7深基坑與邊坡工程多支點穩定-資料下載頁

　　

【正文】 和土體參數難以確定，以及土體按連續介質模擬時采用的邊界條件與實際工程之間可能存在差異等，使其應用受到限制。雖然近年來發展了反分析方法以確定土體參數，使其更加符合實際，但從總體而言，目前在開挖支擋結構設計中應用較多的仍然是等值梁法和彈性地基梁法。? 等值梁法基于極限平衡狀態理論，假定支擋結構前、后受極限狀態的主、被動土壓力作用，不能反映支擋結構的變形情況，亦即無法預先估計開挖對周圍建筑物的影響，故一般僅作為支護體系內力計算的校核方法之一。? 彈性地基梁法則能夠考慮支擋結構的平衡條件和結構與土的變形協調，分析中所需參數單一且土的水平抗力系數取值已積累了一定的經驗，并可有效地計入基坑開挖過程中的多種因素的影響。? m法解決了變形問題，但強度問題基本上沒有涉及，墻后土壓力分布只是一種假定，特別是坑底以下的土壓力分布假設的依據不足。二、對三種傳統計算方法的分析比較1.從各種方法計算得到的水平支承力 RB、 RC及 RD來看，RC相差不多， RD用等值梁法計算的結果比其它兩種方法計算的結果大較多，而 RB又是以逐層開挖支撐支承力不變計算法的計算值較其它兩種方法的計算值大得多。這是因為計算 B點水平力時除了應當考慮懸臂部分外，還應當考慮 B層以下直至 C層支撐或錨桿尚未完成時的土壓力。等值梁法沒有考慮這部分土壓力，因此計算的支承力小 50%，二分之一分擔法只考慮了其中的一半。2.逐層開挖支撐（錨桿）支承力不變計算法，符合實際施工狀況，即分階段開挖分階段支撐，在開挖過程中樁、墻總要發生變形，進行支撐或安裝預應力錨桿，隨時可以對支承軸力進行調整。用傳統的極限狀態土壓力理論是不能解決的，應用等值連續梁計算方法，因荷載復雜，計算較繁瑣，而且與實際有差距。二分之一分擔法只是近似方法。逐層開挖支撐支承力不變計算法既簡便，又符合實際施工情況，是比較合適的計算方法。3.石家莊某高層建筑基坑深 ，三層錨桿，實際設計的第一層錨桿水平力是按二分之一分擔法計算的，其值為 316kN，工程發生了事故。后用逐層開挖支撐支承力不變法重新計算，結果為 396kN，與設計值差 25%，該工程發生事故可能與此也不無關系。? 總之，以逐層開挖支撐（錨桿）支承力不變法計算多層擋土樁墻的支承力比較符合實際。 支護樁墻穩定驗算? 支護樁墻除需保證結構本身穩定外，還要保證開挖基坑后不會出現坑底隆起和管涌等現象。 坑底隆起驗算? 在開挖軟粘土基坑時，如樁背后的土柱重量超過基坑底面下地基承載力時，地基平衡狀態受到破壞，就會發生坑壁土流動，坑頂下陷、坑底隆起的現象。一、按照剪切破壞驗算地基的穩定性圖 372地基隆起驗算(a)坑底隆起現象； (b)計算簡圖基坑壁后土體在重量 W的作用下，其下的軟土地基沿某圓柱面發生破壞和滑動，繞中心軸 O轉動 。 此時 ：? 轉動力矩為：(349)? 抵抗滑動的力矩為：(350)? 要保證坑底不發生隆起，則要求： Mr/M0=K ≥(351)? 當土層勻質時 Mr=πτx2? 式中 τ— 地基土的不排水抗剪強度。在飽和軟土中 φ = 0， τ = c， Mr=πcx2。? 上述驗算方法中，沒有考慮垂直面上土的抗剪強度對土體下陷的阻力，所以偏于安全， 算出的樁的入土深度是較深的 ?。 【驗算舉例】? 上海花園飯店基坑深，三道支撐，地面荷載 20kN/m2。參數為： ?=17kN/m3， 7m以下 c值為 c2=25kPa， φ 值比較小，從安全考慮可以忽略，設計板樁深入坑底 ，試驗算其安全系數。? 滑動力矩 M0為 ： 圖 373穩定驗算簡圖 (Ⅰ)M0=(20+17)=8730kN?m? 抗滑力矩 Mr為：? Mr=πτx2=πcx2=25=10936kN?m? K=Mr/M0=10936/8730=? 該工程按地基穩定驗算，板樁需要插入坑底 。但用等值梁法計算則為 11m左右。二、用 TerzaghiPeck方法驗算地基強度? 計算簡圖如下所示 。圖 374地基強度驗算簡圖 (Ⅱ)? 基坑底平面 OB面積上所受的總壓力 P為：? P=W τH=(q+γH )B/τH? 式中： τ為抗剪強度，在飽和軟土中 φ=0時， τ=c? 單位面積上的壓力 pv為：? 一般認為飽和粘土地層的極限承載力 pu=()? 上述驗算已考慮土體向下滑動時，垂直面 AB的抗剪阻力，所以按照這種計算方法，應取安全系數 K =pu / pv ?? 由于樁墻一般都插入到坑底以下了，地基土的破壞和滑動還會受到樁墻阻擋及 BF弧段土體抗剪的抵抗作用。? 假設作用在被動區樁（墻）側面單位面積上的水平壓力為 ph，取 OBF扇形體進行分析，在 O點取力矩，并根據力矩平衡 ∑MO=0，即： Mr=Mo得：? 即： ph=pv ? c? 則作用在樁上的總水平壓力 Ph為：Ph =(pv? c)(352)? 此水平力 Ph在樁墻入土深度 時，一部分由樁墻 承受，另一部分由樁墻下的土體承受。 ? 如樁入土深度 ，? 則可假定樁墻承受的水平壓力為：Ph=(pv?c)(353)? 可以認為此壓力均勻地分布在侵入坑底部分的樁墻上。? 作用在樁墻上的水平壓力 Ph是由基坑底下位于樁前的土體抗壓強度和樁入土部分的抗彎強度來平衡的。即真正由樁墻入土部分承受的荷載 Pr為：Pr =Phqu?t =Ph 2c?t? 式中： qu為土的無側限單軸抗壓強度， qu =2c。? 樁墻的入土部分近似呈懸臂狀態（指在軟粘土中 時），如在 Pr作用下受到破壞，則坑底以下的土體也將破壞而發生隆起，否則土體不會隆起。 坑底土體的滲透破壞驗算? 流土和管涌是兩種主要的滲流破壞。? 在向上的滲透水流作用下，表層局部范圍內土體或顆粒群體同時發生懸浮、移動的現象稱為 流土 。? 在滲透水流作用下，土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動，以至流失，且隨著土中孔隙的不斷擴大滲流不斷增加，較粗的顆粒也會相繼被水流帶走，最終土體內將形成貫通的滲流通道，隨著通道的增大和增多，上部土體可能坍塌，這種現象稱為 管涌 。? 任何類型的土，只要滲透水力坡降（ i=?h/?L）大于臨界水力坡降 (icr=?39。/?w=(Gs1)/(1+e))都將發生流土破壞。? 管涌是一種漸進性的破壞，有一個發展過程。發生管涌的水力坡降一般比流土小，但它只能發生在粗顆粒構成的孔隙直徑大于細顆粒直徑的特定級配的無粘性土中。 ? 為了開挖深基坑，通常都需要降低地下水位，基坑內外就形成了水頭差，坑底土體受到向上的滲透力（ ?wi）作用，當向上的滲透力大于坑下土體的浮重度（有效重度） ?39。時，土體就向上移動，產生流土破壞，造成事故。? 要防止滲透破壞，則要求：?39。?Kj（ 354）式中 ?39。— 土有效重度；j — 滲流力（動水壓力）；K— 安全系數，視擋土結構的性質和土質而定，一般取 ~。? 試驗和事故都表明，滲流往往首先發生在離坑壁大約為樁入土深度一半（ t/2）的范圍內，如圖 375所示。 圖 375流土計算簡圖39。? 為簡化計算，近似地取緊貼樁墻的最短路線來計算最大滲透力：（ 355）? 故不發生流土的條件（ 354）變為：（ 356）或 （ 357）? 樁墻埋入坑底的深度如滿足上述公式，則不會發生流砂。 深層攪拌水泥土樁墻的計算? 深層攪拌水泥土樁墻在軟土及地下水豐富地區用得較多，一種是作為止水帷幕，另一種是在深 7m以內的基坑開挖中作為擋土墻。水泥土擋土墻的計算一般參考重力式擋土墻的計算方法，主要包括：滑動穩定驗算、傾覆穩定驗算；當然還應保證它的基底應力等于或小于地基土的容許承載力。與一般擋土墻不同，基坑支護擋土墻的重度通常比原狀土增加不大，基底應力及墻身材料強度較易滿足要求，不必驗算。所以用于基坑支護的水泥土樁墻主要由滑動穩定性、傾覆穩定性決定。 滑動穩定性驗算? 水泥土樁墻在側向土壓力作用下，具有向基坑內側滑動的可能，如圖376所示。為防止滑動的發生，應當有一定的抗滑安全系數：（ 359）? 臨時性 基坑支護的 Ks應在 ~圖 376水泥土擋墻計算簡圖基底摩擦系數 ?應由試驗確定，當無試驗資料時可按下表選用。擋土墻基底摩擦系數表 表 322 傾覆穩定性驗算? 如 圖 376所示，水泥土擋墻在土壓力作用下，可能繞墻趾 C發生轉動而破壞。為防止轉動的發生，應當有一定的抗傾覆穩定性，它可以用穩定力矩與傾覆力矩的比值來表示：式中 Kt— 抗傾覆安全系數；hp— Ep的力臂；ha— Ea的力臂；B— 擋土墻寬。演講完畢，謝謝觀