基坑支护工程基坑支护荷载计算ppt课件

1、深 基 坑 工 程,基坑支护荷载计算,第二章 作用于支护结构的荷载,一、荷载分类,1.荷载分类,2.作用于支护结构上的荷载,3.基坑设计基本要求,1）承载能力极限状态：支护结构达到最大承载能力或土体失稳、过大变形导致支护结构和周边环境破坏。 （2）正常使用极限状态：支护结构的变形妨碍地下结构施工，或者影响周边环境的正常使用功能。 支护结构均应进行承载能力极限状态的设计计算，一级基坑和对变形有限定的二级基坑，还要进行支护结构和周边环境的变形计算,二、土压力,建筑物,填土,挡土墙,地下室,地下室 外墙,桥台,道路,挡土墙,主动土压力和被动土压力的产生，前提条件是支护结构存在位移； 当支护结构没有位

2、移时，则土对支护结构的压力为静止土压力。 土压力的分布与支点的设置及其数量都有关系；悬臂支护桩土压力的实测值与按朗肯公式计算值的对比，非挖土侧实测土压力小于朗肯主动土压力，即计算结果偏大。 土的内聚力C、内摩擦角值可根据下列规定适当调整： 在井点降低地下水范围内，当地面有排水和防渗措施时，值可提高20%； 在井点降水土体固结的条件下，可考虑土与支护结构间侧摩阻力影响，将土的内聚力c提高20,1.静止土压力,z,地下室 外墙,静止土压力强度（kN/m2,经验公式,静止土压力合力大小,H,P0,kN/m,H/3,三角形形心处，距底面 H/3处,或查表,K0 静止土压力系数,作用点位置,2.主动土压

3、力（无粘性土,z,H,Pa,H/3,墙体移动方向（离开土体,Ka主动土压力系数，KaK0,三角形形心处，距底面 H/3处,方向,水平,作用点位置,主动土压力合力大小,3.被动土压力（无粘性土,z,H,Pp,H/3,墙体移动方向（挤压土体,Kp被动土压力系数。KaK0Kp,三角形形心处，距底面 H/3处,方向,水平,作用点位置,被动土压力合力大小,4.主动土压力、被动土压力、静止土压力关系,土压力P,位移,Pa,P0,Pp,PaP0Pp,5.朗肯土压力理论,假设,墙背垂直、光滑、 墙后填土水平,主动土压力强度,主动土压力系数,被动土压力强度,被动土压力系数,极限平衡条件,1）主动土压力,H,p0

4、,A,B,A点,B点,如果 p0 = 0,A点,B点,位于,如果 C = 0(无粘性土,A点,B点,Pa,Pa,土压力合力Pa,压力图形面积,三角形或梯形,P0 = 0时,均质土,成层土,P0,B,C,H1,H2,A,主动土压力合力,墙后填土有地下水,B,C,H1,H2,A,z0,土压力合力,压力图形面积,水压力合力,排水口,已知条件如图,求：作用在墙上的主动土压力Pa,例 题,解,主动土压力合力Pa,作用点,方 向：水平,例 题,2）被动土压力,H,p0,A,B,A点,B点,如果 p0= 0,A点,B点,如果C = 0(无粘性土,A点,B点,Pp,Pp,土压力合力Pp,土压力方向,水平,土压

5、力作用点,土压力分布图形形心,压力图形面积 （三角形或梯形,6.库伦土压力,1）思路,2）假定,把墙后达到极限平衡 的滑动土楔体视为刚体， 从滑动土楔体的静力平衡 条件得出土压力理论,1）填土无粘性(C=0,2）滑动面为一通过墙踵的平面,3）主动土压力Pa,属平面应变问题，取1m长分析,A,B,C,破坏面与水平面的夹角,W,P,墙土间摩擦角， 也称为外摩擦角,土的内摩擦角,填土坡角,W,土楔体自重 W，大小、方向已知,R,R,破坏面BC上的反力 R，大小未知，方向已知,P,土压力 P，大小未知，方向已知,墙背倾角,W,R,P,由正弦定理,A,B,C,W,P,R,D,H,由正弦定理,W,R,P,

6、A,B,C,W,P,R,D,即,其中,是假设的滑动面与水平面的夹角,H,求极值，令,求出破坏角,代入上式,得,即,土压力强度,沿墙高）三角形分布,2）被动土压力Pp,A,B,C,W,P,R,A,B,C,W,P,R,W,P,R,得,若,与朗肯公式相同,朗肯土压力理论,根据半无限弹性体的极限平衡条件求出土压力,因此，假定墙背垂直、光滑、墙后填土水平,因不计墙土间摩阻力，求得的Pa偏大，这在挡土 墙设计中是偏于安全的，求得的Pp偏小，这在桥台设计中也是偏于安全的,库仑土压力理论,根据墙后土楔体的极限平衡条件求出土压力,因此，墙背可以不垂直、不光滑、墙后填土不水平,但因假定破坏面是平面，与实际的曲面有

7、出入,通常，计算主动土压力误差在210%，满足工程所需的精度要求；但被动土压力计算结果误差较大,并且，上面的公式只适用于无粘性土,三、特殊情况下土压力的计算,1、地面局部荷载 （1）集中荷载 按布辛奈斯克解,Spangler修正解,2）线荷载 按布辛奈斯克解,实测修正解,近似解,3）条形荷载 按太沙基公式修正解,朗肯近似解,地面附加荷载传至n层土底面的竖向荷载qn,1）地面满布均布荷载q0时，任何土层底面处： （2）离开挡土结构距离为a时,3)作用在面积为 与挡土结构平行）的地面荷载，离开挡土结构距离时,四、水压力,水压力，主要根据土质情况确定如何考虑水压力的问题 。 对于粘性土，土壤的透水性较差，此粘性土产生的侧向压力可采用水土合算的方法，即侧压力为相应深度处竖向土压力与水压力之