基坑支护工程讲座1

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1、基坑支护工程讲座（二）排桩支护结构的设计1、稳定性计算2、结构计算(内力、变形)3、截面承载力4、锚杆计算5、土钉墙与桩锚组合支护结构的土压力计算问题稳定性验算《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）第9.2.2条基坑开挖与支护应进行稳定性验算。基坑稳定安全系数取值，当有地区工程经验时应以地区经验为准。各项稳定验算要求如下：桩式、墙式支护结构的抗倾覆稳定和抗水平推移稳定，可按本规范附录T和附录U验算；整体抗滑稳定可按本规范第5.4.1条验算；坑底抗隆起稳定可按本规范附录V验算；坑底抗渗

2、稳定可按本规范附录W验算。第9.2.3条桩式、墙式支护结构可根据静力平衡条件初步选定墙体的入土深度，在进行整体稳定性和墙体变形验算后综合确定墙体的入土深度。当坑底为饱和土时，应进行坑底抗隆起验算，有渗流时尚应进行抗渗流稳定的验算。1、整体稳定验算2、抗倾覆稳定性验算3、抗滑移稳定性验算4、抗隆起稳定性验算5、渗流稳定性验算整体稳定性验算计算分析方法圆弧滑动法平面滑动法折线滑动法数值分析法1.土质边坡和较大规模的碎裂结构岩质边坡宜采用圆弧滑动法计算；2.对可能产生平面滑动的边坡宜采用平面滑动法进行计

3、算；3.对可能产生折线滑动的边坡宜采用折线滑动法进行计算；4.当边坡破坏机制复杂时，宜结合数值分析法进行分析。整体稳定性验算抗倾覆、滑移稳定性验算抗倾覆、滑移稳定性验算抗隆起稳定性验算抗隆起稳定性验算渗流稳定性验算渗流稳定性验算基坑各项稳定性与嵌固深度的关系受力型式(支点数量)控制条件嵌固深度计算方法嵌固深度最小限值悬臂式(无支点)结构支护结构抗倾覆稳定性极限平衡法0.3h单支点结构支护结构抗倾覆稳定性等值梁法0.3h多支点结构支护结构整体稳定性圆弧滑动法0.2h水泥土墙整体稳定性圆弧滑动法0.4

4、h嵌固深度最小限值受力型式计算内容计算方法悬臂式结构弯矩、剪力、位移弹性支点法、极限平衡法(不能计算位移)单支点结构弯矩、剪力、支点力、位移弹性支点法、等值梁法(不能计算位移)多支点结构弯矩、剪力、支点力、位移弹性支点法排桩、地下连续墙支护结构结构计算内容静力平衡法、等值梁法适用范围及计算假定静力平衡法计算要点等值梁法计算要点支挡结构弹性支点土压力水压力荷载分析对象荷载约束分析方法弹性支点法计算要点锚杆内支撑锚杆或支撑的水平刚度系数K=m×Z×b0式中：K—土的水平向单元弹簧刚度；m—基床系数的

5、m值；Z—计算点到开挖面的距离；L—计算点处挡土结构单元划分长度；b0—挡土结构水平抗力计算宽度。被动区水平抗力Tj=kTj(yj－y0j)＋T0j式中kTj──第j层支点水平刚度系数；yj──第j层支点水平位移值；y0j──在支点设置前该处的水平位移值；T0j──第j层支点预加力；弹性支点设置过程示意图排桩结构荷载计算宽度：取桩中心距排桩结构抗力计算宽度宜按下列规定计算：荷载、抗力计算宽度1正截面受弯及斜截面受剪承载力计算以及纵向钢筋、箍筋的构造要求，应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》的

6、有关规定；2圆形截面正截面受弯承载力应按本规程附录D的规定计算。截面计算锚杆受拉承载力计算经验公式锚杆自由段长度计算简图锚杆计算自由段长度的计算锚杆：由设置于钻孔内、端部伸入稳定土层中的钢筋或钢绞线与孔内注浆体组成的受拉杆件。锚杆自由段的作用锚杆承载力的确定4.4.3锚杆轴向受拉承载力设计值应按下列规定确定：1安全等级为一级及缺乏地区经验的二级基坑侧壁，应按本规程附录E进行锚杆的基本试验，锚杆轴向受拉承载力设计值可取基本试验确定的极限承载力除以受拉抗力分项系数rs,受拉抗力分项系数可取1.3。2基

7、坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验时，可按下式计算锚杆轴向受拉承载力设计值，并应按本规程附录E要求进行锚杆验收试验。3对于塑性指数大于17的粘性土层中的锚杆应进行蠕变试验。锚杆蠕变试验可按附录E规定进行。4基坑侧壁安全等级为三级时，可按本规程式（4.4.3）确定锚杆轴向受拉承载力设计值。锚杆承载力的影响因素土层注浆工艺施工工艺注浆工艺对锚杆承载力影响的试验曲线对比土钉墙与桩锚组合支护结构的土压力计算问题土钉墙与桩锚组合支护结构广泛应用于深基坑支护工程。当基坑深度较大时，单纯用土钉墙支护难以满足

8、安全要求（《建筑基坑支护技术规程（JGJ120-99）》建议采用土钉墙支护的基坑深度不宜大于12m），用支护桩加锚杆支护造价高于土钉墙结构，使用土钉墙与桩锚组合支护结构可以做得既安全又经济，即基坑上部一定深度范围采用土钉墙支护，土钉墙下面的基坑采用支护桩加锚杆的支护方式。分析土压力时应将土钉与桩锚结构看作一个整体进行分析。土钉墙与桩锚组合支护结构及主动土压力图常规设计模型及可能存在的问题常规设计方法的改进一是增加土钉的长度，使其超过潜在滑弧，且超过潜在滑弧的部分足以抵抗深度h1范围