使用的钢板桩材料参数和技术要求等。
二、钢板桩的选择和计算在进行钢板桩的选择和计算时,需要考虑以下的因素:1. 工程地质条件工程地质条件是影响钢板桩选择的重要因素之一。
需要注意的是,土的性质和地质状况对钢板桩的选择和计算都有较大的影响。
如果土壤较强,钢板桩的长度可以较短,如果土壤较松散,钢板桩的长度可以较长。
2. 材料参数钢板桩材料参数也是影响钢板桩选择的重要因素之一。
需要考虑的参数包括桩型、桩长、板厚、板间距等。
不同参数的钢板桩承受扭矩和轴向力的能力不同。
3. 设计要求深基坑施工需要满足一些基础的设计要求,比如最大允许变形量、最大允许应力和最大允许变化率等。
根据这些设计要求,可以确定钢板桩的尺寸、数量和间距等。
4. 实际情况在进行钢板桩选择和计算时,还需要考虑一些实际情况,例如工程进度、资源投入、施工难度等等。
三、钢板桩支护计算钢板桩支护计算的主要目的是确定钢板桩的长度、数量以及信号点位置。
在进行计算时,可以采用简单的力学分析和应力计算方法。
1. 钢板桩工作状态的确定在进行钢板桩支护计算时,需要根据钢板桩的工作状态确定支护范围。
这需要根据土壤的力学特性、地下水位等因素进行考虑。
2. 土体的受力分析在进行钢板桩支护计算时,需要对土体进行受力分析。
这包括考虑土体与钢板桩之间的相互作用以及土体的承载能力。
3. 钢板桩的受力计算在进行钢板桩支护计算时,需要对钢板桩的受力情况进行计算。
深基坑钢板桩支护计算
深基坑钢板桩支护计算深基坑钢板桩支护是指在基坑开挖过程中,利用钢板桩组成的支撑结构,以抵抗土壤和地下水的侧向压力,保证基坑的稳定性和安全性。
深基坑钢板桩支护的计算是设计工程师在设计过程中必须进行的重要工作之一,下面将详细介绍深基坑钢板桩支护计算的内容。
在进行深基坑钢板桩支护计算时,需要进行以下几个方面的考虑:1.土壤力学参数的确定:包括土壤的黏聚力、内摩擦角、土壤重度等参数的确定。
这些参数可以通过现场调查和实验室试验来获取,以确保计算的准确性。
2.桩身受力的分析:根据土壤的侧向压力和桩身的几何形状,采用弹性理论或弹塑性理论进行桩身受力的分析。
桩身受力分析的结果将用于确定钢板桩的尺寸和支护结构的设计。
3.桩间距和桩长的确定:根据基坑的尺寸和土壤力学参数,通过计算得出合适的桩间距和桩长。
桩间距和桩长的确定关系到钢板桩的数量和总体结构的稳定性,需要根据实际情况进行评估和调整。
4.护土面的稳定性分析:钢板桩支护结构的稳定性主要取决于护土面的稳定性。
通过进行护土面的稳定性分析,确定土壤侧向稳定性的系数和稳定性的要求,以便设计和选择合适的支撑结构。
5.水平位移和竖向变形的控制:在深基坑开挖过程中,水平位移和竖向变形是需要控制的重要指标。
通过计算和分析,确定合理的支撑结构和施工方法,以控制水平位移和竖向变形。
通过以上几个方面的考虑,工程师可以进行深基坑钢板桩支护的计算和设计工作。
计算的准确性和合理性对于确保基坑的稳定性和施工安全至关重要。
因此,在进行深基坑钢板桩支护计算时,需要结合实际情况和专业知识,进行全面的分析和评估,以确保设计的合理性和可行性。
理正深基坑7.0基坑支护计算例题排桩内支撑
深基坑支护设计 3设计单位:X X X 设计院设计人:X X X设计时间:2016-04-11 11:55:10----------------------------------------------------------------------[ 支护方案 ]----------------------------------------------------------------------排桩支护----------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ][ 放坡信息 ][ 超载信息 ][ 附加水平力信息 ][ 土层信息 ][ 土层参数 ][ 支锚信息 ][ 土压力模型及系数调整 ]----------------------------------------------------------------------[ 工况信息 ][ 设计结果 ]--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------[ 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 ][ 环梁选筋结果 ][ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------钢筋类型对应关系:d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500[ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------计算方法:瑞典条分法应力状态:有效应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 1.619圆弧半径(m) R = 15.313圆心坐标X(m) X = -0.492圆心坐标Y(m) Y = 7.058----------------------------------------------------------------------[ 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。
深基坑支护类型与设计计算
本演示将介绍深基坑的类型和支护设计计算。了解深基坑的意义、支护结构 类型及选型,以及支撑结构的设计与安全要素。
深基坑简介
深基坑是指用于建筑施工中挖掘的深而窄的洞口,通常用于建设地下结构或提取地下资源。
深基坑施工过程
1 2 3 4 5
勘察和准备工作 基坑开挖 支护结构安装 基坑周边环境保护措施 基坑施工安全措施
拱形支撑结构
通过弧形构件来支撑基坑壁体。
支撑结构的优缺点比较
桩支撑结构
• 稳定性好 • 施工成本较高
壁板支护结构
• 施工速度快 • 空间占用较大
支撑结构
拱形支撑结构
• 适用于不同 地担土压力 • 施工周期长
支撑结构的选型与设计原则
根据基坑的尺寸、地质条件等因素选择适合的支撑结构类型,并遵循设计原则,例如确保结构稳定和满 足荷载要求。
支撑结构的荷载计算
1
土压力计算
2
水压力计算
3
地震作用计算
基坑周边地质条件的评价
通过地质勘察和岩土实验,评估基坑周边地质条件的稳定性和适用性。
深基坑支护的意义
安全
确保施工过程中的工人和 周围环境的安全。
保护结构
防止基坑施工对周围建筑 物和地下管线的损坏。
提高效率
优化基坑开挖和支护过程, 节约时间和资源。
支护结构类型
桩支撑结构
通过沉入土壤中的桩筒来支撑基坑壁体。
壁板支护结构
使用钢板或混凝土预制板来支撑基坑。
支撑结构
使用对角撑杆和横向支撑来支撑基坑壁体。
深基坑支护结构的实用计算方法及其应用
深基坑支护结构的实用计算方法及其应用
一、深基坑支护结构的实用计算方法
1、土体抗压强度计算
为了保证深基坑支护结构的安全,首先必须计算出预设深基坑抗压强度,可以采用U型挖槽模型进行计算,根据给定的挖槽深度,计算出预设抗压强度,一般在挖槽深度大于3m时可采用该方法进行计算。
2、计算孔支护抗压强度
根据深基坑支护结构的构成,一般有多个孔支护围绕着挖槽,为了确保结构的安全,孔支护的抗压强度也必须计算,通常采用支护抗压强度计算函数进行计算,根据函数参数以及结构特性计算出孔支护的抗压强度,以确定具备足够的承载能力。
3、支护体系拱肋柱设计
拱肋柱是深基坑支护结构的支护元素,拱肋柱的设计必须考虑到节点处拱肋柱的结合以及与周围土体的复合效应。
通常采用有限元分析法和Bishop模型分析法,根据分析结果设计计算拱肋柱的形状及承载力。
4、支护体系网管设计
网管是深基坑支护结构的支护要素之一,为了计算出满足工程要求的支护强度,必须计算网管的力学特性,一般采用有限元分析法进行计算。
深基坑支护计算分析
深基坑支护计算分析深基坑支护计算分析深基坑支护是在建筑工程中常见的一项关键任务,旨在确保基坑在施工和使用阶段的稳定性和安全性。
该过程涉及到多种工程材料和结构计算,其中包括土壤力学、结构力学和建筑材料科学等方面的知识。
本文将对深基坑支护计算分析进行探讨,以帮助读者更好地理解和应用相关理论和技术。
1. 引言深基坑支护是建筑工程施工中的一项重要任务,不仅涉及到大量的土地开挖和土方运输,还需要结构力学和土壤力学的知识来保证基坑的安全和稳定。
支护计算分析是深基坑工程设计和施工过程中不可或缺的一部分,其目标是评估各种可能的基坑支护措施,并选择最佳的方案以确保施工过程的安全性和经济性。
2. 深基坑支护计算2.1 土壤力学分析土壤力学分析是深基坑支护计算的基础,它涉及到土壤的物理和力学性质。
在进行土壤力学分析时,需要考虑土壤的类型、密度、含水量等因素,并结合土壤剪切强度、变形性质等参数来评估土壤的稳定性和变形特性。
通过合理的土壤力学分析,可以确定基坑支护所需的支撑体系和支撑结构的类型、尺寸和材料。
2.2 结构力学分析结构力学分析是深基坑支护计算的另一个重要部分,它主要关注基坑支护结构和施工围护结构的承载能力和稳定性。
在进行结构力学分析时,需要考虑支撑结构受力情况、变形特性以及与土壤之间的相互作用。
结构力学分析还涉及到各种支撑结构的设计和优化,以确保其满足基坑工程的要求。
3. 基坑支护计算方法基坑支护计算涉及到多种计算方法和工具的应用,以下是常见的几种方法:3.1 经验公式法经验公式法是一种基于历史经验和现场观察的计算方法,适用于一些简单和常见的基坑支护问题。
这种方法通常比较简单和快速,但精度相对较低,所以需要结合其他计算方法进行验证和调整。
3.2 数值模拟法数值模拟法是利用计算机技术和数值分析方法,对基坑支护问题进行建模和模拟的方法。
这种方法通常需要较高的计算能力和相关软件的支持,但可以提供更准确和全面的分析结果。
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1.深基坑支护类型选择
深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。
如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。
根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。
2.深基坑支护土压力
深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。
而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。
目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。
常用的公式为:
主动土压力:
Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ
工中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。
H——挡土桩长(m)。
Φ——土的内摩擦角(°)。
C——土的内聚力(KN)。
被动土压力:EP=1/2γt2KPCt
式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。
由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:
2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。
抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。
总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。
有效应力法应用于砂层。
2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。
这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。
主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。
针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。
因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯
理论在此方面的假定。
可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2
式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。
2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。
在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。
用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/ 2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2= rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2
2.4.深基坑开挖的空间效应。
基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。
2.5.重视场内外水的问题。
注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成润滑剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。
综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:
2.5.1.水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。
2.5.2.土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即:Eα=1/2γ
H2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ
桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即:EP=1/2γt2KP+2KP Ct.
<P< p>3.护坡桩的设计
该工程支护结构主要采用钢筋混凝土钻孔灌注桩加斜土锚的设计方案,桩的直径为600mm,桩间净距为1000mm.考虑基坑附近建筑屋的影响,还有环城南路上机车等动截荷的影响,支护设计时,笔者参照部分支护结构设计的相关情形取地面均布载荷
q=40KN/m,:
3.1.桩上侧土压力:①桩后侧主动土压力,因为桩后土为三层(杂添土、粘土、粉粘土)所以计算时采用加权平均值的C、Φ、γ,Φ=21.32,得:Eα
=4.7H2-2.76H+108.49;②桩前侧被动土压力:因为桩前侧土为两层(粘土层、粉质粘土层),所以计算时应采用加权平均值的C′、Φ′、γ′,得:EP=33.89676t2+104.5t;
③均布载荷对桩的侧压力:由公式Eq=qKaH,得:Eq=18.672H.
3.2.桩插入深度确定:计算前须作如下假设:(1)锚固点A无移动;(2)灌注桩埋在地下无移动;(3)自由端因较浅不作固定端,按地下简支计算。
3.2.1.建立方程:对铰点(锚固点)A求矩,则必须满足:ΣMA=0
所以有:1KEP(23t+h-a)=Eq〔23 (h+t)-a〕+Ep(h+t2-α)q
式中:K为安全系数,取2,得:8.31t3+82.97t2-138.75t=114.12
3.2.2.插入深度及柱长计算:根据实际情况t取最小正解;t=1.99m.
根据《建筑结构设计手册》及综合地质资料,取安全系数为1.2,所以桩的总长度为:L=h+1 .5t=8.5+1.2♀1.99=12.4(m)
3.3.锚拉力的计算:由于桩长已求出,对整个桩而言,由于力平衡原理可以求出A点的锚拉力,ΣFA=0,即:Eα+Eq=Ep+TA,取t=1.99解得:TA=19
4.35(KN)
4.土层锚定设计
锚固点埋深α=2m,锚杆水平间距1.6m,锚杆倾角18°,这是因为考虑到:(1)基坑附近有环城南路和建筑物的存在,倾角小,锚杆的握裹力易满足;(2)支护所在粘土层较厚,并且均一,可作为锚定区;(3)粘土层的下履层(粉质粘土层、粉砂层、圆砾层)都是饱水且较薄。
4.1.土层锚杆抗拔计算:土层锚杆锚固端所在的粘土层:c=47.7kpΨ=20.72°r=20 .13kN/m2
4.1.1.土层锚杆锚非固端段长度的确定:
由三角关系有:BF=sin(45°-Φ/2)/sin(45°-Φ/2+a)·(H-a-d)代入数据计算得:BF=5.06 m
4.1.2.土层锚杆锚段长度的确定:该土层锚杆采用非高压灌浆,则主体抗压强度按下面公式计算:r=C+(1/2)rhtgΨ。
式中:r——埋深h处的抗剪强度,K——安全系数1.5,d——锚杆孔径,取0.12m,锚固段长度L=17.98m
5.结论
深基坑支护工程是近二十年来随着城市高层建筑发展而发展的一门新的实践
工程学,它还有待于理论上的完善,如何取一种在经济技术上都合理的支护类型就必须充分考虑现场环境、工程地质条件以及工程要求。
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