深基坑开挖支护结构的计算培训讲义

地面坑底第六讲深基坑开挖支护结构的分析计算

板桩式挡墙专题部分

6.1支护结构的设计计算一般原理

（1）结构受力机理

（2）计算目的

（3）计算内容

开挖卸荷，释放约束，需要结构提供支撑，以维持土体稳定。进行结构设计（选材、截面、配筋等）计算结构内力（含弯矩图、剪力图等）及支反力，确定荷载分布模式。（4）解析计算基本方法（5）外荷载要点：边界条件荷载分布模式静力平衡：一般为二维问题，所以有3个方程，主要2个（横向力、力矩）；边界条件：顶、底部边界条件（力、位移条件）。结构两侧土压力和水压力常见3类边界条件：（1）自由端【如：桩顶端】AMA=0，QA=0（2）铰支端（活动或固定）xB=0，yB=0,θB=0（3）固定端【如：深埋桩底端】MA=0，xA=0AxBy【如：浅埋桩底端或其它】6.2水土压力的分算与合算p’p’+pwMpw透水性较强的土：坑底地面地下水位面hz如：砂土、粉土及孔隙比较大或横向渗透系数较高的粘性土。土体重度用浮重度，再加静水压力。强调：适于透水性较强的土，如：砂土、粉土及孔隙比较大或横向渗透系数较高的粘性土。分算：注意：计算静水压力值一般略高于实测值，因为渗漏等原因。psat透水性较弱的土体：M坑底地面地下水位面hz如：一般的饱和粘性土。

强调：适于透水性较弱的土体，如：一般的饱和粘性土。

土重度用饱和重度，水压力不再算。合算：6.3具体结构计算板桩式挡墙地面地面坑底板桩板桩建立平衡方程确定边界条件计算最小埋深关键：重要环节：1）单支撑（内撑或或锚拉）板桩计算算自由端法t0EaEp（1）浅埋基本待求量：t0、R平衡方程：Fx＝0，MA＝0（2）深埋等值梁法ht0xyP0计算底端D按简支处理P0实际底端T为固定端AC梁为AD梁上AC段的等值梁接近底端反弯点注意：计算底端D处的土压力计算即为D点桩前被动土压力力减去桩后主动土土压力需要用到顶部反弯弯点C处的土压力相等的的条件，同时注意被动土压压力的修正。计算过程：（1）C点处：pa＝pp，求出y；（2）对AC段等值梁：MA＝0，求出P0及其它；（3）对CD段计算段：MD＝0，求出x；（4）求出t0＝x+y，实取t＝（1.1～1.2）t0；（5）作出内力分布布图，得到Mmax及Qmax。注意运用连续梁剪剪力与弯矩间的微微分关系。Q＝0时，有Mmax。配筋设计计算要求、构造要求若按极限状态法设设计：对于一般纯受弯构构件：对于剪切验算，参参见混凝土结构设设计相关文献。实际设计计算时可可用简化公式：还应注意构造要求求2）多支撑板桩理想模式－等弯矩矩或反力布置法支撑点处等弯矩或或等反力布置实际模式常用等值值梁法3）板桩墙－无支撑撑板桩计算注意：运用剪力与与弯矩间的微分关关系确定最大弯矩矩位置自由端简支端4）地下连续墙计算算简介方法之一：山肩邦邦男近似法两个重要假定：（1）施加下一道支撑撑时，不影响上道道支撑的反力；（2）施加下一道支撑撑时，上部支撑及及支挡结构的位置置不变。两个基本方程：（1）横向力的平衡衡Fx＝0（2）桩底端力矩平衡MB＝05）基坑稳定性验算算（1）支挡结构整体稳稳定性验算；（2）地基强度验算；；（3）坑底抗管涌验算。基坑底部抗隆起验算hdhha6）《建筑基坑支护技术术规程》方法介绍排桩、地下连续墙墙计算（1）无支撑：确定最小埋深：对对桩底力矩：Mp/Ma＝K≥1.2γ0（2）单支撑：同教材方法（3）多支撑：圆弧滑动简单条分分法确定最小埋深深（4）抗管涌要求：hd/（h－ha）＝Kw≥1.2γ0hdhha本讲小节基坑支护结构设计计——属于岩土结构设计计，要具备两方面面知识基础：岩土土力学、结构力学学（含材料力学））。单支撑及多支撑注注意等值梁法的应应用；无支撑板桩桩计算时注意力的的平衡分析。关键点在确定荷载载分布模式，目标标在结构设计。多采用荷载－结构构法（上部结构设设计方法），实际际应考虑岩土体－－结构间的相互作作用。由于天然材料的复复杂性，决定岩土土力学的某种程度度的不确定性，致致使分析计算难以以严密理论，需要要引入一定的经验验。作业题P95习题4.1