深基坑验算基本概念
基坑抗倾覆验算
基坑抗倾覆验算基坑抗倾覆验算是在基坑工程中常见的一种分析计算方法,用于确定基坑围护结构的稳定性和安全性。
基坑工程是指在建筑施工中开挖的较大的土方工程,如地下停车场、地下商场等。
由于基坑的开挖会改变土体的平衡状态,容易引起土体的倾斜、滑动或崩塌,因此需要进行抗倾覆验算来确保基坑的安全性。
基坑抗倾覆验算的目的是确定基坑围护结构在土压力和地下水压力的作用下是否能够保持稳定,并满足设计要求。
验算过程通常分为以下几个步骤:1. 确定基坑的几何参数:包括基坑的深度、宽度、倾斜角度等。
这些参数的确定需要考虑到地下水位、土体的物理力学性质以及施工方法等因素。
2. 确定土体力学参数:土体的力学性质是进行抗倾覆验算的基础。
常见的土体力学参数包括土壤的内摩擦角、黏聚力、重度等。
这些参数可以通过室内试验或现场测试来确定。
3. 计算土压力:基坑开挖后,土体受到的压力会发生变化。
需要根据土体的内摩擦角、地下水位等因素,计算出土体在不同深度和不同倾角下的水平和垂直土压力。
4. 计算地下水压力:地下水对基坑围护结构的稳定性有重要影响。
需要根据地下水位、土体的水力性质等因素,计算出地下水对基坑围护结构的水平和垂直水压力。
5. 进行抗倾覆验算:根据土压力和地下水压力的计算结果,可以进行抗倾覆验算。
常见的抗倾覆验算方法包括平衡法、极限平衡法等。
通过比较计算结果与设计要求,判断基坑围护结构的稳定性和安全性。
基坑抗倾覆验算是基坑工程设计和施工中非常重要的一部分。
合理的抗倾覆验算可以确保基坑工程的安全性和可靠性,避免发生倾覆事故。
在实际工程中,还需要考虑其他因素,如基坑支护结构的设计和施工方法、土体的变形和应力分布等,以使抗倾覆验算结果更加准确和可靠。
基坑抗倾覆验算是基坑工程中必不可少的一项工作。
通过合理的几何参数确定、土体力学参数确定、土压力和地下水压力的计算以及抗倾覆验算的过程,可以确保基坑的稳定性和安全性。
同时,在实际工程中还需要考虑其他因素,以使验算结果更加准确可靠。
地铁深基坑工程基本概念与发展现状
基本概念与发展现状
>
截止2020年底
全国地铁通车里程已经达到4511公里
CONTENTS
01
地铁深基坑基本
概念
①天坑
广西天坑群四川兴文天坑
②基坑
<
>
③深基坑
深基坑
主要指开挖深度大于
5m的基坑。
④地铁深基坑
成都地铁9号线基坑成都地铁18号线基坑
①基坑侧壁基坑开挖后形成的临空面称为基坑侧壁
基坑侧壁基坑侧壁
②基坑周边环境
与基坑开挖相互影响的周边建(构)筑物、地下管线、道路、岩土体及地下水体,统称为基坑周边环境
③基坑支护
为保护地下主体结构施工和基坑周边环境的安全,
对基坑采用的临时性支档、加固、保护与地下水控
制的措施,就是基坑支护。
基坑支护结构是支档或加固基坑侧壁的承受荷载的
结构。
是在建筑物地下工程建造时为确保土方开挖,
控制周边环境影响在容许范围内的一种施工措施。
02
地铁深基坑发展
现状
上个世纪的基坑工程
本世纪严峻的挑战
国内最深地铁深基坑上海地铁13号线汉中路车站基坑,
开挖深度33.1m,超过上海中心大
厦基坑。
基坑、深基坑、地铁深基坑、基坑周边环境、基坑支护
国内最深的基坑、最大的基坑、未来的发展
思考题
什么是基坑、深基坑、地铁深基坑?
什么是基坑周边环境、基坑支护?
根据你平时见到过的深基坑,它有哪
些特点。
谢谢观看>。
基坑支护验算及步骤详解
22
二、实例计算演示
2、设计数据输入
可以多级放坡,每级坡在表格中对应一行。
坡高、坡宽、台宽大样图 例题之外
23
二、实例计算演示
2、设计数据输入
应该区分支撑和换撑:支撑的目的是为了开挖,所以支撑工况后总是伴随开挖工况; 换撑的目的是为了拆撑,所以换撑工况后伴随拆撑工况(也可以换多道后再拆撑,这 种情况下,换撑工况后不一定有拆撑工况)。换撑可以是永久的, 也可以是临时的。 换撑后的拆撑可以同时多道(如同时爆破),也可以是一道一道顺序拆除,两种情况 对内力和支撑反力会有影响,应按实际情况建模,对后一种情况,可以在加上虚拟换 撑(刚度设为0)中拆除。
2、设计数据输入
型钢围檩: 型钢型号:型钢围檩的 型钢型号。 根数:组合型钢围檩的 型钢根数。 边界条件:两根支撑间 的围檩简化为单跨梁, 其两端的边界条件可模 拟为简支或刚接,对于 对称、均匀布置的支撑 可选择两端刚接,而两 端铰接的边界条件是偏 于保守的计算。
26
二、实例计算演示
2、设计数据输入
33
二、实例计算演示
2、设计数据输入
点击“显示施工工况”按 钮,弹出如下对话框,对 话框中显示了每个施工工 况的开挖、支撑(锚)、 换撑(锚)、地面超载以 及坑内水位的情况。
34
二、实例计算演示
2、设计数据输入
例题之外
开挖前可以分层对地基进行加固,每层对应输入表格的一行,如上图:
深度(m):加固层上表面离地面的深度。
定滑弧计算安全系数。 应力状态计算方法:计算抗滑力时滑弧上的应力是否要扣除水压力,不扣除为“总应力法”,扣除是“有效应力
法”。也可对合算土层使用“总应力法”,对分算土层使用“有效应力法”,这种情况,选中“孔压考虑土性”。 考虑桩墙弯曲阻力:选中,抗滑力中包含桩墙弯矩承载力项。 考虑水平力:选中,抗滑力中包含水平主动土压力项。 忽略垂直滑面阻力:选中,不包换直线的积分项。 地表沉降计算:可选择“peck法”、“同济三角形”、“同济抛物线”。 水泥土墙顶位移估算: 基坑最大边长(m):开挖基坑的最大边长,超过100时取100m。 施工质量影响系数:取0.8~1.5。 搅拌桩格栅验算:计算系数:见“技术手册”。 内力变形计算:坑内土影响范围系数:考虑在盆式开挖中预留土台的影响,其意义见“技术手册”。 计SMW工法桩局部抗剪验算:抗剪强度系数:水泥土无侧限抗剪强度标准值到水泥土抗剪强度设计值的换算系数。
一建中关于深基坑的定义
一建中关于深基坑的定义深基坑是指在建筑工程中所挖掘的较深的基坑。
一般来说,深基坑的挖掘深度超过10米,有时甚至可以达到几十米甚至上百米。
深基坑的挖掘是为了满足建筑工程的需要,例如地下车库、地铁站、地下商场等。
深基坑的挖掘需要经过一系列的工程措施和技术手段,以保证施工的安全和顺利进行。
首先,需要进行地质勘察,了解地下地质情况,为后续的施工提供参考。
然后,需要进行基坑支护工程,以防止土方塌方和基坑失稳。
常见的基坑支护方式有钢支撑、混凝土墙支护、压力注浆等。
在深基坑的施工过程中,需要考虑多方面的因素。
首先,需要考虑周围建筑物的影响,以防止基坑挖掘对周围建筑物的影响和损害。
其次,需要考虑地下水位的情况,以便采取相应的排水措施。
此外,还需要考虑地下管线的布置和保护,以免对周围设施造成破坏。
在深基坑的挖掘过程中,还需要注意施工安全。
挖掘深基坑是一项复杂的工程,可能存在土方塌方、基坑失稳等安全隐患。
因此,在施工过程中,需要加强监测和控制,及时发现和处理安全问题。
同时,施工人员需要进行专业培训,熟悉施工工艺和操作规程,提高施工安全意识。
深基坑的施工过程需要进行施工监理和验收。
施工监理是指对施工过程进行监督和检查,确保施工按照规定要求进行。
验收是指在施工完成后对基坑进行检查和评估,以确定基坑的质量和安全性是否符合要求。
施工监理和验收是保证工程质量和安全的重要环节,需要由专业人员进行。
深基坑是建筑工程中常见的一种施工形式,其挖掘需要经过一系列的工程措施和技术手段。
在深基坑的施工过程中,需要考虑多方面的因素,包括地下地质情况、基坑支护、周围建筑物的影响、地下水位、地下管线等。
同时,施工过程中需要注意施工安全,并进行施工监理和验收,以保证工程质量和安全性。
深基坑的施工是一项复杂的工程,需要由专业人员进行设计和施工,以确保施工的顺利进行。
深基坑验算基本概念
一.深基坑工程设计计算基坑工程设计计算包括三个部分的内容,即稳定性验算、结构内力计算和变形计算。
稳定性验算是指分析土体或土体与围护结构一起保持稳定性的能力,包括整体稳定性、重力式挡墙的抗倾覆稳定及抗滑移稳定、坑底抗隆起稳定和抗渗流稳定等,基坑工程设计必须同时满足这几个方面的稳定性。
结构内力计算为结构设计提供内力值,包括弯矩、剪力等,不同体系的围护结构,其内力计算的方法是不同的;由于围护结构常常是多次超静定的,计算内力时需要对具体围护结构进行简化,不同的简化方法得到的内力不会相同,需要根据工程经验加以判断;变形计算的目的则是为了减少对环境的影响,控制环境质量,变形计算内容包括围护结构的侧向位移、坑外地面的沉降和坑底隆起等项目。
稳定性验算整体稳定性边坡稳定性计算重力式围护结构的整体稳定性计算抗倾覆、抗滑动稳定性抗倾覆稳定性计算抗水平滑动稳定性计算抗渗透破坏稳定性边坡稳定性验算假定滑动面为圆弧用条分法进行计算不考虑土条间的作用力最小安全系数为最危险滑动面重力式围护结构的整体稳定性重力式围护结构的整体稳定性计算应考虑两种破坏模式,一种是如图所示的滑动面通过挡墙的底部;另一种考虑圆弧切墙的整体稳定性,验算时需计算切墙阻力所产生的抗滑作用,即墙的抗剪强度所产生的抗滑力矩。
重力式围护结构可以看作是直立岸坡,滑动面通过重力式挡墙的后趾,其整体稳定性验算一般借鉴边坡稳定计算方法,当采用简单条分法时可按上面的公式验算整体稳定性。
上海市标准《基坑工程设计规程》规定,验算切墙滑弧安全系数时,可取墙体强度指标内摩擦角为零,粘聚力c=(1/15~1/10)qu。
当水泥搅拌桩墙体的无侧限抗压强度qu>1MPa时,可不考虑切墙破坏的模式。
锚杆支护体系的整体稳定性两种不同的假定一种是指锚杆支护体系连同体系内的土体共同沿着土体的某一深层滑裂面向下滑动,造成整体失稳,如左图所示;对于这一种失稳破坏,可采取上述土坡整体稳定的验算方法计算,按验算结果要求锚杆长度必须超过最危险滑动面,安全系数不小于1.50;另一种是指由于锚杆支护体系的共同作用超出了土的承载能力,从而在围护结构底部向其拉结方向形成一条深层滑裂面,造成倾覆破坏,如右图所示。
深基坑工程安全验算-secret
第二十五章深基坑工程安全验算基坑工程主要包括基坑支护体系设计与施工和土方开挖,是一项综合性很强的系统工程。
它要求岩土工程和结构工程技术人员密切配合。
基坑支护体系是临时结构,在地下工程施工完成后就不再需要。
基坑工程具有以下特点:1)基坑支护体系是临时结构,安全储备较小,具有较大的风险性。
基坑工程施工过程中应进行监测,并应有应急措施。
在施工过程中一旦出现险情,需要及时抢救。
2)基坑工程具有很强的区域性。
如软粘土地基、黄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。
同一城市不同区域也有差异。
基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖都要因地制宜,根据本地情况进行,外地的经验可以借鉴,但不能简单搬用。
3)基坑工程具有很强的个性。
基坑工程的支护体系设计与施工和土方开挖不仅与工程地质水文地质条件有关,还与基坑相邻建(构)筑物和地下管线的位置、抵御变形的能力、重要性,以及周围场地条件等有关。
有时保护相邻建(构)筑物和市政设施的安全是基坑工程设计与施工的关键。
这就决定了基坑工程具有很强的个性。
因此,对基坑工程进行分类、对支护结构允许变形规定统一标准都是比较困难的。
4)基坑工程综合性强。
基坑工程不仅需要岩土工程知识,也需要结构工程知识,需要土力学理论、测试技术、计算技术及施工机械、施工技术的综合。
5)基坑工程具有较强的时空效应。
基坑的深度和平面形状对基坑支护体系的稳定性和变形有较大影响。
在基坑支护体系设计中要注意基坑工程的空间效应。
土体,特别是软粘土,具有较强的蠕变性,作用在支护结构上的土压力随时间变化。
蠕变将使土体强度降低,土坡稳定性变小。
所以对基坑工程的时间效应也必须给予充分的重视。
6)基坑工程是系统工程。
基坑工程主要包括支护体系设计和土方开挖两部分。
土方开挖的施工组织是否合理将对支护体系是否成功具有重要作用。
不合理的土方开挖、步骤和速度可能导致主体结构桩基变位、支护结构过大的变形,甚至引起支护体系失稳而导致破坏。
深基坑验算
淮化集团深基坑支护验算一.工程概况本工程位于淮化集团厂区内,其中构筑物提升泵站、事故调节池和二沉池基础超过5米。
位于提升泵站和事故调节池南侧有原厂区三条管线:生产给水管、循环水管和生活给水管均为铸铁管道,因管道年限已久,均需要做支护。
生产给水管距离构筑物最近,分别是:距离事故调节池3.5米、提升泵站7.2米,平行管线长度(结构尺寸,未含放坡)41.4米,两侧按(事故调节池西侧、提升泵站东侧)1:1放坡13.4米,南侧支护长度为54.8米。
北侧二沉池距离道路3米,其中池体有2.5米属于深基坑,垫层标高-5.27,因临近道路需要支护,支护长度为13.04米。
二.地质概况根据地质勘查报告以及现场实地勘察,本工程所涉及的地层主要如下:①层填土(Q ml),厚1.4-3,5米,层底标高27.21-29.75米,暗灰-灰黄色,上部主要为杂填土,含较多建筑垃圾;下部为粘性土回填,含大量植物根茎,松散,该层土全场地分布,性质变化较大。
②层粉质粘土(Q3nl+pl),埋深1.4-3.5米,层厚0.60-2.60米,层底标高为26.05-28.33米,主要为黄褐色,可-软塑状。
含少量铁锰结核及铁质薄膜,有植物根茎、根孔及裂隙,有黄色粉土颗粒分布,切面较光滑,韧性一般,无摇震反应,干强度中等。
综合评价该层土结构性差,承载力低,中等偏高压缩性土。
层粘土(Q3nl+pl),埋深1.70-4.40米,层厚3.00-6.90米,层底标高为21.57-23.93米,黄褐-褐黄色,稍湿,硬塑状,有植物根茎和根孔,内含少量铁锰结核及其氧化物,有黄色粉土粒分布,含有有机质,见灰色絮状胶体,局部地段夹粉质粘土薄层,切面较光滑,稍微有光泽度,韧性较高,无摇震反应,干强度较高。
综合评价该层土结构性较好,承载力较高,为中等低压缩性土。
二.支护设计方案概述先取土至-3.00米,在进行二次放坡,放坡处整体硬化并设置排水明沟。
设置两排工字钢桩,桩与桩之间采用钢管连接,保证其整体性。
深基坑工程
三、降水
降水的作用: 防止基坑坡面和基地渗水,保证坑底干燥,便于基坑开挖 施工; 增加边坡和坑底的稳定性,防止边坡或坑底的土层颗粒流 失,防止流砂的产生; 减少土体含水量,增加地基土抗剪强度,有效提高土体的 力学性能指标; 降低承压水水头,减少承压水头对基坑底板的顶拖力,防 止基坑突涌。
降水的主要形式
九、基坑验收与土方回填
(一)基坑验收 验收单位应由建设单位组织勘察、设计、监理、施工、政 府主管部门一起参加。验槽内容主要有: 1.基坑位置、平面尺寸。 2.基底是否已达到持力层。 3.基底绝对高程和相对标高 。 4.土质情况 。 (附:□钎探纪录及钎探点平面布置图) 5.地下水位情况 。 6.桩位置 、桩类型 、数量 ,承载力满足设计要求。 7.其他:
•成槽设备选用——选用性能良好的带纠偏装置的成槽机; •成槽驾驶员 ——驾驶技术娴熟、有责任心,成槽同步纠偏; •泥浆质量控制——采用性能良好的护壁泥浆,循环浆要及时处
理,无处理价值的泥浆坚决废弃;对以下泥浆指标严格控制:比 重、粘度、失水量、泥皮厚度、含沙量、PH值、胶体率等指标。 •接头和槽底清淤——清淤工作要认真仔细,施工管理人员要把 好关。
8。深基坑、高边坡工程之三
的失效破坏的案例中, 还没有发现一个是滑移破坏的案例。 也就是说, 所谓抗滑移的验算, 其实并没有工程的实际意义, 但现在谁也没有这 个胆略把这个验算要求去掉, 就糊里糊涂地算吧, 反正也不起控制的 作用。 后来,就把倾覆这个名词也泛化了,如你所举的附录T,按照力 学的概念,实际是静力平衡的验算要求,即满足ΣX=0,ΣM=0 的 静力平衡法, 又不计墙对平衡的作用, 已经没有重力式的那种抗倾覆 问题了。 所谓抗倾覆的验算实际是指验算重力式结构的自重力矩对抵 抗倾覆失稳的平衡作用。 需要对支护结构的定名科学化,对稳定模式的术语也需要科学化。 在《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011 附录 V 的 V.0.1 条:桩、 墙式支护结构应按表 V.0.1 的规定进行抗倾覆稳定、隆起稳定和整体 稳定验算。即将表中“带支撑桩的倾覆稳定”的结构类型称为“桩、 墙式支护” 。但不清楚规范这里的“墙”是指重力式的“墙”还是地 下连续墙的 “墙” ?应该按计算原理来科学地区别围护结构的类型, 分别称为墙式和板式围护结构。板式包括排桩和地下连续墙,墙式 是指重力式结构。如果“墙”是指重力式,但规范在倾覆稳定性验 算的公式中,只有主动区与被动区的力矩,而没有由重力式墙的自 重形成的抗倾覆力矩,显然这里并不是指重力式结构。其实,抗倾 覆稳定性主要也是对墙式围护结构而言的,墙的自重是最重要的抗 倾覆因素,最早提出需要验算抗倾覆稳定性的也是墙式围护结构而 非板式结构,特别是有支撑的板式围护结构,除非支撑失效,不然
2、 抗滑移稳定安全系数: 支挡结构底面上的的抗滑力和滑动力的比 值; 3、 抗隆起稳定安全系数: 控制坑底软土隆起的抗力和其作用的对比 程度,比值称抗隆起安全系数; 4、 抗倾覆安全系数: 支护结构绕某点的抗倾覆力矩和倾覆力矩的比 值; 5、 抗渗流稳定安全系数: 由于基坑底以下存在承压水或基坑内外两 侧存在水头差, 导致坑底土在渗流作用下出现稳定性问题, 控制渗流 稳定的坑底土自重与浮力的对比程度, 比值称为抗流土稳定安全系数, 或抗突涌安全系数。 上述 5 个方面要看具体工程情况来确定哪几个是主要验算控制 的内容。 由于历史的原因和当前发展的需要, 当前有不止一本规范对 基坑支护的技术要求做出了规定,难免各有侧重,并有差异。在工程 实践上,要根据具体工程情况正确选择使用规范,并结合当地经验, 最终把工程做到安全、经济,并符合程序、手续要求为根本目标。
深基坑工程技术4
深基坑工程技术4深基坑工程技术深基坑工程技术是指在建筑施工过程中,为了满足建筑物的需要而进行的深基坑挖掘和支护的技术。
深基坑工程常见于高层建筑、地下车库、地铁站等需要进行地下空间开挖的项目中。
本文将介绍深基坑工程技术的基本概念、施工步骤和常用的支护方法。
一、深基坑工程技术的基本概念深基坑工程技术是指在建筑施工过程中,为了满足建筑物地下空间的需要而进行的深坑挖掘和支护的技术。
深基坑通常指挖掘深度超过一定限度的基坑,一般要求深度在10米以上。
深基坑工程技术的主要目的是确保施工安全,同时满足建筑物的设计要求。
二、深基坑工程技术的施工步骤1. 前期准备工作在进行深基坑工程施工前,需要进行详细的前期准备工作。
包括制定施工方案、进行勘察和设计、确定施工周期和预算等。
2. 地面标定地面标定是指在施工现场进行地面的标定和测量,确定基坑的位置和尺寸。
这是深基坑工程的第一步,对后续的施工起到了重要的指导作用。
3. 地表保护在进行深基坑挖掘之前,需要对地表进行保护,防止地面沉降和塌陷。
常用的地表保护方法包括地下水位降低、地表加固和地表监测等。
4. 基坑开挖基坑开挖是深基坑工程的核心环节,通常采用机械挖掘的方式进行。
在开挖过程中需要注意土质情况、地下水位和周边建筑物等因素,确保施工的安全和稳定。
5. 土方处理在进行基坑开挖后,需要对挖出的土方进行处理。
常见的土方处理方法包括回填、运输和处理等。
6. 基坑支护基坑支护是为了防止基坑塌方和地面沉降而进行的工程措施。
常用的基坑支护方法包括钢支撑、混凝土支撑和土工材料支撑等。
7. 基坑排水在进行深基坑工程施工过程中,地下水的排泄是一个重要的问题。
需要进行合理的排水设计和施工,确保基坑内的地下水位在可控范围内。
8. 施工监测在深基坑工程施工过程中,需要进行施工监测,及时掌握施工情况和变化。
常见的监测内容包括地表沉降、地下水位和支护结构变形等。
三、深基坑工程技术的常用支护方法1. 钢支撑钢支撑是深基坑工程中常用的支护方法之一。
深基坑工程验收应具备的条件
深基坑工程验收应具备的条件以深基坑工程验收应具备的条件为标题,写一篇文章。
深基坑工程验收是指在工程建设过程中,对深基坑工程的施工质量、工程安全等方面进行检验、评估和确认的过程。
深基坑工程是指土木工程中的一项重要施工工程,通常用于地下建筑、地铁、隧道等工程中。
深基坑工程验收是确保工程质量和安全的重要环节,下面将介绍深基坑工程验收应具备的条件。
一、施工过程符合设计要求深基坑工程验收的第一个条件是施工过程符合设计要求。
在工程建设过程中,深基坑的施工必须按照设计图纸和相关规范进行,施工过程中的各项参数和工艺必须符合设计要求。
只有施工过程符合设计要求,才能保证深基坑工程的质量和安全。
二、基坑支护结构稳定可靠深基坑工程验收的第二个条件是基坑支护结构稳定可靠。
在深基坑工程中,基坑的支护结构是确保工程安全的重要组成部分。
基坑支护结构必须能够承受土压力、地下水压力等外力的作用,保持稳定,不发生变形和破坏。
只有基坑支护结构稳定可靠,才能保证深基坑工程的施工质量和工程安全。
三、基坑排水系统正常运行深基坑工程验收的第三个条件是基坑排水系统正常运行。
在深基坑工程中,地下水是一个重要的问题。
地下水的渗入会对基坑的稳定性和施工质量造成很大的影响。
因此,基坑排水系统必须正常运行,及时排除地下水,保持基坑内部的干燥状态。
只有基坑排水系统正常运行,才能保证深基坑工程的施工质量和工程安全。
四、基坑监测数据满足要求深基坑工程验收的第四个条件是基坑监测数据满足要求。
在深基坑工程施工过程中,需要进行各种基坑监测,如地表沉降监测、支护结构变形监测等。
监测数据的收集和分析可以及时发现潜在问题,并采取相应的措施进行调整和修复。
只有基坑监测数据满足要求,才能保证深基坑工程的施工质量和工程安全。
五、施工记录完整准确深基坑工程验收的第五个条件是施工记录完整准确。
深基坑工程的施工过程中需要做好各种记录,包括施工日志、施工图纸、施工记录等。
这些记录是对工程施工过程的真实记录,可以为验收提供重要的依据。
基坑底抗隆起验算
基坑底抗隆起验算基坑底抗隆起验算是指在进行地下工程施工时,为了保证基坑底部的稳定性和安全性,需要进行一系列的验算和设计。
基坑底抗隆起是指在基坑底部受到地下水或土壤侧压力的作用下,底部产生隆起现象的情况。
为了避免基坑底部的隆起,需要进行相应的验算和设计。
基坑底抗隆起验算是基于土力学和水力学原理进行的。
首先需要确定基坑底部的土壤类型和水位情况,然后根据土壤的力学参数和水的压力来计算基坑底部的抗隆起能力。
一般来说,基坑底部的抗隆起能力应大于或等于地下水或土壤侧压力的作用,以确保基坑底部的稳定。
在进行基坑底抗隆起验算时,需要考虑以下几个关键因素:土壤的类型、土壤的重度、土壤的饱和度、基坑的尺寸和形状、地下水位、地下水渗透性等。
这些因素会影响基坑底部的抗隆起能力,需要进行综合考虑和计算。
基坑底抗隆起验算方法有多种,常用的方法包括:平衡法、弹性地基法、承载力法等。
平衡法是基于基坑底部的土壤和地下水的平衡原理进行的,通过计算地下水和土壤的压力平衡条件来确定基坑底部的抗隆起能力。
弹性地基法是基于地基的弹性特性进行的,通过计算地基的变形和应力来确定基坑底部的抗隆起能力。
承载力法是基于土壤的承载力和剪切强度进行的,通过计算土壤的承载力和剪切强度来确定基坑底部的抗隆起能力。
在进行基坑底抗隆起验算时,需要进行详细的土壤和水文调查,获取相关的土壤参数和水位数据。
然后根据所选用的验算方法进行计算,确定基坑底部的抗隆起能力。
如果计算结果不满足设计要求,则需要进行相应的设计调整,以确保基坑底部的稳定和安全。
基坑底抗隆起验算是地下工程施工中的重要环节,通过合理的设计和计算,可以保证基坑底部的稳定性和安全性。
在进行验算时,需要考虑多个因素,选择合适的验算方法,并进行详细的土壤和水文调查。
只有确保基坑底部的抗隆起能力大于或等于地下水或土壤侧压力,才能保证基坑施工的顺利进行。
深基坑工程设计与计算
深基坑工程设计与计算深基坑工程设计与计算是一项复杂而关键的工程项目,它涉及到土木工程、地质工程、结构工程等多个领域的知识。
在建设过程中,深基坑要能保证建筑物的稳定与安全,同时要尽可能减少对周围环境的影响。
因此,深基坑工程设计与计算必须进行详细而准确的分析和计算。
1.地质勘探和设计参数的确定:在进行深基坑工程设计之前,需要进行详细的地质勘探,以了解地层情况、土壤力学性质和地下水等参数。
这些参数的确定对于后续设计和计算具有重要意义。
2.稳定性计算:深基坑的稳定性是设计的重点。
通过对土壤力学模型的建立和计算,可以评估基坑的稳定性,并确定基坑支护结构的类型和尺寸。
常见的基坑支护结构有土钉墙、混凝土桩、钢支撑等,根据具体情况选择适合的支护结构。
3.土压力计算:土压力是深基坑设计中需要考虑的重要因素之一、通过土压力计算,可以确定地下水位对土体压力的影响,并确定支护结构的尺寸和稳定性。
4.水压力计算:如果基坑周围存在地下水,就需要考虑水压力的影响。
通过水压力计算,可以确定支护结构下方的地下水水位和水压力,并确定相应的排水措施。
5.基坑变形计算:基坑开挖后,土体会发生变形,可能导致基坑周围建筑物或地下管线的损坏。
通过基坑变形计算,可以评估变形的程度,并采取相应的支护措施,保证基坑周围建筑物和地下管线的安全。
在进行深基坑工程设计与计算时,还需要考虑相关的安全因素,如施工安全、地下管线的影响等。
同时,还要进行工期计划与经济分析,评估工程的可行性和经济效益。
总之,深基坑工程设计与计算是一项复杂而综合的工作,需要结合土木工程、地质工程、结构工程等多个领域的知识,通过合理的设计和准确的计算,确保深基坑工程的稳定与安全。
同时,还需要结合相关的安全因素和经济因素进行综合考虑,以实现工程的最佳效果。
基坑支护书验算
基坑支护验算书采用6米钢板桩支护,钢板桩入土3米,采用28a#槽钢进行一层纵向支撑。
计算时,单锚深埋板桩上端为简支,下端为固定支撑,其计算采用等值梁法。
1、钢板桩选用及入土深度验算1.1计算作用于钢板桩上的土压力强度并绘出压力分布图Ka为主动土压力系数,Ka=tg2(450-0.5Ф)= tg2(450-0.5*18)=0.528 Kp为被动土压力系数,Kp=tg2(450+0.5Ф)= tg2(450+0.5*18)=1.894e Ah=γhKa=18*3*0.528=28.51KN/M2;式中h为基坑深度。
故P b= e Ah =28.51KN/M21.2计算y值y= P b/((γ*(K*Kp-Ka))=28.51/((18*(1.6*1.894-0.528))=0.632mK为钢板桩的被动土压力修正系数,取1.61.3按简支梁计算等值梁的两支点反力∑Mc=0Po=((0.5*3*28.51*(0.67*3-0.6)+(28.51*1.18)*(3-0.6+1.18/3))/(3-0.6 +1.18)=28.08 KN∑Q=0Ra=0.5*3*28.51+0.5*1.18*28.51-28.08=31.51KN1.4计算钢板桩最小入土深度x=((6*Po/(γ*(K*Kp-Ka))0.5=((6*28.08/(26*(1.6*1.894-0.528))0.5=1.72mt o=x+y=1.72+0.632=2.352mt=1.2t o=1.2*2.352=2.8m钢板桩总长L=h+t=3+2.8=5.8m故钢板桩取6米长。
1.5钢板桩截面验算先求钢板桩所受最大弯矩Mmax。
最大弯矩处即为剪力等于零处,设剪力等于零处距板桩顶为X,则:Ra-0.5*X2*γ*Ka=049.6-0.5*X2*18*0.528=0X=3.23mMmax=Ra*(X-0.6)- 0.5*γ*X2*Ka*X/3= 49.6*(3.23-0.6)- 0.5*18*3.232 *0.528*3.23/3=77.07KN/Mσ= Mmax/W=77070000/433000=178<[σ]=205N/mm2 满足要求[σ]为28a#槽钢抗弯强度设计值,取205N/mm2;W为28a#槽钢抗抵抗力矩,取433cm3。
深基坑支护方案设计及验算
深基坑支护方案设计及验算【摘要】本文根据竹鹅溪综合治理项目的实际情况对该工程所有的基坑开挖方案进行了设计,并在技术上用力学手段对该设计的安全性进行了验算,为保证施工安全奠定了很好的基础。
【关键词】基坑开挖基坑支护验算安全一、工程概况本工程项目是柳州市竹鹅溪综合治理工程(南支)第三合同段,是柳州市向世界银行贷款建设的工程,位于柳州市的西南角,竹鹅溪南支造纸厂至城站路段沿岸。
工程地处闹市区,周围高层建筑比较多,施工作业面比较少,土层比较复杂,安全文明施工的要求高,尤其要保证道路交通顺畅。
本工程基坑开挖内容主要包括浆砌片石挡墙基坑、明挖管基坑及箱涵基坑等。
明挖管为钢筋混凝土承插管,管径大小不同,施工分布区域较广,沟槽开挖深度不一,最大挖深7.0米。
片石挡墙基坑开挖深度在2-4.5米范围内,施工范围遍布全线1.5KM。
箱涵基坑开挖深度3米,地下水位变化较高,地下管线和构筑物比较复杂。
场地内土层主要为填土层、淤积层、溶蚀残余层、冲积层及基岩。
自上而下,各土层依次为:硬化地面、杂填土层、素填土层、耕土层、淤泥层、红粘土层、含砾石红粘土层、红粘土层、次生红粘土层、粘土层、含卵石粘土层、次生红粘土层、粉质粘土层、粉土层、圆砾层、次生红粘土层、含卵石粘土层、强风化砂岩或白云岩层、中风化砂岩或白云岩等,基坑底主要座落在含卵石粘土层粉质粘土层、粉土层和圆砾层上。
二、基坑支护方案经济比选与确定方案一:采用竖直开挖、并用钢板桩加对支撑支护方案。
钢板桩采用[20槽钢,间距80cm,对支撑采用20cm*15cm方木,竖间距150cm,水平间距200 cm,并做相关安全防护。
项目费用备注红线外征地0 竖直开挖,不超过红线范围红线外房屋拆迁0 竖直开挖,不超过红线范围临时支撑 1.5万元每50米,[20槽钢2t,计1万元,木支撑计0.5万元,可重复利用防护围挡 5.5万元对附近民居基础保护5万元。
防护围挡0.5万元,可重复利用合计费用7.0万元方案二:采用大开挖,边坡按1:1放坡,不用任何支撑,只做相关安全防护项目费用备注红线外征地15.12万元平均开挖高度6米,征地6×1×50×2/667=0.9亩,按柳州市的赔偿标准,16.8万/亩,计15.12万元红线外房屋拆迁 4.5万元根据现场需拆迁房屋面积估算大开挖增加土方费用 3.6万元0.5×6×6×2×50×20=3.6万元,放坡增加土方综合费用按20元/m3算临时支撑0万元防护围挡0.5万元防护围挡0.5万元,可重复利用合计费用23.72万元根据以上比选结果看出,方案一是比较经济的,而且对周围居民生活影响较小,但是方案一施工难度大,是否安全可行呢?需要对该方案进行验算分析。
基坑工程中的承载力计算与验证
基坑工程中的承载力计算与验证近年来,城市建设蓬勃发展,基坑工程得到了广泛应用。
基坑工程对于建筑物的稳定性和安全性至关重要。
承载力计算与验证是基坑工程中不可或缺的一环,它对基坑工程的设计和施工起着至关重要的作用。
本文将从承载力计算与验证的角度,讨论基坑工程的相关问题。
首先,我们来了解一下基坑工程中的承载力计算。
承载力计算是指通过对地基土质特性的评估和计算,确定基坑支护结构所能承受的荷载,确保基坑工程的稳定性和安全性。
在进行承载力计算时,需要考虑的因素包括地基土的类型、密度、含水量以及施工荷载等。
通常,基坑工程的承载力计算依据一定的理论公式和经验公式进行,以确保计算结果的准确性和合理性。
当完成承载力计算后,接下来需要对计算结果进行验证。
验证是为了检验计算结果的正确性和可靠性,并确保工程在实际施工过程中能够达到设计要求。
常用的验证方式包括模型试验和实际观测。
模型试验是通过建立基坑模型,模拟实际施工条件,以验证计算结果的准确性。
实际观测是通过在基坑工程中设置测量仪器,对施工过程中的荷载、位移等参数进行实时监测,以验证计算结果的可靠性。
在承载力计算和验证过程中,需要注意以下几个关键问题。
首先,要充分了解地基土的物理特性和力学性质。
地基土的物理特性包括颗粒组成、含水量、孔隙度等,而力学性质则包括抗剪强度、压缩模量等指标。
通过对地基土质的综合评估,可以更准确地进行承载力计算和验证。
其次,要考虑不同类型的基坑支护结构对承载力的影响。
基坑支护结构通常分为刚性支护和柔性支护两种类型。
刚性支护包括桩墙、挡土墙等,其刚度较大,能够较好地分担荷载。
柔性支护包括土钉墙、挡土梁等,其刚度较小,对荷载的分担能力较弱。
在进行承载力计算和验证时,需要根据实际情况选择合适的支护结构类型,并进行相应的计算和验证。
最后,要考虑基坑施工过程中的动态荷载对承载力的影响。
基坑施工过程中,常常会受到混凝土浇筑、土方开挖等动态荷载的作用。
这些动态荷载的作用会导致地基土产生变形和应力的重新分布,从而影响承载力的分布和大小。
建筑物深基坑施工方案审查
建筑物深基坑施工方案审查1. 引言建筑物深基坑施工是指在建筑物地下部分施工过程中,需要挖掘较深的基坑。
由于基坑深度较大,因此在施工前需要进行深基坑施工方案的审查。
本文将就建筑物深基坑施工方案的审查进行详细介绍。
2. 深基坑施工方案审查的重要性深基坑施工是建筑物施工过程中的重要环节,直接关系到建筑物的稳定性和安全性。
因此,深基坑施工方案审查的重要性不可忽视。
通过审查,可以发现施工方案中存在的问题,并及时予以解决,从而避免施工过程中的意外事故。
此外,审查过程还可以对施工方案的可行性进行评估,并提出改进建议,确保施工过程的顺利进行。
3. 深基坑施工方案审查的内容深基坑施工方案审查的内容包括但不限于以下几个方面:3.1 施工方案的可行性评估在审查过程中,需要评估施工方案的可行性。
主要考虑施工方式、挖掘方法、支护结构等是否符合规范要求,能否满足基坑的稳定性和安全性要求。
3.2 施工过程中的风险评估施工过程中存在一定的风险,包括土层垮塌、支护结构失稳等。
在审查过程中,需要对施工过程中可能存在的风险进行评估,提出相应的防范和控制措施,确保施工安全。
3.3 施工方案的可操作性评估审查过程还需要评估施工方案的可操作性,即是否能够按照方案要求进行实际施工。
考虑到施工过程中的各种限制条件,如基坑周边环境、材料供应等,评估施工方案的可操作性是非常重要的。
4. 深基坑施工方案审查的方法深基坑施工方案审查可以采用以下方法:4.1 文件审查通过审查施工方案的相关文件和资料,查看施工方案的技术性、合理性和可行性。
4.2 现场勘察对基坑施工现场进行勘察,观察地质情况、挖掘方式、支护结构等施工条件,并根据现场情况评估施工方案的可行性和可操作性。
4.3 专家评审邀请相关领域的专家对施工方案进行评审,从专业角度提出意见和建议。
4.4 模拟试验通过模拟试验的方式,对施工方案进行验证和评估,确定方案的可行性和安全性。
5. 深基坑施工方案审查的注意事项在进行深基坑施工方案审查时,需要注意以下几点:5.1 遵循规范要求审查过程中需要遵循相关的规范和标准要求,确保审查结果的准确性和可靠性。
岩土专业知识(二)辅导:基坑支护结构的验算内容
12.2 基坑⽀护结构的主要验算内容⽀护结构的破坏或失效有多种形式,任何⼀种控制条件不能满⾜都有可能造成⽀护结构的整体破坏或⽀护功能的丧失。
⽀护结构⽅案制定时应全⾯考虑这些破坏因素,施⼯过程也要观察和监测各种不同的破坏迹象,⼀旦发现问题后及时采取有效措施,避免在某⼀个环节上处理不当⽽造成通盘失败。
这些破坏和失效形式归纳起来主要包括:(1)⽀护结构构件的承载能⼒破坏根据⽀护结构形式的不同,其构件承载能⼒包括:1)护坡桩或地下连续墙的受弯、受剪承载能⼒:2)⽀撑和⽀撑⽴柱的承载能⼒;3)锚杆或⼟钉的杭拔承载⼒;4)腰梁或受⼒冠梁的受弯、受剪承载⼒;5)结构各连接件的受压、受剪承载⼒等。
在⽀护结构设计和施⼯时,这些构件应严格满⾜有关的设计规范和施⼯质景要求。
(2)⽀护结构的整体失稳破坏和⼟的隆起破坏根据不同的⽀护型式特点,其整体失稳的破坏形式为:1)当桩墙—锚杆结构滑动⾯向外延伸发展时,使其滑动⾯以外的锚杆锚固长度减⼩,或最危险滑动⾯出现在锚杆以外,造成滑动⾯以内⼟体和⽀护结构⼀起滑移失稳;2)对于各种⽀护结构,由于⽀护结构下⾯⼟的承载⼒不够,产⽣沿⽀护结构底⾯的滑动⾯,⼟体向幕坑内滑动,基坑外⼟体下沉,基底隆起;3)重⼒式结构⾃⾝的抗倾覆或抗滑移能⼒不够,使重⼒式结构倾覆或向基坑内⽔平滑移;4)⼟钉墙的滑弧稳定能⼒不⾜,⼟钉拔出,产⽣边坡整体滑动;或滑动⾯发展到⼟钉以外,使上钉和⼟体⼀起滑移。
【例题6】在下列各种基坑⽀护结构的破坏类型中,属于整体失稳的破坏形式为( )。
A、当桩墙—锚杆结构的最危险滑动⾯出现在锚杆以外形成的⽀护结构破坏;B、由于⽀护结构下⼟的承载⼒不够,引起⼟体向幕坑内滑动,基坑外⼟体下沉,基底隆起;C、重⼒式结构倾覆或向基坑内⽔平滑移;D、⽀护结构构件的承载能⼒破坏;答案:A、B、C(3)⽀护结构位移和地⾯沉降过⼤基坑周边地⾯的过⼤沉降,特别是不均匀沉降会导致沉降影响范围内建筑物和道路的下沉、结构开裂、门窗变形,也会导致刚性地下管线接头处的断裂或损坏,严重时可使这些建筑物、地下管线失去使⽤功能⽽报废,⽽基坑周边地⾯⼀般为不均匀沉降。
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一.深基坑工程设计计算基坑工程设计计算包括三个部分的内容,即稳定性验算、结构内力计算和变形计算。
稳定性验算是指分析土体或土体与围护结构一起保持稳定性的能力,包括整体稳定性、重力式挡墙的抗倾覆稳定及抗滑移稳定、坑底抗隆起稳定和抗渗流稳定等,基坑工程设计必须同时满足这几个方面的稳定性。
结构内力计算为结构设计提供内力值,包括弯矩、剪力等,不同体系的围护结构,其内力计算的方法是不同的;由于围护结构常常是多次超静定的,计算内力时需要对具体围护结构进行简化,不同的简化方法得到的内力不会相同,需要根据工程经验加以判断;变形计算的目的则是为了减少对环境的影响,控制环境质量,变形计算内容包括围护结构的侧向位移、坑外地面的沉降和坑底隆起等项目。
稳定性验算整体稳定性边坡稳定性计算重力式围护结构的整体稳定性计算抗倾覆、抗滑动稳定性抗倾覆稳定性计算抗水平滑动稳定性计算抗渗透破坏稳定性边坡稳定性验算假定滑动面为圆弧用条分法进行计算不考虑土条间的作用力最小安全系数为最危险滑动面重力式围护结构的整体稳定性重力式围护结构的整体稳定性计算应考虑两种破坏模式,一种是如图所示的滑动面通过挡墙的底部;另一种考虑圆弧切墙的整体稳定性,验算时需计算切墙阻力所产生的抗滑作用,即墙的抗剪强度所产生的抗滑力矩。
重力式围护结构可以看作是直立岸坡,滑动面通过重力式挡墙的后趾,其整体稳定性验算一般借鉴边坡稳定计算方法,当采用简单条分法时可按上面的公式验算整体稳定性。
上海市标准《基坑工程设计规程》规定,验算切墙滑弧安全系数时,可取墙体强度指标内摩擦角为零,粘聚力c=(1/15~1/10)qu。
当水泥搅拌桩墙体的无侧限抗压强度qu>1MPa时,可不考虑切墙破坏的模式。
锚杆支护体系的整体稳定性两种不同的假定一种是指锚杆支护体系连同体系内的土体共同沿着土体的某一深层滑裂面向下滑动,造成整体失稳,如左图所示;对于这一种失稳破坏,可采取上述土坡整体稳定的验算方法计算,按验算结果要求锚杆长度必须超过最危险滑动面,安全系数不小于1.50;另一种是指由于锚杆支护体系的共同作用超出了土的承载能力,从而在围护结构底部向其拉结方向形成一条深层滑裂面,造成倾覆破坏,如右图所示。
经常使用的验算方法是德国学者E.Kranz提出的“代替墙法”。
以单锚支护体系为例,如下图所示,代替墙法假定深层滑裂面是由直线bc段和cd段组成,其中b点取在围护墙底部,c点取在锚固段的中点,cd段是由c点向上作垂线与地面交于d 点得到的。
利用abcd范围内的力的平衡关系可以求解锚杆的极限抗力,安全系数定义为锚杆极限抗力的水平分力Th与锚杆设计水平分力的比值,要求不小于1.50。
显然,代替墙法是适用于锚固段在围护墙底部以上的情况,如图所示:图(a)中的全部锚杆都需要验算,图(b)中有两道锚杆需要验算,而图(c)中所有锚杆都深入围护墙底部以下,不需要进行此项验算。
土钉墙的稳定性分析基本原理可分为极限平衡法和有限元法,但实用的大多为极限平衡法。
极限平衡法的关键是如何确定破裂面的形状,有些方法建立在圆弧滑动的假定基础上考虑土钉的抗力,其安全系数的计算公式和边坡稳定的计算公式类似,只是加上土钉力的作用。
《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》给出的验算整体稳定性公式中还考虑了由于土钉的轴向力在破裂面上增加的摩阻力,与前面的公式相比,在抗滑力矩中增加了这项摩阻力,考虑到对破裂面的正压力不能全部发挥,故乘以经验系数x。
四个土钉墙工程破裂面的实测数据,并与按对数螺旋线破裂面假定的计算结果进行了比较。
针对土钉墙的极限平衡分析提出了考虑土钉拉力的修正条分法,该法同时考虑滑动土条的径向平衡条件和切向平衡条件,在抗滑力矩中计入土钉的拉力和切力,得到安全系数的表达式。
抗倾覆、抗滑动稳定性验算围护结构抗倾覆稳定性的前提是需要确知围护结构的转点位置,在工程设计时为了简化的目的通常假定围护结构绕其前趾转动,得到相应的计算公式。
这对于土层地质条件比较好的情况下基本上是合理的、适用的,但对于相反的情况(如在软弱土地质条件下)有可能会得出:围护结构的插入比(D/H)越大、计算得到的安全系数越低的结论,显然这是不符合常规的经验判断,其问题实质就在于转点位置选择的正确与否。
挡墙倾覆失稳可能有三种情况。
第一种是绕前趾转动,当地基很坚硬且具有足够的抗滑力时可能出现这种情况;第二种是绕后踵转动,当地基很软且具有高压缩性时可能出现这种情况;第三种情况是绕墙底某一点转动,而且转动中心可能逐渐朝墙背方向移动,最终造成倾覆破坏。
根据对上述第三种情况的分析,通过墙底中部的转动点作一垂线将挡墙分为两个部分,如图所示,左边的部分形成倾覆力矩,右边的部分形成稳定力矩,同时由于转动点左边挡墙底部的下压,在挡墙底面必然作用着形成稳定力矩的反力,反力的最大值是地基的极限承载力。
抗水平滑动稳定性计算式中f 为围护结构底部的摩阻力,由于摩擦系数的取值与围护结构的材料及土的工程性质直接有关,因此设计人员应当结合工程实际选取合理的值。
《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》和《武汉地区深基坑工程技术指南》给出了如下几种土类的摩擦系数经验值:淤泥质土:m = 0.20~0.25粘性土:m = 0.25~0.40砂土:m = 0.40~0.50岩石:m = 0.50~0.70土钉墙的浅层破坏在土钉墙不发生整体失稳的条件下,尚需验算土钉墙向坑内的倾覆破坏,即浅层破坏。
提出了土钉墙内部失稳极限平衡分析方法,认为支护面层上部位移大,土钉墙发生近似绕墙趾转动的位移。
当达到临界开挖深度时,土体强度已全部发挥出来,很大部分荷载由土-土钉界面转移至土钉体上,若此时土钉破坏或被拔出,土钉墙主动区将绕墙趾向内侧转动而失稳,属浅层破坏。
抗隆起稳定性抗隆起稳定性的验算是基坑设计的一个主要内容,如果坑底发生过大的隆起,将会导致墙后地面下沉,影响环境安全。
但抗隆起稳定性验算的方法很多,基本假定和思路不完全一样,计算的结果也就相差比较大。
一般常用的方法,如地基承载力验算、踢脚稳定性验算、剪力平衡验算等。
地基承载力验算踢脚稳定性验算(即土压力平衡验算)踢脚稳定性是一种形象的名称,描述围护结构绕最下一道支撑转动,墙顶向墙后方倾倒,墙的下端向坑内朝上翻起,使坑底隆起的破坏,如图所示。
有些地方称为抗倾覆稳定验算,其实这个名称并不合适,与约定俗成的叫法矛盾,一般将挡墙向坑内移动称为前倾,向坑外移动称为后仰。
从验算的实质来看,称为抗隆起的土压力平衡验算比较合适。
该法要求验算最下道支撑面以下主、被动土压力绕点即最下道支撑的力矩平衡问题,安全系数定义为:剪力平衡验算假定在土体1-2-3-4区域内的自重及超载作用下,其下的软土地基将沿圆柱面4-5-6发生剪切破坏而产生滑动,此时转动力矩为:原则上值宜根据场地条件通过采用合理的土工试验进行确定,但是,由于滑动面上各点的应力状态及排水条件等各不相同且加之试验条件、经费等的局限,完全依赖试验在多数情况下是不现实的,因此,实用上设计人员又不得不寻求简化方法。
在关于的取值方法大致经历了两个阶段:起初,对于均质土假定滑动面上各点的相等:把t定义为:地基土的不排水剪切强度或在饱和软土中取t =c。
显然,若按照地基土的不排水剪切强度或在饱和软土中取t =c进行验算,在软弱土地区很难达到验算要求,而这样的验算结果往往也不符合实际的经验判断。
上海市标准《基坑工程设计规程》将上述地基承载力验算和剪力平衡验算两种方法并列为抗隆起验算的必要内容,而将土压力平衡验算方法作为抗倾覆稳定验算的内容,小圆弧的中心设在第一道支撑处。
《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》只采用地基承载力验算方法计算抗隆起稳定性,其验算公式采用Caguot公式,适用于砂土,对于粘性土可采用等效内摩擦角的办法处理。
《建筑基坑工程技术规范》将地基承载力验算和剪力平衡验算两种方法并列为抗隆起验算的必要内容,但小圆弧的中心在基坑底面。
后两本标准都没有验算抗踢脚稳定性的要求。
抗渗透破坏稳定性渗透破坏主要表现为管涌、流土(俗称流砂)和突涌。
这三种渗透破坏的机理是不同的,但在一些书籍中,将流土的验算叫作管涌验算,混淆了概念。
管涌是指在渗透水流作用下,土中细粒在粗粒所形成的孔隙通道中被移动,流失,土的孔隙不断扩大,渗流量也随之加大,最终导致土体内形成贯通的渗流通道,土体发生破坏的现象。
而流土则是指在向上的渗流水流作用下,表层局部范围的土体和土颗粒同时发生悬浮、移动的现象。
流土发生的条件:管涌是一个渐进破坏的过程,可以发生在任何方向渗流的逸出处,这时常见混水流出,或水中带出细粒;也可以发生在土体内部。
在一定级配的(特别是级配不连续的)砂土中常有发生,其水力坡降i=0.1~0.4,对于不均匀系数Cu<10的均匀砂土,更多的是发生流土。
管涌和流土是两个不同的概念,发生的土质条件和水力条件不同,破坏的现象也不相同。
有些规范中规定验算的条件实际上是验算流土是否发生的水力条件,而不是管涌发生的条件。
在基坑工程中,有时也会发生管涌,主要取决于土质条件,只要级配条件满足,在水力坡降较小的条件下也会产生管涌。
计算水力坡降时,渗流路径可近似地取最短的路径即紧贴围护结构位置的路线以求得最大水力坡降值。
抗渗流稳定安全系数K的取值带有很大的地区经验性,如《深圳地区建筑深基坑支护技术规范》规定,对于一、二、三级支护工程,分别取3.00、2.75、2.50;上海市标准《基坑工程设计规程》规定,当墙底土为砂土、砂质粉土或有明显的砂性土夹层时取3.0 ,其它土层取2.0。
围护结构内力计算计算围护结构内力主要是为了确定结构截面尺寸和配筋。
围护结构内力的计算是一个比较复杂的问题,墙体的内力与支锚条件密切相关,也是与土体相互作用的结果,现行的计算方法都作了各种简化,是近似的解答;工程技术人员主要依据结构力学的概念,采用结构力学的方法处理问题,虽然不太严格,但由于具备基本的合理性和适于手工运算的特点现在仍被广泛使用。
重力式围护结构重力式围护结构的截面尺寸通过稳定性验算确定后,尚需对结构体的强度进行校验。
板式围护结构板式围护结构又称为板墙式或板桩式围护结构,包括分离式排桩、密排式排桩、板桩和地下连续墙等围护结构的型式,这些围护结构在计算结构内力时其假定和方法基本上是相同或相似的,可以作为一类问题进行讨论。
内容包括悬臂式、撑锚式两大类,从计算方法分可分为极限平衡法、有限元法两种,在有限元法中又可分为杆件系统有限元法和连续介质有限元法。
极限平衡法假定作用在围护结构前后墙上的土压力分布达到被动土压力和主动土压力,在此基础上再进行力学简化,将超静定问题作为静定问题求解。
等值梁法和静力平衡法等都属于这一类。
极限平衡法在力学上的缺陷比较明显,没有反映施工过程中墙体受力的连续性,只是一种近似,支撑层数越多、土层越软、墙体刚度越大,则计算结果与实际的差别越大。