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畢業(yè)設(shè)計----基坑支護(hù)設(shè)計-閱讀頁

2024-12-23 20:26本頁面
  

【正文】 性擋墻保持原來位置靜止不動,則作用在墻上的土壓力稱為靜止土壓力,擋墻厚的土處于彈性平衡狀態(tài)。 2)朗金主動土壓力計算,當(dāng)墻背是豎直、填土面是水平時,就可以應(yīng)用土體于極限平衡狀態(tài)時的最大和最小主應(yīng)力間的關(guān)系來計算作用于墻背的主動土壓力。 3)朗金被動土壓力計算,同 2),其被動 土壓力公式 砂性土 2ta n ( 4 5 )2ppp z z K???? ? ? ? (24) 粘性土 2ta n ( 4 5 ) 2 ta n ( 4 5 )22pp z c???? ? ? ? ? ? = pP KczK 2?? (25) 式中 )245(tan 2 ??? ?pK 2. 1. 3 水壓力 作用在擋土結(jié)構(gòu)上的荷載,除了土壓力以外,還有地下水位以下的水壓。水壓力與地下水的補(bǔ)給數(shù)量、季節(jié)變 19 化、施工開挖期間擋墻的水密度、入土深度、排水處理方法等因素有關(guān)。對砂性土和粉土,可按水土分算原則進(jìn)行,即分別計算土壓力和水壓力,然后兩者相加。 1)水土壓力分算法,利用有效應(yīng)力原理計算土壓力,水、土壓力分開計算。2a a a wp H K c K H??? ? ? (26) 39。? —— 土的浮重度; w? —— 水的重度; aK —— 按土總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)計算的主動土壓力系數(shù), )245(tan 2 ??? ?aK ; pK —— 按土總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)計算的被動土壓力系數(shù), )245(tan 2 ??? ?aK; ?—— 按固結(jié)不排水確定的內(nèi)摩擦角; c—— 按固結(jié)不排水確定的內(nèi)聚力。 2. 2 基坑支護(hù)設(shè)計的計算方法 2. 2. 1 概述 計算板樁墻的常用方法,主要有自由端支撐法 (靜力平衡法 )、彈性線法、等值梁法,后來又提出 1/2 分割法,矩形荷載經(jīng)驗法,太沙基法,均適用 于基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)計算。 2. 2. 2 靜力平衡法 它假定支護(hù)結(jié)構(gòu)是剛性的,隨著板 (樁 )入土深度的不同,作用在不同深度上各點的凈土壓力的分布不同。圖 21為單撐 (錨 )支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力計算簡圖。圖中 Ra 為支撐 (錨 )力; Ea為主動土壓力; Ep為被動土壓力; q。 圖 21 底部自由支承單撐 (錨 )支護(hù)結(jié)構(gòu)計算 根據(jù)力的平衡條件可以得到 : EqEaEpRa ??? (210) 根據(jù)對支撐 (錨 )位置的力矩平衡條件可以得到 : 21 E q H qE a H aE p H p ?? (211) 由以上兩個方程可以得到關(guān)于入土深度 t 的三次方程,當(dāng)主、被動土壓力都確定后,入土深度只隨撐 (錨 )位置 ho 而改變,調(diào)整 ho 可以調(diào)整入土深度,關(guān)系是: ho 增大, t 減小;反之增大。同時樁中的最大彎矩也是 ho 的函數(shù),當(dāng) ho 從小到大增大時,樁中的最大彎矩是先小后增大,它有一個最小值,取此值進(jìn)行樁徑設(shè)計可以使樁徑最小。擋墻兩側(cè)作用著分布荷載,即主動土壓力與被動土壓力,如圖 21所示。 單支撐擋墻下端為彈性嵌固時,其彎矩如圖 22 所示,若在得出此彎矩圖前己知彎矩零點位置,并于彎矩零點處將梁 (即樁 )斷開以簡支計算,則不難看出所得該段的彎矩圖將同整體梁計算時一樣,此段梁段即稱為整梁該段的等值梁。這種簡化計算就稱為等值梁法,其計算步驟如下: 1)根據(jù)基坑深度、勘察資料等,計算主動土壓力與 被動壓力,求出土壓力零點 B 的位置,按式 (212)計算 B 點至坑底的距離 u 值; 圖 22 等值梁法計算簡圖 2)由等值梁 AB 根據(jù)平衡方程計算支撐反力 Ra 及 B 點剪力 Qв )( )( 0huh auhEaRa ?? ??? (212) 22 00 )( huh haEaQ B ?? ?? (213) 3)由等值梁 BG 求算板樁的入土深度,取藝 Mc=0,則 3)(61 xKKrxQ apB ?? (214) 由上式求得 )( 6 ap B KK Qx ?? ? (215) 由上式求得 x 后,樁的最小入土深度可由下式求得 xut ??0 (216) 如土質(zhì)差時,應(yīng)乘系數(shù) ~ ,即 0)~( tt ? (217) 4)由等值梁求算最大彎矩 maxM 值。按地基反力系數(shù)沿深度的分布不同形成幾種不同的方法,圖 23 給出了地基反力系 數(shù)的五種分布圖示,用下面的通式表達(dá) : 0 nhK A kz?? (218) 23 圖 23地基反力系數(shù)分布圖 式中 z 為地面或開挖面以下深度 。n 為指數(shù),反映地基反力系數(shù)隨深度而變化的情況 。 根據(jù) n 值的取值而將采用圖分布模式的計算方法分別稱為張氏法、 C 法和 m法。 一般的工業(yè)民用建筑的 M值的取值按建筑樁基技術(shù)規(guī)范 JGJ94—— 94中的規(guī)定,如表 21 表 21地基土的比例系數(shù) m(MN/m4)(工民建基礎(chǔ)設(shè)計采用 ) 地基土類別 預(yù)制樁、鋼樁 灌注樁 m 相應(yīng)單樁在地面水平處位移(mm) m 相應(yīng)單樁在地面水平處位移(mm) 淤泥、淤泥質(zhì)土飽和濕陷性黃土 ~ 10 ~ 6~12 流 流塑 (IL﹥ l)、軟塑 (﹤ IL≤1),狀粘土, e﹥ 、松散粉細(xì)砂;松散、稍密填土 ~ 10 ~ 4~8 可塑 (﹤ IL ﹤ )狀粘性土 ,e=~,濕陷性黃土 ,稍密,中密填土,稍密細(xì)砂 ~ 10 ~ 3~6 硬塑 (0﹤ IL﹤ )、堅硬 (IL≤ 0狀粘性土、濕陷性黃土, e﹤ ,中密的中粗砂,密實老填土 ~ 10 ~100 2~5 中密、密實的礫砂 ,碎石類土 100~300 ~3 24 注 : (≥ %)時, m 值應(yīng)適當(dāng)降低,當(dāng)預(yù)制樁的水平位移小于 10mm時, m值適當(dāng)提高; ,應(yīng)將表列值 m乘以 ; ,應(yīng)將表列數(shù)值 m乘以《建筑樁基技術(shù)規(guī)范》 (JGJ94—— 94)中 l。 本次設(shè)計使用同濟(jì)大學(xué)啟明星軟件進(jìn)行 M 法的計算設(shè)計,如圖 24 圖 24同濟(jì)啟明星深基坑計算 M值 2. 3 基坑穩(wěn)定性驗算 基坑穩(wěn)定性驗算主要包括:管涌驗算、基坑抗傾覆驗算、坑底抗隆起驗算和滑移驗算。 25 一 般基坑開挖后.基坑內(nèi)排水,地下水形成水頭差 h',如圖 25,當(dāng)?shù)叵滤筛咛幭虻吞帩B流,坑底下的土浸泡在水中,其有效重度為浮重度γ';當(dāng)?shù)叵滤蛏蠞B流力 (動水壓力 )j≥ y'時,土粒則處于浮動狀態(tài),在坑底產(chǎn)生管涌現(xiàn)象.要避免管涌現(xiàn)象出現(xiàn). 圖 25基坑抗管涌計算示意圖 則要求: Kj?39。??jK ? (222) 其中 ww th hij ?? 239。? —— 土的浮重度; ? —— 土的重度; w? —— 地下水重度 ; j —— 最大滲流力(動水壓力); 26 i —— 水頭梯度; t—— 排樁或地下連續(xù)墻的入土深度; 39。 39。( ??? wh thK ? ? (224) 或 wthhK ?? 239。39。2 39。39。 若坑底以上的土層為松散填土、多裂隙土層等透水性強(qiáng)的土層,則地下水流經(jīng)此層的水頭損失很小,可忽略不計,此時不產(chǎn)生管涌的條件為: 39。??wKht? (227) 或 whtK ??39。2? (228) 在確定排樁入土深度時,也應(yīng)符合以上條件。結(jié)合本次設(shè)計工程實例,只選擇單支撐支 護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹。 圖 26基坑抗傾覆驗算示意圖 3)坑底抗隆起驗算 當(dāng)基坑底為軟土?xí)r,應(yīng)按以下兩種條件驗算坑底土涌起穩(wěn)定性。 qth tN OCD ?? ?? )(? ??? (231) 式中 CN —— 承載力系數(shù), CN =; 0? —— 由十字板試驗確定的總強(qiáng)度; ? —— 土的重度, 3/mKN ; D? —— 入土深度部土隆起抗力分項系數(shù), ? ; t —— 支護(hù)結(jié)構(gòu)入土深度, m ; h —— 基坑開挖深度, m ; q —— 地面荷載, KPa 。 2/)()(20thq tdM ph ? ??? ??? ? ( 232) 式中 Mp —— 基坑底部處支護(hù)樁、橫墻截面抗彎彎矩標(biāo)準(zhǔn)值, mKN? h? —— 基坑底部處土隆起抗力分項系數(shù), h? ? 。滑移是指由于墻體受到的主動土壓力值大于墻體的抗滑總阻力,使墻體延墻底平面水平運(yùn)動,如圖 28。 3) . 基坑挖深:本工程室內(nèi)外高差 ,目前場地內(nèi)平均絕對標(biāo)高為 +。 3. 2 工程周邊環(huán)境 3. 2. 1 建筑環(huán)境 A:工程北側(cè)和綠化道相鄰,基坑開挖面距用地紅線約 。 B:工程西側(cè)和已建住宅樓相鄰,基坑開挖面距用地紅線約 ,距離已建33層住宅約 。 D:工程南側(cè)和規(guī)劃錦泊湖路相鄰,距離用地紅線約 ~ ,紅線外為規(guī)劃路。 東側(cè)陸翔路及其下軌道交通 7號線地鐵設(shè)施為本基坑工程重點環(huán)境保護(hù)對象。 宜采用中心島開挖方式進(jìn)行開挖。 3)本工程西南角有深基坑,需要具體處理。 32 第 4 章 工程實例基坑支護(hù)方案的計算 書 4. 1 等值梁法手算 1)根據(jù)工程概況繪制計算簡圖 ,如圖 41。支撐位置為樁頂以下 ,設(shè)支撐處位置為 Q。 圖 41 灌注樁計算簡圖 2)計算各土層主被動土壓力系數(shù),如表 42。 因為該工程處于上海地區(qū),所以可以使用水土合算法(詳見第二章)進(jìn)行計算,在計算過程中,對于地下水位以下的土層,可以用土的天然重度代替其飽和重度。 表 43各段凈土壓力合力計算 三角形 矩形 AC段 0 CD段 0 0 DE段 EF段 FO段 0 OG段 0 GO2段 0 表 44各段凈土壓力 到 合力 點距離 相對于 O2點( m) 相對于 Q點( m) 三角形 矩形 三角形 矩形 AC段 0 0 CD段 0 0 0 0 36 DE段 EF段 FO段 0 0 OG段 0 0 GO2段 0 0 圖 44 等值梁法計算簡圖 6)入土深度計算 : 由上述數(shù)據(jù),根據(jù)靜力圖,計算出上部支撐的受力大小。 [+++1/2() 2x /2+ ]= 38 x = (2)*+*+*+1/4() 2() *+*** maxM = (1)設(shè) 2OH段最大彎矩 即 Q=0處為 2O 以下 Xm處 =x/2 * x= (2)*** 2() *maxM = 配筋 ? ?????? Si ntSi nrAfrfM ssycm ????????? 33 s i n32 bbb )( 2 ??????? ?? ????? tcmsy AfAfb 取樁徑Φ 800,樁心距 1000, Mmax=? M,取砼強(qiáng)度 C30, fc=,主筋 10Φ 14鋼筋,均勻布置, fy=210N/mm2,保護(hù)層厚度 50mm,Φ 8200螺旋筋,Φ202021加強(qiáng)
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