基坑工程講座基坑工程講座(二)(二)同濟(jì)大學(xué)同濟(jì)大學(xué) 高大釗高大釗深基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算深基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算深基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算深基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算l基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算包括三個(gè)部分的內(nèi)容,基坑工程設(shè)計(jì)計(jì)算包括三個(gè)部分的內(nèi)容,即穩(wěn)定性驗(yàn)算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算和變形計(jì)即穩(wěn)定性驗(yàn)算、結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算和變形計(jì)算?l穩(wěn)定性驗(yàn)算是指分析土體或土體與圍護(hù)穩(wěn)定性驗(yàn)算是指分析土體或土體與圍護(hù)結(jié)構(gòu)一起保持穩(wěn)定性的能力,包括整體結(jié)構(gòu)一起保持穩(wěn)定性的能力,包括整體穩(wěn)定性、重力式擋墻的抗傾覆穩(wěn)定及抗穩(wěn)定性、重力式擋墻的抗傾覆穩(wěn)定及抗滑移穩(wěn)定、坑底抗隆起穩(wěn)定和抗?jié)B流穩(wěn)滑移穩(wěn)定、坑底抗隆起穩(wěn)定和抗?jié)B流穩(wěn)定等,基坑工程設(shè)計(jì)必須同時(shí)滿足這幾定等,基坑工程設(shè)計(jì)必須同時(shí)滿足這幾個(gè)方面的穩(wěn)定性個(gè)方面的穩(wěn)定性?l結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力力計(jì)計(jì)算算為為結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)提提供供內(nèi)內(nèi)力力值值,,包包括括彎彎矩矩、、剪剪力力等等,,不不同同體體系系的的圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu),,其其內(nèi)內(nèi)力力計(jì)計(jì)算算的的方方法法是是不不同同的的;;由由于于圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)常常常常是是多多次次超超靜靜定定的的,,計(jì)計(jì)算算內(nèi)內(nèi)力力時(shí)時(shí)需需要要對(duì)對(duì)具具體體圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)進(jìn)進(jìn)行行簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化,,不不同同的的簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化方方法法得得到到的的內(nèi)內(nèi)力力不不會(huì)會(huì)相相同同,,需需要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加以判斷;要根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)加以判斷;l變變形形計(jì)計(jì)算算的的目目的的則則是是為為了了減減少少對(duì)對(duì)環(huán)環(huán)境境的的影影響響,,控控制制環(huán)環(huán)境境質(zhì)質(zhì)量量,,變變形形計(jì)計(jì)算算內(nèi)內(nèi)容容包包括括圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的側(cè)側(cè)向向位位移移、、坑坑外外地地面面的的沉沉降和坑底隆起等項(xiàng)目。
降和坑底隆起等項(xiàng)目穩(wěn)定性驗(yàn)算穩(wěn)定性驗(yàn)算 l整體穩(wěn)定性整體穩(wěn)定性l邊坡穩(wěn)定性計(jì)算邊坡穩(wěn)定性計(jì)算?l重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算l錨桿支桿支護(hù)體系的整體體系的整體穩(wěn)定性定性計(jì)算算????土釘墻的穩(wěn)定性分析土釘墻的穩(wěn)定性分析l l抗傾覆、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性抗傾覆、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性l抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定性計(jì)算l抗水平滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算抗水平滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算l土土釘墻的淺的淺層破壞破壞l抗隆起抗隆起穩(wěn)定性定性 l地基承地基承載力力驗(yàn)算算 l踢腳踢腳穩(wěn)定性定性驗(yàn)算算 l剪力平衡剪力平衡驗(yàn)算算 ?l抗?jié)B透破壞穩(wěn)定性抗?jié)B透破壞穩(wěn)定性l抗?jié)B流抗?jié)B流穩(wěn)定性定性驗(yàn)算算 l承承壓水沖水沖潰坑底(亦稱坑底(亦稱為突涌)的突涌)的驗(yàn)算算 邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算邊坡穩(wěn)定性驗(yàn)算 假定滑動(dòng)面為圓弧假定滑動(dòng)面為圓弧 用條分法進(jìn)行計(jì)算用條分法進(jìn)行計(jì)算 不考慮土條間的作用力不考慮土條間的作用力 最小安全系數(shù)為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面最小安全系數(shù)為最危險(xiǎn)滑動(dòng)面 當(dāng)當(dāng)坡坡面面內(nèi)內(nèi)有有如如圖圖所所示示的的滲滲流流時(shí)時(shí),,邊邊坡坡穩(wěn)穩(wěn)定定驗(yàn)驗(yàn)算算需需要要考考慮慮動(dòng)動(dòng)水水力力作作用用對(duì)對(duì)維維持持邊邊坡坡穩(wěn)穩(wěn)定定帶帶來(lái)來(lái)不不利利影影響響。
動(dòng)動(dòng)水水力力的的計(jì)計(jì)算算可可以以采采用用流流網(wǎng)網(wǎng)分分析析法法或或平平均均水水力力坡坡降降法法采采用用平平均均水水力力坡坡降降法法計(jì)計(jì)算算時(shí)時(shí),,a、、b兩兩點(diǎn)點(diǎn)為為浸浸潤(rùn)潤(rùn)線線與與滑滑動(dòng)動(dòng)面面的的交交點(diǎn)點(diǎn),,平平均均水水力力坡坡降降就就是是ab線線的的斜斜率率,,作作用在浸潤(rùn)線以下滑動(dòng)土體上的總動(dòng)水力用在浸潤(rùn)線以下滑動(dòng)土體上的總動(dòng)水力T為為重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性l重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)考重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計(jì)算應(yīng)考慮兩種破壞模式,一種是如圖所示的滑慮兩種破壞模式,一種是如圖所示的滑動(dòng)面通過(guò)擋墻的底部;另一種考慮圓弧動(dòng)面通過(guò)擋墻的底部;另一種考慮圓弧切墻的整體穩(wěn)定性,驗(yàn)算時(shí)需計(jì)算切墻切墻的整體穩(wěn)定性,驗(yàn)算時(shí)需計(jì)算切墻阻力所產(chǎn)生的抗滑作用,即墻的抗剪強(qiáng)阻力所產(chǎn)生的抗滑作用,即墻的抗剪強(qiáng)度所產(chǎn)生的抗滑力矩度所產(chǎn)生的抗滑力矩 l重重力力式式圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)可可以以看看作作是是直直立立岸岸坡坡,,滑滑動(dòng)動(dòng)面面通通過(guò)過(guò)重重力力式式擋擋墻墻的的后后趾趾,,其其整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性驗(yàn)驗(yàn)算算一一般般借借鑒鑒邊邊坡坡穩(wěn)穩(wěn)定定計(jì)計(jì)算算方方法法,,當(dāng)當(dāng)采采用用簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單條條分分法法時(shí)時(shí)可可按按上上面面的的公公式式驗(yàn)驗(yàn)算算整整體體穩(wěn)定性。
穩(wěn)定性l上海市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定,上海市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定,驗(yàn)算切墻滑弧安全系數(shù)時(shí),可取墻體強(qiáng)度驗(yàn)算切墻滑弧安全系數(shù)時(shí),可取墻體強(qiáng)度指標(biāo)內(nèi)摩擦角為零,粘聚力指標(biāo)內(nèi)摩擦角為零,粘聚力c=((1/15~1/10))qu當(dāng)水泥攪拌樁墻體的當(dāng)水泥攪拌樁墻體的無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度qu? ?1MPa時(shí),可不考慮切時(shí),可不考慮切墻破壞的模式墻破壞的模式錨桿支護(hù)體系的整體穩(wěn)定性錨桿支護(hù)體系的整體穩(wěn)定性l兩種不同的假定兩種不同的假定l一種是指錨桿支護(hù)體系連同體系內(nèi)的土一種是指錨桿支護(hù)體系連同體系內(nèi)的土體共同沿著土體的某一深層滑裂面向下體共同沿著土體的某一深層滑裂面向下滑動(dòng),造成整體失穩(wěn),如左圖所示;對(duì)滑動(dòng),造成整體失穩(wěn),如左圖所示;對(duì)于這一種失穩(wěn)破壞,可采取上述土坡整于這一種失穩(wěn)破壞,可采取上述土坡整體穩(wěn)定的驗(yàn)算方法計(jì)算,按驗(yàn)算結(jié)果要體穩(wěn)定的驗(yàn)算方法計(jì)算,按驗(yàn)算結(jié)果要求錨桿長(zhǎng)度必須超過(guò)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面,安求錨桿長(zhǎng)度必須超過(guò)最危險(xiǎn)滑動(dòng)面,安全系數(shù)不小于全系數(shù)不小于1.50;;l另一種是指由于錨桿支護(hù)體系的共同作用另一種是指由于錨桿支護(hù)體系的共同作用超出了土的承載能力,從而在圍護(hù)結(jié)構(gòu)底超出了土的承載能力,從而在圍護(hù)結(jié)構(gòu)底部向其拉結(jié)方向形成一條深層滑裂面,造部向其拉結(jié)方向形成一條深層滑裂面,造成傾覆破壞,如右圖所示。
經(jīng)常使用的驗(yàn)成傾覆破壞,如右圖所示經(jīng)常使用的驗(yàn)算方法是德國(guó)學(xué)者算方法是德國(guó)學(xué)者E.Kranz提出的提出的““代替代替墻法墻法””l以單錨支護(hù)體系為例,如下圖所示,代以單錨支護(hù)體系為例,如下圖所示,代替墻法假定深層滑裂面是由直線替墻法假定深層滑裂面是由直線bc段和段和cd段組成,其中段組成,其中b點(diǎn)取在圍護(hù)墻底部,點(diǎn)取在圍護(hù)墻底部,c點(diǎn)取在錨固段的中點(diǎn),點(diǎn)取在錨固段的中點(diǎn),cd段是由段是由c點(diǎn)向上點(diǎn)向上作垂線與地面交于作垂線與地面交于d點(diǎn)得到的利用點(diǎn)得到的利用abcd范圍內(nèi)的力的平衡關(guān)系可以求解錨桿的范圍內(nèi)的力的平衡關(guān)系可以求解錨桿的極限抗力,安全系數(shù)定義為錨桿極限抗極限抗力,安全系數(shù)定義為錨桿極限抗力的水平分力力的水平分力Th與錨桿設(shè)計(jì)水平分力的與錨桿設(shè)計(jì)水平分力的比值,要求不小于比值,要求不小于1.50?l顯然,代替墻法是適用于錨固段在圍護(hù)墻底部顯然,代替墻法是適用于錨固段在圍護(hù)墻底部以上的情況,如圖所示:圖(以上的情況,如圖所示:圖(a))中的全部錨中的全部錨桿都需要驗(yàn)算,圖(桿都需要驗(yàn)算,圖(b))中有兩道錨桿需要驗(yàn)中有兩道錨桿需要驗(yàn)算,而圖(算,而圖(c))中所有錨桿都深入圍護(hù)墻底部中所有錨桿都深入圍護(hù)墻底部以下,不需要進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算。
以下,不需要進(jìn)行此項(xiàng)驗(yàn)算?土釘墻的穩(wěn)定性分析土釘墻的穩(wěn)定性分析l基基本本原原理理可可分分為為極極限限平平衡衡法法和和有有限限元元法法,,但但實(shí)實(shí)用用的的大大多多為為極極限限平平衡衡法法極極限限平平衡衡法法的的關(guān)關(guān)鍵鍵是是如如何何確確定定破破裂裂面面的的形形狀狀,,有有些些方方法法建建立立在在圓圓弧弧滑滑動(dòng)動(dòng)的的假假定定基基礎(chǔ)礎(chǔ)上上考考慮慮土土釘釘?shù)牡目箍沽α?,,其其安安全全系系?shù)數(shù)的的計(jì)計(jì)算算公公式式和和邊邊坡坡穩(wěn)穩(wěn)定定的的計(jì)計(jì)算算公公式式類類似似,,只只是是加加上上土釘力的作用土釘力的作用式中式中??Ti—某位置土釘?shù)睦?;某位置土釘?shù)睦Γ??????? ?—土土釘釘軸軸線線與與土土釘釘相相交交滑滑動(dòng)動(dòng)面面處處切線間的夾角切線間的夾角l《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》給出的驗(yàn)算整體穩(wěn)定性公式中還考慮了給出的驗(yàn)算整體穩(wěn)定性公式中還考慮了由于土釘?shù)妮S向力在破裂面上增加的摩由于土釘?shù)妮S向力在破裂面上增加的摩阻力,與前面的公式阻力,與前面的公式?相比,在抗滑力矩相比,在抗滑力矩中增加了這項(xiàng)摩阻力,考慮到對(duì)破裂面中增加了這項(xiàng)摩阻力,考慮到對(duì)破裂面的正壓力不能全部發(fā)揮,故乘以經(jīng)驗(yàn)系的正壓力不能全部發(fā)揮,故乘以經(jīng)驗(yàn)系數(shù)數(shù)? ?。
?l四個(gè)土釘墻四個(gè)土釘墻工程破裂面工程破裂面的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù),并與按對(duì)數(shù)并與按對(duì)數(shù)螺旋線破裂螺旋線破裂面假定的計(jì)面假定的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行算結(jié)果進(jìn)行了比較l針對(duì)土釘墻的極限平衡分析提出了考慮針對(duì)土釘墻的極限平衡分析提出了考慮土釘拉力的修正條分法,該法同時(shí)考慮土釘拉力的修正條分法,該法同時(shí)考慮滑動(dòng)土條的徑向平衡條件和切向平衡條滑動(dòng)土條的徑向平衡條件和切向平衡條件,在抗滑力矩中計(jì)入土釘?shù)睦颓屑?,在抗滑力矩中?jì)入土釘?shù)睦颓辛?,得到安全系?shù)的表達(dá)式力,得到安全系數(shù)的表達(dá)式 抗傾覆、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性抗傾覆、抗滑動(dòng)穩(wěn)定性 l驗(yàn)驗(yàn)算算圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)抗抗傾傾覆覆穩(wěn)穩(wěn)定定性性的的前前提提是是需需要要確確知知圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)點(diǎn)點(diǎn)位位置置,,在在工工程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)為為了了簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化的的目目的的通通常常假假定定圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)繞繞其其前前趾趾轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng),,得得到到相應(yīng)的計(jì)算公式相應(yīng)的計(jì)算公式l這對(duì)于土層地質(zhì)條件比較好的情況下基本上是這對(duì)于土層地質(zhì)條件比較好的情況下基本上是合理的、適用的,但對(duì)于相反的情況(如在軟合理的、適用的,但對(duì)于相反的情況(如在軟弱土地質(zhì)條件下)有可能會(huì)得出:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的弱土地質(zhì)條件下)有可能會(huì)得出:圍護(hù)結(jié)構(gòu)的插入比(插入比(D/H))越大、計(jì)算得到的安全系數(shù)越越大、計(jì)算得到的安全系數(shù)越低的結(jié)論,顯然這是不符合常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)判斷,低的結(jié)論,顯然這是不符合常規(guī)的經(jīng)驗(yàn)判斷,其問(wèn)題實(shí)質(zhì)就在于轉(zhuǎn)點(diǎn)位置選擇的正確與否。
其問(wèn)題實(shí)質(zhì)就在于轉(zhuǎn)點(diǎn)位置選擇的正確與否 l擋墻傾覆失穩(wěn)可能有三種情況第一種擋墻傾覆失穩(wěn)可能有三種情況第一種是繞前趾轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)?shù)鼗軋?jiān)硬且具有足是繞前趾轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)?shù)鼗軋?jiān)硬且具有足夠的抗滑力時(shí)可能出現(xiàn)這種情況;第二夠的抗滑力時(shí)可能出現(xiàn)這種情況;第二種是繞后踵轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)?shù)鼗苘浨揖哂懈叻N是繞后踵轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)?shù)鼗苘浨揖哂懈邏嚎s性時(shí)可能出現(xiàn)這種情況;第三種情壓縮性時(shí)可能出現(xiàn)這種情況;第三種情況是繞墻底某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),而且轉(zhuǎn)動(dòng)中心況是繞墻底某一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),而且轉(zhuǎn)動(dòng)中心可能逐漸朝墻背方向移動(dòng),最終造成傾可能逐漸朝墻背方向移動(dòng),最終造成傾覆破壞?l根據(jù)對(duì)上述第三種情況的分析,通過(guò)墻底中部的根據(jù)對(duì)上述第三種情況的分析,通過(guò)墻底中部的轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)作一垂線將擋墻分為兩個(gè)部分,如圖所示,轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)作一垂線將擋墻分為兩個(gè)部分,如圖所示,左邊的部分形成傾覆力矩,右邊的部分形成穩(wěn)定左邊的部分形成傾覆力矩,右邊的部分形成穩(wěn)定力矩,同時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)左邊擋墻底部的下壓,在力矩,同時(shí)由于轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)左邊擋墻底部的下壓,在擋墻底面必然作用著形成穩(wěn)定力矩的反力,反力擋墻底面必然作用著形成穩(wěn)定力矩的反力,反力的最大值是地基的極限承載力的最大值是地基的極限承載力。
l式式中中??W1、、W2—分分別別為為轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)中中心心點(diǎn)點(diǎn)垂垂線線兩邊的擋墻重兩邊的擋墻重,?W1+W2=W0,,kN;;l?????l1、、l2—分分別別為為W1和和W2對(duì)對(duì)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)中中心心的的力臂力臂,??l1+l2=B,,m;;l???????????B0—轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)中中心心至至墻墻前前趾趾的的距距離離,,m;;l???????????pu—?由由抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度指指標(biāo)標(biāo)計(jì)計(jì)算算的的地地基基極極限承載力,限承載力,kPa抗水平滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算抗水平滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算 l式式中中f 為為圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)底底部部的的摩摩阻阻力力,,由由于于摩摩擦擦系系數(shù)數(shù)的的取取值值與與圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的材材料料及及土土的的工工程程性性質(zhì)質(zhì)直直接接有有關(guān)關(guān),,因因此此設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)人人員員應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)結(jié)合工程實(shí)際選取合理的值結(jié)合工程實(shí)際選取合理的值l《《深深圳圳地地區(qū)區(qū)建建筑筑深深基基坑坑支支護(hù)護(hù)技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》和和《《武武漢漢地地區(qū)區(qū)深深基基坑坑工工程程技技術(shù)術(shù)指指南南》》給給出了如下幾種土類的摩擦系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值:出了如下幾種土類的摩擦系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值:l淤泥質(zhì)土:淤泥質(zhì)土:? ??=?0.20~0.25l粘性土:粘性土:??? ??=?0.25~0.40l砂砂??土:土:??? ??=?0.40~0.50l巖巖??石:石:??? ??=?0.50~0.70土釘墻的淺層破壞土釘墻的淺層破壞 l在土釘墻不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件下,尚需驗(yàn)算土在土釘墻不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件下,尚需驗(yàn)算土釘墻向坑內(nèi)的傾覆破壞,即淺層破壞。
提出了土釘墻向坑內(nèi)的傾覆破壞,即淺層破壞提出了土釘墻內(nèi)部失穩(wěn)極限平衡分析方法,認(rèn)為支護(hù)面層釘墻內(nèi)部失穩(wěn)極限平衡分析方法,認(rèn)為支護(hù)面層上部位移大,土釘墻發(fā)生近似繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)的位移上部位移大,土釘墻發(fā)生近似繞墻趾轉(zhuǎn)動(dòng)的位移當(dāng)達(dá)到臨界開挖深度時(shí),土體強(qiáng)度已全部發(fā)揮出當(dāng)達(dá)到臨界開挖深度時(shí),土體強(qiáng)度已全部發(fā)揮出來(lái),很大部分荷載由土來(lái),很大部分荷載由土-土釘界面轉(zhuǎn)移至土釘體土釘界面轉(zhuǎn)移至土釘體上,若此時(shí)土釘破壞或被拔出,土釘墻主動(dòng)區(qū)將上,若此時(shí)土釘破壞或被拔出,土釘墻主動(dòng)區(qū)將繞墻趾向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)而失穩(wěn),屬淺層破壞繞墻趾向內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)而失穩(wěn),屬淺層破壞?抗隆起穩(wěn)定性抗隆起穩(wěn)定性l抗隆起穩(wěn)定性的驗(yàn)算是基坑設(shè)計(jì)的一個(gè)抗隆起穩(wěn)定性的驗(yàn)算是基坑設(shè)計(jì)的一個(gè)主要內(nèi)容,如果坑底發(fā)生過(guò)大的隆起,主要內(nèi)容,如果坑底發(fā)生過(guò)大的隆起,將會(huì)導(dǎo)致墻后地面下沉,影響環(huán)境安全將會(huì)導(dǎo)致墻后地面下沉,影響環(huán)境安全但抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算的方法很多,基本但抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算的方法很多,基本假定和思路不完全一樣,計(jì)算的結(jié)果也假定和思路不完全一樣,計(jì)算的結(jié)果也就相差比較大一般常用的方法,如地就相差比較大一般常用的方法,如地基承載力驗(yàn)算、踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算、剪力基承載力驗(yàn)算、踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算、剪力平衡驗(yàn)算等。
平衡驗(yàn)算等地基承載力驗(yàn)算地基承載力驗(yàn)算 踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算(即土壓力平衡驗(yàn)算)(即土壓力平衡驗(yàn)算) l踢腳穩(wěn)定性是一種形象的名稱,描述圍踢腳穩(wěn)定性是一種形象的名稱,描述圍護(hù)結(jié)構(gòu)繞最下一道支撐轉(zhuǎn)動(dòng),墻頂向墻護(hù)結(jié)構(gòu)繞最下一道支撐轉(zhuǎn)動(dòng),墻頂向墻后方傾倒,墻的下端向坑內(nèi)朝上翻起,后方傾倒,墻的下端向坑內(nèi)朝上翻起,使坑底隆起的破壞,如圖所示有些地使坑底隆起的破壞,如圖所示有些地方稱為抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算,其實(shí)這個(gè)名稱方稱為抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算,其實(shí)這個(gè)名稱并不合適,與約定俗成的叫法矛盾,一并不合適,與約定俗成的叫法矛盾,一般將擋墻向坑內(nèi)移動(dòng)稱為前傾,向坑外般將擋墻向坑內(nèi)移動(dòng)稱為前傾,向坑外移動(dòng)稱為后仰從驗(yàn)算的實(shí)質(zhì)來(lái)看,稱移動(dòng)稱為后仰從驗(yàn)算的實(shí)質(zhì)來(lái)看,稱為抗隆起的土壓力平衡驗(yàn)算比較合適為抗隆起的土壓力平衡驗(yàn)算比較合適 l該該法法要要求求驗(yàn)驗(yàn)算算最最下下道道支支撐撐面面以以下下主主、、被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力繞繞點(diǎn)點(diǎn)即即最最下下道道支支撐撐的的力力矩矩平平衡衡問(wèn)題,安全系數(shù)定義為:?jiǎn)栴},安全系數(shù)定義為:剪力平衡驗(yàn)算剪力平衡驗(yàn)算l假假定定在在土土體體1-2-3-4區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi)的的自自重重及及超超載載作作用用下下,,其其下下的的軟軟土土地地基基將將沿沿圓圓柱柱面面4-5-6發(fā)發(fā)生生剪剪切切破破壞壞而而產(chǎn)產(chǎn)生生滑滑動(dòng)動(dòng),,此此時(shí)時(shí)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩為:動(dòng)力矩為:l滑動(dòng)力矩:滑動(dòng)力矩:l而而抗抗滑滑力力矩矩則則以以滑滑動(dòng)動(dòng)面面3-4-5-6上上地地基基土土的剪切強(qiáng)度對(duì)的剪切強(qiáng)度對(duì)0 ? ?點(diǎn)取矩,為:點(diǎn)取矩,為:安全系數(shù)為:安全系數(shù)為:l原則上原則上?值宜根據(jù)場(chǎng)地條件通過(guò)采用合理值宜根據(jù)場(chǎng)地條件通過(guò)采用合理的土工試驗(yàn)進(jìn)行確定,但是,由于滑動(dòng)面的土工試驗(yàn)進(jìn)行確定,但是,由于滑動(dòng)面上各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及排水條件等各不相同上各點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)及排水條件等各不相同且加之試驗(yàn)條件、經(jīng)費(fèi)等的局限,完全依且加之試驗(yàn)條件、經(jīng)費(fèi)等的局限,完全依賴試驗(yàn)在多數(shù)情況下是不現(xiàn)實(shí)的,因此,賴試驗(yàn)在多數(shù)情況下是不現(xiàn)實(shí)的,因此,實(shí)用上設(shè)計(jì)人員又不得不尋求簡(jiǎn)化方法。
實(shí)用上設(shè)計(jì)人員又不得不尋求簡(jiǎn)化方法在關(guān)于在關(guān)于?的取值方法大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段:的取值方法大致經(jīng)歷了兩個(gè)階段:?l起初,對(duì)于均質(zhì)土假定滑動(dòng)面上各點(diǎn)的起初,對(duì)于均質(zhì)土假定滑動(dòng)面上各點(diǎn)的?相等:相等:l把把?? ?定義為:地基土的不排水剪切強(qiáng)度或定義為:地基土的不排水剪切強(qiáng)度或在飽和軟土中取在飽和軟土中取? ? ==c c?l顯然,若按照地基土的不排水剪切強(qiáng)度顯然,若按照地基土的不排水剪切強(qiáng)度或在飽和軟土中取或在飽和軟土中取? ? ==c c進(jìn)行驗(yàn)算,在軟進(jìn)行驗(yàn)算,在軟弱土地區(qū)很難達(dá)到驗(yàn)算要求,而這樣的弱土地區(qū)很難達(dá)到驗(yàn)算要求,而這樣的驗(yàn)算結(jié)果往往也不符合實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)判斷驗(yàn)算結(jié)果往往也不符合實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)判斷 l因此,在因此,在80年代初,根據(jù)上海軟土的實(shí)年代初,根據(jù)上海軟土的實(shí)際工程性質(zhì),提出滑動(dòng)面上土體的剪切際工程性質(zhì),提出滑動(dòng)面上土體的剪切強(qiáng)度應(yīng)按強(qiáng)度應(yīng)按? ?==? ?tantan? ?++c c計(jì)算,其中法向應(yīng)計(jì)算,其中法向應(yīng)力的選用原則為:在力的選用原則為:在3-4面上近似取面上近似取? ? ==? ?zkzka a,,k ka a為主動(dòng)土壓力系數(shù);在為主動(dòng)土壓力系數(shù);在4-5面上面上法向應(yīng)力法向應(yīng)力? ?由兩部分組成,即土體自重在由兩部分組成,即土體自重在滑動(dòng)面法向上的分力加上該處主動(dòng)土壓滑動(dòng)面法向上的分力加上該處主動(dòng)土壓力在滑動(dòng)面法向上的分力;在力在滑動(dòng)面法向上的分力;在5-6面上法面上法向應(yīng)力向應(yīng)力? ?的計(jì)算原則與的計(jì)算原則與4-5面相同。
面相同 l由此可得抗滑動(dòng)力矩為:由此可得抗滑動(dòng)力矩為:l上海市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》將上述地上海市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》將上述地基承載力驗(yàn)算和剪力平衡驗(yàn)算兩種方法并列基承載力驗(yàn)算和剪力平衡驗(yàn)算兩種方法并列為抗隆起驗(yàn)算的必要內(nèi)容,而將土壓力平衡為抗隆起驗(yàn)算的必要內(nèi)容,而將土壓力平衡驗(yàn)算方法作為抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算的內(nèi)容,小圓驗(yàn)算方法作為抗傾覆穩(wěn)定驗(yàn)算的內(nèi)容,小圓弧的中心設(shè)在第一道支撐處弧的中心設(shè)在第一道支撐處l《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》只采用地基承載力驗(yàn)算方法計(jì)算抗隆起只采用地基承載力驗(yàn)算方法計(jì)算抗隆起穩(wěn)定性,其驗(yàn)算公式采用穩(wěn)定性,其驗(yàn)算公式采用CaguotCaguot公式,公式,適用于砂土,對(duì)于粘性土可采用等效內(nèi)適用于砂土,對(duì)于粘性土可采用等效內(nèi)摩擦角的辦法處理摩擦角的辦法處理l《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》將地基承載《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》將地基承載力驗(yàn)算和剪力平衡驗(yàn)算兩種方法并列為力驗(yàn)算和剪力平衡驗(yàn)算兩種方法并列為抗隆起驗(yàn)算的必要內(nèi)容,但小圓弧的中抗隆起驗(yàn)算的必要內(nèi)容,但小圓弧的中心在基坑底面后兩本標(biāo)準(zhǔn)都沒有驗(yàn)算心在基坑底面后兩本標(biāo)準(zhǔn)都沒有驗(yàn)算抗踢腳穩(wěn)定性的要求。
抗踢腳穩(wěn)定性的要求抗?jié)B透破壞穩(wěn)定性抗?jié)B透破壞穩(wěn)定性l滲透破壞主要表現(xiàn)為管涌、流土(俗稱流砂)和滲透破壞主要表現(xiàn)為管涌、流土(俗稱流砂)和突涌這三種滲透破壞的機(jī)理是不同的,但在一突涌這三種滲透破壞的機(jī)理是不同的,但在一些書籍中,將流土的驗(yàn)算叫作管涌驗(yàn)算,混淆了些書籍中,將流土的驗(yàn)算叫作管涌驗(yàn)算,混淆了概念l管涌是指在滲透水流作用下,土中細(xì)粒在粗粒所管涌是指在滲透水流作用下,土中細(xì)粒在粗粒所形成的孔隙通道中被移動(dòng),流失,土的孔隙不斷形成的孔隙通道中被移動(dòng),流失,土的孔隙不斷擴(kuò)大,滲流量也隨之加大,最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成擴(kuò)大,滲流量也隨之加大,最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流通道,土體發(fā)生破壞的現(xiàn)象而流土貫通的滲流通道,土體發(fā)生破壞的現(xiàn)象而流土則是指在向上的滲流水流作用下,表層局部范圍則是指在向上的滲流水流作用下,表層局部范圍的土體和土顆粒同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象的土體和土顆粒同時(shí)發(fā)生懸浮、移動(dòng)的現(xiàn)象l流土發(fā)生的條件流土發(fā)生的條件:l管管涌涌是是一一個(gè)個(gè)漸漸進(jìn)進(jìn)破破壞壞的的過(guò)過(guò)程程,,可可以以發(fā)發(fā)生生在在任任何何方方向向滲滲流流的的逸逸出出處處,,這這時(shí)時(shí)常常見見混混水水流流出出,,或或水水中中帶帶出出細(xì)細(xì)粒粒;;也也可可以以發(fā)發(fā)生生在在土土體體內(nèi)內(nèi)部部。
在在一一定定級(jí)級(jí)配配的的((特特別別是是級(jí)級(jí)配配不不連連續(xù)續(xù)的的))砂砂土土中中常常有有發(fā)發(fā)生生,,其其水水力力坡坡降降i=0.1~~0.4,,對(duì)對(duì)于于不不均均勻勻系系數(shù)數(shù)Cu? ?10的均勻砂土,更多的是發(fā)生流土的均勻砂土,更多的是發(fā)生流土l管涌和流土是兩個(gè)不同的概念,發(fā)生的管涌和流土是兩個(gè)不同的概念,發(fā)生的土質(zhì)條件和水力條件不同,破壞的現(xiàn)象土質(zhì)條件和水力條件不同,破壞的現(xiàn)象也不相同有些規(guī)范中規(guī)定驗(yàn)算的條件也不相同有些規(guī)范中規(guī)定驗(yàn)算的條件實(shí)際上是驗(yàn)算流土是否發(fā)生的水力條件,實(shí)際上是驗(yàn)算流土是否發(fā)生的水力條件,而不是管涌發(fā)生的條件在基坑工程中,而不是管涌發(fā)生的條件在基坑工程中,有時(shí)也會(huì)發(fā)生管涌,主要取決于土質(zhì)條有時(shí)也會(huì)發(fā)生管涌,主要取決于土質(zhì)條件,只要級(jí)配條件滿足,在水力坡降較件,只要級(jí)配條件滿足,在水力坡降較小的條件下也會(huì)產(chǎn)生管涌小的條件下也會(huì)產(chǎn)生管涌 抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算l要避免基坑發(fā)生流土破壞,需要在滲流要避免基坑發(fā)生流土破壞,需要在滲流出口處保證滿足下式出口處保證滿足下式?l計(jì)計(jì)算算水水力力坡坡降降時(shí)時(shí),,滲滲流流路路徑徑可可近近似似地地取取最最短短的的路路徑徑即即緊緊貼貼圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)位位置置的的路路線線以求得最大水力坡降值。
以求得最大水力坡降值l抗流土安全系數(shù)抗流土安全系數(shù)l抗?jié)B流穩(wěn)定安全系數(shù)抗?jié)B流穩(wěn)定安全系數(shù)K的取值帶有很大的地的取值帶有很大的地區(qū)經(jīng)驗(yàn)性,如《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)區(qū)經(jīng)驗(yàn)性,如《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,對(duì)于一、二、三級(jí)支護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定,對(duì)于一、二、三級(jí)支護(hù)工程,分別取工程,分別取3.00、、2.75、、2.50;上海市標(biāo);上海市標(biāo)準(zhǔn)《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定,當(dāng)墻底土準(zhǔn)《基坑工程設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)定,當(dāng)墻底土為砂土、砂質(zhì)粉土或有明顯的砂性土夾層為砂土、砂質(zhì)粉土或有明顯的砂性土夾層時(shí)取時(shí)取3.0?,其它土層取,其它土層取2.0 圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算l計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力主要是為了確定結(jié)構(gòu)截面尺計(jì)算圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力主要是為了確定結(jié)構(gòu)截面尺寸和配筋寸和配筋l圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計(jì)算是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,墻體的內(nèi)力與支錨條件密切相關(guān),也是與土體墻體的內(nèi)力與支錨條件密切相關(guān),也是與土體相互作用的結(jié)果,現(xiàn)行的計(jì)算方法都作了各種相互作用的結(jié)果,現(xiàn)行的計(jì)算方法都作了各種簡(jiǎn)化,是近似的解答;簡(jiǎn)化,是近似的解答;l工程技術(shù)人員主要依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的概念,采用工程技術(shù)人員主要依據(jù)結(jié)構(gòu)力學(xué)的概念,采用結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法處理問(wèn)題,雖然不太嚴(yán)格,但結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法處理問(wèn)題,雖然不太嚴(yán)格,但由于具備基本的合理性和適于手工運(yùn)算的特點(diǎn)由于具備基本的合理性和適于手工運(yùn)算的特點(diǎn)現(xiàn)在仍被廣泛使用。
現(xiàn)在仍被廣泛使用 重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu) l重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的截面尺寸通過(guò)穩(wěn)定性重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的截面尺寸通過(guò)穩(wěn)定性驗(yàn)算確定后,尚需對(duì)結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算確定后,尚需對(duì)結(jié)構(gòu)體的強(qiáng)度進(jìn)行校驗(yàn) 板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)l板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)又稱為板墻式或板樁式圍護(hù)板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)又稱為板墻式或板樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu),包括分離式排樁、密排式排樁、板結(jié)構(gòu),包括分離式排樁、密排式排樁、板樁和地下連續(xù)墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式,這些樁和地下連續(xù)墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)的型式,這些圍護(hù)結(jié)構(gòu)在計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)其假定和方法圍護(hù)結(jié)構(gòu)在計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力時(shí)其假定和方法基本上是相同或相似的,可以作為一類問(wèn)基本上是相同或相似的,可以作為一類問(wèn)題進(jìn)行討論內(nèi)容包括懸臂式、撐錨式兩題進(jìn)行討論內(nèi)容包括懸臂式、撐錨式兩大類,從計(jì)算方法分可分為極限平衡法、大類,從計(jì)算方法分可分為極限平衡法、有限元法兩種,在有限元法中又可分為桿有限元法兩種,在有限元法中又可分為桿件系統(tǒng)有限元法和連續(xù)介質(zhì)有限元法件系統(tǒng)有限元法和連續(xù)介質(zhì)有限元法?l極限平衡法假定作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)前后墻上極限平衡法假定作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)前后墻上的土壓力分布達(dá)到被動(dòng)土壓力和主動(dòng)土壓的土壓力分布達(dá)到被動(dòng)土壓力和主動(dòng)土壓力,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行力學(xué)簡(jiǎn)化,將超靜力,在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行力學(xué)簡(jiǎn)化,將超靜定問(wèn)題作為靜定問(wèn)題求解。
等值梁法和靜定問(wèn)題作為靜定問(wèn)題求解等值梁法和靜力平衡法等都屬于這一類力平衡法等都屬于這一類l極限平衡法在力學(xué)上的缺陷比較明顯,沒極限平衡法在力學(xué)上的缺陷比較明顯,沒有反映施工過(guò)程中墻體受力的連續(xù)性,只有反映施工過(guò)程中墻體受力的連續(xù)性,只是一種近似,支撐層數(shù)越多、土層越軟、是一種近似,支撐層數(shù)越多、土層越軟、墻體剛度越大,則計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的差別墻體剛度越大,則計(jì)算結(jié)果與實(shí)際的差別越大使用極限平衡法時(shí),需要結(jié)合工程越大使用極限平衡法時(shí),需要結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)土壓力和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正經(jīng)驗(yàn)對(duì)土壓力和計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正 無(wú)撐無(wú)撐( (錨錨) )板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)( (懸臂式懸臂式) ) l懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的一種板式圍護(hù)懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)是最簡(jiǎn)單的一種板式圍護(hù)結(jié)構(gòu),其受力特點(diǎn)主要依靠土的嵌固作用結(jié)構(gòu),其受力特點(diǎn)主要依靠土的嵌固作用保持圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平衡,由于在土體中插入保持圍護(hù)結(jié)構(gòu)的平衡,由于在土體中插入深度不同,圍護(hù)結(jié)構(gòu)在土中部分的變形性深度不同,圍護(hù)結(jié)構(gòu)在土中部分的變形性質(zhì)也不一樣,從而得出不同的土壓力分布質(zhì)也不一樣,從而得出不同的土壓力分布圖式,求得的結(jié)果也不相同圖式,求得的結(jié)果也不相同 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的受力情況l1.如如嵌嵌固固條條件件足足夠夠,,圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的下下端端可可以以保保持持不不移移動(dòng)動(dòng),,在在墻墻的的兩兩側(cè)側(cè)的的土土壓壓力力的的分分布布如如圖圖b所所示示,,相相互互抵抵消消以以后后凈凈土土壓壓力力分分布見圖布見圖c;;l2.2.從圍護(hù)結(jié)構(gòu)端部的變形和墻的受力平從圍護(hù)結(jié)構(gòu)端部的變形和墻的受力平衡來(lái)看,墻的端部必然產(chǎn)生向坑外的土衡來(lái)看,墻的端部必然產(chǎn)生向坑外的土壓力,其值等于坑外在端部深度處的被壓力,其值等于坑外在端部深度處的被動(dòng)土壓力和坑內(nèi)該點(diǎn)主動(dòng)土壓力之差動(dòng)土壓力和坑內(nèi)該點(diǎn)主動(dòng)土壓力之差。
依據(jù)作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上水平力平衡和各依據(jù)作用在圍護(hù)結(jié)構(gòu)上水平力平衡和各水平力對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)底端力矩平衡的條件水平力對(duì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)底端力矩平衡的條件建立聯(lián)立方程,可以求解插入深度建立聯(lián)立方程,可以求解插入深度l插插入入深深度度D確確定定后后,,自自上上而而下下通通過(guò)過(guò)計(jì)計(jì)算算尋尋找找到到剪剪力力零零點(diǎn)點(diǎn)位位置置((此此處處彎彎矩矩為為最最大大)),,從從而而可可以以計(jì)計(jì)算算出出圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的最最大大彎彎矩矩在在強(qiáng)強(qiáng)度度驗(yàn)驗(yàn)算算時(shí)時(shí),,還還要要考考慮慮到到懸懸臂臂式式圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)變變形形控控制制的的要要求求,,安安全全系系數(shù)數(shù)K一一般般取取2.0,即,即有撐(錨)式圍護(hù)結(jié)構(gòu)有撐(錨)式圍護(hù)結(jié)構(gòu) l以單撐(錨)支護(hù)結(jié)構(gòu)為例,如下圖所以單撐(錨)支護(hù)結(jié)構(gòu)為例,如下圖所示,應(yīng)用等值梁計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時(shí),示,應(yīng)用等值梁計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力時(shí),需要得知正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置,由于需要得知正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置,由于該轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置與開挖面下的土壓力強(qiáng)度該轉(zhuǎn)折點(diǎn)位置與開挖面下的土壓力強(qiáng)度零點(diǎn)很接近,故實(shí)用上就取開挖面下的零點(diǎn)很接近,故實(shí)用上就取開挖面下的土壓力合力強(qiáng)度零點(diǎn)土壓力合力強(qiáng)度零點(diǎn)C來(lái)代替正負(fù)彎矩的來(lái)代替正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
轉(zhuǎn)折點(diǎn) l l等值梁法的原理可由下圖進(jìn)行說(shuō)明,圖等值梁法的原理可由下圖進(jìn)行說(shuō)明,圖((a))中的中的ad代表一個(gè)一端自由、一端固代表一個(gè)一端自由、一端固定的荷重梁,圖(定的荷重梁,圖(b))表示該梁的彎矩圖,表示該梁的彎矩圖,在正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處以在正負(fù)彎矩的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處以c點(diǎn)表示,,若點(diǎn)表示,,若將該梁在將該梁在c點(diǎn)截?cái)嗖⒃O(shè)置一個(gè)自由支點(diǎn),點(diǎn)截?cái)嗖⒃O(shè)置一個(gè)自由支點(diǎn),如圖如圖((c))所示,所示,ac梁上的彎矩將保持不梁上的彎矩將保持不變,此時(shí),變,此時(shí),ac梁即為梁即為ad梁的等值梁梁的等值梁abcl1.?計(jì)計(jì)算算圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)兩兩側(cè)側(cè)主主動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力和和被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力疊疊加加以以后后的的凈凈土土壓壓力力分分布布,,求求出出土壓力零點(diǎn)土壓力零點(diǎn)C;;l2.?計(jì)算計(jì)算C點(diǎn)以上土壓力的合力點(diǎn)以上土壓力的合力Ea;;l3.3.計(jì)算計(jì)算C點(diǎn)以上土壓力合力對(duì)點(diǎn)以上土壓力合力對(duì)C點(diǎn)的力矩點(diǎn)的力矩Ma,,根據(jù)靜定梁的解就可以很容易的計(jì)根據(jù)靜定梁的解就可以很容易的計(jì)算出反力算出反力RA和和R0;;l4.4.計(jì)算支撐或錨桿的反力計(jì)算支撐或錨桿的反力R RA Al l5.5.計(jì)算計(jì)算C點(diǎn)的反力點(diǎn)的反力R 0?l6.?墻墻在在土土壓壓力力零零點(diǎn)點(diǎn)以以下下的的插插入入深深度度t0根根據(jù)據(jù)坑坑內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)t0區(qū)區(qū)間間上上凈凈被被動(dòng)動(dòng)土土壓壓力力和和R0對(duì)對(duì)圍圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)底端結(jié)構(gòu)底端D點(diǎn)的力矩相等的原則進(jìn)行確定點(diǎn)的力矩相等的原則進(jìn)行確定內(nèi)支撐內(nèi)力計(jì)算內(nèi)支撐內(nèi)力計(jì)算l1))支支撐撐軸軸向向力力按按圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)沿沿長(zhǎng)長(zhǎng)度度方方向向分分布布的的水水平平反反力力乘乘以以支支撐撐中中心心距距;;當(dāng)當(dāng)圍圍檁檁與與支支撐撐斜斜交交時(shí)時(shí),,水水平平反反力力取取支支撐撐長(zhǎng)長(zhǎng)度度方方向的投影;向的投影;l2))在在垂垂直直荷荷載載作作用用下下,,支支撐撐的的內(nèi)內(nèi)力力和和變變形形可可近近似似按按單單跨跨或或多多跨跨梁梁分分析析,,其其計(jì)計(jì)算算跨度取相鄰立柱中心距;跨度取相鄰立柱中心距;l3))立立柱柱的的軸軸向向力力可可取取縱縱橫橫向向支支撐撐的的支支座座反反力力之和;之和;l4))混混凝凝土土圍圍檁檁在在水水平平力力作作用用下下的的內(nèi)內(nèi)力力和和變變形形按按多多跨跨連連續(xù)續(xù)梁梁計(jì)計(jì)算算,,計(jì)計(jì)算算跨跨度度取取相相鄰鄰支支撐撐點(diǎn)點(diǎn)的中心距;的中心距;l5))鋼鋼圍圍檁檁的的內(nèi)內(nèi)力力和和變變形形宜宜按按簡(jiǎn)簡(jiǎn)支支梁梁計(jì)計(jì)算算,,計(jì)計(jì)算跨度取相鄰水平支撐的中心距;算跨度取相鄰水平支撐的中心距;l6 6))當(dāng)當(dāng)水水平平支支撐撐與與圍圍檁檁斜斜交交時(shí)時(shí),,尚尚應(yīng)應(yīng)考考慮慮水水平平力在圍檁長(zhǎng)度方向產(chǎn)生的軸向力作用。
力在圍檁長(zhǎng)度方向產(chǎn)生的軸向力作用 l對(duì)對(duì)于于較較為為復(fù)復(fù)雜雜的的平平面面支支撐撐體體系系,,宜宜按按空空間間桿桿系系模模型型計(jì)計(jì)算算通通常常將將支支撐撐結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)視視為為平平面面框框架架,,從從支支護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)體體系系中中截截離離出出來(lái)來(lái),,在在截截離離處處加加上上相相應(yīng)應(yīng)的的圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力力,,以以及及作作用用在在支支撐撐上上的的其其它它荷荷載載,,用用空空間間桿桿系系模模型型進(jìn)進(jìn)行行分分析析為為了了簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化計(jì)計(jì)算算,,加加在在截截離離處處的的內(nèi)內(nèi)力力只只考考慮慮由由圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)靜靜力力計(jì)計(jì)算算確確定定的的沿沿圍圍檁檁長(zhǎng)長(zhǎng)度度方方向向正正交交分分布布的的水水平平力力,,對(duì)對(duì)于于其其它它的的內(nèi)內(nèi)力力或或變變形形則則通通過(guò)過(guò)設(shè)設(shè)置置約約束束來(lái)來(lái)代代替替計(jì)計(jì)算算模模型型的的邊邊界界可可按按下下列原則確定:列原則確定:l1))??在在水水平平支支撐撐與與圍圍檁檁或或立立柱柱交交點(diǎn)點(diǎn)處處,,以以及及圍圍檁檁的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角處處分分別別設(shè)設(shè)置置豎豎向向鉸鉸支支座座或彈簧;或彈簧;l2))??基基坑坑四四周周與與圍圍檁檁長(zhǎng)長(zhǎng)度度方方向向正正交交的的水水平平荷荷載載不不是是均均勻勻分分布布或或支支撐撐結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)布布置置不不對(duì)對(duì)稱稱時(shí)時(shí),,可可在在適適當(dāng)當(dāng)位位置置上上設(shè)設(shè)置置防防止止模模型型整體平移或轉(zhuǎn)動(dòng)的水平約束。
整體平移或轉(zhuǎn)動(dòng)的水平約束基坑變形估算基坑變形估算l對(duì)環(huán)境的影響主要是基坑的變形,圍護(hù)對(duì)環(huán)境的影響主要是基坑的變形,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移和坑底的隆起變形過(guò)大,結(jié)構(gòu)的水平位移和坑底的隆起變形過(guò)大,會(huì)引發(fā)墻后地面的下陷、相鄰建筑物和會(huì)引發(fā)墻后地面的下陷、相鄰建筑物和地下管線的變形或開裂因此必須估算地下管線的變形或開裂因此必須估算基坑的變形,將變形控制在允許的范圍基坑的變形,將變形控制在允許的范圍內(nèi)但圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算比承載能力內(nèi)但圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形計(jì)算比承載能力計(jì)算更為復(fù)雜,通常需要作許多簡(jiǎn)化假計(jì)算更為復(fù)雜,通常需要作許多簡(jiǎn)化假定才能求得變形值定才能求得變形值重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移計(jì)算重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移計(jì)算 l由水泥土攪拌樁、旋噴樁等構(gòu)成的重力式由水泥土攪拌樁、旋噴樁等構(gòu)成的重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu),由于其自身剛度較大,因此可圍護(hù)結(jié)構(gòu),由于其自身剛度較大,因此可按剛性體分析變位規(guī)律按剛性體分析變位規(guī)律l公公式式適適用用于于插插入入深深度度D D=(0.8=(0.8~~1.2)1.2)H H,,圍圍護(hù)結(jié)構(gòu)寬度護(hù)結(jié)構(gòu)寬度B B=(0.6=(0.6~~1.0)1.0)H H的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)l l式式中中??? ?—圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)頂頂部部水水平平位位移移估估算算值值,,cm?;;l??????L —?基坑的最大邊長(zhǎng),基坑的最大邊長(zhǎng),m?;;l??????H —?基坑開挖深度,基坑開挖深度,m?;;l??????D —圍護(hù)結(jié)構(gòu)的插入深度,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的插入深度,m?;;l??????B —圍護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度,圍護(hù)結(jié)構(gòu)的寬度,m?;;l??????? ?—施施工工質(zhì)質(zhì)量量系系數(shù)數(shù),,根根據(jù)據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)取取0.8~~1.5,質(zhì)量越好,取值越小。
質(zhì)量越好,取值越小懸臂支護(hù)樁樁頂位移計(jì)算懸臂支護(hù)樁樁頂位移計(jì)算 l懸臂支護(hù)樁樁頂位移的計(jì)算比重力式攪拌懸臂支護(hù)樁樁頂位移的計(jì)算比重力式攪拌樁復(fù)雜,由于懸臂支護(hù)樁是柔性樁,在外樁復(fù)雜,由于懸臂支護(hù)樁是柔性樁,在外力作用下樁身產(chǎn)生變形,樁和土體之間的力作用下樁身產(chǎn)生變形,樁和土體之間的接觸應(yīng)力隨樁身的變形而變化接觸應(yīng)力隨樁身的變形而變化?l將坑底以上部分的樁身看作一根在坑底處將坑底以上部分的樁身看作一根在坑底處嵌固的懸臂梁,在坑外水土壓力作用下產(chǎn)嵌固的懸臂梁,在坑外水土壓力作用下產(chǎn)生撓曲,其值可以求得;插入坑底以下部生撓曲,其值可以求得;插入坑底以下部分的樁身可以用承受水平荷載樁的分的樁身可以用承受水平荷載樁的m法計(jì)法計(jì)算地表沉陷量計(jì)算l((a a))所示的沉陷發(fā)生在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的端部產(chǎn)生向所示的沉陷發(fā)生在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的端部產(chǎn)生向基坑內(nèi)的移動(dòng),由此引起的地面沉陷比較大,基坑內(nèi)的移動(dòng),由此引起的地面沉陷比較大,但最大值的位置靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu),主要的變形區(qū)但最大值的位置靠近圍護(hù)結(jié)構(gòu),主要的變形區(qū)分布在基坑附近,對(duì)于這種情況的地表沉降可分布在基坑附近,對(duì)于這種情況的地表沉降可采用下式計(jì)算采用下式計(jì)算l式中式中?? ?為地表沉降量與基坑開挖深度的比值為地表沉降量與基坑開挖深度的比值((%),具體數(shù)值可從圖中查得;),具體數(shù)值可從圖中查得;?? ?為考慮圍護(hù)為考慮圍護(hù)結(jié)構(gòu)剛度及施工工藝的修正系數(shù),地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)剛度及施工工藝的修正系數(shù),地下連續(xù)墻? ??=0.3,柱列式圍護(hù)結(jié)構(gòu),柱列式圍護(hù)結(jié)構(gòu)?? ??=0.7,板樁墻,板樁墻?? ??=1.0;;為基坑開挖深度為基坑開挖深度(m)。
從圖可以求得沉陷分布的從圖可以求得沉陷分布的范圍和沉陷量范圍和沉陷量l((b b))所示的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的端部基本沒有產(chǎn)生位所示的圍護(hù)結(jié)構(gòu)的端部基本沒有產(chǎn)生位移,理論上,地表土體沉陷與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向移,理論上,地表土體沉陷與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向水平變形及坑底隆起有直接聯(lián)系,由于圍護(hù)結(jié)水平變形及坑底隆起有直接聯(lián)系,由于圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形和坑底可能的隆起引起地面的下陷構(gòu)的變形和坑底可能的隆起引起地面的下陷?l但由于目前還沒有很好的方法計(jì)算坑底隆起的但由于目前還沒有很好的方法計(jì)算坑底隆起的影響,只是考慮了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向水平變形與影響,只是考慮了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的側(cè)向水平變形與地表土體沉陷的關(guān)系,即通過(guò):地表土體沉陷的關(guān)系,即通過(guò):①①?在圍護(hù)結(jié)構(gòu)在圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向水平變形曲線所包絡(luò)的面積與地表沉陷曲側(cè)向水平變形曲線所包絡(luò)的面積與地表沉陷曲線所包絡(luò)的面積之間建立某種對(duì)應(yīng)關(guān)系,線所包絡(luò)的面積之間建立某種對(duì)應(yīng)關(guān)系,②②?利利用合理的數(shù)學(xué)模型擬和地表沉陷曲線,從而可用合理的數(shù)學(xué)模型擬和地表沉陷曲線,從而可以近似求解地表的最大沉陷量,其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)以近似求解地表的最大沉陷量,其中圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向水平變形曲線可以通過(guò)桿系有限元方法進(jìn)側(cè)向水平變形曲線可以通過(guò)桿系有限元方法進(jìn)行求解。
行求解 估算地表沉陷的指估算地表沉陷的指數(shù)函數(shù)分布數(shù)函數(shù)分布?圍護(hù)結(jié)構(gòu)圍護(hù)結(jié)構(gòu)側(cè)向水平側(cè)向水平變形曲線變形曲線所包絡(luò)的所包絡(luò)的面積面積Sh與與地表沉陷地表沉陷曲線所包曲線所包絡(luò)的面積絡(luò)的面積Sv相等 與圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部相與圍護(hù)結(jié)構(gòu)頂部相鄰的地表沉陷量鄰的地表沉陷量 地表沉陷的影地表沉陷的影響區(qū)間響區(qū)間?坑底隆起變形計(jì)算坑底隆起變形計(jì)算 l坑底隆起的變形計(jì)算包括兩個(gè)方面的概念,一是坑底隆起的變形計(jì)算包括兩個(gè)方面的概念,一是由于基坑開挖卸荷產(chǎn)生的回彈隆起變形,另一種由于基坑開挖卸荷產(chǎn)生的回彈隆起變形,另一種是坑底塑流產(chǎn)生的隆起變形,這是兩種不同的變是坑底塑流產(chǎn)生的隆起變形,這是兩種不同的變形工程實(shí)測(cè)的隆起或回彈變形實(shí)際上包括了這形工程實(shí)測(cè)的隆起或回彈變形實(shí)際上包括了這兩部分變形分量,在土質(zhì)比較軟弱的條件下塑流兩部分變形分量,在土質(zhì)比較軟弱的條件下塑流可能是主要的,在土質(zhì)較好的地區(qū),卸荷回彈可可能是主要的,在土質(zhì)較好的地區(qū),卸荷回彈可能是主要的變形對(duì)于前一種變形,計(jì)算的機(jī)理能是主要的變形對(duì)于前一種變形,計(jì)算的機(jī)理比較清楚,主要是計(jì)算指標(biāo)的試驗(yàn)和確定方法將比較清楚,主要是計(jì)算指標(biāo)的試驗(yàn)和確定方法將會(huì)影響計(jì)算的結(jié)果;后一種變形很難用解析的方會(huì)影響計(jì)算的結(jié)果;后一種變形很難用解析的方法計(jì)算,采用有限元方法可以計(jì)算由于塑流引起法計(jì)算,采用有限元方法可以計(jì)算由于塑流引起的坑底隆起量。
的坑底隆起量 l式中式中? ??—坑底隆起變形估算值,坑底隆起變形估算值,cm?;;lc、、?? ?和和? ?—分分別別為為土土的的粘粘聚聚力力((kg/cm2))、、內(nèi)摩擦角(內(nèi)摩擦角(°)和容重()和容重(t/m3););l?????q —地表超載(地表超載(t/m2););l?????H和和D —分分別別為為基基坑坑開開挖挖深深度度和和圍圍護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)的插入深度(結(jié)構(gòu)的插入深度(m)深基坑工程施工圖設(shè)計(jì)深基坑工程施工圖設(shè)計(jì)l深基坑工程施工圖設(shè)計(jì)是指在基坑總體深基坑工程施工圖設(shè)計(jì)是指在基坑總體方案確定以后,根據(jù)總體方案規(guī)定的原方案確定以后,根據(jù)總體方案規(guī)定的原則進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)以供實(shí)施主要包括則進(jìn)行施工圖設(shè)計(jì)以供實(shí)施主要包括確定基坑以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)各種幾何尺寸、確定基坑以及圍護(hù)結(jié)構(gòu)各種幾何尺寸、進(jìn)行截面強(qiáng)度驗(yàn)算與配筋、選用合理的進(jìn)行截面強(qiáng)度驗(yàn)算與配筋、選用合理的構(gòu)造與節(jié)點(diǎn)處理、形成施工圖紙與文字構(gòu)造與節(jié)點(diǎn)處理、形成施工圖紙與文字說(shuō)明?l1.1.基坑邊坡設(shè)計(jì);基坑邊坡設(shè)計(jì);l2.2.土釘墻設(shè)計(jì);土釘墻設(shè)計(jì);l3.3.板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括板樁、水泥板式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括板樁、水泥土圍護(hù)結(jié)構(gòu)、排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地下連土圍護(hù)結(jié)構(gòu)、排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)、地下連續(xù)墻和拱圈式圍護(hù)結(jié)構(gòu);續(xù)墻和拱圈式圍護(hù)結(jié)構(gòu);l4.4.內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì);內(nèi)支撐體系設(shè)計(jì);l5.5.錨桿體系設(shè)計(jì)。
錨桿體系設(shè)計(jì)?基坑邊坡設(shè)計(jì)基坑邊坡設(shè)計(jì)l對(duì)對(duì)于于適適宜宜于于放放坡坡的的基基坑坑,,其其坡坡度度可可參參考考同同類類土土的的穩(wěn)穩(wěn)定定坡坡度度確確定定;;對(duì)對(duì)于于土土質(zhì)質(zhì)比比較較均均勻勻的的基基坑坑邊邊坡坡,,也也可可按按下下表表的的要要求求確確定定開開挖挖放放坡坡坡坡度度及及坡坡高高,,以以確確保保基基坑坑的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性與與安安全全當(dāng)當(dāng)采采用用分分級(jí)級(jí)放放坡坡開開挖挖時(shí)時(shí),,應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)置置分分級(jí)級(jí)過(guò)過(guò)渡渡平平臺(tái)臺(tái)對(duì)對(duì)于于深深度度大大于于5m的的土土質(zhì)質(zhì)邊邊坡坡,,各各級(jí)級(jí)過(guò)過(guò)渡渡平平臺(tái)臺(tái)的的寬寬度度宜宜取取為為1.0~~1.5m,,小小于于5m坡坡高高的的土土質(zhì)質(zhì)邊邊坡可不設(shè)過(guò)渡平臺(tái)坡可不設(shè)過(guò)渡平臺(tái)l基基坑坑邊邊坡坡設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí),,除除了了滿滿足足沿沿最最危危險(xiǎn)險(xiǎn)圓圓弧弧滑滑裂裂面面破破壞壞的的整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性的的要要求求,,一一般般在在坡坡面面還還要要進(jìn)進(jìn)行行保保護(hù)護(hù)性性處處理理,,以以免免施施工工活活動(dòng)動(dòng)對(duì)對(duì)邊邊坡坡土土體體的的擾擾動(dòng)動(dòng)及及地地表表水水和和降降水水等等因因素素對(duì)對(duì)邊邊坡坡的的浸浸蝕蝕和和沖沖刷刷導(dǎo)導(dǎo)致致邊邊坡坡破破壞壞保保護(hù)護(hù)處處理理的的方方法法有有水水泥泥抹抹面面、、鋪鋪塑塑料料布布或或土土工工布布、、掛掛網(wǎng)網(wǎng)噴噴水水泥泥漿漿、、噴噴射射混凝土護(hù)面等。
混凝土護(hù)面等l對(duì)于較高坡面的下段,或坡腳下土層含對(duì)于較高坡面的下段,或坡腳下土層含有軟弱下臥層或砂層時(shí),可對(duì)土體采取有軟弱下臥層或砂層時(shí),可對(duì)土體采取加固措施,如土釘支護(hù)、螺旋錨、噴錨加固措施,如土釘支護(hù)、螺旋錨、噴錨等,或采取適當(dāng)?shù)钠履_地基加固措施,等,或采取適當(dāng)?shù)钠履_地基加固措施,如在坡腳堆砌草袋或土工布砂土袋以及如在坡腳堆砌草袋或土工布砂土袋以及切筑磚石砌體等,以免出現(xiàn)坡腳失穩(wěn)或切筑磚石砌體等,以免出現(xiàn)坡腳失穩(wěn)或流砂?土釘支護(hù)設(shè)計(jì)土釘支護(hù)設(shè)計(jì) l隨基坑逐層開挖,在邊坡上以較密排列隨基坑逐層開挖,在邊坡上以較密排列(上下左右)打入土釘(鋼筋)以強(qiáng)化(上下左右)打入土釘(鋼筋)以強(qiáng)化受力土體,并在土釘坡面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)分受力土體,并在土釘坡面鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)分層噴射混凝土,從而實(shí)現(xiàn)擋土護(hù)坡的功層噴射混凝土,從而實(shí)現(xiàn)擋土護(hù)坡的功能,這就是土釘支護(hù),也稱土釘墻,能,這就是土釘支護(hù),也稱土釘墻,?設(shè)計(jì)原則與構(gòu)造要求設(shè)計(jì)原則與構(gòu)造要求 l1..一一般般用用于于基基坑坑開開挖挖深深度度在在15m以以內(nèi)內(nèi)的的邊坡,坡角為邊坡,坡角為70~~90? ?;;l2..土土釘釘長(zhǎng)長(zhǎng)度度一一般般為為開開挖挖深深度度的的0.5~1.2倍倍,,其其間間距距宜宜取取1~~2m,,土土釘釘與與水水平平面面夾夾角角宜宜取取10~~20;;l3..為為保保證證土土釘釘與與護(hù)護(hù)坡坡面面層層的的有有效效連連接接,,常設(shè)有承壓板和加強(qiáng)鋼筋;常設(shè)有承壓板和加強(qiáng)鋼筋;l4..土土釘釘一一般般采采用用Ⅱ級(jí)級(jí)以以上上螺螺紋紋鋼鋼筋筋,,鋼鋼筋筋直直徑徑為為φ16~~φ32?mm,,鉆鉆孔孔直直徑徑為為φ70~~φ120?mm;;l5..噴噴射射混混凝凝土土面面層層厚厚度度一一般般為為80~200?mm,,鋼鋼筋筋網(wǎng)網(wǎng)采采用用Ⅰ級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋φ6~~φ10?mm,,間間距距為為150~300?mm,,混混凝凝土土強(qiáng)強(qiáng)度度等等級(jí)級(jí)不不宜低于宜低于C20;;l6..注漿材料宜采用水泥凈漿,強(qiáng)度不低注漿材料宜采用水泥凈漿,強(qiáng)度不低于于20Mpa。
土釘設(shè)計(jì)土釘設(shè)計(jì) l1..邊邊坡坡最最危危險(xiǎn)險(xiǎn)滑滑動(dòng)動(dòng)面面計(jì)計(jì)算算,,以以確確定定最最危危險(xiǎn)險(xiǎn)滑滑動(dòng)動(dòng)面面的的位位置置,,便便于于布布置置土土釘釘,,計(jì)計(jì)算算時(shí)可以允許安全系數(shù)小于時(shí)可以允許安全系數(shù)小于1.0?l2.土釘抗拔驗(yàn)算.土釘抗拔驗(yàn)算l土釘抗拔按下式驗(yàn)算:土釘抗拔按下式驗(yàn)算:圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l水泥攪拌樁重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括水泥攪拌樁重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)包括圍護(hù)墻幾何尺寸的確定、水泥攪拌樁體圍護(hù)墻幾何尺寸的確定、水泥攪拌樁體的布置及截面驗(yàn)算等的布置及截面驗(yàn)算等?l(一)水泥攪拌樁墻體尺寸(一)水泥攪拌樁墻體尺寸l????水水泥泥攪攪拌拌樁樁墻墻體體的的深深度度和和寬寬度度一一般般根根據(jù)據(jù)基基坑坑的的開開挖挖深深度度、、土土質(zhì)質(zhì)條條件件按按經(jīng)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)規(guī)規(guī)則則 選選 用用 :: 坑坑 底底 以以 下下 的的 插插 入入 深深 度度D=((0.8~1.2))H,,墻墻體體寬寬度度B=((0.6~1.0))H,,((H為為基基坑坑的的開開挖挖深深度度))然然后后經(jīng)經(jīng)基基坑坑整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定性性、、坑坑底底隆隆起起穩(wěn)穩(wěn)定定性性、、抗抗?jié)B滲流流穩(wěn)穩(wěn)定定性性驗(yàn)驗(yàn)算算確確定定基基坑坑底底面面下下的的插插入入深深度度,,由由抗抗傾傾覆覆穩(wěn)穩(wěn)定定性性和和抗抗滑滑移穩(wěn)定性驗(yàn)算確定寬度。
移穩(wěn)定性驗(yàn)算確定寬度l(二)水泥攪拌樁體的布置形式二)水泥攪拌樁體的布置形式l目目前前,,施施工工單單位位基基本本上上都都是是使使用用SJB-1型型和和仿仿SJB-1型型雙雙軸軸攪攪拌拌機(jī)機(jī),,每每軸軸直直徑徑700mm、、雙雙軸軸中中心心距距500mm,,形形成成了了寬寬700mm、、長(zhǎng)長(zhǎng)1200mm的的“∞”形形加加固固截截面面,,因因此此水水泥泥土土圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)斷斷面面就就是是由由眾眾多多“∞”形形單單元元組組成成用用于于基基坑坑圍圍護(hù)護(hù)的的水水泥泥土土加加固固體體的的斷斷面面主主要要采采用用了了格格柵柵式式布布置,常用的格柵式斷面形式見圖置,常用的格柵式斷面形式見圖截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算 l上上海海市市標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《《基基坑坑工工程程設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)程程》》規(guī)規(guī)定定驗(yàn)驗(yàn)算算坑坑底底標(biāo)標(biāo)高高處處的的應(yīng)應(yīng)力力,,驗(yàn)驗(yàn)算算的的要要求求是是截截面面外外側(cè)側(cè)的的邊邊緣緣應(yīng)應(yīng)力力大大于于零零,,即即不不允允許許出出現(xiàn)現(xiàn)拉拉應(yīng)應(yīng)力力;;內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)的的邊邊緣緣應(yīng)應(yīng)力力應(yīng)應(yīng)符符合合下下式:式:l 行行業(yè)業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《《建建筑筑深深基基坑坑工工程程技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范》》則則提提出出了了任任意意斷斷面面的的墻墻身身應(yīng)應(yīng)力力驗(yàn)驗(yàn)算算要要求求,,規(guī)規(guī)定定最最小小邊邊緣緣應(yīng)應(yīng)力力必必須須大大于于零零,,即即不不允允許許出出現(xiàn)現(xiàn)拉拉應(yīng)應(yīng)力力;;任任意意斷斷面面的的最最大大邊邊緣緣應(yīng)應(yīng)力由下式計(jì)算:力由下式計(jì)算:關(guān)于構(gòu)造和材料的規(guī)定關(guān)于構(gòu)造和材料的規(guī)定 l為為了了增增強(qiáng)強(qiáng)水水泥泥土土攪攪拌拌樁樁墻墻體體的的整整體體性性,,攪攪拌拌樁樁之之間間的的搭搭接接不不小小于于200mm。
并并通通常常在在頂頂部部設(shè)設(shè)置置鋼鋼筋筋混混凝凝土土的的壓壓頂頂圈圈梁梁,,也也稱稱為為壓壓板板其其厚厚度度一一般般為為0.2m?,寬寬度度至至少少與與墻墻身身的的寬寬度度一一致致,,也也可可以以與與坑坑外外的的施施工工道道路路的的路路面面連連成成整整體體圈圈梁梁與與水水泥泥攪攪拌拌樁樁之之間間用用插插筋筋連連接接,,插插筋筋直直徑徑不不小小于于12mm,,插插入入攪攪拌拌樁樁頂頂?shù)牡纳钌疃榷炔徊恍⌒∮谟?.0m,,每每根根攪攪拌拌樁樁中中部部設(shè)設(shè)置置一一根根插筋,并與壓板的水平筋綁扎插筋,并與壓板的水平筋綁扎l水水泥泥土土中中的的水水泥泥摻摻量量不不宜宜小小于于15%,,水水泥泥標(biāo)標(biāo)號(hào)號(hào)不不低低于于425號(hào)號(hào)水水泥泥土土28天天齡齡期期的的無(wú)無(wú)側(cè)側(cè)限限抗抗壓壓強(qiáng)強(qiáng)度度不不宜宜低于低于1MPa板樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)板樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) l板板樁樁是是最最早早使使用用的的圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu),,包包括括鋼鋼板板樁樁和和鋼鋼筋筋混混凝凝土土板板樁樁預(yù)預(yù)制制的的板板樁樁施施工工方方便便,,工工期期短短;;材材料料質(zhì)質(zhì)量量可可靠靠,,在在軟軟弱弱土土層層中中施施工工速速度度快快,,并并具具有有較較好好的的止止水水性性,,可可以以拔拔出出回回收收多多次次重重復(fù)復(fù)使使用用,,降降低低成成本本等等優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。
但但因因板板樁樁的的剛剛度度比比較較小小,,圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的變變形形比比較較大大,,只只適適用用于于開開挖挖深深度度不不深深的的基基坑坑,,也也不不適適宜宜應(yīng)應(yīng)用用于于變變形形控控制制嚴(yán)嚴(yán)格格的的基基坑坑;;鋼鋼板板樁樁拔拔出出時(shí)時(shí)又又會(huì)會(huì)產(chǎn)產(chǎn)生生附附加加的的變變形形,,不不利利于環(huán)境保護(hù)于環(huán)境保護(hù)鋼板樁鋼板樁l鋼鋼板板樁樁是是帶帶鎖鎖口口的的熱熱軋軋型型鋼鋼,,鋼鋼板板樁樁靠靠鎖鎖口口或或鉗鉗口口相相互互連連接接咬咬合合,,形形成成連連續(xù)續(xù)的的圍護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)來(lái)?yè)跬林顾δ車o(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)來(lái)?yè)跬林顾δ? 排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)l排排樁樁式式圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)主主要要指指采采用用鉆鉆孔孔灌灌注注樁樁或或人人工工挖挖孔孔樁樁組組成成的的墻墻體體與與地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻相相比比,,其其優(yōu)優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)在在于于施施工工工工藝藝簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單,,成成本本低低,,平平面面布布置置靈靈活活;;缺缺點(diǎn)點(diǎn)是是防防滲滲和和整整體體性性較較差差對(duì)對(duì)于于地地下下水水位位較較高高的的地地區(qū)區(qū),,排排樁樁式式圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)必必須須與與止止水水帷帷幕幕相相結(jié)結(jié)合合使使用用,,在在這這種種情情況況下下,,防防水水效效果果的的好好壞壞,,直直接接關(guān)關(guān)系系到到基基坑坑工工程程的的成成敗敗,,須須認(rèn)認(rèn)真真對(duì)對(duì)待。
待l樁樁排排式式圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)是是在在肯肯定定總總體體方方案案的的前前提提下下進(jìn)進(jìn)行行,,此此時(shí)時(shí),,挖挖土土、、圍圍護(hù)護(hù)型型式式、、支支撐撐布布置置、、降降水水等等問(wèn)問(wèn)題題都都已已確確定定,,圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的目目的的是是確確定定圍圍護(hù)護(hù)樁樁的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度、、直直徑徑、、排排列列以以及及截截面面配配筋筋,,對(duì)對(duì)于于坑坑內(nèi)內(nèi)降降水的基坑,還要設(shè)計(jì)止水帷幕水的基坑,還要設(shè)計(jì)止水帷幕圍護(hù)樁的布置和材料圍護(hù)樁的布置和材料 l1..材材料料::鉆鉆孔孔灌灌注注樁樁通通常常采采用用水水下下澆澆筑筑混混凝凝土土的的施施工工工工藝藝,,混混凝凝土土強(qiáng)強(qiáng)度度等等級(jí)級(jí)不不宜宜低低于于C20((常常取取C30)),,所所用用水水泥泥通通常常為為425#或或525#普普通通硅硅酸酸鹽鹽水水泥泥鋼鋼筋筋采用采用I級(jí)圓鋼和級(jí)圓鋼和II級(jí)螺紋鋼級(jí)螺紋鋼l2..樁樁體體布布置置::如如圖圖所所示示,,當(dāng)當(dāng)基基坑坑不不考考慮慮防防水水((或或已已采采取取了了降降水水措措施施時(shí)時(shí))),,樁樁體體可可按按一一字字形形間間隔隔排排列列或或相相切切排排列列,,間間隔隔排排列列的的間間距距常常取取2.5~3.5倍倍的的樁樁徑徑,,土土質(zhì)質(zhì)較較好好時(shí)時(shí),,可可利利用用樁樁側(cè)側(cè)“土土拱拱”作作用用適適當(dāng)當(dāng)擴(kuò)擴(kuò)大大樁樁距距;;當(dāng)當(dāng)基基坑坑需需考考慮慮防防水水時(shí)時(shí),,可可按按一一字字形形搭搭接接排排列列,,也也可可按按間間隔隔或或相相切排列,外加防水帷幕。
切排列,外加防水帷幕l3.防滲措施:鉆孔灌注樁排樁墻體防滲.防滲措施:鉆孔灌注樁排樁墻體防滲可采取兩種方式:一是將鉆孔樁體相互可采取兩種方式:一是將鉆孔樁體相互搭接,二是另增設(shè)防水抗?jié)B結(jié)構(gòu)前一搭接,二是另增設(shè)防水抗?jié)B結(jié)構(gòu)前一種方式對(duì)施工要求較高,且由于樁位,種方式對(duì)施工要求較高,且由于樁位,樁垂直度等的編差所引志的墻體滲漏水樁垂直度等的編差所引志的墻體滲漏水仍難以完全避免,所以在水位較高的軟仍難以完全避免,所以在水位較高的軟土地區(qū),一般采用后一種方式,此時(shí),土地區(qū),一般采用后一種方式,此時(shí),樁體間可留樁體間可留100~150mm施工間隙具體施工間隙具體的防滲止水方法主要有:的防滲止水方法主要有:①①?樁間壓密注樁間壓密注漿;漿;②②?樁間高壓旋噴;樁間高壓旋噴;③③?水泥攪拌樁墻水泥攪拌樁墻 確定圍護(hù)樁的幾何尺寸確定圍護(hù)樁的幾何尺寸 l1.??圍護(hù)樁的長(zhǎng)度圍護(hù)樁的長(zhǎng)度l圍圍護(hù)護(hù)樁樁的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度由由基基坑坑底底面面以以上上部部分分和和以以下下部部分分組組成成,,基基坑坑底底面面以以下下部部分分稱稱為為插插入入深深度度插插入入深深度度取取決決于于基基坑坑開開挖挖深深度度和和土土質(zhì)質(zhì)條條件件,,所所確確定定的的插插入入深深度度應(yīng)應(yīng)滿滿足足基基坑坑整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定、、抗抗?jié)B滲流流穩(wěn)穩(wěn)定定、、抗抗隆隆起起穩(wěn)穩(wěn)定定以以及及圍圍護(hù)護(hù)墻墻靜靜力力平平衡衡的的要要求求。
設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí),,先按經(jīng)驗(yàn)選用,然后進(jìn)行各種驗(yàn)算先按經(jīng)驗(yàn)選用,然后進(jìn)行各種驗(yàn)算l2. 2. 圍護(hù)樁的直徑圍護(hù)樁的直徑l圍護(hù)樁的直徑也取決于開挖深度和土質(zhì)圍護(hù)樁的直徑也取決于開挖深度和土質(zhì)條件,一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用條件,一般根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選用 l在鉆孔灌注樁合理使用的開挖深度范圍在鉆孔灌注樁合理使用的開挖深度范圍內(nèi),樁徑變化范圍從內(nèi),樁徑變化范圍從800~1100mm;;對(duì)于對(duì)于開挖深度在開挖深度在10m以內(nèi)的基坑,樁徑一般不以內(nèi)的基坑,樁徑一般不超過(guò)超過(guò)900mm;;開挖深度大于開挖深度大于11m的基坑,的基坑,樁徑一般不小于樁徑一般不小于1000mm l3.排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的折算厚度.排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)的折算厚度l排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)雖由單個(gè)樁體組成,排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)雖由單個(gè)樁體組成,但其受力形式與地下連續(xù)墻類似分析但其受力形式與地下連續(xù)墻類似分析時(shí),可將樁體與壁式地下連續(xù)墻按抗彎時(shí),可將樁體與壁式地下連續(xù)墻按抗彎剛度相等的原則等價(jià)為一定厚度的壁式剛度相等的原則等價(jià)為一定厚度的壁式地下墻進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算,稱之為等剛度法地下墻進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算,稱之為等剛度法 l 若若 采采 用用 一一 字字 相相 切切 排排 列列 ,, t< 這這樣樣,,即即可可按按厚厚度度為為h的的壁壁式式地地下下墻墻計(jì)計(jì)算算出出每每延延米米墻墻之之內(nèi)內(nèi)力力、、及及位位移移,,然然后后利利用用下下式式換換算算得得相相應(yīng)應(yīng)單單樁樁的的內(nèi)內(nèi)力力、、及及位位移移,,由由此此,,可可按按鋼鋼筋筋混混凝凝土土圓圓形形截截面構(gòu)件進(jìn)行配筋面構(gòu)件進(jìn)行配筋樁身的構(gòu)造與配筋樁身的構(gòu)造與配筋 l樁樁身身縱縱向向受受力力主主筋筋一一般般要要求求沿沿圓圓截截面面周周邊邊均均勻勻布布置置,,最最小小配配筋筋率率為為0.42%且且不不少少于于6根根,,主主筋筋保保護(hù)護(hù)層層不不應(yīng)應(yīng)小小于于50mm箍箍筋筋宜宜采采用用φ6~~8螺螺旋旋箍箍筋筋,,間間距距一一般般為為200~~300mm,,每每隔隔1500~~2000mm應(yīng)應(yīng)布布置置一一根根直直徑徑不不小小于于12mm的的焊焊接接加加強(qiáng)強(qiáng)箍箍筋筋,,以以增增強(qiáng)強(qiáng)鋼鋼筋筋籠籠的的整整體體剛剛度度,,有有利利于于鋼鋼筋筋籠籠吊吊放放和和水水下下澆澆灌灌混混凝凝土土鋼鋼筋筋籠籠底底端端一般距離孔底一般距離孔底200~~500mml 樁樁身身縱縱向向鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)按按基基坑坑開開挖挖各各階階段段與與地地下下室室施施工工期期間間各各種種工工況況下下樁樁的的彎彎矩矩包包絡(luò)絡(luò)圖圖配配筋筋,,當(dāng)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)質(zhì)條條件件或或其其它它因因素素復(fù)復(fù)雜雜時(shí)時(shí)也也可可按按最最大大彎彎矩矩通通長(zhǎng)長(zhǎng)配筋。 配筋l1.??樁樁身身作作為為一一個(gè)個(gè)構(gòu)構(gòu)件件,,配配筋筋應(yīng)應(yīng)滿滿足足截截面面承承載載力力的的要要求求樁樁身身截截面面的的內(nèi)內(nèi)力力主主要要由由土土壓壓力力產(chǎn)產(chǎn)生生的的,,計(jì)計(jì)算算土土壓壓力力的的抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度指指標(biāo)標(biāo)是是標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值,,因因此此求求得得的的樁樁身身內(nèi)內(nèi)力力也也是是標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)值值但但截截面面承承載載力力是是由由混混凝凝土土規(guī)規(guī)范范所所提提供供的的混混凝凝土土和和鋼鋼筋筋的的強(qiáng)強(qiáng)度度設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)值值組組成成的的這這就就使使得得設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)表表達(dá)達(dá)式式兩兩側(cè)側(cè)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)變變量的性質(zhì)不一致,必須加以調(diào)整量的性質(zhì)不一致,必須加以調(diào)整l2.計(jì)計(jì)算算樁樁身身內(nèi)內(nèi)力力時(shí)時(shí)一一般般按按平平面面問(wèn)問(wèn)題題處處理理,,求求得得的的是是每每延延米米圍圍護(hù)護(hù)墻墻的的內(nèi)內(nèi)力力但但樁樁身身截截面面配配筋筋是是按按每每根根樁樁計(jì)計(jì)算算的的,,這這里里有有一一個(gè)個(gè)內(nèi)內(nèi)力力數(shù)數(shù)值值的的換換算算問(wèn)問(wèn)題題,,即即將將每每延延米米的的內(nèi)內(nèi)力力換換算算為為每每根根樁樁的的內(nèi)內(nèi)力力設(shè)設(shè)樁樁徑徑為為d,,樁樁的的間間距距為為t,,則則每每根根樁樁的的內(nèi)內(nèi)力力等等于于每每延延米米的的內(nèi)內(nèi)力力乘乘以以((d+t)),,計(jì)計(jì)算算時(shí)時(shí)((d+t))以以m計(jì)。 計(jì)l3.??當(dāng)當(dāng)有有可可靠靠措措施施保保證證鋼鋼筋筋籠籠的的正正確確方方位位時(shí)時(shí)可可按按彎彎矩矩方方向向采采用用沿沿圓圓周周非非均均勻勻分分布布形形式式配配筋筋;;但但無(wú)無(wú)可可靠靠措措施施保保證證時(shí)時(shí),,宜宜采采用沿圓周均勻配筋以保證安全用沿圓周均勻配筋以保證安全防滲帷幕設(shè)計(jì)防滲帷幕設(shè)計(jì)l 防防滲滲帷帷幕幕設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí),,帷帷幕幕的的插插入入深深度度應(yīng)應(yīng)滿滿足足防防滲滲穩(wěn)穩(wěn)定定性性驗(yàn)驗(yàn)算算的的要要求求,,帷帷幕幕的的插插入入深深度度可可以以與與鉆鉆孔孔灌灌注注樁樁的的深深度度不不同同;;當(dāng)當(dāng)深深層層有有不不透透水水層層或或弱弱透透水水層層時(shí)時(shí),,防防滲滲帷帷幕幕宜宜深深入入不不透透水水層層或或弱弱透透水水層層一一定定深深度度,,以以提提高高防防滲滲效效果果防防滲滲帷帷幕幕的的厚厚度度不不作作計(jì)計(jì)算算,,一一般般取取單單排排攪攪拌拌樁樁防防滲滲帷帷幕幕的的效效果果主主要要取取決決于于施施工工的的質(zhì)質(zhì)量量,,包包括括攪攪拌拌的的均均勻勻程程度度和和接接頭頭的的搭搭接接程程度度,,在在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)文文件件中中應(yīng)應(yīng)對(duì)對(duì)施施工提出要求工提出要求地下連續(xù)墻設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻設(shè)計(jì) l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)包包括括墻墻的的入入土土深深度度、、墻墻的的厚度、槽段的分段、接頭設(shè)計(jì)等內(nèi)容。 厚度、槽段的分段、接頭設(shè)計(jì)等內(nèi)容l地下連續(xù)墻的插入深度按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的靜力地下連續(xù)墻的插入深度按圍護(hù)結(jié)構(gòu)的靜力平衡條件確定,并分別按基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算平衡條件確定,并分別按基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算及墻體變形控制要求進(jìn)行校核基坑穩(wěn)定及墻體變形控制要求進(jìn)行校核基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算方法和墻身內(nèi)力、變形計(jì)算方法均性驗(yàn)算方法和墻身內(nèi)力、變形計(jì)算方法均與排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)相同,通常采用桿系有與排樁式圍護(hù)結(jié)構(gòu)相同,通常采用桿系有限元法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形;限元法計(jì)算結(jié)構(gòu)內(nèi)力和變形; l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻兼兼有有擋擋土土和和防防滲滲兩兩個(gè)個(gè)功功能能,,故故驗(yàn)驗(yàn)算算基基坑坑穩(wěn)穩(wěn)定定性性時(shí)時(shí),,同同時(shí)時(shí)考考慮慮保保持持結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)穩(wěn)穩(wěn)定定和和滿滿足足防防滲滲兩兩方方面面的的要要求求墻墻身身設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)時(shí)時(shí)亦亦需需同同時(shí)時(shí)考考慮慮這這兩兩方方面面的的要要求求,,既既滿滿足足墻墻身身結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)強(qiáng)強(qiáng)度度的的要要求求,,也也要要滿滿足足墻身及接頭防滲的要求墻身及接頭防滲的要求墻的厚度及槽段劃分墻的厚度及槽段劃分l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻的的厚厚度度應(yīng)應(yīng)由由計(jì)計(jì)算算確確定定,,并并與與成成槽槽機(jī)機(jī)的的能能力力相相適適應(yīng)應(yīng)一一般般情情況況下下現(xiàn)現(xiàn)澆澆鋼鋼筋筋混混凝凝土土地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻的的厚厚度度可可選選用用600~~1000mm;;預(yù)預(yù)制制鋼鋼筋混凝土地下連續(xù)墻的厚度不宜大于筋混凝土地下連續(xù)墻的厚度不宜大于500mm。 l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻單單元元槽槽段段的的平平面面性性狀狀和和槽槽段段長(zhǎng)長(zhǎng)度度應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)墻墻體體受受力力情情況況、、施施工工條條件件和和環(huán)環(huán)境境條條件件而而定定平平面面性性狀狀根根據(jù)據(jù)需需要要選選用用一一字字形形、、L形形、、T形形或或折折線線形形等等;;單單元元槽槽段段長(zhǎng)長(zhǎng)度度在在保保證證槽槽壁壁穩(wěn)穩(wěn)定定和和滿滿足足施施工工設(shè)設(shè)備備能能力力的的條條件件下下,,宜宜盡盡量量采采用用較較大大的的槽槽段長(zhǎng)度,一般可取段長(zhǎng)度,一般可取6~8m接頭設(shè)計(jì)接頭設(shè)計(jì)l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻施施工工要要?jiǎng)潉澐址謫螁卧鄄鄱味?,,槽槽段段之之間間就就有有接接頭頭,,這這種種接接頭頭是是施施工工時(shí)時(shí)必必須須有有的的,,稱稱之之為為施施工工接接頭頭,,常常用用的的有有鎖鎖口口管管接接頭頭和和接接頭頭箱箱接接頭頭另另一一種種是是在在地地下下墻墻完完成成后后與與梁梁板板柱柱的的接接頭頭是是為為結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)接接頭頭,,常常用用的的方方法法有有預(yù)預(yù)埋埋連連接接鋼鋼筋筋法法、、預(yù)預(yù)埋埋連連接接鋼鋼板板法法和和預(yù)預(yù)埋埋剪剪力力連連接接件件法法劃劃分分單單元元槽槽段段時(shí)時(shí)必必須須考考慮慮槽槽段段之之間間的的接接頭頭位位置置,,以保證地下連續(xù)墻的整體性。 以保證地下連續(xù)墻的整體性l一一般般情情況況下下,,接接頭頭的的位位置置要要避避免免設(shè)設(shè)在在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角以及墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接處對(duì)接頭的要求:以及墻內(nèi)部結(jié)構(gòu)的連接處對(duì)接頭的要求:l1.不能妨礙下一單元槽段的挖掘;.不能妨礙下一單元槽段的挖掘;l2..能能傳傳遞遞單單元元槽槽段段之之間間的的應(yīng)應(yīng)力力,,起起到到伸伸縮縮接頭的作用;接頭的作用;l3..混混凝凝土土不不得得從從接接頭頭下下端端流流向向背背面面,,也也不不得從接頭構(gòu)造物與槽壁之間流向背面;得從接頭構(gòu)造物與槽壁之間流向背面;l4..在在接接頭頭表表面面上上不不應(yīng)應(yīng)粘粘附附沉沉渣渣或或變變質(zhì)質(zhì)泥泥漿漿的膠凝物,以免造成強(qiáng)度降低或漏水;的膠凝物,以免造成強(qiáng)度降低或漏水;l5.造價(jià)便宜.造價(jià)便宜l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻槽槽段段之之間間的的施施工工接接頭頭的的構(gòu)構(gòu)造造應(yīng)應(yīng)便便于于施施工工,,一一般般可可采采用用不不傳傳遞遞應(yīng)應(yīng)力力的的普普通通接接頭頭;;在在下下列列情情況況時(shí)時(shí),,應(yīng)應(yīng)采采用用專專門門接頭:接頭:l1.??當(dāng)防水要求較高時(shí)應(yīng)采用防水接頭;當(dāng)防水要求較高時(shí)應(yīng)采用防水接頭;l2.?當(dāng)當(dāng)接接頭頭間間需需要要傳傳遞遞面面內(nèi)內(nèi)剪剪力力時(shí)時(shí),,可可采采用帶穿孔的十字鋼板抗剪接頭;用帶穿孔的十字鋼板抗剪接頭;l3.?當(dāng)當(dāng)接接頭頭間間要要求求傳傳遞遞面面外外剪剪力力或或彎彎矩矩時(shí)時(shí),,可可采采用用帶帶端端板板的的鋼鋼筋筋搭搭接接接接頭頭,,將將地地下下連續(xù)墻連成整體;連續(xù)墻連成整體;地下連續(xù)墻的配筋與構(gòu)造地下連續(xù)墻的配筋與構(gòu)造 l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻的的受受力力鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)采采用用II級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋,,直直徑徑不不宜宜小小于于16mm,,構(gòu)構(gòu)造造鋼鋼筋筋可可采采用用I級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋,,直直徑徑不不宜宜小小于于12mm;;預(yù)預(yù)制制地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻的的構(gòu)構(gòu)造造鋼鋼筋直徑不宜小于筋直徑不宜小于10mm。 l單單元元槽槽段段的的鋼鋼筋筋籠籠應(yīng)應(yīng)裝裝配配成成一一個(gè)個(gè)整整體體槽槽深深小小于于30m的的地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻的的鋼鋼筋筋籠籠宜宜整整幅幅起起吊吊入入槽槽;;需需要要分分段段時(shí)時(shí),,宜宜采采用用焊焊接接接接頭頭接接頭頭位位置置應(yīng)應(yīng)選選在在受受力力較較小小處處且且宜宜相相互互錯(cuò)錯(cuò)開開,,搭搭接接長(zhǎng)長(zhǎng)度度不不小小于于45d((d為為鋼鋼筋筋直直徑徑));;當(dāng)當(dāng)在在同同一一斷斷面面搭搭接接時(shí)時(shí),,最小搭接長(zhǎng)度為最小搭接長(zhǎng)度為70d,,且不小于且不小于1.5ml現(xiàn)現(xiàn)澆澆地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻主主筋筋的的凈凈保保護(hù)護(hù)層層厚厚度度不不應(yīng)應(yīng)小小于于70mm,,預(yù)預(yù)制制地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻主主筋筋凈凈保保護(hù)層厚度不應(yīng)小于護(hù)層厚度不應(yīng)小于30mml地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻內(nèi)內(nèi)預(yù)預(yù)埋埋的的與與主主體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)水水平平構(gòu)構(gòu)件件主主筋筋連連接接的的鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)采采用用I級(jí)級(jí)鋼鋼筋筋,,直直徑徑不不宜宜大大于于25mm,,間間距距不不小小于于150mm,,鋼鋼筋板直后不得留有硬彎筋板直后不得留有硬彎l鋼鋼筋筋籠籠端端部部與與接接頭頭管管或或相相鄰鄰槽槽段段混混凝凝土土接接觸觸面面之之間間應(yīng)應(yīng)留留有有間間隙隙,,一一般般不不大大于于150mm,,鋼鋼筋筋籠籠下下端端500mm長(zhǎng)長(zhǎng)度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)宜按宜按1:10收成閉合狀。 收成閉合狀l鋼鋼筋筋籠籠下下端端與與槽槽底底之之間間宜宜留留有有不不小小于于500mm的間隙l當(dāng)當(dāng)?shù)氐叵孪逻B連續(xù)續(xù)墻墻的的支支撐撐體體系系不不設(shè)設(shè)圍圍檁檁時(shí)時(shí),,墻墻體體的的橫橫向向配配筋筋應(yīng)應(yīng)?適適當(dāng)當(dāng)加加強(qiáng)強(qiáng),,其其與與支支撐撐的的接接觸部位應(yīng)滿足抗沖切要求觸部位應(yīng)滿足抗沖切要求l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的墻墻頂頂通通常常設(shè)設(shè)置置鋼鋼筋筋混混凝凝土土圈圈梁梁,,圍圍檁檁可可采采用用鋼鋼筋筋混混凝凝土土與與型型鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)頂頂圈圈梁梁和和圍圍檁檁都都必必須須與與地地下下連連續(xù)續(xù)墻可靠固定墻可靠固定l地下連續(xù)墻墻體混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)地下連續(xù)墻墻體混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)?根據(jù)根據(jù)最大作用水頭與地下連續(xù)墻厚度之比按表最大作用水頭與地下連續(xù)墻厚度之比按表27-10選用;當(dāng)墻段之間的接縫不設(shè)止水帶選用;當(dāng)墻段之間的接縫不設(shè)止水帶時(shí),應(yīng)選用鎖口圓弧形、槽形或時(shí),應(yīng)選用鎖口圓弧形、槽形或V型等防型等防滲止水接頭,其接頭面必須嚴(yán)格清刷滲止水接頭,其接頭面必須嚴(yán)格清刷槽壁穩(wěn)定計(jì)算槽壁穩(wěn)定計(jì)算 l泥泥漿漿護(hù)護(hù)壁壁穩(wěn)穩(wěn)定定性性計(jì)計(jì)算算是是地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻工工藝藝的的一一項(xiàng)項(xiàng)重重要要內(nèi)內(nèi)容容,,它它主主要要用用來(lái)來(lái)確確定定在在深深度度已已知知條條件件下下的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)分分段段長(zhǎng)長(zhǎng)度度。 下下面面僅僅介介紹紹一一種種理理論論分分析析法法,,即即拋拋物物線線圓圓柱柱體體法l假設(shè)土體沿拋物線圓樁體形狀下滑該假設(shè)土體沿拋物線圓樁體形狀下滑該槽段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為槽段設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為b,,深度為深度為z,,拋物線頂拋物線頂點(diǎn)距離槽壁邊線為點(diǎn)距離槽壁邊線為h,, 內(nèi)支撐設(shè)計(jì)內(nèi)支撐設(shè)計(jì) l內(nèi)支撐設(shè)計(jì)與一般的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)相比,內(nèi)支撐設(shè)計(jì)與一般的結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)相比,其主要差別在于其結(jié)構(gòu)體系隨基坑的形其主要差別在于其結(jié)構(gòu)體系隨基坑的形狀、開挖深度及施工條件而異其內(nèi)力狀、開挖深度及施工條件而異其內(nèi)力并隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形而變化,由基坑工并隨圍護(hù)結(jié)構(gòu)的變形而變化,由基坑工程施工期間的最不利情況控制設(shè)計(jì),在程施工期間的最不利情況控制設(shè)計(jì),在內(nèi)力確定的情況下,支撐構(gòu)件的截面驗(yàn)內(nèi)力確定的情況下,支撐構(gòu)件的截面驗(yàn)算與一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)無(wú)異算與一般結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)無(wú)異l內(nèi)支撐設(shè)計(jì)一般包括下列內(nèi)容:內(nèi)支撐設(shè)計(jì)一般包括下列內(nèi)容:l1)材料選擇和結(jié)構(gòu)體系的布置;)材料選擇和結(jié)構(gòu)體系的布置;l2)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算;)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形計(jì)算;l3)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算;)構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定驗(yàn)算;l4)構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì);)構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì);l5) 5) 結(jié)構(gòu)的安裝與拆除設(shè)計(jì)。 結(jié)構(gòu)的安裝與拆除設(shè)計(jì)?支撐體系的布置與構(gòu)造要求支撐體系的布置與構(gòu)造要求l支支撐撐體體系系由由圍圍檁檁、、支支撐撐桿桿件件或或桁桁架架,,立立柱柱及及立立柱柱樁樁等等構(gòu)構(gòu)件件組組成成支支撐撐體體系系的的布布置置實(shí)實(shí)例例見見圖圖,,?圖圖中中顯顯示示了了圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、圈圈梁梁、、支支撐撐與與立立柱柱的的關(guān)關(guān)系系,,圖圖中中還還給給出出了了地地下下室室各各層層的的位位置置,,支支撐撐布布置置時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)考考慮慮地地下下室室底底板板及及樓樓板板的的標(biāo)標(biāo)高高,,留留出出足足夠夠的避免施工時(shí)的相互干擾的避免施工時(shí)的相互干擾l1.圍檁.圍檁l????圍圍檁檁又又稱稱為為腰腰粱粱,,是是直直接接與與圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)相相連連,,將將作作用用在在圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上的的水水土土壓壓力力傳傳遞遞給給支支撐撐結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的傳傳力力構(gòu)構(gòu)件件圍圍檁檁的的剛剛度度對(duì)對(duì)整整個(gè)個(gè)支支撐撐結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的剛剛度度影影響響很很大大,,所所以以一一般般在在設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)中中應(yīng)應(yīng)十十分分注注意意圍圍檁檁構(gòu)構(gòu)件件的的設(shè)設(shè)置置與與截截面面設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)圍圍檁檁的的材材料料可可以以用用鋼鋼或或鋼鋼筋筋混混凝凝土土,,不不同同材材料料制制成成的的圍圍檁檁,,其設(shè)計(jì)要求不完全相同。 其設(shè)計(jì)要求不完全相同l鋼鋼圍圍檁檁的的截截面面寬寬度度應(yīng)應(yīng)大大于于300mm,,可可以以采采用用H鋼鋼、、工工字字鋼鋼或或槽槽鋼鋼以以及及它它們們的的組組合合截截面面鋼鋼圍圍檁檁的的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)拼拼裝裝點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)盡盡量量設(shè)設(shè)置置在在支支撐撐點(diǎn)點(diǎn)附附近近,,不不應(yīng)應(yīng)超超過(guò)過(guò)圍圍檁檁計(jì)計(jì)算算跨跨度度的的三三分分點(diǎn)點(diǎn)鋼鋼圍圍檁檁的的分分段段預(yù)預(yù)制制長(zhǎng)長(zhǎng)度度不不應(yīng)小于支撐間距的二倍應(yīng)小于支撐間距的二倍l由由于于圍圍護(hù)護(hù)墻墻的的表表面面不不十十分分平平整整,,為為了了使使圍圍檁檁與與圍圍護(hù)護(hù)墻墻結(jié)結(jié)合合緊緊密密,,防防止止圍圍檁檁截截面面產(chǎn)產(chǎn)生生扭扭曲曲,,鋼鋼圍圍檁檁與與混混凝凝土土圍圍護(hù)護(hù)墻墻之之間間應(yīng)應(yīng)留留設(shè)設(shè)寬寬度度不不小小于于60mm的的水水平平通通長(zhǎng)長(zhǎng)空空隙隙,,其間用不低于其間用不低于C30的細(xì)石混凝土填嵌的細(xì)石混凝土填嵌l鋼鋼圍圍檁檁安安裝裝前前應(yīng)應(yīng)在在圍圍護(hù)護(hù)墻墻上上設(shè)設(shè)置置安安裝裝牛牛腿腿安安裝裝牛牛腿腿可可用用角角鋼鋼或或直直徑徑不不小小于于25mm的的鋼鋼筋筋與與圍圍護(hù)護(hù)墻墻主主筋筋后后預(yù)預(yù)埋埋件件焊焊接接組組成成鋼鋼筋筋牛牛腿腿,,其其間間距距不不應(yīng)應(yīng)大大于于2m,,牛牛腿焊縫由計(jì)算確定。 腿焊縫由計(jì)算確定l如如支支撐撐與與圍圍檁檁斜斜交交,,在在圍圍檁檁與與圍圍護(hù)護(hù)墻墻之之間應(yīng)設(shè)置經(jīng)過(guò)驗(yàn)算的剪力傳遞構(gòu)造間應(yīng)設(shè)置經(jīng)過(guò)驗(yàn)算的剪力傳遞構(gòu)造l混凝土圍檁截面高度(水平向尺寸)不混凝土圍檁截面高度(水平向尺寸)不應(yīng)小于其水平方向計(jì)算跨度的應(yīng)小于其水平方向計(jì)算跨度的1/8;圍檁;圍檁的截面寬度不應(yīng)小于支撐的截面高度的截面寬度不應(yīng)小于支撐的截面高度圍檁的縱向鋼筋直徑不宜小于圍檁的縱向鋼筋直徑不宜小于16mm,,沿沿截面四周縱向鋼筋的最大間距應(yīng)小于截面四周縱向鋼筋的最大間距應(yīng)小于200mm箍筋直徑不應(yīng)小于箍筋直徑不應(yīng)小于8mm,,間距間距不大于不大于250mm支撐的縱向鋼筋在圍檁支撐的縱向鋼筋在圍檁內(nèi)的錨固長(zhǎng)度不宜小于內(nèi)的錨固長(zhǎng)度不宜小于30倍的鋼筋直徑倍的鋼筋直徑 l混混凝凝土土圍圍檁檁與與圍圍護(hù)護(hù)墻墻之之間間不不留留水水平平間間隙隙在在豎豎向向平平面面內(nèi)內(nèi)圍圍檁檁可可采采用用吊吊筋筋與與圍圍護(hù)護(hù)墻墻連連接接,,吊吊筋筋的的間間距距一一般般不不大大于于1.5m,,直直徑徑應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)圍圍檁檁尺尺寸寸及及支支撐撐的的自自重重,,由由計(jì)計(jì)算確定l地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻墻墻體體與與圍圍檁檁之之間間需需要要傳傳遞遞剪剪力力時(shí)時(shí),,可可在在墻墻體體上上沿沿圍圍檁檁長(zhǎng)長(zhǎng)度度方方向向預(yù)預(yù)留留按計(jì)算確定的剪力槽或受剪鋼筋。 按計(jì)算確定的剪力槽或受剪鋼筋l基基坑坑平平面面轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角處處的的縱縱橫橫向向圍圍檁檁應(yīng)應(yīng)按按剛剛節(jié)節(jié)點(diǎn)處理l2.2.支撐支撐?l?支支撐撐主主要要是是受受壓壓構(gòu)構(gòu)件件,,支支撐撐相相對(duì)對(duì)于于受受荷荷面面來(lái)來(lái)說(shuō)說(shuō)有有垂垂直直于于荷荷載載面面和和傾傾斜斜于于荷荷載載面面二二種種,,對(duì)對(duì)于于斜斜支支撐撐要要注注意意支支撐撐和和圍圍檁檁連連接接節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的的力力的的平平衡衡,,由由于于支支撐撐還還受受到到自自重重和和施施工工荷荷載載的的作作用用,,實(shí)實(shí)際際上上是是壓壓彎彎桿桿件件,,這這種種力力學(xué)學(xué)上上的的非非線線性性問(wèn)問(wèn)題題,,在在施施工工實(shí)實(shí)踐踐中中常常將將它它簡(jiǎn)簡(jiǎn)化化為為線線性性問(wèn)問(wèn)題題來(lái)來(lái)解解決決,,但但必必須須考考慮慮到到此此種種因因素素對(duì)對(duì)安安全全度度的的降降低低當(dāng)當(dāng)支支撐撐設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)成成桁桁架架時(shí)時(shí),,桁桁架架的的腹腹桿桿應(yīng)應(yīng)該該按按其其受受力力情情況況合合理理地地選選擇擇斷斷面面尺尺寸寸和和桿桿件件材材料料,,以以求求節(jié)節(jié)省省費(fèi)費(fèi)用用,,方便施工方便施工l支支撐撐按按材材料料分分有有::鋼鋼支支撐撐((鋼鋼管管支支撐撐,,型型鋼鋼支支撐撐)),,鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐以以及及鋼鋼支支撐和鋼筋混凝土共存的組合支撐;撐和鋼筋混凝土共存的組合支撐;l按按平平面面布布置置形形式式分分有有::水水平平框框架架式式支支撐撐,,角角撐撐、、水水平平桁桁架架式式支支撐撐,,斜斜撐撐,,大大直直徑徑環(huán)環(huán)梁梁與與邊邊桁桁架架相相結(jié)結(jié)合合的的支支撐撐及及鋼鋼筋筋混混凝凝土支撐與鋼支撐并存的混合支撐等;土支撐與鋼支撐并存的混合支撐等;l按按受受力力特特點(diǎn)點(diǎn)分分有有::?jiǎn)螁慰缈鐗簤簵U桿式式支支撐撐,,多多跨跨壓壓桿桿式式支支撐撐和和雙雙向向多多跨跨壓壓桿桿式式支支撐撐,,如如圖圖所所示示。 這這些些支支撐撐在在實(shí)實(shí)踐踐中中都都有有各各自自的的特特點(diǎn)點(diǎn)和和不不足足之之處處,,以以其其材材料料種種類類分分析析,,鋼鋼支支撐撐便便于于安安裝裝和和折折拆拆除除,,材材料料的的消消耗耗量量小小,,可可以以施施加加預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力以以合合理理地地控控制制基基坑坑變變形形,,鋼鋼支支撐撐施施工工速速度度較較快快,,有有利利于于縮縮短短工工期期,,但但是是鋼鋼支支撐撐系系統(tǒng)統(tǒng)的的整整體體剛剛度度較較弱弱,,由由于于要要在在兩兩個(gè)個(gè)方方向向上上施施加加預(yù)預(yù)緊緊力力,,所所以以縱縱橫橫桿桿件件之之間間的的連連接接始始終終處處于于鉸鉸接接狀態(tài),形不成整體剛接狀態(tài),形不成整體剛接l鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)整整體體剛剛度度好好,,變變形形小小,,安安全全可可靠靠,,但但施施工工制制作作時(shí)時(shí)間間長(zhǎng)長(zhǎng)于于鋼鋼支支撐撐,,拆拆除除工工作作比比較較繁繁重重,,材材料料的的回回收收利用率低利用率低l為為保保證證內(nèi)內(nèi)支支撐撐的的構(gòu)構(gòu)件件有有足足夠夠的的剛剛度度,,規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定支支撐撐構(gòu)構(gòu)件件的的長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)細(xì)比比應(yīng)應(yīng)不不大大于于75,,連系構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)不大于連系構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)不大于120單跨壓桿單跨壓桿多跨壓桿多跨壓桿l1)鋼支撐)鋼支撐l鋼鋼支支撐撐的的截截面面可可以以采采用用H鋼鋼、、鋼鋼管管、、工工字字鋼鋼與與槽鋼,以及其組合截面;槽鋼,以及其組合截面;l鋼鋼支支撐撐的的現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)安安裝裝節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)盡盡量量設(shè)設(shè)置置在在縱縱橫橫向向支支撐撐的的交交匯匯點(diǎn)點(diǎn)附附近近。 縱縱向向和和橫橫向向支支撐撐的的交交匯匯點(diǎn)點(diǎn)宜宜在在同同一一標(biāo)標(biāo)高高上上連連接接,,當(dāng)當(dāng)采采用用重重疊疊連連接接時(shí)時(shí),,其其連連接接構(gòu)構(gòu)造造及及連連接接件件的的強(qiáng)強(qiáng)度度應(yīng)應(yīng)滿滿足足支支撐撐在在平平面面內(nèi)內(nèi)的的穩(wěn)定要求穩(wěn)定要求l相相鄰鄰橫橫向向((或或縱縱向向))水水平平支支撐撐之之間間的的縱縱向向((或或橫向)支撐的安裝節(jié)點(diǎn)數(shù)不宜多于兩個(gè)橫向)支撐的安裝節(jié)點(diǎn)數(shù)不宜多于兩個(gè)l鋼鋼支支撐撐與與鋼鋼圍圍檁檁的的連連接接可可采采用用焊焊接接或或螺螺栓栓連連接接節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)處處支支撐撐與與圍圍檁檁的的翼翼緣緣和和腹腹板板均均應(yīng)應(yīng)加加焊焊加加勁勁板板,,加加勁勁板板的的厚厚度度不不小小于于10mm,,焊焊縫縫高高度度不不小于小于6mml2)混凝土支撐)混凝土支撐l混混凝凝土土支支撐撐體體系系應(yīng)應(yīng)在在同同一一平平面面內(nèi)內(nèi)整整澆澆,,支支撐撐的的截截面面高高度度((豎豎向向尺尺寸寸))不不應(yīng)應(yīng)小小于于其豎向平面計(jì)算跨度的其豎向平面計(jì)算跨度的1/20;;l支支撐撐的的縱縱向向鋼鋼筋筋直直徑徑不不宜宜小小于于16mm,,沿沿截截面面四四周周縱縱向向鋼鋼筋筋的的最最大大間間距距應(yīng)應(yīng)小小于于200mm箍箍筋筋直直徑徑不不應(yīng)應(yīng)小小于于8mm,,間間距距不不大大于于250mm。 支支撐撐的的縱縱向向鋼鋼筋筋在在圍圍檁檁內(nèi)內(nèi)的的錨錨固固長(zhǎng)長(zhǎng)度度不不宜宜小小于于30倍倍的的鋼鋼筋筋直直徑立立 柱柱 l立立柱柱主主要要用用來(lái)來(lái)支支承承支支撐撐的的自自重重荷荷載載和和施施工工荷荷載載,,同同時(shí)時(shí)也也可可起起到到減減小小支支撐撐構(gòu)構(gòu)件件或或桁桁架架的的長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)細(xì)比比以以提高其壓彎穩(wěn)定性;提高其壓彎穩(wěn)定性;l基基坑坑開開挖挖面面以以上上的的立立柱柱宜宜采采用用格格構(gòu)構(gòu)式式鋼鋼柱柱,,也也可可以以采采用用鋼鋼管管或或H型型鋼鋼格格構(gòu)構(gòu)式式鋼鋼柱柱有有利利于于底底板板中中鋼鋼筋筋穿穿越越,,故故通通常常大大多多采采用用這這種種型型式式的的立立柱柱在在這這些些鋼鋼立立柱柱與與鋼鋼筋筋混混凝凝土土底底板板及及結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)樓樓板板的的連連接接處處需需設(shè)設(shè)置置止止水水帶帶格格構(gòu)構(gòu)式式鋼鋼立立柱柱大大樣樣圖見圖l立柱大樣立柱大樣l基基坑坑開開挖挖面面以以下下的的立立柱柱宜宜采采用用直直徑徑不不小小于于600mm的的灌灌注注樁樁,,立立柱柱樁樁主主要要將將立立柱柱荷荷載載傳傳遞遞到到地地基基中中,,它它可可以以借借用用工工程程樁樁,,也也可可以以單單獨(dú)獨(dú)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì),,立立柱柱樁樁的的入入土土深深度度由由其其所所承承受受立立柱柱荷荷載載確確定定;;在在軟軟土土地地區(qū)區(qū),,宜宜大大于于基基坑坑開開挖挖深深度度的的2倍倍,,并并穿穿過(guò)過(guò)淤泥或淤泥質(zhì)土層。 淤泥或淤泥質(zhì)土層l 鋼鋼柱柱插插入入灌灌注注樁樁的的深深度度不不小小于于鋼鋼柱柱邊邊長(zhǎng)長(zhǎng)的的4倍,,并與樁內(nèi)鋼筋焊接倍,,并與樁內(nèi)鋼筋焊接l立立柱柱與與水水平平支支撐撐的的連連接接可可采采用用鉸鉸接接構(gòu)構(gòu)造造,,但但連連接接件件在在豎豎向向和和水水平平方方向向的的連連接接強(qiáng)強(qiáng)度度應(yīng)應(yīng)大大于于支支撐撐軸軸向向力力的的1/50當(dāng)當(dāng)采采用用鋼鋼牛牛腿腿連連接接時(shí)時(shí),,鋼鋼牛牛腿腿的的強(qiáng)強(qiáng)度度和和穩(wěn)穩(wěn)定定性性應(yīng)應(yīng)由由計(jì)計(jì)算確定支撐體系的構(gòu)件設(shè)計(jì)支撐體系的構(gòu)件設(shè)計(jì) l支支撐撐體體系系包包括括圍圍檁檁、、支支撐撐和和立立柱柱的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)應(yīng)符符合合鋼鋼結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)或或混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)規(guī)范范的的有有關(guān)關(guān)規(guī)規(guī)定定構(gòu)構(gòu)件件截截面面承承載載力力應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)在在各各個(gè)個(gè)施施工工階階段段的的荷荷載載效效應(yīng)應(yīng)包包絡(luò)絡(luò)圖圖進(jìn)行計(jì)算進(jìn)行計(jì)算l((1))????圍檁圍檁l圍圍檁檁的的承承載載力力計(jì)計(jì)算算時(shí)時(shí),,可可按按水水平平方方向向的的受受彎彎構(gòu)構(gòu)件件計(jì)計(jì)算算當(dāng)當(dāng)圍圍檁檁與與水水平平支支撐撐斜斜交交或或圍圍檁檁作作為為邊邊桁桁架架的的弦弦桿桿時(shí)時(shí),,應(yīng)應(yīng)按按偏偏心心受受壓壓構(gòu)構(gòu)件件計(jì)計(jì)算算,,圍圍檁檁的的受受壓壓計(jì)計(jì)算算長(zhǎng)長(zhǎng)度度取取相相鄰鄰支支撐撐點(diǎn)點(diǎn)的的中中心心距距。 對(duì)對(duì)于于鋼鋼圍圍檁檁,,拼拼接接點(diǎn)點(diǎn)按按鉸鉸接接考考慮慮時(shí)時(shí),,其其受受壓壓計(jì)計(jì)算算長(zhǎng)長(zhǎng)度度宜宜取相鄰支撐點(diǎn)中心距的取相鄰支撐點(diǎn)中心距的1.5倍l圍圍檁檁與與圍圍護(hù)護(hù)墻墻連連接接滿滿足足上上述述構(gòu)構(gòu)造造要要求求時(shí)時(shí)可不驗(yàn)算豎向平面內(nèi)的截面承載力可不驗(yàn)算豎向平面內(nèi)的截面承載力l((2)支撐)支撐????????????????l鋼支撐鋼支撐l根根據(jù)據(jù)支支撐撐的的平平面面布布置置特特點(diǎn)點(diǎn),,可可按按單單跨跨壓壓彎彎構(gòu)構(gòu)件件或或多多跨跨連連續(xù)續(xù)壓壓彎彎構(gòu)構(gòu)件件進(jìn)進(jìn)行行計(jì)計(jì)算算鋼鋼支支撐撐與與圍圍檁檁連連接接的的節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)以以及及橫橫撐撐對(duì)對(duì)縱縱向向支支撐撐的的支支承承節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)的的連連接接剛剛度度都都比比較較弱弱,,一一般般按按鉸鉸接接處處理理,,鋼鋼支支撐撐體體系系的的整整體體性性比較差,設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮其整體作用比較差,設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮其整體作用l鋼筋混凝土支撐鋼筋混凝土支撐l????基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一般由圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)一般由圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系兩部分組成,鋼筋混凝土支撐體系與擋系兩部分組成,鋼筋混凝土支撐體系與擋土結(jié)構(gòu)可以共同組成空間結(jié)構(gòu)體系,兩者土結(jié)構(gòu)可以共同組成空間結(jié)構(gòu)體系,兩者共同承受土體的約束及荷載的作用,因此共同承受土體的約束及荷載的作用,因此支撐體系的水平位移包括兩部分:第一部支撐體系的水平位移包括兩部分:第一部分是荷載作用下支撐體系的變形;第二部分是荷載作用下支撐體系的變形;第二部分是剛體位移(包括剛體平移及轉(zhuǎn)動(dòng)),分是剛體位移(包括剛體平移及轉(zhuǎn)動(dòng)),該部分是由于基坑開挖過(guò)程中,基坑各側(cè)該部分是由于基坑開挖過(guò)程中,基坑各側(cè)壁上的荷載不同而發(fā)生的,該剛體位移的壁上的荷載不同而發(fā)生的,該剛體位移的發(fā)生使得基坑各側(cè)壁上的荷載重新調(diào)整,發(fā)生使得基坑各側(cè)壁上的荷載重新調(diào)整,直至平衡。 直至平衡l當(dāng)基坑各側(cè)壁荷載相差不大時(shí),調(diào)整量當(dāng)基坑各側(cè)壁荷載相差不大時(shí),調(diào)整量很小,即剛體位移非常小,這時(shí)支護(hù)結(jié)很小,即剛體位移非常小,這時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的平衡是介于主動(dòng)極限平衡和被動(dòng)極構(gòu)的平衡是介于主動(dòng)極限平衡和被動(dòng)極限平衡之間的一種平衡形式,在不考慮限平衡之間的一種平衡形式,在不考慮支撐體系剛體位移的前提下,為了簡(jiǎn)化支撐體系剛體位移的前提下,為了簡(jiǎn)化計(jì)算,可以將圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系在考計(jì)算,可以將圍護(hù)結(jié)構(gòu)和支撐體系在考慮相互作用后分別單獨(dú)計(jì)算慮相互作用后分別單獨(dú)計(jì)算l沿沿圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)周周邊邊取取單單位位長(zhǎng)長(zhǎng)度度作作為為計(jì)計(jì)算算單單元元,,建建立立如如圖圖所所示示的的計(jì)計(jì)算算模模型型,,圖圖中中RC1、、RC2為為鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐對(duì)對(duì)圍圍護(hù)護(hù)體體系系的的支支撐撐力力,,Kc1、、Kc2是是鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐的的水水平平變變形形剛剛度度,,?? ?1、、? ?2是是鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐點(diǎn)點(diǎn)的的水平位移水平位移l鋼筋混凝土支撐體系按平面封閉框架結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土支撐體系按平面封閉框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),其外荷載是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接作用在設(shè)計(jì),其外荷載是由圍護(hù)結(jié)構(gòu)直接作用在封閉框架周邊與圍護(hù)體系連接的圍檁上,封閉框架周邊與圍護(hù)體系連接的圍檁上,在封閉框架的周邊約束條件視基坑形狀、在封閉框架的周邊約束條件視基坑形狀、地基土物理力學(xué)性質(zhì)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度而地基土物理力學(xué)性質(zhì)及圍護(hù)結(jié)構(gòu)的剛度而定,對(duì)這個(gè)封閉框架結(jié)構(gòu),我們要計(jì)算它定,對(duì)這個(gè)封閉框架結(jié)構(gòu),我們要計(jì)算它在最不利荷載作用階段下,產(chǎn)生的最不利在最不利荷載作用階段下,產(chǎn)生的最不利內(nèi)力組合和最大水平位移,因此,需要依內(nèi)力組合和最大水平位移,因此,需要依據(jù)基坑挖土方式及挖土的不同階段考慮多據(jù)基坑挖土方式及挖土的不同階段考慮多種工況,對(duì)每一種工況的最不利荷載組合種工況,對(duì)每一種工況的最不利荷載組合下,計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及水平位移。 下,計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及水平位移 l1..選選擇擇合合適適的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)幾幾何何參參數(shù)數(shù),,計(jì)計(jì)算算鋼鋼筋筋混混凝凝土土支撐的水平變形剛度支撐的水平變形剛度Kcl式式中中??? ?為為鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐的的變變形形柔柔度度,,其其含含義義為為當(dāng)當(dāng)鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐沿沿基基坑坑周周邊邊承承受受單單位位均均布布荷荷載載時(shí)時(shí)支支撐撐點(diǎn)點(diǎn)((即即圍圍檁檁))的的水水平平位位移移由由于于鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐在在荷荷載載作作用用下下,,圍圍檁檁上上不不同同點(diǎn)點(diǎn)的的水水平平位位移移并并不不相相同同,,所所以以對(duì)對(duì)于于不不同同位位置置支支撐撐的的剛剛度度Kc也也不不相相同同,,為為了了控控制制基基坑坑邊邊緣緣的的最最大大水水平平位位移移,,在在計(jì)計(jì)算算中中,,取取圍圍檁檁的最大水平位移為水平變形柔度的最大水平位移為水平變形柔度 l2..求求得得剛剛度度后后,,根根據(jù)據(jù)工工程程地地質(zhì)質(zhì)勘勘察察提提供供的的有有關(guān)關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù),,利利用用有有限限單單元元法法的的計(jì)計(jì)算算程程序序,,計(jì)計(jì)算算圍圍護(hù)護(hù)墻墻體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)內(nèi)內(nèi)力力和和基基坑坑邊邊緣緣的的最最大大水水平平位位移移,,并并求求出出鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐對(duì)圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)的支撐力。 撐對(duì)圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)的支撐力l3..判判別別基基坑坑邊邊緣緣最最大大水水平平位位移移是是否否滿滿足足設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求l4..用用有有限限單單元元法法計(jì)計(jì)算算鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐的的內(nèi)力并進(jìn)行配筋計(jì)算內(nèi)力并進(jìn)行配筋計(jì)算節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)l 節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)主要按構(gòu)造考慮,節(jié)點(diǎn)處理的節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)主要按構(gòu)造考慮,節(jié)點(diǎn)處理的好壞對(duì)鋼支撐體系的穩(wěn)定性影響很大,好壞對(duì)鋼支撐體系的穩(wěn)定性影響很大,對(duì)于鋼筋混凝土支承體系節(jié)點(diǎn)的配筋也對(duì)于鋼筋混凝土支承體系節(jié)點(diǎn)的配筋也需要特別加強(qiáng)需要特別加強(qiáng) 鋼支撐節(jié)點(diǎn)鋼支撐節(jié)點(diǎn)鋼筋混凝土支撐節(jié)點(diǎn)鋼筋混凝土支撐節(jié)點(diǎn)l圍圍檁檁是是圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與支支撐撐體體系系連連接接的的傳傳力力構(gòu)構(gòu)件件,,圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)一一般般是是先先施施工工,,然然后后制制作作或或安安裝裝圍圍檁檁和和支支撐撐,,需需要要處處理理圍圍檁檁與與圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的連連接接構(gòu)構(gòu)造造圖圖給給出出了了圍圍檁檁與與排排樁樁式式墻墻體體的的連連接接構(gòu)構(gòu)造造的的一一些些做做法法,,包包括括灌灌注注樁樁中中焊焊接接拉拉吊吊鋼鋼筋筋、、灌灌注注樁樁中中預(yù)預(yù)埋埋環(huán)環(huán)形形鋼鋼板板、、頂頂圈圈梁梁中中遺遺留留豎豎向向拉拉吊吊鋼鋼筋筋等等;;還還包包括括采采用用牛牛腿腿或或拉拉吊吊鋼鋼筋筋的的方方法連接圍檁與型鋼樁的做法。 法連接圍檁與型鋼樁的做法l((a))灌注樁中焊接拉吊鋼筋灌注樁中焊接拉吊鋼筋l((b))灌注樁中埋設(shè)環(huán)形鋼板灌注樁中埋設(shè)環(huán)形鋼板l((c))頂圈梁中預(yù)埋豎向拉吊鋼筋頂圈梁中預(yù)埋豎向拉吊鋼筋l((d)、()、(e))圍檁與型鋼柱列式擋墻連接型式圍檁與型鋼柱列式擋墻連接型式換撐與拆除支撐換撐與拆除支撐l支撐是施工期間的臨時(shí)性構(gòu)件,在地下支撐是施工期間的臨時(shí)性構(gòu)件,在地下室澆筑過(guò)程中就必須逐步將支撐拆除,室澆筑過(guò)程中就必須逐步將支撐拆除,在拆除支撐的同時(shí)還需要采取一定的措在拆除支撐的同時(shí)還需要采取一定的措施將圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳給支撐的荷載逐步傳遞施將圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳給支撐的荷載逐步傳遞給永久性的結(jié)構(gòu)換撐和拆除雖然都是給永久性的結(jié)構(gòu)換撐和拆除雖然都是施工的過(guò)程,但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮換撐施工的過(guò)程,但在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮換撐和拆除中結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化,并將內(nèi)力的和拆除中結(jié)構(gòu)內(nèi)力的變化,并將內(nèi)力的變化控制在結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi)變化控制在結(jié)構(gòu)允許的范圍內(nèi) l給給出出了了一一個(gè)個(gè)換換撐撐的的實(shí)實(shí)例例,,基基坑坑開開挖挖時(shí)時(shí)采采用用了了兩兩道道支支撐撐,,在在澆澆筑筑底底板板以以后后,,具具備備了了拆拆除除第第二二道道支支撐撐的的條條件件,,但但必必須須采采用用混混凝凝土土換換撐撐板板帶帶,,將將圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與底底板板聯(lián)聯(lián)系系起起來(lái)來(lái),,換換撐撐傳傳力力帶帶只只能能傳傳遞遞壓壓力力,,不不能能傳傳遞遞剪剪力力。 在在拆拆除除第第二二道道支支撐撐并并澆澆筑筑了了地地下下室室樓樓板板以以后后,,采采取取同同樣樣的的方方法法在在樓樓板板與與圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)之之間間設(shè)設(shè)置置傳傳力力帶帶,,然然后后將將第第一一道道支支撐撐拆拆除除,,為為完完成成地地下下室室澆澆筑筑到頂創(chuàng)造條件到頂創(chuàng)造條件土層錨桿設(shè)計(jì)土層錨桿設(shè)計(jì)l1))選選擇擇錨錨桿桿類類型型、、確確定定錨錨桿桿布布置置和和安安設(shè)設(shè)角度;角度;l2)確定錨桿設(shè)計(jì)軸向拉力;)確定錨桿設(shè)計(jì)軸向拉力;l3))進(jìn)進(jìn)行行錨錨固固體體設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)((長(zhǎng)長(zhǎng)度度、、直直徑徑、、形形狀狀等);等);l4)錨頭及腰梁設(shè)計(jì);)錨頭及腰梁設(shè)計(jì);l5)必要時(shí)的穩(wěn)定性驗(yàn)算必要時(shí)的穩(wěn)定性驗(yàn)算l((1)圍護(hù)結(jié)構(gòu))圍護(hù)結(jié)構(gòu)l包包括括各各種種鋼鋼及及鋼鋼筋筋混混凝凝土土預(yù)預(yù)制制板板樁樁、、灌灌注注樁樁、、地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻等等,,以以及及近近幾幾年年發(fā)發(fā)展展起起來(lái)來(lái)的的噴噴錨錨網(wǎng)網(wǎng)護(hù)壁l((2)腰梁及托架)腰梁及托架l可可采采用用工工字字鋼鋼、、槽槽鋼鋼或或鋼鋼筋筋混混凝凝土土梁梁作作為為腰腰梁梁,,腰腰梁梁放放置置在在托托架架上上,,托托架架((用用鋼鋼材材或或鋼鋼筋筋混混凝凝土土制制作作))與與圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)連連續(xù)續(xù)固固定定。 采采用用腰腰梁梁的的目目的的是是將將作作用用于于圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上的的土土壓壓力力傳傳遞遞給給錨錨桿桿,,對(duì)對(duì)于于排排樁樁式式圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)還還能能通通過(guò)過(guò)腰腰梁梁使使各各樁樁的的應(yīng)應(yīng)力得到均勻分配力得到均勻分配l((3)錨桿)錨桿l錨錨桿桿是是受受拉拉桿桿件件的的總總稱稱,,與與圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)共共同同作作用用,,從從力力的的傳傳遞遞機(jī)機(jī)理理看看,,錨錨桿桿是是由由錨錨桿桿頭頭部部,,拉拉桿桿及及錨錨固固體體3個(gè)個(gè)基基本本部部分分組組成成::錨錨桿桿頭頭部部是是將將拉拉桿桿與與圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)牢牢固固地地聯(lián)聯(lián)結(jié)結(jié)起起來(lái)來(lái),,使使圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的推推力力可可靠靠地地傳傳遞遞到到拉拉桿桿上上去去;;拉拉桿桿是是將將來(lái)來(lái)自自錨錨桿桿端端部部的的拉拉力力傳傳遞遞給給錨錨固固體體;;錨錨固固體體是是將將來(lái)來(lái)自自拉拉桿桿的的力力通通過(guò)過(guò)摩摩阻阻抵抵抗抗力力或或支支承承抵抵抗抗力傳遞至地基力傳遞至地基錨桿布置原則錨桿布置原則l((1)錨桿層數(shù))錨桿層數(shù)l錨錨桿桿層層數(shù)數(shù)取取決決于于土土壓壓力力分分布布大大小小而而定定,,除除能能取取得得合合理理的的平平衡衡以以外外,,還還應(yīng)應(yīng)考考慮慮構(gòu)構(gòu)筑筑物物允許的變形量和施工條件等綜合因素。 允許的變形量和施工條件等綜合因素l((2)錨桿間距)錨桿間距l(xiāng)錨錨桿桿間間距距應(yīng)應(yīng)根根據(jù)據(jù)土土層層地地質(zhì)質(zhì)情情況況、、鋼鋼材材截截面面所所能能承承受受的的拉拉力力等等進(jìn)進(jìn)行行經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)比比較較后后確確定定間間距距太太大大,,將將增增加加腰腰梁梁應(yīng)應(yīng)力力,,需需增增加加腰腰梁梁斷斷面面,,縮縮小小間間距距,,可可使使腰腰梁梁尺尺寸寸減減小小,,但但錨錨桿桿又又可可能能會(huì)會(huì)發(fā)發(fā)生生相相互互干干擾擾,,產(chǎn)產(chǎn)生生所所謂謂“群群錨錨效效應(yīng)應(yīng)”上上下下兩兩排排錨錨桿桿的的間間距距不不宜宜小小于于2.5m,,錨錨桿桿的的水水平平間間距距一一般般不不宜宜大大于于4.0m、、也也不不小小于于1.5m,,上上覆土層的厚度一般也不宜小于覆土層的厚度一般也不宜小于4.0ml((3)傾角)傾角l一一般般采采用用水水平平向向下下10°~~45?°之之間間數(shù)數(shù)值值為為宜宜如如從從有有效效利利用用錨錨桿桿抗抗拔拔力力的的觀觀點(diǎn)點(diǎn),,最最好好使使錨錨桿桿與與側(cè)側(cè)壓壓力力作作用用方方向向平平行行,,但但實(shí)實(shí)際際上上,,錨錨桿桿的的設(shè)設(shè)置置方方向向與與可可錨錨固固土土層層的的位位置置,,擋擋土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)的的位位置置以以及及施施工工條條件件等等有有關(guān)關(guān)。 錨錨桿桿水水平平分分力力隨隨著著錨錨桿桿傾傾角角的的增增大大而而減減小小,,傾傾角角太太大大將將降降低低錨錨固固的的效效果果,,而而且且作作用用于于圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)上上的的垂垂直直分分力力增增加加,,可可能能造造成成圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和周周圍圍地地基基的的沉沉降降水水平平向向下下是是為為了了有利于灌漿所要求的傾斜度有利于灌漿所要求的傾斜度錨固體設(shè)計(jì)錨固體設(shè)計(jì)l((1)錨固體長(zhǎng)度)錨固體長(zhǎng)度l????錨錨固固體體長(zhǎng)長(zhǎng)度度應(yīng)應(yīng)按按基基本本試試驗(yàn)驗(yàn)確確定定,,初初步步設(shè)計(jì)長(zhǎng)度可按下面的公式計(jì)算設(shè)計(jì)長(zhǎng)度可按下面的公式計(jì)算l對(duì)對(duì) 一一 般般 的的 灌灌 漿漿 錨錨 桿桿 (( 壓壓 力力 為為 0.3~~0.5MPa),),錨固體長(zhǎng)度計(jì)算公式為錨固體長(zhǎng)度計(jì)算公式為l式中式中?Tu—錨桿極限抗拔力(錨桿極限抗拔力(kN););l??????d—錨固體直徑(錨固體直徑(m););l?????Lm—錨桿的有效錨固長(zhǎng)度(錨桿的有效錨固長(zhǎng)度(m););l??????? ?—錨錨固固段段周周邊邊土土層層與與錨錨固固體體之之間間的的摩阻強(qiáng)度(或稱為粘結(jié)強(qiáng)度)(摩阻強(qiáng)度(或稱為粘結(jié)強(qiáng)度)(kPa)l((2)自由段長(zhǎng)度)自由段長(zhǎng)度l自自由由段段的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度一一般般不不小小于于5m,,并并應(yīng)應(yīng)超超過(guò)過(guò)潛潛在在滑滑動(dòng)動(dòng)面面1?m;;按按滑滑動(dòng)動(dòng)面面位位置置計(jì)計(jì)算算時(shí)時(shí)可可采采用用如如圖圖所所示示的的方方法法,,令令O點(diǎn)點(diǎn)為為土土壓壓力力為為零零點(diǎn)點(diǎn),,OD為為設(shè)設(shè)想想滑滑裂裂面面,,錨錨桿桿AC與與水水平線夾角為,平線夾角為,?自由段自由段AB長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為l((3)錨桿截面計(jì)算)錨桿截面計(jì)算式式中中?As為為錨錨桿桿截截面面積積((mm2));;K為為安安全全系系數(shù)數(shù);;N為為軸軸向向拉拉力力((KN));;fyk為為材材料料強(qiáng)強(qiáng)度度標(biāo)準(zhǔn)值(標(biāo)準(zhǔn)值(N/mm2)。 降水設(shè)計(jì)降水設(shè)計(jì) l 深深基基坑坑降降水水包包括括基基坑坑內(nèi)內(nèi)的的明明溝溝降降水水和和井井點(diǎn)點(diǎn)降降水水井井點(diǎn)點(diǎn)降降水水的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容包包括括確確定定基基坑坑涌涌水水量量、、單單井井出出水水量量、、井井徑徑、、井井深深、、單單井井水水位位降降深深、、井井?dāng)?shù)數(shù)、、井井距距及及降降水水系系統(tǒng)統(tǒng)的布置形式的布置形式l基坑降水原理是基于井的滲流理論,滲基坑降水原理是基于井的滲流理論,滲流井的類型是根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件進(jìn)流井的類型是根據(jù)場(chǎng)地水文地質(zhì)條件進(jìn)行劃分的,如根據(jù)地下水的類型可劃分行劃分的,如根據(jù)地下水的類型可劃分為承壓型和潛水型,如根據(jù)滲流井的補(bǔ)為承壓型和潛水型,如根據(jù)滲流井的補(bǔ)給源特點(diǎn)及滲流井的結(jié)構(gòu)可以劃分為完給源特點(diǎn)及滲流井的結(jié)構(gòu)可以劃分為完整井和不完整井,當(dāng)同時(shí)考慮地下水的整井和不完整井,當(dāng)同時(shí)考慮地下水的類型、滲流井的補(bǔ)給源特點(diǎn)及滲流井的類型、滲流井的補(bǔ)給源特點(diǎn)及滲流井的結(jié)構(gòu)時(shí),就存在四種類型,即承壓型完結(jié)構(gòu)時(shí),就存在四種類型,即承壓型完整井和不完整井、潛水型完整井和不完整井和不完整井、潛水型完整井和不完整井 l((1)基坑降水設(shè)計(jì)的內(nèi)容)基坑降水設(shè)計(jì)的內(nèi)容l1.?確定降水井類型;確定降水井類型;l2.?降降水水系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)::指指降降水水井井的的系系統(tǒng)統(tǒng)布布設(shè)設(shè),,包包括括井井?dāng)?shù)數(shù)、、井井深深、、井井距距、、井井徑徑、、過(guò)過(guò)濾濾管管、、人人工工過(guò)過(guò)濾濾層層、、單單井井出出水水量量、、水水位位與與地地面面沉沉降的監(jiān)測(cè)等;降的監(jiān)測(cè)等;l3.?降降水水效效果果預(yù)預(yù)測(cè)測(cè)::包包括括基基坑坑內(nèi)內(nèi)、、外外典典型型部部位位的的最最終終穩(wěn)穩(wěn)定定水水位位及及水水位位降降深深隨隨時(shí)時(shí)間間的的變變化化,,降降水水引引起起的的沉沉降降及及對(duì)對(duì)鄰鄰近近建建筑筑物物、、地地下管線等的影響;下管線等的影響;l4.?設(shè)設(shè)置置回回灌灌井井時(shí)時(shí),,降降水水系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)應(yīng)應(yīng)包包括括回回灌系統(tǒng)。 灌系統(tǒng)l((1)基坑降水設(shè)計(jì)方法)基坑降水設(shè)計(jì)方法l1.降降水水井井布布設(shè)設(shè)方方式式宜宜根根據(jù)據(jù)場(chǎng)場(chǎng)地地水水文文地地質(zhì)質(zhì)、、工工程程地地質(zhì)質(zhì)條條件件,,基基坑坑的的平平面面尺尺寸寸及及開開挖挖深深度度,,圍圍護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型式式,,止止水帷幕的設(shè)置情況以及鄰近建筑物的控制要求等確定;水帷幕的設(shè)置情況以及鄰近建筑物的控制要求等確定;l2.?初步確定井深、井距;初步確定井深、井距;l3.?按按基基坑坑形形狀狀是是窄窄長(zhǎng)長(zhǎng)形形或或圓圓形形((矩矩形形和和不不規(guī)規(guī)則則形形狀狀可可換算為圓形)采用不同公式計(jì)算基坑涌水量;換算為圓形)采用不同公式計(jì)算基坑涌水量;l4.??估算單井干擾出水量及單井單位長(zhǎng)度出水量;估算單井干擾出水量及單井單位長(zhǎng)度出水量;l5.??初步確定降水井?dāng)?shù)量及井點(diǎn)間距;初步確定降水井?dāng)?shù)量及井點(diǎn)間距;l6.??檢驗(yàn)降水井的出水能力;檢驗(yàn)降水井的出水能力;l7.??復(fù)核基坑抽水影響最小處的水位降深;復(fù)核基坑抽水影響最小處的水位降深;l(3)??單井涌水量計(jì)算單井涌水量計(jì)算l根根據(jù)據(jù)基基坑坑的的形形狀狀將將基基坑坑分分為為兩兩類類,,當(dāng)當(dāng)基基坑坑的的長(zhǎng)長(zhǎng)度度與與寬寬度度之之比比大大于于10時(shí)時(shí),,稱稱為為窄窄長(zhǎng)長(zhǎng)式式基基坑坑;;當(dāng)當(dāng)長(zhǎng)長(zhǎng)寬寬比比小小于于10時(shí)時(shí),,稱稱為為非非窄長(zhǎng)式基坑。 窄長(zhǎng)式基坑l對(duì)對(duì)于于窄窄長(zhǎng)長(zhǎng)式式基基坑坑,,當(dāng)當(dāng)含含水水層層為為潛潛水水時(shí)時(shí),,按按深深圳圳地地區(qū)區(qū)建建筑筑深深基基坑坑支支護(hù)護(hù)技技術(shù)術(shù)規(guī)規(guī)范范的的規(guī)規(guī)定定,,流流向向完完整整基基坑坑的的涌涌水水量量可可用用下下式式確定:確定:l式中式中???Q—基坑涌水量,基坑涌水量,m3/d?;;l???????k—含水層滲透系數(shù),含水層滲透系數(shù),m/d?;;l???????L—基坑長(zhǎng)度,基坑長(zhǎng)度,m?;;l???????H—潛水含水層水頭高度,潛水含水層水頭高度,m?;;l???????S—地下水位降深,地下水位降深,m?;;l???????R—影響半徑,影響半徑,m?;;l???????B?—基坑寬度,基坑寬度,m? l當(dāng)當(dāng)含含水水層層為為承承壓壓含含水水層層時(shí)時(shí),,流流向向完完整整基基坑的涌水量可按下式計(jì)算:坑的涌水量可按下式計(jì)算:式中式中??M—承壓含水層的厚度,承壓含水層的厚度,m?l(4)?單單井井出出水水量量q和和單單井井單單位位長(zhǎng)長(zhǎng)度度出出水水量量? ?l在井徑相同的條件下,可采用抽水試驗(yàn)在井徑相同的條件下,可采用抽水試驗(yàn)的單井出水量;當(dāng)無(wú)抽水試驗(yàn)資料時(shí),的單井出水量;當(dāng)無(wú)抽水試驗(yàn)資料時(shí),可用如下經(jīng)驗(yàn)公式估算:可用如下經(jīng)驗(yàn)公式估算: 式中式中??q—單井允許出水量,單井允許出水量,m/d3?;;??????L0—過(guò)濾器工作部分長(zhǎng)度,過(guò)濾器工作部分長(zhǎng)度,m?;;??????r —過(guò)濾器外緣的半徑,過(guò)濾器外緣的半徑,m?。 l單井單位長(zhǎng)度出水量單井單位長(zhǎng)度出水量? ? 由下式計(jì)算:由下式計(jì)算:l((5)井點(diǎn)數(shù)量)井點(diǎn)數(shù)量n與井點(diǎn)間距與井點(diǎn)間距a式中式中??n?—井點(diǎn)數(shù)量;井點(diǎn)數(shù)量;??????????a?—井點(diǎn)間距,井點(diǎn)間距,m?;;??????L1?—深基坑四周井點(diǎn)布置的總長(zhǎng)度,深基坑四周井點(diǎn)布置的總長(zhǎng)度,m?第七節(jié)第七節(jié) 基坑土體加固設(shè)計(jì)基坑土體加固設(shè)計(jì)l在基坑工程中,土體加固主要有三個(gè)用途:在基坑工程中,土體加固主要有三個(gè)用途:l1..提提高高坑坑底底土土體體抵抵抗抗地地下下承承壓壓水水沖沖潰潰坑坑底底的的能力;能力;l2..對(duì)對(duì)于于放放坡坡開開挖挖的的邊邊坡坡,,當(dāng)當(dāng)坡坡腳腳下下土土體體含含有有軟軟弱弱土土層層或或砂砂層層時(shí)時(shí),,加加固固坡坡腳腳以以提提高高邊邊坡坡穩(wěn)穩(wěn)定性和抗管涌能力;定性和抗管涌能力;l3..對(duì)對(duì)于于嚴(yán)嚴(yán)格格控控制制支支護(hù)護(hù)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)最最大大變變形形量量的的基基坑坑工工程程,,需需要要對(duì)對(duì)坑坑底底被被動(dòng)動(dòng)區(qū)區(qū)土土體體進(jìn)進(jìn)行行加加固固,,以以減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移減少圍護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移l對(duì)對(duì)于于上上述述第第一一種種情情況況,,通通常常采采用用高高壓壓三三重重管管旋旋噴噴注注漿漿法法或或化化學(xué)學(xué)注注漿漿法法對(duì)對(duì)坑坑底底土土體體進(jìn)進(jìn)行行全全封封閉閉不不透透水水加加固固土土層層,,通通過(guò)過(guò)加加固固增增強(qiáng)強(qiáng)土土體體抵抵抗抗其其下下承承壓壓水水壓壓力力的的能能力力,,以以保保證證基基坑坑工工程程順順利利完完成成;;對(duì)對(duì)于于第第二二種種情情況況,,可可以以通通過(guò)過(guò)土土層層注注漿漿加加固固技技術(shù)術(shù)對(duì)對(duì)坡坡腳腳一一定定范范圍圍的的土土層層進(jìn)進(jìn)行行加加固固,,從從而而保保證證邊邊坡坡的的穩(wěn)穩(wěn)定定和和防防范范坡坡腳腳處處管管涌涌的的發(fā)發(fā)生生;;對(duì)對(duì)于于第第三三種種情情況況,,一一般般可可選選用用旋旋噴噴樁樁、、水水泥泥土土攪攪拌拌樁樁或或分分層層注注漿漿法法對(duì)對(duì)被被動(dòng)動(dòng)區(qū)區(qū)一一定定深深度度范范圍圍內(nèi)內(nèi)土土體體進(jìn)進(jìn)行行全全部部或或局局部部加加固固,,通通常常加加固固布布局局采采用用格格柵柵形形式式,,必必要要時(shí)時(shí)則則采采用用滿堂加固。 滿堂加固設(shè)計(jì)實(shí)例設(shè)計(jì)實(shí)例l鋼筋混凝土支撐設(shè)計(jì)鋼筋混凝土支撐設(shè)計(jì)?l地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?l錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)?l鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算?l降水與回灌設(shè)計(jì)降水與回灌設(shè)計(jì)?鋼筋混凝土支撐設(shè)計(jì)鋼筋混凝土支撐設(shè)計(jì)l項(xiàng)項(xiàng)????目:目:??上海巨金大廈上海巨金大廈l地地????點(diǎn):點(diǎn):??上海浦東浦東大道上海浦東浦東大道l工工程程概概況況::?主主樓樓28層層,,裙裙房房7層層,,開開挖挖深深度度10.7m和和12.0m;;l地質(zhì)條件:土層的物理力學(xué)指標(biāo)見下表;地質(zhì)條件:土層的物理力學(xué)指標(biāo)見下表;l圍圍護(hù)護(hù)方方案案::圍圍護(hù)護(hù)墻墻采采用用直直徑徑900mm的的鉆鉆孔孔灌注樁;灌注樁;l?????????????雙頭水泥攪拌樁止水;雙頭水泥攪拌樁止水;l?????????????兩道鋼筋混凝土對(duì)撐加角撐;兩道鋼筋混凝土對(duì)撐加角撐;l?????????????坑坑底底注注漿漿加加固固范范圍圍分分別別為為3×6m和和4×6m;;l驗(yàn)算結(jié)果:驗(yàn)算結(jié)果:?基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見下表基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見下表;l支支撐撐設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)::采采用用C30等等級(jí)級(jí)的的混混凝凝土土,,II級(jí)級(jí)鋼;鋼;l????????????上上道道圍圍檁檁,,作作用用線線荷荷載載240kN/m,,相鄰支撐邊的凈距相鄰支撐邊的凈距7.5m;;地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)地下連續(xù)墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) l項(xiàng)項(xiàng)????目:目:??上海南洋廣場(chǎng)上海南洋廣場(chǎng)l地地????點(diǎn):點(diǎn):??上海威海路石門一路口上海威海路石門一路口l工工程程概概況況::??主主樓樓地地上上38層層,,裙裙房房4層層,,地地下下室室3層層,,開開挖挖深深度度主主樓樓15.7m,,裙裙房房14.5m;;l地質(zhì)條件:地質(zhì)條件:??土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表;土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表;l圍圍護(hù)護(hù)方方案案::??主主樓樓部部分分采采用用1000mm厚厚度度的的地地下下連續(xù)墻,裙房采用連續(xù)墻,裙房采用800?mm厚度;厚度;l????????????墻深為地表下墻深為地表下29.3m;;l????????????支支撐撐平平面面布布置置采采用用邊邊桁桁架架和和兩兩道道對(duì)對(duì)撐撐桁桁架與斜角撐桁架組成的大空間型式;架與斜角撐桁架組成的大空間型式;l????????????豎豎向向布布置置三三道道鋼鋼筋筋混混凝凝土土支支撐撐,,中中心心標(biāo)標(biāo)高分別為地表下高分別為地表下1.7m、、6.3m、、10.9m;;l????????????坑坑內(nèi)內(nèi)采采用用水水泥泥攪攪拌拌樁樁加加固固土土體體,,寬寬度度6.2m,,坑底下坑底下4.0m,,坑底下?lián)搅靠拥紫聯(lián)搅?3%;;l驗(yàn)算結(jié)果:驗(yàn)算結(jié)果:??基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見表;基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果見表;l內(nèi)內(nèi)力力計(jì)計(jì)算算::? ? ? 指指標(biāo)標(biāo),,在在0? ~? 5m范范圍圍內(nèi)內(nèi)取取m=2000kN/m4,,5m以下矩形分布;以下矩形分布;l????????水水泥泥土土攪攪拌拌樁樁加加固固區(qū)區(qū)取取Kh=25000kN/m3;;壓密注漿加固區(qū)取壓密注漿加固區(qū)取?15000kN/m3;;l????????主主樓樓區(qū)區(qū)基基坑坑開開挖挖深深度度15.7m,?地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻厚度厚度1000mm,?墻深墻深30m,,l????????墻體最大彎矩和變形見下表;墻體最大彎矩和變形見下表;l????????裙裙房房區(qū)區(qū)基基坑坑開開挖挖深深度度14.5m,?地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻厚度厚度800mm,?墻深墻深29.3m,,l????????墻體最大彎矩和變形見下表;墻體最大彎矩和變形見下表;l構(gòu)件配筋:構(gòu)件配筋:??l????????地地下下連連續(xù)續(xù)墻墻,,最最大大正正彎彎矩矩12169?,,最最大負(fù)彎矩大負(fù)彎矩520;;l??????混凝土等級(jí)混凝土等級(jí)C30,,鋼筋采用鋼筋采用II級(jí)鋼;級(jí)鋼;l???????內(nèi)內(nèi) 側(cè)側(cè) 配配 筋筋 ,, 鋼鋼 筋筋 面面 積積 7854mm2,,16? ?25?,,雙根雙根??125mm放置;放置;l???????外外 側(cè)側(cè) 配配 筋筋 ,, 鋼鋼 筋筋 面面 積積 3436mm2,,7? ?25??150mm放置;放置;l???????鋼筋籠水平鋼筋按鋼筋籠水平鋼筋按? ?20??300放置;放置;l 第第一一道道圍圍檁檁,,截截面面900×1200mm,,混混凝凝土土等等級(jí)級(jí)C30,,鋼筋采用鋼筋采用II級(jí)鋼;級(jí)鋼;l?最最 大大 正正 彎彎 矩矩 M? =? 1350kN-m,, 跨跨 中中 配配 筋筋11? ?25;;l?最最 大大 負(fù)負(fù) 彎彎 矩矩 M? =? 1959kN-m,, 支支 座座 配配 筋筋16? ?25;;l??第第一一道道支支撐撐??截截面面900×800mm,,混混凝凝土土等等級(jí)級(jí)C30,,鋼筋采用鋼筋采用II級(jí)鋼;級(jí)鋼;l??支支撐撐最最大大軸軸力力3487.9kN,,考考慮慮初初始始偏偏心心距距20mm引起附加彎矩,引起附加彎矩,l???跨跨中中彎彎矩矩384kN-m,,支支座座負(fù)負(fù)彎彎矩矩526.5kN-m;;l???跨中和支座截面配筋均按構(gòu)造配筋跨中和支座截面配筋均按構(gòu)造配筋6? ?25;;錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)錨桿支護(hù)設(shè)計(jì) l項(xiàng)項(xiàng)????目:目:??廣州市東照大廈廣州市東照大廈l地地????點(diǎn):點(diǎn):??廣州東風(fēng)中路廣州東風(fēng)中路l工工程程概概況況::??地地上上42層層,,地地下下4層層,,開開挖挖深度深度19?~?20m,,基坑面積基坑面積3400m2?;;l地質(zhì)條件:地質(zhì)條件:??土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表;土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表;l 圍圍護(hù)護(hù)方方案案::人人工工挖挖孔孔樁樁直直徑徑為為1.2m和和1.0m兩種,護(hù)壁厚度兩種,護(hù)壁厚度0.15m;;l?????樁樁身身混混凝凝土土強(qiáng)強(qiáng)度度等等級(jí)級(jí)為為C25,,護(hù)護(hù)壁壁混混凝凝土土為為C20;;l??????挖挖孔孔樁樁嵌嵌入入中中風(fēng)風(fēng)化化巖巖體體內(nèi)內(nèi),,因因樁樁前前巖巖體體厚厚度不足,樁頂、樁底各設(shè)一道錨桿;度不足,樁頂、樁底各設(shè)一道錨桿;l???????采采用用60?~?85?t?大大噸噸位位預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力錨錨索索,,頂頂層層鎖鎖定于樁頂圈梁,底層鎖定于腰粱;定于樁頂圈梁,底層鎖定于腰粱;l????????支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面見圖;支護(hù)結(jié)構(gòu)剖面見圖;l???????錨錨桿桿計(jì)計(jì)算算::??按按分分段段計(jì)計(jì)算算的的內(nèi)內(nèi)力力配配置置錨錨索索,,各樁位的錨索數(shù)量與尺寸見下表。 各樁位的錨索數(shù)量與尺寸見下表l????????噴噴錨錨支支護(hù)護(hù)::???如如圖圖所所示示,,基基坑坑下下部部風(fēng)風(fēng)化化巖巖直直立立邊邊坡采用噴錨支護(hù),坡采用噴錨支護(hù),l????????錨錨桿桿采采用用? ?22??1.5?~?2.0m,長(zhǎng)長(zhǎng)度度2.5?~?3.0m,,鋼鋼筋筋網(wǎng)網(wǎng)? ?8??200m×200mm;;l?????????加加強(qiáng)強(qiáng)筋筋? ?16??1.5?~?2.0m,,噴噴射射C30的的細(xì)細(xì)石石混混凝凝土土厚厚10cm鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算鉆孔灌注樁圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算l項(xiàng)項(xiàng)????目:目:??上海金旋大廈上海金旋大廈l地地????點(diǎn):點(diǎn):??上海東體育會(huì)路上海東體育會(huì)路l工工程程概概況況::??地地上上22層層,,地地下下1層層,,開開挖挖深深度度6.9m,,建建筑筑物物平平面面形形狀狀近近似似等等邊邊三三角形;角形;l地質(zhì)條件:地質(zhì)條件:??土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表;土層的物理力學(xué)指標(biāo)見表;l圍圍護(hù)護(hù)方方案案::??圍圍護(hù)護(hù)墻墻采采用用直直徑徑為為650mm的的鉆孔灌注樁,在水泥攪拌樁墻體中套打;鉆孔灌注樁,在水泥攪拌樁墻體中套打;l????????????水水泥泥攪攪拌拌樁樁墻墻體體寬寬度度1.7m,,內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)雙頭低摻量,外側(cè)單頭雙頭低摻量,外側(cè)單頭14%水泥摻量;水泥摻量;l????????????一道鋼筋混凝土環(huán)形支撐;一道鋼筋混凝土環(huán)形支撐;l????????????坑底采用注漿加固;坑底采用注漿加固;l驗(yàn)算結(jié)果:驗(yàn)算結(jié)果:??穩(wěn)定性驗(yàn)算的結(jié)果見下表;穩(wěn)定性驗(yàn)算的結(jié)果見下表;?l圍護(hù)設(shè)計(jì):圍護(hù)設(shè)計(jì):?l荷荷載載,,土土壓壓力力采采用用水水土土分分算算方方法法,,地地面面荷荷載載采采用用20kPa;;l指指標(biāo)標(biāo),,土土工工抗抗剪剪強(qiáng)強(qiáng)度度指指標(biāo)標(biāo)采采用用峰峰值值,,在在加加固固深深度范圍內(nèi)取度范圍內(nèi)取m?=?5000kN/m3,,l?????其余取取其余取取m?=?2000kN/m3;;l工工況況,,工工況況一一::挖挖至至圈圈梁梁和和支支撐撐底底部部,,懸懸臂臂2m;;l????????????工況二:支撐達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開挖至坑底;工況二:支撐達(dá)設(shè)計(jì)強(qiáng)度后開挖至坑底;l????????????工工況況三三::底底板板澆澆筑筑完完畢畢,,換換撐撐,,拆拆撐撐,,懸臂懸臂5.05;;l結(jié)果,計(jì)算結(jié)果見下表;結(jié)果,計(jì)算結(jié)果見下表;l配筋結(jié)果:配筋結(jié)果:??l????????灌灌注注樁樁采采用用C30混混凝凝土土,,配配筋筋為為14? ?22,,均均勻?qū)ΨQ配筋;勻?qū)ΨQ配筋;l????????圍檁采用截面圍檁采用截面??700×1000m,,配筋配筋6? ?25;;l????????環(huán)形支撐采用截面環(huán)形支撐采用截面700×1000m,,配筋配筋8? ?25.降水與回灌設(shè)計(jì)降水與回灌設(shè)計(jì) l項(xiàng)項(xiàng)????目:目:??上海友誼商店主樓上海友誼商店主樓l地地????點(diǎn):點(diǎn):??上海北京東路上海北京東路l工工程程概概況況::??主主樓樓為為升升板板結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu),,長(zhǎng)長(zhǎng)82m,,寬寬34m,,高高33m,,基基礎(chǔ)礎(chǔ)采采用用筏筏板板基基礎(chǔ)礎(chǔ),,基基坑坑開開挖挖深深度度為為地地面面下下3.4m~4.2m;;東東側(cè)側(cè)10?m處處為為6層層框框架架結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)、、筏筏板板基基礎(chǔ)礎(chǔ)的的上上海海人人民民廣廣播播電電臺(tái)臺(tái)大大樓樓,,降降水水時(shí)需重點(diǎn)加以保護(hù)。 時(shí)需重點(diǎn)加以保護(hù)l地地質(zhì)質(zhì)條條件件::??土土層層的的物物理理力力學(xué)學(xué)性性質(zhì)質(zhì)見見下下表表場(chǎng)場(chǎng)地地地地處處黃黃浦浦江江和和蘇蘇州州河河交交匯匯處處,,北北距距蘇蘇州州河河60?m,,東距黃浦江東距黃浦江120?m?降水方案降水方案 l主主樓樓基基礎(chǔ)礎(chǔ)位位于于第第③③1層層灰灰色色砂砂質(zhì)質(zhì)粉粉土土內(nèi)內(nèi),,滲滲透透系系數(shù)數(shù)比比較較大大,,降降水水的的影影響響范范圍圍也也比比較較大大,,勢(shì)勢(shì)必必影影響響上上海海人人民民廣廣播播電電臺(tái)臺(tái)大大樓樓,,為為確確保保其其安安全全,,需需在在降降水水的的同同時(shí)時(shí)進(jìn)進(jìn)行行回回灌灌,,使使上上海海人人民民廣廣播播電電臺(tái)臺(tái)大樓下的水位不明顯下降大樓下的水位不明顯下降l?為為減減少少對(duì)對(duì)相相鄰鄰建建筑筑物物的的影影響響,,采采用用了了比比較較短短的的6m長(zhǎng)長(zhǎng)的的輕輕型型井井點(diǎn)點(diǎn)管管,,涌涌水水量量按按公公式式27-51計(jì)計(jì)算算,,得得Q?=?76?m3/d;;井井點(diǎn)點(diǎn)系系統(tǒng)統(tǒng)周周長(zhǎng)長(zhǎng)258m,,布布置置三三套輕型井套輕型井點(diǎn),真空泵型號(hào)選用點(diǎn),真空泵型號(hào)選用W4-1 l在在基基坑坑?xùn)|東側(cè)側(cè)與與上上海海人人民民廣廣播播電電臺(tái)臺(tái)大大樓樓之之間間設(shè)設(shè)置置一一排排回回灌灌井井,,按按要要求求回回灌灌后后保保持持原原地地下下水水位位,,動(dòng)動(dòng)水水位位為為6.5m,,則則求求得得回回灌灌量量為為19.49m3/d。 回回灌灌井井點(diǎn)點(diǎn)長(zhǎng)長(zhǎng)度度取取8?m,,間間距距3?m,,共共布布置置13根根回回灌灌井井點(diǎn)點(diǎn)管管,,回回灌灌井井點(diǎn)點(diǎn)距距降降水水井井點(diǎn)點(diǎn)7?m,,距距大大樓樓3?m為為對(duì)對(duì)上上海海人人民民廣廣播播電電臺(tái)臺(tái)大大樓樓不不致致產(chǎn)產(chǎn)生生任任何何影影響,在降水前一天就開始了回灌響,在降水前一天就開始了回灌效果檢測(cè)效果檢測(cè) l在在降降水水開開始始后后1個(gè)個(gè)月月左左右右涌涌水水量量趨趨于于穩(wěn)穩(wěn)定定,,前前45天天的的平平均均涌涌水水量量為為70?m3/d,,以以后后穩(wěn)穩(wěn)定定在在60?m3/d左左右右,,坡坡腳腳處處的的地地下下水水位位一一直直保保持持在在4.5m~5.5m范范圍圍內(nèi)內(nèi),,滿滿足足了了基基坑坑施施工工的的要求l回回灌灌區(qū)區(qū)的的地地下下水水位位一一直直保保持持在在原原地地下下水水位位左左右右,,回回灌灌水水量量在在最最初初幾幾天天里里比比較較小小,,以以后后逐逐步步增增大大,,至至降降水水穩(wěn)穩(wěn)定定時(shí)時(shí),,回回灌灌量量也也趨趨穩(wěn)穩(wěn)定定回灌正常時(shí),回回灌正常時(shí),回灌量在灌量在18~22?m3/d之間 l 根根據(jù)據(jù)降降水水和和回回灌灌實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)反反算算的的滲滲透透系系數(shù)數(shù)均均為為2.1? ?10-4cm/s左左右右。 在在基基坑坑降降水水停停止止后后半半個(gè)個(gè)月月實(shí)實(shí)測(cè)測(cè)資資料料表表明明,,上上海海人人民民廣廣播播電電臺(tái)臺(tái)大大樓樓距距基基坑坑最最近近的的觀觀測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的的沉沉降降僅僅為為5mm,,其其余余觀觀測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)為為1~2mm,,降降水水對(duì)大樓無(wú)任何不良影響對(duì)大樓無(wú)任何不良影響 基坑工程事故的處理基坑工程事故的處理l1.?事故分為前兆、過(guò)大變形和破壞三種事故分為前兆、過(guò)大變形和破壞三種情況;情況;l2.?監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)顯示破壞的前兆,可以采監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)會(huì)顯示破壞的前兆,可以采取針對(duì)性的措施,以消除事故的原因;取針對(duì)性的措施,以消除事故的原因;l3.?過(guò)大變形是指敏感的部位產(chǎn)生具有危過(guò)大變形是指敏感的部位產(chǎn)生具有危險(xiǎn)性的變形信號(hào),必須采取局部加固的險(xiǎn)性的變形信號(hào),必須采取局部加固的措施,以中止變形的發(fā)展;措施,以中止變形的發(fā)展;l4.?對(duì)于破壞性的事故,一般是難以挽回對(duì)于破壞性的事故,一般是難以挽回的,只能采取善后的措施進(jìn)行彌補(bǔ);的,只能采取善后的措施進(jìn)行彌補(bǔ);l5.?如果有完善的監(jiān)測(cè)工作,事故一般可如果有完善的監(jiān)測(cè)工作,事故一般可以控制在前兆的階段;以控制在前兆的階段;l6.?一些典型的事故就是因?yàn)椴贿M(jìn)行監(jiān)測(cè),一些典型的事故就是因?yàn)椴贿M(jìn)行監(jiān)測(cè),或者不重視監(jiān)測(cè)提供的信息;或者不重視監(jiān)測(cè)提供的信息;l7.?發(fā)現(xiàn)位移過(guò)大時(shí),可以根據(jù)分析的原發(fā)現(xiàn)位移過(guò)大時(shí),可以根據(jù)分析的原因采取減小位移的措施:因采取減小位移的措施:l在坑外卸載、在坑內(nèi)回填、加斜撐、加在坑外卸載、在坑內(nèi)回填、加斜撐、加大鋼支撐軸力等;大鋼支撐軸力等;l8.?發(fā)現(xiàn)滲漏、流土等的前兆時(shí),查明滲發(fā)現(xiàn)滲漏、流土等的前兆時(shí),查明滲漏的通道采取堵漏的措施;漏的通道采取堵漏的措施;l9.??如果滲漏嚴(yán)重而無(wú)法堵住,需要采取如果滲漏嚴(yán)重而無(wú)法堵住,需要采取灌水的辦法來(lái)平衡坑內(nèi)外的水頭差;灌水的辦法來(lái)平衡坑內(nèi)外的水頭差;l10.?橡皮土是結(jié)構(gòu)被破壞的軟土,需要采橡皮土是結(jié)構(gòu)被破壞的軟土,需要采用填石鎮(zhèn)壓的方法,不能采取挖除的方用填石鎮(zhèn)壓的方法,不能采取挖除的方法處理;法處理;再再 見見l謝謝????謝謝。




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