《基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算》PPT課件.ppt

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1、基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算2004年5月30日,目 錄1 土壓力2 基坑穩(wěn)定性3 土釘墻4 重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)5 樁墻式圍護(hù)結(jié)構(gòu)6 錨桿,1 土壓力 * 庫(kù)侖土壓力 * 朗肯土壓力 * 特殊情況下的土壓力 * 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程 土壓力 * 工程實(shí)測(cè)土壓力 * 土壓力計(jì)算模型,2 基坑穩(wěn)定性 * 土坡穩(wěn)定性 * 圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性 * 基坑底面抗隆起穩(wěn)定性 * 基坑底面抗?jié)B流穩(wěn)定性,3 土釘墻 概述 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程方法 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范方法 基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程方法 王步云建議的方法 冶金部建筑研究總院建議的方法 王長(zhǎng)科建議的方法 工程實(shí)例,5 樁墻式圍護(hù)結(jié)構(gòu) 樁墻式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的類型 懸臂式圍

2、護(hù)結(jié)構(gòu) 錨撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu),1 土壓力庫(kù)侖土壓力假定： 1773年，法國(guó)科學(xué)家?guī)靵鲎龀鰞身?xiàng)假定，提出了土壓力理論。 （1） 墻后填土為砂土（黏聚力c=0）； （2） 產(chǎn)生主動(dòng)、被動(dòng)土壓力時(shí)，墻后填土形成滑楔體，其滑裂面為通過(guò)墻腳的平面。,,圖1.1-1 主動(dòng)狀態(tài)下的滑動(dòng)楔體,,圖1.1-2 庫(kù)侖主動(dòng)土壓力,,,,庫(kù)侖主動(dòng)土壓力為：,庫(kù)侖被動(dòng)土壓力為：,,,,,,圖1.1-3 庫(kù)侖被動(dòng)土壓力,1.2 朗肯土壓力 1857年，朗肯假定墻背垂直光滑，根據(jù)土的極限平衡理論提出了朗肯土壓力理論。,1.2.1 朗肯主動(dòng)土壓力 朗肯主動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：,,,1.2.2 朗肯被動(dòng)土壓力 被動(dòng)土壓力強(qiáng)度為：,

3、,,1.3 特殊情況下的土壓力 1.3.1 坡頂?shù)孛娣撬綍r(shí)的土壓力,,1.3.2 坡頂超載作用下的土壓力 1. 彈性理論解（一）,,,彈性理論解（二）,2. 建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范 GB50330-2002的規(guī)定,,1.4 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程土壓力 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-99采用了朗肯土壓力理論，并規(guī)定對(duì)于碎石土及砂土，采用水土分算；對(duì)粘性土及粉土采用水土合算。當(dāng)計(jì)算基坑底面以下各深度處的基坑外側(cè)主動(dòng)土壓力時(shí)，規(guī)定豎向自重應(yīng)力一律采用基坑底面標(biāo)高處的數(shù)值。,1.4.1 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力,,,（a）自重壓力 （b）坡頂均布?jí)毫?（c）坡頂局部荷載,1.4.2 水平荷載（主

4、動(dòng)土壓力）,,圖1.4-2 水平荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖,（1）水土分算（碎石土及砂土） 1）當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以上時(shí)：,（1.4-1）,2） 當(dāng)計(jì)算點(diǎn)位于地下水位以下時(shí)： 總應(yīng)力法：,,有效應(yīng)力法：,（2） 水土合算（黏性土及粉土）,,1.4.3 水平抗力（被動(dòng)土壓力）,,（1）水土分算（碎石土及砂土）,總應(yīng)力法：,,有效應(yīng)力法：,,（2）水土合算（黏性土及粉土）,,1.5 工程實(shí)測(cè)土壓力,,,,,,,1.6 土壓力計(jì)算模型,,,基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程CECS9697法,,王步云建議的模型,王長(zhǎng)科建議的模型,2 基坑穩(wěn)定性,2.1 土坡穩(wěn)定分析,2.1.1 瑞典圓弧法,,,,2.1.2 條分法,,,2.

5、 畢肖甫公式,,,,,,畢肖甫建議不計(jì)土條間的摩擦力之差,,3. 坡高和臨界坡角的關(guān)系 王長(zhǎng)科建議的公式,,坡土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo),采用厚度加權(quán)平均值，將數(shù)值代入式（2.1-10），得穩(wěn)定安全系數(shù)為1.0時(shí)的臨界坡角,,穩(wěn)定安全系數(shù)為 1.3 時(shí)的坡角為：,,,2.2 圍護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定分析,,,當(dāng)無(wú)地下水時(shí)：,,,,2.3 基坑底面抗隆起穩(wěn)定分析,,,,,2.4 基坑底面抗?jié)B流穩(wěn)定分析,,,,圖2.4-2 基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算,3 土釘墻,*鉆孔注漿土釘,*打入土釘,*打入注漿土釘,,,,,,,,,,,,,,3.1.2 土釘墻和其他類似技術(shù)的比較,,,3.1.3 土釘墻和其他技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用,

6、,,,,,,3.2 建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-99方法,3.2.1 土釘抗拉承載力（圖3.2-1）,,（1） 單根土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值可按下式計(jì)算,,,（2） 對(duì)于基坑側(cè)壁安全等級(jí)為二級(jí)的土釘抗拉承載力設(shè)計(jì)值應(yīng)按試驗(yàn)確定，基坑側(cè)壁安全等級(jí)為三級(jí)時(shí)可按下式計(jì)算：,,,式中 s土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)，取1.3；,（3） 單根土釘抗拉承載力計(jì)算應(yīng)符合下列要求：,,3.2.2 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算（圖3.2-2）,,圖3.2-2 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算,（1） 單根土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力可按下式確定：,,（2） 土釘墻應(yīng)根據(jù)施工期間不同開挖深度及基坑底面以下可能滑動(dòng)面采用圓弧滑動(dòng)簡(jiǎn)單條分法

7、，取一定長(zhǎng)度邊坡體，按下式進(jìn)行計(jì)算：,,,3.2.3 構(gòu)造要求 土釘墻設(shè)計(jì)及構(gòu)造應(yīng)符合下列要求： 1土釘墻墻面坡度不宜大于1:0.1； 2土釘必須和面層有效連接，應(yīng)設(shè)置承壓板或加強(qiáng)鋼筋等構(gòu)造措施，承壓板或加強(qiáng)鋼筋應(yīng)與土釘螺栓連接或鋼筋焊接連接； 3土釘?shù)拈L(zhǎng)度宜為開挖深度的0.51.2倍，間距宜為12m，與水平面夾角宜為50200; 4土釘鋼筋宜采用II、III級(jí)鋼筋，鋼筋直徑宜為1632mm，鉆孔直徑宜為70120mm；,5注漿材料宜采用水泥漿或水泥砂漿，其強(qiáng)度等級(jí)不宜低于M10； 6噴射混凝土面層宜配置鋼筋網(wǎng)，鋼筋直徑宜為610mm；間距宜為150300mm；噴射混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜低

8、于C20，面層厚度不宜小于80mm； 7. 坡面上下段鋼筋網(wǎng)搭接長(zhǎng)度應(yīng)大于300mm。,3.3 建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范YB9258-97方法,3.3.1 抗拔力和錨固長(zhǎng)度 土釘設(shè)計(jì)軸向拉力值 (2) 鋼筋截面積 (3) 錨固長(zhǎng)度,,,,3.3.2 內(nèi)部穩(wěn)定分析驗(yàn)算內(nèi)部穩(wěn)定分析采用條分法，計(jì)算公式為：,,3.3.3 外部穩(wěn)定分析驗(yàn)算 以土釘原位加固土體，當(dāng)土釘達(dá)到一定密度時(shí)所形成的復(fù)合體就會(huì)出現(xiàn)類似錨定板群錨現(xiàn)象中的破裂面后移現(xiàn)象，在土釘加固范圍內(nèi)形成一個(gè)“土墻”，在內(nèi)部自身穩(wěn)定得到保證的情況下，它的作用類似重力式擋墻，因此，可用重力式擋墻的穩(wěn)定性分析方法對(duì)土釘墻進(jìn)行分析。如圖3

9、.3-1。,,圖3.3-1 土釘支護(hù)外部整體穩(wěn)定性分析 （a）滑移； （b）傾覆； （c）整體失穩(wěn),1. 土墻厚度的確定（圖3.3-2）,,2. 抗滑移驗(yàn)算,,圖3.3-3 滑移計(jì)算,如圖3.3-3所示，抗滑移驗(yàn)算可按下式進(jìn)行：,,3. 抗傾覆驗(yàn)算如圖3.3-4所示, 抗傾覆驗(yàn)算可按下式進(jìn)行：,,3.3.4 構(gòu)造要求 （1）初步選定土釘支護(hù)各組成部分尺寸及參數(shù)： a. 錨固體孔徑：D=815cm； b. 土釘長(zhǎng)度：一般對(duì)非飽和土，土釘長(zhǎng)度與開挖深度H之比為0.61.0范圍內(nèi)，密實(shí)及干硬性粘土取小值； c. 土釘直徑：一般為2035mm，不少于16mm II級(jí)以上螺紋鋼筋； d. 注漿材

10、料：水泥砂漿或水泥素漿，水泥采用普通硅酸鹽水泥，標(biāo)號(hào)不小于425，水灰比1:0.400.50； e. 墻面傾角：垂直方向傾角00250，土釘水平方向傾角一般為50200，利用重力向孔中注漿時(shí)傾角不宜小于150；,f. 間距：水平間距為(1015)D，一般為0.81.20m，垂直間距依土層及計(jì)算確定，一般0.81.20m。上下插筋交錯(cuò)排列。遇局部軟弱土層間距可低于0.8m； g. 鋼絲網(wǎng)或鋼筋網(wǎng)片：無(wú)地下水、土質(zhì)好時(shí)可用一般鋼絲網(wǎng)，土體穩(wěn)定性差時(shí)可用鋼筋網(wǎng)片，一般采用6 的I級(jí)鋼筋焊成1520cm方格形網(wǎng)片。面層砂漿或噴射混凝土厚度為50150mm； h. 錨板：直徑3035cm六邊形或方

11、形混凝土預(yù)制板，內(nèi)配構(gòu)造筋，厚度大于7cm。也可采用長(zhǎng)度不小于400的井字鋼筋(16)代替錨板。 （2） 鋼筋網(wǎng)噴射混凝土面層設(shè)計(jì)可按下列構(gòu)造要求：,a. 鋼筋網(wǎng)可用68鋼筋，網(wǎng)眼宜為150300mm，必要時(shí)可在土釘頭之間設(shè)216加強(qiáng)鋼筋； b. 噴射面層的混凝土等級(jí)不宜低于C20，噴射面層厚度宜取80150mm(土質(zhì)差時(shí)取大值，反之取小值)。 （3） 如遇有軟弱土層，可增設(shè)加強(qiáng)錨桿，土釘與錨桿合用。 （4） 土釘頭與鋼筋網(wǎng)連接。當(dāng)土釘頭之間有加強(qiáng)鋼筋通過(guò)時(shí)，宜與土釘頭焊接；當(dāng)土釘頭之間無(wú)加強(qiáng)鋼筋通過(guò)時(shí)，可用不小于416、長(zhǎng)度為200300mm的鋼筋在土釘頭處呈井字架與土釘頭焊接，井字架鋼筋應(yīng)位于鋼筋網(wǎng)之外，以代替混凝土錨板。,3.4 基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程CECS9697方法,3.4.1 土釘抗拉計(jì)算 1. 土釘拉力,土釘拉力可按圖3.4-1所示土壓力分布計(jì)算：,,其中,,說(shuō)明：1. 自重引起的土壓力峰值按下式計(jì)算：,,2. 土釘長(zhǎng)度 各層土釘?shù)拈L(zhǎng)度宜滿足下式要求：,,,