基坑支护工程-基坑支护荷载计算

a Ka z
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
1
3
tan 2
45o
2
2c
tan
45o
2
3
1
tan 2
45o
2
2c
tan
45o
2
主动土压力强度
被动土压力强度
a
(
z
p0 )
tan 2
45o
2
2c
tan
45o
2
p
(
z
p0 ) tan2
45o
2
2c
tan
45o
2
a ( z p0 )Ka 2c Ka
p ( z p0 )Kp 2c K p
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：
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 (45o
)
2
a A 2C Ka aB H1Ka 2C Ka
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）
主动土压力系数
Ka
tan 2
45o
2
被动土压力系数
Kp
tan 2
45o
2
p0 ,c,
均质土
A
Ka
tan2 (45o
)
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
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
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
1.82
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
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 (45o
1
2
)
A
Ka2
tan2 (45o
2
2
)
B
a A p0Ka1 2C1 Ka1
K0 1 sin（经验公式） 或查表
地下室 z z z 外墙
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
来自百度文库H2
z z z
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
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)
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
20o
Pa
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
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 (45o
)
2
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。