基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)市公開課一等獎省賽課獲獎?wù)n件

巖土工程研究所Geotechnical

Institute河海大學(xué)巖土所基礎(chǔ)工程支擋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第1頁第6章沉井基礎(chǔ)第5章樁基礎(chǔ)第4章淺基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計第2章地基模型及其參數(shù)確定第3章淺基礎(chǔ)設(shè)計基本原理目錄第1章緒論第7章支擋結(jié)構(gòu)第8章特殊地基課程主要內(nèi)容基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第2頁第6章支擋結(jié)構(gòu)第一節(jié)概述高層快速發(fā)展深基礎(chǔ)大力發(fā)展1、基坑概念：為了修筑建筑物基礎(chǔ)或地下室，埋設(shè)市政工程管道及開發(fā)地下空間等所開挖地面以下坑。開挖放坡，不經(jīng)濟支擋結(jié)構(gòu)：能保持結(jié)構(gòu)兩側(cè)土體有一定高差結(jié)構(gòu)物在各類土建工程中含有廣泛用途。兩方面用途：公路鐵路邊坡?lián)跬翂Γ影栋秹?，先筑墻后填土；是永久性?gòu)筑物，----擋土墻建筑地下室外墻，開挖維護(hù)結(jié)構(gòu)，先形成支擋結(jié)構(gòu)，作為暫時支擋結(jié)構(gòu)，也可作為永久構(gòu)筑物一部分，如地下連續(xù)墻等?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第3頁第一節(jié)概述2、基坑圍護(hù)：是指在基坑開挖過程中。為確?？颖诓惶?，保護(hù)主體地下結(jié)構(gòu)安全及使周圍環(huán)境不受損壞所采取工程辦法總稱。特點：（1）建筑高層化，基坑向大深度方向發(fā)展（2)開挖面積大，長與寬達(dá)數(shù)百米，難度大（3)軟土中，開挖會產(chǎn)生較大位移和沉降，對周圍建筑物，市政設(shè)施和地下管線造成影響。（4)施工工期長，場地狹窄，降雨、重物堆放等對基坑穩(wěn)定性不利（5)相鄰場地，施工相互制約與影響基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第4頁第一節(jié)概述（一）、支擋結(jié)構(gòu)指圍護(hù)墻體（包含防滲帷幕）以及內(nèi)支撐系統(tǒng)（或土層錨桿）。1、圍護(hù)墻：暫時擋墻結(jié)構(gòu)，確?？颖诜€(wěn)定，預(yù)防滲水。2、內(nèi)支撐系統(tǒng)有圍檁、支撐桿件及立柱等組成結(jié)構(gòu)體系負(fù)擔(dān)側(cè)向土壓力。一道或幾道，加強整體剛度立柱：增加支撐桿件約束，承受施工荷載重量。3、土層錨桿基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第5頁支護(hù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第6頁基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第7頁上海市外環(huán)過江隧道岸埋段基坑支撐無法打錨桿，相鄰建筑物基礎(chǔ)較深,地下管線基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第8頁南京火車站綜合樓懸臂式排樁支護(hù)基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第9頁1994.9,上海黃浦區(qū)某大廈基坑支護(hù)支撐破壞，地下連續(xù)墻坍毀?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第10頁第一節(jié)概述（二）、地基加固提升圍護(hù)墻被動側(cè)土體強度和模量，減小主動側(cè)土壓力和抵抗坑底承壓力。水泥土深層攪拌樁、旋噴樁、注漿。加固位置圍護(hù)墻被動側(cè)：提升被動土壓力，減小墻側(cè)向位移圍護(hù)墻主動側(cè)：減小主動土壓力，防滲坑底以下：平衡和抵抗承壓水?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第11頁（三）、井點降水基坑開挖前，坑內(nèi)四面埋井管，抽水降水。（四）、土方開挖分層分塊挖除，按穩(wěn)定計算確定。（五）、監(jiān)測施工過程中，對基坑周圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)及周圍地層、附近建筑物、地下管線等受力和變形進(jìn)行監(jiān)測目標(biāo)：保護(hù)基坑和周圍環(huán)境。基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第12頁支擋結(jié)構(gòu)類型(一)按照擋土結(jié)構(gòu)剛度分類剛性支擋結(jié)構(gòu)柔性支擋結(jié)構(gòu)重力式擋土墻水泥土樁墻含有一定抗彎能力，以彈性變形為主；如板樁墻、鉆孔灌注樁柱列式擋土墻、地下連續(xù)墻等支擋結(jié)構(gòu)普通由擋土和支撐拉錨兩部分作用，前者為擋土結(jié)構(gòu)(圍護(hù)結(jié)構(gòu))后者稱為支錨結(jié)構(gòu)。剛度大，以重力為其主要平衡力。板樁墻地下連續(xù)墻基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第13頁支擋結(jié)構(gòu)柔性結(jié)構(gòu)剛性結(jié)構(gòu)H型鋼、工字鋼樁、加插板鋼板樁、鋼筋砼板樁鉆孔灌注樁地下連續(xù)墻土釘支護(hù)圍護(hù)插筋補強支護(hù)結(jié)構(gòu)樁墻合一，地下室逆作法深層攪拌水泥土墻旋噴帷幕墻常見支擋結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第14頁（二)按照擋土結(jié)構(gòu)力平衡方式分(三)按照支錨形式方式分外支撐內(nèi)支撐錨桿式錨釘板式土釘式擋土墻(四)按照用途分基坑支護(hù)重力式懸臂式支錨式扶壁式水平支撐斜向支撐基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第15頁第二節(jié)擋土墻重力式懸臂式支錨式扶壁式擋土墻墻面暴露于外，墻背或傾斜或垂直。墻基礎(chǔ)前緣為墻趾，后緣墻鍾。通常由塊石、混凝土砌筑，抗拉強度小，作用于墻背土壓力所引發(fā)傾覆力矩依靠自重來平衡坑內(nèi)外壓力差，通慣用水泥土攪拌樁、旋噴樁等一、重力式擋土墻基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第16頁第二節(jié)擋土墻一、重力式擋土墻

抗拉抗剪能力差，需做成厚重剛性墻，以確保其強度及穩(wěn)定。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，噪音低、振動小、速度快、造價低缺點：寬度大、適用：軟土地域，環(huán)境要求不高，開挖深度《7m情況?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第17頁基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第18頁二)、懸臂式擋土墻普通由鋼筋混凝土建造，它由三個懸臂板組成，即立壁、墻趾懸臂和墻踵懸臂組成。墻穩(wěn)定主要靠墻踵底板上土重，而墻體內(nèi)拉力則由鋼筋負(fù)擔(dān)。優(yōu)點：能充分利用鋼筋混凝土受力特征，墻體截面較小，在市政工程以及廠礦工程貯藏庫中廣泛應(yīng)用。三)、扶臂式擋土墻當(dāng)墻后填土比較高時，為了增強懸臂式擋土墻中立壁抗彎性能，常沿墻縱向每隔一定距離設(shè)一道扶壁，故稱為扶臂式基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第19頁四)、其它形式擋土墻錨桿擋土墻肋柱錨桿錨桿肋柱錨定板錨定板擋土墻加筋土擋土墻基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第20頁二、重力式擋土墻設(shè)計擋土墻設(shè)計主要包含以下工作：(1)認(rèn)真分析地形、地質(zhì)、填土性質(zhì)及荷載條件等資料(2)依據(jù)地形和平面布置，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗和現(xiàn)場地質(zhì)條件，并參考同類或已經(jīng)建成經(jīng)驗，初步選定擋土墻體型和尺寸。(3)進(jìn)行擋土墻驗算，如不滿足要求，則應(yīng)該改變截面尺寸、結(jié)構(gòu)類型或采取其它辦法。(4)做好排水辦法。若所設(shè)計擋土墻無擋水要求，必須做好排水設(shè)施。擋土墻所在位置普通排水不良，大量雨水下滲，結(jié)果將使得墻后側(cè)壓力增大，土抗剪強度降低，造成擋土墻破壞。(5)控制填土質(zhì)量。選擇透水性較大土，如砂土、礫石等，不宜淤泥、膨脹土等基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第21頁三、重力式擋土墻驗算重力式擋土墻破壞模式通常有五類：(1)整體滑動破壞(2)墻體傾覆破壞(3)墻體水平滑移破壞(4)地基承載力不足造成變形過大，墻體喪失作用(5)擋土墻強度不夠造成墻體斷裂驗算內(nèi)容：(1)整體穩(wěn)定性驗算----圓弧法(2)抗傾覆穩(wěn)定性驗算(3)抗滑移穩(wěn)定性驗算(4)地基承載力驗算(5)墻體強度驗算---按照砌體、素混凝土、鋼筋砼驗算重點基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第22頁作用在重力式擋土墻上主要荷載W(1)土壓力---它是作用在重力式擋土墻主要荷載。當(dāng)墻體向前位移時，墻后有主動土壓力靜水壓力：墻前面有被動土壓力：可采取郎肯土壓力理論，水壓力計算既能夠與土壓力合算，也可分開計算，詳細(xì)情況定地震區(qū)還有地震荷載(2)墻身自重W---作用在擋墻重心，方向向下(3)墻底反力—水平反力和豎向反力基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第23頁土壓力計算側(cè)壓力可按朗肯土壓力計算

1.水土分算分別計算土和水壓力。總和為側(cè)壓力。適于滲透性很好土層．如砂土、粉土和粉質(zhì)粘土。計算土壓力，采取有效重度

2.水土合算適于不透水粘上層，采取天然重度。水土分算墻上作用力比水土合算大，設(shè)計結(jié)構(gòu)費用高?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第24頁（二）抗傾覆穩(wěn)定性驗算因為擋土墻在主動土壓力作用下可能繞墻趾O點轉(zhuǎn)動傾覆。所以定義抗傾覆力矩與傾覆力矩之比為抗傾覆安全系數(shù)普通情況下抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)必須滿足>1.5當(dāng)墻底土較軟弱時，擋土墻在傾覆同時，墻趾可能陷入土中，所以力矩中心O點向內(nèi)移動，造成抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)降低，所以應(yīng)注意地基土壓縮性?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第25頁（二）基底抗滑移穩(wěn)定性驗算在抗滑移穩(wěn)定性驗算中，將W和E都分解為垂直和平行于墻底分力，然后計算平行于墻底抗滑力和滑動力，定義抗滑力與滑動力之比為抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù)Kh（三）地基承載力驗算普通與偏心荷載作用下基礎(chǔ)計算方法相同，即基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第26頁第三節(jié)基坑支護(hù)型式及特點一、重力式擋土墻依靠自重來平衡坑內(nèi)外壓力差，通慣用水泥土攪拌樁、旋噴樁等抗拉抗剪能力差，需做成厚重剛性墻，以確保其強度及穩(wěn)定。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，噪音低、振動小、速度快、造價低缺點：寬度大、適用：軟土地域，環(huán)境要求不高，開挖深度《7m情況?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第27頁第三節(jié)基坑支護(hù)型式及特點基坑是為了修筑建筑物基礎(chǔ)或地下室或地下室、埋設(shè)市政工程管道以及開發(fā)地下空間等所開挖地面以下坑。基坑支護(hù)是為確保地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周圍環(huán)境安全，對基坑側(cè)壁及周圍環(huán)境所采取支擋、加固與保護(hù)辦法?；邮┕r，有時有支護(hù)辦法，稱為有支護(hù)基坑工程；無支護(hù)辦法稱為無支護(hù)基坑工程。無支護(hù)基坑工程普通在場地空闊、基坑開挖深度淺、環(huán)境要求不高情況采取，如放坡開挖應(yīng)主要考慮穩(wěn)定與排水問題?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第28頁第三節(jié)基坑支護(hù)型式及特點一、水泥土墻依靠擋土墻自重來平衡坑內(nèi)外壓力差，通慣用水泥土攪拌樁、旋噴樁等抗拉抗剪能力差，需做成厚重剛性墻，以確保其強度及穩(wěn)定。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，噪音低、振動小、速度快、造價低缺點：寬度大、占用面積大，墻身位移大適用：軟土地域，環(huán)境要求不高，開挖深度<6m情況?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第29頁基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第30頁二、排樁或地下連續(xù)墻式擋土墻材料：型鋼，鋼筋混凝土---柔性支擋結(jié)構(gòu)排樁或地下連續(xù)墻式擋土結(jié)構(gòu)又稱為板式支護(hù)結(jié)構(gòu)，由圍護(hù)樁墻和支錨結(jié)構(gòu)組成。懸臂樁墻式擋土結(jié)構(gòu)：不設(shè)內(nèi)支撐，不宜開挖較深內(nèi)支撐樁墻式：減小墻內(nèi)力和變形，開挖深土層錨桿樁墻式：固定于穩(wěn)定土層內(nèi)單層或多層錨桿來減小圍護(hù)墻體內(nèi)力與變形，設(shè)置多層錨桿，開挖較深1、圍護(hù)樁墻1)鋼板樁基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第31頁二、排樁或地下連續(xù)墻式擋土墻

1)鋼板樁優(yōu)點：材料可靠，防水好，施工快，能夠重復(fù)使用，可用于較深基坑缺點：價格貴，噪音振動大，剛度小、變形大，接頭易滲漏適于軟土，淤泥土及地下水多地域。2)鋼筋混凝土板樁矩形榫槽結(jié)合，工字形薄壁和方形薄壁預(yù)制與現(xiàn)澆相結(jié)合。優(yōu)點：造價低缺點：施工不便，工期長，噪音振動大，擠土大，防水性差。不宜在密集市區(qū)用，不適于硬土層?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第32頁二、排樁或地下連續(xù)墻式擋土墻

3)鉆孔灌注樁有一字型、交織相切型、一字搭接型、間隔排列優(yōu)點：噪音低，振動小，剛度強度較大缺點：速度慢，資料不好控制，自防水差適于軟土，砂礫石和卵石中慎用。基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第33頁二、排樁或地下連續(xù)墻式擋土墻

4)SMW法在水泥土攪拌樁內(nèi)插入H型鋼或其它種類受拉材料具受力和防滲功效，勁性水泥土攪拌樁法。平面布置形式如圖優(yōu)點：噪音低，振動小，墻身強度較大、止水好缺點：應(yīng)用經(jīng)驗不足，型鋼不易回收且其造價較高。開挖深度可較大?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第34頁SMW工法基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第35頁二、排樁或地下連續(xù)墻式擋土墻

5)地下連續(xù)墻平面布置：形式有壁板式、T型、TT型、格型墻厚60、80、100cm，深度可達(dá)數(shù)10m。優(yōu)點：噪音低，振動小，剛度強度較大、占地少缺點：施工復(fù)雜，造價較高，泥漿處理。適于軟土，H>10m，還可作為主體結(jié)構(gòu)一部分?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第36頁2、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)類型和特點1)按材料分類A）現(xiàn)澆鋼筋混凝土：普通矩形截面優(yōu)點：剛度大，整體性好，平面布置靈活，節(jié)點可靠缺點：澆注養(yǎng)護(hù)時間長，自重大，拆除支撐有難度且對環(huán)境影響大。B）鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點：安裝、拆卸方便，施工速度快，可周轉(zhuǎn)使用、可加預(yù)應(yīng)力，自重小。缺點：施工工藝要求較高，結(jié)構(gòu)及安裝相對復(fù)雜，節(jié)點質(zhì)量不易確保，整體性較差。?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第37頁2、內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)類型和特點1)按照布置形式A）縱橫對撐組成井字形優(yōu)點：安全穩(wěn)定，整體剛度大。B）井字形集中式挖土及主體結(jié)構(gòu)施工相對較輕易。整體剛度穩(wěn)定性差C）角撐結(jié)合對撐挖土及主體結(jié)構(gòu)施工相對較輕易。整體剛度穩(wěn)定性差D）邊衍架挖土及主體結(jié)構(gòu)施工相對較輕易。整體剛度穩(wěn)定性差D）圓環(huán)梁省鋼筋混凝土用量，挖土及主體結(jié)構(gòu)施工相對較輕易?？又芎奢d不均勻基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第38頁基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第39頁角撐結(jié)合對撐基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第40頁3．土層錨桿類型及特點圍檁、托架及錨桿三部分組成。錨桿由錨桿頭部、拉桿及錨固體三部分錨固體未來自拉桿力經(jīng)過摩阻力傳遞結(jié)地基?；娱_敞，挖土及結(jié)構(gòu)施工方便，造價經(jīng)濟。適于坑周有很好上層，周圍環(huán)境允許條件。缺點：穩(wěn)定性及變形依賴于錨固效果基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第41頁三、逆作拱墻擋土結(jié)構(gòu)拱墻截面宜為Z字形沿拱墻高度應(yīng)設(shè)置數(shù)道肋梁b，c壁厚普通小于50cm適于基坑開挖面以上無地下水，開挖深度小于10m基坑?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第42頁高層建筑多層地下室傳統(tǒng)施工方法，是放坡大開挖或用支護(hù)結(jié)構(gòu)支護(hù)后垂直開挖，挖至設(shè)計標(biāo)高后澆筑鋼筋混凝土底板，再由下而上逐層施工各層地下室結(jié)構(gòu)，待地下結(jié)構(gòu)完成后再進(jìn)行地上結(jié)構(gòu)施工。“逆筑法”施工程序與傳統(tǒng)施工方法正相反。其工藝原理是：先沿建筑物周圍施工地下連續(xù)墻，在建筑物內(nèi)部按柱網(wǎng)軸線施工少許中間支承拄(也稱中柱樁)，然后進(jìn)行地下首層梁板樓面結(jié)構(gòu)施工。完成后同時施工地下、地上結(jié)構(gòu)、待地下室大底板完成后，再進(jìn)行復(fù)合柱、復(fù)合墻施工。但在地下室澆筑鋼筋混凝土底板之前，地面上上部結(jié)構(gòu)允許施工層數(shù)要經(jīng)計算確定?！澳嬷ā笔┕ぃ罁?jù)以地面一層樓面結(jié)構(gòu)下挖土是封閉還是敞開，分為“封閉式逆筑法”和“明暗結(jié)合式逆筑法”。前者能夠地面上、下結(jié)構(gòu)同時進(jìn)行施工；后者上部結(jié)構(gòu)不能與地下結(jié)構(gòu)同時進(jìn)行施工。

“逆筑法”基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第43頁四、土釘支護(hù)組成：土釘群、被加固原位土體、噴射混凝土面層和防水系統(tǒng)。土釘：加固錨固現(xiàn)場原位土體。施工步驟：鉆孔、放變形鋼筋，沿孔注漿。土釘依靠與土體之間界面粘結(jié)力或摩擦力，在土體發(fā)生變形條件下被動受力，主要受拉土釘材料：也可采取鋼管、角鋼直接釘入方式以土釘為主要受力構(gòu)件邊坡支護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第44頁一、重力式水泥土擋墻設(shè)計(一)、設(shè)計內(nèi)容1墻體寬度和深度按經(jīng)驗確定，墻寬取開挖深度0.6～0.8倍，坑底插入深度取開挖深度0.8一1.2倍。

2寬度方向布樁形式最簡單形式：實體，節(jié)約考慮，常做成格柵式。3墻體強度425＃普通硅酸鹽水泥，無側(cè)限抗壓強度0.8Mpa，可摻入外摻劑。第四節(jié)、基坑設(shè)計與施工基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第45頁4其它加強辦法

(1).坑底加固減小坑底以上寬度，加寬坑底以下寬度，增強穩(wěn)定性，提升被動區(qū)抗力。

(2)．墻身插毛竹或鋼筋毛竹長大于開挖深度，降低墻體位移和增強墻體整體性；插鋼筋，長l一2m，施工方便。(3).墻頂現(xiàn)澆混凝土路面配雙向鋼筋網(wǎng)片，便運輸，利整體性，防雨水滲透擋墻格柵而損壞墻體。基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第46頁

(二)、土壓力計算側(cè)壓力可按朗肯土壓力計算

1.水土分算分別計算土和水壓力?？偤蜑閭?cè)壓力。適于滲透性很好土層．如砂土、粉土和粉質(zhì)粘土。計算土壓力，采取有效重度

2.水土合算適于不透水粘上層，采取天然重度。水土分算墻上作用力比水土合算大，設(shè)計結(jié)構(gòu)費用高?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第47頁(三)、基本驗算變形、強度、穩(wěn)定要求(1)抗傾覆驗算；(2)抗滑驗算；(3)抗?jié)B驗算；(4)整體圓弧滑動穩(wěn)定驗算(5)墻體結(jié)構(gòu)強度驗算。基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第48頁基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第49頁1抗傾覆驗算常以繞墻趾A點轉(zhuǎn)動來分析，計算公式Kq－抗傾覆安全系數(shù)．普通要求大于1.2，B，W－圍護(hù)墻寬度、自重rc

一墻休平均重度，普通為18～19kN／m3En，Ep一主、被動土壓力協(xié)力；ha、hp一主、被動土壓力協(xié)力作用線距離墻底距離基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第50頁2抗滑驗算墻體沿圍護(hù)墻底面抗滑驗算，驗算公式為基本驗算KHL－墻底抗滑安全系數(shù)．普通要求大于1，cc，f－墻底土層粘聚力、內(nèi)摩擦角；Ea，Ep一主、被動土壓力協(xié)力；基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第51頁4抗?jié)B驗算基坑開挖時要求坑內(nèi)無積水，坑內(nèi)外將存在水頭差。

坑底為砂土．驗算墻角滲流向上溢出處滲流坡降，防流砂；三、基本驗算坑底為粘性土其下有砂土透水層時，進(jìn)行滲流驗算?？?jié)B流穩(wěn)定安全系數(shù)坑底土臨界水力梯度坑底土天然空隙比、土粒比重坑底土水力梯度最短滲徑總長度坑內(nèi)外水壓差基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第52頁4整體圓弧滑動穩(wěn)定驗算軟土地基，采取瑞典條分法，代替法考慮滲流力作用．采取總應(yīng)力法計算。計算公式以下；三、基本驗算最危險滑動面取在墻底以下0.5～1m，滑動圓心位置普通在墻上方，靠近基坑內(nèi)側(cè)。墻體強度指標(biāo)f＝0，c＝1/15～1/10qu.基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第53頁5墻體結(jié)構(gòu)強度驗算(1)壓應(yīng)力驗算結(jié)構(gòu)主要性系數(shù)混凝土墻平均重度墻頂至計算截面深度單位長度水泥土墻截面彎矩設(shè)計值水泥土墻截面模量水泥土開挖齡期抗壓強度設(shè)計值(2)拉應(yīng)力驗算基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第54頁6墻頂水平位移估算水泥土墻墻頂水平位移計算是比較復(fù)雜問題，普通將樁墻在基坑開挖面處罰為上下兩段。開挖面以上墻身視為柔性結(jié)構(gòu)，按懸臂梁計算其彈性撓曲變形，開挖面以下視為完全埋置樁，樁頭作用有水平力H0，力矩M0，樁頭水平位移y0，及轉(zhuǎn)角計算方法有兩類：一類將墻身視為剛性樁，見第五章沉降計算。一類將墻身視為彈性樁，見第四章水平受荷樁。墻頂水平位移開挖面以上懸臂段彈性變形開挖面處墻身水平位移開挖面處墻身轉(zhuǎn)角開挖面以上墻高實踐中還采取規(guī)范提議經(jīng)驗公式估算墻頂水平位移量基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第55頁二排樁或地下連續(xù)墻式支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計

(一）圍護(hù)樁墻設(shè)計基本計算內(nèi)容(1)整體穩(wěn)定性驗算(2)坑底抗隆起穩(wěn)定驗算；(3)防滲帷幕抗?jié)B驗算；(4)坑底抗承壓水驗算；1．整體穩(wěn)定性采取圓弧滑動法簡單條分法基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第56頁（2）．坑底抗隆起穩(wěn)定驗算末考慮墻底以上土體抗剪強度反抗隆起影響，也末考慮滑動土體體積力反抗隆起影響。Kwz抗隆起穩(wěn)定安全系數(shù)，要求1.7～2.5；r1坑外地表至圍護(hù)墻底各土層天然重度加權(quán)平均值r2坑內(nèi)開挖向至圍護(hù)培底，各土層天然重度加權(quán)平均值h0基坑開挖深度(m)；D圍護(hù)墻在基坑開挖面以F插入深度q坑外地面超載；Nq，Nc地基土承載力系數(shù)，可用prandtl—Reissner或Terzaghi表示式以圍護(hù)樁墻底平面作為地基極限承載力驗算基準(zhǔn)面基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第57頁（2）．抗?jié)B驗算設(shè)防滲帷幕墻，計算至幕墻底；圍護(hù)墻自防水，計算至圍護(hù)墻底。Ka抗?jié)B流穩(wěn)定安全系數(shù)，大于1.5～2.0；ic坑底土體臨界水頭坡度i坑底土滲流水力坡度i＝hw/L；hw基坑內(nèi)外土體滲流水頭，取坑內(nèi)外地下水位差L最短滲徑流線總長度(m)，如當(dāng)防滲帳幕長度范圍內(nèi)各層土滲透性相差不大時，L＝A。＋2Dw；有滲透性較大土層，如砂土、渙散填土或多裂隙土，計算時應(yīng)扣除這些土層厚度。基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第58頁（3）．基坑底抗承壓水頭穩(wěn)定性驗算開挖面下有承壓水層，驗算坑底土抗承壓水穩(wěn)定性式中ky一坑底土抗承壓水頭穩(wěn)定安全系數(shù)、大于1.05pcz—基坑開挖面以下至承壓水層頂板間覆蓋土總自重壓力pwy—承壓水層水頭壓力。公式未考慮上覆土層與圍護(hù)樁墻之間摩擦力影響?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第59頁2．內(nèi)力變形計算按平面問題簡化計算，排樁計算寬度應(yīng)取排樁中心距，地下連續(xù)墻取單寬。懸臂式及支點剛度較小樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)，水平變形大，極限平衡法計算；(6-24a)支點剛度較大，樁墻水平位移較小時，按彈性支點法進(jìn)行計算。(6-24b)被動側(cè)極限應(yīng)力法假定作用于樁墻上側(cè)壓力均到達(dá)極限狀態(tài)，無法考慮樁墻變形。內(nèi)力變形計算極限平衡法彈性支點法基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第60頁2．內(nèi)力變形計算基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第61頁極限平衡法：假定作用于圍護(hù)樁前后土壓力到達(dá)被動土壓力和主動土壓力，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行力學(xué)簡化，將超靜定問題作為靜定問題求解。方法有：靜力平衡法、等值梁法、太沙基塑形鉸、等彎矩法、等軸力法等。(1)靜力平衡法依據(jù)支擋結(jié)構(gòu)所受主動、被動土壓力方向、大小、作用點位置，按照靜力平衡條件進(jìn)行解答。對于懸臂式板樁墻計算，能夠采取板樁墻主動、被動土壓力對樁底端B點力矩平衡條件,求出板樁墻嵌固深度t。2．內(nèi)力變形計算基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第62頁其中板樁墻后主動土壓力板樁墻后主動土壓力主動土壓力系數(shù)被動土壓力系數(shù)土體重度開挖深度uEpEa基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第63頁土壓力零點距離基坑距離板樁墻在基坑以下最小插入深度(嵌固深度)Lc最大彎矩在剪力為零處。最大彎矩基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第64頁對于單支撐點板樁墻，假如下端入土較淺，其下端能夠產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，板樁墻在土壓力作用下可能產(chǎn)生彎曲變形。此時先假定板樁墻有效嵌固深度t，依據(jù)錨定點A力矩平衡方程可得：經(jīng)過試算即可求出板樁墻有效嵌固深度tLc仍按前述計算。依據(jù)水平方向力平衡計算水平單位寬度支點水平力。依據(jù)最大彎矩面剪力為零，可求最大彎矩面距離坑底面距離，深入求出最大彎矩?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第65頁(2)等值梁法一個簡化計算方法。應(yīng)用于板樁墻等柔性支擋結(jié)構(gòu)計算時候，首先應(yīng)該知道正負(fù)彎矩轉(zhuǎn)折點b位置。因為b點位置在開始計算時是未知，所以怎樣確定b點位置就是應(yīng)用等值梁關(guān)鍵。假定：(1)假定b點位置為地面以下土壓力強度等于零處，這種方法應(yīng)用較廣。(2)假定b點位于坑底開挖面與板樁交點處；(3)依據(jù)太沙基給出反彎點距開挖面深度y與土體內(nèi)摩擦角近似關(guān)系，適合用于均質(zhì)無黏性土、地表無超載、墻后無較高地下水時情況。表6-2(4)依據(jù)土層標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗資料確定。表6-3?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第66頁以單支點板樁墻為例說明等值梁法應(yīng)用abab先計算板樁墻上各點所受主動土壓力和被動土壓力；將板樁在O點切開，把板樁墻分為上下兩段，切面處彎矩為零，剪力Q不為零。上段作為簡支梁，全部力對O點力矩和為零。作用點距離地面距離基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第67頁由此可求得單位寬度支點水平力再依據(jù)對支點A力矩平衡方程求得剪力Q0再把板樁墻下端OB作為隔離體，全部外力對B取矩即可求出有效嵌固深度t。最小插入深度仍按6-19式確定，最大彎矩也易得出?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第68頁方法優(yōu)缺點：極限平衡方法力學(xué)上缺點比較顯著，不能考慮開挖及地下結(jié)構(gòu)施工過程不一樣工況對內(nèi)力影響，只是一個近似方法，支撐層數(shù)越多、土層越軟、墻體剛度越大，則結(jié)果與實際相差越大。使用時，需要結(jié)合工程經(jīng)驗對土壓力和計算結(jié)果進(jìn)行修正，同時該方法不考慮也不能計算維護(hù)樁墻變形。基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第69頁彈性支點法：計算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形假定：(1)墻后荷載可直接按照郎肯主動土壓力理論計算(三角分布土壓力模式），也可按照矩形分布經(jīng)驗土壓力模式計算，即開挖面以上按照郎肯土壓力，開挖面以下假定矩形分布。在我國基坑支護(hù)中廣泛采取。2．內(nèi)力變形計算EaEa三角形土壓力矩形土壓力基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第70頁(2)基坑開挖面以下圍護(hù)結(jié)構(gòu)受到土體抗力用彈簧模擬水平基床系數(shù)水平位移(3)支撐點按照剛度系數(shù)為Ks彈簧進(jìn)行模擬：抗彎剛度圍護(hù)結(jié)構(gòu)豎向撓曲變形豎向坐標(biāo)圍護(hù)結(jié)構(gòu)寬度主動側(cè)土壓力強度主動側(cè)荷載寬度基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第71頁作用于內(nèi)支撐上荷載：水平向主要有由圍護(hù)墻體將坑外水土壓力沿腰梁作用于支撐系統(tǒng)上分布力，對于鋼支撐還有給主撐施加預(yù)加軸力以及溫度改變引發(fā)水平荷載；豎直荷載：支撐自重以及支撐頂面施工活荷載。1.水平支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)力變形計算方法主要有多跨連續(xù)梁法和平面框架法。1）當(dāng)基坑平面形狀較為規(guī)則，采取圍護(hù)支撐體系傳力明確，可采取該法。腰梁近似按多跨連續(xù)梁計算，計算跨度取相鄰支撐點中心距；斜支撐、水平支撐近似按兩端鉸接軸向力構(gòu)件計算，其軸力值近似等于擋土結(jié)構(gòu)沿腰梁長度分布水平反力在支撐長度方向上投影乘以支撐中心距。(二）內(nèi)支撐系統(tǒng)計算基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第72頁2）平面框架法不考慮土體和圍護(hù)結(jié)構(gòu)與內(nèi)支撐結(jié)構(gòu)間整體相互作用，僅將其作為水平反力均勻作用在各層水平支撐周圍，這么水平支撐體系在水平荷載作用下其結(jié)構(gòu)受力特征類似于平面封閉框架，可利用數(shù)值法進(jìn)行分析計算?？汕蟪鋈我庑问街谓Y(jié)構(gòu)全部構(gòu)件內(nèi)力及支撐結(jié)構(gòu)整體變形2.立柱計算可按照偏心受壓構(gòu)件或中心受壓構(gòu)件計算，計算荷載包含豎向荷載及荷載引發(fā)彎矩：(1)豎向結(jié)構(gòu)對立柱斷面形心彎矩；（2）支撐結(jié)構(gòu)在立柱節(jié)點上產(chǎn)生節(jié)點彎矩；(3)土方開挖引發(fā)側(cè)向土壓力對立柱產(chǎn)生彎矩?；A(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第73頁3.土層錨桿設(shè)計土錨普通由錨頭、自由段及錨固段三部分組成。傾角依據(jù)地層、環(huán)境、施工工藝確定，15°-25°為宜。錨固段宜設(shè)置于黏性土、粉土及砂土地層，對于淤泥質(zhì)土需經(jīng)過試驗確定。錨桿桿體宜選取鋼絞線、高強度鋼絲或精軋螺紋鋼筋等作為預(yù)應(yīng)力筋，水泥漿或水泥砂漿水泥采取普通硅酸鹽水泥。設(shè)計計算包含：截面確定，錨桿總長確定，深層滑移穩(wěn)定性驗算、錨桿豎向穩(wěn)定性驗算、錨桿變形驗算等基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第74頁土層錨桿土層錨桿是一個埋入土層深部受拉桿件，它一端與構(gòu)筑物相連，另一端錨固在土層中。

基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第75頁錨桿設(shè)計1）錨桿承載力計算2）錨桿桿體截面面積基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第76頁3）錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值（1）安全等級為一級及缺乏地域經(jīng)驗二級基坑側(cè)壁，應(yīng)進(jìn)行錨桿基本試驗，受拉抗力分項系數(shù)可取1.3。（2）基坑側(cè)壁安全等級為二級且有鄰近工程經(jīng)驗時：基礎(chǔ)工程課程支檔結(jié)構(gòu)第77頁（3）.對于塑性指數(shù)大于17粘性土層中錨桿應(yīng)進(jìn)行蠕變試驗。（4）錨桿預(yù)加力值（鎖定值）應(yīng)依據(jù)地層條件及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形要求確定，宜取為錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值0.