支護結構的設計

4.6基坑支護結構設計原理與計算2021/6/2714.6.1支護結構的破壞形式柔性擋土結構：鋼板樁、鋼筋混凝土樁、地下連續(xù)墻剛性擋土結構：攪拌樁水泥土墻和旋噴樁帷幕墻一.柔性支護結構破壞形式（一）強度破壞：1、支護結構的傾覆破壞過大的地面荷載，或土壓力過大引起拉桿斷裂，或錨固部分失穩(wěn)，腰梁破壞2、支護結構底部向外移動：支護結構入土不夠，或挖土太深，水的沖刷2021/6/2722、坑底隆起地基土軟弱、挖土深度過大或地面存在大量超載。（二）穩(wěn)定性破壞1、墻后土體整體穩(wěn)定失穩(wěn)開挖深度很大，地基土十分軟弱地面大量堆載錨桿長度不足3、支護結構受彎破壞支護結構截面不足或對土壓力估計不足2021/6/2733、管涌或流砂坑底土層土層為無粘性細顆粒土：粉砂、粉土，并且坑內外存在較大水位差時。二.重力式支護結構破壞形式（一）強度破壞：水泥土抗剪強度不足，產生剪切破壞。（二）穩(wěn)定性破壞：1、傾覆破壞：水泥土擋墻截面不夠大，支護結構在土壓力作用下整體傾覆失穩(wěn)。2、滑移破壞：水泥土擋墻與土之間抗滑力不足以抵抗墻后的推力時，會產生整體滑動破壞。2021/6/2744.6.2支護結構類型及適用條件1、鋼板樁施工：用打入或振動打入法就位，可回收。軟土地區(qū)用鋼板樁，打入時會產生擠土作用；常引起周圍土體隆起，拔出時會帶出土體，形成比鋼板樁打得多的孔洞，易造成周圍地面下沉，在建筑密集的地區(qū)慎用。2、鋼筋混凝土板樁預制鋼筋混凝土構件，打入法就位，相互嵌入，剛度大，不透水，一次性使用。3、鉆孔灌注排樁樁和樁之間用旋噴樁或壓力注漿進行防滲堵水處理，排樁頂部澆筑一根鋼筋混凝土圈梁，將排樁連成整體。2021/6/2754、水泥土深層攪拌樁（重力擋墻）特點：不設置支撐；不用鋼材，造價低；不滲水。但為了保持穩(wěn)定，一般寬度很大。5、地下連續(xù)墻：用于較深基坑，如地鐵、車站或多層地下停車場。其剛度與強度都好，但造價高。6、圍筒式支護：由水泥土攪拌樁或素混凝土樁排列成拱形，拱角處設置鋼筋混凝土樁。2021/6/2764.6.3支護形式的設計原理一、承載力極限狀態(tài)1、抗剪破壞：樁所承受的剪應力支護結構的抗剪強度2、抗傾覆：支護結構承受的被動土壓力支護結構承受的主動土壓力3、抗滑動：對墻后土體滑動面上地基土受到的剪應力地基土的抗剪強度2021/6/2774、抗彎：支護結構截面所受的彎矩抗彎剛度二、正常使用極限狀態(tài)若支護結構在側向土壓力作用下產生位移，則地面必然產生沉降，從而影響在建工程或臨近建筑正常使用如果側移過大，還會引起周圍建筑物下沉、傾斜、開裂、門窗變形以及地下管道設施受損、造成斷電、斷水、斷氣。2021/6/2784.7懸臂結構、單點支撐結構設計原理和計算方法懸臂結構、單點支撐、多點支撐一、懸臂支撐（一）支護結構側向土壓力分布特點：入土深度不同，變形情況不同1、插入深度較深，支護結構向坑內傾斜較小時，樁端處無位移。2、插入深度較淺，達到最小插入深度12它上端向坑內傾斜較大，下端向坑外位移，當失穩(wěn)2021/6/2793、第一種情況入土深度確定，所有力對樁尖取矩基坑重要性安全系數(shù)最大彎矩在剪力為零處4、第二種情況2支護結構繞一點c轉動，B點向外移動。從力的平衡，B點受到向坑內的被動土壓力和向坑外的主動土壓力。2021/6/27102021/6/2711二、單點支護結構計算單支點支護結構隨入土深度不同，將發(fā)生不同變形，而支護結構變形反過來又影響土壓力分布。1、第一種狀態(tài)（單支點淺樁）這種狀態(tài)的支護結構插入坑底深度較小，樁身入土部分位移較大。2021/6/2712不考慮支護結構物自重及基坑面的應力，求最小入土深度Dmin和支撐或錨桿反力R。這種狀態(tài)的支護結構插入坑底深度較小，樁身入土部分位移較大。2021/6/27132、單點深樁這種狀態(tài)的支護結構入土較深，坑底部分出現(xiàn)了反彎矩，這時樁體彎矩小，坑底部分位移也小，穩(wěn)定性也好。嵌固端最小入土深度Dmin2021/6/2714計算模型：樁下端當作固定端，用等值梁法計算B反彎點2021/6/2715支護結構下端固定時，土壓力0值點B和反彎點位置很接近，近似以B點作為零彎矩點.計算模型：樁下端當作固定端，用等值梁法計算單點深樁可以簡化為B點相聯(lián)的簡支梁。2021/6/27161）求B點位置：當支護結構下端固定時，土壓力零點B與彎矩零點位置很相似可近似以B點為零點2021/6/27172）求

3）由靜力平衡條件2021/6/27184）樁身總長：5）求出的位置由靜力平衡條件4）B點以下深度系數(shù)，取1.1～1.2

得到Mmax2021/6/27194.8多點支護結構計算4.8.1