地下建筑结构施工31课件讲解

地下建筑结构施工深基坑工程CONTENTS目录01概述02基坑支护结构设计03支护结构方案及选择04支护结构上的作用05基坑工程地下水的作用与处理支护结构上的作用土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力），静止土压力计算朗肯土压力简介、理论、主动土压力及其计算、被动土压力及其计算朗肯土压力理论填土表面有连续均布荷载，分层填土，地下水（水土合算，水土分算）朗肯土压力与支护结构上土压力的区别支护结构上土压力静止土压力特殊情况下土压力基坑支护结构上的荷载水平荷载土压力水压力地面超载引起的附加荷载水平抗力土压力支护结构上的作用土体作用于挡土墙上的压力土压力支护结构上的作用土体作用于挡土墙上的压力挡土墙在土压力作用下，不发生任何变形和位移，墙后填土处于弹性平衡状态时，作用在挡土墙背的土压力静止土压力在土压力作用下，挡土墙离开土体向前位移至一定数值，墙后土体达到主动极限平衡状态且出现连续滑动面时，作用在墙背的土压力主动土压力在外力作用下，挡土墙推挤土体向后位移至一定数值，墙后土体达到被动极限平衡状态且出现连续滑动面时，作用在墙背的土压力被动土压力EP滑裂面Ea滑裂面Eo土压力影响因素及实际土压力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。当支护结构没有位移时，则土对支护结构的压力为静止土压力。土压力是挡土结构与土体相互作用的结果，实际土压力的大小和分布主要受挡土结构侧向位移的大小和方向、土的性质、挡土结构的刚度和高度等因素影响影响土压力大小和分布的诸因素中，最主要和最关键的是挡土结构的相对位移的大小和方向三种土压力大小关系：Ep>E0>EaK0静止土压力系数，可直接在室内由三轴试验或旁压试验得到，在缺乏试验资料时，对于正常固结土，可按经验公示算得：K0=1-sinψ’γ土的重度LOGO静止土压力基本假定：地表面水平，墙背竖直、光滑静止土压力犹如半空间弹性变形体，在土的自重作用下，无侧向变形时的水平侧压力，故填土表面下任意深度z处的静止土压力强度σz=?σx=?σz=γzσx=Koγz静止土压力计算公式：P0=Koγz静止土压力系数：K0=1-sinψ’=μ/（1-μ）静止土压力合力：或者LOGO静止土压力P0P0是Z的线性系数，故P0沿墙的高度呈线性三角形分布P0=Koγz静止土压力合力E0合力大小：合理作用点：距墙底H/3σ01σ02已知某挡土墙高4.0m，墙背垂直光滑，墙后填土面水平，填土重度密度γ=18.0kN/m3，静止土压力系数K0=0.65，计算作用在墙背的静止土压力大小及其作用点，并绘出土压力沿墙高的分布图。例题墙顶处静止土压力强度为：墙底处静止土压力强度为：土压力合力大小：土压力合力作用点：距离墙地高度解支护结构上的作用土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力），静止土压力计算朗肯土压力简介、理论、主动土压力及其计算、被动土压力及其计算朗肯土压力理论填土表面有连续均布荷载，分层填土，地下水（水土合算，水土分算）朗肯土压力与支护结构上土压力的区别支护结构上土压力静止土压力特殊情况下土压力朗肯土压力理论假设挡土墙背竖直挡土墙背光滑墙后填土面水平朗肯土压力简介土压力计算方法：土的极限平衡条件半空间应力状态朗肯土压力理论墙背与填土间无摩擦力产生，故剪应力为零，墙背为主应力面若挡土墙不出现位移，墙后土体处于弹性平衡状态，作用在墙背上的应力状态与弹性半空间土体应力状态相同在离填土面深度z处，σz=σ1=γz,σx=σ3=k0γz。用σ1与σ3作成摩尔应力圆与土的抗剪强度曲线不相切朗肯土压力理论墙背单元微体朗肯土压力理论圆Ⅱ-主动朗肯状态圆Ⅲ-被动朗肯状态当挡土墙离开土体向左移动时，墙后土体有伸张趋势，此时竖向应力σz不变，法向应力σx减小，σz和σx为大小主应力，当挡土墙位移使墙后土体达到极限平衡状态时，σx达最小值σ3。其摩尔应力圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅱ）。土体形成一系列滑裂面，面上个点都处于极限平衡状态，称为主动朗肯状态此时墙背法向应力σx为最小主应力，即朗肯主动土压力滑裂面的方向与大主应力作用面（水平面）成朗肯主动土压力主动朗肯状态若挡土墙在外力作用下向右挤压土体，竖向应力σz不变，而法向应力σx随着挡土墙位移增加而逐步增大，当σx超过σz时，σx为大主应力，σz为小主应力。当挡土墙位移至墙后土体达到极限平衡状态时，σx达最大值σ1其摩尔应力圆与抗剪强度包线相切（圆Ⅲ）土体形成一系列滑裂面，面上个点都处于极限平衡状态，称为被动朗肯状态此时墙背法向应力σx为最大主应力，即朗肯被动土压力滑裂面的方向与大主应力作用面（水平面）成朗肯被动土压力被动朗肯状态

Ka：计算点处土的主动土压力系数

：土的内摩擦角（º）主动土压力计算

c

：土的黏聚力（kPa）黏性土无黏性土

Kp：计算点处土的被动土压力系数

被动土压力计算

黏性土无黏性土已知某挡土墙高5.0m，墙背垂直光滑，墙后填土面水平，黏性填土的物理力学性能指标为：c=10.0kPa，ψ=30º，γ=18.0kN/m3，试计算作用在墙背的主动土压力大小及其作用点，并绘出土压力强度沿墙高的分布图例题主动土压力系数：墙顶处主动土压力强度为：墙底处主动土压力强度为：解临界深度z0：主动土压力合力大小：主动土压力合力位置：距墙底高度为解支护结构上的作用土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力），静止土压力计算朗肯土压力简介、理论、主动土压力及其计算、被动土压力及其计算朗肯土压力理论填土表面有连续均布荷载，分层填土，地下水（水土合算，水土分算）朗肯土压力与支护结构上土压力的区别支护结构上土压力静止土压力特殊情况下土压力特殊情况下的土压力计算将均布荷载换算成当量厚度的土层:以（h+H）为墙高，按表面无荷载的情况计算土压力填土顶面处土压力填土顶面处土压力填土表面有连续均布荷载作用特殊情况下的土压力计算墙后填土是由不同性质的土分层填筑而成第一层土按均匀土计算土压力在计算第二层土的土压力时，将第一层土视为作用在第二层土表面的均布荷载，且该均布荷载只在第二层土厚度范围内有效；在土层分界面处，计算出的土压力有两个数值，产生突变；一个代表第一层土底面的土压力，计算时采用第一层土土质指标一个代表第二层土顶面的土压力，计算时采用第二层土土质指标分层填土特殊情况下的土压力计算下水使填土含水量增加，抗剪强度指标降低；地下水引起的静水压力作用；地下水位以上土层仍按土的原来指标计算；地下水位以下土的重度取浮重度；作用于墙后的静水压力从地下水位开始计算；作用于墙后总侧压力为土压力和静水压力之和。地下水影响水土分算对于砂性土，采用水土分算，即侧压力为相应深度处竖向土压力乘以侧压力系数与该深度处水压力之和水土合算对于粘性土，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和乘以侧压力系数特殊情况下的土压力计算地下水影响水压力，主要根据土质情况确定如何考虑水压力的问题主动土压力：被动土压力静止土压力特殊情况下的土压力计算地下水影响黏性土：水土合算主动土压力：被动土压力静止水压力特殊情况下的土压力计算地下水影响非黏性土：水土分算支护结构上的作用土压力（静止土压力、主动土压力、被动土压力），静止土压力计算朗肯土压力简介、理论、主动土压力及其计算、被动土压力及其计算朗肯土压力理论填土表面有连续均布荷载，分层填土，地下水（水土合算，水土分算）朗肯土压力与支护结构上土压力的区别支护结构上土压力静止土压力特殊情况下土压力朗肯土压力与支护结构上土压力的区别区分项目库伦、朗肯土压力支护结构上的土压力土性各向同性，均质土质复杂应力状态先筑墙，后填土，填土过程是土应力增加过程先筑墙，后开挖，开挖过程是土应力释放过程结构使用要求挡土墙是永久的挡土墙多数是临时的土压力特征挡土墙建成后，视土压力为定值土压力大小和分布