基坑工程设计计算课件.ppt

《基坑工程设计计算课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章基坑工程设计计算3.1基坑岩土工程地质勘察3.2基坑支护结构设计荷载3.3基坑支护结构静力计算3.4基坑支护结构稳定性分析计算3.1基坑岩土工程地质勘察勘察的基本内容现场勘探勘探测试内容查明场地的地层结构与成因类型、岩土层性质及夹砂情况确定各岩土层的物理力学性质指标查明地下水的类型、埋藏条件、水位计土层的渗透性查明基坑周边环境情况基于勘察资料和基坑特点，进行岩土工程评价基坑稳定性评价支挡结构可能发生的变形降水效果及对周边环境的影响开挖和降水对邻近建筑物和地下设施的影响3.1.1勘察的基本内容3.1.2现场勘探勘探方法

2、掘探钻探触探物探3.1.3勘察测试内容土的常规物理力学试验指标的测定土的颗粒分析试验压缩试验抗剪强度试验渗透系数的测定有机质含量测试试验地基系数的测定3.2基坑支护结构设计荷载作用在支护结构上的荷载一般有：土压力、水压力、施工荷载、地面荷载、结构自重、支撑预压力、温度变化和周围建筑物引起的侧向压力。本节讨论土压力水压力地面荷载土压力计算模型根据《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-2012）计算作用在支护结构上的水平荷载时，应考虑下列因素：1）基坑内外土的自重（包括地下水）2）基坑周边既有和在建的建（构）筑物荷载3）基坑

3、周边施工材料和设备荷载4）基坑周边道路车辆荷载5）冻胀、温度变化及其他因素产生的作用被动土压力主动土压力静止土压力库伦土压力朗肯土压力3.2.1土压力种类计算理论理论假设：挡土墙墙背直立、表面光滑、墙后填土表面水平。1.朗肯土压力来源于土的强度理论：朗肯土压力理论假定墙背直立、表面光滑、墙后填土表面水平，使计算条件和使用范围受到限制，并且导致计算主动土压力值偏大，被动土压力值偏小。极限平衡状态下，大、小主应力满足：朗肯土压力表达式：引入得到填土表面有连续均布荷载几种情况下的土压力计算：成层填土墙后填土有地下水理论假设：挡土

4、墙是刚性的，填土各向同性、均质的砂土，滑动时破坏面是平面。2.库伦土压力来源于土的滑动楔体理论:库伦土压力表达式：库伦土压力理论只适用于无粘性土，并且假设滑动面为平面，而实际的滑动面可能为曲面，导致主动土压力偏小，被动土压力偏大。计算方法水土合算水土分算3.2.2水压力“土、水压力的分、合算”原则“分算”原则适用于土孔隙中存在自由的重力水或土的渗透性较好的情况；适用于地下水位以下的砂质粉土、砂土和碎石土。“合算”原则认为土孔隙中不存在自由的重力水，而仅存在结合水，结合水不能传递静水压力，以土粒与孔隙水共同组成的土体为研究对

5、象；适用于地下水位以下的黏性土、黏质粉土。1.水土合算其中式中：支护结构外侧，第i层土计算点的主动土压力强度标准值(KPa)支护结构内侧，第i层土计算点的被动土压力强度标准值(KPa)支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值(KPa)分别为第i层土的黏聚力(KPa)、内摩擦角(°)分别为第i层土的主动土压力系数、被动土压力系数2.水土分算式中：分别为支护结构外侧、内侧计算点的水压力(KPa)分别为支护结构外侧、内侧由土的自重产生的竖向总应力(KPa)支护结构外侧第j个附加荷载作用下计算点的图中附加竖向应力标准值(KPa

6、)其中式中：3.2.3地面荷载计算方法局部荷载均布荷载1.均布荷载均布附加荷载标准值(KPa)2.局部荷载-条形基础下的附加荷载基础底面附加压力标准值(KPa)基础埋置深度、基础宽度(m)支护结构外边缘至基础水平距离(m)附加荷载扩散角(°)，宜取45°支护结构顶面至附加竖向应力计算点的竖向距离(m)与基坑边垂直方向上的基础尺寸(m)与基坑边平行方向上的基础尺寸(m)2.局部荷载-矩形基础下的附加荷载支护结构顶面以上土体的自重所产生的单位宽度主动土压力标准值2.局部荷载-坡顶堆载的附加荷载例题1：某基坑剖面如下图所示，已知

7、砂土的重度γ=20KN/m3，φ=30°，计算土压力时，如果支护结构底端的被动土压力强度等于主动土压力强度的3倍，则作用于条形基础顶面的竖向荷载Fk为多少？若支护桩间距为1.5m，计算支护桩上的主动土压力合力。3.3基坑支护结构静力计算支护结构分类计算目的确定支护结构构件的内力和变形验算支护结构构件的截面承载力悬臂式支护结构单支点式支护结构多支点式支护结构3.3.1悬臂式支护结构的计算悬臂式支护结构，主要依靠嵌入坑底土内的深度平衡上部地面超载、主动土压力及水压力所形成的侧压力。极限平衡法布鲁姆(Blum)法基床系数法计算方

8、法1.极限平衡法当单位宽度桩墙两侧所受的净土压力相平衡时，桩墙处于稳定状态，相应地桩墙入土深度即为保证其稳定所需的最小入土深度，可根据静力平衡条件求出。1）计算桩前主动土压力及桩后被动土压力，求出第一个土压力为零的点O距离基坑底面的距离u；2）计算O点以上土压力合力∑E，求出∑E作用点至O点的距离y；3