深基坑工程2-排樁課件

1、水泥土墻灌注樁排樁懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu) 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖如圖42所示。懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)常采用鋼筋混凝土樁排樁墻、木板樁、鋼板樁、鋼筋混凝土板樁、地下連續(xù)墻等型式。鋼筋混凝土樁常采用鉆孔灌注樁、人工挖孔灌注樁、沉管灌注樁及預(yù)制樁。懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)依靠足夠的人土深度和結(jié)構(gòu)的抗彎能力來維持整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)的安全。懸臂式結(jié)構(gòu)對開挖深度很敏感，容易產(chǎn)生較大的變形，對相鄰建(構(gòu))筑物產(chǎn)生不良影響。圖42 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu) 懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于土質(zhì)較好、開挖深度較淺（一般在6m以內(nèi)）的基坑工程。 單(多)支點(diǎn)混合支護(hù)結(jié)構(gòu) 單(多)支點(diǎn)混合支護(hù)結(jié)構(gòu)是指在基坑開挖面以上的任何位置上提供單個或多個支點(diǎn)與擋土結(jié)構(gòu)結(jié)合而成的混

2、合支護(hù)結(jié)構(gòu)?；旌现ёo(hù)結(jié)構(gòu)有內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)和拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)。 混合支護(hù)結(jié)構(gòu)適用于基坑較深，懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)無法滿足強(qiáng)度與變形要求的工程。 內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)由支護(hù)結(jié)構(gòu)體系和內(nèi)撐體系兩部分組成。支護(hù)結(jié)構(gòu)體系常采用鋼筋混凝土樁排樁墻和地下連續(xù)墻型式。內(nèi)撐體系根據(jù)不同開挖深度又可采用單層水平支撐及多層水平支撐，分別如圖43、圖44所示。內(nèi)撐常采用鋼筋混凝土支撐和鋼管(或型鋼)支撐兩種。鋼筋混凝土支撐體系的優(yōu)點(diǎn)是剛度好、變形小，而鋼管支撐的優(yōu)點(diǎn)是鋼管可以回收，且加預(yù)壓力方便。有的采用空間結(jié)構(gòu)體系，圖45為一基坑工程空間結(jié)構(gòu)支撐體系示意圖。 單支撐支護(hù)結(jié)構(gòu) 多支撐支護(hù)結(jié)構(gòu) 空間支護(hù)體系 圖43 圖44 圖45

3、拉錨式支護(hù)結(jié)構(gòu)由支護(hù)結(jié)構(gòu)體系和錨固體系兩部分組成。支護(hù)結(jié)構(gòu)體系同于內(nèi)撐式支護(hù)結(jié)構(gòu)。錨固體系可分為錨桿式（圖46）和地面拉錨式（圖47）兩種。隨基坑深度不同，錨桿式也可分為單層錨桿、多層錨桿。地面拉描式需要有足夠的場地設(shè)置錨樁，或其它錨固物。錨桿式需要地基土能提供錨桿較大的錨固力。錨桿較適用于砂土地基，或粘土地基。由于軟粘土地基不能提供錨桿較大的錨固力，所以很少使用。 圖46 雙層錨桿 圖47 地面拉錨第三章第三章 排樁的設(shè)計排樁的設(shè)計3.1 懸臂樁的設(shè)計計算懸臂樁的設(shè)計計算3.1.1 計算原理計算原理 懸臂樁主要依靠嵌入土內(nèi)的深度，來平衡自重應(yīng)力、地懸臂樁主要依靠嵌入土內(nèi)的深度，來平衡自重應(yīng)力

4、、地面荷載及滲流等形成的側(cè)壓力。因此首先要計算插入深面荷載及滲流等形成的側(cè)壓力。因此首先要計算插入深度。其次還要計算樁所承受的最大彎距，以便核算鋼板度。其次還要計算樁所承受的最大彎距，以便核算鋼板樁的截面及灌注樁直徑和配筋。樁的截面及灌注樁直徑和配筋。 懸臂樁看似一端固定的懸臂梁，實(shí)際上二者有根本的不同懸臂樁看似一端固定的懸臂梁，實(shí)際上二者有根本的不同之處之處。首先是懸臂樁難以確定固定端位置，因?yàn)闃对趦墒紫仁菓冶蹣峨y以確定固定端位置，因?yàn)闃对趦蓚?cè)土壓力作用下，每個截面都會發(fā)生水平方向的位移和側(cè)土壓力作用下，每個截面都會發(fā)生水平方向的位移和轉(zhuǎn)角變形。其次，嵌入坑底以下部分的作用力很復(fù)雜，轉(zhuǎn)角變形

5、。其次，嵌入坑底以下部分的作用力很復(fù)雜，難于確定。因而期望以懸臂梁為基本構(gòu)件體系，考慮樁難于確定。因而期望以懸臂梁為基本構(gòu)件體系，考慮樁墻和土體的變形一致來進(jìn)行解題將是非常復(fù)雜的。現(xiàn)行墻和土體的變形一致來進(jìn)行解題將是非常復(fù)雜的?，F(xiàn)行的計算方法均是：先對構(gòu)件在整體失穩(wěn)時的兩側(cè)荷載分的計算方法均是：先對構(gòu)件在整體失穩(wěn)時的兩側(cè)荷載分布作一些假設(shè)，然后簡化為靜定的平衡問題來進(jìn)行解題。布作一些假設(shè)，然后簡化為靜定的平衡問題來進(jìn)行解題。 目前懸臂樁的計算方法有四類：目前懸臂樁的計算方法有四類：靜力平衡法，桿系有靜力平衡法，桿系有限單元法，共同變形法和有限單元法限單元法，共同變形法和有限單元法。靜力平衡法簡

6、。靜力平衡法簡單而近似，在工程設(shè)計計算中被廣泛應(yīng)用；后三種方單而近似，在工程設(shè)計計算中被廣泛應(yīng)用；后三種方法正成為研究的熱門，但要廣泛用于工程設(shè)計計算尚法正成為研究的熱門，但要廣泛用于工程設(shè)計計算尚待進(jìn)一步發(fā)展。下面重點(diǎn)介紹一下靜力平衡法。待進(jìn)一步發(fā)展。下面重點(diǎn)介紹一下靜力平衡法。 古典的靜力平衡法認(rèn)為懸臂樁在主動土壓力作用下，古典的靜力平衡法認(rèn)為懸臂樁在主動土壓力作用下，將趨向于繞樁上的某一點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使土壓力的將趨向于繞樁上的某一點(diǎn)發(fā)生轉(zhuǎn)動，從而使土壓力的分布發(fā)生變化。樁后土壓力由主動土壓力轉(zhuǎn)到被動土分布發(fā)生變化。樁后土壓力由主動土壓力轉(zhuǎn)到被動土壓力，而樁前土壓力則由被動土壓力轉(zhuǎn)到主動

7、土壓力。壓力，而樁前土壓力則由被動土壓力轉(zhuǎn)到主動土壓力。 靜力平衡法常用的土壓力分布形式如下頁圖所示，靜力平衡法常用的土壓力分布形式如下頁圖所示，(a)圖比較接近實(shí)際的土壓力分布，是實(shí)際曲線的初步簡化，(b)圖是H.Blum的進(jìn)一步簡化，將旋轉(zhuǎn)點(diǎn)以下的被動土壓力近似的用一個通過其中心的集中力代替。(a)圖中的插入深度t0可用(b)圖中的x代替，但必須滿足繞C點(diǎn)的靜力平衡條件。(a) (b) 3.1.2 嵌固深度計算嵌固深度計算懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)插入坑底的深度懸臂式支護(hù)結(jié)構(gòu)插入坑底的深度不同，其變形情況有所不同。不同，其變形情況有所不同。第第一種情況：一種情況：若插入深度較深，支若插入深度較深，支護(hù)

8、結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)傾斜較小時，下端護(hù)結(jié)構(gòu)向坑內(nèi)傾斜較小時，下端B B處沒有位移處沒有位移. .第二種情況：第二種情況：若支護(hù)若支護(hù)結(jié)構(gòu)插入深度較淺，當(dāng)達(dá)到最小結(jié)構(gòu)插入深度較淺，當(dāng)達(dá)到最小插入深度插入深度Dmin,Dmin,它的上端向坑內(nèi)傾它的上端向坑內(nèi)傾斜較大，下端斜較大，下端B B向坑外位移，若插向坑外位移，若插入深度小于入深度小于DminDmin，支護(hù)結(jié)構(gòu)喪失，支護(hù)結(jié)構(gòu)喪失穩(wěn)定，頂部向坑內(nèi)傾斜。穩(wěn)定，頂部向坑內(nèi)傾斜。（1）第一種情況（規(guī)范法）hhpEa1Ea2Ea4Ea3EaEP1EP2EPahdhPJE樁墻底以上基坑內(nèi)側(cè)各土層被動土壓力合力之和aiE樁墻底以上基坑外側(cè)各土層主動土壓力合力之和Ph

9、合力PJE作用點(diǎn)至樁、墻底的距離ah合力aiE作用點(diǎn)至樁、墻底的距離h、 分別為基坑挖深和樁墻入土深度 dhhhpEa1Ea2Ea4Ea3EaEP1EP2EPahdh02 .10aiaPJPEhEh當(dāng)確定懸臂式及單支點(diǎn)支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌固深度設(shè)計值（構(gòu)造要求）hhhhdd3.03.0時，宜取小于 當(dāng)基坑底為碎石土及砂土，基坑內(nèi)排水且作用有滲透壓力時，嵌固深度設(shè)計值還應(yīng)滿足下式抗?jié)B穩(wěn)定條件：基坑挖深地面至地下水位的高度:)(2.10hhhhhwawad（2）第二種情況-布魯姆法（Blum） 由于支護(hù)結(jié)構(gòu)繞一點(diǎn)C轉(zhuǎn)動，B點(diǎn)向外移動。那么，從力的平衡來看，B點(diǎn)必然受到向坑內(nèi)的被動土壓力和向坑外的主動土壓力，

10、這兩個力抵消后等于()pakhDkD 布魯姆法（BlumBlum） 布魯姆法的基本原理如下圖，用原來板樁腳出現(xiàn)的被動土壓力以一個集中力Ep代替。 如圖（a）所示，對樁底C點(diǎn)取矩，則有()03pxP lxaE2()()22ppapaxEKKxKKx366()0()()papaPP laxxKKKK式中P為主動土壓力、水壓力的合力；a為合力P距地面的距離；lh+u；u為土壓力零點(diǎn)距坑底的距離。 u可根據(jù)凈土壓力零點(diǎn)處板樁前被動土壓力強(qiáng)度與墻后主動土壓力強(qiáng)度相等的關(guān)系求得，即 ()paK uKhuapaK huKK上述求出x和u，但由于土體阻力的增加一般不會是線性的，在采用MC = 0確定計算深度時

11、，會有一點(diǎn)的誤差，因此Blum建議將計算出的x增加20%，因而懸臂樁插入坑底的深度 t = 1.2x +，3.1.3 最大彎矩計算懸臂樁樁身最大彎矩發(fā)生在在基坑底面以下剪力為零處，該點(diǎn)到坑底的距離為x，令該點(diǎn)為o點(diǎn)，即該點(diǎn)以上的主、被動土壓力合力相等： 由該式可求得x ； o以上 和 對點(diǎn)o力矩的代數(shù)和，即最大樁身計算彎矩 。aipjEEpjEaiEnaxM注意，該值系指沿樁身在基坑側(cè)壁每延長米上所承受的最大彎矩，其單位為 ，而每根樁樁身所受最大彎矩，還需將該值乘以樁的間距，即 式中， 的單位為 ；kN.m/mmax/maxdMMmax/MkN.m例題例題3-1（P123，例，例6.1） 某基

12、坑開挖深度h=4.5m，土層重度=20kN/m3，內(nèi)摩擦角=20，粘聚力c=10kPa，地面超載q0=10kPa，現(xiàn)擬采用懸臂式排樁支護(hù)，試確定樁的最小長度和最大彎矩。解 沿支護(hù)墻長度方向取1延米進(jìn)行計算主動土壓力系數(shù)：被動土壓力系數(shù)：基坑開挖地面處土壓力強(qiáng)度：土壓力零點(diǎn)據(jù)開挖面的距離 49. 0)22045(tan)245(tan22aK04. 2)22045(tan)245(tan22pK20kN/m3549. 010249. 0)5 . 42010(2)(aaaKcKhqem129. 13135)(apaKKeu開挖面以上樁側(cè)地面超載引起的土壓力 ：其作用點(diǎn)據(jù)地面的距離 ：開挖面以上樁后

13、側(cè)主動土壓力：其作用點(diǎn)距地面的距離 kN/m05.225 . 449. 01001hKqEaam25. 25 . 45 . 0211hhakN/m225.462010249. 05 . 410249. 05 . 420212221)2()2(2122222cKchKhKchKchKEaaaaaa2.05m)49. 0201025 . 4(32)2-(322aaKchh1aE1ah2ah樁后側(cè)開挖面至土壓力零點(diǎn)凈土壓力 ：其作用點(diǎn)據(jù)地面的距離 ：作用于樁后的土壓力合力 ：其作用點(diǎn)距地面的距離 kN/m76.19129. 13521213ueEaam876. 4129. 1315 . 4313uh

14、hakN/m035.8876.19225.4605.22321aaaEEEE2.734m035.88876. 476.1905. 2225.4625. 205.22332211EhEhEhEhaaaaaaa3aE3ahE將上面計算得到的 值代入下式：經(jīng)整理得：解得：取增大系數(shù)為1.3，則樁的最小長度為：最大彎矩點(diǎn)據(jù)土壓力零點(diǎn)的距離為： 最大彎矩為0)()(6)(63apaapKKhuhEtKKEtapahEuKK,033.4904.173ttm16. 5tm337.1216. 53 . 1129. 15 . 43 . 1mintuhlm383. 220)49. 004. 2(035.882)(

15、2apmKKExmkN732.3942.38331383. 2)49. 004. 2(2021)734. 2383. 2129. 15 . 4(035.88maxM 單支撐（錨拉）支護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算的計算方法主要有以下幾類： （1）古典鋼板樁計算理論 將土壓力作為已知荷載，不考慮墻體的變形，亦不考慮支撐的變形，將有支撐處視為墻體的剛性支承點(diǎn)。這種方法對于自由端支承（淺埋）有靜力平衡法，對于彈性嵌固支承（深埋）有等值梁法。 （2）彈性支點(diǎn)法 將土壓力作為已知荷載，考慮墻體的變形和支承的變形，有支承處都作為墻體的彈性支承點(diǎn)。 （3）共同變形理論 土壓力隨著墻體的變位而變化，考慮墻體和支承的變形。如包

16、括土體的有限單元法，森重龍馬法。3.2 單支點(diǎn)排樁單支點(diǎn)排樁的設(shè)計計算的設(shè)計計算（1 1）靜力平衡法）靜力平衡法 靜力平衡法適用于單支撐（錨拉），樁墻入土深度較淺，視為單支點(diǎn)梁時的計算，計算簡圖見下圖。將墻前的土壓力和墻后的土壓力對對A A點(diǎn)取矩點(diǎn)取矩，要保持墻體不發(fā)生轉(zhuǎn)動，應(yīng)有MA0，即： 12233aaphthttEEE由此可求出入土深度t，然后根據(jù)水平方向力的平衡條件水平方向力的平衡條件可求出支承（或錨桿）的軸力R： 12aapREEE（2 2）等值梁法）等值梁法 等值梁法用于計算樁墻下端為彈性嵌固時的情況，通常圍護(hù)結(jié)構(gòu)需要有較大的插入深度。 等值梁法首先假定在樁墻底部墻后的被動土壓力為

17、一集中力，如圖。樁墻為一超靜定梁，要利用變形協(xié)調(diào)條件才能求解其內(nèi)力。 為了避免利用變形協(xié)調(diào)條件，等值梁法假定：靜土壓力零點(diǎn)同時也是彎矩零點(diǎn)，如圖中B點(diǎn)。在確定了土壓力之后，土壓力零點(diǎn)B也就確定了，然后將樁墻從B點(diǎn)斷開，由于B點(diǎn)的彎矩為零可視為鉸支點(diǎn)，那么AB就為一簡支梁，即可求其內(nèi)力。稱B點(diǎn)以上的一段梁為整段梁的等值梁。下段梁BG也按簡支梁計算。 實(shí)際上，對于下端彈性支承的單支撐樁墻，其凈土壓力零點(diǎn)和彎矩零點(diǎn)很接近，這是等值梁法假定的基礎(chǔ)。等值梁法的計算步驟如下： （1）計算坑下零彎點(diǎn)到坑底的距離如上所述，零彎點(diǎn)與土壓力為零點(diǎn)非常靠近，所以，在計算中，可以土壓力為零點(diǎn)代替零彎點(diǎn)，即：（2）設(shè)錨

18、支點(diǎn)到坑底的距離為 ，則錨拉力為：如錨桿（支撐）水平間距為 ，則每根錨桿或支撐受到的水平荷載為： 1chkpkaee11111cTpjpjaiaichhEhEhT1Thd/1025. 1cdTT（3）計算設(shè)計樁長。由下式通過試算法可求得計算嵌固深度 dh02 . 1)(011aiaidTcpjpjEhhhTEh將該值與 比較，取大值，即設(shè)計嵌固深度，設(shè)計樁長 h3 . 0dhhl（4）計算樁身最大彎矩設(shè)計值。設(shè)最大彎矩出現(xiàn)在距樁頂 x 處，（設(shè)該點(diǎn)為D）取該點(diǎn)以上為隔離體，由材料力學(xué)知，最大彎矩發(fā)生在剪力為零處，即：02121aacKxxqKT單層錨拉樁的計算步驟 計算坑下零彎點(diǎn)到坑底的距離

19、計算錨拉力 ，以及設(shè)計錨拉力 計算設(shè)計樁長 計算樁身最大彎矩設(shè)計值 樁身截面尺寸和配筋驗(yàn)算與懸臂樁同 樁頂水平位移計算：以錨支點(diǎn)為固端，按懸臂梁計算樁頂水平位移 1ch1cT例題3.2某基坑挖深 13m，場地土： 地面超載 。用一道錨桿，錨桿與水平面傾角 ，位置在地面以下4.5m，試計算設(shè)計樁長、樁身最大彎矩設(shè)計值、錨桿拉力設(shè)計值。樁間距1.5m，一樁一錨，基坑側(cè)壁安全等級為二級。 3/19mkN0360ckPaq10015（1）參數(shù)計算：（2）計算零彎點(diǎn)至坑底的距離：（3）計算錨桿拉力設(shè)計值： 1ch2596. 0)23645(002 tgKa8518. 3)23645(02 tgKppca

20、KhKhq1)(mKKhqhpac91. 08518. 3192596. 0)131910()(1kN/m1104.36)91. 013(2596. 010)(11caahhqKEm96. 6291. 013211cahhh將以上數(shù)值代入下式 ： kN/m7878.4162596. 013192121222aaKhEm24. 591. 0313312cahhhkN/m350.5891. 02596. 0131913caahhKEm455. 0291. 0213cahhkN/m3019.308518. 391. 0192121221pcpKhEm30. 0391. 031cphhm5 . 85

21、. 4131ThkN/m6541.26091. 05 . 830. 03019.30455. 03503.5824. 57878.41696. 61104.36113322111cTppaaaaaachhhEhEhEhET（4）計算設(shè)計樁長 ：（設(shè)入土深度為hd） kN9812.3906541.2605 . 111ccdTTkN73.4889812.390125. 125. 110cdTT錨桿拉力設(shè)計值 ： kN50697.50515cos73.488cos0DuTN02 . 1)(011aiaidTcppEhhhTEh2)3(212)(2 . 1)(21322201112dadadacTcp

22、ddhhKhhKhhhqKhhTKhh代入數(shù)值，即 2132596. 019)313(2596. 01319212)13(2596. 0100 . 12 . 1)5 . 8(6541.2608518. 319612223dddddhhhhh0971.2149859.2790303.401974.1223dddhhh化簡后得： 062.1795.2228. 323dddhhh或： 62.1795.2228. 3)(23ddddhhhhf令： 01. 4)7(f6268. 3)9 . 6(f m9 . 6m33. 43 . 0h取 m9 . 6dhm9 .199 . 613dhhl設(shè)計樁長 （5）

23、求最大彎矩設(shè)計值 02596. 019212596. 0106541.260021221xxKxxqKTaacm77. 926906.10540526. 10526. 12x解得 kN.m/m11.4838979.1236387.7666471.13732596. 077. 910212596. 077. 91961)5 . 477. 9(6541.26023maxMkN.m67.72411.4835 . 1maxmax dMMmkNMMd.90684.90567.7240 . 125. 125. 1max0 某基坑挖深h=15m，場地土重度1=18kN/m3 ,c1=9.7kPa ，1=13

24、.3；地面超載q=10 kPa 。用一道錨桿，錨桿與水平面傾角=13.3 ，位置在地面以下4.5m，樁間距1.5m，一樁一錨，基坑側(cè)壁安全等級為二級。試計算設(shè)計樁長、樁身最大彎矩設(shè)計值、錨桿拉力設(shè)計值。練習(xí)題練習(xí)題平面計算時，排樁與地下連續(xù)墻的計算方法相同。三維計算時，連續(xù)墻應(yīng)考慮墻體的整體性?？紤]接頭剛度的影響，可以傳遞軸力和剪力，但不能完全傳遞彎矩?？臻g效應(yīng)明顯。3.3 3.3 多支點(diǎn)排樁（地下連續(xù)墻）多支點(diǎn)排樁（地下連續(xù)墻）的設(shè)計計算的設(shè)計計算實(shí)測土壓力情況： 天津市建筑科學(xué)研究所對深基坑支護(hù)工程的側(cè)土壓力作了模型實(shí)驗(yàn)和工程實(shí)測。（金鳴等，天津市建筑科學(xué)研究所，軟土地基深基坑護(hù)壁結(jié)構(gòu)的側(cè)

25、向土壓力分布研究，1994年） 圖示為有支撐的地下連續(xù)墻支護(hù)結(jié)構(gòu)的土壓力分布情況。基坑深度為19.6m，由于地下連續(xù)墻及支撐剛度大，土壓力在基坑底部以上基本呈矩形分布，土壓力一般為0.3H，模型破壞時土壓力達(dá)0.9 H。 （1）二分之一分擔(dān)法計算要點(diǎn)：二分之一分擔(dān)法計算要點(diǎn)： 是多支撐連續(xù)梁的一種簡化計算法，不考慮墻體支撐變形，將支撐承受的壓力（土壓力、水壓力、地面超載等）分為每一支撐段受壓力的一半，求支撐受的反力，然后求出正負(fù)彎矩、最大彎矩，以核定連續(xù)墻的截面尺寸和配筋。 如下計算簡圖。（2 2）山肩幫男法）山肩幫男法 依據(jù)的事實(shí) 下道支撐設(shè)置后，上道支撐的軸力幾乎不發(fā)生變化。 下道支撐點(diǎn)以

26、上的墻體變位，大部分是在下道支撐設(shè)置前產(chǎn)生的。 下道支撐點(diǎn)以上部分墻體彎矩是在下道支撐設(shè)置前殘留下來的。 認(rèn)為：支撐軸力、墻體彎矩不隨開挖過程變化。 山肩幫男法的基本假定 在粘性土層中，墻體作為無限長的彈性體， 墻背土壓力在開挖面以上為三角形，在開挖面以下為矩形， 開挖面以下土的橫向抗力分為兩個區(qū)域：達(dá)到被動土壓力的塑性區(qū)和反力與墻體變形成直線關(guān)系的彈性區(qū)， 支撐設(shè)置后即為不動點(diǎn) 設(shè)置下道支撐后，上道支撐軸力不變，且下道支撐點(diǎn)以上的墻體保持在原來位置。 討論 該法成立的條件：墻體（樁身）剛度大、支撐剛度也很大、土質(zhì)較好 塑性區(qū)未必出現(xiàn) 嵌固深度恰當(dāng)彈性法彈性法 日本建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中的彈性

27、法。 墻體為無限長的彈性體、主動土壓力已知、開挖面以下只有被動側(cè)的抗力，此抗力與墻體變位成正比。其余與山肩幫男法一致。同濟(jì)大學(xué)改進(jìn)彈性法同濟(jì)大學(xué)改進(jìn)彈性法（3）多支撐擋墻的增量計算法）多支撐擋墻的增量計算法采用不考慮支撐變形和施工過程的計算方法，得到非開挖側(cè)彎矩為主的結(jié)論，與實(shí)際情況不相符。 采用增量法計算，墻身彎矩比不考慮施工過程大，而支撐內(nèi)力則小。基坑穩(wěn)定驗(yàn)算是基坑支護(hù)設(shè)計重要內(nèi)容之一，其中包括邊坡整體穩(wěn)定、抗隆起穩(wěn)定，抗?jié)B流穩(wěn)定等。 3.4 基坑穩(wěn)定驗(yàn)算基坑穩(wěn)定驗(yàn)算抗隆起驗(yàn)算基坑抗隆起安全系數(shù)應(yīng)考慮設(shè)定上下限值，對適用不同地質(zhì)條件的現(xiàn)有不同抗隆起穩(wěn)定性計算公式，應(yīng)按工程經(jīng)驗(yàn)規(guī)定保證基坑穩(wěn)

28、定的最低安全系數(shù)，而要滿足不同環(huán)境條件下基坑變形控制要求，則應(yīng)根據(jù)坑側(cè)地面沉降與一定計算公式所得的抗隆起安全系數(shù)的相關(guān)性，定出一定基坑變形控制要求下的抗隆起安全系數(shù)的上限值，與基坑擋墻水平位移的驗(yàn)算共同成為基坑變形控制的充分條件。 1(HD2D+D)+qB基坑底BqADHqDHCNDNKcqS)(12采用Prandtl公式計算時，Nc、Nq分別為：tan/ ) 1()2/45(tan2qctgqNNeN采用Terzaghi公式計算時，Nc、Nq分別為： tan/ ) 1()2/45cos(tan212)243(qcqNNeNI：主動區(qū)II：過渡區(qū)III：被動區(qū)02qHIIIIIIkpIIII均

29、處于極限平衡（破壞）狀態(tài) 極限承載力0r土體移動方向2112cqNcNHb N Prandtl-Vesic公式2tan (45) exp(tan)2qN(1)cotcqNN2(1)tanqNN 抗?jié)B流穩(wěn)定驗(yàn)算抗管涌穩(wěn)定性驗(yàn)算5 . 12wwwshDhDKB：管涌發(fā)生的范圍，B近似等于D/2h：墻底到基坑底面的水頭損失，一般取hw/2 前述幾種方法，僅能計算出墻身內(nèi)力，而無法得到墻身的位移，亦即無法預(yù)先估計開挖對周圍建筑物的影響，在很多情況下，墻身位移大小對于基坑工程是至關(guān)重要的。 基坑工程彈性支點(diǎn)法則能夠考慮支擋結(jié)構(gòu)的平衡條件和結(jié)構(gòu)與土的變形協(xié)調(diào)，分析中所需參數(shù)單一且土的水平抗力系數(shù)取值已積累

30、了一定的經(jīng)驗(yàn)，并可有效地計入基坑開挖過程中的多種因素的影響，如支撐數(shù)量隨開挖深度的增加而變化，支撐預(yù)加軸力和支撐架設(shè)前的擋墻位移對擋墻內(nèi)力、變形變化的影響等，同時從支擋結(jié)構(gòu)的水平位移可以初步估計開挖對鄰近建筑的影響程度，因而在實(shí)際工程中已經(jīng)成為一種重要的設(shè)計方法和手段，展現(xiàn)了廣闊的應(yīng)用前景。3.5 結(jié)構(gòu)變形計算結(jié)構(gòu)變形計算彈性支點(diǎn)法彈性支點(diǎn)法1彈性支點(diǎn)法的基本理論基坑工程彈性地基梁法將土壓力和水壓力作為已知，坑內(nèi)開挖面以下的土體視為彈性地基（文克爾地基），取單位寬度的墻或者單根樁作為豎直放置在彈性地基上的梁，支撐簡化為與截面積和彈性模量、計算長度等有關(guān)的二力桿彈簧，如圖所示。即現(xiàn)行建筑地基基礎(chǔ)

31、設(shè)計規(guī)范推薦的“彈性地基反力法”、建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程推薦的和工程界通用的“彈性支點(diǎn)法”。 樁墻在受到荷載后產(chǎn)生水平位移，必然會擠壓樁墻側(cè)的土體，樁側(cè)土必然對樁產(chǎn)生一水平抗力，這種土的作用力稱為土的彈性抗力。彈性支點(diǎn)法中用土彈簧來模擬土的水平彈性抗力。根據(jù)文克爾假定，彈性抗力的大小與樁墻的位移值成正比，可表示為： xy=Khyx （4）式中：xy深度為x處土的水平抗力； Kh地基系數(shù)； yx深度x處樁墻身的位移。 地基系數(shù)Kh通常是隨土體深度x變化的系數(shù)，有幾種不同的方法，如下圖所示，通式為Kh=A0+kxn， 其中x為地面或開挖面以下深度；k為比例系數(shù)；n為指數(shù)，反映地基反力系數(shù)隨深度而變化

32、的情況；A0為地面或開挖面處土的地基反力系數(shù)，一般取為零。 當(dāng)n=0時，Kh為常數(shù)，稱為K法；當(dāng)n=1時，Kh= kx，通常用m表示比例系數(shù)，即Kh= mx，因此稱為m法。 K法和m法是較常用的兩種方法。將Kh= mx代入xy=Khyx得到土的水平抗力為：xy=mxyx 。當(dāng)n=0.5，則Kh= cx0.5，c為比例系數(shù)-c法。 水平地基反力系數(shù)Kh和比例系數(shù)m的取值原則上宜由現(xiàn)場試驗(yàn)確定，也可參照考慮當(dāng)?shù)仡愃乒こ痰膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，國內(nèi)不少基坑工程手冊或規(guī)范也都根據(jù)鐵路、港口工程技術(shù)規(guī)范給出了相應(yīng)土類Kh和m的大致范圍，當(dāng)無現(xiàn)場試驗(yàn)資料或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時可參照表44和表45選用，或者參考建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)

33、范的公式： 當(dāng)無試驗(yàn)或缺少當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時，第土層水平抗力系數(shù)的比當(dāng)無試驗(yàn)或缺少當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)時，第土層水平抗力系數(shù)的比例系數(shù)例系數(shù)m mi i可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計算可按下列經(jīng)驗(yàn)公式計算: 210.2iikikikmc式中： ik第i層土的固結(jié)不排水（快）剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值()；cik第i層土的固結(jié)不排水（快）剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；基坑底面處位移量(mm)，按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)取值，無經(jīng)驗(yàn)時可取10。 表44 不同土的水平地基反力系數(shù)Kh 表45 不同土的水平地基反力系數(shù)的比例系數(shù)m 支點(diǎn)剛度系數(shù)ssLEAkaT2kT 支撐結(jié)構(gòu)水平剛度系數(shù) 與支撐松弛有關(guān)的系數(shù)，取0.81.0E支撐構(gòu)件材料的彈性模量（N/mm2）A支撐構(gòu)件斷面面積（m2）L支撐構(gòu)件的受壓計算長度（m）s支撐的水平間距sa計算寬度（m）彈性地基梁的撓曲微分方程為： 44d yEIq xdx式中：E樁墻的彈性模量； I樁墻的截面慣性矩； x地面或開挖面以下深度； y樁墻的撓度； q(x)樁墻上