基坑工程计算方法 PPT
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边坡允许坡度值
边坡允许坡度值（续）
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
• 边坡稳定性验算 需要进行边坡稳定性验算的情况有以下几种： 坡顶有堆载； 边坡高度与坡度超出上表所列允许值； 存在软弱结构面的倾斜地层； 岩层和主要结构层面的倾斜方向与边坡的开挖面倾斜方 向一致，且两者走向的夹角小于45°。
基坑设计应具备的资料 • 岩土工程勘察报告； • 建筑总平面图、地下管线图、地下结构平面和剖面图； • 土建设计和施工对基坑支护结构的要求； • 邻近建筑物和地下设施的类型、分布情况和结构质量的 检测评价。
8.5 悬臂式围护结构内力分析（排桩、板桩）
计算简图（均质土）
排桩变位
净土压力分布
简化处理后的 净土压力分布
• 土质边坡的稳定分析可用圆弧滑动法进行分析。 • 岩质边坡宜按由软弱夹层或结构面控制的可能滑动面进行验算。
悬臂式围护结构 • 结构特征：无支撑的悬臂围护结构； • 支撑材料：钢筋混凝土排桩、钢板桩、木板桩、钢筋混 凝土板桩、地下连续墙、SMW工法桩等； • 受力特征：利用支撑入土的嵌固作用及结构的自身的抗 弯刚度挡土及控制变形； • 适用条件：土质较好，开挖深度较小的基坑。
根据建筑基坑工程破坏可能造成的后果，基坑工程划 分为三个安全等级。
建筑基坑安全等级及重要性系数
基坑设计的主要内容 • 支护体系的方案比较与选型； • 支护结构的强度、稳定和变形计算； • 基坑内外土体的稳定性验算； • 地下水控制设计； • 施工程序设计； • 周边环境保护措施； • 支护结构质量检测和开挖监控项目及报警要求。
静力平衡法
• 基本原理：随着板桩的入土 深度的变化，作用在板桩两 侧的净土压力分布也随之发 生变化，当作用在板桩两侧 的净土压力相等时，板桩处 于平衡状态，此时所对应的 板桩的入土深度即是保证板 桩稳定的最小入土深度。根 据板桩的静力平衡条件可以 t 求出该深度。
墙后主动土压力为静止 土压力，土压力分布为三角 形分布。
• 挡土构造顶部不动，底部向外位移 无论位移达到多大，都不能使填土内发生主动破坏，
压力为曲线分布，总压力作用点位移墙底以上越H/2处。 • 挡土构造平行向外移动
位移的大小未达到足以使填土发生主动破坏时，压力 为曲线分布，当位移超过某一值后填土将发生主动破坏， 应力成直线分布。
算的方法计算作用于围护结构上的侧向压力。
pa saH t Ka 2c Ka
pp saH t Kp 2c Kp
各项参数的定义见p.298说明。
挡土结构位移对土压力的影响 一般的围护结构自身刚度不大，在侧向压力作用下产
生较大的相对位移时，对土压力的分布与大小产生影响。 一般有以下几种情况： • 挡土构造不发生位移
基坑工程计算方法 PPT
上海浦东绿洲中环中心
8.2 围护结构型式及适用范围
围护结构型式及分类 放坡开挖及简易支护 悬臂式围护结构 重力式围护结构 内撑式围护结构 拉锚式围护结构 土钉墙围护结构 其他形式围护结构
放坡开挖及简易支护
土袋
短桩
土袋或块石支护
基坑简易支护 短桩支护
• 边坡高度与坡度控制
内撑式围护结构
拉锚式围护结构 • 结构特征：由挡土结构与锚固系统两部分组成； • 支撑材料：可采用内撑式结构相同的材料外，还可以采 用钢板桩等； • 受力特征：由挡土结构与锚固系统共同承担土压力； • 适用条件：砂土或粘性土地基。
拉锚式围护结构
土钉墙围护结构 • 结构特征：由土钉与喷锚混凝土面板两部分组成； • 支撑材料：由土钉及钢筋混凝土面板构成支撑； • 受力特征：由土钉构成支撑体系，喷锚混凝土面板构成 挡土体系； • 适用条件：地下水位以上或降水后的粘土、粉土、杂填 土及非松散砂土、碎石土。
重力式围护结构 • 结构特征：常用水泥土桩构成重力式挡土构造； • 支撑材料：水泥搅拌桩、注浆； • 受力特征：利用墙体或格构自身的稳定挡土与止水； • 适用条件：宽度较大，开挖较浅，周围场地较宽，对变 形要求不高的基坑。
重力式水泥土墙
断面图
平面图
内撑式围护结构 • 结构特征：由挡土结构与支撑结构两部分组成； • 支撑材料：挡土材料有钢筋混凝土桩、地下连续墙，支 撑材料有钢筋混凝土梁、钢管、型钢等； • 受力特征：水平支撑、斜支撑，单层支撑、多层支撑； • 适用条件：各种土层和基坑深度。
H H/ 2
• 挡土构造上下两端不动，中部发生向外位移 墙后主动土压力为马鞍形分布。
• 挡土构造下端不动，上端向外位移 无论位移多少，作用在墙背上的压力都按直线分布。
当墙上端的移动达到一定数值后，墙后填土会发生主动破 坏，此时作用在墙上的土压力称为主动土压力。
8.4 支护结构上的设计规定
设计依据：《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99） 设计状态 • 承载能力极限状态：支护结构达到承载力破坏，锚固系 统失效或坡体失稳状态； • 正常使用极限状态：支护结构和边坡的变形达到结构本 身或邻近建筑物的正常使用限值或影响耐久实用性能。 安全等级
围护结构上的土压力（按朗肯土压力理论计算）和水压力 （按静水压力计算），然后叠加作用在围护结构上。
pa 'HKa'2c' K'a wH
pp 'HKp'2c' K'p wH
或：
pa 'HKa 2c Ka wH
pp 'HKp'2c Kp wH
• 水、土压力合算方法 对于透水性比较差的粘性土地基，采用水、土压力合
水泥搅拌桩
钢筋混凝土桩 连拱式支护结构平面图
钻孔灌注桩
高压喷射桩 灌注桩与高压喷射桩组合支护
深层搅拌桩
型钢Biblioteka Baidu
SMW工法桩组合支护
深基坑支护结构分类
• H型钢、工字钢+插板
• 疏排灌注桩+钢丝网水泥抹面
• 密排灌注桩、预制桩
透水挡土结构 • 双排桩挡土
• 连拱式灌注桩
• 土钉墙
挡土部分
• 地下连续墙
• 深层搅拌桩、墙
支
止水挡土结构 • 深层搅拌桩+灌注桩
护
• 密排桩+高压喷射桩
结
• 钢板桩
构
• 闭合拱圈墙
• 自立式桩、墙
支撑部分
• 锚拉支护 • 土层锚杆
• 水平支撑、斜撑
• 环梁支护系统
8.3 支护结构上的荷载
水、土压力计算
• 水、土压力分算方法 对于透水性比较大的砂性土和粉土，分别计算作用在
边坡允许坡度值（续）
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
• 边坡稳定性验算 需要进行边坡稳定性验算的情况有以下几种： 坡顶有堆载； 边坡高度与坡度超出上表所列允许值； 存在软弱结构面的倾斜地层； 岩层和主要结构层面的倾斜方向与边坡的开挖面倾斜方 向一致，且两者走向的夹角小于45°。
基坑设计应具备的资料 • 岩土工程勘察报告； • 建筑总平面图、地下管线图、地下结构平面和剖面图； • 土建设计和施工对基坑支护结构的要求； • 邻近建筑物和地下设施的类型、分布情况和结构质量的 检测评价。
8.5 悬臂式围护结构内力分析（排桩、板桩）
计算简图（均质土）
排桩变位
净土压力分布
简化处理后的 净土压力分布
• 土质边坡的稳定分析可用圆弧滑动法进行分析。 • 岩质边坡宜按由软弱夹层或结构面控制的可能滑动面进行验算。
悬臂式围护结构 • 结构特征：无支撑的悬臂围护结构； • 支撑材料：钢筋混凝土排桩、钢板桩、木板桩、钢筋混 凝土板桩、地下连续墙、SMW工法桩等； • 受力特征：利用支撑入土的嵌固作用及结构的自身的抗 弯刚度挡土及控制变形； • 适用条件：土质较好，开挖深度较小的基坑。
根据建筑基坑工程破坏可能造成的后果，基坑工程划 分为三个安全等级。
建筑基坑安全等级及重要性系数
基坑设计的主要内容 • 支护体系的方案比较与选型； • 支护结构的强度、稳定和变形计算； • 基坑内外土体的稳定性验算； • 地下水控制设计； • 施工程序设计； • 周边环境保护措施； • 支护结构质量检测和开挖监控项目及报警要求。
静力平衡法
• 基本原理：随着板桩的入土 深度的变化，作用在板桩两 侧的净土压力分布也随之发 生变化，当作用在板桩两侧 的净土压力相等时，板桩处 于平衡状态，此时所对应的 板桩的入土深度即是保证板 桩稳定的最小入土深度。根 据板桩的静力平衡条件可以 t 求出该深度。
墙后主动土压力为静止 土压力，土压力分布为三角 形分布。
• 挡土构造顶部不动，底部向外位移 无论位移达到多大，都不能使填土内发生主动破坏，
压力为曲线分布，总压力作用点位移墙底以上越H/2处。 • 挡土构造平行向外移动
位移的大小未达到足以使填土发生主动破坏时，压力 为曲线分布，当位移超过某一值后填土将发生主动破坏， 应力成直线分布。
算的方法计算作用于围护结构上的侧向压力。
pa saH t Ka 2c Ka
pp saH t Kp 2c Kp
各项参数的定义见p.298说明。
挡土结构位移对土压力的影响 一般的围护结构自身刚度不大，在侧向压力作用下产
生较大的相对位移时，对土压力的分布与大小产生影响。 一般有以下几种情况： • 挡土构造不发生位移
基坑工程计算方法 PPT
上海浦东绿洲中环中心
8.2 围护结构型式及适用范围
围护结构型式及分类 放坡开挖及简易支护 悬臂式围护结构 重力式围护结构 内撑式围护结构 拉锚式围护结构 土钉墙围护结构 其他形式围护结构
放坡开挖及简易支护
土袋
短桩
土袋或块石支护
基坑简易支护 短桩支护
• 边坡高度与坡度控制
内撑式围护结构
拉锚式围护结构 • 结构特征：由挡土结构与锚固系统两部分组成； • 支撑材料：可采用内撑式结构相同的材料外，还可以采 用钢板桩等； • 受力特征：由挡土结构与锚固系统共同承担土压力； • 适用条件：砂土或粘性土地基。
拉锚式围护结构
土钉墙围护结构 • 结构特征：由土钉与喷锚混凝土面板两部分组成； • 支撑材料：由土钉及钢筋混凝土面板构成支撑； • 受力特征：由土钉构成支撑体系，喷锚混凝土面板构成 挡土体系； • 适用条件：地下水位以上或降水后的粘土、粉土、杂填 土及非松散砂土、碎石土。
重力式围护结构 • 结构特征：常用水泥土桩构成重力式挡土构造； • 支撑材料：水泥搅拌桩、注浆； • 受力特征：利用墙体或格构自身的稳定挡土与止水； • 适用条件：宽度较大，开挖较浅，周围场地较宽，对变 形要求不高的基坑。
重力式水泥土墙
断面图
平面图
内撑式围护结构 • 结构特征：由挡土结构与支撑结构两部分组成； • 支撑材料：挡土材料有钢筋混凝土桩、地下连续墙，支 撑材料有钢筋混凝土梁、钢管、型钢等； • 受力特征：水平支撑、斜支撑，单层支撑、多层支撑； • 适用条件：各种土层和基坑深度。
H H/ 2
• 挡土构造上下两端不动，中部发生向外位移 墙后主动土压力为马鞍形分布。
• 挡土构造下端不动，上端向外位移 无论位移多少，作用在墙背上的压力都按直线分布。
当墙上端的移动达到一定数值后，墙后填土会发生主动破 坏，此时作用在墙上的土压力称为主动土压力。
8.4 支护结构上的设计规定
设计依据：《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120-99） 设计状态 • 承载能力极限状态：支护结构达到承载力破坏，锚固系 统失效或坡体失稳状态； • 正常使用极限状态：支护结构和边坡的变形达到结构本 身或邻近建筑物的正常使用限值或影响耐久实用性能。 安全等级
围护结构上的土压力（按朗肯土压力理论计算）和水压力 （按静水压力计算），然后叠加作用在围护结构上。
pa 'HKa'2c' K'a wH
pp 'HKp'2c' K'p wH
或：
pa 'HKa 2c Ka wH
pp 'HKp'2c Kp wH
• 水、土压力合算方法 对于透水性比较差的粘性土地基，采用水、土压力合
水泥搅拌桩
钢筋混凝土桩 连拱式支护结构平面图
钻孔灌注桩
高压喷射桩 灌注桩与高压喷射桩组合支护
深层搅拌桩
型钢Biblioteka Baidu
SMW工法桩组合支护
深基坑支护结构分类
• H型钢、工字钢+插板
• 疏排灌注桩+钢丝网水泥抹面
• 密排灌注桩、预制桩
透水挡土结构 • 双排桩挡土
• 连拱式灌注桩
• 土钉墙
挡土部分
• 地下连续墙
• 深层搅拌桩、墙
支
止水挡土结构 • 深层搅拌桩+灌注桩
护
• 密排桩+高压喷射桩
结
• 钢板桩
构
• 闭合拱圈墙
• 自立式桩、墙
支撑部分
• 锚拉支护 • 土层锚杆
• 水平支撑、斜撑
• 环梁支护系统
8.3 支护结构上的荷载
水、土压力计算
• 水、土压力分算方法 对于透水性比较大的砂性土和粉土，分别计算作用在