高層建筑基坑支護設(shè)計-資料下載頁

【導讀】未定義書簽。未定義書簽。

　　

【正文】 i ink i i iiT S c l S W q bS W q b? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ????? ? ? ? ? ? ?????? ? ?? ? ?? (411) 式中 n —— 滑動體分條數(shù)； m —— 滑動體內(nèi)土釘數(shù)； k? —— 滑動體整體分項系數(shù)，可取 ； 0? —— 基坑側(cè)壁重要性系數(shù)； iW —— 第 i 分條土重； ib —— 第 i 分條寬度； ikc —— 第 i 分條滑裂面處土體固結(jié)不排水（快）剪粘聚力標準值； ik? —— 第 i 分條滑裂面處土體固結(jié)不排水（快）剪內(nèi)摩擦角標準值； i? —— 第 i 分條滑裂面處中點切線與水平面夾角； i? —— 土釘與水平面之間的夾角； isl —— 第 i 分條滑裂面處弧長； S —— 計算滑動體單元厚度； njT —— 第 j 根土釘在圓弧滑裂面外錨固體與土體的極限抗拉力，可按下列公式計算，并取其中的最小值： 按土釘?shù)氖馨螚l件： nj bT DL??? ； 按土釘?shù)氖芾瓘姸葪l件：，ynj fdT ??? 2? 式中： bL —— 土 釘在 破壞面一 側(cè) 伸入 穩(wěn) 定土體的 長 度， 當 500bL mm? 時 ，取0bL? ； 注：因為本設(shè)計中上層土體抗剪強度指標較小，故采 用簡化算法，即把最危險滑面簡化當成平面，從而計算公式簡化如下： 最危險滑動面穩(wěn)定安全系數(shù)：中南大學畢業(yè)設(shè)計 24 ( ) c o s [ ( / s in ) ] ta n / s in ( / c o s )s inn j h j n j h jR W Q T S c H T SSK SW ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ? ? ??? ??? (412) 整體穩(wěn)定性檢算公式： 101c os( ) sin( ) ta n ( ) c os ta n2( ) sin 0mnj j jjkT c lS S W qBS W qb? ? ? ? ? ? ?? ? ????? ? ? ? ? ?????? ? ?? (413) （ 5）外部整體穩(wěn)定性驗算 土釘墻的外部整體穩(wěn)定性驗算包括了抗隆起驗算，土釘加固后土體作為墻體的抗滑移、抗傾覆驗算等。 1）前述的內(nèi)部穩(wěn)定性驗算保證了土釘墻面層與土釘緊密結(jié)合，而在土釘墻的工作中還要保證加固后的土體不會產(chǎn)生整體滑動面，這個滑動面可能是沿墻腳部，也可能是沿基坑開挖面以下某一軟弱土層而形成，因此，在計算中應(yīng)注意，當進行土釘墻整體穩(wěn)定分析時，滑動面不僅要驗算墻腳，還要 驗算墻腳以下任意可能滑動面。由前分析可知，當 圖 45 土釘墻計算模型 上述要求驗算的整體穩(wěn)定性滿足要求時，抗隆起也就 自然滿足要求了。整體穩(wěn)定性分析仍采用上述條分法計算。考慮整體滑動面以外的土釘抗拔力對滑動面土體產(chǎn)生的抵抗滑動作用而求得安全系數(shù)。 2）抗滑移與抗傾覆驗算 把土釘加固后的土體作為土釘墻的整體，可視為一重力式擋土墻。應(yīng)進行抗滑移和抗傾覆驗算，如圖 45 所示的土釘墻，當作為重力式擋土墻計算時，墻高取 H，墻厚取最下層土釘?shù)乃酵队伴L，墻寬從橫向取 S=Sh 計算。 （ a） 抗滑移安全系數(shù)： axFK E?? （ 414） tF —— 簡化土墻底斷面上產(chǎn)生的抗滑合力： ? ?( ) ta nthF H B q B C B S??? ? ? ? ? ? ? ?； （ 415） axE —— 簡化土墻后主動土壓力水平分力。 （ b） 抗傾覆穩(wěn)定性驗算： HF tαE aqqW中南大學畢業(yè)設(shè)計 25 抗傾覆安全系數(shù) 0 0 M?? （ 416） 式中 WM — — 由墻體自重和地面荷載產(chǎn)生的抗傾覆力矩： ()2Wh BM H B q B S?? ? ? ? ? ? ?； （ 417） 0M —— 由土壓力產(chǎn)生的傾覆力矩： 00 3ax HHME ??? （ 418）0 /Hq?? 為地面超載等效高度。 噴射混凝土面層設(shè)計 噴射混凝土面層的作用除保證土釘之間局部土體的穩(wěn)定以外，還要使土釘周圍的土壓力有效地傳給土釘，這就要求土釘釘頭與面層連接牢靠。 （ 1）內(nèi)力計算 在土體自重及地表超載作用下，噴射混凝土面層所受側(cè)壓力 0p 0 01 0qp p p?? (419) 0 1 1 10 .50 .7 ( 0 .5 ) 0 .75Sp p p?? ? ? ? 式中 S—— 土釘水平和豎向間距中的較大值（ m）； 1p —— 土釘長度中點處有支護土體自重產(chǎn)生的側(cè)向土壓力； 0qp —— 地面超載引起的側(cè)壓力， 0qap K q??。 上面計算的壓力應(yīng)乘以分項系數(shù) 。尚應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為 ~。 （ 2）強度計算 1）噴射混凝土面層 噴射混凝土面層可按以土釘為支點的連續(xù)板進 行強度計算。作用于面層的側(cè)向壓力在同一間距內(nèi)可按均布考慮，其反力作為土釘?shù)亩瞬坷Αｒ炈愕膬?nèi)容包括板在跨中和支座截面的是受彎、板在支座截面的沖切等。 2）土釘與噴射混凝土面層的連接 土釘與混凝土面層的連接，應(yīng)能承受土釘端部的拉力作用。當用螺紋、螺母和墊板與面層連接時，墊板邊長及厚度應(yīng)通過計算確定。當用焊接方法通過不同形式的部件與面層相連時，應(yīng)對焊接強度作出驗算。 此外， 面層連接處尚 應(yīng) 應(yīng)驗算混凝土局部承載作用。 中南大學畢業(yè)設(shè)計 26 土釘墻設(shè)計和計算 土釘設(shè)計計算 （ 1） 計 算基坑 邊 壁所受主 動 土 壓力 各土層參數(shù)如圖 45 所示。基坑開挖深度分別為 7 米、 米和 7 米（具體見附圖），上層為填土，厚度 米， 1 18?? ， 1 17c kPa? ， 31 /kN m? ? ，下層為沖積粉質(zhì)黏土， 2 ? ? ， 2 71c kPa? ， 32 /kN m? ? 。 1）計算朗肯主動土壓力 Ⅰ、Ⅱ區(qū)：地面超載按經(jīng)驗取 1m厚填土，即 218 /q kN m? ，所以計算如下： 地表處： 2 11 18ta n ( 4 5 ta n ( 4 5 ) 0 . 5 2 822aK ?? ? ? ? ?2）， ； ： 2222 2 0 . 5ta n ( 4 5 ) ta n ( 4 5 ) 0 . 4 8 122aK ?? ? ? ? ?, 0 .4 8 1 2 7 1 1 0 .4 8 1 6 3 .8 5k P a? ? ? ? ? ?； ： 7 1 1 2 2 2 2 2) 2 ( 1 8 1 8 3 .0 1 9 .4 4 .0 )aap q h h K c K??? ? ? ? ? ? ? ? ?.0 （ kPa , C 1 , C 2 ,填土沖積粉質(zhì)粘土q q單位（kPa） 圖 46 土壓力強度分布圖 中南大學畢業(yè)設(shè)計 27 Ⅲ區(qū)：開挖處上部有四層住宅樓，取地面超載 270 /q kN m? ，所以計算如下： 地表處： 2 11 18ta n ( 4 5 ta n ( 4 5 ) 0 . 5 2 822aK ?? ? ? ? ?2）， ； ： 2222 2 0 . 5ta n ( 4 5 ) ta n ( 4 5 ) 0 . 4 8 122aK ?? ? ? ? ?, 0 .4 8 1 2 7 1 1 0 .4 8 1 3 8 .8 4k P a? ? ? ? ? ?； ： 2 71 1 Pa? ? ? ? ? , C1, C2,填土沖積粉質(zhì)粘土q q12. 2540. 77單位（kPa）1. 5138. 84圖 47 土壓力強度分布圖 土壓力強度分布圖形如圖 4 47 所示。可以看出只有上層土壓力為正值，即存在主動土壓力，故土釘支護只需要在上層填土中打入，而在下層部分， 在頂層多打入一層土釘，計算時可不予考慮，并 用塑料布 來 防止雨水浸入 未用土釘支護的 邊坡土體。 2）土釘使用狀態(tài)下的側(cè)壓力計算 中南大學畢業(yè)設(shè)計 28 上層填土： cH?? 應(yīng)該按粘性土計算 同時 H k Pa??? 所以取 1 kPa? Ⅰ、Ⅱ區(qū)： 1 1 0 .8 0 9 .5 0 2 0 .3 0qp p p k P a? ? ? ? ? Ⅲ區(qū)： 所以使用狀態(tài)下的側(cè)壓力分布如下圖 127 所示： 3m3m單位（k Pa)Ⅰ、Ⅱ區(qū) Ⅲ區(qū) 圖 48 側(cè)壓力的分布 （ 2）確定土 釘設(shè)計 各 參數(shù) 按規(guī)范要求，選取墻面坡比如下（不大于 1： ）： Ⅰ 、 Ⅱ 區(qū)土釘（南面）： 1： ， Ⅲ區(qū)土釘（北面）： 1： ； 土釘鋼筋采用Ⅱ級熱軋變形鋼筋，受拉設(shè)計強度為 300yf MPa? ； 土釘與水平面夾角為 10?? ； 豎向間距為 ? ，距頂面為 ，距底面為 ； 下層土中也打入一層土釘，距下層土頂 。在上部 H/4 范圍內(nèi)無土釘。 土釘水平間距分別取： Ⅰ 、 Ⅱ 區(qū)土釘： 1,2 ? ， Ⅲ區(qū)土釘： 3 ? 。 1 7 .0 0 .3 1 51 8 .0 3 .5cH? ???中南大學畢業(yè)設(shè)計 29 1）計算土釘直徑 土體自重和地面超載 q 引起的每一土釘?shù)淖畲罄蛟O(shè)計內(nèi)力為： Ⅰ 、 Ⅱ 區(qū)土釘： ； Ⅲ區(qū)土釘： 采用最大的設(shè)計內(nèi)力進行土釘直徑計算。 按土釘強度要求有： 2, 1 .1 4s d ydF N f?? ? ? ? 式中，取 ＝ ，鋼筋抗拉強度設(shè)計值 300yf MPa? ，所以， 3m a x4 1 . 3 4 1 . 3 6 9 . 8 4 1 0 1 8 . 7 21 . 1 1 . 1 3 0 0yNd m mf???? ? ? ?? ? ?? ? ? 故各道土釘直徑均選 20mm。鉆孔直徑 取 D＝ 100mm。 2）計算土釘長度 土釘?shù)拈L度布置有上下等長、上長下短和上短下長，但土釘總長則相等。有限元分析和實際工作測定均表明，上長下短的方案穩(wěn)定性最好，變形也小，而上短下長的布置方案則最差。可是當用極限平衡分析進行穩(wěn)定性分析時，上短下長的布置方案往往給出最高的安全系數(shù)。 各層土釘長度應(yīng)滿足如下要求： ,sdf FNLL D??????? 式中，各符號意義同 節(jié)中所述，取 , ＝ ， ? 按表 41 取 40kPa 。 計算結(jié)果如表 43~44：（此時把 45 / 2 49???斜面 當 成最危 險 直 線 破裂面） 表 123 Ⅰ 、Ⅱ 區(qū)土釘長度計算 土 釘序號 自由段 長 度 Lf（ m） 錨 固段 長 度 Lb（ m） 土 釘長 度 L（ m） 調(diào) 整后 L（ m） 第一 層 T1 第二層 T2 第三 層 T3 / / / 中南大學畢業(yè)設(shè)計 30 表 124 Ⅲ 區(qū)土釘長度計算 土 釘序號 自由段 長 度 Lf（ m） 錨 固段 長 度 Lb（ m） 土 釘長 度 L（ m） 調(diào) 整后 L（ m） 第一 層 T1 第二層 T2 第三 層 T3 / / / （ 3）局部穩(wěn)定性驗算 由于土釘參數(shù)是按土釘強度及抗拔承載力均滿足要求的前提下設(shè)計的，故局部穩(wěn)定性滿足要求。 （ 4） 內(nèi)部穩(wěn)定性驗算 由于土體抗剪強度指標值較低，故這里可采用簡化算法計算 （ 簡 化算法最危險 滑 動 面 計 算程序 見附錄 七） ，即把最危險滑動面看成是平面，此時根據(jù)坡比不同，最危險滑動面與水平面的夾角計算結(jié)果分別約為：