支护结构的设计.ppt

4 6基坑支护结构设计原理与计算 4 6 1支护结构的破坏形式 柔性挡土结构 钢板桩 钢筋混凝土桩 地下连续墙刚性挡土结构 搅拌桩水泥土墙和旋喷桩帷幕墙 一 柔性支护结构破坏形式 一 强度破坏 1 支护结构的倾覆破坏过大的地面荷载 或土压力过大引起拉杆断裂 或锚固部分失稳 腰梁破坏 2 支护结构底部向外移动 支护结构入土不够 或挖土太深 水的冲刷 2 坑底隆起地基土软弱 挖土深度过大或地面存在大量超载 二 稳定性破坏 1 墙后土体整体稳定失稳开挖深度很大 地基土十分软弱地面大量堆载锚杆长度不足 3 支护结构受弯破坏支护结构截面不足或对土压力估计不足 3 管涌或流砂坑底土层土层为无粘性细颗粒土 粉砂 粉土 并且坑内外存在较大水位差时 二 重力式支护结构破坏形式 一 强度破坏 水泥土抗剪强度不足 产生剪切破坏 二 稳定性破坏 1 倾覆破坏 水泥土挡墙截面不够大 支护结构在土压力作用下整体倾覆失稳 2 滑移破坏 水泥土挡墙与土之间抗滑力不足以抵抗墙后的推力时 会产生整体滑动破坏 4 6 2支护结构类型及适用条件 1 钢板桩 施工 用打入或振动打入法就位 可回收 软土地区用钢板桩 打入时会产生挤土作用 常引起周围土体隆起 拔出时会带出土体 形成比钢板桩打得多的孔洞 易造成周围地面下沉 在建筑密集的地区慎用 2 钢筋混凝土板桩 预制钢筋混凝土构件 打入法就位 相互嵌入 刚度大 不透水 一次性使用 3 钻孔灌注排桩 桩和桩之间用旋喷桩或压力注浆进行防渗堵水处理 排桩顶部浇筑一根钢筋混凝土圈梁 将排桩连成整体 4 水泥土深层搅拌桩 重力挡墙 特点 不设置支撑 不用钢材 造价低 不渗水 但为了保持稳定 一般宽度很大 5 地下连续墙 用于较深基坑 如地铁 车站或多层地下停车场 其刚度与强度都好 但造价高 6 围筒式支护 由水泥土搅拌桩或素混凝土桩排列成拱形 拱角处设置钢筋混凝土桩 4 6 3支护形式的设计原理 一 承载力极限状态 滑动面上地基土受到的剪应力 地基土的抗剪强度 4 抗弯 支护结构截面所受的弯矩 抗弯刚度 二 正常使用极限状态 若支护结构在侧向土压力作用下产生位移 则地面必然产生沉降 从而影响在建工程或临近建筑正常使用如果侧移过大 还会引起周围建筑物下沉 倾斜 开裂 门窗变形以及地下管道设施受损 造成断电 断水 断气 4 7悬臂结构 单点支撑结构设计原理和计算方法 悬臂结构 单点支撑 多点支撑 1 插入深度较深 支护结构向坑内倾斜较小时 桩端处无位移 2 插入深度较浅 达到最小插入深度 它上端向坑内倾斜较大 下端向坑外位移 当 失稳 3 第一种情况入土深度确定 所有力对桩尖取矩 4 第二种情况 支护结构绕一点c转动 B点向外移动 从力的平衡 B点受到向坑内的被动土压力和向坑外的主动土压力 11 可编辑 二 单点支护结构计算 单支点支护结构随入土深度不同 将发生不同变形 而支护结构变形反过来又影响土压力分布 1 第一种状态 单支点浅桩 这种状态的支护结构插入坑底深度较小 桩身入土部分位移较大 不考虑支护结构物自重及基坑面的应力 求最小入土深度Dmin和支撑或锚杆反力R 这种状态的支护结构插入坑底深度较小 桩身入土部分位移较大 2 单点深桩 这种状态的支护结构入土较深 坑底部分出现了反弯矩 这时桩体弯矩小 坑底部分位移也小 稳定性也好 嵌固端 最小入土深度Dmin 计算模型 桩下端当作固定端 用等值梁法计算 B反弯点 支护结构下端固定时 土压力0值点B和反弯点位置很接近 近似以B点作为零弯矩点 计算模型 桩下端当作固定端 用等值梁法计算 单点深桩可以简化为B点相联的简支梁 1 求B点位置 当支护结构下端固定时 土压力零点B与弯矩零点位置很相似可近似以B点为零点 2 求 3 由静力