支护结构设计计算理论与方法..pptVIP

南京林业大学土木工程学院 赵志峰 挡土结构与基坑工程 第二部分 基坑工程 力为零的点在坑底挡土结构与基坑工程 （1）静力平衡法 h Ea Ep Ep’ 支护结构设计计算理论与方法 古典法 1.得到板桩前后两侧的土压力分布 2.建立并求解静力平衡方程，求得板桩 入土深度： a.求出第一个土压力为零的点d，该点 离坑底的距离为u d u y b.计算d点以上主动土压力合力及至d点 的距离y c.根据∑H=0和∑M=0的条件，整理出关 于d点以下桩长t0的方程，然后求解 t0 为安全起见，实际板桩入土深度可取 t=u+1.2t0 3.计算板桩最大弯矩 根据弯矩最大处剪力为零，先求出剪 下的深度b xm xm = 支护结构设计计算理论与方法 古典法 （2）Blum法 Ep C h t Ea O Ep’ u x Blum建议在古典法的基础上，将板桩底部的被动土 压力用一个集中力代替并作用于板桩底部C点 1.求桩的入土深度 根据净土压力为零求出u值，对桩底C取矩， 根据弯矩为零，求出x 取板桩打入深度 t=u+1.2x 2.求最大弯矩 最大弯矩发生在剪力为零处，设O点下xm 处剪力为零 2Ea γ ( K p ? K a ) 然后求出最大弯矩 2 γ ( K p ? K a ) xm 挡6土结构与基坑工程 M max = Ea (l + xm ? a ) ? a l 支护结构设计计算理论与方法 等值梁法 点E是嵌固点，B点是坑底高度， C点是零土压力强度点， F是反弯 点即弯矩零点。从图中可以看出，系统中有 3个未知数：嵌固段深 度 hd、锚杆拉力 T和作用于E点的集中力 P。这是一个超静定问题， 为简化计算，可采用等值梁法。 挡土结构与基坑工程 板桩变形图 实际土压力分 布图 叠加后的简化 土压力分布图 A B E 坑底 h hd x t T A B E T A E x t Ea ha B C P T hT A D B F 弯矩图 A D B B C A A D D C 原结构 弯矩图 等值梁 将原结构从弯矩零点C处截开，由于 该断面处弯矩为零，可以用一自由 支座代替，形成简支梁AC。AC与原 梁中弯矩分布完全相同，成为AB的 等值梁。 应用等值梁法计算板桩，首先要知 道弯矩零点C的位置。 由于弯矩零点和土压力强度零点两个位置很接近，一般用土压力 强度等于零的位置当作C点 挡土结构与基坑工程 支护结构设计计算理论与方法 等值梁法 挡土结构与基坑工程 支护结构设计计算理论与方法 等值梁法 A T A T C B 净土压力 C B 弯矩分布 A 简支梁 C B C 一次超静定梁 Pa y = 支护结构设计计算理论与方法 计算步骤： 1.计算主动、被动土压力强度，给出土压力分布图，计算墙前、墙 后的被动土压力，暂不管t0以下的土压力情况 h Pa P0 A t RA t0 B C D y x 2.计算板桩墙上土压力零点距坑底的距离 y， γ ( k p ? ka ) 3.求出y值后，即可按简支梁求出等值梁AC 的弯矩，同时也可求得支座反力RA和P0 4.求出板桩墙的最小入土深度t0 t0 = y + x 根据P0和墙前被动土压力对板桩底端D的力矩相等 x = 6P0 γ (k p ? ka ) 挡土结构与基坑工程 x = 支护结构设计计算理论与方法 h Pa P0 A t RA t0 B C D y x 4.求出板桩墙的最小入土深度t0 t0 = y + x 根据P0和墙前被动土压力对板桩底端D的力矩相等 6 P0 γ (k p ? ka ) 实际板桩下端位于x深度以下，因此板桩墙 的入土深度为 t = t0 k2 经验系数，一般取1.1-1.2 单撑支护结构的最大弯矩发生在剪力为0处，剪力为0处近似于 深度y处，可求出最大弯矩 挡土结构与基坑工程 d y d y 墙和水泥土墙取单位宽度 结构与基坑工程 支护结构设计计算理论与方法 h0 eaik 弹性支点法 h kTi ksi 弹性支点法计算简图 应用弹性支点法，假定支点力为不同水平 刚度系数的弹簧，同时视基坑开挖面以下 地基为弹性地基，其水平抗力为地基反力 系数与变形的乘积。 建立挠曲微分方程，分为开挖面以上及开 挖面以下两