支护结构计算施工技术.docx

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1、6-2-6支护结构计算6-2-6-1排桩与地下连续墙计真对丁较深的基坑，排桩、地下连续墙围护墙应用最多，其承受的荷载比较凝杂，一般应考虑卜述荷载：土压力、水压力、地面超载、影响范围内的地面上建筑物和构筑物荷载、施工荷戏、邻近基础工程施工的影响（如打桩、基坑土方开挖、降水等）。作为主体结构一部分时，应考虑上部结构传来的荷载及地震作用，需要时应结合工程经照考虑温度变化影响和混凝土收缩、徐变引起的作用以及时空效应.排桩和地下连续堵支护结构的破坏，包括强度破坏、变形过大和稳定性破坏（图6-65）。其强度破坏或变形过大包括：图665排桩和地下连续墙支护结构的破坏形式（八）拉锚破坏或支掠压曲：（b）底部走

2、动；（C）平面变形过大或穹曲破坏;（d）墙后土体整体滑动失检：e）坑底降起；f管涌（1）拉锚破坏或支撑压曲：过多地增加了地面荷载引起的附加荷载，或土压力过大、计算有误，引起拉杆断裂，或锚固部分失效、腰梁（围擦）破坏，或内部支捶断面过小受压失稔。为此需计算拉锚承受的拉力或支撑荷栽，正确选择其截面或锚固体。（2）支护墙底部走动：当支护墙底部嵌固深度不够，或由丁挖土超深、水的冲刷等原因都可能产生这种破坏。为此需正确计律支护结构的入土深度O（3）支护墙的平面变形过大或弯曲破坏：支护墙的截面过小、对土压力估算不准确、墙后增加大量地面荷载或挖土超深等都可能引起这种破坏。平面变形过大会引起墙后地而过大的沉降

3、，亦会给周围附近的建（构）筑物、道路、管线等造成损害o排桩和地下连续堵支护结构的稔定性破坏包括：（I）墙后上体整体滑动失稳：如拉锚的长度不够，软粘上发生圆弧滑动,会引起支护结构的整体失稳。（2）坑底隆起：在软粘土地区，如挖十.深度大，嵌固深度不够，可能由于挖土处卸载过多，在堵后土里及地面荷载作用卜.引起坑底隆起。对挖土深度大的深坑需进行这方面的验算，必要时需对坑底土进行加固处理或增大挡墙的人上深度.（3）管涌：在砂性土地区，当地卜.水位较高、坑深很大和挡墙嵌固深度不够时，挖土后在水头差产生的动水压力作用下，地下水会绕过支护墙连同砂土一同涌入基坑。1 .嵌固深度计算排桩、地下连续墙嵌固深度设计值

4、，按下列规定计算：（1）悬蹲式支护结构围护墙的嵌固深度计算悬伸式支护结构闱护墙的嵌固深度设计值加（图6-66）,宜按下式确定：MXEPJ-1.2M住&20（6-37）式中EEPJ一一林、墙底以上基坑内侧各土层水平抗力标准值”jJ按式（692）、式（636）计算）的合力之和：p合力万瑞作用点至桩、墙底的距离：工扁一一桩、墙底以上基坑外健各土层水平荷载标准值公认的合力之和:A一一合力心作用点至桩、墙底的距离”图6-66悬臂式支护结构围护墙迸固深度计算简图（2）单层支点支护结构国护支点力及墙嵌固深度计算单乂支点支护结构围护墙的支点力（图6-67）及顺固深度设计值1（图6-68）宜按下式计匏:EEtI

5、值版V0.2时,宜取加=O.2。当基坑底为碎石土及砂土、基坑内排水I1.作用有渗透水压力时，恻向截水的扑桩、地下连续墙圉护墙除应满足上述计算外，其嵌固深度设计值尚应按下式抗渗透桎定条件确定（图6-70）：1.1.2（）o（-,u）（6-44）2 .内力与变形计算支护结构用护墙和支掾体系的内力和变形的计算，要根据基坑开挖和地下结构的施工过程，分别按不同的工况进行计匏，从中找出最大的内力和变形值，供设计围护墙和支探体系之用。如图6-71所示之基坑支护结构的支撑方案和地下结构布宜情况，在计算围护墙、支撑的内力和变形时，则需计算下述各工况：第一次挖上至第一层混凝土支撑之底面（如开槽浇筑第一层支掾，则可

6、挖上至第层支撑顶面），此工况用护墙为慈河的国护墙：待第层支掠形成并达到设计规定的强度后，笫二次挖十.至第二层混凝土支撑之底面，此工况围护墙存在一层支撑：待第二层支撑形成并达到设计规定强度后，第三次挖土则至坑底设计标高：待底板（承台）浇筑后并达到设计规定强度后，进行换撑，即在底板顶面浇筑混凝土带形成支掾点，同时拆去第二层支撑，以便支设模板浇筑-2层的增板和顶楼板：待-2层的墙板和顶楼板浇筑并达到设计规定强度后，再进行换撑，即在-2U顶楼板处加设支控（一般浇筑间断的混凝土带）形成支撑点，同时拆去第一层支撑，以便支设模板继续向上浇筑地下室墙板和楼板。为此，图6-71（八）所示之支护结构闱护端，则需按

7、图6-71（b）n)(6-46)dZ支点处的边界条件按下式确定：7=Arj(vi-)+(6-47)式中E1.一一结构计算宽度内的抗弯刚度：用地域上水平抗力系数的比例系数；加一一抗力计算宽度，地卜连续堵取单位宽度：排桩结构，对圆形桩取o=O.9+f（6-83）e01.=0.70.5+匚臀c0.7e式中&地面均布荷载q引起的侧压力：e1.一一土钉位置处由土体自重产生的侧压力：S一一相邻上钉水平间距和垂直间距中的较大值。荷载分项系数取.2o另外，按基坑（W壁安全等级取重要性系数。喷射混凝土面乂按以土钉为支座的连续板进行强度验算，作用丁面乂上的侧压力，在同一间距内可按均布考虑，其反力作为土钉的端部拉力

8、。验算内容包括板在跨中和支座截面处的受弯、板在支座截面处的冲切等。上述计算，适用于以钢筋作为中心钉体的钻孔注浆型土钉。对于其他类型的土钉如注浆的钢管击入型土钉或不注浆的角钢击入型土钉，亦可参照上述计算原则进行土钉墙支护的稳定性分析。至于更合型土钉墙，目前应用较多的是水泥土搅拌桩-上钉地和微型桩-上钉堵两种型式。前者是在基坑开挖线外储设置排至两排（多数为排）水泥土搅拌桩，以解决隔水、开挖后面值十体强度不足而不能自立、喷射混凝土面层与土体粘结力不足的问题：同时，由于水泥土搅拌桩有一定插入深度，可避免坑底隆起、管涌、溢流等情况发生。后者微型桩-上钉墙，是在基坑开挖线外侧击入一排或两排（多数为一排）竖

9、向立管进行超前支护，立管内高压注入水泥浆形成微盘桩。微型批虽不能形成隔水帷幕，但可以增强土体的自立能力，并可防止坑底涌土。范（GB50010-2002）确定。2.构造与施工要求钢筋混凝土拱地的混凝土强度等级不宜低于C25,拱墙水平方向应设通长双面配筋，总配筋率不应小于0.7%。圆形拱墙壁厚不应小于400mm,其他拱墙壁厚不应小于50Omm.拱墙不应作为防水体系使用。拱墙断面宜呈Z字形，拱壁上、下端宜加肋梁。当基坑较深时.，可由数道拱墙会合组成，沿拱墙高度方向设置数道肋梁,其整向间距不宜大25拱墙施工时，拱曲线沿曲率半径方向的误差不得超过40mm.排增水平方向施工的分段长度不应超过12m。通过软

10、弱土层或砂层时，分段长度不宜超过8m。拱墙在垂直方向应分道施工，每道施工的高度视上层的直立高度而定，不宜超过2.5m,待上道拱墙合拢且混凝土强度达到设计强度的70%后，方可进行下道拱墙施工.当采用外壁支模时，拆模后应将拱墙与坑壁之间的空源填满分实。拱墙宜连续施工，每道拱墙的施工时间不宜超过36h.6-2-6-5逆作法计算要点1.逆作法工艺原理“逆作法”的工艺原理是：先沿建筑物地下室轴线（地下连续墙既是挖土时的围护墙同时又是地下室结构外墙）或周围（地下连续增只用作圉护墙）施工地卜连续墙，同时在建筑物内部的有关位置（柱子或隔墙相交处等，位置由设计和施工单位共同研究确定）浇筑或打下中间支承柱（亦称中

11、柱桩，数量由计算确定），作为施工期间于地下室底板封底之前，承受上部结构臼垂和施工荷载的支承。然后挖土至地下室层顶板底标高（用土模浇筑楼盖时）或地下室二U顶板顶标离（支模浇筑楼盖时），浇筑地下一U顶板，作为地下连续墙刚度很大的水平支掾，随后按上述方法逐层向卜挖土和浇筑地卜.室各层的顶板，同时各层结构中的中柱或隔墙也逐层向下施工，直至地下室底板封底,完成地下室结构的施工。与此同时,在地下室一层的顶板结构浇筑完成后,就为上部结构的施工创造了条件，所以在地卜结构逐层向卜.施工的同时，可同时自地面开始向上逐U施工上部结构，形成地面上、下同时施工的局面.但在地下室底板封底并达到设计强度之前，上部结构允许施

12、工的1度要经计算确定，因为它取基坑外地表变形和土体移动的验算。上述地下连续墙作为支护结构闱护墙的设计和计算方法，详见6-2-&1节。在荷毂取值方面要考虑逆作法施工的特点。用逆作法施工的地下连续墙围护增，由于有一定的截面厚度、采用刚性接头、利用刚度很大的地卜.结构楼盖作为水平支撵，只耍地下楼盖布置比较合理，一般变位都较小，因此在进行Ii1.护墙计算时宜取静止上压力。2）地下连续墙承重堵设计地下连续墙作为地下结构的承重墙，除按一般的结构计算方法，根据上部传卜.的荷我进行内力分析和威面计算之外，要解决的关键问题之一是无桩的地卜.连续墙与有桩的地下室底板的变形协调和基本的同步沉降。对于变形协调问题在我国还是正在深入研究探讨的问题，目前采用的设计方法之一，即根据群桩设计理论，把地卜连续墙模拟折算成工程桩的方法，即把地卜.连续墙的垂直承载能力，通过等量代换计算方法，将地下连续墙模拟折算成若干根工程桩，布置在基础底板的周边上，将桩、上、底板三位一体视为共同结构的复合基础，利用有关的计算机程序，来计算底板的内力、桩端轴力以及总体沉降。在进行地下连续堵和工程桩的等量代换时，可参考混凝土灌筑桩设计规范计算地下连续墙的壁醐摩阻力