单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,支挡结构,概述,重力式挡土墙设计,板桩墙的设计计算,基本内容,第6章 支挡结构 Retaining structures,E,地下室,地下室侧墙,E,填土,重力式挡土墙,E,桥面,拱桥桥台,支挡结构 Retaining structure,用来支撑天然或人工斜坡不致坍塌以保持土体稳定性的结构物。,或言之，使部分侧向荷载传递分散到填土上的一种结构物。,由于土体自重、土上荷载,或结构物的侧向挤压作用，,挡土结构物所承受的来自,墙后填土的侧向压力。,支挡结构上的作用力：土压力 earth pressure,挡土墙类型（按刚度及位移方式）:,刚性挡土墙,柔性挡土墙,L型,T型,刚性加筋,扶壁式,重力式,刚性挡土墙,本身变形极小，只能发生整体位移,锚杆,板桩,板桩变形,板桩上土压力,实测,计算,柔性挡土墙,本身会发生变形，墙上土压力分布形式复杂,6.2 重力式挡土墙的设计,重力式挡土墙是以挡土墙自身重力来维持挡土墙在土压力作用下的稳定。,一般用浆砌片石砌筑，缺乏石料地区可用混凝土。,当地基承载力低时，可在墙底设钢筋混凝土板，以减薄墙身。,墙身截面较大，经济，,H,8m,1,、,墙背的倾斜形式,根据地形和施工等条件选择,挖坡建墙宜用仰斜；填方地区可用直立或俯斜；山坡上建墙，直立。,一、重力式挡土墙体型的选择和构造方面的措施,2,、,墙面坡度的选择,地坡陡，墙面直立；,地坡平坦，墙面平坦,3,、,基底逆坡的选择,抗滑稳定性不满足设逆坡,土质地基上,n:1=0.1:1,岩石地基上,n:1=0.2:1,4,、,墙趾台阶和顶度,墙趾,a:b,=1:2,a200,顶宽,a,一般不小于,0.5m.,作用在挡土墙上的力：,自重,土压力（水压力）,地基反力,二、挡土墙的计算,挡土墙验算的内容：,抗倾覆验算,抗滑移验算,地基承载力验算,墙身强度验算,1、抗倾覆稳定性验算,保证挡土墙在土压力的作用下不发生绕墙趾,o,点的倾覆，即要求：,2、抗滑动稳定性验算,3、地基承载力验算,4、墙身强度验算,按混凝土结构设计规范和砌体结构设计规范,例题：某挡土墙高,H,为5m，墙背垂直光滑，墙后填土面水平，挡土墙采用M5水泥砂浆，MU10毛石砌筑，砌体重度,k,=22kN/m,3,，填土内摩擦角,=,30，黏聚力c=0，填土重度=18kN/m,3,，地在荷载2.5kPa，基底摩擦系数=0.5，地基承载力特征值f,a,=200kPa，试验算挡土墙的稳定性及强度。,2.0,0.5,0.25,4.75,2.5kN/m,2.5kN/m,E,a1,E,a2,解：1.计算土压力,x,f1,x,f2,2.0,0.5,0.25,4.75,A,B,o,2.5kN/m,G,2,G,3,G,1,2.抗倾覆验算,抗倾覆安全系数,x,03,x,02,x,01,2.0,0.5,0.25,4.75,E,a1,E,a2,1.42m,2.25m,抗倾覆稳定性满足要求,抗倾覆力矩,倾覆力矩,3.抗滑移验算,2.0,0.5,0.25,4.75,2.5kN/m,G,n,G,E,a1,E,a2,E,a1n,E,a1t,E,a2n,E,a2t,G,t,0,0,滑移力,抗滑移力,抗滑移安全系数,抗滑移稳定性满足要求,4.地基承载力验算,N,c,e,0.25,4.75,E,a2,2.5kN/m,G,n,G,E,a1,b,地基反力,N,对,O,点的距离,地基承载力满足要求,5.墙身强度验算,概述,悬壁式排桩计算法,单支点桩、墙计算,6.3 板桩墙的设计计算,基本内容,一、概述,基坑支护的目的,（,1）确保基坑开挖和基础结构施工安全、顺利；,（2）确保基坑临近建筑物或地下管道正常使用；,（3）防止地面出现塌陷、坑底管涌发生,。,基坑支护的作用,挡土、挡水、控制边坡变形,。,基坑工程的设计内容,确定支护体系；,支护结构强度变形计算；,地基加固；,场地内外土体稳定性验算；,降水与开挖,监测等,基坑工程的要求,本身安全性要求；,对周边环境不产生危害；,提供基坑施工便利。,基坑工程的特点,临时性；区域性强；综合性；环境影响,基坑工程设计依据,建筑基坑支护技术规程,JGJ 120-99,Technical Specification for Retaining and Protection of Building Foundation Excavations,（1）无围护放坡开挖；,（2）桩墙支护：,它由桩墙结构及支护结构两部分组成，桩墙结构有钢板桩、板桩墙、灌注桩排、地下连续墙；,支护结构类型有内支撑式、外拉锚杆式、地面锚定式、无锚式等。,（3）重力式支护结构：,软土地基可用深搅桩、旋喷桩、树根桩等形成重力式的挡土结构。,支护结构的类型及适用条件,（4）土钉支护,土钉支护是由密集的,土钉群,、被加固的原位,土体,、,喷射混凝土面层,和必要的防水系统组成，形成一个复合的、能自稳的、类似于重力式挡墙的挡土结构，以此来抵抗墙后传来的土压力和其它作用力，从而使开挖基坑或边坡稳定。,（1）支锚结构系统破坏；(2)板桩底部向基坑内侧移;,（3）板桩弯曲破坏；(4)整体圆弧滑动；,（5）基坑底管涌发生。,二、板式支护结构的破坏形式,土压力分布,b,支点或,旋转点,假定在填土侧开挖面以上受主动土压力。在主动土压力作用下，墙趋于旋转，从而在墙的前面发生被动土压力。在支点,b,处,墙后土从主动转到被动压力,而在剩下的到桩底的距离墙前是主动土压力.,三、悬壁式排桩计算法,h,a,u,t,x,m,(K,p,-K,a,)t,O,E,E,p,E,p,E,a,E,p,单排式板桩计算,（,1,）试算求,t,1,（,2,）,t,=,u,+(1.11.2),t,1,（,3,）求,M,max,及作用点位置,（,4,）选择板桩尺寸，验算强度,h,a,u,t,1,x,m,(K,p,-K,a,)t,O,E,E,p,E,p,C,h,例题：,在砂质土层中开挖一深度为,h,=4.0m的基坑，拟采用悬壁板桩支挡结构。砂质土层重度为19kN/m,3,，内摩擦角,=20为粘聚力,c,=0。请确定板桩的最小长度及最大弯矩。,解：沿支护墙长度方向取1m进行计算,土压力零点距开挖面的距离,u,h,a,u,t,1,x,m,(K,p,-K,a,)t,O,E,E,p,E,p,C,h,开挖面以上板桩后侧主动土压力：,板桩后侧开挖面至土压力零点间的净土压力：,板桩后侧净土压力：,板桩后侧净土压力作用点距地面的距离,h,a,：,h,a,u,t,1,x,m,(K,p,-K,a,)t,O,E,E,p,E,p,C,h,将上各式代入下式,由此得：,t,=5.49m：,板桩的最小长度为：,h,a,u,t,1,x,m,(K,p,-K,a,)t,O,E,E,p,E,p,C,h,最大弯矩点距土压力零点的距离：,最大弯矩为：,h,a,u,t,x,m,(K,p,-K,a,)t,O,E,E,p,E,p,四、单支点桩、墙计算,下端铰支,下端嵌固,E,p,E,a,E,p,E,p,E,a,下端铰支时单支点桩土压力分布,取单位墙宽或每根桩的控制宽度作为分析单元,h,a,u,t,x,m,(K,p,-K,a,)t,O,E,E,p,E,p,A,B,C,R,A,h,0,h,下端嵌固时土压力分布,等值梁法的基本原理,一根一端固定另一端简支的梁，弯矩的反弯点在,b,点，该点的弯矩为零。如果在,b,点切开，并规定,b,点为左端梁的简支点，这样在,ab,段内的弯矩保持不变，由此，简支梁,ab,称之为,ac,梁,ab,段的等值梁。,a,c,b,b,a,c,b,a,等值梁法,计算单支点桩的步骤,确定正负弯矩反弯点的位置,反弯点为净土压力为零点,由等值梁,AO,根据平衡方程计算支点反力,R,a,和,O,点剪力,Q,有效嵌固深度t,最大弯矩,M,max,E,E,d,C,O,A,B,R,a,h,o,h,t,c,u,t,h,a,(K,p,-K,a,)t,E,p,Q,o,Q,o,x,