基础工程教学课件作者王娟娣第6章 基坑支护设计.ppt

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1、基础工程作者：王娟娣责任编辑：王波出版日期：2009年9月IDPN：308-2009-054课件章数：6第6章基坑支护设计6.1概述6.2基坑支护结构形式与特点6.3悬臂式支护结构设计6.4内撑式支护结构设计6.5基坑支护监测学习要点：了解各种常见基坑支护结构的形式与特点；掌握悬臂式支护结构设计；掌握内撑式支护结构设计；了解基坑支护监测要点。6.1概述6.1.1引　言基坑工程是一项系统工程，它综合性强、涉及面广。基坑工程的设计与施工密不可分，在设计与施工中，需考虑地下主体结构、支护结构、水文地质条件、基坑周边环境、基坑开挖方式、地下水的处理、施工工艺及机械、工程监测以及工程

2、造价等诸多因素。6.1.2基坑支护设计的基本规定１.基坑支护安全等级２.设计原则基坑支护设计应采用以分项系数表示的极限状态设计表达式设计。基坑支护设计内容应包括对支护结构计算和验算、质量检测及施工监控的要求。（１）承载能力极限状态承载能力极限状态即承载能力破坏极限状态，对应于支护结构达到最大承载能力而破坏，或被支护土体的破坏以及基坑周边环境破坏。（２）正常使用极限状态图６‐１　桩锚支护结构的破坏极限状态6.1.3与设计有关的条件１．勘查条件勘查是基坑设计的条件，完整的勘查内容为合适的基坑设计提供基本保障。２．其他条件甲方提供基础平面图、桩位平面图、基础剖面图、基础详图、总图

3、；施工单位提供施工组织设计图。6.1.4基坑支护设计相关基本术语建筑基坑：为进行建筑物（包括构筑物）基础与地下室的施工所开挖的地面以下空间。基坑侧壁：构成建筑基坑围体的某一侧面。基坑周边环境：基坑开挖影响范围内，包括有建（构）筑物、道路、地下设施、地下管线、岩土体及地下水体等的统称。基坑支护：为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全,对基坑侧壁及周边环境采用支挡、加固与保护措施。排桩：以某种桩型按队列式布置组成的基坑支护结构构。水泥土墙：由水泥土桩相互搭接形成的格栅状、壁状等形式的重力式结构。土钉墙：采用土钉加固的基坑侧壁土体与护面等组成的支护结构。土层锚杆：由设置于钻孔内、

4、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体。支撑体系：由钢或钢筋混凝土构件组成的用以支撑基坑侧壁的结构体系。冠梁：设置在支护结构顶部的钢筋混凝土连梁。支点：锚杆或支撑体系对支护结构的水平约束点。嵌固深度：桩、墙结构在基坑开挖底面以下的埋置深度。嵌固深度设计值：根据基坑侧壁安全等级及支护结构验算条件确定的支护结构嵌固深度的设计值。地下水控制：为保证支护结构施工、基坑挖土、地下室施工及基坑周边环境安全而采取的排水、降水、截水或回灌措施。截水帷幕：也叫止水帷幕，用于阻截或减少坑侧壁及坑底地下水流入基坑而采用的连续止水体。6.2基坑支护结构形式与特点6.2.1常用基

5、坑支护结构形式基坑支护结构型式可以按不同的标准分类，若从主体结构分类，可以分为放坡、地下连续墙、水泥土墙、土钉墙、排桩等形式。从抵抗水平力的形式分类，可以分为放坡、重力式、悬臂式、内撑式、锚杆式、土钉式、地面拉锚式等。１.放坡图６‐２　放坡剖面２.地下连续墙图６‐３地下连续墙支护结构剖面３.水泥土墙图６‐４　水泥土墙（重力式挡土墙）４.土钉墙图６‐６　施工完毕示意图１—开挖；２—钻孔、置钉、注浆；３—喷混凝土；４—下步开挖图６‐５　土钉支护施工顺序５.排桩（１）悬臂式支护结构。图６‐７　错式排桩支护（２）内撑式支护结构。图６‐８　内撑式排桩支护（３）锚式支护结构。图６‐９　

6、排桩的不同排列形式6.2.2各种支护结构特点及其适用范围6.3悬臂式支护结构设计6.3.1支护结构上的荷载计算１.土压力及水压力的理论计算图６‐１０　主动土压力计算图（１）主动土压力如图６‐１０所示，其计算公式如下：（２）被动土压力如图６‐１１所示，其计算公式如下：图６‐１１　被动土压力计算简图（３）对于地下水位以下的压力计算，可以采用水土侧压力合算的方法，也可以采用水土侧压力分算的方法。（４）场地堆载、起重机荷载、邻近区域建（构）筑物影响荷载、汽车荷载等一般统一作为地面有超载情况考虑，当计算其带来的侧压力时，要进行相应变换处理。２.支护结构侧压力理论分析图６‐１２　悬臂板

7、桩墙的变位及土压力分布３.支护荷载实用计算方法（１）水平荷载计算图６‐１３　水平荷载标准值计算简图图６‐１４　地面均布荷载时基坑外侧竖向附加应力计算简图图６‐１５局部荷载作用下基坑外侧竖向附加应力计算简图图６‐１６　水平抗力标准值计算简图6.3.2内力分析１.内力理论分析（１）最大弯矩计算图６‐１７悬臂支护结构受力状态（２）嵌固深度计算图６‐１８朗肯土压力分布２.内力实用计算（１）嵌固深度计算图６‐１９　悬臂式支护结构嵌固深度计算简图图６‐２０　渗透稳定计算简图（２）结构内力计算结构内力包括截面弯矩计算值和剪力计算