1、3 樁墻式擋土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算,3.1 土壓力理論及計(jì)算 3.1.1 靜止土壓力計(jì)算,用彈性理論可以推得K0 = /(1- ) 常用半經(jīng)驗(yàn)公式為： 對(duì)無粘性土或正常固結(jié)土 K0 = 1-sin 對(duì)超固結(jié)土 K0 = (ORC)0.41( 1-sin ),3.1.2 庫侖及朗肯理論,一、計(jì)算公式,3.1.3 地面荷載,3.1.4 深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力,一、深基坑支護(hù)樁墻與剛性擋土墻的差異 1. 施工工藝不同 擋土墻是先砌墻后填土；基坑支護(hù)是先做好樁墻，再開挖的。 2. 墻后土體性質(zhì)不同 擋土墻墻后填土是可以選擇的，并且一般是無粘性土；基坑支護(hù)的土體一般是天然的，性質(zhì)變化很大。 3. 空間特性不完

2、全相同 擋土墻一般是平面問題，但深基坑支護(hù)大多是空間問題。,二、土體強(qiáng)度指標(biāo)的選取 1. 墻后主動(dòng)區(qū) 對(duì)砂土：由于排水固結(jié)快，應(yīng)采用慢剪指標(biāo)cs，s。 對(duì)粘土：自重而產(chǎn)生的土壓力?；娱_挖就是1不變，3降低，增加，產(chǎn)生u的過程，由于更其短，開挖速度快，u來不及消散，亦即來不及固結(jié)。這種應(yīng)力路徑基本上與固結(jié)快剪試驗(yàn)一致，所以在計(jì)算主動(dòng)區(qū)由于自重而產(chǎn)生的土壓力時(shí)，采用固結(jié)快剪（固結(jié)不排水剪）指標(biāo)是比較合理的。 地面臨時(shí)荷載產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力。這種荷載總是在支護(hù)機(jī)構(gòu)已經(jīng)設(shè)置，基坑開挖之后短時(shí)間內(nèi)施加完成的，墻后土體來不及固結(jié)，因此在計(jì)算荷載產(chǎn)生的主動(dòng)土壓力時(shí)應(yīng)采用不排水剪或快剪指標(biāo)。,此外，在處理基坑

3、開挖出現(xiàn)滑坡問題時(shí)，可能要設(shè)計(jì)新的支護(hù)結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)中對(duì)滑坡通過的土層，應(yīng)采用殘余強(qiáng)度指標(biāo)。 2. 墻前被動(dòng)區(qū) 墻前被動(dòng)區(qū)的強(qiáng)度指標(biāo)一般也采用固結(jié)快剪或固結(jié)不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)。但應(yīng)當(dāng)清楚墻前被動(dòng)區(qū)土體的應(yīng)力路徑與應(yīng)力歷史不同于墻后主動(dòng)區(qū)。開挖不單單是3的減小，而且會(huì)使1和3調(diào)換次序。即開挖前1 = v = z， 3 = h = K0z；開挖到底后3 = v = (z-H) ，1 = h = (z-H)tan2(450 + /2) +2ctan (450 + /2) 。同時(shí)基坑開挖也使得墻前被動(dòng)區(qū)的土體處于超固結(jié)狀態(tài)，而超固結(jié)土的強(qiáng)度高于正常固結(jié)土。 3. 分析深基坑的邊坡穩(wěn)定 也應(yīng)當(dāng)采用固結(jié)快剪或

4、固結(jié)不排水剪強(qiáng)度指標(biāo)。,三、深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)上的土壓力計(jì)算 支護(hù)結(jié)構(gòu)變形對(duì)土壓力的影響 應(yīng)當(dāng)根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)與土體的共同作用理論，通過變形協(xié)調(diào)條件來求解土壓力分布。 土體性質(zhì)對(duì)土壓力的影響 施工對(duì)土壓力的影響 深基坑開挖的空間效應(yīng)問題 水壓力 滲流對(duì)土壓力的影響 一方面使墻后水壓力減小，墻前水壓力增大，這是有利的一面；另一方面使墻后土壓力增大，墻前土壓力減小，這是不利的一面。,3.2 土壓力分布,3.2.1 自立式（懸臂）樁墻,一、庫侖、朗肯理論土壓力分布與實(shí)測,二、北京地區(qū)懸臂樁土壓力的幾個(gè)工程實(shí)測結(jié)果,北京醫(yī)院懸臂樁支護(hù)實(shí)測土壓力分布圖,北京郵政通信樞紐工程懸臂樁支護(hù)土壓力分布圖,三、軟土地區(qū)深

5、基坑支護(hù)懸臂式樁墻上土壓力分布,上海博物館新館工程基坑深層攪拌自立式樁墻上的主動(dòng)土壓力實(shí)測結(jié)果與計(jì)算結(jié)果的比較,天津建筑科學(xué)研究所對(duì)懸臂樁支護(hù)的模型試驗(yàn)表明，當(dāng)最大變形小于基坑深度的2.3%時(shí)，土壓力呈三角形分布，數(shù)值與靜止土壓力值相等，從而認(rèn)為軟土地區(qū)懸臂結(jié)構(gòu)上的土壓力分布呈三角形，大小與靜止土力相近。,軟土中的懸臂樁土壓力分布試驗(yàn)結(jié)果,3.2.2 單支撐擋土樁墻的土壓力分布,單支點(diǎn)擋土結(jié)構(gòu)的壓力分布 （a） 單支點(diǎn)錨定板樁墻背面土壓力分布；（b）單支點(diǎn)錨桿擋墻背面的土壓力分布,上述兩種結(jié)構(gòu)的實(shí)測土壓力分布曲線與三角形壓力分布曲線的面積大致相同，故多數(shù)學(xué)者認(rèn)為單支點(diǎn)擋土結(jié)構(gòu)的土壓力可以按三角形分布計(jì)算，如1973年第八屆國際土力學(xué)地基基礎(chǔ)會(huì)議上，Sandgvist就曾經(jīng)提出，“對(duì)單層錨桿，選用三角形壓力分布是適宜的”。,3.2.3 多層支撐或錨桿擋土結(jié)構(gòu)上的土壓力分布,一、Terzaghi和Peck的實(shí)測結(jié)果與分布模型,Terzaghi和Peck在柏林地鐵明挖工程中對(duì)多層支撐土壓力的實(shí)測及分析結(jié)果 (a) 支撐擋土墻實(shí)測土壓力包絡(luò)圖；（b）在砂土中設(shè)計(jì)支撐擋墻時(shí)，假定壓力分布為梯形,Terzaghi和Peck根據(jù)柏林和芝加哥等地鐵工程中基坑擋土結(jié)構(gòu)支撐受力測定情況提出的土壓力分布,（a）砂；（b）中硬以下粘土；（c）硬粘土,二、Tschbot