《土力学与基础工程 教学课件 ppt 作者 代国忠 第11章基坑工程(2)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土力学与基础工程 教学课件 ppt 作者 代国忠 第11章基坑工程(2)（88页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、11.1 概述 11.2 支护结构的受力及变形计算 11.3 基坑地面沉降计算 11.4 支护结构的稳定性验算 11.5 桩墙支护结构内力计算 11.6 常见的基坑支护结构 11.7 基坑降排水,第11章 基坑工程,11.3 基坑地面沉降计算,11.3.1 基坑降水引起的地面沉降,1）建筑物基础下某层土体的附加沉降,（11-26）,2）多个含水层组成，对各含水层降水处理时， 地面产生总附加沉降量,（11-27）,11.3.2 基坑开挖引起的地面沉降,基坑开挖引起地面沉降计算图,基坑周围地面变形与支挡结构刚度、支锚刚度和周围土质等有关，基坑开挖引起的地面沉降一般采用R.B.Peck模式和土体损失
2、理论来计算。,（11-29）,2.基坑开挖对周围地面的影响范围,3.沉降影响最为严重的范围,4.沉降影响最为严重的范围内的最大差异沉降率,11.4 支护结构的稳定性验算,11.4.1 基坑的整体稳定性验算,11.4.2 重力式挡墙稳定性验算,对于水泥土墙、土钉墙、加筋土等重力式挡墙，除了进行整体稳定性验算之外，还需按重力式挡土墙的计算方法，验算其抗滑动稳定性、抗倾覆稳定性等。,11.4.3 基坑抗隆起稳定性验算,1. 临界滑动面稳定性验算,临界滑动面稳定性验算,2. 地基承载力验算,1）太沙基-皮克（Terzaghi-Peck）法,Terzaghi-Peck法,单位面积上的压力：,（11-34
3、）,3）柯克和克里西泽尔（Caquot-Kerisel）法,Caquot-Kerisel法,以墙底的水平面为基准面，根据滑动理论：,或,则抗隆起安全系数为：,11.4.4 基坑管涌验算,不发生管涌的条件也可写成：,或,11.4.5 有承压水坑底的稳定性验算,为低抗承压水水头压力，坑底不透水层厚度：,或,若上式计算要求得不到满足，应将支挡结构嵌入到承压水层以下；或者在承压水中设置减压抽水井，以减少承压水层的水头压力。,11.5 桩墙支护结构内力计算,11.5.1 悬臂式支护结构,1. 单排式悬臂支护,4）支护桩截面设计,2. 双排式悬臂支护,11.5.2 单锚式支护结构,1.浅埋式单锚支护结构,
4、简支梁法计算浅埋式单锚支护结构,（11-45）,2. 深埋式单锚支护结构,等值梁法计算深埋式单锚支护结构,解法一：按浅埋式单锚支护结构计算,解法二：按深埋式单锚支护结构计算,11.5.3 多层锚拉支护结构,1. 支锚结构的间距布置形式和设计计算,（1）等弯矩布置,支锚的等弯矩布置,（2）等反力布置,支锚的等反力布置,（3）等间距布置,（11-53）,支锚等间距布置计算简图,2. 护桩的入土深度计算,盾恩近似法计算图,对于多层支撑（或锚拉）板桩墙的入土深度，可采用盾恩近似法或等值梁法计算。盾恩近似法计算步骤如下：,跨距：,（11-55）,弯矩：,（11-56）,3. 支护结构设计应注意的几个问题
5、,本次课小结：,11.3 基坑地面沉降计算,11.3.1 基坑降水引起的地面沉降 11.3.2 基坑开挖引起的地面沉降,11.4 支护结构的稳定性验算,11.4.1 基坑的整体稳定性验算 11.4.2 重力式挡墙稳定性验算 11.4.3 基坑抗隆起稳定性验算 11.4.4 基坑管涌验算 11.4.5 有承压水坑底的稳定性验算,11.5 桩墙支护结构内力计算,11.5.1 悬臂式支护结构 11.5.2 单锚式支护结构 1.浅埋式单锚支护结构 2. 深埋式单锚支护结构 11.5.3 多层锚拉支护结构 1. 支锚结构的层间距布置形式和设计计算 2. 护桩的入土深度计算 3. 支护结构设计应注意的几个
6、问题,11.6 常见的基坑支护结构,11.6.1 锚杆支护,利用地层提供给锚杆的锚固力来维护排桩墙支护结构物的稳定，控制住基坑或边坡岩土体变形的一种支护方法，称之为锚杆支护。 对于预应力锚杆，应用较多的是水泥砂浆锚杆，它是借助于水泥砂浆凝结固化而产生的与围岩之间的粘结力或握固力，将锚杆杆体与孔壁牢牢地连结在一起，从而形成锚固力的。,1. 锚杆的结构组成,水泥砂浆锚杆由拉杆、锚固体、非锚固段、腰梁、锚杆头部等组成。,1）拉杆。 作用是将来自锚杆头部的力传到锚固体中。 拉杆全长等于有效锚固段长度与非锚固段长度之和。锚拉杆材料有粗钢筋、钢绞线、纲管等。,2）锚固体。锚固体是锚杆的有效锚固部分，它将将
7、来自拉杆的力通过水泥砂浆结石体与岩土体之间的相互作用，以侧阻力或端阻力（扩大头受压面阻力）形式传给稳固的岩土层中。 3）锚杆头部。它是工程构筑物与拉杆的连接部分，起到将来自构筑物的力（如侧土压力）牢固地传给拉杆的作用；锚杆头部一般由台座（或称为锚座）、承压垫板、紧固器等组成。,2锚杆受力分析,3. 土层锚杆的设计计算,锚杆轴向受拉承载力计算图,2）锚杆的轴向受拉承载力设计值,1）锚杆的布置,锚杆自由段长度计算图,3）锚杆的自由段长度,锚杆的自由段长度应超过土体潜在的滑移面1.0m以上，且大于5m。,4）锚杆杆体的截面面积计算,普通钢筋：,预应力钢筋：,5）锚杆水平拉力设计值,6）锚杆预加力值（
8、锁定值）,4锚杆的施工要点,施工工艺包括锚孔钻进、拉杆组装与安放、灌注浆液、张拉与锁定等。,11.6.2 土钉墙,1.土钉墙加固机理与应用范围,2.土钉墙的构造,土钉墙一般由土钉、面层、泄排水系统等三部分组成。,3. 土钉墙设计计算,1）土钉布置,王步云建议土钉筋杆直径d可按下式估算：,2）单根土钉受拉荷载标准值,计算得出单根土钉承受的极限拉力：,3）土钉抗拉承载力设计值,基坑侧壁安全等级为二级时，土钉抗拉承载力设计值应按试验确定。 安全等级为三级时，按下式计算：,4）土钉整体稳定性分析,土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法进行整体稳定性验算。,5）土
9、钉墙外部稳定性验算,土钉加筋土体形成的结构可看作一个整体，按重力式挡土墙验算其抗倾覆稳定、抗滑稳定等外部稳定性。,抗滑动稳定性安全系数为：,土钉墙的抗倾覆稳定性安全系数为：,4. 土钉墙施工工艺,11.6.3 水泥土墙,1. 水泥土墙应用范围与特点,2. 水泥土墙结构型式,3水泥土墙设计要点,对于基坑支护的水泥土墙，可按重力式挡土墙进行设计计算，其设计 内容主要有抗倾覆计算、抗滑移计算、整体稳定计算和墙身应力验算等 。,1）当水泥土墙底部位于碎石土或砂土时。水泥土墙的墙体厚度设计值：,2）当水泥土墙底部位于粘性土或粉土时。水泥土墙的墙体厚度设计值：,11.6.4 逆作拱墙,1. 逆作拱墙的计算
10、要求,在均布荷载作用下，圆形闭合拱墙结构轴向压力设计值：,2. 逆作拱墙的构造要求,11.6.5 SMW工法,1. SMW工法原理与应用,2. SMW工法计算要点,1）型钢净间距的确定,2）水泥土强度校核, 型钢“连续”布置, 型钢“间隔”布置,此种布置型式，除进行上述截面验算外， 还需校核水泥土搭接处抗剪强度。,11.7 基坑降排水,11.7.1 明沟排水工程,普通明沟排水法,分层明沟排水法,11.7.2 井点降水法类型及适用情况,1. 轻型井点,真空泵井点设备工作原理图,(b) 射流器构造,2喷射井点,喷射井点,3. 电渗井点,图11-46 电渗井点工作原理示意图 1. 井点管；2. 金属
11、棒；360v直流电源,4管井井点,5. 联合井点,管井井点构造,引渗井点示意,水平辐射井点示意,11.7.3 井点降水工程设计,1. 基坑总涌水量的计算,1）潜水完整井,2）潜水非完整井,3）承压完整井,4）承压非完整井,抽水影响半径R：,潜水含水层：,承压含水层：,2. 设计单井出水量,3井数、井距的确定,例11-4 基坑降水剖面图,11.7.4 井点降水工程施工,11.7.5 降水对临近建筑物的影响与预防措施,在降水过程中，常会带出很多土粒，使抽水影响范围内的地基强度下降，由于含水层中的水源源不断的排出地表，使建筑物地下地基原来的地层平衡受到破坏。 另外由于基坑开挖，使裸露地段的地层失去压
12、力平衡，导致临近 建筑物地基受到破坏。这些情况均会使临近建筑物发生或增大不均匀沉降甚至倾斜、倒塌。,下面是几种有效的预防措施：,11.7.5 降水对临近建筑物的影响与预防措施,本次课小结：,11.6 常见的基坑支护结构,11.6.1 锚杆支护 11.6.2 土钉墙 11.6.3 水泥土墙 11.6.4 逆作拱墙 11.6.5 SMW工法,11.7 基坑降排水,11.7.1 明沟排水工程 11.7.2 井点降水法类型及适用情况 11.7.3 井点降水工程设计 1. 基坑总涌水量的计算 2. 设计单井出水量 3井数、井距的确定 11.7.4 井点降水工程施工 11.7.5 降水对临近建筑物的影响与预防措施,本章小结,
