深基坑围护结构地下连续墙结构设计ppt

1、第七章第七章 地下连续墙结构地下连续墙结构 第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 结构设计结构设计第三节第三节 接头设计接头设计第七章第七章 地下连续墙结构地下连续墙结构一、地下连续墙的概念一、地下连续墙的概念槽壁法槽壁法 ，19501950年首次应用于意大利的米兰地下建筑工程中。年首次应用于意大利的米兰地下建筑工程中。 我国的水电部门于我国的水电部门于19581958年开始，在山东青岛月子口水库工程中采用年开始，在山东青岛月子口水库工程中采用这种技术修建防渗墙，随后又在北京、云南、贵州、广东、广西、甘肃这种技术修建防渗墙，随后又在北京、云南、贵州、广东、广西、甘肃、吉林、江西等省市，五十多

2、项工程中采用地下连续墙技术，取得良好、吉林、江西等省市，五十多项工程中采用地下连续墙技术，取得良好的技术、经济效果。的技术、经济效果。 近期在城市基坑工程中得到普遍应用。如北京王府井宾馆（基坑深度近期在城市基坑工程中得到普遍应用。如北京王府井宾馆（基坑深度16.0m,16.0m,墙厚墙厚0.6m,0.6m,深深20m20m）, ,上海金茂大厦（基坑深度上海金茂大厦（基坑深度15.0m,15.0m,墙厚墙厚1.0m,1.0m,深深36m36m）等）等第一节第一节 概概 述述一、地下连续墙的概念一、地下连续墙的概念 zzzz地铁地铁1 1号线国贸站地下连续墙号线国贸站地下连续墙第一节第一节 概概

3、述述左、右线上下重叠地下三层侧式站台车站，基坑总长238.49m，深约25m，一、地下连续墙的概念一、地下连续墙的概念 zzzz地铁地铁1 1号线国贸站地下连续墙号线国贸站地下连续墙第一节第一节 概概 述述标准段宽度：车站为标准段宽度：车站为20.25m，连续墙总长度，连续墙总长度541m，成墙面积，成墙面积1.47m2 。连续墙划分为标准中幅（幅度连续墙划分为标准中幅（幅度6m）69幅，非标准幅幅，非标准幅13幅及特殊幅幅及特殊幅14幅，幅，共计共计96幅，幅， 一、地下连续墙的概念一、地下连续墙的概念 zzzz地铁地铁1 1号线国贸站地下连续墙号线国贸站地下连续墙第一节第一节 概概 述述

4、定义：定义： 利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用利用挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注混凝土而形成一道具有防渗注混凝土而形成一道具有防渗( (水水) )、挡土、挡土和承重功能的连续的地下墙体，称为地下和承重功能的连续的地下墙体，称为地下连续墙。连续墙。 第一节第一节 概概 述述一、地下连续墙的概念一、地下连续墙的概念 二、地下连续墙的施工方法二、地下连续墙的施工方法第一节第一节 概概 述述导墙施工导墙施工第一节第一节 概概 述述泥浆制备厂泥浆制备厂成槽机挖土成槽机挖土第一节第一节 概概 述述接头箱接头箱钢筋笼制作钢筋笼制作钢

5、筋笼起吊钢筋笼起吊钢筋笼吊放钢筋笼吊放浇注混凝土浇注混凝土优点优点q施工时对环境影响小。没有噪音，无振动，不必放坡，可施工时对环境影响小。没有噪音，无振动，不必放坡，可紧邻相近的建筑和地下设施施工；紧邻相近的建筑和地下设施施工；q墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用墙体刚度大，整体性好，结构和地基变形都较小，即可用于超深围护结构，也可用作主体结构；于超深围护结构，也可用作主体结构；q连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好；连续墙为整体连续结构，耐久性和抗渗性好；q可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度；可实行逆作法施工，有利于施工安全，加快施工进度；q适用于多种地质条件。

6、适用于多种地质条件。第一节第一节 概概 述述三三 地下连续墙的特点及适用条件地下连续墙的特点及适用条件缺点缺点 q弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外，若处理不当，还会造成弃土和废泥浆处理。除增加工程费用外，若处理不当，还会造成新的环境污染。新的环境污染。q地质条件和施工的适应性问题。地质条件和施工的适应性问题。q槽壁坍塌问题。槽壁坍塌问题。q现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可现浇地下连续墙的墙面通常较粗糙，如果对墙面要求较高，虽可使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但增加使用喷浆或喷砂等方法进行表面处理或另作衬壁来改善，但增加工作量；工作量；q地下连续墙如用

7、作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩尚地下连续墙如用作施工期间的临时挡土结构，不如采用钢板桩尚可拔出重复使用来得经济。可拔出重复使用来得经济。第一节第一节 概概 述述三三 地下连续墙的特点及适用条件地下连续墙的特点及适用条件适用场合：适用场合：q基坑深度大于基坑深度大于10m;10m;q软土地基或砂土地基；软土地基或砂土地基；q在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工在密集的建筑群或重要的地下管线条件下施工，对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。q围护结构与主体结构相结合，对抗渗有严格要求时；围护结构与主体结构相结合，对抗

8、渗有严格要求时；q采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。采用逆作法施工，内衬与护壁形成复合结构的工程。第一节第一节 概概 述述三三 地下连续墙的特点及适用条件地下连续墙的特点及适用条件四四 地下连续墙的技术要点地下连续墙的技术要点 1)1)如何在各种复杂地基中开挖出符合设计要求如何在各种复杂地基中开挖出符合设计要求( (如几何尺寸如几何尺寸、偏斜度等、偏斜度等) )的槽孔来的槽孔来? ? 2)2)如何保证槽孔在开挖和回填过程中的稳定如何保证槽孔在开挖和回填过程中的稳定? ? 3)3)如何用适宜的材料回填到槽孔中，形成一道连续的、不如何用适宜的材料回填到槽孔中，形成一道连续的、不透水的并

9、能承受各种荷载的墙体来透水的并能承受各种荷载的墙体来? ? 4)4)如何解决各个墙段之间的接缝连接问题如何解决各个墙段之间的接缝连接问题? ?一一 地下连续墙受力特点地下连续墙受力特点施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态：q槽段土方开挖阶段槽段土方开挖阶段 槽段侧壁的稳定性槽段侧壁的稳定性q地下连续墙浇筑形成地下连续墙浇筑形成 开挖前的受力状态开挖前的受力状态q基坑第一层开挖基坑第一层开挖 悬臂受力状态、地面侧向位移悬臂受力状态、地面侧向位移q基坑土方开挖阶段基坑土方开挖阶段 墙的结构强度、基坑稳定及变形量墙的结构强度、基坑稳定及变形量q基坑土方工程结束基

10、坑土方工程结束 基坑底部隆起、基坑整体失稳基坑底部隆起、基坑整体失稳q工程竣工工程竣工 水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用下的强度和变形下的强度和变形第二节第二节 结构设计结构设计二二 结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式q稳定性破坏稳定性破坏q整体失稳整体失稳q基坑底隆起基坑底隆起q管涌及流沙管涌及流沙q强度破坏强度破坏q支撑强度不足或压屈支撑强度不足或压屈q墙体强度不足墙体强度不足q变形过大变形过大 第二节第二节 结构设计结构设计三三 地下连续墙设计计算的主要内容地下连续墙设计计算的主要内容 (1)(1)确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即

11、作用于连确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载，即作用于连续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。 (2) (2)确定地下连续墙所需的入土深度，以满足抗管涌、抗隆确定地下连续墙所需的入土深度，以满足抗管涌、抗隆起，防基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。起，防基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。 (3) (3)验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽验算开挖槽段的槽壁稳定，必要时重新调整槽段长、宽、深度的尺寸。、深度的尺寸。 (4) (4)地下连续墙结构体系地下连续墙结构体系( (包括墙体和支撑包括墙体和支撑) )的内力分析和变的

12、内力分析和变形验算。形验算。 (5) (5)地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的配筋设地下连续墙结构的截面设计，包括墙体和支撑的配筋设计、截面强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。计、截面强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。 （一）施工阶段（一）施工阶段 q 基坑开挖水土压力；基坑开挖水土压力；q 施工荷载，若采用逆作法考虑上部结构自重。施工荷载，若采用逆作法考虑上部结构自重。四四 荷载确定荷载确定 （二）使用阶段（二）使用阶段 q 水土压力；水土压力；q 主体结构传递的恒载和活载。主体结构传递的恒载和活载。水土压力的确定是荷载确定的关键！水土压力的确定是荷载确定的关键！水土压力的

13、计算规定水土压力的计算规定 1 1粘性土按水土合算，非粘性土按水土分算，按水土分算粘性土按水土合算，非粘性土按水土分算，按水土分算时，应考虑地下水是否有渗流。时，应考虑地下水是否有渗流。2. 2. 土压力分布模式：泰沙基试验土压力分布模式：泰沙基试验4 4某些规范规定土压力分布应按入土深度和墙体侧向位移选用。如某些规范规定土压力分布应按入土深度和墙体侧向位移选用。如港港口工程地下连续墙结构设计与施工规程口工程地下连续墙结构设计与施工规程（JTJ 303- 2003JTJ 303- 2003），），上海市上海市基坑工程设计规程基坑工程设计规程等。等。 土压力类别与墙体位移土压力类别与墙体位移/

14、/基坑深度基坑深度H H 的关系的关系土压力类别土压力类别土压力类别土压力类别静止土压力静止土压力降低的被动降低的被动土压力土压力提高的主动提高的主动土压力土压力被动土压力被动土压力主动土压力主动土压力水土压力计算规定水土压力计算规定 %2 . 0/0H%4 . 0/%2 . 0H%2 . 0/0H%5 . 0/%2 . 0H%1/%4 . 0H（一）槽幅：一次成槽的槽壁长度（一）槽幅：一次成槽的槽壁长度 q 槽壁长度槽壁长度q 槽段划分槽段划分五五 槽幅设计槽幅设计 （二）槽壁长度确定规定（二）槽壁长度确定规定 q 槽壁长度应与成槽机械尺寸成模数关系，最小不小于机槽壁长度应与成槽机械尺寸成模

15、数关系，最小不小于机械的尺寸，最大尺寸由槽壁稳定性确定。械的尺寸，最大尺寸由槽壁稳定性确定。q 目前常用为目前常用为36m,36m,一般不超过一般不超过8m8m。（三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算q 梅耶霍夫经验公式法梅耶霍夫经验公式法 临界深度临界深度H Hcrcr 五五 槽幅设计槽幅设计 )/1 (4(10LBNKcNHucr黏土、泥浆的有效重度，黏土、泥浆的有效重度，kN/mkN/m3 3; ;条形基础的承载力系数。条形基础的承载力系数。槽壁的平面宽度、长度，槽壁的平面宽度、长度，m m。1、NLB、（三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算q 梅耶霍夫经验公式法梅耶霍夫经验公式法

16、槽壁坍塌安全系数槽壁坍塌安全系数 F Fs s 五五 槽幅设计槽幅设计 mmuSPPcNF10开挖外侧（土压力开挖外侧（土压力) )槽底水平压力强度；槽底水平压力强度；开挖内侧（泥浆压力）槽底水平压力强度。开挖内侧（泥浆压力）槽底水平压力强度。mP0mP1（三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算q 梅耶霍夫经验公式法梅耶霍夫经验公式法 开挖槽壁的横向变形开挖槽壁的横向变形 五五 槽幅设计槽幅设计 sEzLK)(1 (102计算点深度，计算点深度，m;m;土的压缩模量，土的压缩模量，kN/mkN/m2 2。zsE（三）槽幅稳定性验算（三）槽幅稳定性验算q 非粘性土的经验公式非粘性土的经验公式 安

17、全系数安全系数 五五 槽幅设计槽幅设计 砂土、泥浆的重度，砂土、泥浆的重度，kN/mkN/m3 3; ;砂土的内摩擦角。砂土的内摩擦角。1、d12/11tan)(2dSF（四）槽段划分（四）槽段划分q 考虑的因素考虑的因素 成槽施工顺序成槽施工顺序 连续墙接头形式连续墙接头形式 主体结构布置及设缝要求主体结构布置及设缝要求五五 槽幅设计槽幅设计 q 导墙截面形式导墙截面形式q C20混凝土，厚度混凝土，厚度200300mm；q 导墙深度深入原状土不小于导墙深度深入原状土不小于300mm；q 顶面高出地面顶面高出地面100200mm；q 宽度大于连续墙设计宽度的宽度大于连续墙设计宽度的3050m

18、m。六六 导墙设计导墙设计 q 连续墙厚度依据不同阶段的受力、变形和连续墙厚度依据不同阶段的受力、变形和裂缝控制要求确定，常用规格裂缝控制要求确定，常用规格600、800、1000、1200mm；q 连续墙的入土深度（基坑地面以下的深度连续墙的入土深度（基坑地面以下的深度）与基坑深度之比，称为入土径比，据经）与基坑深度之比，称为入土径比，据经验依据地质条件取验依据地质条件取0.71.0；q 可用古典稳定判别方法可用古典稳定判别方法板桩稳定平衡板桩稳定平衡状态法得出初值。状态法得出初值。七七 连续墙厚度深度初选连续墙厚度深度初选 古典稳定判别方法古典稳定判别方法 q板桩底端为自由的稳定状态板桩底

19、端为自由的稳定状态入土深度过小入土深度过小七七 连续墙厚度深度初选连续墙厚度深度初选 支撑或锚杆水平轴力；支撑或锚杆水平轴力；墙入土深度；墙入土深度；被动侧总压力；被动侧总压力；主动侧总压力。主动侧总压力。TD00MXPEaE古典稳定判别方法古典稳定判别方法 q板桩底端为嵌固的稳定状态板桩底端为嵌固的稳定状态悬壁桩悬壁桩七七 连续墙厚度深度初选连续墙厚度深度初选 据实际变形情况，设墙体绕据实际变形情况，设墙体绕E E转动，则转动，则E E以上墙后为以上墙后为主动土压，墙前为被动土压，主动土压，墙前为被动土压，E E点以下则相反。点以下则相反。E E点以点以下墙段对上段的作用力记为下墙段对上段的

20、作用力记为P P（图）。图）。0EM可求出嵌深的上段可求出嵌深的上段t t，再乘再乘由由以以1.21.2作为嵌固深度作为嵌固深度 土压分布与前类似，但这里多一未知量，超静定，土压分布与前类似，但这里多一未知量，超静定，用用等值梁法等值梁法求解。求解。 设合土压设合土压=0=0处处M M=0=0（近似近似, x, x0 0/H/H和和 有关），由有关），由CACA段段S SM MC C=0=0，可求出拉力可求出拉力T T、P P0 0；由下段由下段S SM MC C=0=0求求t t，再乘以再乘以1.21.2。q板桩底端为嵌固的稳定状态板桩底端为嵌固的稳定状态带撑或锚带撑或锚（一）较古典的计算方

21、法：（一）较古典的计算方法：q假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。假设条件：土压力已知，不考虑墙体和支撑变形。q方法：假想梁法、方法：假想梁法、1/21/2分割法、泰沙基法分割法、泰沙基法八、地下连续墙计算理论及方法八、地下连续墙计算理论及方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变：（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变：q假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑支撑变形。假设条件：土压力已知，考虑墙体变形，不考虑支撑变形。q方法：山肩帮男法方法：山肩帮男法（三）横撑轴向力、墙体弯矩可变：（三）横撑轴向力、墙体弯矩可变：q假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑变形。假设条件：土压力已知，考虑墙体、支撑

22、变形。q方法：日本弹塑性法、有限元法方法：日本弹塑性法、有限元法（四）共同变形理论：（四）共同变形理论：q假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体、支撑变形。假设条件：土压力随墙体变位而变化，考虑墙体、支撑变形。q方法：森重龙马法、有限元法方法：森重龙马法、有限元法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法该类计算理论是以某些实测现象作依据的该类计算理论是以某些实测现象作依据的 横撑轴向压力、墙体弯矩不随开挖过程变化横撑轴向压力、墙体弯矩不随开挖过程变化 （二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法1 1山肩邦

23、男法（精确解）山肩邦男法（精确解） 基本假定：基本假定：（1 1）在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；）在粘土地层中，墙体作为无限长的弹性体；（2 2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形；）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形；（3 3）开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑）开挖面以下土的横向抵抗反力分为两个区域；达到被动土压力的塑性区，高度为性区，高度为l l，以及反力与墙体变形成直线关系的弹性区；以及反力与墙体变形成直线关系的弹性区；（4 4）横撑设置后，即作为不动支点；）横撑设置后，即作为不动支点；（5 5）下道横撑设置后，认

24、为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。横撑点以上的墙体仍然保持原来的位置。（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法2 2山肩邦男法（近似解法）山肩邦男法（近似解法） 基本假定：基本假定：（1 1）在粘土地层中，墙体作为）在粘土地层中，墙体作为底端自由的有限长底端自由的有限长的弹性体；的弹性体；（2 2）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形（已）墙背土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以下取为矩形（已抵消开挖面一侧的静止土压力）；抵消开

25、挖面一侧的静止土压力）；（3 3）开挖面以下土的）开挖面以下土的横向抵抗反力取为被动土压力横向抵抗反力取为被动土压力 （4 4）横撑设置后，即作为不动支点；）横撑设置后，即作为不动支点；（5 5）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道）下道横撑设置后，认为上道横撑的轴向压力值保持不变，而且下道横撑点以上的板桩仍然保持原来的位置。横撑点以上的板桩仍然保持原来的位置。（6 6）开挖面以下板桩弯矩为开挖面以下板桩弯矩为0 0的那点，假想为一个铰，而且忽略此铰以的那点，假想为一个铰，而且忽略此铰以下的墙体对上面墙体的剪力传递。下的墙体对上面墙体的剪力传递。三、地下连续墙计算理论及方

26、法三、地下连续墙计算理论及方法2 2山肩邦男法（近似解法）山肩邦男法（近似解法）) 1 (0 得式SY2110202121mmkimkkKxxNxhhN ）得式（20SAMmkkkmkkkmxhhxhhx)()(21310203031211111020kkkkikkikihhNhhN2 2山肩邦男法（近似解法）山肩邦男法（近似解法）解题的步骤解题的步骤:a)在第一阶段开挖后，在第一阶段开挖后，k=1,由式由式(2)求出求出xm ，将，将 xm代入式代入式 (2)算算出出N1;b)在第二阶段开挖后，在第二阶段开挖后， k=2，N1已知，由式已知，由式(2)求出求出xm ，将，将 xm代入式代入式

27、 (2)算出算出N2;c)在第三阶段开挖后，在第三阶段开挖后，k=3，N1、 N2已知，由式已知，由式(2)求出求出xm ，将，将 xm代入式代入式 (2)算出算出N3;3 3国内常用的计算方法国内常用的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法（二）横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法3 3国内常用的计算方法国内常用的计算方法0SYmkkmmkkixhhxxNN02021121210)(210mmkxxh1122002121kimmkmkkNxxhxhN202121mmkxxh3 3国内常用的计算方法国内常用的计算方法0SAM将两式合并将两式合并110032216121)()(kkk

28、mmmkkkmikihhxxxhNxhN031)(21231000mnmkmmkmkxxxhxxhxh20033121212121)(31mkkkkkkmxhhhhX032121011201100kkkkkkikkkkimkkkkhhhNhhNxhhh实例：实例：如图所示，己加粘土的物理力学指标为：如图所示，己加粘土的物理力学指标为：=18kNm3， =14，c7kNm2，地面超载，地面超载g=18kNm2，地下水位离地，地下水位离地面面1m。开挖深度。开挖深度18m，采用地下连续墙，并设四道支撑，试求，采用地下连续墙，并设四道支撑，试求支撑袖力及墙体弯矩。支撑袖力及墙体弯矩。解：利用朗肯土压

29、力理论计算土压力，并按地下水位计算水压解：利用朗肯土压力理论计算土压力，并按地下水位计算水压力。延墙体长度方向取力。延墙体长度方向取1m。00apz处22/04.11)2/1445tan(72)2/1445(tan) 11818(1mkNpmza处2/92.1578. 07261. 0) 181818(2mkNpmza处2/92.251092.15mkNpppwa2/4 .3578. 07261. 0)581818(6mkNpmza处2/4 .85504 .35mkNpppwa3 . 89 . 56/4 .352 .146/4 .85计算墙前被动土压力计算墙前被动土压力9 .17, 5 .29

30、9 .175 .29)2/1445tan(72)2/1445(tan182vwxxpp第第1阶段开挖，深度阶段开挖，深度6m，单支撑，单支撑mkkkkkxNNmhhmhk求，,4,6111020033121212121)(31mkkkkkkmxhhhhx 032121011201100kkkkkkikkkkimkkkkhhhNhhNxhhh求出求出 mxm1 . 42211 . 45 .292162 .14211 . 462 .14NmkNM27.173229 .2521mkNM0 .41241 .23136264 .852096.6455.2133. 523mmmxxxkN1 .2311 .

31、 49 . 52/11 . 463 . 82/11 . 49 .172第第2阶段开挖，深度阶段开挖，深度10m，两道支撑，两道支撑mkkkkkkxNNmhhmhmhk求，,4,8,102221020033121212121)(31mkkkkkkmxhhhhx 032121011201100kkkkkkikkkkimkkkkhhhNhhNxhhh求出求出 mxm35. 722235. 75 .2921102 .142135. 7102 .14NmkNM1 .127645 .44881 .2313102101423073.13974 .33082.1287. 723mmmxxxkN5 .44835

32、. 79 . 52/135. 7103 . 82/11 .23135. 79 .172第第3、4阶段开挖，支撑轴力和墙体弯矩阶段开挖，支撑轴力和墙体弯矩?4.4.弹性法弹性法 基本假设基本假设q墙体作无限长的弹性体；墙体作无限长的弹性体；q已知水、土压力，并假定为三角形分布；已知水、土压力，并假定为三角形分布；q开挖面以下作用在墙体上的土抗力，假定与开挖面以下作用在墙体上的土抗力，假定与墙体的变位成正比例；墙体的变位成正比例；q横撑（楼板）设置后，即把横撑支点作为不横撑（楼板）设置后，即把横撑支点作为不动支点；动支点；q下道横撑设置以后，认为上道横撑的轴向压下道横撑设置以后，认为上道横撑的轴向

33、压力值保持不变，其上部的墙体也保持以前的力值保持不变，其上部的墙体也保持以前的变位。变位。 公式推导公式推导 在第在第K K道横撑到开挖面的区间道横撑到开挖面的区间 )0(Xhkk kixikkkxhNxhxhxhM1000)()(31)(21 kikikxhNxhEIMdxyd130212)()(61112401)(2)(241CxhEINxhEIdxdykikik2113501)(61)(120CxCxhNNEIxhEIykikiikkikNxhdxydEI120313)(21 kikikxhNxh130)()(61 公式推导公式推导 在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间 0 xq

34、dxydEI42420424)(yExhdxydEIsk)(02424XhyEdxydEIks)()sincos(02xhExFxAeyksx0, 0,22 yEIEIyx边界条件：非齐次方程通解：EIEs44公式推导公式推导 在开挖面以下的弹性区间在开挖面以下的弹性区间 0 x)()sincos(02xhExFxAeyksx)sincos(22222xAxFedxydxsxExFAxFAedxdysin)(cos)(2sin)(cos)(23323xFAxFAedxydx待定系数的求解待定系数的求解 连续条件连续条件 0 x21yy 21yykikikxChEINhEIy1235001612

35、0ksxhEAy002弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式 )0(xhkk3211AAANyk)(13211AAyANkkikikxxhNxhM130)()(6kikxNxhQ120)(2弹性曲线的最终形式弹性曲线的最终形式 x0)()sincos(02xhExFxAeyksx)sincos(22xAxFeEIMxxsin)(cos)(23xFAxFAeEIQxxEIMF202 FEIQA20弹性法的计算步骤：弹性法的计算步骤：a a）第一次开挖时，第一道横撑支点作为不动，求第一道横撑的第一次开挖时，第一道横撑支点作为不动，求第一道横撑的轴向压力轴向压力N N1 1以及第二道横撑预定位置的变位

36、以及第二道横撑预定位置的变位2 2 ；b b）第二次开挖时，把第二次开挖时，把N N1 1、2 2作为定值，求第二道横撑的轴压力作为定值，求第二道横撑的轴压力N N2 2，以及第三道横撑预定位置的变位以及第三道横撑预定位置的变位3 3；c c）第三次开挖时，把第三次开挖时，把N N1 1、N N2 2及及3 3作为定值，求第三道横撑的轴作为定值，求第三道横撑的轴向力向力N N4 4，以及求第四道横撑预定位置的变位以及求第四道横撑预定位置的变位4 4 。以下即重复计算。以下即重复计算。实例：实例： 己加粘土的物理力学指标为：己加粘土的物理力学指标为：=18kNm3， =14，c7kNm2，地面超

37、载，地面超载g=18kNm2，地下水位离地面，地下水位离地面1m。kh=20000kN/m3,Es=kh1=20000kN/m2,开挖深度开挖深度18m，采用，采用地下连续墙，厚度地下连续墙，厚度800mm，C25混凝土，设四道支撑，试求混凝土，设四道支撑，试求支撑袖力及墙体弯矩。支撑袖力及墙体弯矩。解：地下连续墙厚解：地下连续墙厚80cm，430427. 08010012mI61200000427. 01085. 27SEEI27m/k1085. 2EC25N混凝土253. 044EIES0162. 0064. 032水土压力分布同前，则水土压力分布同前，则 ，开挖深度、支撑同前，开挖深度、

38、支撑同前10,6,4, 0, 0NNmhmhhhNkkikkkiki计算公式代入将则令12411A4, 0, 0, 0 xAyx233232122162)(612xEI1Akkkkkkkkkkhhhxhxxh2 .14单支撑：单支撑：EI178-xhhxhxEEIxhkkkskk6424)(120EI1A032204053单支撑：单支撑：230320050124120kkkkshhhhEEIEI98.31834由由 计算公式计算公式kNkNAAyANNk8 .178)(132111求第求第2道支撑的变位道支撑的变位 （此时以（此时以x=0代入公式）则代入公式）则2EIAAEIA9 .17079

39、, 2,1 .62321mAAANyk00491.032112mkNMmkNM8 .20248 .178364 .856213 .17329 .2522121第第24道支撑计算省略。道支撑计算省略。最终弯矩和轴力图最终弯矩和轴力图该法基本点是：该法基本点是：q考虑支撑的弹性变位，图中考虑支撑的弹性变位，图中弹簧表示支撑；弹簧表示支撑；q主动侧的土压力可用实测资主动侧的土压力可用实测资料，假设为坐标的二次函数；料，假设为坐标的二次函数；q入土部分为已达到朗金被动入土部分为已达到朗金被动土压力的塑性区及土抗力与墙土压力的塑性区及土抗力与墙体变位成正比的弹性区；体变位成正比的弹性区；q墙体作为有限长

40、，前端支撑墙体作为有限长，前端支撑可以是自由、铰结、固定。可以是自由、铰结、固定。（三）横撑轴向力，墙体弯矩随开挖变化的计算方法（三）横撑轴向力，墙体弯矩随开挖变化的计算方法符号约定：符号约定： （三）横撑轴向力，墙体弯矩随之变化的计算方法（三）横撑轴向力，墙体弯矩随之变化的计算方法iiiiiiiCxbxadxydEI244iiiiiiiiiiiiiiDxCxBxAxCxbxaEIy2624120360123459未知量共未知量共4（K+1）个）个弹性曲线方程的建立弹性曲线方程的建立区间：区间： iiigy建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院弹性曲线方程的建立弹性曲线方程的建立（三）横撑轴向力，墙体弯矩随之变化的计算方法（三）横撑轴向力，墙体弯矩随之变化的计算方法区间：开挖面以下主动土压力为定值区间：开挖面以下主动土