常用基坑支护结构的设计

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1、常用基坑支护结构的设计、计算方法  13.1  常用基坑支护结构的设计、计算方法13.1.1 排桩和地下连续墙支护结构13.1.1.1 排桩和地下连续墙支护结构的设计计算方法1 嵌固深度计算桩墙支护结构的嵌固深度常用的有多种计算方法，根据结构型式和受力特点的不同，可用不同的方法计算，嵌固深度应满足结构整体稳定、抗坑底隆起和抗渗透破坏等破坏形式的要求。这里仅介绍《建筑基坑支护技术规程》(JGJl20—99)中主要采用的几种计算方法：【例题1】在排桩和地下连续墙支护结构的设计时，其嵌固深度应满足结构(       )等破坏形式的要求。A、整体稳定；B、抗坑底隆起；C、抗渗透破坏；D、

2、抗管涌破坏；答案：A、B、C(1)悬臂支护结构的极限平衡法悬臂支护结构的嵌固深度可以采用极限平衡法计算确定，有时桩墙底端作为自由端的单支点结构也可用极限平衡法计算。作用在支护结构上的土压力在基坑外侧一般可采用主动土压力，基坑内侧取被动土压力。悬臂式支护结构的最小嵌固深度设计值hd通过各水平力对支护结构底端取矩的力矩平衡条件确定，由下式确定(图13.1.1-1)：【例题2】按照《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)的规定，在设计悬臂桩墙结构嵌固深度时，宜用(       )确定。A、极限平衡法；B、平面滑动法；C、圆弧滑动法；D、瑞典条分法；答案：A【例题3】按照《建筑基坑

3、支护技术规程》(JGJ120—99)的规定，在设计悬臂桩墙结构嵌固深度时，作用于支挡结构上的土压力，在基坑内侧为(       )，基坑外侧取(        )。A、静止土压力；B、主动土压力；C、被动土压力； D、水压力；答案：C、B(2)等值梁法 等值梁法是极限平衡法中的一种方法，适用于带有支锚的桩墙支护结构的嵌固深度的计算，一般可分为单支点结构的等值梁法和多支点结构的等值梁法。等值梁法计算嵌固深度时，也同时计算了桩墙结构的支点力。单支点桩墙结构的等值梁法的计算方法和步骤为：1)求基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离hcl；可按下式确定(13.1.1-2)：

4、多支点桩墙结构的等值梁法的基本假定为：  1)逐层计算基坑开挖过程中每层支撑设置后支护结构的支点力，直至达到最终挖土深度。2)基坑每层开挖面以下假定支护结构弯矩为零的反弯点取在土压力为零的C点，(见图13.1.1-3)，并视为等值梁的一个铰支点。计算到最终开挖深度时，一般视桩墙嵌固端为简支。3)假定每层支锚设置后并下步开挖后，上层支点力保持不变。多支点等值梁法的计算方法和步骤为(如图13.1.1-3)：1)第一层支点设置后，基坑深度h1取第二层支撑设置时的开挖深度；基坑面以下支护结构的反弯点取在土压力零点，并视为等值梁的一个铰支点。按下式计算第一层支撑的支撑力T1；   T1=E

5、al.a1/aT1         13.1.1-7式中Eal—基坑开挖至h1深度时，主动侧土压力   的合力；   a1—Eal对反弯点的力臂；     aTl—第一层支撑的支撑力对反弯点的力臂。2)第K层支点设置后，基坑深度hk取第K+1层支点设置时的开挖深度，第一层至第K-1层支点的支点力为上层计算结果Ti，第K层支点的支点力Tk按下式计算：4)支护结构的嵌固深度按13.1.1-9式计算，其中t与χ分别为对最下一层支点计算所得的支护结构嵌固深度及坑底至反弯点的距离。设计嵌固深度可按公式13.1.1-3计算，经验嵌固系数K一般取1.20。(3)圆弧滑动简单条分法桩墙结构嵌固深

6、度按整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分的计算公式为(图13.1.1-4)：Σcikli+Σ(qobi+wi)cosθitanφik-γk(qobi+wi)sinθi≥0             13.1.1-11式中  cik、φik—最危险滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水(快)剪黏聚力、内摩擦角标准值；        li—第i土条的弧长；        bi—第i土条的宽度；        γk—整体稳定分项系数，应根据经验确定，当无经验时可取1.3；        wi—作用于滑裂面上第i土条的重量，按上覆土层的天然土重计算；        θi—第i土条弧线中点切线与

7、水平线夹角。当嵌固深度下部存在软弱土层时，尚应继续验算软下卧层整体稳定性。 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120—99)规定，悬臂式桩墙结构嵌固深度宜按极限平衡法确定；单支点桩墙支护结构，其嵌固深度宜用等值梁法确定。多支点桩墙结构嵌固深度宜用圆弧滑动简单条分法确定。当按上述方法确定的悬臂式及单支点支护结构嵌固深度设计值hd<0.3h时，宜取hd=0.3h；多支点支护结构嵌固深度设计值小于0.2h时，宜取hd=0.2h。 同时，当基坑底为碎石土及砂土、基坑内排水且作用有渗透水压力