《基坑圍護結(jié)構(gòu)計算》PPT課件.ppt

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1、基坑圍護結(jié)構(gòu)計算2004年5月30日,目 錄1 土壓力2 基坑穩(wěn)定性3 土釘墻4 重力式圍護結(jié)構(gòu)5 樁墻式圍護結(jié)構(gòu)6 錨桿,1 土壓力 * 庫侖土壓力 * 朗肯土壓力 * 特殊情況下的土壓力 * 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 土壓力 * 工程實測土壓力 * 土壓力計算模型,2 基坑穩(wěn)定性 * 土坡穩(wěn)定性 * 圍護結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性 * 基坑底面抗隆起穩(wěn)定性 * 基坑底面抗?jié)B流穩(wěn)定性,3 土釘墻 概述 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程方法 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范方法 基坑土釘支護技術(shù)規(guī)程方法 王步云建議的方法 冶金部建筑研究總院建議的方法 王長科建議的方法 工程實例,5 樁墻式圍護結(jié)構(gòu) 樁墻式圍護結(jié)構(gòu)的類型 懸臂式圍

2、護結(jié)構(gòu) 錨撐式圍護結(jié)構(gòu),1 土壓力庫侖土壓力假定： 1773年，法國科學家?guī)靵鲎龀鰞身椉俣?，提出了土壓力理論? （1） 墻后填土為砂土（黏聚力c=0）； （2） 產(chǎn)生主動、被動土壓力時，墻后填土形成滑楔體，其滑裂面為通過墻腳的平面。,,圖1.1-1 主動狀態(tài)下的滑動楔體,,圖1.1-2 庫侖主動土壓力,,,,庫侖主動土壓力為：,庫侖被動土壓力為：,,,,,,圖1.1-3 庫侖被動土壓力,1.2 朗肯土壓力 1857年，朗肯假定墻背垂直光滑，根據(jù)土的極限平衡理論提出了朗肯土壓力理論。,1.2.1 朗肯主動土壓力 朗肯主動土壓力強度為：,,,1.2.2 朗肯被動土壓力 被動土壓力強度為：,

3、,,1.3 特殊情況下的土壓力 1.3.1 坡頂?shù)孛娣撬綍r的土壓力,,1.3.2 坡頂超載作用下的土壓力 1. 彈性理論解（一）,,,彈性理論解（二）,2. 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 GB50330-2002的規(guī)定,,1.4 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程土壓力 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ120-99采用了朗肯土壓力理論，并規(guī)定對于碎石土及砂土，采用水土分算；對粘性土及粉土采用水土合算。當計算基坑底面以下各深度處的基坑外側(cè)主動土壓力時，規(guī)定豎向自重應力一律采用基坑底面標高處的數(shù)值。,1.4.1 基坑外側(cè)豎向應力,,,（a）自重壓力 （b）坡頂均布壓力 （c）坡頂局部荷載,1.4.2 水平荷載（主

4、動土壓力）,,圖1.4-2 水平荷載計算簡圖,（1）水土分算（碎石土及砂土） 1）當計算點位于地下水位以上時：,（1.4-1）,2） 當計算點位于地下水位以下時： 總應力法：,,有效應力法：,（2） 水土合算（黏性土及粉土）,,1.4.3 水平抗力（被動土壓力）,,（1）水土分算（碎石土及砂土）,總應力法：,,有效應力法：,,（2）水土合算（黏性土及粉土）,,1.5 工程實測土壓力,,,,,,,1.6 土壓力計算模型,,,基坑土釘支護技術(shù)規(guī)程CECS9697法,,王步云建議的模型,王長科建議的模型,2 基坑穩(wěn)定性,2.1 土坡穩(wěn)定分析,2.1.1 瑞典圓弧法,,,,2.1.2 條分法,,,2.

5、 畢肖甫公式,,,,,,畢肖甫建議不計土條間的摩擦力之差,,3. 坡高和臨界坡角的關(guān)系 王長科建議的公式,,坡土物理力學性質(zhì)指標,采用厚度加權(quán)平均值，將數(shù)值代入式（2.1-10），得穩(wěn)定安全系數(shù)為1.0時的臨界坡角,,穩(wěn)定安全系數(shù)為 1.3 時的坡角為：,,,2.2 圍護結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定分析,,,當無地下水時：,,,,2.3 基坑底面抗隆起穩(wěn)定分析,,,,,2.4 基坑底面抗?jié)B流穩(wěn)定分析,,,,圖2.4-2 基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算,3 土釘墻,*鉆孔注漿土釘,*打入土釘,*打入注漿土釘,,,,,,,,,,,,,,3.1.2 土釘墻和其他類似技術(shù)的比較,,,3.1.3 土釘墻和其他技術(shù)的聯(lián)合應用,

6、,,,,,,3.2 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ120-99方法,3.2.1 土釘抗拉承載力（圖3.2-1）,,（1） 單根土釘受拉荷載標準值可按下式計算,,,（2） 對于基坑側(cè)壁安全等級為二級的土釘抗拉承載力設(shè)計值應按試驗確定，基坑側(cè)壁安全等級為三級時可按下式計算：,,,式中 s土釘抗拉抗力分項系數(shù)，取1.3；,（3） 單根土釘抗拉承載力計算應符合下列要求：,,3.2.2 整體穩(wěn)定性驗算（圖3.2-2）,,圖3.2-2 整體穩(wěn)定性驗算,（1） 單根土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力可按下式確定：,,（2） 土釘墻應根據(jù)施工期間不同開挖深度及基坑底面以下可能滑動面采用圓弧滑動簡單條分法

7、，取一定長度邊坡體，按下式進行計算：,,,3.2.3 構(gòu)造要求 土釘墻設(shè)計及構(gòu)造應符合下列要求： 1土釘墻墻面坡度不宜大于1:0.1； 2土釘必須和面層有效連接，應設(shè)置承壓板或加強鋼筋等構(gòu)造措施，承壓板或加強鋼筋應與土釘螺栓連接或鋼筋焊接連接； 3土釘?shù)拈L度宜為開挖深度的0.51.2倍，間距宜為12m，與水平面夾角宜為50200; 4土釘鋼筋宜采用II、III級鋼筋，鋼筋直徑宜為1632mm，鉆孔直徑宜為70120mm；,5注漿材料宜采用水泥漿或水泥砂漿，其強度等級不宜低于M10； 6噴射混凝土面層宜配置鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑宜為610mm；間距宜為150300mm；噴射混凝土強度等級不宜低

8、于C20，面層厚度不宜小于80mm； 7. 坡面上下段鋼筋網(wǎng)搭接長度應大于300mm。,3.3 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB9258-97方法,3.3.1 抗拔力和錨固長度 土釘設(shè)計軸向拉力值 (2) 鋼筋截面積 (3) 錨固長度,,,,3.3.2 內(nèi)部穩(wěn)定分析驗算內(nèi)部穩(wěn)定分析采用條分法，計算公式為：,,3.3.3 外部穩(wěn)定分析驗算 以土釘原位加固土體，當土釘達到一定密度時所形成的復合體就會出現(xiàn)類似錨定板群錨現(xiàn)象中的破裂面后移現(xiàn)象，在土釘加固范圍內(nèi)形成一個“土墻”，在內(nèi)部自身穩(wěn)定得到保證的情況下，它的作用類似重力式擋墻，因此，可用重力式擋墻的穩(wěn)定性分析方法對土釘墻進行分析。如圖3

9、.3-1。,,圖3.3-1 土釘支護外部整體穩(wěn)定性分析 （a）滑移； （b）傾覆； （c）整體失穩(wěn),1. 土墻厚度的確定（圖3.3-2）,,2. 抗滑移驗算,,圖3.3-3 滑移計算,如圖3.3-3所示，抗滑移驗算可按下式進行：,,3. 抗傾覆驗算如圖3.3-4所示, 抗傾覆驗算可按下式進行：,,3.3.4 構(gòu)造要求 （1）初步選定土釘支護各組成部分尺寸及參數(shù)： a. 錨固體孔徑：D=815cm； b. 土釘長度：一般對非飽和土，土釘長度與開挖深度H之比為0.61.0范圍內(nèi)，密實及干硬性粘土取小值； c. 土釘直徑：一般為2035mm，不少于16mm II級以上螺紋鋼筋； d. 注漿材

10、料：水泥砂漿或水泥素漿，水泥采用普通硅酸鹽水泥，標號不小于425，水灰比1:0.400.50； e. 墻面傾角：垂直方向傾角00250，土釘水平方向傾角一般為50200，利用重力向孔中注漿時傾角不宜小于150；,f. 間距：水平間距為(1015)D，一般為0.81.20m，垂直間距依土層及計算確定，一般0.81.20m。上下插筋交錯排列。遇局部軟弱土層間距可低于0.8m； g. 鋼絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)片：無地下水、土質(zhì)好時可用一般鋼絲網(wǎng)，土體穩(wěn)定性差時可用鋼筋網(wǎng)片，一般采用6 的I級鋼筋焊成1520cm方格形網(wǎng)片。面層砂漿或噴射混凝土厚度為50150mm； h. 錨板：直徑3035cm六邊形或方

11、形混凝土預制板，內(nèi)配構(gòu)造筋，厚度大于7cm。也可采用長度不小于400的井字鋼筋(16)代替錨板。 （2） 鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層設(shè)計可按下列構(gòu)造要求：,a. 鋼筋網(wǎng)可用68鋼筋，網(wǎng)眼宜為150300mm，必要時可在土釘頭之間設(shè)216加強鋼筋； b. 噴射面層的混凝土等級不宜低于C20，噴射面層厚度宜取80150mm(土質(zhì)差時取大值，反之取小值)。 （3） 如遇有軟弱土層，可增設(shè)加強錨桿，土釘與錨桿合用。 （4） 土釘頭與鋼筋網(wǎng)連接。當土釘頭之間有加強鋼筋通過時，宜與土釘頭焊接；當土釘頭之間無加強鋼筋通過時，可用不小于416、長度為200300mm的鋼筋在土釘頭處呈井字架與土釘頭焊接，井字架鋼筋應位于鋼筋網(wǎng)之外，以代替混凝土錨板。,3.4 基坑土釘支護技術(shù)規(guī)程CECS9697方法,3.4.1 土釘抗拉計算 1. 土釘拉力,土釘拉力可按圖3.4-1所示土壓力分布計算：,,其中,,說明：1. 自重引起的土壓力峰值按下式計算：,,2. 土釘長度 各層土釘?shù)拈L度宜滿足下式要求：,,,