基坑鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)檢算培訓(xùn)課件演示文稿當(dāng)前1頁，總共58頁?；愉摪鍢吨ёo(hù)設(shè)計(jì)檢算培訓(xùn)課件當(dāng)前2頁，總共58頁。培訓(xùn)的原因及目的基坑是鐵路、公路、水利、市政等各類工程施工中最為常見的臨時(shí)工程?，F(xiàn)場(chǎng)施工中常見基坑支護(hù)以經(jīng)驗(yàn)為主，缺少系統(tǒng)的理論分析。以常見支護(hù)方法（鋼板樁）設(shè)計(jì)計(jì)算為例，拋磚引玉，重視理論分析，提升方案科學(xué)性和合理性。各單位要系統(tǒng)總結(jié)常規(guī)基坑支護(hù)方法及其設(shè)計(jì)方法，提升臨時(shí)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)工程的快速響應(yīng)。3當(dāng)前3頁，總共58頁。課件主要內(nèi)容一、基坑開挖分類二、基坑設(shè)計(jì)及計(jì)算要點(diǎn)三、鋼板樁支護(hù)形式四、基本計(jì)算方法及應(yīng)用五、工程案例詳細(xì)計(jì)算4當(dāng)前4頁，總共58頁。一、基坑開挖分類5當(dāng)前5頁，總共58頁。二、基坑設(shè)計(jì)及計(jì)算要點(diǎn)6當(dāng)前6頁，總共58頁。三、鋼板樁支護(hù)形式7當(dāng)前7頁，總共58頁。四、基本計(jì)算方法及應(yīng)用8當(dāng)前8頁，總共58頁。土壓力錨桿板樁板樁變形板樁上土壓力

實(shí)測(cè)

計(jì)算9當(dāng)前9頁，總共58頁。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的位移情況和支護(hù)結(jié)構(gòu)后土體所處的應(yīng)力狀態(tài)可以將土壓力分為：靜止土壓力Eo主動(dòng)土壓力Ea被動(dòng)土壓力Ep土壓力的類型10當(dāng)前10頁，總共58頁。巖石11靜止土壓力:當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)靜止不動(dòng)，土體處于彈性平衡狀態(tài)時(shí)，土對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)的壓力稱為靜止土壓力，一般用E0表示。主動(dòng)土壓力:當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)向離開土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為主動(dòng)土壓力，一般用Ea表示。被動(dòng)土壓力

：當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)向土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力稱為被動(dòng)土壓力，用Ep表示。當(dāng)前11頁，總共58頁?；炯俣?/p>

土體是具有水平表面的半無限體，墻背豎直光滑，采用這樣假定的目的是控制墻后單元體在水平和豎直方向的主應(yīng)力方向。朗肯土壓力理論12當(dāng)前12頁，總共58頁。主動(dòng)土壓力強(qiáng)度B點(diǎn)：pa=0時(shí)，求得臨界深度：單位長度上的總主動(dòng)土壓力為合力點(diǎn)位于處，水平向左hABEaz0墻與土在很小的拉力作用下就會(huì)分離(一般情況下認(rèn)為土不能承受拉應(yīng)力)，故在計(jì)算土壓力時(shí)，這部分應(yīng)忽去不計(jì)。13當(dāng)前13頁，總共58頁。主動(dòng)土壓力(砂土類，C=0)作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)單位長度上的總主動(dòng)土壓力Ea為：

Ka—主動(dòng)土壓力系數(shù)Ea的作用點(diǎn)應(yīng)在支護(hù)結(jié)構(gòu)高的1/3處，水平方向。移動(dòng)方向(離開土體)主動(dòng)土壓力計(jì)算zhEah/314當(dāng)前14頁，總共58頁。對(duì)于無粘性土，且土體表面無荷載的情況15當(dāng)前15頁，總共58頁。對(duì)于無粘性土，且土體表面有荷載的情況16當(dāng)前16頁，總共58頁。被動(dòng)土壓力強(qiáng)度A點(diǎn)：B點(diǎn)：單位長度上的總主動(dòng)土壓力為合力點(diǎn)位于形心處，水平向左hABEpF17當(dāng)前17頁，總共58頁。被動(dòng)土壓力(砂土類，C=0)作用于支護(hù)結(jié)構(gòu)單位長度上的總被動(dòng)土壓力Ep為：

Kp—被動(dòng)土壓力系數(shù)，Ka<KpEp的作用點(diǎn)應(yīng)在墻高的1/3處，水平方向。移動(dòng)方向(擠壓土體)被動(dòng)土壓力計(jì)算zhEph/318當(dāng)前18頁，總共58頁。對(duì)于無粘性土，且土體表面無荷載的情況19當(dāng)前19頁，總共58頁。對(duì)于無粘性土，且土體表面有荷載的情況20當(dāng)前20頁，總共58頁。對(duì)于粘性土，且土體表面有荷載的情況21當(dāng)前21頁，總共58頁。填土中有地下水時(shí)的土壓力計(jì)算

當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)后填土中有水時(shí)，需考慮地下水位以下的填土由于浮力作用使有效重量減輕引起的土壓力減小，水下填土部分采用浮容重或飽和容重進(jìn)行計(jì)算。在支護(hù)結(jié)構(gòu)上的總壓力中應(yīng)包括水壓力的作用。砂土：水土分算浮容重粘性土：水土合算飽和容重假設(shè)上圖中為粘性土22當(dāng)前22頁，總共58頁。填土為成層土?xí)r的土壓力計(jì)算

由于各層填土重度不同，使得填土豎向應(yīng)力分布在土層交界面上出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，由于各層填土粘聚力和內(nèi)摩擦角不同，所以在計(jì)算主動(dòng)或被動(dòng)土壓力系數(shù)時(shí)，需采用計(jì)算點(diǎn)所在土層的粘聚力和內(nèi)摩擦角。23當(dāng)前23頁，總共58頁。P0BCh1h2A24當(dāng)前24頁，總共58頁。土壓力計(jì)算應(yīng)用【例1】有一擋土墻，高6米，墻背直立、光滑，墻后填土面水平。填土為粘性土，其重度、內(nèi)摩擦角、粘聚力如下圖所示，求主動(dòng)土壓力及其作用點(diǎn)，并繪出主動(dòng)土壓力分布圖h=6m=17kN/m3c=8kPa=20o25當(dāng)前25頁，總共58頁?！窘獯稹恐鲃?dòng)土壓力系數(shù)墻底處土壓力強(qiáng)度臨界深度主動(dòng)土壓力主動(dòng)土壓力作用點(diǎn)距墻底的距離2c√Kaz0Ea(h-z0)/36mhKa-2c√Ka26當(dāng)前26頁，總共58頁。【例2】擋土墻高5m，墻背直立、光滑，墻后填土面水平，共分兩層。各層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)如圖所示，試求主動(dòng)土壓力Ea，并繪出土壓力分布圖

h=5m1=17kN/m3c1=01=34o2=19kN/m3c2=10kPa2=16oh1

=2mh2

=3mABCKa1＝0.307Ka2＝0.56827當(dāng)前27頁，總共58頁?！窘獯稹緼BCh=5mh1=2mh2=3mA點(diǎn)B點(diǎn)上界面B點(diǎn)下界面C點(diǎn)主動(dòng)土壓力合力10.4kPa4.2kPa36.6kPa28當(dāng)前28頁，總共58頁。其他不同情況下土壓力計(jì)算1.有局部均布荷載（kN/m2）情況局部均布荷載只沿虛線間土體向下傳遞，由q引起的側(cè)壓力增加范圍局限于CD墻段29當(dāng)前29頁，總共58頁。其他不同情況下土壓力計(jì)算2.有局部集中荷載P（kN/m）情況局部集中布荷載只沿虛線間土體向下傳遞，由q引起的側(cè)壓力增加范圍局限于CD段30當(dāng)前30頁，總共58頁。其他不同情況下土壓力計(jì)算3.填土表面不規(guī)則時(shí)土壓力計(jì)算（放坡+鋼板樁）坡頂傾斜時(shí)土壓力強(qiáng)度：坡頂水平時(shí)的土壓力強(qiáng)度：31當(dāng)前31頁，總共58頁。基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算——入土深度驗(yàn)算1.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)32當(dāng)前32頁，總共58頁。1.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)按頂端自由、嵌固端下端簡支的靜定結(jié)構(gòu)計(jì)算。保持支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的前提是：被動(dòng)側(cè)土壓力合力對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)底端的力矩>主動(dòng)側(cè)土壓力合力對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)底端的力矩。要求鋼板樁的抗傾覆力矩安全系數(shù)為2，可求得此時(shí)的入土深度。33當(dāng)前33頁，總共58頁。1.懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際入土深度取計(jì)算入土深度的1.15倍。剪力為0點(diǎn)為最大彎矩所在位置，故需要求得Q=0的位置。按求矩的方法計(jì)算剪力為0處的彎矩，即可對(duì)鋼板樁的強(qiáng)度進(jìn)行驗(yàn)算。34當(dāng)前34頁，總共58頁。35當(dāng)前35頁，總共58頁。36當(dāng)前36頁，總共58頁。2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)方法1：按上端簡支、下端自由支承，相當(dāng)于單跨簡支梁。（入土淺或嵌固土體特別軟弱，靜力平衡法）37入土深度取決于被動(dòng)土壓力，設(shè)計(jì)時(shí)按抗傾覆安全系數(shù)2.0。當(dāng)前37頁，總共58頁。2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)方法1：按上端簡支、下端自由支承，相當(dāng)于單跨簡支梁。38按力矩為0求得的最小入土深度計(jì)算支點(diǎn)反力：按最小入土深度計(jì)算支點(diǎn)反力：計(jì)算剪力為0的位置：計(jì)算最大彎矩：當(dāng)前38頁，總共58頁。39當(dāng)前39頁，總共58頁。2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)方法2：按上端簡支、下端固定支承，等值梁法計(jì)算?；驹恚篴b為一梁，一端簡支，另一端固定，正負(fù)彎矩在c點(diǎn)轉(zhuǎn)折，如在c點(diǎn)切斷ab梁，并在c點(diǎn)置放一鉸支點(diǎn)形成ac梁，則ac梁上的彎矩值不變，此ac梁即為ab梁上ac段的等值梁。計(jì)算鋼板樁時(shí)，為簡化計(jì)算，用土壓力等于零的位置代替正負(fù)彎矩轉(zhuǎn)折點(diǎn)的位置。40當(dāng)前40頁，總共58頁。鋼板樁計(jì)算模型41土壓力為零點(diǎn)位置：K為被動(dòng)土壓力修正系數(shù)當(dāng)前41頁，總共58頁。2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)方法2：按上端簡支、下端固定支承，等值梁法計(jì)算。42由于等值梁將下端視為固定支承，則認(rèn)為P0與cb段被動(dòng)土壓力產(chǎn)生的力矩相等。按簡支梁計(jì)算等值梁（ac梁）的最大彎矩Mmax和支點(diǎn)反力Ra和P0最小入土深度：當(dāng)前42頁，總共58頁。2.單撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)方法2：按上端簡支、下端固定支承，等值梁法計(jì)算。43實(shí)際入土深度：一般取1.1，當(dāng)板樁后為填土?xí)r取1.2，等值梁法計(jì)算結(jié)果偏于安全。當(dāng)前43頁，總共58頁。3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)逐層計(jì)算基坑開挖過程中每層支撐設(shè)置前圍護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，達(dá)到最終挖土深度后，應(yīng)驗(yàn)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的抗傾覆穩(wěn)定性（入土深度）。當(dāng)基坑回筑過程需要拆除或替換支撐時(shí)，應(yīng)計(jì)算相應(yīng)狀態(tài)下支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和內(nèi)力。其特點(diǎn)是計(jì)算選取的工況多。44當(dāng)前44頁，總共58頁。3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)內(nèi)支撐層數(shù)方法1：鋼板樁等彎矩布置。45根據(jù)懸臂梁計(jì)算樁頂?shù)淖畲笤试S跨度h：下部各層支撐跨度計(jì)算時(shí)，將板樁視為連續(xù)梁，每跨兩端視為固定，可按兩端固定梁求出各支點(diǎn)最大彎矩都等于樁頂最大彎矩時(shí)的各跨跨度。當(dāng)前45頁，總共58頁。46當(dāng)前46頁，總共58頁。3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)內(nèi)支撐層數(shù)方法2：鋼板樁等反力布置。47以壓力為零點(diǎn)作為計(jì)算長度，頂部支撐壓力0.15P，其余為P，第一跨的跨度根據(jù)鋼板樁的強(qiáng)度來計(jì)算，根據(jù)等反力布置尺寸計(jì)算反力大小，從而選擇內(nèi)撐形式。兩種布置初步設(shè)計(jì)均為理想狀態(tài)，實(shí)際布置方式往往會(huì)有所差異，可根據(jù)初步分析和實(shí)際狀態(tài)確定層數(shù)和間距，再按照下述方法驗(yàn)算鋼板樁和內(nèi)支撐。當(dāng)前47頁，總共58頁。48當(dāng)前48頁，總共58頁。3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算方法1：等值梁法（等同于單撐計(jì)算方法）。49（1）計(jì)算土壓力，繪制土壓力分布圖。（2）計(jì)算每一工況下土壓力強(qiáng)度等于0的位置F。（3）按多跨連續(xù)梁AF計(jì)算各支點(diǎn)反力和跨中彎矩，根據(jù)最大彎矩驗(yàn)算鋼板樁截面，根據(jù)支點(diǎn)反力驗(yàn)算內(nèi)支撐。（4）根據(jù)支點(diǎn)F與墻前被動(dòng)土壓力對(duì)樁底力矩平衡的原理，求得下部最小嵌固深度x。（5）入土深度t=（1.1~1.2）*（x+y）當(dāng)前49頁，總共58頁。50當(dāng)前50頁，總共58頁。3.多撐（錨）式支護(hù)結(jié)構(gòu)實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算方法2：靜力平衡法（求剪力0點(diǎn)和彎矩最大點(diǎn)）。51第一層支撐后力平衡：第K層支撐后力平衡：第K層支撐后入土深度（對(duì)k層支撐位置求矩）：入土深度（k根據(jù)基坑等級(jí)選取，1.4、1.3、1.2）：當(dāng)前51頁，總共58頁。52當(dāng)前52頁，總共58頁。支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算-鋼板樁與內(nèi)撐在計(jì)算入土深度的過程中，通過對(duì)鋼板樁計(jì)算模型的簡化，可以求出鋼板樁每延米上的內(nèi)力和內(nèi)支撐的反力。通過計(jì)算的內(nèi)力和反力驗(yàn)算二者。鋼板樁視為梁：根據(jù)內(nèi)撐的形式施加線荷載，計(jì)算圍檁和內(nèi)撐的內(nèi)力和變形。53當(dāng)前53頁，總共58頁。支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算-錨桿錨桿（鋼絞線或精軋螺紋鋼）截面：錨桿預(yù)應(yīng)力筋的截面面積按下式確定：54A為錨桿截面面積其余各參數(shù)分別代表錨桿設(shè)計(jì)張拉力、抗力分項(xiàng)系數(shù)（1.8、1.6、1.4）和鋼筋（鋼絞線）的強(qiáng)度設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)前54頁，總共58頁。支護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算-錨桿錨桿錨固長度：55L為錨桿錨固長度其余各參數(shù)分別代表錨桿設(shè)計(jì)張拉力、抗力分項(xiàng)系數(shù)（1.8、1.6、1.4）、錨固體直徑和土體與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度。當(dāng)前55頁，總共58頁?；拥卓孤∑鸱€(wěn)定性驗(yàn)算當(dāng)坑底為軟土?xí)r，因基坑外的荷載及由于土方開挖造成的基坑內(nèi)外的壓差，使支護(hù)樁端以下土體向上涌土，可按下式進(jìn)行驗(yàn)算應(yīng)驗(yàn)算