基坑支护教程.ppt

基坑支护工程设计、施工与检测 郭孝坤 2013.10.8 目录 一、基坑支护的几种设计理论 1、经典土压力理论----极限平衡原理 这是最古典最常用的方法。该法假定作用在挡土结构前后墙上的土压力分别达到被动土压力和主动土压力，计算时不考虑挡土结构的变形，并做某些力学上的简化，把超静定结构力学问题作为静定问题求解。等值梁法、太沙基法、1/2 分担法等均属此法。 此法的缺点是无法提供工程所需的墙体水平位移的数值。 2、等值梁法 等值梁法是当前我国工程界中应用最广泛的一种用于计算挡土结构内力的方法。应用等值梁法计算，首先应确定反弯点的位置，在这方面有以下几种假定： (1)假定反弯点位于土压力强度为零的那一点； (2)假定为墙体与基底相交的那一点； (3)假定反弯点位于基底以下 y 处，其中 y 的确定与土 体的标准贯入度 N 有关。 3、有限单元法 目前支护结构受力计算趋向于弹性地基梁的数值方法较为实用，而经典方法对一些问题的计算则不够理想，有限元法由于计算复杂，一般工程应用还不够方便，实际工程设计应用不多，因此，在弹性地基梁方法基础上进行发展和完善，以解决一些较复杂的问题，可望发展成为一个既简便实用又能较好地解决工程问题的实用方法。其中弹性地基梁杆系有限元法比较常用。 弹性地基杆系有限元法是建立在土的线弹性本构关系上的一种方法。其计算原理是假设地面以上(基底以上)挡土结构为梁单元，基底以下部分为弹性地基梁单元，支撑或锚杆为弹性支承单元，荷载为主动侧的土压力和水压力。 弹性地基杆系有限元法的分析过程： 与一般的有限元分析方法一样，杆系有限元法也要经历一个过程： 结构离散→形成单元刚度矩阵→单元刚度矩阵集成总刚度矩阵→利用平衡方程求得节点位移的这样一个过程。 二、基坑支护设计与方案的选择 （1）基坑的几何尺寸：基坑场地的形状、深度和宽度等。 （2）基坑支护结构所受的荷载： ①土压力、水压力； ②垂直地面超载； ③施工动荷载： ④维护结构兼做主体结构时的人防和地震荷 载（工期长的大型基坑支护工程也要考虑地 震荷载）; ⑤邻近建筑物引起的荷载； ⑥其他影响基坑稳定的荷载。 （3）基坑场地的工程地质和水文地质情况： ①勘测资料报告； ②勘探数据测试方法； ③地下水情况及分布，地表水水位、承压水层、承 压气体。 （4）环境条件： ①基坑施工场地及周围的地质性质； ②基坑周围建筑物状况; ③基坑周围交通状况及水域（河流）状况； ④基坑周围公用设施分布及地下构筑物管线状况; ⑤基坑所处地质环境特殊状况对基坑施工的特殊要 求。 （5）基坑施工及其建筑物的基础结构及上部结构情况要求。 （6）对基坑支护结构施工（噪音、振动、地面污染）的要求。 （7）基坑场地周围已有基坑支护结构型式或类似基坑支护结构 的型式在施工中的成功、失败原因、教训。 三、支护结构类型和方案的选择 1、挡土灌注排桩或地下连续墙 挡土灌注排桩系以现场灌注桩按队列式布置组成的支护结构；地下连续墙系用机械施工方法成槽，在槽内放置钢筋笼并浇灌混凝土形成地下墙体。 特点：刚度大，抗弯强度高，变形小，适应性强，振动小，噪声低，但排桩不能止水，连续墙施工需较多机具设备。 适用条件： ①适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级； ②悬臂式结构在软土场地中不宜大于 5m;