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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,11.1.1 基坑支护目的与作用,11.1 概述,1、基坑支护的目的 （1）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利； （2）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用； （3）防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。 2、基坑支护的作用 挡土、挡水、控制边坡变形。 3、基坑工程的基本技术要求 （1）安全可靠性； （2）经济合理性；（3）施工便利性和工期保证性。,11.1.2 基坑支护工程的主要特点
2、,11.1.3 支护结构的类型及适用条件,1. 基坑工程分类,1）按开挖深度分。开挖深度H5m称为深基坑；H5m为浅基坑。 2）按开挖方式分。分为放坡开挖和支护开挖两大类。 3）按功能用途分。楼宇基坑、地铁站基坑、市政工程基坑、工业地下厂房基坑等。 4）按安全等级分。基坑规程将基坑支护结构分为三个安全等级。,5）按支护结构形式分,2. 常见基坑支护结构的类型,1）无围护放坡开挖,2）桩墙支护,桩墙支护结构形式,桩墙锚杆基坑支护工程,内支撑基坑支护工程,3）重力式支护结构,4）中央开挖施工法,a）施工排桩 b）施工中央基础工程 c）周边支护与开挖 图11-2 中央开挖施工法,5）开槽施工法,6）
3、土钉墙支护,7）墙前被动区土体加固法,8）逆作拱墙,逆作拱墙也称闭合拱圈，根据基坑周边场地条件可采用全封闭拱墙或局部拱墙，来支挡土压力以围护基坑的稳定。 闭合拱墙用钢筋混凝土就地浇注，只需在基坑深度范围内配置，并可分若干道自上而下施工，每道高2m左右。,9）地下连续墙逆作法,高层建筑深基础采用地下连续墙工程，可实施基坑开挖逆作法施工。,8）沉井法,对于沉井工程，当向下开挖基坑时，沉井起到挡土挡水的支护作用；基坑开挖后沉井又可作为地下永久构筑物的外墙或地下基础。,10）组合型支护,高边坡开挖时锚固边坡：,基坑支护工程：,土钉与桩-锚复合支护,土钉,土层锚杆,钻孔灌注桩,防渗帷幕,微型桩,土钉,土
4、钉与微型桩组成的复合支护,钢砼管桩,土钉,土钉与微型桩组成的复合支护：,边坡型式的 破坏,某复合土钉支护基坑整体失稳时照片：,11.2 支护结构的受力及变形计算,11.2.1 支护板桩的受力性状,11.2.2 支护结构的侧向土压力计算,基坑外侧的主动土压力视为水平荷载，应计算其水平荷载的标准值； 基坑内侧的被动土压力视为水平抗力，亦应计算其水平抗力的标准值。,1. 水平荷载标准值计算,1）对于碎石土、砂土，按水土分算法计算基坑外侧的水平荷载标准值,当计算点位于地下水位以上时,（11-1）, 当计算点位于地下水位以下时,（11-2）,（11-3）,2）对于粉土、粘性土、淤泥及淤泥质土，可按水土合
5、算法计算水平荷载标准值，其公式形式与式（11-1）相同。,2. 水平抗力标准值计算,1）对于碎石土、砂土，按水土分算法计算基坑内侧水平抗力标准值,图11-7 水平荷载标准值计算图,2）对于粉土、粘性土，可按水土合算法计算基坑内侧水平抗力标准值,3. 按Terzaghi-Peck土压力分布模型法计算主动土压力,4. 基坑底桩前土压力计算取值,11.2.3 基坑变形特征,1. 支护结构的变形,2. 基坑周围地表沉降变形,3. 基坑失稳,因支护结构的强度或刚度不足而引起的失稳：,a）拉锚失效 b）支撑压屈 c）支挡结构变形过大,因支护结构地基土的强度不足而引起的基坑失稳：,4. 基坑管涌和流砂,11
6、.2.4 基坑的变形控制,1. 基坑的变形控制标准,建筑地基基础设计规范规定的建筑物地基变形允许值见表7-10。,2. 变形控制设计基本内容,11.2.5 支护结构的变形计算,支护结构的变形计算方法较多，如竖向弹性地基梁法、弹性地基杆系有限元法、变形反分析法、等值梁法等；竖向弹性地基梁m法比较常用。,1.坑底以下支挡结构的内力和位移计算,设置于土中的弹性桩,位移,剪力,弯矩,（11-6）,2. 坑底以下支挡结构最大剪力计算,（11-7）,（11-8）,3.坑底以下支挡结构最大弯矩计算,（11-9）,（11-10）,4. 开挖面处的水平位移和转角,支挡结构开挖面处位移,（11-11）,（11-1
7、2）,悬臂式支护结构,5.悬臂式支护结构计算,作用于基坑表面的荷载合力为：,（11-13）,（11-14）,6.多层支锚结构计算,多层支点支护结构,（11-15）,（11-16）,（11-17）,（11-18）,经对以上各式的变换和推导，可得出支锚点的受力矩阵方程：,（11-19）,（11-20）,荷载分布形式不同，其位移系数向量各系数计算方法不同。 三角形分布荷载，计算式为：,（11-21）,矩形分布，计算式为：,（11-22）,（11-23）,图11-15 不同荷载分布的位移计算示意图,7.支撑（或锚杆）刚度计算,1）内支撑水平刚度系数,2）锚杆的水平刚度系数,【解】 （1）有关参数计算,
8、（2）如图11-16b所示，第一层锚杆施工前的悬臂开挖状态计算,很明显，该值为反弯点的最大剪力，正方向的最大剪力位于基坑开挖面处。,基坑开挖面以上桩顶位移的计算：,（3）如图11-16c所示，第一层锚杆施工后的支护结构计算,基坑底面支护结构的位移和转角计算：,11.1 概述,本次课小结：,11.1.1 基坑支护目的与作用 11.1.2 基坑支护工程的主要特点 11.1.3 支护结构的类型及适用条件,11.2 支护结构的受力及变形计算,11.2.1 支护板桩的受力性状 11.2.2 支护结构的侧向土压力计算 11.2.3 基坑变形特征 11.2.4 基坑的变形控制 11.2.5 支护结构的变形计算（竖向弹性地基梁m法） 1.坑底以下支挡结构的内力和位移计算 2. 坑底以下支挡结构最大剪力计算 3.坑底以下支挡结构最大弯矩计算 4.开挖面处的水平位移和转角 5.悬臂式支护结构计算 6.多层支锚结构计算 7.支撑（或锚杆）刚度计算,
