基坑支护结构的设计一般规定支护结

7.2基坑支护结构的设计7.2.1一般规定

7.2.2支护结构上的水平荷载了解熟悉7.2.3悬臂式围护结构设计计算了解7.2.4支护结构稳定验算了解7.2.1一般规定当基坑深度不大、环境条件允许时，可采用不设支撑的悬臂式排桩围护墙。当基坑深度较大、环境条件不允许、排桩有较大变形时，排桩围护墙结构一般应设置内支撑或坑外锚拉系统。排桩支护结构的计算，包括围护墙体计算、支撑计算与基坑稳定性计算等。本节主要介绍围护墙体的计算。设计排桩围护墙结构时，需要验算以下内容：(1)围护墙体入土深度的确定在围护墙体稳定、安全的前提下，确定墙体的入土深度。(2)围护墙体内力的确定主要求出围护墙体的最大弯矩，必要时要计算变形。此外，还有基坑底部土体的抗隆起回弹、抗渗流或管涌稳定性验算、墙体位移等计算，并提出相应技术措施等。围护墙一般按纯弯构件设计计算。对于逆作法施工、兼作主体结构的侧墙或支撑采用斜锚杆时，可按弯压构件设计。现浇钢筋混凝土排桩墙结构混凝土强度等级不低于C20。以下主要介绍悬臂式围护结构的设计计算及稳定性分析。7.2.2支护结构上的水平荷载1.计算作用在支护结构上的水平荷载时，应考虑下列因素：（1）基坑内外土的自重（包括地下水）；（2）基坑周边既有和在建的建构筑物荷载；（3）基坑周边施工材料和设备荷载；（4）基坑周边道路车辆荷载；（5）冻涨、温度变化及其他因素产生的作用。7.2.3悬臂式围护结构设计计算悬臂式围护结构(简称板桩墙)的计算方法，采用传统的板桩计算原理，如图7-8所示。悬臂板桩墙在基坑底面以上基坑外侧主动土压力作用下，板桩将向基坑内侧倾移，而下部则反方向变位。图7-8悬臂板桩墙的变位及土压力分布图7.2.4支护结构稳定验算1.静力平衡法如图7-8所示，所设计的悬臂式板桩墙要保持稳定，应使墙体保持静力平衡状态。即水平方向的合力为零：绕墙底端部(自由端)力矩代数和为零：图7-9静力平衡法计算悬臂式板桩墙体图7.2.4支护结构稳定验算2.布鲁姆(Blum)法布鲁姆(H.Blum)对静力平衡法进行了简化，建议将图7-8(d)代替图7-8(c)，即将桩底的被动土压力以一个集中力来代替，计算简图如图7-10所示。图7-10布鲁姆计算简图7.2.4支护结构稳定验算1.整体稳定性分析大量工程实践经验表明，整体稳定破坏大体是以圆弧滑动破坏面的形式出现，条分法是整体稳定分析最常使用的方法。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求：≥1.2式中——抗滑力矩；——滑动力矩。图7-13有支护结构的基坑整体稳定性验算7.2.4支护结构稳定验算2.渗流稳定分析当渗流力(或动水压力)大于土的浮重度时，土粒则处于流动状态，即流土(或流砂)。当坑底土上部为不透水层、坑底下部某深度处有承压水层时，应进行承压水对坑底土产生突涌的验算。1）流土(或流砂)稳定性验算渗流力(或动水压力)可由流网计算，也可按以下简化方法计算，如图7-14所示。试验证明，流土(或流砂)首先发生在离坑壁大约为挡土结构嵌入深度一半的范围内hd，近似地按紧贴挡土结构的最短路线来计算最大渗流力，则渗流力(或动水压力)j(可另外考虑安全系数)为：图7-14流土