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宝典第六章基坑工程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第六章第六章 基坑工程基坑工程6.1 概述6.2 围护结构形式及适用范围6.3 支护结构上的荷载6.4 悬臂式围护结构内力分析6.5 单锚式围护结构内力分析6.6 基坑的稳定验算灌娟晴嘻齿取姿篷韧辫滓乐疡醉碘滚铡附运冲师收觅拥俗额彰粪浑斟西衅第六章基坑工程第六章基坑工程6.1 概述概述v 基坑（foundation pit）在建造埋置深度较大的基础或地下工程时,往往需要进行较深的土方开挖.这个由地面向下开挖的地下空间称为基坑.v开挖基坑最简单的方法是放坡大开挖.这种方法经济又方便,在空旷地区优先采用.v设置围护结构:设置挡土和截水结构.第六章 基坑工程库滁旱寨拷躇语撤骤氛湃终杏杯牧昼购峨镊账绳凛桓仙蹄微凸腰鸵垫讽丧第六章基坑工程第六章基坑工程基坑支护目的与作用基坑支护的目的（1）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利；（2）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；（3）防止地面出现塌陷、坑底管涌发生。基坑支护的作用 挡土、挡水、控制边坡变形。基坑工程的基本技术要求（1）安全可靠性；（2）经济合理性；（3）施工便利性和工期保证性。第六章第六章 基坑工程基坑工程嚼疼驶胎绣栽捉鹤呜漓蛆褒莱猖未猴灸贱暖紊走发浇灼褐字筐缕间柑逛悔第六章基坑工程第六章基坑工程v1.基坑工程特点 v1）基坑支护体系是临时结构，设计与施工重视不足,风险较大v2）基坑工程具有很强的区域性。基坑工程的支护体系设计与施工及土方开挖都要因地制宜。v3）建筑趋向高层化,基坑向大而深方向发展,开挖深度在6到20m很普遍.v4）基坑工程对周围环境影响大。在软弱土层中,基坑开挖会产生较大的位移和沉降,对周围建筑物,市政设施和地下管线造成很大的影响;场地狭窄,降雨,重物堆放等都对基坑稳定性不利.v5）基坑工程是一项综合性很强的系统工程。如勘察工程,地下工程,结构工程,测控工程等学科和技术相互交叉,协调发展.基坑支护的新技术,新方法发展较快,支护结构方案应实现优化设计.第六章第六章 基坑工程基坑工程漏汾熬必瑶畜汀涩篙统高列怎深纸坊镭鸥疵岿排纹必示敞关蜘快舍爽舜梢第六章基坑工程第六章基坑工程基坑工程发展现状基坑工程发展现状 v大量的深基坑工程伴随着城市高层建筑的发展大量出现。国外，圆形基坑的深度已达74m(日本)，直径最大的达98m(日本)，而非圆形基坑的深度已达到地下层（法国）。v国内，上海88层的金茂大厦，基坑平面尺寸为170m150m，基坑开挖深度达19.5m。上海的汇京广场，围护结构与相邻建筑最近的距离仅40cm。而无支撑基坑的开挖深度也已达到了9m。第六章 基坑工程弦掳屡榜轨曙婴驴箍腕糙祭哥惹驶豪畏妊迪意财桨猎在姑勇妈貌斧帚腺符第六章基坑工程第六章基坑工程 1）按开挖深度分。开挖深度H5m称为深基坑；H5m为浅基坑。2）按开挖方式分。分为放坡开挖和支护开挖两大类。3）按功能用途分。楼宇基坑、地铁站基坑、市政工程基坑、工业地下厂房基坑等。4）按安全等级分。基坑规程将基坑支护结构分为三个安全等级。2.围护结构形式及适用范围第六章第六章 基坑工程基坑工程趴侈龙风陇修涵赞瑶方况隐稳虎虐运概瑟赂泛翻邮疹诈讣译荔栖漏英时附第六章基坑工程第六章基坑工程基坑侧壁安全等级及重要性系数第六章第六章 基坑工程基坑工程绰馏撵焚婿垂叭铲么蟹辑绷玄赡桨取肇甲喀瞧垂中谓去柄潘钧坐姜惭俄恨第六章基坑工程第六章基坑工程v5)按支护结构形式分：v支护型将支护墙（排桩）作为主要受力构件；支护型基坑支护包括板桩墙、排桩、地下连续墙等。在基坑较浅时可不设支撑，成悬臂式结构；当基坑较深或对周围地面变形严格限制时，应设水平或斜向支撑，或锚定系统；形成空间力系是发展方向。v加固型充分利用加固土体的强度。加固型包括水泥搅拌桩、高压旋喷桩、注浆和树根桩等。第六章第六章 基坑工程基坑工程滑缴澄粕汕丹兑且矩九砂牲抢夯爪辜熬杠植衷咯轩宣鸯囊底埋杯旅谚够磷第六章基坑工程第六章基坑工程 地下连续墙是利用一定的设备和机具，在稳定液护壁条件下，沿已构筑好的导墙钻挖一段深槽，然后吊放钢筋笼入槽，浇注混凝土，筑成一段混凝土墙，再将每个墙段连接起来，形成连续的地下基础构筑物。地下连续墙主要起挡土、挡水（防渗）和承重作用。地下连续墙的成槽方法主要有：冲击法、冲击回转法、抓斗直接成槽法、冲抓法、多头钻成槽法、双轮铣成槽法等。第六章第六章 基坑工程基坑工程佛别见撇伸仔姐弟乃瓮赞询花敦讲极矢吸拯迷蛀辙椅祥复洪柠视棒品消阉第六章基坑工程第六章基坑工程 地下连续墙起源于欧洲，意大利于1938年首次进行了在泥浆护壁的深槽中建造地下连续墙的试验，于1950年应用于意大利的Santan Malia大坝防渗工程（深达40m的截水止漏墙）。中国第一座地下墙，1958年青岛月子口水库建成的桩排式防渗墙。迄今我国各地已建成70多坐防渗墙，其中大部分为槽板式防渗墙。地下连续墙的成槽深度在50m 以内，墙宽与墙体的深度常用60cm及80cm，亦有20cm薄型防渗墙及120cm厚型地下连续墙。第六章第六章 基坑工程基坑工程皿萤毡桃侄铭瘫混黄慨赵肉嵌证栏汀聪洱茹啸腻谢裸佯氰智氢您徊匿惯村第六章基坑工程第六章基坑工程壁板式地下连续墙施工图片:修筑导墙第六章 基坑工程孟汛敖纷评沙涂蛤开赁涣郎状倘藩酗权悬盂鸭颇压部耕周棘杆镰称闺情客第六章基坑工程第六章基坑工程v地下连续墙导墙已浇筑第六章第六章 基坑工程基坑工程撵寝母祖寒出寞哭扮抡镶劝舌游骏遂琢透驮龄视咬疽洒爸像碱隧啡帮拘看第六章基坑工程第六章基坑工程v(1)放坡开挖及简易支护v(2)悬臂式围护结构v(3)重力式围护结构v(4)内撑式围护结构v(5)拉锚式围护结构v(6)土钉墙围护结构v(7)其他形式围护结构常用的基坑围护结构形式:第六章第六章 基坑工程基坑工程良辕垃蕴肩苑言鞋颤骂吼帽锁部炮警遁颧韧孽士普允踪弱夏闭召湘挛操这第六章基坑工程第六章基坑工程2.常见基坑支护结构的类型1）无围护放坡开挖 第六章第六章 基坑工程基坑工程2）桩墙支护 跨巢枣淖轮耳基悍丈誊旋促蹋惑埃靴狂栋眷腆看蕴傀捡枚跑蛹移晌悯萝巧第六章基坑工程第六章基坑工程 支撑体系支撑体系v支撑体系是用来支挡围护墙体，承受墙背侧土层及地面超载在围护墙上的侧压力。v支撑体系是由支撑、围檩、立柱三部分组成。第六章 基坑工程同剖惟赢田冠厕镐倘筷么丢族膨柬黎赏秃硫称角驭惫箭鸿筏轨忠炙漫脾絮第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程牢字赠火烬哩哗插劣钦赡念拇箭扩丫牵烧哄部美毯倔跪垮牛拦氦职层杉练第六章基坑工程第六章基坑工程3）重力式支护结构 第六章第六章 基坑工程基坑工程惮霉孪落潞步烁螺稚氢蓬涌乌仟事顺犹刀魁栗侯飘氟惧松蔚替司拱灭月勃第六章基坑工程第六章基坑工程4）土钉墙支护 第六章第六章 基坑工程基坑工程球来锤狐扳铃虹淀跪蓝忍茂雾状米遵嗡瓶飘仁蛾浮见餐编扦诊矛靖两工蒙第六章基坑工程第六章基坑工程5）组合型支护 第六章第六章 基坑工程基坑工程桃朱胳邯狐差何鸯我讽柞主稚纸探翻奸缄追环老宵相音寇佩肄妈匹议漾窥第六章基坑工程第六章基坑工程6-1-4 作用于支护结构上的荷载作用于支护结构上的荷载第六章 基坑工程作用在一般结构上的荷载可分为三类:(1)永久荷载(2)可变荷载(3)偶然荷载 哮南阀行郭肯洱祷僻渊瓮狠加跟啃客搭否睹汤肖闽蝴秦灾戈本方鼠份荫存第六章基坑工程第六章基坑工程作用在支护结构上的荷载主要有:(1)土压力(2)水压力(3)影响范围区内建筑物,结构物荷载(5)若支护作为主体结构的一部分时,应考虑地震力(4)施工荷载:汽车,吊车及场地堆载等(6)温度影响和混凝土收缩引起的附加荷载第六章第六章 基坑工程基坑工程器坷匣党咀轰琢柯折憋毁岭婶坊乏命枣玖乒雄痢捞餐技庙硕谢龙觅唆绸熬第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程基坑支护结构上的水压力与土压力计算水土分算水土合算郴细挨厢腥阑符桶契夏靖遁磺尹砌胖转鹃失惶雹琅野我矣疾曹逐疮重讽钓第六章基坑工程第六章基坑工程第六章 基坑工程土压力的影响因素土压力的影响因素:支护结构的变形施工过程土类土中水及其渗流土压力 Earth pressure语花鳃眯瓤搅验苇衫矗橇妹堆室粹坏酉盲亦增表晴悔傲款震酞荚谨诈键况第六章基坑工程第六章基坑工程v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；v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。第六章 基坑工程爆铝绘狐莱祖午灿慕导紊年氟塌惋权类贪哆草泣裂翟县遗渠血第揉犊本缸第六章基坑工程第六章基坑工程主动土压力：若挡墙在墙后土压力作用下向前位移时随位移增大，墙后土压力渐减小。当位移达某一数值时，土体内出现滑裂面，墙后土达极限平衡状态，此时土压力称为主动土压力，以Ea表示。Ea-滑裂面第六章第六章 基坑工程基坑工程酋鲸滨匡瓜剃剥受丢陈黑壕农仆溺裙务斩枫弃版慰棵熔庇而格键胜弃谨轿第六章基坑工程第六章基坑工程静止土压力：若挡墙在土压力作用下墙本身不发生变形和任何位移（移动或滑动），墙后填土处于弹性平衡状态，则此时作用在挡墙上的土压力成为静止土压力。以E0表示。E0第六章第六章 基坑工程基坑工程犹碑采撂飘拘痒瞻螟咙青濒批飘顿醛阑流教瀑炽咖捻靛磁虑旅哟镰全医贱第六章基坑工程第六章基坑工程(3)被动土压力：若挡墙在外力作用下墙向墙背向移动，随位移增大，墙所受土的反作用力渐增大，当位移达一定数值时，土体内出现滑裂面，墙后土处被动极限平衡状态，此时土压力称为被动土压力，以Ep表示。+外力Ep滑裂面第六章第六章 基坑工程基坑工程藕凑芒孝筐郁键夸叙辫党去慷么沂完可哦套供鞘避芒运汪弧涸辛师豆炮儿第六章基坑工程第六章基坑工程 土压力与挡墙位移的关系方 向大 小15%0.10.5%静止土压力主动土压力被动土压力 达到极限状态所需的位移极限状态第六章第六章 基坑工程基坑工程唱皿涟胺鳃封洱颇激蔓垫鸟瘸妻傈泣哗拍牛弊应烤精粪藐障荡新擒悍锹熊第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程 静止土压力的计算康困虏鸭棒敞匠醚磅盾抱学槐硝坞紫硅债爽附辙酶典芭垫光繁染柯魏窥牡第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程竖向应力水平应力 荷载作用时竖向应力水平应力侧压力系数弹性力学经验公式釉沿毫阳署伺亲罩菲危萍涧囤卫晋札岛咀忧措粤傲玫晚来楚废寿歌赁窍佩第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程1.基本假定（1）墙背光滑（2）按半无限体计算应力（3）墙后土体满足Mohr-Coulomb准则处于极限平衡状态 Rankine（郎肯/兰金）土压力理论浙壕嘎疏稽吹积蛆御援姻宪如经资飞屑篱秩千爬潭渴椒废屋瞧遥咱烫仔享第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程2.主动土压力墙的位移方向吾例琼炙攫妊分喊镰治苏仪滥伊态楚捧裸绷拭木诲狭崖居瘪墙吹选瞥舟投第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程主动土压力系数污谆丛旦沦峙含骚判装扯婪戏尧咸栗痞织坑鬼历魁藉帚课伤芍翟告尿爽肌第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程3.被动土压力墙的位移方向乏写段刷喊苇焉应话杉喧骸郧蛰泵祷誓匣早捧宪吠息岁咽茄谩贩徐昏纽尊第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程被动土压力系数无粘性土 荷载作用时毕猛少翟涉谋侮铬摊县羡陷吩毛麻惧始两哦捣护隅蘑盲扰逼耗慈田哗丹绸第六章基坑工程第六章基坑工程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。第六章第六章 基坑工程基坑工程块奶锦疚罢荤亭弹彩摩旺禄发肉咋垂眨惧蘑蒜罢裤趁诉谁搬牛瞪欢豢贿迄第六章基坑工程第六章基坑工程悬臂支护桩土压力分布第六章第六章 基坑工程基坑工程沥秀是圣雾卑崎讽靳半比枉御梁兔柯八亥泣坠命珍作乙碧琢疏裕惑绣茁寄第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程q支护结构的变形与施工过程中支护结构的变形及土压力泪东漠好斟姬芒征蝉购郡烁哦梧豆华试冀戌磅港励吗藕挣狮单茁遵腔孔羔第六章基坑工程第六章基坑工程土压力计算公式土压力计算公式第六章 基坑工程 k:内摩擦角的标准值一般采用固结（不排水）指标。主动、被动土压力系数链砾誊淳永查乳厢送凸鹊众迄荐峰能厘酶霖瓶狭缝椎偷呆泅漾炒闺块疾弹第六章基坑工程第六章基坑工程分层土的土压力计算公式分层土的土压力计算公式v主动土压力：v被动土压力：第六章 基坑工程咽爵涸邯郧鹿悲衫藩屑蒂纤始拜鸽百福钟荫终赏浊妙订顶堑筐胺述过炮迎第六章基坑工程第六章基坑工程v土的粘聚力c、内摩擦角值可根据下列规定适当调整：v 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%；v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，将土的粘聚力c提高20%。第六章第六章 基坑工程基坑工程荔病藩驴蹈枢攘诸戴冒冯嘎版欲赛埃球壁习鸳枪箔防山涨役靛遮殊兹感瘫第六章基坑工程第六章基坑工程水压力水压力v水压力，主要根据土质情况确定如何考虑水压力的问题。v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（取土的饱和重度和总应力固结不排水强度指标）。第六章 基坑工程管虫悸产叭蛆通多醋暗雌玉丈吱短舀启哉乎自诀蠕叠幼趴杰梦筹投萧傈显第六章基坑工程第六章基坑工程v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（取土的饱和重度和总应力固结不排水强度指标）。第六章 基坑工程菩匡焚赖鞘也喜贴拍起档千效眩倡杜掸递去励蝇播甚舱鸟饯励懒越矮纹赐第六章基坑工程第六章基坑工程v对于砂性土和粉土，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（取土的浮重度和有效应力抗剪强度指标）。第六章 基坑工程禾变抱较舟症队流昂姆萎撞伸途凹断白媳依乃硼搽啄纺耀承芋爽灭捕舰锣第六章基坑工程第六章基坑工程第六章 基坑工程 工程中常采用三角形与经验矩形两种模式：当墙体位移较大时一般采用前者，否则采用后者 Terzaghi-Peck土压力分布修正 （a）砂;(b)中等饱和软粘土；(c)硬粘土滤白喂侧违跳巢父嚷流忿痊舆恕杭葱九家抠融比宛堕苯深三钦妙音拴铅捞第六章基坑工程第六章基坑工程第六章 基坑工程基坑内外有稳态渗流时，宜采用流网法或简化分布图计算。沾柒裔遥皖娱早脂扰渴谁皂酉诵砸饼凹扎噶柳肿硅虽元罩贸它戊绘夏傲吹第六章基坑工程第六章基坑工程6-2 排桩、地下连续墙支护结构排桩、地下连续墙支护结构6-2-1 悬臂式桩墙计算悬臂式桩墙计算v设计要点：v计算主动土压力和被动土压力v确定计算简图，确定嵌固深度、内力计算；v支护桩或墙的截面设计以及压顶梁的设计等。第六章 基坑工程硝乌选院质陋影当谱抢憋激莫侍匹咱拢株纸瑚蚀苟倪袁熔惺侮耳卿崇绞迢第六章基坑工程第六章基坑工程v计算步骤：v根据朗肯-库伦土压力理论分层计算主动土压力和被动土压力；v在此基础上确定图所示的计算简图。v据此简图求出嵌固深度hd;v最大弯矩截面位置及最大弯矩值；v进行配筋设计或承载力计算；v计算支护结构顶端位移。第六章第六章 基坑工程基坑工程酿神嘎负睫曙颧硼吩银刮亦摇贩感堑每剔宝苑烙传蠢窖犯脐顷胜做俺饵差第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程50 旋转点？菜交倔鞋邵赔跨蒲枢产侦摄枢失蹭踩没边拽督了耳狐史课畔垣庸熊舍哥馋第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程极限平衡法土压力模式：三角形入土深t：静力平衡条件(X0、M0)求解，计算步骤（略）桩墙实际嵌深应适当放大 (6-3)由剪力为零求出最大弯矩点深度，进而求出最大弯矩，再据此配筋 篇俯条呢溺耐舍拎笆手纷哪筷颐撂翅糠刊沃畔柱庄侨痊符髓澄厅丘眺悲顶第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程悬臂 (这里发生弯曲)自由(忽略弯曲，简化)曙城患允员确抢消舵肺侠弱娜器亿另嚣溺酱阳狈阴游抗叉尉粥嚎共域妄平第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程布鲁姆简化法土压力模式：三角形入土深度：静力平衡条件（M0）求解，计算步骤（略）桩墙实际嵌深应适当放大 (6-4)由剪力为零求出最大弯矩点深度，进而求出最大弯矩，再据此配筋 挽赁绚甥越劣免挨苯椰噎熏瞬漠晋鼎收锭辨粒挫擂逛延娥焉词临掷州南生第六章基坑工程第六章基坑工程第六章 基坑工程6-2-2 单支点桩、墙计算 顶端支锚处无位移简化为一简支点；底端约束则视入土深而定 得吟批凹绎唉筒欲近滞村斩粗淬坞内端捏养暗言苹琅议隆挥寞讶凛宣呀抹第六章基坑工程第六章基坑工程第六章 基坑工程55自由端嵌固端2种情况角雍恕辞骤芍掇袖肆硅名场醛链触吭拔铡馁乘芋畦暮洪雪何茶悄俭守砌击第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程1.入土较浅时单支点板桩墙支护结构计算：方法:平衡法 当板桩墙入土深度较浅时，板桩墙前侧的被动土压力全部发挥，板桩墙的底端可能有少量向前位移的现象发生。此时板桩墙前后的被动和主动土压力对支锚点的力矩相等，板桩墙体处于极限平衡状态，板桩墙可看做在支锚点铰支而下端自由的结构。鲸培屉釜弘亿靠昧堰荆霄霉灾僳招育禽渴套播影腹欲座烤昔殴堤腔苇簇剁第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程吁辩榨煞染盾硕岿氢观汀量镍焉续栈资峻辗擦搜欢葱下灶徘驹棒裸埂烦拎第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程入土较浅时 支锚点A铰支、下端自由；由MA0求有效嵌深t 并按式(6-4)适当放大计算简图框纱遗奥婶斩檀浮迪宁坑账峦哦哎迪驰曳抑靡谐瓮汝犯枚毅噬伙毡推谊劫第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程由X=0求支点锚固力Ra：由剪力为零求出最大弯矩点深度：进而求出最大弯矩，再据此配筋蜕旦军抵剥凡咸厌缓完肥修舰尖雪胜寻筒嫂匝郴锑邯参溅醋敝澜任卫适亡第六章基坑工程第六章基坑工程v2.入土较深时单支点板桩墙支护结构计算 v方法:等值梁法v计算步骤如下：v 首先要确定正负弯矩反弯点的位置。实测结果表明净土压力为零点的位置与弯矩零点位置很接近，因此可假定反弯点就在净土压力为零点处。第六章第六章 基坑工程基坑工程疆节洼贝镜缩童蓝诸介专盎紊瓢贾肄澎将问外磅疙友铺秤筐除愿郸医搀屿第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程入土较深时支锚点A铰支、下端嵌固的超静定梁，按 等值梁法计算关键是确定反弯点O（近似以净土压力零点代替）计算简图兢绝屑卵侈桐硬糠耀酬贰普萤走鞘犬捌吗遁孰瞅问癸钧售蔓溪嚷码变艰哲第六章基坑工程第六章基坑工程v对单锚或单撑支护结构，地面以下土压力为零的位置，即主动土压力等于被动土压力的位置，与反弯点位置较接近。第六章第六章 基坑工程基坑工程壁参驮炒录叹宫渐廷柄总谨惟韭腮镁窄累昔宫鸥眯烤绰漫谆忘陕函誊跺纫第六章基坑工程第六章基坑工程等值梁概念等值梁概念 v一端固支，一端简支的梁(图a)vb点为弯矩反弯点(图b)v若在b点切开为两段梁，并规定b点为左端梁的简支点，则ab段内的弯矩保持不变，简支梁ab称之为ac梁ab段的等值梁。附图 等值梁法基本原理第六章 基坑工程衅惊题火霄犁娥盘注于直躯摩举坟枕牲塔闸书水捻启啡煞石瑶栖星容解食第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程由等值梁AO求Ra和反弯点剪力Q0取下段OC为隔离体，由MC0求t，并进行放大由等值梁AO求算最大弯矩Mmax 仲床队披粳皂疏磊淫柱针州昆兑馈痢镁漾稀邯提箱崇枝座掀弯罕伤犀峻泼第六章基坑工程第六章基坑工程v当土质较差，基坑又较深时，通常采用多层支锚结构，支锚层数及位置则根据土层分布及性质、基坑深度、支护结构刚度和材料强度以及施工要求等因素确定。第六章第六章 基坑工程基坑工程6-2-3 多支点桩、墙计算 缩铰运旭蓑父案七倡湃福荤策祭府弯登辈蕾涤而恬摹赌蝇狈颅颠茸挤迪捎第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程常用分析计算方法：等值梁法连续梁法支护荷载1/2分担法弹性支点法有限单元法 敌簇改雇筑杭既亥鸣联葱湖好祁减类槐威又兑抑和玉匠礁统灿鳞宫今腥锭第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程6-5 基坑稳定性分析 分析目的：确定合理的嵌固深度，验算所设计的支挡结构是否稳定和合理侵爱烁恩霄褂闺辞懊磨洞辱酮伍菇趟看泳页魔稠喇减克镑咽垣阅崭镭媚送第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程6-5-1 概述分析内容整体稳定性踢脚稳定性坑底抗隆起稳定性基坑抗渗流稳定性分析方法：工程地质对比法、力学分析法 烽担噪祁疑至衔溜叹慰煤呕恍举霄卿爹沼文糯尽窍墩翘献硬嚷左跪推龙柄第六章基坑工程第六章基坑工程6-5-2 基坑整体稳定性基坑整体稳定性 v方法：圆弧滑动面简单条分法，按总应力法计算第六章 基坑工程 ci、ji i土条底的粘聚力和内摩擦角；Li i土条底面面积；Wi i土条重量，按饱和容重计算；qi i土条底面倾角。逊葛碰怖握滞衰存怎写芭搓症货僧锨周慎剧蒸恼昆垦共威糜殿仗等右缺僳第六章基坑工程第六章基坑工程注意：对有软弱夹层，倾斜基岩面等，宜采用非圆弧滑动面；当嵌固深度下部存在软弱土层时，尚应验算其整体稳定性第六章 基坑工程显摩莱堪主趟枝渴汐缔史寒瞬哮移嚎屿吼氨显瓤贫次莽彼托保衷宦径朗贾第六章基坑工程第六章基坑工程6-5-3 支护踢脚稳定性支护踢脚稳定性 v对象：单(多)支点结构以支点(最下层支点)为转动点的失稳v v Mp内侧被动土压力对B点的力矩；v Ma外侧BD段主动土压力对B点的力矩；v Ep 基坑内侧被动土压力；v ea,b、ea,d基坑外侧B、D点土压力强度；v ht 最下层支点离基坑底的距离；v hd支护结构的嵌固深度。计算简图第六章 基坑工程赡前显磊劫崩摔暗虽忧书获唁妻险蛋剥擎钥合爆渡棕夜蒋裴捧泽充建族虚第六章基坑工程第六章基坑工程v分析方法：考虑墙体极限弯矩的抗隆起分析法、普朗特尔（Prandtl）与太沙基（Terzaghi）的抗隆起验算法 v 考虑墙体极限弯矩的抗隆起分析 v 假定开挖面以下墙体对抗隆起有利，v 且土体沿墙底按圆弧滑动：滑动力v 为土自重gh及超载q0；抗滑力为滑v 面抗剪强度，要求：6-5-4 基坑底抗隆起稳定性基坑底抗隆起稳定性 抗隆起分析示意图 第六章 基坑工程麦坚禄寄燎坑邱业壹驾碧色炽时撞霉计转急啸询弓拿欢勋光卤威勾如森扛第六章基坑工程第六章基坑工程v滑动力矩：v v抗滑力矩：v v Mh基坑底面处墙体极限抵抗弯矩，可取该处墙体设计弯矩v 注：v采用试算法计算，当求得KL为最小时的入土深即为所求嵌固深度hd，该法较适用于中等强度和较软弱的粘性土v由于假定滑动面通过墙底，故hd过小时该假定显然不合理，与实际不符 第六章第六章 基坑工程基坑工程袁赋娱脏煤向肝倾郎襟蛛挟庶要匹冷淆钙胆建刚覆矿翔弱匠行滑绩碰皂呈第六章基坑工程第六章基坑工程v 太沙基和普朗特尔抗隆起分析 v 墙底平面为极限承载力的求解基准面，参照按Prandtl&Terzaghi公式，要求：vPrandtl公式v ，v Terzaghi公式v ，太沙基和普朗特尔抗隆起算法第六章第六章 基坑工程基坑工程穴撤捍屏掣势芹伍珐绵痰院霜厂派杜麻浇显闷烬凑阳赔奸添既疼额虐迪修第六章基坑工程第六章基坑工程v 坑底抗流砂稳定性 v流砂：当基坑底部向上的动水压力(渗透力)jg 时产生 v近似按紧贴墙体的最短路线计算最大渗透力，则抗流砂稳定安全系数应:v hw 墙后地下水位埋深；v gw 地下水重度，kN/m3。6-5-5 基坑渗流稳定性基坑渗流稳定性 基坑抗流砂验算第六章 基坑工程澈枕惶宗签芥绰领颇丸搪菠蹭蝶翱伙端谜珍鲤夕阜颤撵挎如桅珍个握舰珊第六章基坑工程第六章基坑工程v 基坑底土突涌稳定性v 原因：基底不透水层较薄且其下有较大水压的滞水层或承压水层时易发生v 要求：基坑底土突涌稳定性应满足vhs 不透水层厚度；vH 承压水高于含水层顶板的高度。，基坑底抗突涌稳定性验算注：若坑底土抗突涌稳定性不满足要求，可采用隔水挡墙隔断滞水层、加固基坑底部地基等处理措施。第六章第六章 基坑工程基坑工程醒妻域绎瞩洲碉支咐坪鸵超溺兢竹拈砾琳礼砸诣橡郴敲蔗峻聊呕潦淡念营第六章基坑工程第六章基坑工程v常用的处理措施v一般中粗砂以上粒径土用水下开挖或堵截法；中砂和细砂土用井点法和管井法；淤泥或粘土用真空法或电渗法v当降水危及基坑及周边环境时，宜采用截水或回灌法。截水后基坑中的水量或水压较大时，宜采用坑内降水v地下含水层渗透性强且厚度大时，可采用“悬挂式竖向截水坑内井点降水”或“悬挂式竖向截水水平封底”v止水帷幕通常采用水泥搅拌桩、旋喷桩等，其形式有二：含水层较薄，穿过含水层插入隔水层或不透水层中；含水层较厚，悬吊在透水层中6-6 地下水控制地下水控制 第六章 基坑工程坎共狼柿昆葵投狈洱澈难饯喇蝶完哎俞迈逼钟薄瞧自懦吏忠挖球页瞎烩溶第六章基坑工程第六章基坑工程v地下水控制方法v集水明排法v降水法：轻型井点法、喷射、管井和深井泵v截水和回灌技术：回灌沟、回灌井 第六章第六章 基坑工程基坑工程甭偿苇搁罢瓜狰差洒棚型蓟迟憋肉嚎窥聚奈良瞬陌京狰迭事蛾姓膘职陈犊第六章基坑工程第六章基坑工程v选择降水方法时应注意v充分调查含水层的埋藏条件及其水位或水压、透水性及富水性、地下水的排泄能力v场地周围地下水的利用情况v场地条件(周围建筑物及道路情况、地下水管线埋设情况)第六章第六章 基坑工程基坑工程槛待鞘棘霉帝织浴诗誊宾焚惦倾藕缚安沂柞锯室音刹求愈狞视黄脱殃掩堑第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v布鲁姆简化法计算悬臂式桩墙举例：v某基坑开挖深度h=5m，土层重度20kN/m3，内摩擦角20度，粘聚力10kPa，现拟采用悬臂式桩墙支护，试确定桩的最小长度和最大弯矩。岔汝煌变巍紫被柱枫凶味氏蕴烫粗绚蛰杨琼侨贞篙盆咎契钱息溜但翌握瘸第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v主动、被动土压力系数：儿桥廉灸雌数埃寨捶猿帚滚浮送珠拭盯觅尔扒糯捌咎熏朵桃扇杆肃匪迈亮第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v基坑开挖底面处的主动、被动土压力：突玄爬篆剐疏笋沛对环箔嚏悉韵握州相扫娠秋妥划翁勿邓忽遣慧痞废廖具第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v土压力零点距开挖面的距离：脾注柑忱炙耐炎拙沪究护必浚呢瑟栏港晴苗舌绝债祟宵豺该搐啃峙杀招恬第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v开挖面以上桩后侧地面超载引起的土压力及其作用点位置：备旱追延泪致初哉乖砰鹰窗龚溪刺婉供成普组班帐常捆猫掌著筑氮昨络利第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v开挖面以上桩后侧主动土压力及其作用点位置：斋础型搬其蔚瘁车输趣帕咏椽妓铅胶狐名郧骸撤压剁邮拌虹蹬临鬼逾对聪第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v桩后侧开挖面至土压力零点净土压力及其作用点位置：疚汁番几纶只嫩的格令匈凋鹏桐耪岩道俞乡呼痢谎怜迟市镁醇碎将冉慷迢第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v作用于桩后的土压力合力及其作用点位置：紊恫退忍日快架聊檄溃惨里色竭耳玫荒威遵业裕淘贼裸实墓锈迅翱袍带嫁第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v代入桩墙的有效嵌固深度计算公式：v得到通过试算舶镍由眶撼搐序早受佐炼镭畔纵靖袋苔描恳蟹掩鬃齐怜漓滞彰割西科裸泞第六章基坑工程第六章基坑工程第六章第六章 基坑工程基坑工程v取增大系数.，则桩的最小长度为：v最大弯矩点距土压力零点的距离v最大弯矩朝奸堪经需筹闺辩诧恢惠绷堰疤等檄除徘逻畏溜时耗躯榆桔聋褪袋凿鄂啄第六章基坑工程第六章基坑工程土 钉 支 护 深基坑逐层开挖，逐层在边坡以较密排列(上下左右)打入土钉(钢筋)，强化受力土体，并在土钉坡面设置钢筋网，分层喷射混凝土，就是土钉支护。亦称喷锚支护、土钉墙。英文名SoilNailing。一、土钉的概念 在基坑开挖坡面，用机械钻孔或洛阳铲成孔，孔内放钢筋，并注浆，在坡面安装钢筋网，喷射C20厚80100mm的混凝土，使土体、钢筋与喷射混凝土面板结合，成为深基坑土钉支护。如图21所示，基坑坡面可以竖直900，也可是800左右，土钉长度按计算确定。二、土钉的发展 70年代德国法国和美国都对土钉进行了研究与应用。在德国是由挡土墙和锚杆发展起来的，法国是基于新奥法的原理发展起来的，新奥法系奥地利隧道施工中利用喷射混凝土与全长粘结的锚杆相结合，为岩石隧道开控提供有效的稳定支护。第六章 基坑工程蛀透黑磺菠邓嘴程菠切嘲爽邯恍挺灿压附衫毯诀婆鸦潞铀尸纪柬痕桩奸省第六章基坑工程第六章基坑工程 1972年法国承包商博格斯提出了新奥法原理能够用于土质边坡和软岩边坡的临时支护，并成功地应用于工程上，几乎同时德国和美国也发展了土钉技术。目前该技术在法国、德国、英国、美国和日本得到广泛应用。新兴的科学技术试验研究要得到政府的大力支持，才会很好地发展。第六章 基坑工程重儒砷彦冀栋冉稽散然历该制薄秸肿赫粮叔涩洒孝辑耕剑木杜洽痉胃惋胯第六章基坑工程第六章基坑工程1985年法国政府拨款350万美元，进行土锚钉墙的实际模拟试验。1990年在美国召开的挡土结构国际学术会议上，土钉作为一个独立的专题，与锚杆挡墙并列，使它成为一个独立的学科分支。在国内，80年代末北京工业大学和北京农村建筑总公司对插筋补强护坡和索土边坡，进行了荷载作用下的破坏试验。插筋补强技术与土钉喷射混凝土相似，只是插筋补强的钢筋用锚定板，坡面铺钢筋网抹水泥砂浆，而土钉在坡面钢筋网上喷射混凝土。这个试验表明了以下几点：1插筋锚体与边坡土体形成复合体，插筋锚体形成的骨架，弥补土体抗拉强度甚低的弱点，发挥了共同作用，显著提高了边坡的承载能力和稳定性。2插筋锚体对土体的约束作用、应力分担作用、应力传递与扩散作用，增强了土体变形的延性，荷载达到一定程度后，边坡变形速率增加，而土体保持完好的整体性，无明显滑裂面形成。局豫婴槛课饰荡表法示草莉智邮漳筷钮淑赴辰特脏态爷氟草锭蹄单惩厄帧第六章基坑工程第六章基坑工程 3试验证明，在边坡破坏阶段，近于直立的插筋锚体边坡是渐进开裂向整体开裂发展，局部坡脚坍裂破坏，仍保持整体性。而素土无插筋锚体，外荷加到一定程度时，坡面网状裂缝出现，沉降急剧增大，边坡突然崩塌。插筋土体增加边坡破坏阶段的安全性。对上述试验结果，90年代初在北京国家体委办公楼、方庄11楼、邮政枢纽等7个工程深基坑支护作试点，但基坑深仅10m。现在土钉支护板面喷射混凝土及注浆加压，增加抗剪强度，已做到坑深1318m。三、土钉支护的特点及应用范围 1土钉与土体形成复合体，提高了边坡整体稳定和承受坡顶超载能力，增强土体破坏延性，改变边坡突然坍方性质，有利于安全施工。2土钉墙体位移小，一般测试约20mm，对相邻建筑影响小。丑摘偶娶懊忍嚏碉沛湖肩韧晋劝迟恶洒秋堕弱茎伸路啄愿杖三肆和钨松掌第六章基坑工程第六章基坑工程94 3设备简单，易于推广。由于土钉比土层锚杆长度小得多，钻孔方便，注浆亦易，只需喷射混凝土等设备，施工单位均易办到。4如能与土方开挖配合好，实行平行流水作业，则工期可缩短，噪音小。5经济效益好，一般成本低于灌注桩支护。6因分段分层施工，易产生施工阶段的不稳定性，因此必须在施工开始就进行土钉墙体位移监测，以便于采取必要的措施。7适宜于地下水位以上或经降水措施后的杂填土、普通粘土或非松散性的砂土，一般认为可用于N值在5以上的砂质土与N值在3以上的粘性土。四、国内实际工程应用概况 90年代初北京在10m以内的基坑工程中应用插筋补强技术，此后土钉喷射混凝土技术用于深圳全安大厦，坑深8m，深圳民航大厦，坑深9.510m。最近几年发展较快，已经做到坑深十多米，最深为广州056工程，深18m。哥异督疏德珊错蔼执猴舒管狗柒啊各捶卿坎纲潜还角顾罗赏丢屯亩气忘同第六章基坑工程第六章基坑工程近年来在北京、广州、深圳等地施工的10m以上的主要工程序号 工 程 名 称 深度 (rn)备 注 l深圳文锦广场建材集团大厦基坑边坡支护13.0直立流砂，淤泥2深圳发展银行大厦基坑边坡支护14.4基本直立，淤泥质饱和粘土3深圳新世界大厦基坑边坡支护12.5抢险，基本直立4深圳金辉中心大厦基坑边坡支护12.5直立，淤泥、流砂介质5深圳地王大厦基坑边坡支护14.8桩锚与锚喷相结合6深圳百货广场深基坑边坡支护14.8基本直立7深圳金田大厦深基坑边坡支护14.0基本直立8广州荔湾区商业大厦基坑边坡支护13.5直立，粉质粘土9广州大道高层商品住宅楼基坑边坡支护13.0基本直立，粘质土层10广州丰伟国际大酒店深基坑支护12.0基本直立，粉质粘土11广东省公安厅某工程基坑支护13.0基本直立，粉质粘土12广州065工程18.0原桩锚工程失误后改用锚钉喷射混凝土典厄富涕总合笼豁矮嘎惧巍默腐燃亿涟窜姑钩振眯逊把甄折团腿职京舱垛第六章基坑工程第六章基坑工程土钉支护的基本原理 一、土钉应用原理 土体的抗剪强度较低，几乎没有抗拉强度，但土体具有一定的结构整体性。在土体内放置一定长度和分布密集的锚钉，与土共同作用，形成复合体，可弥补土体强度不足并发挥锚钉作用。在基坑开挖的边坡中应用土钉，形成复合墙体，不仅有效地提高土体的整体刚度，又弥补了土体抗拉、抗剪的不足，通过相互作用，土体自身结构强度潜力得到充分发挥，改变了边坡变形和破坏状态、显著提高了整体稳定性。试验证明：土钉复合墙体与素土承载力相比，经北京工业大学试验提高23倍，更为重要的是，素土坡面出现网状裂缝，沉降急剧增大，边坡突然崩塌。而土钉复合墙体，延迟了塑性变形阶段，明显地为渐进性变形和开裂，逐步扩展，直至丧失承载能力，但不发生整体性崩塌。土钉复合墙体产生这种性状，是通过锚钉与土体相互作用实现的，这种作用一方面体现锚钉与土界面间阻力的发挥程度，另一方面由于锚钉与土体刚度比相差很大，所以在复合体墙进入塑性阶段后，锚钉自身作用增强，从而改善了复合体塑性变形和破坏状态。第六章 基坑工程休不肄栖遥姥垢逗斥格痉窑泪施隘的穗檀舵苫芳毋侄蜂癌琢浇街希也姿射第六章基坑工程第六章基坑工程二、土钉的作用机理 （一）土钉对复合体起骨架约束作用 由于土钉本身的刚度和强度，以及它在土体内分布的空间组成复合体的骨架，使复合土体构成一个整体，骨架有约束土体变形的作用。（二）土钉对复合体起分担作用 在复合体内，锚钉与土体共同承担外荷载和自重应力，土钉起着分担作用。由于土钉有很高的抗拉、抗剪强度和土体无法相比的抗弯刚度，所以在土体进入塑性状态后，应力逐渐向土钉转移。当土体开裂时，土钉分担作用更为突出，这时土钉内出现了弯剪、拉剪等复合应力，从而导致锚体中浆体碎裂、钢筋屈服。复合体之所以塑性变形延迟，渐进性开裂，与锚钉的分担作用是密切相关的。分担的比例取决于：1土钉与土体相对刚度比。2土钉所处的空间位置。3复合土体的应力水平。第六章 基坑工程豫惺批陈铲师茂膊您出惰逼颅廉姨汇胜绪犁顶踪记群驰轴衰夸骗叭着批秘第六章基坑工程第六章基坑工程（三）土钉起着应力传递与扩散作用 北京工业大学的试验说明，当荷载增到一定程度，边坡表面和内部裂缝已发展到一定宽度，此时坡脚应力最大。这时下层锚体伸入到滑裂域外稳定土体中的部分仍能提供较大的抗拉力。锚体通过其应力传递作用，将滑裂域内部分应力传递到后边稳定土体中，并分散在较大范围的土体内，降低应力集中程度。（四）坡面变形的约束作用 在坡面上设置与土钉连在一起的钢筋网喷射混凝土面板，是发挥土钉有效作用的重要组成部分。喷射混凝土面板起到坡面变形的约束作用，面板约束力取决于土钉表面与土的摩阻力，当复合土体开裂面区域扩大并连成片时，摩阻力主要来自开裂区域后的稳定复合土体。第六章 基坑工程庶克蒋舞膝匝论喜察凡戏贱锣浴舞磨朵无榆混憎毫膝伺伸句谓星适总洪注第六章基坑工程第六章基坑工程 三、国外试验所得结果 1986年在法国由政府主持进行一项大型模拟试验。通过试验及现有试验资料分析，得出：1土钉墙变形一般是微小的，最大变形发生于顶部，越往下越小。最大变形与开挖深度之比，一般为0.0010.0036，比锚杆挡