基坑围护结构计算

基坑围护结构计算

目录录1土压压力2基坑坑稳定性3土钉钉墙4重力力式围护结构构5桩墙墙式围护结构构6锚杆杆1土压压力*库仑土压压力*朗肯土压压力*特殊情况况下的土压力力*《建筑基基坑支护技术术规程》土土压力*工程实测测土压力*土压力计计算模型2基坑坑稳定性*土坡稳定定性*围护结构构整体稳定性性*基坑底面面抗隆起稳定定性*基坑底面面抗渗流稳定定性3土钉墙概述《建筑基坑支支护技术规程程》方法《建筑基坑工工程技术规范范》方法《基坑土钉支支护技术规程程》方法王步云建议的的方法冶金部建筑研研究总院建议议的方法王长科建议的方方法工程实例5桩墙式式围护结构桩墙式围护结构构的类型悬臂式围护结构构锚撑式围护结构构1土压力库仑土压力假定定：1773年，法国国科学家库仑做做出两项假定，，提出了土压力力理论。（（1）墙墙后填土为砂土土（黏聚力c=0）；（（2）产产生主动、被动动土压力时，墙墙后填土形成滑滑楔体，其滑裂裂面为通过墙脚脚的平面。图1.1-1主主动状态下下的滑动楔体图1.1-2库库仑主动土压压力库仑主动土压力力为：库仑被动土压力力为：图1.1-3库库仑被动土土压力1.2朗肯肯土压力1857年，朗朗肯假定墙背垂垂直光滑，根据据土的极限平衡衡理论提出了朗朗肯土压力理论论。1.2.1朗朗肯主动土压压力朗肯主动土压力力强度为：1.2.2朗朗肯被动土压压力被动土压力强度度为：1.3特殊殊情况下的土压压力1.3.1坡坡顶地面非水水平时的土压力力1.3.2坡坡顶超载作用用下的土压力1.弹性理理论解（一）弹性理论解（二二）2.《建筑筑边坡工程技术术规范》GB50330-2002的的规定1.4《建建筑基坑支护技技术规程》土压压力《建筑基坑支护护技术规程》JGJ120-99采用了朗朗肯土压力理论论，并规定对于于碎石土及砂土土，采用水土分分算；对粘性土土及粉土采用水水土合算。当计计算基坑底面以以下各深度处的的基坑外侧主动动土压力时，规规定竖向自重应应力一律采用基基坑底面标高处处的数值。1.4.1基基坑外侧竖向向应力（a）自重压力力（（b）坡顶均布布压力（c）坡顶局部荷荷载1.4.2水水平荷载（主主动土压力）图1.4-2水水平荷载计计算简图（1）水土分算算（碎石土及砂砂土）1）当计算点位于地地下水位以上时时：（1.4-1））2）当计算点点位于地下水位位以下时：总应力法：有效应力法：（2）水土合合算（黏性土及及粉土）1.4.3水水平抗力（被被动土压力）（1）水土分算算（碎石土及砂砂土）总应力法：有效应力法：（2）水土合算算（黏性土及粉粉土）1.5工程程实测土压力1.6土压压力计算模型《基坑土钉支护护技术规程CECS96∶97》法王步云建议的模模型王长科建议的模模型2基坑稳定定性2.1土坡坡稳定分析2.1.1瑞瑞典圆弧法2.1.2条条分法2.毕肖甫甫公式毕肖甫建议不计计土条间的摩擦擦力之差3.坡高和临临界坡角的关系系王长科建议的公公式坡土物理力学性性质指标土层厚度γcφ11.519.4302723.819.5202434.719.1222640.719.103651.319.82325平均值

19.321.226.0采用厚度加权平平均值，将数值值代入式（2.1-10），，得稳定安全系系数为1.0时时的临界坡角稳定安全系数为为1.3时的坡角为：2.2围护护结构整体稳定定分析当无地下水时：：2.3基坑坑底面抗隆起稳稳定分析2.4基坑坑底面抗渗流稳稳定分析图2.4-2基坑底抗渗流稳定性验算3土钉墙*钻孔注浆土钉钉*打入土钉*打入注浆土钉钉3.1.2土土钉墙和其他他类似技术的比比较3.1.3土土钉墙和其他他技术的联合应应用3.2《建筑筑基坑支护技术术规程》JGJ120-99方法3.2.1土土钉抗拉承载载力（图3.2-1）（1）单根土土钉受拉荷载标标准值可按下式式计算（2）对于基基坑侧壁安全等等级为二级的土土钉抗拉承载力力设计值应按试试验确定，基坑坑侧壁安全等级级为三级时可按按下式计算：式中s——土钉抗拉抗抗力分项系数，，取1.3；（3）单根土土钉抗拉承载力力计算应符合下下列要求：3.2.2整整体稳定性验验算（图3.2-2）图3.2-2整整体稳定性验验算（1）单根土土钉在圆弧滑裂裂面外锚固体与与土体的极限抗抗拉力可按下式式确定：（2）土钉墙墙应根据施工期期间不同开挖深深度及基坑底面面以下可能滑动动面采用圆弧滑滑动简单条分法法，取一定长度边坡坡体，按下式进行计计算：3.2.3构构造要求土钉墙设计及构造造应符合下列要求求：1．土钉墙墙面坡坡度不宜大于1:0.1；2．土钉必须和面面层有效连接，应应设置承压板或加加强钢筋等构造措措施，承压板或加加强钢筋应与土钉钉螺栓连接或钢筋筋焊接连接；3．土钉的长度宜宜为开挖深度的0.5~1.2倍倍，间距宜为1~2m，与水平面面夹角宜为50~200;4．土钉钢筋宜采采用II、III级钢筋，钢筋直直径宜为16~32mm，钻孔直直径宜为70~120mm；5．注浆材料宜采采用水泥浆或水泥泥砂浆，其强度等等级不宜低于M10；6．喷射混凝土面面层宜配置钢筋网网，钢筋直径宜为为6~10mm；；间距宜为150~300mm；；喷射混凝土强度度等级不宜低于C20，面层厚度度不宜小于80mm；7.坡面上下段段钢筋网搭接长度度应大于300mm。3.3《建筑基基坑工程技术规范范》YB9258-97方法3.3.1抗拔拔力和锚固长度土钉设计轴向拉力力值(2)钢筋截面积(3)锚固长度3.3.2内内部稳定分析验算算内部稳定分析采用用条分法，计算公公式为：3.3.3外外部稳定分析验算算以土钉原位加固土土体，当土钉达到到一定密度时所形形成的复合体就会会出现类似锚定板板群锚现象中的破破裂面后移现象，，在土钉加固范围围内形成一个“土土墙”，在内部自自身稳定得到保证证的情况下，它的的作用类似重力式式挡墙，因此，可可用重力式挡墙的的稳定性分析方法法对土钉墙进行分分析。如图3.3-1。图3.3-1土土钉支护外部整体体稳定性分析（a）滑移；（b）倾覆；（c）整体失稳1.土墙厚度的的确定（图3.3-2）2.抗滑移验算算图3.3-3滑滑移计算如图3.3-3所所示，抗滑移验算算可按下式进行：：3.抗倾覆验验算如图3.3-4所所示,抗倾覆验验算可按下式进行行：3.3.4构造造要求（1）初步选定土土钉支护各组成部部分尺寸及参数：：a.锚固体孔径径：D=8～15cm；；b.土钉长度：：一般对非饱和土土，土钉长度与开开挖深度H之比为0.6~1.0范围内，密密实及干硬性粘土土取小值；c.土钉直径：：一般为20~35mm，不少于于16mmII级以上螺纹钢筋筋；d.注浆材料：：水泥砂浆或水泥泥素浆，水泥采用用普通硅酸盐水泥泥，标号不小于425"，水灰比比1:0.40~0.50；e.墙面倾角：：垂直方向倾角00~250，土土钉水平方向倾角角一般为50~200，利用重力力向孔中注浆时倾倾角不宜小于150；f.间距：水平平间距为(10~15)D，一般般为0.8~1.20m，垂直间间距依土层及计算算确定，一般0.8~1.20m。上下插筋交错错排列。遇局部软软弱土层间距可低低于0.8m；g.钢丝网或钢钢筋网片：无地下下水、土质好时可可用一般钢丝网，，土体稳定性差时时可用钢筋网片，，一般采用φ6的的I级钢筋焊成成15~20cm方格形网片。面面层砂浆或喷射混混凝土厚度为50~150mm；；h.锚板：直径径30~35cm六边形或方形混混凝土预制板，内内配构造筋，厚度度大于7cm。也也可采用长度不小小于400的井字字钢筋(φ16)代替锚板。（2）钢筋网喷喷射混凝土面层设设计可按下列构造造要求：a.钢筋网可用用φ6~φ8钢筋筋，网眼宜为150~300mm，必要时可在土土钉头之间设2φφ16加强钢筋；；b.喷射面层的的混凝土等级不宜宜低于C20，喷喷射面层厚度宜取取80~150mm(土质差时取取大值，反之取小小值)。（3）如遇有软软弱土层，可增设设加强锚杆，土钉钉与锚杆合用。（4）土钉头与与钢筋网连接。当当土钉头之间有加加强钢筋通过时，，宜与土钉头焊接接；当土钉头之间间无加强钢筋通过过时，可用不小于于4φ1