现代施工技术(3)深基坑支护技术PPT课件

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③基床系数法（竖向弹性地基梁法）
采用wenkler模型计算，适用于多支撑结构。 按照wenkler假定，墙体上各点受到的反力与其变形成正比，即
PKW
式中 P—墙体上的反力；
K—基床系数；
W—墙体变位。
对于受侧压力的等截面墙体，有：
式中
EJd4dW(x 4x)q(x)KW (x)
q(x) —沿墙长度方向单位宽度的截面惯性矩；
③地面附加荷载
A墙后均布荷载 B墙后一定距离有e2均q布t荷g2(4载52)
C墙后有集中荷载e2 q(t4g 5 2 ) h 1 l1 t( g 4 5 2 )
（2）支护结构的强度计算
方①法等；值等梁值法梁法、h2弹性l2(曲tg(线45 法、 2)基t床g)系数法、有限元法。 34
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2.2非重力式支护结构的计算 （1）支护结构的荷载计算 ①土压力 A.土为砂砾，内聚力C=0
pa
Htg2(45)2ctg(45)
2
2
pp
Htg2(45)2ctg(45)
2
2
B.土不为纯砂砾，内聚tg(45)
2
2
pp
Htg2(45)2ctg(45)
2
2
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稳定破坏： D.墙后土体整体滑动失稳； E.挡墙倾覆； F.坑底隆起； G.管涌。
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2）重力式支护结构的破坏形式 强度破坏： 水泥土抗剪强度不足，产生剪切破坏。需验算最大剪
应力处的墙身应力。 稳定破坏： A.倾覆； B.滑移； C.土体整体滑动失稳； D.坑底隆起； E .管涌
用等值梁法计算单锚板桩的方法及步骤：
A.计算作用于板桩上的土压力强度，并绘出土压力分布图。计算土压力强度 时，对板桩前后的被动土压力乘以修正系数K、K′。作用在板桩墙上的被动 土压力系数为：
板桩墙前Kp
Ktg(45
) 2
板桩墙后Kp
Ktg(4
5
) 2
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B.计算板桩墙上土压力强度等于零的点离挖土面的距离y
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采用等值梁法计算时，还可按坑底以下土体的内摩擦 角来确定正负弯矩转折点。
f=30°
y = 0.08H′
f=35°
y = 0.03H′
f=40°
y=0
式中
H′=H+q/g
H—基坑深度（m） q—支护墙后的地面荷载（KN/m2)； g—土的重力密度（KN/m3)
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②弹性曲线法
用弹性曲线法计算支护结构，可用解析法或图解法求解。下面介 绍图解法。
积的底边线上，则表明假定的入土深度t 0 是合适的，否则，需改 变 t 0 值重新计算。
F.支护结构任一截面处的弯矩M，等于极矩h 与索多边形图上相 应坐标y的乘积，其最大弯矩为：
Mmaxymax
G.土压力强度分布图确定后，如为单锚结构，对支护结构的底点 取矩，则可求得拉锚的内力，从而选择拉锚的截面。
) 2
其中
2c Hc tg(45 )
2
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忽略土的内聚力c值，提高土的内摩擦角值所采用的等 代摩擦角法。
pa
Htg 2 (45
) 2
pp
Htg 2 (45
) 2
其中 为等代内摩擦角 ()
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②水压力
A受静水压力作用，水压力呈三角形分布； B有残余水压力作用，水压力呈梯形分布。
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K—墙体弹性模量；
J—墙体单位宽度的抗弯模量
通过边界条件和连续条件，可计算支撑的轴力及变形。
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④有限元法
空间三维有限元法，能较准确全面地模拟基坑开挖情况，计算复杂。 平面有限元法，多用于重力式支护结构计算。 杆件有限元法，多用于非重力式支护结构计算。
EJ
d4y dx4
Ky
式中
E—地基上梁的弹性模量； J—地基上梁的抗弯刚度； q—外荷载； y—挠度； K—地基反力模量。
h 3 6 fW K a
式中 f—板桩抗弯强度设计值；
g—板桩墙后土的重力密度；
Ka—主动土压力系数。
c.按连续梁计算各跨跨度。
使用上述公式在特殊情况下的修正方法：
对于粘性土，采用前述公式计算主动土压力在顶部为 负值，该情况实际上是不可能发生的。修正方法有：
计算总压力时不计上部的负压力：
E a 1H 2 t( g 4 5 ) 2 cH (4t 5 g)2 c2
2
2
2
只计算临界高度以下的主动土压力：
pa
(H
Hc )tg2 (45
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钢管支撑构造
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钢筋混凝土支撑
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支护结构事故
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2 支护结构计算
2.1支护结构的破坏形式与计算内容
支护结构的破坏形式 1）非重力式支护结构的破坏形式 强度破坏： A.拉锚破坏或支撑压曲； B.支护墙底部走动； C.支护墙的平面变形过大或弯曲破坏。
y
Pb
(Kp Ka)
式中 Pb—挖土面处板桩墙后的主动土压力强度值；
K p —修正后的被动土压力系数；
Ka ——主土动的土重压力力密系度数。；
C.按简支梁计算等值梁的最大弯矩Mmax和两个支点的反力。 D.计算板桩墙的最小入土深度：
t0 y
6P0 (Kp Ka)
实际埋深为：
t = (1.1~1.2)t0
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多支撑（锚杆）支护结构的计算
方法：弹性曲线法、竖向弹性地基梁法、有限元法。
近似计算法：
①确定支撑布置
A等弯矩布置：将支撑布置成使板桩各跨度的最大弯矩相等，且 等于板桩的允许抵抗弯矩。
计算步骤：
a.选定板桩，得到截面抵抗矩W；
b.由截面抵抗矩，求得板桩悬臂部分
的最大允许跨度h；
A.假定支护结构的入土深度 t 0 ；
B.分段（按高度0.5~1.0m为一段)计算土压力强度； C.计算各段梯形土压力的合力；
D .取一定的极矩h 按照静力学的索线多边形原理绘制力多边形；
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E.绘制索线多边形，在索线多边形上，最后一根索线与闭合线的 交点，若恰好在土压力强度图上代表最后一个集中力的小梯形面
深基坑支护技术
1 支护结构的形式
支护结构 挡墙 支撑或拉锚
挡墙
钢板桩（槽钢钢板桩、热轧锁口钢板桩） 钢筋混凝土板桩 钻孔灌注桩挡墙 地下连续墙 深层搅拌水泥土桩挡墙 旋喷桩帷幕墙
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钢结构支撑 支撑 钢筋混凝土支撑 钢结构支撑：钢管支撑
型钢支撑 钢筋混凝土支撑：对撑、角撑、桁架式
支撑；圆形、拱形、椭圆形