基础工程-赵明华-第六章.ppt

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1、6.基坑工程内容提要基坑常用支护形式及其特点基坑支护结构水土压力计算悬臂式桩墙设计计算单支点与多支点桩墙计算基坑整体稳定性分析地下水控制简介基本概念建筑基坑指为进行建（构）筑物基础与地下室施工所开挖的地面以下空间基坑工程指对基坑进行包括土体、降水和开挖在内的一系列勘察、设计、施工和检测等工作6.1.1基坑工程概念及特点6.1.1基坑工程概念及特点基坑工程特点一般为临时性结构，安全储备相对较小，风险性较大具有很强的区域性、个案性、综合性具有较强的时空效应对周边环境影响较大6.1.1基坑工程概念及特点设计施工要求满足支护结构本身强度、变形等安全要求的同时，确保周围环境的

2、安全保证安全可靠的前提下，具有较好的技术经济效益和环境效应为施工提供最大限度的方便（如提供足够的施工空间、地下水位以上施工），并保证施工安全6.1.2常用形式及适用条件放坡开挖及简易支护适合：土质好、开挖深度不大、有足够放坡场所图６.１基坑简易支护(a)土袋或块石堆砌支护；(b)短桩支护6.1.2常用形式及适用条件悬臂式支护结构特点依靠足够的入土深度和结构抗弯能力维持坑壁稳定；水平位移是支护深度的五次方，对开挖深度敏感；适合土质较好、开挖深度较浅图６.２悬臂式支护结构6.1.2常用形式及适用条件水泥土桩墙支护结构特点：用深层搅拌机在地基深部将水泥和土体强制拌和而成；

3、适合：软土区的浅基坑(H≤6.0m)图６.３隔栅式水泥土桩墙6.1.2常用形式及适用条件内撑式支护结构特点包括支护桩或墙和内支撑；内支撑会占用施工空间。适合各种地基土层。图６.４内支撑支护结构6.1.2常用形式及适用条件拉锚式支护结构特点：包括支护桩或墙和锚杆；适合：不宜用于软粘土地层中图６.５(a)地面拉锚(b)土层拉锚6.1.2常用形式及适用条件土钉墙支护结构特点由被加固的原位土体、土钉和砼面板组成；适合地下水位以上的粘性土、砂土和碎石土等，不适合于淤泥或淤泥质土图６.６土钉支护结构示意图其他形式双排桩支护结构连拱式支护结构逆作拱墙支护结构图６.７其它结构示意图

4、6.1.2常用形式及适用条件水土压力特点水土压力随基坑开挖进程逐步动态形成；分布形式主要与支护结构的位移形式与位移量有关，且不完全对应静止或主动状态；无支锚时一般呈直线分布；有支锚时，土压力一般呈上下小、中间大的抛物线或更复杂的分布形式；6.2支护结构侧向水土压力计算图６.８理论假设土压力与实测对比图6.2支护结构侧向水土压力计算工程中常采用三角形与经验矩形两种模式：当墙体位移较大时一般采用前者，否则采用后者；基坑内外有稳态渗流时宜采用流网法或简化分布图计算。图6.9Terzaghi-Peck土压力分布修正（a）砂;(b)中等饱和软粘土；(c)硬粘土6.2支护结构侧

5、向水土压力计算水土压力计算方法常采用兰金土压力理论计算，并分以下两种形式：水土分算分别计算水、土压力后叠加，其中土压力取土的g'、c'、j'计算，适用于砂性土和粉土。水土合算采用土的gsat、ccu、jcu计算总的水土压力，适用于粘性土。6.3悬臂式桩墙计算极限平衡法土压力模式：三角形入土深t：静力平衡条件(∑X＝0、∑M＝0)求解，计算步骤（略）桩墙实际嵌深应适当放大(6-3)由剪力为零求出最大弯矩点深度，进而求出最大弯矩，再据此配筋图６.１０极限平衡法6.3悬臂式桩墙计算布鲁姆简化法土压力模式：三角形入土深度：静力平衡条件（∑M＝0）求解，计算步骤（略）桩墙实际

6、嵌深应适当放大(6-4)由剪力为零求出最大弯矩点深度，进而求出最大弯矩，再据此配筋图６.１１布鲁姆法6.4单支点桩墙计算顶端支锚处无位移简化为一简支点；底端约束则视入土深而定入土较浅时支锚点A铰支、下端自由；由∑MA＝0求有效嵌深t并按式(6-4)适当放大图６.１２计算简图6.4单支点桩墙计算由∑X=0求支点锚固力Ra：由剪力为零求出最大弯矩点深度：进而求出最大弯矩，再据此配筋6.4单支点桩墙计算入土较深时支锚点A铰支、下端嵌固的超静定梁，按等值梁法计算确定反弯点O（近似以净土压力零点代替）图６.13单支点桩墙计算简图6.4单支点桩墙计算由等值梁AO求Ra和反弯点剪

7、力Q0取下段OC为隔离体，由∑MC＝0求t，并按式(1)放大由等值梁AO求算最大弯矩Mmax6.5多支点桩墙计算土质较差，基坑较深时采用，支锚层数及位置根据土层分布与性质、基坑深度、支护结构刚度和材料强度以及施工要求等因素确定常用分析计算方法：等值梁法连续梁法支撑荷载1/2分担法弹性支点法有限单元法6.6基坑稳定性分析分析目的：确定合理的嵌固深度，或验算所设计的支挡结构是否稳定和合理分析内容整体稳定性踢脚稳定性坑底抗隆起稳定性基坑抗渗流稳定性分析方法：工程地质对比法、力学分析法6.6.1基坑整体稳定性分析方法：圆弧滑动面简单条分法，按总应力法计算ci、ji—i土