建筑公司基坑鋼板樁支護(hù)設(shè)計檢算培訓(xùn)PPT課件

1、課件主要內(nèi)容課件主要內(nèi)容 一、基坑開挖分類一、基坑開挖分類 二、基坑設(shè)計及計算要點(diǎn)二、基坑設(shè)計及計算要點(diǎn) 三、鋼板樁支護(hù)形式三、鋼板樁支護(hù)形式 四、基本計算方法及應(yīng)用四、基本計算方法及應(yīng)用 五、工程案例詳細(xì)計算五、工程案例詳細(xì)計算1第1頁/共58頁一、基坑開挖分類基坑開挖分類有支護(hù)開挖排樁鋼筋混凝土樁型鋼樁鋼板樁連續(xù)墻水泥土墻（SMW工法樁）土釘墻雙排樁無支護(hù)開挖（放坡開挖）2第2頁/共58頁二、基坑設(shè)計及計算要點(diǎn) 工程用地紅線，確定基坑的平面和立面范圍。 基坑影響范圍內(nèi)巖土勘察（地下水、巖土性質(zhì)、C、等）。 基坑的用途及周邊環(huán)境。 現(xiàn)有的設(shè)備、技術(shù)及相鄰地段的施工經(jīng)驗。設(shè)計前準(zhǔn)備工作 一級：

2、1.1（深度大于10m，永臨結(jié)合，臨近重要建筑物）； 二級：1.0；三級：0.9。安全等級及重要性系數(shù) 承載能力極限狀態(tài)（土體失穩(wěn)、支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、內(nèi)撐/內(nèi)錨失效，臨時工程） 正常使用極限狀態(tài)（變形、裂縫、振動等，永久工程）基坑的極限狀態(tài)或控制標(biāo)準(zhǔn) 支護(hù)體系方案比選及選型 支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及變形計算 基坑穩(wěn)定性驗算 圍護(hù)墻的抗?jié)B計算（永久工程） 地下水控制方案（抽水與否、降水與否、封底與否等） 挖土方案（挖土與支護(hù)、挖土機(jī)位置等） 監(jiān)測方案及環(huán)境保護(hù)（測斜、水平位移、沉降） 應(yīng)急措施及預(yù)案（深大基坑）設(shè)計和計算內(nèi)容3第3頁/共58頁三、鋼板樁支護(hù)形式鋼板樁支護(hù)支撐（錨）式（軟土地層，優(yōu)先支撐式）單

3、撐（錨）多撐（錨）懸臂式（放坡開挖無場地，開挖深度不大主動側(cè)土壓力合力對支護(hù)結(jié)構(gòu)底端的力矩。 要求鋼板樁的抗傾覆力矩安全系數(shù)為2，可求得此時的入土深度。30aaPPbEbE第30頁/共58頁1.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu) 實際入土深度取計算入土深度的1.15倍。 剪力為0點(diǎn)為最大彎矩所在位置，故需要求得Q=0的位置。 按求矩的方法計算剪力為0處的彎矩，即可對鋼板樁的強(qiáng)度進(jìn)行驗算。31第31頁/共58頁3232332331213)(212ttKththKpa315.1tt 222221)(21tKthKpa22222231213)(21ttKththKMpaMAX第32頁/共58頁33第33頁/共58頁2.

4、單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 方法1：按上端簡支、下端自由支承，相當(dāng)于單跨簡支梁。 （入土淺或嵌固土體特別軟弱，靜力平衡法）342)(21thKEaa221tKEpp)(2)23(0)32()(320paappaAEEHEEttHEtHEM入土深度取決于被動土壓力，設(shè)計時按抗傾覆安全系數(shù)2.0。第34頁/共58頁2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 方法1：按上端簡支、下端自由支承，相當(dāng)于單跨簡支梁。350apaEER221xKRaa3212maxxxKxRMaa按力矩為0求得的最小入土深度計算支點(diǎn)反力：按最小入土深度計算支點(diǎn)反力：計算剪力為0的位置：計算最大彎矩：第35頁/共58頁36第36頁/共58頁2.單撐

5、（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 方法2：按上端簡支、下端固定支承，等值梁法計算。 基本原理： ab為一梁，一端簡支，另一端固定，正負(fù)彎矩在c點(diǎn)轉(zhuǎn)折，如在c點(diǎn)切斷ab梁，并在c點(diǎn)置放一鉸支點(diǎn)形成ac梁，則ac梁上的彎矩值不變，此ac梁即為ab梁上ac段的等值梁。計算鋼板樁時，為簡化計算，用土壓力等于零的位置代替正負(fù)彎矩轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置。37ababc第37頁/共58頁鋼板樁計算模型38RAxyRAPoPo)(yHKyKKap土壓力為零點(diǎn)位置：K為被動土壓力修正系數(shù)第38頁/共58頁2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 方法2：按上端簡支、下端固定支承，等值梁法計算。39由于等值梁將下端視為固定支承，則認(rèn)為P0與cb段被動土壓

6、力產(chǎn)生的力矩相等。按簡支梁計算等值梁（ac梁）的最大彎矩Mmax和支點(diǎn)反力Ra和P0 xyt0最小入土深度：3221xxxKxKKxPoapapoKKPx216第39頁/共58頁2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 方法2：按上端簡支、下端固定支承，等值梁法計算。400)2 . 11 . 1 (tt 實際入土深度：一般取1.1，當(dāng)板樁后為填土?xí)r取1.2，等值梁法計算結(jié)果偏于安全。第40頁/共58頁3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 應(yīng)逐層計算基坑開挖過程中每層支撐設(shè)置前圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，達(dá)到最終挖土深度后，應(yīng)驗算支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性（入土深度）。 當(dāng)基坑回筑過程需要拆除或替換支撐時，應(yīng)計算相應(yīng)狀態(tài)下支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

7、和內(nèi)力。 其特點(diǎn)是計算選取的工況多。41第41頁/共58頁3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 初步設(shè)計內(nèi)支撐層數(shù) 方法1：鋼板樁等彎矩布置。4233max661aaKWfhWhKWMf根據(jù)懸臂梁計算樁頂?shù)淖畲笤试S跨度h：下部各層支撐跨度計算時，將板樁視為連續(xù)梁，每跨兩端視為固定，可按兩端固定梁求出各支點(diǎn)最大彎矩都等于樁頂最大彎矩時的各跨跨度。第42頁/共58頁43第43頁/共58頁3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 初步設(shè)計內(nèi)支撐層數(shù) 方法2：鋼板樁等反力布置。440022115.0)1(paaEEHKPPn以壓力為零點(diǎn)作為計算長度，頂部支撐壓力0.15P，其余為P，第一跨的跨度根據(jù)鋼板樁的強(qiáng)度來計算，根據(jù)等反力

8、布置尺寸計算反力大小，從而選擇內(nèi)撐形式。兩種布置初步設(shè)計均為理想狀態(tài)，實際布置方式往往會有所差異，可根據(jù)初步分析和實際狀態(tài)確定層數(shù)和間距，再按照下述方法驗算鋼板樁和內(nèi)支撐。第44頁/共58頁45第45頁/共58頁3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 實際設(shè)計計算 方法1：等值梁法（等同于單撐計算方法）。46（1）計算土壓力，繪制土壓力分布圖。（2）計算每一工況下土壓力強(qiáng)度等于0的位置F。（3）按多跨連續(xù)梁AF計算各支點(diǎn)反力和跨中彎矩，根據(jù)最大彎矩驗算鋼板樁截面，根據(jù)支點(diǎn)反力驗算內(nèi)支撐。（4）根據(jù)支點(diǎn)F與墻前被動土壓力對樁底力矩平衡的原理，求得下部最小嵌固深度x。（5）入土深度t=（1.11.2）*（x+y

9、）第46頁/共58頁47第47頁/共58頁3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu) 實際設(shè)計計算 方法2：靜力平衡法（求剪力0點(diǎn)和彎矩最大點(diǎn)）。48111paEETipkakkTEET0TiikakkpkaTaEbE第一層支撐后力平衡：第K層支撐后力平衡：第K層支撐后入土深度（對k層支撐位置求矩）：pkppkKcDKE2212kKDt 入土深度（k根據(jù)基坑等級選取，1.4、1.3、1.2）：第48頁/共58頁49第49頁/共58頁支護(hù)結(jié)構(gòu)計算-鋼板樁與內(nèi)撐 在計算入土深度的過程中，通過對鋼板樁計算模型的簡化，可以求出鋼板樁每延米上的內(nèi)力和內(nèi)支撐的反力。 通過計算的內(nèi)力和反力驗算二者。 鋼板樁視為梁： 根據(jù)內(nèi)撐

10、的形式施加線荷載，計算圍檁和內(nèi)撐的內(nèi)力和變形。50WM第50頁/共58頁支護(hù)結(jié)構(gòu)計算-錨桿 錨桿（鋼絞線或精軋螺紋鋼）截面： 錨桿預(yù)應(yīng)力筋的截面面積按下式確定：51ptktsfNA65.0A為錨桿截面面積其余各參數(shù)分別代表錨桿設(shè)計張拉力、抗力分項系數(shù)（1.8、1.6、1.4）和鋼筋（鋼絞線）的強(qiáng)度設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)值。第51頁/共58頁支護(hù)結(jié)構(gòu)計算-錨桿 錨桿錨固長度：52stsqDNLL為錨桿錨固長度其余各參數(shù)分別代表錨桿設(shè)計張拉力、抗力分項系數(shù)（1.8、1.6、1.4）、錨固體直徑和土體與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度。第52頁/共58頁基坑底抗隆起穩(wěn)定性驗算 當(dāng)坑底為軟土?xí)r，因基坑外的荷載及由于土方開挖造成的基坑

11、內(nèi)外的壓差，使支護(hù)樁端以下土體向上涌土，可按下式進(jìn)行驗算應(yīng)驗算坑底抗隆起穩(wěn)定性。53kqkqLqNcNtqthcot) 1(1)(109 .00 .11 .10、基坑重要系數(shù)，4 .1抗隆起分項系數(shù)，Lqktanpqe KNNq承載力系數(shù)，第53頁/共58頁坑底抗承壓水突涌穩(wěn)定性驗算 式中 m透水層以上土的飽和重度。 t+ t透水層頂面距基坑底面的深度。ty 基坑底土層滲流穩(wěn)定抗力分項系數(shù)，1.2。 Hw透水層到水位的距離。 當(dāng)由上式驗算不滿足要求時，應(yīng)采取降水等措施。54tymwttwH 第54頁/共58頁抗側(cè)壁管涌穩(wěn)定性驗算55式中：gy 抗管涌分項系數(shù)，1.5。土的平均浮重度。當(dāng)基坑側(cè)壁有粉土、粉砂層時應(yīng)進(jìn)行抗側(cè)壁管涌穩(wěn)定性驗算。gywht2H第55頁/共58頁