基坑支护设计的问题
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分析 单桩或单元墙计算 内支撑总体平面计算 三、块体有限元分析 桩（墙）与土体共同作用分析 桩（墙）、土体、内支撑共同作 用分析
边坡稳定分析中的计算
一、圆弧滑动面分析 二、折线滑动面分析 三、坡脚土抗隆起稳定性分析 四、加固边坡的分析
挡墙抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性分析 水泥土增强加固 抗滑桩
圆弧滑动面法
主动区增强体
抗滑桩计算模型
R
假定桩在滑动面处位移为Δ，可按“m”法求出抗力R，在极限条 件下Δ为40mm，建议对一级基坑取10mm；二级取20mm；三级取 40mm
喷锚支护边坡的稳定性分析
考虑滑 弧以外锚 固段提供 的锚固力 的两个分 力所发挥 的抗滑贡 献，未考 虑锚杆的 抗弯、抗 剪
Qi
q
Wi
H
αNukt
θN uk
Nukr
β
Qi
q
Wi
H αNukt θN uk
N ukr
(a)通过坡脚的滑弧
(b)通过坡脚以下的滑弧
图5.9.8 喷锚支护边坡整体稳定性验算
n1
Q i
W
i
sin
R R k /
i
1
2
hd
i 1
(6.9.8)
n
n
R c l Q W Q W 1
ki i
松软土层 坚硬岩土
加固边坡的稳定性分析
维持原土层的c、φ值不变， 将加固体作为增强体或抗滑体 参与计算
1、增强体计算 提供水泥 土的等效c值，按滑弧通过增 强体的截面计算抗力。这种方 法很粗略，应该慎用。
2、抗滑体计算 将滑弧以 下视为嵌固深度，用“m”法 计算抗力。这种方法有一定理 论依据，但只适用于下端嵌固 条件较好，截面较大的桩。
n
n
n
c l Q W Q W R
ki i
i
i cos
t an
i
ki
i
i sin i
i1
i1
in11
∑Q W n1
T
i
i sin i
i1
o
Qi
qO
r
Wi
c
o
Qi
qO r
Wi
khd R / T
注： 1、采用简化了的毕肖普法
i
c (a)
c (b)
图5.2.8 圆弧滑动面法分析
i
c
2、没有考虑静水压力和渗透压力。根据武汉地区多年的实践经验，只要土的 强度参数选用适当，计算结果是符合实际的
搅拌桩虽通过软土插入好 土层，但在好土层中难以成 桩，不能形成有效的嵌固
老粘性土
加固体设置位置的比较
加固体设置在坡体中， 受力比较均衡，桩前三 角形土体需要适当的保 护
加固体设置在前缘，有利于 阻挡淤泥、含水粉土粉砂， 但受力较大，易弯断
增强体中插筋
插筋位置主要应 是受拉边
钢筋混凝土盖板
被动区增强体
淤泥质土： 0.4～0.7MPa 淤泥： 0.3～0.5MPa
（引自：《加筋水泥土桩锚支护技术规程》CECS 147：2004）
按
fcuk确定强度设计值：
qu
1 2
～1 3
f
cu.k
ql 0.15 qu
q
j
1 3
qu
水泥土搅拌桩加固不当的两种情况
搅拌桩“悬浮”在厚层软 土中，它可能随着软土一起 位移、滑动，无从发挥抗剪 作用
i
cos
i
i tan ki
sin
i
i
i
i 1
i n11
(6.9.8 -1)
m
R N S 2
cos
sin
i
i
i
i tan ki
/
uik
xi
i 1
(6.9.8 - 2)
喷锚与复合喷锚支护的几种常见破坏模式
1、表层剥
离,面板与
锚杆脱离
1
2
2、整体下 滑平移,锚 杆拔出
改进：钢筋网转折并加设土钉固定， 地面硬化一定宽度，作成反坡，排 水沟外移
几种不妥的喷锚支护设计(六)
第一道 锚杆距离 斜土平台 太浅,注浆 时容易冒 浆,锚固段 注浆质量 不能保证。
支护设计需要解决的问题
• 一、确保基坑边坡稳定或支护结构的稳定
保证坑内施工作业安全、顺利 保证坑内工程桩的安全，或保护天然地基土
• 二、严格控制变形，确保环境安全
建筑物 地下管线 地面交通 避免不良社会影响，维护社会的稳定、和谐
基坑支护设计中的变形计算
一、“m”法 二、简化的有限元分析 杆件有限元
3、水泥土
加固体破
坏,失去挡
土作用
3
4
4、表层土
剥离,从面
板下端溜
出,面板脱
空
几种不妥的喷锚支护设计(一)
H >50cm
锚杆长度不满足1.5H,最下一层 锚杆距离底部的高度超过50cm
锚杆与竖向加固体没有连结
几种不妥的喷锚支护设计(二)
在一个坡面上只有一层锚杆
一段直线坡至少应有 两道锚杆
分阶放坡，平台很宽，仍然在 上阶坡设置很长的锚杆
如果环境宽敞，上阶 坡锚杆可取消
几种不妥的喷锚支护设计(三)
… 软弱土层
软弱土层
锚杆都在或大部在弱土层中
改进：设置刚度较大的竖向加 固体，设置陡倾角锚杆
不考虑土层特点,均匀布置锚杆
改进：调整倾角和长度，如红线 所示
几种不妥的喷锚支护设计(四)
锚杆等长,尾部处于同一竖直面内
改进：长短交替，或逐步加大倾 角（如红线所示）
水泥土加固体的强度
水泥掺入比（与加固土的重量比）
用途
粉砂、中粗砂、松散砾砂和填土
止水
12%～15%
挡土
12%～14%
可～流淤泥、粘性土和粉土 12%～13% 15%～18%
28天单轴无侧限抗压强度由试验确定，无试验数据时参照下列经验数据取值
水泥掺量为15%时的fcuk ：
砂土：1.1～2.0MPa 粉土： 0.6～1.1MPa 粘性土： 0.5～1.0MPa
调整锚杆倾角时,上层变陡,下层 变 缓,致使锚杆尾部接近
改进：调整倾角，使锚杆尾部分开
几种不妥的喷锚支护设计(五)
钢筋网翻转，加 竖向土钉固定
地面硬化，作成反坡
设有水泥土桩排,桩外又 放坡,留下薄薄的三角形 土体，桩、锚连结削弱
改进：桩外垂直开挖
忽视坡肩的保护,排水沟紧靠坡肩, 钢筋网转折宽度要求不明确,不考虑 地面硬化
软弱土层
注意了整体稳定，忽略局部稳定
稳定性ห้องสมุดไป่ตู้析中的常见问题
忽视抗隆起稳定 性验算，或验算 不正确
C=18，φ=12° C=10，φ=6°
按上层c、φ计算 K>1.80
按软层c、φ计算
K<1.80
稳定性分析中的常见问题
在很不均一 的边坡构成 条件下勉强 使用圆弧滑 动面法，得 出不可靠的 分析结论
放坡条件下的坑底隆起验算
b q0
H
O
A
OA=H
P/Ru≥1.80
P
O
A
实际剖面
概化模型
Ru
两类极限承载力公式: 1、无重量介质, 解析解: 如 Plantdl公式 2、考虑介质重量, 近似解, 如太沙基公式, 索科洛夫斯基数值解
稳定性分析中的常见问题
k值递减， 未搜索到 最不利滑 弧
软弱土层
稳定性分析中的常见问题
边坡稳定分析中的计算
一、圆弧滑动面分析 二、折线滑动面分析 三、坡脚土抗隆起稳定性分析 四、加固边坡的分析
挡墙抗滑移稳定性、抗倾覆稳定性分析 水泥土增强加固 抗滑桩
圆弧滑动面法
主动区增强体
抗滑桩计算模型
R
假定桩在滑动面处位移为Δ，可按“m”法求出抗力R，在极限条 件下Δ为40mm，建议对一级基坑取10mm；二级取20mm；三级取 40mm
喷锚支护边坡的稳定性分析
考虑滑 弧以外锚 固段提供 的锚固力 的两个分 力所发挥 的抗滑贡 献，未考 虑锚杆的 抗弯、抗 剪
Qi
q
Wi
H
αNukt
θN uk
Nukr
β
Qi
q
Wi
H αNukt θN uk
N ukr
(a)通过坡脚的滑弧
(b)通过坡脚以下的滑弧
图5.9.8 喷锚支护边坡整体稳定性验算
n1
Q i
W
i
sin
R R k /
i
1
2
hd
i 1
(6.9.8)
n
n
R c l Q W Q W 1
ki i
松软土层 坚硬岩土
加固边坡的稳定性分析
维持原土层的c、φ值不变， 将加固体作为增强体或抗滑体 参与计算
1、增强体计算 提供水泥 土的等效c值，按滑弧通过增 强体的截面计算抗力。这种方 法很粗略，应该慎用。
2、抗滑体计算 将滑弧以 下视为嵌固深度，用“m”法 计算抗力。这种方法有一定理 论依据，但只适用于下端嵌固 条件较好，截面较大的桩。
n
n
n
c l Q W Q W R
ki i
i
i cos
t an
i
ki
i
i sin i
i1
i1
in11
∑Q W n1
T
i
i sin i
i1
o
Qi
qO
r
Wi
c
o
Qi
qO r
Wi
khd R / T
注： 1、采用简化了的毕肖普法
i
c (a)
c (b)
图5.2.8 圆弧滑动面法分析
i
c
2、没有考虑静水压力和渗透压力。根据武汉地区多年的实践经验，只要土的 强度参数选用适当，计算结果是符合实际的
搅拌桩虽通过软土插入好 土层，但在好土层中难以成 桩，不能形成有效的嵌固
老粘性土
加固体设置位置的比较
加固体设置在坡体中， 受力比较均衡，桩前三 角形土体需要适当的保 护
加固体设置在前缘，有利于 阻挡淤泥、含水粉土粉砂， 但受力较大，易弯断
增强体中插筋
插筋位置主要应 是受拉边
钢筋混凝土盖板
被动区增强体
淤泥质土： 0.4～0.7MPa 淤泥： 0.3～0.5MPa
（引自：《加筋水泥土桩锚支护技术规程》CECS 147：2004）
按
fcuk确定强度设计值：
qu
1 2
～1 3
f
cu.k
ql 0.15 qu
q
j
1 3
qu
水泥土搅拌桩加固不当的两种情况
搅拌桩“悬浮”在厚层软 土中，它可能随着软土一起 位移、滑动，无从发挥抗剪 作用
i
cos
i
i tan ki
sin
i
i
i
i 1
i n11
(6.9.8 -1)
m
R N S 2
cos
sin
i
i
i
i tan ki
/
uik
xi
i 1
(6.9.8 - 2)
喷锚与复合喷锚支护的几种常见破坏模式
1、表层剥
离,面板与
锚杆脱离
1
2
2、整体下 滑平移,锚 杆拔出
改进：钢筋网转折并加设土钉固定， 地面硬化一定宽度，作成反坡，排 水沟外移
几种不妥的喷锚支护设计(六)
第一道 锚杆距离 斜土平台 太浅,注浆 时容易冒 浆,锚固段 注浆质量 不能保证。
支护设计需要解决的问题
• 一、确保基坑边坡稳定或支护结构的稳定
保证坑内施工作业安全、顺利 保证坑内工程桩的安全，或保护天然地基土
• 二、严格控制变形，确保环境安全
建筑物 地下管线 地面交通 避免不良社会影响，维护社会的稳定、和谐
基坑支护设计中的变形计算
一、“m”法 二、简化的有限元分析 杆件有限元
3、水泥土
加固体破
坏,失去挡
土作用
3
4
4、表层土
剥离,从面
板下端溜
出,面板脱
空
几种不妥的喷锚支护设计(一)
H >50cm
锚杆长度不满足1.5H,最下一层 锚杆距离底部的高度超过50cm
锚杆与竖向加固体没有连结
几种不妥的喷锚支护设计(二)
在一个坡面上只有一层锚杆
一段直线坡至少应有 两道锚杆
分阶放坡，平台很宽，仍然在 上阶坡设置很长的锚杆
如果环境宽敞，上阶 坡锚杆可取消
几种不妥的喷锚支护设计(三)
… 软弱土层
软弱土层
锚杆都在或大部在弱土层中
改进：设置刚度较大的竖向加 固体，设置陡倾角锚杆
不考虑土层特点,均匀布置锚杆
改进：调整倾角和长度，如红线 所示
几种不妥的喷锚支护设计(四)
锚杆等长,尾部处于同一竖直面内
改进：长短交替，或逐步加大倾 角（如红线所示）
水泥土加固体的强度
水泥掺入比（与加固土的重量比）
用途
粉砂、中粗砂、松散砾砂和填土
止水
12%～15%
挡土
12%～14%
可～流淤泥、粘性土和粉土 12%～13% 15%～18%
28天单轴无侧限抗压强度由试验确定，无试验数据时参照下列经验数据取值
水泥掺量为15%时的fcuk ：
砂土：1.1～2.0MPa 粉土： 0.6～1.1MPa 粘性土： 0.5～1.0MPa
调整锚杆倾角时,上层变陡,下层 变 缓,致使锚杆尾部接近
改进：调整倾角，使锚杆尾部分开
几种不妥的喷锚支护设计(五)
钢筋网翻转，加 竖向土钉固定
地面硬化，作成反坡
设有水泥土桩排,桩外又 放坡,留下薄薄的三角形 土体，桩、锚连结削弱
改进：桩外垂直开挖
忽视坡肩的保护,排水沟紧靠坡肩, 钢筋网转折宽度要求不明确,不考虑 地面硬化
软弱土层
注意了整体稳定，忽略局部稳定
稳定性ห้องสมุดไป่ตู้析中的常见问题
忽视抗隆起稳定 性验算，或验算 不正确
C=18，φ=12° C=10，φ=6°
按上层c、φ计算 K>1.80
按软层c、φ计算
K<1.80
稳定性分析中的常见问题
在很不均一 的边坡构成 条件下勉强 使用圆弧滑 动面法，得 出不可靠的 分析结论
放坡条件下的坑底隆起验算
b q0
H
O
A
OA=H
P/Ru≥1.80
P
O
A
实际剖面
概化模型
Ru
两类极限承载力公式: 1、无重量介质, 解析解: 如 Plantdl公式 2、考虑介质重量, 近似解, 如太沙基公式, 索科洛夫斯基数值解
稳定性分析中的常见问题
k值递减， 未搜索到 最不利滑 弧
软弱土层
稳定性分析中的常见问题