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理正深基坑——单元计算编制原理(全文)

时间:2022-06-29 20:10:02

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理正深基坑——单元计算编制原理(全文)

 

 理 正 深 基 坑 第二部分单元计算编制原理 1. 单元计算流程图 图 1-1 单元计算流程图 2. 各种支护结构计算内容 ( 1> >单排桩、连续墙、双排桩单元计算包括以下内容, ① 土压力计算; ② 倏同深度计算:

 ③ 内力及变形计算:

 ④ 截面配筋计算; ⑤ 锚杆计算; ⑥ 稳定计算:整体总定、抗倾覆、抗隆起、抗管涌、承压水验算。

 详细计算参见 1 〜 6 节相关内容.其中内力变形计算、截面配筋计律及整体稳定计算与 规范无关,其他计算按选择的規范采用相械计算方法。

 ( 2 )

 水泥土増单元计算包括以下内容, ① 土压力计兌:

 ② 嵌固深度计耸; @内力及变形计食; ④ 截面承我力验耸; ⑤ 锚杆计算;

 ⑥ 稳定验算:整体稳定、抗倾茂、抗滑移、抗隆起、抗管涌、承压水技算. 详细计算参见第 1 〜 6 节相关内容,共中内力变形计算,截面配筋计算及整体住定计算 与规范无关,其他计算按选择的規范采用相应计算方法。

 ( ( 3 ) ) 土钉増单元计算包括以下内容:

 ① 主动土压力计算; ② 土钉抗拉承敦力计算:

 ③ 整体稳定验算:

 ④ 土钉选筋计算; ⑤ 稳定验算:抗隆起、抗管涌、承压水验算。

 系统仅提供筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)计算方法, ④放坡单元计算包括以下内容:

 系统仅提供整体检定验兌。

 图 1.1-1 上压力■

 1 土压力 本系统考虑了《建筑基坑支护技术規程》 ( ( JGJ120E012)规范,均采用朗肖理论进行 主动土压力计算. 系统提供了水压力及主、被动土压力调整系数.町以满足各地区对水、土压力进行局部 调整的需求。

 系统釆用了两种土压力模型:经典法土圧力模型和弹性法土压力模型。

 经典法土压力模型:

 一股土压力:相当于“弹性法”中的“一般分布”:

 弾性法土压力模型:

 -•般分布:通常釆用的土压力模式。开挖而以下主动土压力计算方法与开挖面以上计算 方法刑叽 1-1 土压力

 1.1-8)

 外侧土压力可以选拝两种:静止土压力和主动土压力.基坑内側被动土 "〃按朗 H 理论计算。

 靜止土压力 ( (1.11 )

 Ko 可以釆用下面两种计算方法:

 1.1-2 )

 式中:

 P0k——计算点处静止土压力强度标准值 (kPa)

 )

 :

 当 Pok〈O 时,应取 p°k=O: Yi

 — 计算点以上第,层土的重度,地下水以上取天然重度,地下水以下水土 分算取浮重度,水土合算取饱和重度 ( kN/m , )

 ; hi ―第/层土的厚度 ( m)

 )

 :

 K 0

 一一计算点姓土的静止土压力系数:

 W — 地面超载标准值 ( kPa)

 )。

 主动和被动土压力计算方法 地卜水位以上 1.16)

  式中: P-t — 支护结构外侧深度丄处,第 I 层土的主动土压力强度标准值:哗 p»<0 时,应取p.k = O ; Oac 一一支护结构外側计尊点,由土的自柬产生的竖向总应力 ( ( kPa) :

 Opc—支护结构内侧计算点,由土的自重产生的竖向总应力 ( ( kPa) :

 Aa h >

 一一支护结构外側第 J 个附加荷栽作用卜计算点的土中附加竖向应力标准值 (kPa),应根据附加荷栽类型,按第 1.3 节计算:

 瞞、林一一分别为支护结构外侧、内側计算点的土中竖向应力标准值(kPa) :

 K. K S — 第 i 层土的主动、被动土压力系数:

 E 争 —— 第[层土的粘聚力.内摩擦角; 6k — 支护结构内侧,第 i 层土中计算点的被动上乐力强度标准值(kPa).

  1.2.1 水土合算 水土合算同 1.1 1.2.2 水土分算 水上分算时 (1.2 2-1) "1.2 2-2) 式中:

 &、% — —分別为 k 护结构外侧、内侧计算点的水压力(kPa) ; 对挣止地卜水,基坑外侧的孔隙水压力队、基坑内侧的孔隙水压力如可分別按公式 (122 3).公式(1.2.2 4)计算:

 (1223) (1.2.2 4) 式中:

 1.2 关于水作用的处理 I;

  厶一一地下水的重度, 取 yw=10kN/m 3 :

 :

 hs

 一一屈坑外侧地卜•水水位距主动土压力强度计算点的深度;对承压水,地卜水 水位取测圧管水位:出存在多个含水层时,应以计算点所在含水层的地卜. 水水位为基准:

 M

 一一基坑内侧地卜水水位距被动土年力强度计算点的深度:对承压水,地卜水 水位取测压管水位. 1.3 荷载 地面或基础卜的竖向附加荷戮作用 I :

 .支护结构外侧深度 L 处的水平附加压力标准偵 P M .可按下列規定计算:

 1 均布附加荷我作用下的土中附加燈向应力标准偵应按下式计算(图 1.3 1): 131) 式中:

 % 一一均布附加荷载标准值(kPa) :

 当支护结构外侧地面荷我的作用面枳较大时, 诃按均布荷载考虑。

 图 1.3-1 均布桜向地面荷我作用卜的水平附加压力计算 2 支护结构外侧地面下深度 d 处的条形、矩形基础荷载,(图 13 2) :

 1)当 d+o/tan " Wz ・ Wd+(3o+b)/tan 0 时 条形基础 (13 2) 式中:

 Po 一一基础底面竖向附加压力的标准億:

 d

 一一基础埋置深度:对作用在地面上的条形荷我、矩形荷栽,取 d=0 :

 b

 一一条形基础的宽度;

  a 一一支护结构外边缘至基础的水平別离(m) :

 。一一附加荷裁的扩散角,宜取 D=45 ・ : 2.一一支护结构顶面至土中附加竖向应力计算点的竖向距离。

 如形基础 当 d+o/tan "Wz ・ Wd+(38b)/tan "时: (13-3) 式中:

 b

 一一与基坑边垂宜方向上电形基础的尺、r :

 /一一与基坑边平行方向上矩形基础的尺寸 8 2 ) ) "与 2i〈d+a/tan P 或 z>d+(3"b)/tan。时,取 ph*=0. 3 对作用在地面的条形、矩形附加荷栽,按本条第 2 项条形基础和矩形基础计算上中 附加坚向应力标准值 Ms 时,应取 d=0 (图 132b). ( ( a>条形或矩形基础 仆)作用在地面的条形或矩形附加荷栽 图 13-2 局部附加荷载作用下的土中附加竖向应力计算 4 当临近基坑的建筑物基础低于基坑底面时,FI 外堵距支护结构净距 b 小于 h"tg(45。

 一时,如图 1 3.3,按下列方法计算:

 1 ) ) 当 il 17 点深度 z 満足 bxctg (45°—^k/2) <z<b«ctg (45。一物/2) +dh 时:

 ①对于粘性土、粉土和地下水位以上的砂土、碎石土:

 (13-4 ) ) ②对于地卜水位以下的砂土、碎石土:

  ( ( 13 ・ 5) 式中:

  力一一第/ W k 的•度.水位以上为七的天然山•度,水位以卜为土的泡和 U (kN/m 3 ) :

 疗一一第,层土的重度,水位以上为土的天然重度.水位以下为土的浮重度 (kN/m 3 ) ; ; h

 一一基坑深度 ( ( m) ; z—一计算点深度 ( ( m) :

 R

 一一临近建筑物基础埋置深度 ( ( m) :

 、一一基坑外侧水位深度<m) :

 Kw 一一水的重度 ( ( kN/m」):

 nt>

 -- 系数,m=b/(/7xtg(45°—叩/2)) ・ 图 1.3 ・ 3 有限范国上体的上压力计算简图 2 ) ) "咛计算点深度 zcbxctg

 (45*—qoi ( ( /2)» z>bxctg

 (45 e —时,如图 13-4 :

 ①对于牯性土、粉土和地卜水位以上的砂土、碎石土:

 (1.3-6) ②对于地下水位以下的砂土、碎石土:

 13-7) Y.

 一一第丿层土的重度,水位以上为土的天然重度,水位以卜为土的饱和重度 (kN/m 3 ) :

 m 一一第,层土的厚度 ( ( m)i a 一一采用三轴同结不排水试敦或直明同结快剪试穀方法确定的计尊点土层的 粘聚力标准值(kPa) :

 S ——采用三轴固结不排水试验或在剪固结快卯试验方法确定的计算点土层的 内摩擦角标准值 O: 灼一一计算点土层的主动土压力系数:

 支护结构外侧附加荷枚产生的作用于深度 Z 处的坚向附加应力标准位.参 见第式中:

  1.103 节计算. 图 131 水平荷栽标准值计算简图 计算点土层的主动土压力系数匕按下式计算:

 (1.3-8) 注意:如超我扩散到某坑外侧范围的上限髙于有限土压力的卜•限,那么这个范围内土压 力为有限土压力叠加超载引起的土压力。

 1.4 放坡 当挡土构件顶部低于地面,其上方采用放坡或土钉墙时,叮将其视作附加荷栽并按卜列 公式计算土中附加登向应力标准值(图 1.4 l)o 图 1 4.1 挡上构件顶部以上釆用放坡或"•钉墙时上中附加财向应力计算 1 当 a/tanOWz.W ( ( Q + ,)

 /tarn?时

  "1.4 1 )

 ( ( 14 2) 2 当 z.> (。+加)/tanS 时 (1.43) 3 当。时 (1.4-4 ) ) 式中:

 J 一一挡土构件顶面至土中附加竖向应力计算点的燧向距离(m) :

 a 一一挡土构件外边缘至放坡坡脚的水平距离(m) :

 bi 一一放坡坡面的水平尺寸(m) :

 hi

 一一地面至挡土构件顶面的竖向距离(m) :

 Y 一一挡土构件顶面以上土的朮度(kN/m 3 ) :

 对多层土取各层土按厚度加权的平 均值; c 一一挡土构件顶面以上土的粘聚力(kPa):技本规程第 3.1.14 条的规定取值:

 挡上构件顶面以上土的主动上压力系数:对多层上取各层上按厚度加权的 平均值:

 一一挡土构件顶面以上土层所产生的机位宽度去动土压力的标准值(kN/m). 1.5 各种支护结构的土压力 1.5.1 单排桩、连续墙、水泥土墙、双排桩 《建筑基坑支护技术规程》 ( ( JGJ1R.R1Z)中计算土压力与支护结构的类型无关,均 采用11~14 节公式计算.基坑外侧提供主动、静止两种土压力由用户选择。

 1.5.2 土钉墙 也钉墙只进行主动土压力计算. 1.6 坑内加固土体的土压力 采用加固土的各项参数.计算方法士见 11 和技节。

 2 嵌固深度 2.1 悬臂式支护结构 悬臂式支挡结构的嵌固稳定性应符合卜列规定(图 21 ):

  ( (2.1 )

 式中:

 K. m

 一一成固枪定安全系数:安全等级为一.二、三级的怂臂式支挡结构,其嵌固 軽定性安全系数分别不成小于 1.25. 1.2. 1.15 丄、如一一基坑外侧主动 I :

 压力、基坑内侧彼动上圧力合力的标准偵:

 牟、5 ——基坑外侧主丽土压力、果坑内侧被动土压力合力对挡十•构件底渐勺力 V 图 21 悬腎式结构嵌囚稳定性验算 2.2 单支点支护结构 锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构,当符合下列条件时(图 2.2)

 )

 :

 ( (2.2 1 )

 成进行厳固税定性验算。

 式中 丄 一一基坑外侧主动土压力合力作用点至地面的深度:

 hR 一一取作转动轴心的支点至地面的深度;对名支点结构,以最卜层支点为转 动轴心。

 锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构的嵌固稳定性应袴合下列规兀•图 2.2)

 )

 :

 ( 2.2 2 )

 式中 Ks — —根固稳定安全系数:安全等级为一、二.三级的锚拉式支挡结构和支撑 式支挡结构,其嵌固稳定性安全系数分别不应小于 1.25、1.2, 1.15 :

 za、42 —一基坑外侧主动上压力、基坑内侧被动上压力合力对支点的力臂:对多支 点结构.力臂以最下层支点为转动轴心取值.旦不计各支点力的作用.

  图 22 锚拉式支挡结构和支撞式支挡结构嵌固稳定性验尊 2.3 圆弧滑动法嵌固深度计算 采用圆弧消动条分法时,其整体 ta 定性应符合卜列规定(图 2.1.3 ) ) :

 (2 3-1) 式中 K, — 圆弧滑动检定安全系数:安全等级为一、二、三级的锚拉式支挡结构,圆 弧滑动整体稳定安全系数分别不应小于 1.35、1.3、1.25 :

 K t i 一一第 i 个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值:抗滑力矩与滑动力矩之 比的最小值宜通过搜索不同吸心及半径的所有潜在滑动圆弧确定; 小舛一第 j 土条在滑弧面 E 的粘聚力、内摩擦角:

 b, —第 J 土条的宽度:

 们一一第 j I.条滑孤面中点处的法线与垂直而的夹角:

 4 -一第 j 土条的滑弧段 K 度,取 h=Wco5 如

 s — 作用在第 j 土条上的附加分布荷裁标准值; zJGj 一一第 J 土条的自垂,按天然重度计算:

 4

 一一第 j 七条在滑弧而上的孔隙水压力:基坑釆用落底式截水帷幕时,对地卜 水位以卜的眇土、碎,土、粉土,在暴坑外侧,可取在基坑 内侧,可取项 对粘性土和地卜•水位以上的砂土、碎石土、输 土,取少=0 :

 4 一一地下水重度; — 幕坑外地卜水位至第 J 土条滑孤面中点的深度; 知 i——基坑内地卜水位至第 J 土条滑孤面中点的;"2 :

 R,

 k

 — 第 k 层锚杆对滑动体的极限拉力值:

 皿一第 k 层锚杆的倾角:

 %.— 第 k 层锚杆的水平间距:

 5 -------- i|算系数:可取 i//N = 0. 5sin ( "k+m) tan 佝,此处,啊为第 k 层锚杆与 滑菟的交点所在的第 j 土条滑孤处土的粘聚力、内摩擦角.

  图 23 圖孤滑动条分法整体枪定性验算 1 一任意圆弧滑动而;?一備杆 2.4 各种支护结构的嵌固深度 2.4.1 排桩、连续墙 排桩、连续堵计算嵌固深度设计虬 參见 21 节〜23 节。

 2.4.2 水泥土墙 采用圆弧滑动简单条分法确定,参见 2 3 节。

 2.4.3 双排桩 双排桩结构的嵌固模定性应符含卜列规定(图 2 43-1) :

 (2.4 1> 式中 K・m

 一一液固枪定安全系数:安全等级为一,二、三级的支挡结构,丼嵌固稳定安 全系数应分别不小于 1.25、1.2、1. 15 ; £.、如一一基坑外侧主动上压力、基坑内侧被动土压力的标准值; Zp 一一基坑外侧+:动土压力、基坑内侧被动土压力对挡土构件底端的力 4 G ―双排桩、桩顶连梁和桩间土的自重之和; ZG 一一双排桩、桩顶连梁和桩间土的重心至前排桩边缘的水平距离, 图 2 4 3-1 双排桩抗倾齿庄定性穀算

  1 一前排桩:2—后排桩:3—连梁

  3 内力、变形计算 结构内力与变形计算值、支点力计算值应根据基坑开挖及地卜结构施工过程的不同工 况、根据受力条件分段按平面问题计算。

 系统采用两种分析方法:经典法和弹性法。

 经典法:釆用等值梁模式。

 弹性法:两种计算模式:全最法和増鼠法:

 两种计算方法:全量法和增量法。

 变形计算包括位移与沉降计算. 3.1 内力、位移计算 3.1.1 经典法 系统釆用《建筑基坑工程技术规范〉(YB 9258-97)附录 F(F02)规定的等偵梁方法。

 务施匚阶段支护结构的内力可根据支撑力和作用在支护结构上的土压力按截面法计算。

 支护结构上的土压力和支撑力计算分别参见 1 1 和 1 2 节。

 经典法不做位移计算. 3.1.2 弹性法 3.1.2.1 全量法 计算假定 ⑴支锚点的侧向位移不可逆转,即毎一 r 况计算的支锚点位移不施小于前一阶段计算 結果,也不能出现反向位移:

 ( ( 2)回填阶段,地卜.室楼层位置作为支点.其位移保持不变。

 计算模式 已知外荷栽是各施工阶段实际作用在墙体上的有效土压力或其他荷栽,支承由支掉弹性 作用和地层弾性作用组成。在支承处时输入设置支承前该点堵体己产生的水...

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