第三章深基坑工程

3、支护结构上的作用
填土表面有连续均布荷载情况下土压力的计算
1、将均布荷载等效成同重度假象土层
h' q h' q/
2、按（等效土层+原土层）计算强度 h
a( h h ')K a (h q )K a
3、计算土压力并确定作用点
E a1 2qa K (hq )K ah
q h'
Ea
约1h 3
qKa hKa
工工作面。
多采用钢筋混凝 土结构支撑；支 撑体系整体受力 条件较好；支护 结构中部空间较 大，有利于土方 的开挖和主体结 构开展施工工作
面。
2、支护结构方案选择
斜支撑 斜拉锚杆
多采用钢筋混凝土结构 支撑；适用于开挖面积 大、开挖深度小的基坑； 在软弱土层中，不易控 制基坑的稳定和变形。
多采用锚杆与锚板 结合；适用于土层 承载力较高和地质 条件较好的基坑场 地环境；有利于土 方的开挖和主体结 构开展施工工作面。
朗肯被动土压力的计算
无粘性土被动土压力强度：
p hKp
粘性土被动土压力强度：
php K 2cKp
h
E p Kpta2(n45 2)
1h
h
3
hKp
z0
Ep
约1h 3
2c Kp
hKp
被动土压力=被动土压力强度包围面积；作用点为强度面积形心处。
Ep12hKph
1 E p 2 2 cK p (h p K 2 cK p )h
3、支护结构上的作用
作用于支护结构上的作用主要有土压力和水压力。
土压力
作用于支护结构上的土压力与挡土墙结构上的土压力作用相同（挡土 墙也是一种支护结构）。 土压力分为：主动土压力、静止土压力、被动土压力
要分析土压力，就必须先了解土中应力
土中应力的组成： 1、由土体自重引起的自重应力； 2、由建筑物荷载在地基土体中引起的附加应力； 3、水在孔隙中流动产生的渗透应力； 4、由地震或其他振动荷载在土体中引起的振动应力。
3、支护结构上的作用
填土表面有局部均布荷载情况下土压力的计算
1、按无荷载下的情况实际计算强度
a hKa
q
2、计算局部荷载的土压力强度
h
aqqKa
3、从局部均布荷载两端开始确定局部荷 载强度影响区；并按一定角度反射到墙背 及强度面积上；然后局部累加土压力强度
qKa hKa
主动土 45 压 角 力 度 按 传递按 ； 45 被 角 动 度 土 传
砂性土：计算侧压力时采用水土分算的方法
土体透水性好
侧压 土 力 压 侧 力 压 力 水系 压数 力
4、排桩与地下连续墙——悬臂式支护结构
排桩与地下连续墙是常用的基坑支护结构，根据受力情况可分为悬 臂式支护结构、单层支撑支护结构、多层支撑支护结构。
1、计算支护结构土侧压力
2、求解支护结构嵌固深度
注：以结构底部为点求矩 h
适用于平面尺寸不大 的矩形平面基坑；他 的开挖土方空间较大， 变形控制要求不高。
斜角撑
钢支撑或钢筋混凝
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土直撑均可；直撑
直 撑
受力明确，安全稳 定，有利于墙体的 变形控制，由于占
用开挖土方空间，
不利于开挖土方施
工。
2、支护结构方案选择
桁架支撑 圆形支撑
多采用钢筋混凝土结构 支撑；支护结构中部空 间较大，有利于土方的 开挖和主体结构开展施
第三章深基坑工程
深基坑工程
1、深基坑工程简介
所谓深基坑工程，就是指采用排桩、地下连续墙、土层锚 杆、水泥土墙、土钉墙、SMW工法、逆作拱墙、逆作法 施工等基坑支护方式，进行的开挖深度较大的基坑工程。
1、深基坑工程简介
深基坑 支护措施
排桩 板桩墙 地下连续墙 土层锚杆 水泥土墙 土钉墙 逆作拱墙 高压旋喷桩 树根桩
注浆
功能
支护型
将支护结构作为受力构件
一是
挡土
混合型
支护结构兼有受力和加固
二是 止水
加固型
利用支护结构加固土体强度
2、支护结构方案选择
支护结构类型
结构形式
适用范围
排桩结构
稀疏排桩 连续排桩 框架式排桩
土质较好，地下水位低或降水效果好 土质差，地下水位高或降水效果差 单排桩刚度不能满足变形要求
排桩加挡板 排桩桩距较大，利用挡板传递土压，并防渗 组合排桩结构 排桩加水泥搅拌桩 水泥搅拌桩墙传递土压，具有较好防涌效果
3、支护结构上的作用
水压力
水压力就是土颗粒之间的孔隙水压力，它与支护结构刚度及支撑力无 关，仅与地下水的补给量、土质类别、支护结构入土深度、排水处理 方法等因素有关。
实际情况下，必须根据土质情况切实考虑水压力对侧压力的影响。
粘性土：计算侧压力时采用水土合算的方法
土体透水性差
侧压 （力 土 水 压压 力 侧 力 压 ） 力系
E a1
E p h p i 1 i.2 0 E a h a i i
Ea2
抗滑移、 抗倾覆、
抗隆起、 抗管涌
2
2
3、支护结构上的作用
土压力的计算值与实测值之间存在一定差异 q
实测值 朗肯土压力
朗肯土压力 实测值
支护结构承受的土压力根据朗肯-库伦土压力理论确定，土的粘聚力c、 内摩擦角ψ则根据地质勘察报告确定，而且要根据规定适当调整：
1、在井点降低地下水范围内，当地面有排水和防渗措施时， ψ值 可提高20%； 2、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，将土的粘聚力c提高20%。
3、支护结构上的作用
土中应力的计算
h1
1
对于单一土层：
h2
2
czh
h3
3
对于多层土层：
h4
4
c z 1 h 1 2 h 2 n h n
对于地下水位以下土层：
c z'h ( w )h
1h1 2h2
' 3
h3
wh3
3、支护结构上的作用
朗肯主动土压力的计算
无粘性土主动土压力强度：
排桩加水泥防渗墙 地下水位较高的软土地区
排桩或组合排桩加锚杆结构 开挖深度大，排桩或组合排桩无法满足强度
地下连续墙结构
防渗强，施工场地小，开挖深度大
沉井结构
软土地区
重力式挡土墙结构
具有一定施工空间的软土地区
必要时应设置为闭合结构，或在转角处设置斜撑，以增加支护结构整体性。
2、支护结构方案选择
支撑体系 支撑体系由支撑、围檩、立柱三部分组成。
a hKa
粘性土主动土压力强度：
ahK a2c Ka
h
Ea Kata2(n45 2) h 1h 3
z0
Ea
1 3
(h
z0
)
hKa
2c Ka hK a2c Ka
主动土压力=主动土压力强度包围面积；作用点为强度面积形心处。
Ea 12hKah
E a 1 2 (haK 2 cK a)(h z 0 )
3、支护结构上的作用