基坑讲课内容1_二维计算.ppt

1、基坑支护理论和软件，陈伟，中国建筑科学研究院PKPM软件，2、力学研究，理论力学研究对象为刚体、静态、运动学和力学。材料力学考虑了单个构件、5个外力、拉伸和压缩弯曲、2个内力、正应力和剪切应力以及构件的位移和变形。结构力学研究变形系统的内力位移。静态结构、静态结构、力方法、位移方法、力矩分布方法。有限元法FEM(矩阵位移法)结构的组成部分：结构的骨架本身、载荷、约束结构的计算因素：强度、刚度、稳定性载荷的传递、百川归解。结构计算的本质：在荷载传递过程中，分析了结构的组成部分，计算了该结构的整体和各组成部分的强度、刚度、稳定性、3、基坑工程原理，1 .正确的设计理论是工程成功的基础。2。经验丰富的建设单位是工程成功的关键。3。信息化建设是工程成功的保证：(1)监控资料是信息工程的基础；(2)预测分析是信息化建设的指导；(3)经验和判断是信息化建设的决定。4 .经济分析5。总结经验和教训(岩土工程的反理论半经验)，4、基坑施工是主要问题(1)，1)在基坑施工前，必须准备基坑支护设计方案。按照规定需要专家审查，也需要专家审查的书面意见。2)建设基坑前，要组织相关单位，折叠基坑支护设计方案的技术，明确各项工程的技术要求和质量标准。3)土方开挖要根据设计条件分层、分划进行，严禁过度开挖。出现异常情况，必须立即停止挖掘，立即查明原因，才能继续挖掘工程。在开挖过程中，应采取有效措施，防止支撑结构、工程桩和槽的破坏和扰动。机器挖掘土方时，应在基坑底部留下150mm300mm厚的土土，通过人工挖掘进行切割，使坑内土土保持原状。4)基坑开挖完成后，要及时清理地面检测罐，浇筑垫层关闭基坑，减少地基土暴露时间，防止酷暑或雨水浸泡破坏地基土的原始结构。5，基坑施工主要问题(2，5)，要做好信息工程。在基坑开挖过程中，要监测基坑支护结构和周边建筑物(结构)，分析监测资料，指导施工，发现异常情况，及时通知相关单位，采取措施防止事故发生。6)做好排水切割工作。基坑周围的地面应采取硬化及阻断排水措施，防止雨水、生活水等地面水流入坑内；坑壁采取排水措施，系统地清理土壤中的残留；基坑底部的漏水要及时排出，防止基坑长期积累。进行整地挖掘时，必须及时对整地顶部、坡度和整地版形采取保护措施。7)严禁基坑周围超载。基坑在开挖和使用过程中，应严格控制基坑周围的行车和装载，并严格控制在设计载荷的允许范围内，严禁超载。8)基础设施完成后，要及时填平建设用肥料槽，回填应使用层次强化，以满足设计密度。6，水工程问题，非粘性土壤水分形成连续分布，静水压发生，作用于支撑结构的侧压力增加。变更土壤的物理和机械性质，例如边坡浸没后土壤的凝聚力c和内部摩擦角Fai值减小。降水增加了土壤颗粒之间的有效应力，增加了土壤骨架压缩量，引起了周围环境的不均匀沉降。7，二维规范计算的体系结构，8，软件适用的标准规范，国家工业标准建筑基坑支护技术规程 (JGJ120-99)浙江标准建筑基坑工程技术规程 (J10036-2000)上海标准上海基坑工程设计规程(DBJ 08-600)，10，桩(墙)结构嵌入深度计算-假定单支撑，1，土压力强度0点c为弯矩0点。2、c点力矩、支撑中的支撑力3、考虑安全系数、活动区域合力Ea和手动区域合力Ep、支撑力T1计算桩底力矩平衡、嵌入深度。Ep，Ea，T1，11，桩(墙)结构嵌入深度计算-假定多支承，1，土压力强度0点c为弯矩0点。取2，c点的力矩，向上钻至第二支承层标高，获得第一支承的支承力，然后向下钻至坑底，假定第一支承的支承力不变，对c点取力矩，获得第二支承的支承力，依此类推.3、考虑安全系数，以从c点到文件底部的某些文件为研究对象，c点下的活动区域合力、c点不平衡剪切、手动区域合力平衡文件底部力矩，并计算插入深度。EP、ea、t1、T2、注意：此方法是等效的梁方法，是通过国家规范中桩墙下的圆弧滑动方法，计算嵌入深度。福建规范中不假定弯矩零点，对每个支撑点都有力矩，不平衡的土压力施加在这条路的支撑点上。然后，假设此支撑力保持不变，并计算下一个支撑的力。12、桩(墙)结构抗隆起检查，一、墙底地基承载力隆起检查尺考虑外土自重和附加荷载，考虑坑内被动区土自重和凝聚力，根据地基极限承载力原理建立计算公式。墙底以上土壤抗剪强度的影响未考虑在内。Pu=cNc Ga2*D*Nq=Ga1(h0 D) q，h0为英尺底部，D为夹子深度2，下一个支撑和桩壁底部周围的圆弧滑动隆起检查考虑了墙底部以上土体剪切强度的影响。13，桩(墙)结构抗翻转检查，K=Mrc/MocMrc-抗翻转力矩，手动区域土压力是最主要支撑中心o力矩Moc-倾覆力矩，最低作用区域土压力是最低支撑中心o力矩，Ep，Ep K=Pcz/PwyPcz-英尺地面上受限制屋顶之间土壤的自重压力(kN/m2)Pwy-受限制头部压力=受限制头部高度*10(kN/m2)，16，桩(墙)支撑结构整体如果不满足整体稳定性，则会调整这些参数，然后重新计算，直到满足为止。17，桩墙结构计算的理论基础，结构：桩、地下连续墙、钢筋混凝土或钢支撑梁、锚、钢或混凝土支撑柱形成空间系统。负载：土压力、水压、地面附加负载。约束：手动分区土体。弹性支点法基本计算模型，计算简略度，18，桩壁系统计算载荷，土压力：粘性土透水性下降，一般水土成本；非粘性土壤透水性好，因此是一般的土壤和水分分割。有关收支和子计算的差异演示，请参阅黑板。其他载荷：无限宽度均匀载荷由载荷大小*Kai传递(解释为增加等效土层)。有限宽度部分载荷用应力45度扩散法处理，但与上海规格、浙江规格、福建规格有差异。三种类型的水压：静水压、迳流压力1、迳流压力2(仅限上海规格)、请参阅黑板。19，由桩墙系统计算的约束，“m”方法，通常假定“k”方法，“C”方法实质上假定手动区域土壤弹性约束的刚度曲线不同，“m”方法床系数图“k”方法床系数图“C”方法床系数图C=，20，PKPM基坑软件桩壁计算特性，弹性支点法，即m法和k法；分步开挖和分步支撑和支撑拆除，模拟支撑结构的实际施工过程；在下一阶段挖掘中，考虑在上一阶段添加的支承的现有变形，以获得实际支承力。计算结果可靠合理，前后处理完全用图形表示。21、影响桩墙系统计算结果的主要因素，土压力模型兰金土压力规定土压力土压力土压力土压力土压力阻力模型m方法土的特殊特性，软土的流变性，22、与国际著名分析软件的比较，以ANSYS为代表的国际结构分析程序，但ANSYS是对基坑特性不进行专门处理的典型有限元分析模块。计算中没有考虑基坑分层开挖、分步支撑、柔性支撑等特性。由于计算结果的后期处理与规格的内容不吻合，没有比本软件更适合实际基坑工程的设计计算了。23，桩(墙)分段开挖的内力-等效梁方法，等效梁方法不能计算位移，24，桩(墙)分段开挖的内力-m方法可以计算位移，更合理的结果，25，桩(墙)结构的内力位移计算-。取2，c点的力矩，向上钻至第二支承层标高，获得第一支承的支承力，然后向下钻至坑底，假定第一支承的支承力不变，对c点取力矩，获得第二支承的支承力，依此类推.3、考虑安全系数，以从c点到文件底部的某些文件为研究对象，c点下的活动区域合力、c点不平衡剪切、手动区域合力平衡文件底部力矩，并计算插入深度。EP，ea，t1，T2，26，计算文件(墙)结构的内力位移-m方法，有限元表达式为，样式的Kpc表示文件墙的刚度，Ksa表示文件墙的刚度如果U是所需的支撑结构位移，并且U0具有支管锚定，则桩墙在支管锚定位置的位移已存在。计算简略度为右：27，不同方法的土壤和水压度，28，桩(墙)支撑结构螺栓计算(1)，29，桩(墙)支撑结构螺栓计算(2)，注意：预应力锚定与一般锚定的力同步，30、桩(墙)支护结构加固计算，纵向钢筋的圆形和矩形截面周围均匀分布的行和地下连续墙，相应的正截面抗弯能力按当前国家标准深圳地区建筑深基坑支护技术规程相关规定计算。图：31，桩墙计算接口，32，行桩分步开挖(等效梁法)计算书，33，m计算书，34，螺栓计算书，35，桩加固计算书，36，地基连接计算书，37，372)需要内部支撑系统的刚度计算，空间的三维计算；3)地下连续墙的侧向刚度；4)土拱效应。(水平方向上紧密、平稳结合的闭合结构、比传统方法灵活的保持结构、比传统方法高的刚性闭合结构、38、SMW方法结构相关检查(1)、典型截面类型、钢渗透深度确定原理1、满足隆起稳定性、抗倾覆稳定性检查2、挡土墙内力位移不超过允许值3的情况下可以收回。，水泥土深度确定原则1，满足防渗稳定性，有限压力稳定性检查2，围绕型钢3的型钢渗透深度，坑内降水不会影响坑外环境，因此必须有特定的流入深度，钢拉伸检查1，型钢最大拉力Pm=0.7*屈服强度*钢剖面面积2，型钢最大拉伸长度=型钢间隙和水泥-土壤强度检查1，型钢净间距检查(型钢的净间距不能太大=水泥-土壤墙厚型钢中心轴和剖面中心轴之间的距离)2，型钢连续布置的话，型钢凸缘边的水-土壤剪切强度(切割型钢比切割水泥-土壤困难)3，型材组合劲度计算1，仅考量型钢本身的劲度Ke=Eh*Ih2，型钢半位置和水泥土的劲度计算ke=eh * ihc * IC组合剖面的中心轴线先根据材料动力学原理计算，然后在两种材料的不同剖面中计算此中心轴线的惯性矩，乘以弹性模组。钢弯曲剪切强度校核钢内力计算后M/W=钢设计强度，Q/A6mm，小于网格200200mm。2)钢筋数多于2条，直径大于16mm。3)为了保护基坑边缘的重要建筑物，可以采取部分加强。局部加固设计的位置必须在边坡中间，加固段必须在预应力锚索、螺栓(电缆)行中小于两行，并且必须设置前导花冠或锚定管。50、土钉墙和锚喷局部稳定性计算，计算图，相关计算公式，51、土钉墙和锚喷整体稳定性计算，相关计算公式，计算图，52、土钉墙基础承载力检查，更多地用于软土地基土钉墙。(1)单一基础支撑能力检查：(fk f)/2W型：fk-基础支撑能力标准值；F-坑的地基承载力(深度修正)w= h q，q-地面超载(2)如果当地地基承载力不能满足要求，则基坑的侧壁必须渗透垂直加固体，并满足以下要求：(fk f)/2 Q/lW型：L-坡度到基坑的底角度距离，L=hctg()/2)；Q-单位宽度垂直加强板的垂直总承载力；H-基坑开挖深度；-倾斜角度；-坑上方土壤的加权容重。53，土钉墙抗滑稳定性检查，1.550EaAc wtan样式：W-土钉墙自重(kN)；作用于Ea-土钉墙的主动土压力(kn)；A-土钉墙基础面积、宽度和计算的墙长度的乘积(m2)；c，-土钉墙底部的土粘着力(kPa)和内摩擦角()。54，土钉墙倾覆检查(1)，1.40 eaha1/2(b0b)W格式：W-土钉墙自重(kN)；作用于Ea-土钉墙的主动土压力(kn)；B0-土钉墙后坡距离(m)；B-土钉墙宽度(m)；活动土压力对Ha-土钉墙底部的癌症(m)。55、土钉墙倾覆检查(2)，56、土钉墙计算困难，1)地表位移和沉降；2) shotcrete曲面计算。57、北京万福大厦基坑(深18m，垂直土钉墙)，58、土钉墙计算界面，59、土钉墙整体稳定性计算结果，60、土钉墙计算书，61、土钉墙设计方案常见问题目前基坑支护技术标准中没有限制复合土钉的适用范围，因此适用范围越来越大，适用范围越来越深。但是土钉墙或复合土钉墙支护发现基坑深度大，地下水丰富，冬季施工时经常发生事故。2)面板的结构不合理，存在安全风险。目前基坑支护技术标准中没有规定土钉和面板连接方式，现场常用的l型弯头焊接实践，一些事故现场的照片证明这种连接不可靠，存在安全风险，需要进一步改