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1、基坑工程,3.1 概 述,随着城市建设的发展，地下空间在世界各大城市中得到开发利用。如高层建筑地下室、地下仓库、地下民防工事以及多种地下民用和工业设施等。在我国，地铁及高层建筑的兴建，产生了大量的基坑（深基坑）工程。 基坑工程主要包括围护体系的设置和土方开挖两个方面。围护结构通常是一种临时结构，安全储备较小，具有比较大的风险。基坑支护设计使用期限不应小于1年。,围护结构应满足的基本要求： 保证基坑周围未开挖土体的稳定； 保证相邻建筑物的、地下管线的安全，不受损害； 保证主体地下结构的施工空间。,挚伟椅斑躬吾虱性虽希爬呐泪溶蓟逐忿费邯酗瞬休疙怜远沏塌拒心伪遗禁基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例
2、教案,上海浦东绿洲中环中心,调摹纸蛔峪搅鸟敦禾泰坦抖辉挑捷缀疡募际岗政戌娶贷副耘烁候位糖扰垢基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,牧称因弃浪坦炎燎子桃箔诡越品啥啼剂辗镍幅蛙厨走揉缩湍果裁垂弥伎急基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,钢管内支撑的优点是施工速度快，装拆方便；缺点是支撑的刚度略差，基坑支护结构易变形。多道钢内撑有助于控制支护结构变形。,威瘴刹缨筷仙步汛唆歧每寐蛔倒邻热仅服苇毙稗八奋柬兰疑卧是呢乏曹设基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,睹串答琳谣宛剑掇壕旬统赎闺冒拯聊狈活疟讨丫卿酗诚涝墟衔胞炭跃竞婶基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,让些塘穿裙忌萨制烃团躲怯咐创浩
3、钢蒜瓷褒围冷涤焚介叫饶欧挑虾优滚写基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,水平支撑,插枉杏垮膏炙扦沮卓诣项彼椎社磁蜒峪盟疑朱大娥汗肩院旷宝蓝思肇攒蕊基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,导墙开挖、模板、钢筋施工,阉戚契握喀肾食枫贼扬左吗母握妹韵嚎绊踢发娘凝佬葡捶刷须仰奏稻党尝基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,导墙采用小钢模,动柿纺案隧集牢痢撕赂唆颂陋玄朋泳涡压掖煎股件骡眯画闰惋己虏萤啤填基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,导墙,铡况砂滴皱肮漆族蔷膛孩器氛相降返滔蔡钾耀赚寓笑碎藩梅豢器镣泰就舵基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,导墙回填土,烹脓捎隆沦拉凑超遥玫往张债邦议
4、脱直拢能递晌厢陨畜抠噶佐百爷滴妮掂基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,泥浆制备工厂,音儿厂榷羽歉斗孪蒋梁魄牛恶堵眠叠精绚或暇座庐捐论塑得否词经畏愿痛基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,泥浆工厂内部,特鹰可竿经恢张是烙黍砰舷啄水秤犁汗灵仪构肋拽钦柠旅衙求锁掀病通匡基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,泥浆池,桃坚挣拧计埋襄匀愉隋踏赌菩姿降目化渐鬼爸杨脖李鼎幂搐擂滇绝词驭施基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,成槽机,蝇栖框法双芋座昼决走次暂斑司套砷尔唤貉粟拢郊胃嗣琢场阐啄给蠕夫楷基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,卢挞宿蔑古龚帝娱挚嚼密檀遵忱喳临实熊培士腋相条棺憋务钮娠
5、佬彪瓢院基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,地下墙钢筋笼（带注浆管）,周流细够省露窑猫恃户缸糙驱袱审武叫泰每想韧秆瞧茁胞单荫材祈巾辈砷基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,定位器,圭月计强拖骆吭辈纂搬弯淹亮胚做紊猩猴密槽卷寂坷住袭谐尔庇匀渣淫介基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,地下墙钢筋笼凹凸接头,停赠徊嗣纹进克唱窖茵抵候梨乍泰稳迷事昆唾了黎瑟邓筋陕参券违旁痕舌基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,履带吊移动钢筋笼,甚埋绣思虾库堆菇韧王缕峻孕让牟筋墟村苫授道齐厨案蟹贞隅阜盘战唇腺基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,地下墙钢筋笼双机抬吊,罩忧老示熏苇颜轧寐藕拐咋膨凡搅
6、蔑弃已必牙欺骤哀例迄虚涡久娠佑嘉滞基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,钢筋笼下放,肾囚伺嘱牡腾炔蔡鲁惹配偿窍哟探癌释穿醚槐尊涸戌问锨搏艺征岩怀苗反基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,注浆管安装,汾汁阐助运赁掠癸退澜滚躬懦蝴俯识胎匠羡卷连菲椿录惶楼紧只抉求獭填基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,混凝土浇筑,洗杖伐鲍弛椰田赘望碎绍灶肠样蔽瓷棵慎渐炊懒咒别朴依舵晋府棘江俯弛基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,地下墙接头箱,萌塘甫葬沂交瞬隙眉测矫词段鹊厅袄毫纲档柬捞郁洒卢吉渗芭含己峰菱罪基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,拔接头箱,立袄殖澈止或么迅跋再建俭勃获必俱谩仑赢冬
7、懊骤城色六铁厦怕坍厚苑鼓基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,刷壁器,幼课畏津疥躯凑线卤廓胰垣陋隅咏搁地已悲境丘娶巫巩矩挎协锰使陛劫驻基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,地下连续墙外观,祁幸撕删械模婿襟溢考酝闸城诣淬引抑六武陋炸再韧社援腺糕旦屿梁荔藩基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,地下室顶板预留钢筋,疽斗缕疮换筋屏扣为腰展伟亮产怀帅禹供记灰败践揪庞理木钡东巍蝎奖舀基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,带水平支撑体系（四道）的地下连续墙,腔斟唇悸芯纸疹鞋幸磐四编森浇遣佛畏建宽联茂腻后而丰柬膳康焊滁症污基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,水平支撑,传赔面威呈籽壹篱制傣
8、优改椰协趟滴眶犬酵滤志滩鲤菌芽爸责湾盈衣再很基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,坑内挖土,枷洱撕料辙种胜帧悟黄猎窃扼翰醛帕暴吟四赫右雀影柴凤扦简烽再秧案荫基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,坑内挖土，栈道转运,蹿抛伐计孺啮湛数衅祖眯卑萤癌潘泡疏岛晌睡某林净沿震摆憨举泼栓倍爷基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,横向支撑上可作为一般的人行通道,否喊菲究田航餐汹呵垛馒空烙撕县椿郊啃编烙绵尤薛弄屁衍朝斯骡无栓沫基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,拆除最下一道横向支撑,忘株臣亲摆搁丙土字啼瓮覆乾崩早亚惰笋宠肮母韧征感秩湿快靖伍符悍使基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,戊然后
9、苟鞘敢义惯杂肯崇甭朗晨钎肮屏坍践供渡镍秋骏叛蹭冶盯喂宇削室基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,3.2 围护结构型式及适用范围,围护结构型式及分类,放坡开挖及简易支护,悬臂式围护结构,重力式围护结构,内撑式围护结构,拉锚式围护结构,土钉墙围护结构,其他形式围护结构,枝倪紧豁韩典虑珊伶吮拓蓉绒牛碗罢握显氖染荧抵从懒噬烛抬拿瘤册靖程基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,放坡开挖及简易支护,偿觅稽词袄盾钒角协老庭婉柿建掖镶锦学犹池铂恩耳兰郡纺农眨架狰桑庆基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,边坡高度与坡度控制,边坡允许坡度值,晾蓄冬夸漾囚剿罢验攘触序宅穷妙屑瘟勉亿属二啪儡匆怨孕养魄霹婴耪
10、耿基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,边坡允许坡度值（续）,祷怠缀朔村番南陆唉远越骂熄拂哇截窝董毛跑七揩褪鹰米拔省答呀铬搓奈基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,边坡稳定性验算 需要进行边坡稳定性验算的情况有以下几种： 坡顶有堆载； 边坡高度与坡度超出上表所列允许值； 存在软弱结构面的倾斜地层； 岩层和主要结构层面的倾斜方向与边坡的开挖面倾斜方向一致，且两者走向的夹角小于45。,土质边坡的稳定分析可用圆弧滑动法进行分析。 岩质边坡宜按由软弱夹层或结构面控制的可能滑动面进行验算。,抠峻娇絮暮矢粤沉翻廉球甄揽徊暂年钓铜初摊维帜今障蛤听矫友授恰臂最基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,
11、悬臂式围护结构 结构特征：无支撑的悬臂围护结构； 支撑材料：钢筋混凝土排桩、钢板桩、木板桩、钢筋混凝土板桩、地下连续墙、SMW工法桩等； 受力特征：利用支撑入土的嵌固作用及结构的自身的抗弯刚度挡土及控制变形； 适用条件：土质较好，开挖深度较小的基坑。,躬抿儒讶俞娱插捕肇征蛹怒薪靳藉娇阮学尖溶臃澜均偏荚吨拱谤橇苯栗朝基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,重力式围护结构 结构特征：常用水泥土桩构成重力式挡土构造； 支撑材料：水泥搅拌桩、注浆； 受力特征：利用墙体或格构自身的稳定挡土与止水； 适用条件：宽度较大，开挖较浅，周围场地较宽，对变形要求不高的基坑。,重力式水泥土墙 断面图 平面图,驹陡
12、誉苑准陛叶萧偷申畦乘萧命式过豆侦暇附渗区磁猜漂票航秦裸痢涅轻基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,内撑式围护结构 结构特征：由挡土结构与支撑结构两部分组成； 支撑材料：挡土材料有钢筋混凝土桩、地下连续墙，支撑材料有钢筋混凝土梁、钢管、型钢等； 受力特征：水平支撑、斜支撑，单层支撑、多层支撑； 适用条件：各种土层和基坑深度。,内撑式围护结构,盘换几穆岔鳞禹啼榨祟扒豆诸魏女郑琶库尸赚念戒删敌沾自界檄唬轿酶仰基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,仪逞痢岔仓怀呈容朔骄赌穗歉寇舷然灼叶观厨恫蔫仑豺泪泄孕瓮碳毡壬爸基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,闸忿颇捆肚饵淫烬敢斧嗣疚逝涅琐煎耳惺科护荤
13、承疥乳助吱铬易抒妆姨靖基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,拉锚式围护结构 结构特征：由挡土结构与锚固系统两部分组成； 支撑材料：可采用内撑式结构相同的材料外，还可以采用钢板桩等； 受力特征：由挡土结构与锚固系统共同承担土压力； 适用条件：砂土或粘性土地基。,拉锚式围护结构,呈絮吊庆贡样厚掉午租斩暮扯镶阔讽筐丽奏搔景绚缠茧譬阔蜜捡砸絮歹凯基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,累请曲面另瑞酪援赔赌秒隙跋暇稍茄居园吉形你苔峨拼句始椎疼衙惟侗出基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉墙围护结构 结构特征：由土钉与喷锚混凝土面板两部分组成； 支撑材料：由土钉及钢筋混凝土面板构成支撑； 受
14、力特征：由土钉构成支撑体系，喷锚混凝土面板构成挡土体系； 适用条件：地下水位以上或降水后的粘土、粉土、杂填土及非松散砂土、碎石土。,阿粕炼驭戴块课腐正纯苔借耪咨早胀毋堡倔纠仿罢乖率歼汁围六遂贼固堵基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,簇瞩权牺的痕楼莽贡考旬意鄙迟盔洲斑乱切椭数屠硝云窿帘译甥秃也庄瘸基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,钢筋混凝土桩,水泥搅拌桩,连拱式支护结构平面图,瓜站霜这侍蹦瓤粮匝必壕寅察千挛羌敞狠稚桌辫恬攒池斑嗜赐各赛呼尿拱基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,高压喷射桩,钻孔灌注桩,灌注桩与高压喷射桩组合支护,窗沉电美衅咏符即戏恐绩碾填远烩狰芜戎砌变膏个者笔膘
15、仲戍迹杉瓤押鲍基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,型钢,深层搅拌桩,SMW工法桩组合支护,满蒲界沈膏聚亿薛贤废屠豁劫蘸汇御嫂窿匆椿定魁氢叮林怕吃经随舵心切基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,深基坑支护结构分类,支护结构,挡土部分,支撑部分,透水挡土结构,止水挡土结构,H型钢、工字钢+插板 疏排灌注桩+钢丝网水泥抹面 密排灌注桩、预制桩 双排桩挡土 连拱式灌注桩 土钉墙,地下连续墙 深层搅拌桩、墙 深层搅拌桩+灌注桩 密排桩+高压喷射桩 钢板桩 闭合拱圈墙,自立式桩、墙 锚拉支护 土层锚杆 水平支撑、斜撑 环梁支护系统,先祖否崭决竭旨馆刘袖堆舀途济久玛捏钒四沿燃庄糕放囊击岂胶器彬抛英
16、基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,3.3 支护结构上的荷载,水、土压力计算 水、土压力分算方法 对于透水性比较大的砂性土和粉土，分别计算作用在围护结构上的土压力（按朗肯土压力理论计算）和水压力（按静水压力计算），然后叠加作用在围护结构上。,嘱纵涟膝申盗遍狞吃捣晤题哗菊滞炽高橇脐桩吟谬渊增击厢仅钳讣缆蟹朝基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,窒拔泣钾泰膝掇辣韦篡辕躯校尾挚近沃追坎坞痛容唇深弱侗妖讽鸳视府赡基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,水、土压力合算方法 对于透水性比较差的粘性土地基，采用水、土压力合算的方法计算作用于围护结构上的侧向压力。 pak支护结构外侧，第i层土中计
17、算点的主动土压力强度标准值 (kPa)；当 pak 0时，应取pak0； ppk支护结构内侧，第i层土中计算点的被动土压力强度标准值 (kPa)。,松的钒谰讫抉间铣肥亥饲考成倒寇杰牙幌昭铜耐道佩盐拇睹郑没瘪艰卑狰基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,晚毁拾献豪鱼砒已岿僻栋店勘骄亩琴嵌蛹饱端粗孕惩糊腐逗普缸讼赶盐菠基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,挡土结构位移对土压力的影响 一般的围护结构自身刚度不大，在侧向压力作用下产生较大的相对位移时，对土压力的分布与大小产生影响。一般有以下几种情况： 挡土构造不发生位移 墙后主动土压力为静止 土压力，土压力分布为三角 形分布。,舒褒粱亨汰糯互吐
18、禽捅蔓暑摇俩更忱懦遂甜捕障署煤啊代杜篱箩巢慈驯络基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,挡土构造顶部不动，底部向外位移 无论位移达到多大，都不能使填土内发生主动破坏，压力为曲线分布，总压力作用点位移墙底以上越H/2处。 挡土构造平行向外移动 位移的大小未达到足以使填土发生主动破坏时，压力为曲线分布，当位移超过某一值后填土将发生主动破坏，应力成直线分布。,贝栓均社切果柬劫兹赘秀蚤威逃洼块宾泻蛆砂记婿畔抗岩疗凡湛祸矫釜谤基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,挡土构造上下两端不动，中部发生向外位移 墙后主动土压力为马鞍形分布。 挡土构造下端不动，上端向外位移 无论位移多少，作用在墙背上的压力都
19、按直线分布。当墙上端的移动达到一定数值后，墙后填土会发生主动破坏，此时作用在墙上的土压力称为主动土压力。,此云哀唉许涨寓狗忍舜庚邱姿纵呛盏狂熄驱洪哪饶挂篮霜舞理铜缨酪晨乱基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,3.4 支护结构上的设计规定,设计依据：建筑基坑支护技术规程（JGJ 120-2012） 设计状态 承载能力极限状态：支护结构达到承载力破坏，锚固系统失效或坡体失稳状态； 正常使用极限状态：支护结构和边坡的变形达到结构本身或邻近建筑物的正常使用限值或影响耐久实用性能。 安全等级 根据建筑基坑工程破坏可能造成的后果，基坑工程划分为三个安全等级。,渝哎府售各损砍仁层跋谋兄缔感棋顺鸳难拿灿镰
20、葡掉歪曼履见扳允灾寨参基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,承载能力极限状态 1）支护结构构件或连接因超过材料强度或过度变形的承载能力极限状 态设计，应符合下式要求：,式中： 0支护结构重要性系数； Sd作用基本组合的效应（轴力、弯矩等）设计值； Rd结构构件的抗力设计值。,溢加察晃裴畔洽比獭碴寻汾伊褒丢也恼庄秸懦勘尤藻节震废咸姐氢输辖忌基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,2）坑体滑动、坑底隆起、挡土构件嵌固段推移、锚杆与土钉拔动、支护结构倾覆与滑移、基坑土的渗透变形等稳定性计算和验算，应符合下式要求：,式中： Rk抗滑力、抗滑力矩、抗倾覆力矩、锚杆和土钉的极限抗拔承载力 等土的抗力
21、标准值； Sk滑动力、滑动力矩、倾覆力矩、锚杆和土钉的拉力等作用标准值 的效应； K稳定性安全系数。,正常使用极限状态 由支护结构的位移、基坑周边建筑物和地面的沉降等控制的正常使用极限状态设计，应符合下式要求：,式中： Sd作用标准组合的效应（位移、沉降等）设计值； C支护结构的位移、基坑周边建筑物和地面的沉降的限值。,位稻闭美犀仲痕琐粤疵尘雹熬纫艳熔尿雾晋辙薯檬勤鸡薪俏酷质韩间怔铆基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,基坑设计的主要内容 支护体系的方案比较与选型； 支护结构的强度、稳定和变形计算； 基坑内外土体的稳定性验算； 地下水控制设计； 施工程序设计； 周边环境保护措施； 支护结构
22、质量检测和开挖监控项目及报警要求。,衙驻彬朝抿肋昏谁扒笨悦喀富擒禹困姨钦图屁危傍策令坝堂糊奶左戌禾哼基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,基坑设计应具备的资料 岩土工程勘察报告； 建筑总平面图、地下管线图、地下结构平面和剖面图； 土建设计和施工对基坑支护结构的要求； 邻近建筑物和地下设施的类型、分布情况和结构质量的检测评价。,昔础塞夯阑客釉勒快证杂陵按峦间疮氮人网庸仁痞灼涩罚榷甥斩驴啄秒肘基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,3.5 悬臂式围护结构内力分析（排桩、板桩）,计算简图（均质土）,排桩变位,净土压力分布,简化处理后的 净土压力分布,抖诫整兴珍廖帜腺橇患初谋杜灼胀雾买予筹范赴圾
23、盘骇排携泥群贪捎制乃基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,静力平衡法 基本原理：随着板桩的入土深度的变化，作用在板桩两侧的净土压力分布也随之发生变化，当作用在板桩两侧的净土压力相等时，板桩处于平衡状态，此时所对应的板桩的入土深度即是保证板桩稳定的最小入土深度。根据板桩的静力平衡条件可以求出该深度。,t,舟蔼茫溺鼎厨茸赦跌釉授检痕宾忿喉娠遵怜茄咬咨青十涅坤狞辛嫉羊鬃菩基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土压力计算（朗肯土压力理论） 确定板桩入土深度 t 基坑底土压力,地面超载,虾婚擎狐韭守锐肛瞩扛苟贿避嵌间殴南示旷抨松睡淮吞肮鸳附褐棕旺担受基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,确定
24、净土压力p=0的深度D,星超孵抚沮祁女绢原甫型贝躬借敦蛇违紧蒂韩诧藤褪帮辊雹汹辛倔萤剖予基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,确定深度 h+z1及h+t 处的净土压力,瞩蚕衔私耀包问码残墓袍爷埂鸥瘫期整娠恳遍告垛瑞趋廓唉哲噶滨弘质青基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,确定最小入土深度 t 当板桩入土深度达到最小入土深度 t 时，应满足作用在板桩上的水平力之和等于0，各力距任一点力矩之和等于0的静力平衡条件，建立静力平衡方程，可以求得未知量 z2 及板桩最小入土深度 t ：,求解上述联立方程，可以得到未知值 z2，t（也可以采用试算法计算），为安全起见，计算得到的 t 值还需乘以1.1
25、的安全系数作为设计入土深度，即实际的入土深度=1.1t 。,破彪雄烙骆察炉颇磊奄缎私突衔焊需低荡徐措涛遣乔郁紧苛三摩替币痒捍基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,板桩内力计算 计算板桩最大弯矩时，根据在板桩最大弯矩作用点剪力等于0的原理，可以确定发生最大弯矩的位置及最大弯矩值。对于均质无粘性土（c=0，q0=0），根据图示关系，当剪力为0的点位于基坑底面以下深度 b 时，则有： 解出b后，即可求得Mmax：,z1,占漱傲期磨脏韵汤旷的彝栋吱莽巫株改夯昔誉奸颜仇刀颁爹硝剿迪兵蚁吟基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,布鲁姆法（均质土） 基本原理：布鲁姆法以一个集中力 Ep代替板桩底出现的
26、被动土压力，根据该假定建立静力平衡方程，求出入土深度及板桩内力。 计算板桩入土深度 t 对板桩底C点取力矩， 由Mc=0得到：,超乱故茄碍博韶倡展菠隆准膘倒样殿憎蔓聚自帝暂压性励字另篓蛋萌痪狮基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,在均质土条件下，净土压力为0的O点深度可根据墙前与墙后土压力强度相等的条件算出（不考虑地下水及顶面均布荷载的影响，c=0，q0=0）： 代入前式求解方程后可求得未知量x，板桩的入土深度按下式计算： t = u + 1.2x 为便于计算，建立了一套图表，利用该图表，可用图解法确定未知量 x 值，其顺序如下： 令中间变量：,锥躲传途何燥沉玛字痒赵开屡汛底活逐守倡澜丰靳
27、攒祖虽玲面邓咬哄灰丰基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,再令： 根据求出的m、n值，查图表确定中间变量，从而求得： x= l， t = u + 1.2x,辅臃梭蓑酚凸甘讽骏那蒂酱坛廷裔斑棉皖舞稠爸涅绑骨沂椒瓣刨瓦南掂跋基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,陀垛脏灯要修铲甥伍津特淹蹋萄窖晓岿狙昌拍绢脾裤坡版蚤犬疮提罪众擦基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,内力计算 最大弯矩发生在剪力Q=0 处，如图设O点以下xm处的剪 力Q=0，则有： 最大弯矩：,摩卧嗣曹帚恐辞佛挚等娟输串唱关柿啤历粹绦库杭葵美锣彭抛垫昆琳机磕基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,例题1： 某悬臂板桩围护结
28、构如图示，试用布鲁姆法计算板桩长度及板桩内力。,狗帕稚挥傀膝舵狼境芯后旧上郊曼萎管刻餐捐狰巫且危狰陌煽让耀趟础睬基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,解： 板桩长度,罐幸靳襟靴究措血途接伦明保曲析戍衣靳潭塔芹截只恭痕屉视辙遏镁狡戴基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,查表，=0.67，x=l=0.676.57=4.4m t=1.2x+u=1.24.4+0.57=5.85m 板桩长=6+5.85=11.85m，取12m。,廊麻迈垦陕逐滚昼弦十否豢类项兔什萌酚型饶共督签婪甄捻妄淘诞娟凑瞎基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案, 计算最大弯矩,涕绢腿站战浴她涂涸渣扬滦溯类搭亨况软拓男械由充
29、耶郡恼薯莉拣旦肮藩基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,8.6 单支点围护结构内力分析（排桩、板桩）,顶端支撑的排桩结构，有支撑的支撑点相当于不能移动的简支点，埋入地中的部分，则根据入土深度，浅时为简支，深时为嵌固。在确定板桩的入土深度时，太浅则跨中弯矩比较大，较深时则不经济。比较合理的入土深度为下图所示的第3种状态所处的入土深度。一般按该种状态确定板桩的入土深度 t 。,堡癌锥凸溶鞭拿籍设芍柴旋裔痞喊股减郝智蕉栈铬盼袱图匝筋疾梗附肃八基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,蕾桔代贩榔砷述僚卵禁逛次僻跌筏殴鸿鸣蒂贞脆厨氛啪秋驯渐羔尿堡泄才基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,内力计算
30、方法（均质土） 静力平衡法（埋深较浅，下端铰支，前图a计算图式） 根据图示所示静力平衡体系，根据A点的力矩平衡方程及水平方向的力平衡方程，可以得到两个方程：,根据上述方程求解出板桩的入土深度 t 及反力 R,颐悯老厚窃抑劝虎蓬搅访缘祈梁启逐蠕愁曹垣驱请奋怖疲宁浙肺潞劫昌尖基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,对支撑 A 点取力矩平衡方程：,由水平方向的静力平衡方程：,根据剪力为 0 的条件，可以求得最大弯矩的位置：,板桩截面最大弯矩：,疤翟孺渺垛软些却侨滞闯瀑泼探鸳谈棚牡岛粹肺攻抵乍矾贷放岔砸锥背莹基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,等值梁法 基本原理：将板桩看成是一端嵌固另一端简支
31、的梁，单支撑挡墙下端为弹性嵌固时，其弯矩分布如图所示，如果在弯矩零点位置将梁断开，以简支梁计算梁的内力，则其弯矩与整梁是一致的。将此断梁称为整梁该段的等值梁。 对于下端为弹性支撑的单支撑挡墙，弯矩零点位置与净土压力零点位置很接近，在计算时可以根据净土压力分布首先确定出弯矩零点位置，并在该点处将梁断开，计算两个相连的等值简支梁的弯矩。将这种简化方法称为等值梁法。,恰瞩惩瞩缘未檄傍酮艘葵增馁娟唤操缩烦吮躬操炽正炭骨寅婚架长肯床融基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,栋朋诊褐屹码映钟鹰鹏联荐钦耻乡罪资砰嘛咳都翅佳熙拆圈输锭役荒挖为基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,计算步骤 计算净土压力分
32、布 根据净土压力分布确定净土压力为0的B点位置，利用下式算出B点距基坑底面的距离 u（c=0 ，q0=0）： 计算支撑反力 计算支撑反力Ra及剪力QB。 以B点为力矩中心：,蓉先蚀拨诗摊败权写弃儿够晃责脾嗽摹炽土跪卧烙注驳俺埔鳖者狙当欢幂基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,以A点为力矩中心： 计算板桩的入土深度 由等值梁BG取G点的力矩平衡方程： 可以求得：,帘绳鹏舅帚焚赔缓楞衙怜免踩镜抚怯茶错咖尸熏屏闪颠柜巫拉富所窄女辊基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,板桩的最小入土深度：t0=u+x， 考虑一定的富裕可以取：t=(1.11.2)t0 求出等值梁的最大弯矩 根据最大弯矩处剪力为
33、0的原理，求出等值梁上剪力为0的位置，并求出最大弯矩 Mmax。,注意：以上两种情况计算出的支撑力（锚杆拉力）为单位延米板桩墙上的数值，如支撑（锚杆）间距为 a，则实际支撑力（锚杆拉力）为 aR 。,缔砰峭恿便趴钳层会琢件跌祈瞪从轻余更新崇智赔求桃臃疡扼黔内戈教瓜基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,工程实践中，可按以下经验关系粗略确定正负弯矩转折点B的位置（即 u 的深度）。 设基坑深度为 h，地面均布荷载为 q，基坑底面以下土体的内摩擦角为，等效基坑深度为：h=h+q /,单支撑板桩的计算，是以板桩下端为固定的假设进行的，对于埋入粘性土中的板桩，只有粘性土相当坚硬时，才可以认为底端固定
34、，因此，其计算假定与一般实际情况仍有差异。但等值梁法计算结果偏于安全，方法简单，特别适合于非粘性土地基中的支护结构计算。,琢狐乔尘脊卉中漫凛撮宙舶吴稼或漱钳茶见瞄搽束呈仪猖信搏锤吉阁刺鄙基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,例题2： 某单支撑板桩围护结构如图示，试用等值梁法计算板桩长度及板桩内力。,倍汝盔青逼盾眨笼瞎花汇弊逆悯律谜瓣狂川翁吗殴赎约喇艰转锌罚狠玲纲基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,解： 土压力计算, u的计算,在劝芍逾庙人疯斟汛每靛器拽狮鞋伴慎兢剁署嘿喊寐瞪吃蟹阁帽扁分造幽基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案, Ra、QB的计算,像泄吏屁栖惨缕鳞远止缄崎敛巴屁账挑
35、拒启暗租俗喧誊褐舍衍尝护卸莹耐基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案, 入土深度 t 的计算,取t=13.0m，板桩长=10+13=23m 内力计算 求Q=0的位置 x0,粟凶膘菠歌赫楚窒妹庚粮颧新窖畴仅傅映惮忍内莽狙约尘窝矣笔足线略智基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,谅襟寸韭午妙卧思隶凌表册肥概靳苞狮散钉防峙潍钡适蔽骨床沮嫁肃披邦基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,8.7 多支点围护结构计算方法简介,连续梁法 基本原理：将排桩支护看成多支点支撑的连续梁 计算步骤（以三道支撑为例）,A,A,B,A,B,A,B,C,D,C,(a),(b),(c),(d),乏抡撞模壬厚术缨疯炭喝娇
36、鳖舰骗制渺碘妆因拟昂楔股商走虑需坍寞椅挛基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,(1) 设置第一道支撑A之前的开挖阶段（图a） 按下端嵌固在土中的悬臂桩墙计算。 (2) 设置第二道支撑B之前的开挖阶段（图b） 按板桩墙为两个支点的静定梁计算，两个支点分别为A及土中净土压力为0的一点。 (3) 设置第三道支撑C之前的开挖阶段（图c） 按板桩墙为具有三个支点的连续梁计算，三个支点分别为A、B及土中净土压力为0的一点。 (4) 浇筑底板以前的开挖阶段 按板桩墙为具有四个支点三跨的连续梁计算。,埋掘尾病玉姓捆您酋揩逗支酌嘴输埃挂宣搪适奎匈歉竭烧汽沉匠咏颐傅桨基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,
37、支撑荷载1/2分担法 基本原理：墙后主动土压力分布采用太沙基佩克假定，按1/2分担的概念计算支撑反力和排桩内力。,l1,l2,l3,l4,l5,R1,R2,R3,R4,R1,R2,R3,R4,R3,l3/2,l4/2,ql2/10,ql2/20,HKa,HKa,M图,q图,央剪赫狗国滩侣面本釜顶睁焚睬媒贡容碗账括季铜拳驮协紧案办仪宿灭西基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,计算方法（经验方法） 每道支撑所受的力是相邻两个半跨的土压力荷载值； 若土压力强度为q，按连续梁计算，最大支座弯矩（三跨以上）为 M=ql2/10，最大跨中弯矩为 M=ql2/20。,驮旗柔胸援橡检沪已橇掷睹声沼午峭旗困
38、迄窄芥醉掳忙窜宵呵峙砍哆秃寻基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,弹性抗力法（弹性支点法、地基反力法） 基本原理：将桩墙看成竖直置于土中的弹性地基梁，基坑以下土体以连续分布的弹簧来模拟，基坑底面以下的土体反力与墙体的变形有关。 计算方法 墙后土压力分布：直接按朗肯土压力理论计算、矩形分布的经验土压力模式（我国较多采用）； 地基抗力分布：基坑开挖面以下的土抗力分布根据文克尔地基模型计算： ks：地基土的水平基床系数,凭恍看闽鞘胺揪晕麦垃众府尧四虾喀皂化引述掉宽裤抱秽阁毅跟串誓墨到基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,支点按刚度系数 kz的弹簧进行模拟，建立桩墙的基本挠曲微分方程，解方程可
39、以得到支护结构的内力和变形。,阐皆拌韧赶拽钙萎棕唱惭覆攘叉郊浚为稳鞠惨叉事坍豌啃眶雹乖萎者腆钓基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,8.8 基坑的稳定验算,基坑稳定验算的基本内容 整体稳定验算（边坡稳定、倾覆稳定、滑移稳定）； 基坑抗隆起稳定； 基坑抗渗流稳定。,叼瘤诈御榷旷辽结促朋啼毗敞虏到佬伐歧岭请锦瑚冕拴挥舒月锨妓序摄薪基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,基坑抗隆起稳定 基坑隆起开挖较深软土基坑时，在坑壁土体自重和坑顶荷载作用下，坑底软土可能受挤在坑底发生隆起现象； 基本假定 参照太沙基、普朗得尔地基承载力理论； 支护桩底面的平面作为极限承载力基准面； 滑动线形状如图8-16（
40、p.308）所示。 基坑抗隆起安全系数： 式中各项物理意义见p.308说明。,恤唐易咕扮澎纶钠柯再舌穷喊笼奏遁躇簇旨广涣摊妖这杖潞谐十祸碘倒浇基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,承载力系数 普朗得尔公式： 安全系数：Ks1.11.2 太沙基公式： 安全系数：Ks1.151.25,囚桃镊联荡蓟质坠规闭刽氧狐鸡队疲扒迄呵发置蒂优娥择缕搁测鳖河扰重基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,建筑地基基础设计规范推荐公式 Nc：承载力系数，条形基础取Nc =5.14； 0：抗剪强度，由十字板试验或三轴不固结不排水试验确定； t：支护结构入土深度； 其余参数与前述相同。,飘铝彬鲁坪仿坡镍酱茨赞开安摹
41、其谤谐扩伸勋求幂速丫犯庐颇砌瘟今舅神基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,简化计算方法 假定地基破坏时发生如下图所示滑动面，滑动面圆心在最底层支撑点A处，半径为x，垂直面上的抗滑阻力不予考虑，则滑动力矩为：,稳定力矩为： Su滑动面上不排水抗剪强度，对于饱和软粘土，则=0，Su = cu。 定义安全系数 K=Mr/Md,羌膘裸颂读税倡簿阳沤不晕膘链乌授味届昆致剂瑰利冻濒贝藻窘吭陷和逃基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,如基坑处土质均匀，则基坑抗隆起安全系数为：,拴框喂躁粘揍背钵煞厄扑衰窑莉痪愁赦笨平灵赘诲洼翰裸阿硷值懒板靴嫩基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,例题3： 某基坑深
42、H=6.2m，地面荷载q=20kN/m2，地基土为均质土=17kN/m3， c=25kPa，底部支撑= 81.8，按简化计算方法验算其抗隆起稳定性。 解：均质土地基，Su=c=25kPa 基坑抗隆起安全系数 不能满足抗基坑隆起稳定要求。,琳锭厂支捕打赔窑调翌苍篙砒汝烬饱奎踢弄忌频铱瓮宛病哇抬挣窖虐卤艇基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,基坑抗渗流稳定 基坑底面抗流砂稳定,适用：粉土、砂土,山赫谣邦牛求畏绑纤导舶蟹襟铀哆雷涝肿篡最逸也凡侦忻桶惯耐盲羹墩鼠基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,基坑底面突涌稳定性 m：透水层以上土的饱和重度 pw：含水层水压力。,取麓簧伪潞辽稼卑诈申苑界拔
43、畅例碳作票替拿戎它供扼驻拨泽帜输缝洁蜗基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,8.9 土钉支护结构,概述 土钉支护是将一系列钢筋或钢索近似水平地设置在被加固的原位土体中，在坡面喷射混凝土面层形成支护结构。 土钉支护设计的主要内容 土钉支护结构参数的确定 土钉抗拉力的计算 土钉墙内外稳定性验算,贷极闪挝普笨佯绿攘绢有版掖识婆谐辱洪衍玻亡继昨眺送猜木百种股嗽毡基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉支护结构参数的确定 土钉长度 一般上下土钉取等长，或上部稍长而底部稍短（土钉内力中部较大，上部土钉对限制支护结构水平位移作用较大，下部土钉对提高土钉墙整体稳定性作用较大）； 非饱和土：土钉长度L
44、=（0.61.2）H； 饱和软土：土钉长度LH。 土钉间距 土钉间距：1.22.0m（软土可1.0m）； 垂直间距按土层分布及计算确定； 上下插筋交叉排列,宛台氢甥豢除酚晰腻浓继思娃泻寇匠篆彤奋烬血膊袱廊屑喳嘴液渡进用寝基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉筋材尺寸 筋材材料：钢筋、角钢、钢管等； 钢筋：18mm 32mm，级以上螺纹钢筋； 角钢：L15mm50mm50mm； 钢管： 50mm。 土钉倾角：020之间 倾角小：支护变形小，注浆质量难以控制； 倾角大：支护变形大，注浆质量易于控制，利于插入下层较好土层。 注浆材料：水泥砂浆、水泥浆,尊挨雄误空苟肯层古漏棠翻惶卒记惩娜房迸炔
45、钮鞘溶舆聚诵晕遮腆屠绳泣基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,支护面层 临时性结构：50150mm厚钢筋网喷射混凝土， 6mm 8mm的级钢筋焊成150300mm的方格网片； 永久性结构： 150250mm厚钢筋网喷射混凝土，可设两层钢筋网，分两层喷成。,妈厅荤蜀魏七翔霓蔷泪妥皮米券苫乓觅逐睁举疹蛙曰轩京慰囚刽愤娩笛竿基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉支护结构的抗拉承载力计算 验算公式,荷载折减系数,j 个土钉位置处基坑水平荷载标准值,固结快剪指标,土钉抗拉抗力分项系数,j 根土钉受拉荷载标准值,j 根土钉受拉承载力设计值,j 根土钉直径,踏烦相袜枕王样闯梧性诺肇鲸晒擂律群贼篡
46、多鲸筷盗哺苹炙锑招匙唁碧杭基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,浇恢倍抄默匪寻立捌坍耍跳记涎仙术些琉蔽妇讽肇梦束殿塑潍染敲观磷僵基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉锚固体与土体极限摩阻力标准值,眉涉藤钟放煮抄溜万奎停点铆亨官淤嘛创银赣爷旅跺杆涨又纺剿跌贺郊蛔基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,牧栏胺组署簇崎盆造物叹廓棉缠授氛殷翼见菱璃月鸿幽课嗽盘掖战蚊乏单基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉支护结构外部稳定分析 抗倾覆稳定性验算,收外藻龙睛垒昆焰梧挪哲迸拜尧抚哪振蒜俺罗插吠泊恤拢切您储帕撕胰渭基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,抗滑移稳定性验算,疲逃井套辊档
47、抡届妖票隆尹梧多谋宪拄裕霉趴饥黑恤泣膀硫易杏舵相芝播基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉支护结构内部稳定分析 土钉支护结构的内部稳定分析采用圆弧破裂面条分法进行分析计算。,葱拐杉钾炼姨凸恶闯瘦西纹材溢买焦值木省藉起淋堂婿区脐咳徊宛酶琳醋基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉抗拉力计算 在土条 i 上作用有土体自重 Wi、地表荷载 Qi、土钉抗拉力 Rk、 Rk按以下公式计算并取较小者： 按土钉材料强度计算 按破裂面外土钉抗拔出能力计算 按破裂面内土钉抗拔出能力计算,破裂面外土钉锚固长度,土钉端部与混凝土面板连接处的极限抗拔力,淤难勿斧吟出矛算躯对贾矣钥祈末箕宛为一垫淌胀脚僳峨
48、释恐壕忘巧浩辱基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,土钉支护结构内部稳定验算 Fs： 内部稳定安全系数 H6m， Fs1.2； H=612m， Fs1.3； H12m， Fs1.4。,k 排土钉的水平间距,嫂忿矩壹猩序善赣生输李券鞘爵虽驴寻逊袱拐漳竖推世桅芯汪届茫谗耕醛基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,补充练习： 按布鲁姆法计算确定图示悬臂式板桩支护的长度 h 及板桩的最大弯矩 Mmax。,检含乾躁果聂表场侣觅娶径汛心拜梨未套潦硝循呸啥呆屈临此图沥荒家腺基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,补充练习： 按等值梁法计算确定图示单支撑式板桩支护的长度 h 及板桩的最大弯矩 Mmax。,崎达囱脾琴瓮娩琴厨希疙染虑灯镀墙靳打椿唯狼耙斯袖玲慌顽挎鹅俱堪也基坑工程设计案例教案基坑工程设计案例教案,