最新地下建筑结构课件—第七章地下连续墙结构设计08精品课件.ppt
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1、建筑工程学院建筑工程学院基坑支护结构方案及选择支护结构类型及其适用范围结 构 形 式适 用 范 围排桩结构稀疏排桩土质较好,地下水位低或降水效果好连续排桩土质差,地下水位高或降水效果差框架式排桩单排桩刚度不能满足变形要求组合排桩结构排桩加挡板排桩桩距较大,利用挡板传递土压并有一定防渗作用排桩加水泥搅拌桩以水泥搅拌桩互搭组成平面拱代替挡板传递土压力,具有较好防涌效果排桩加水泥防渗墙地下水位较高的软土地区排桩或组合排桩加锚杆结构开挖深度较大,排桩或组合排桩结构强度无法满足要求地下连续墙结构与地下室墙体合一,防渗性强,施工场地较小,开挖深度大沉井结构软土地区重力式挡土墙结构具有一定施工空间,软土地区
2、建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院建筑工程学院既可用作临时性措施也可用作永久性结构,故适用场合较广泛。既可用作临时性措施也可用作永久性结构,故适用场合较广泛。建筑物的地下墙和其它构筑物;建筑物的地下墙和其它构筑物;盾构出入洞、地铁车站、地铁隧道盾构出入洞、地铁车站、地铁隧道;深;深基础;地下停车场、地下街道;污水处理场,净水场、泵房;市政隧道基础;地下停车场、地下街道;污水处理场,净水场、泵房;市政隧道,各种涵管;防护墙、水坝的防渗墙;岸壁、护岸、码头加固;船坞、,各种涵管
3、;防护墙、水坝的防渗墙;岸壁、护岸、码头加固;船坞、船闸;地下油罐;桥梁基础;原子能电站等。船闸;地下油罐;桥梁基础;原子能电站等。( (一)处于软弱地基的深大基坑,周围又有密集的建筑群或重要的地下管一)处于软弱地基的深大基坑,周围又有密集的建筑群或重要的地下管线,对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。线,对基坑工程周围地面沉降和位移值有严格限制的地下工程。(二)既作为土方开挖时的临时围护结构,又可用作主体结构一部分的二)既作为土方开挖时的临时围护结构,又可用作主体结构一部分的地下工程。地下工程。(三)地下连续墙同时作为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋基础(三)地下连续墙同时作
4、为挡土结构、地下室外墙、地面高层房屋基础的工程。的工程。 适用场合适用场合建筑工程学院建筑工程学院 1) 1)如何在各种复杂地基中实现符合设计要求如何在各种复杂地基中实现符合设计要求( (如几何尺寸、如几何尺寸、偏斜度等偏斜度等) )的的槽孔开挖槽孔开挖? ? 2) 2)如何保证在开挖和回填过程中的如何保证在开挖和回填过程中的槽孔稳定槽孔稳定? ? 3) 3)如何用适宜的材料回填到槽孔中,如何用适宜的材料回填到槽孔中,形成形成一道连续的、不一道连续的、不透水的并能承受各种荷载的透水的并能承受各种荷载的墙体墙体来来? ? 4) 4)如何解决各个墙段之间的如何解决各个墙段之间的接缝连接接缝连接问题
5、问题? ?地下连续墙的技术要点地下连续墙的技术要点建筑工程学院建筑工程学院第二节第二节 结构设计结构设计 概述概述一、关于水土压力问题一、关于水土压力问题二、二、地下连续墙施工阶段静力计算理论地下连续墙施工阶段静力计算理论三、三、地下连续墙计算理论及方法地下连续墙计算理论及方法qupup建筑工程学院建筑工程学院概述概述地下连续墙的受力特点地下连续墙的受力特点结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式地下连续墙结构设计计算的主要内容地下连续墙结构设计计算的主要内容qupup建筑工程学院建筑工程学院施工阶段和使用阶段几种典型的工作状态:施工阶段和使用阶段几种典型的工作
6、状态:q槽段土方开挖阶段槽段土方开挖阶段 槽段侧壁的稳定性槽段侧壁的稳定性q地下连续墙浇筑形成地下连续墙浇筑形成 开挖前的受力状态开挖前的受力状态q基坑第一层开挖基坑第一层开挖 悬臂受力状态、地面侧向位移悬臂受力状态、地面侧向位移q基坑土方开挖阶段基坑土方开挖阶段 墙的结构强度、基坑稳定及变形量墙的结构强度、基坑稳定及变形量q基坑土方工程结束基坑土方工程结束 基坑底部隆起、基坑整体失稳基坑底部隆起、基坑整体失稳q工程竣工工程竣工 水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用水土压力和上部地面建筑的垂直载荷共同作用下的强度和变形下的强度和变形地下连续墙的受力特点地下连续墙的受力特点建筑工程学院建筑工
7、程学院q稳定性破坏稳定性破坏整体失稳整体失稳基坑底隆起基坑底隆起管涌及流沙管涌及流沙q强度破坏强度破坏支撑强度不足或压屈支撑强度不足或压屈墙体强度不足墙体强度不足q变形过大变形过大杭州地铁一号线湘湖杭州地铁一号线湘湖站事故站事故结构体系的破坏形式结构体系的破坏形式管涌管涌坑底隆起坑底隆起建筑工程学院建筑工程学院基坑验算:以整体稳定性验算为例基坑验算:以整体稳定性验算为例以墙体内侧1m,墙上1m处为初始计算圆心以墙角外侧为半径画弧采用瑞典条分法计算变换圆心位置,找到最危险的滑动面。如不安全,调整墙深,直至满足要求。通常,在深基坑工程中,对于两道及以上支撑的情况,可不考虑。建筑工程学院建筑工程学院
8、(1)确定在施工过程和使用阶段各工况的荷载,即作用于连续墙的土压力、水压力以及上部传来的垂直荷载。(2)确定地下连续墙所需的入土深度(0.71.0H),以满足抗管涌、抗隆起,防基坑整体失稳破坏以及满足地基承载力的需要。(3)验算开挖槽段的槽壁稳定,必要时重新调整槽段长、宽、深度的尺寸。(4)地下连续墙结构体系(包括墙体和支撑)的内力分析和变形验算。(5)地下连续墙结构的截面设计,包括墙体和支撑的厚度、配筋设计或截面强度验算、接头的联结强度验算和构造处理。(6)估算基坑施工对周围环境影响的程度,包括连续墙的墙顶位移和墙后地面沉降值的大小和范围。地下连续墙结构设计计算的主要内容地下连续墙结构设计计
9、算的主要内容qupup建筑工程学院建筑工程学院一、关于水土压力问题一、关于水土压力问题(一)主动侧的土压力(一)主动侧的土压力(二)被动侧的土压力(二)被动侧的土压力(三)水压力(三)水压力分层、分区、分块、对称、平衡、限时、及时支撑分层、分区、分块、对称、平衡、限时、及时支撑 qupup建筑工程学院建筑工程学院1 1主动土压力理论主动土压力理论 朗金土压力公式朗金土压力公式2 2假定图式法理论假定图式法理论3 3静止土压力理论静止土压力理论4 4土压力随墙体变形而变化的理论土压力随墙体变形而变化的理论(一)主动侧的土压力(一)主动侧的土压力建筑工程学院建筑工程学院1 1主动土压力理论(郎金土
10、压力)主动土压力理论(郎金土压力))245tan(2)245(tan2czpaaaaKczKp2或 我国多采用此理论我国多采用此理论)245(tan2aK建筑工程学院建筑工程学院2 2假定图式法理论假定图式法理论国外国外砂土粘土建筑工程学院建筑工程学院不同土层有不同的侧不同土层有不同的侧压力系数压力系数3 3静止土压力理论静止土压力理论建筑工程学院建筑工程学院4 4土压力随墙体变形而变化的理论土压力随墙体变形而变化的理论由于施工条件的复杂性,土压力随墙体变形产生变化由于施工条件的复杂性,土压力随墙体变形产生变化 qbackback建筑工程学院建筑工程学院(二)被动侧土压力(郎金土压力)(二)被
11、动侧土压力(郎金土压力))245tan(2)245(tan2czpp)245(tan2pK 我国多采用此理论我国多采用此理论pppKczKp2或qbackback建筑工程学院建筑工程学院q全部静水压力,在我国的一般地下工程中均这样采用。全部静水压力,在我国的一般地下工程中均这样采用。q采用开水式或闭水式结构(看墙体是否有渗流?)。采用开水式或闭水式结构(看墙体是否有渗流?)。采用采用开水式开水式时,时,不考虑水压力不考虑水压力,例如,例如板桩式挡土结构板桩式挡土结构;采用采用闭水式闭水式时,若为时,若为粘土粘土地层,不考虑水压力;若为地层,不考虑水压力;若为砂土砂土地层地层,则对钢板桩不考虑水
12、压力,对地下墙要考虑水压力。,则对钢板桩不考虑水压力,对地下墙要考虑水压力。(三)水压力(三)水压力建筑工程学院建筑工程学院根据工程经验,地下连续墙如图深度比依据地质条件不根据工程经验,地下连续墙如图深度比依据地质条件不同一般取为同一般取为0.70.71.0.1.0.板桩的稳定平衡状态板桩的稳定平衡状态 q板桩底端为板桩底端为自由的自由的稳定状态稳定状态q板桩底端为板桩底端为嵌固的嵌固的稳定状态稳定状态q悬臂式板桩悬臂式板桩q有撑或锚有撑或锚二、地下连续墙施工阶段静力计算理论二、地下连续墙施工阶段静力计算理论 qupup建筑工程学院建筑工程学院板桩底端为自由的稳定状态板桩底端为自由的稳定状态q
13、入土深度较小入土深度较小时出现时出现q支撑点为不动点支撑点为不动点D、T00MXEaEpapMMEETqbackback建筑工程学院建筑工程学院当板桩的当板桩的入土深度较大入土深度较大或或底端打入较硬的地层底端打入较硬的地层悬臂式板桩悬臂式板桩板桩底端为板桩底端为嵌固的稳定状态嵌固的稳定状态D2、pE00MXqbackback建筑工程学院建筑工程学院板桩底端为板桩底端为嵌固的稳定状态嵌固的稳定状态有撑或锚时,变形曲线有一转弯点有撑或锚时,变形曲线有一转弯点Q Q? TD2、pE00MX弹性曲线法:假定弹性曲线法:假定D D,求出板桩变位,求出板桩变位曲线,直至满足曲线,直至满足T T点处变位为
14、零。点处变位为零。? 的位置Qqbackback建筑工程学院建筑工程学院地下连续墙的计算方法土压力?墙体变形?支撑变形?建筑工程学院建筑工程学院(一)较古典的计算方法(一)较古典的计算方法( (土压力已知,不考虑墙体和支撑变形)土压力已知,不考虑墙体和支撑变形)1.1 1.1 假想梁法假想梁法1.2 1.2 二分之一分割法二分之一分割法1.3 1.3 泰沙基法泰沙基法(二)横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法(二)横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 2.1 2.1 山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解 2.2 2.2 山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解 2.3 2.3 国内常用的计算方法国
15、内常用的计算方法 2.4 2.4 弹性法弹性法(三)横撑轴向力、墙体弯矩变化的计算方法(三)横撑轴向力、墙体弯矩变化的计算方法(四)共同变形理论(四)共同变形理论三、地下连续墙计算理论及方法三、地下连续墙计算理论及方法qbackback建筑工程学院建筑工程学院假想铰(假想铰(Q Q点点)出现的位置假定。)出现的位置假定。 1.1 1.1 假想梁法假想梁法建筑工程学院建筑工程学院假想铰法计算结果分析建筑工程学院建筑工程学院假定每一横撑所承受的是跨中到跨中的那部分水、土压力,免去假定每一横撑所承受的是跨中到跨中的那部分水、土压力,免去了超静定结构计算的繁复性。了超静定结构计算的繁复性。1.21.2
16、二分之一分割法二分之一分割法建筑工程学院建筑工程学院假定墙体在横撑支点以及开挖底面处形成塑性铰,可以传递假定墙体在横撑支点以及开挖底面处形成塑性铰,可以传递一定的弯矩。一定的弯矩。墙体弯矩均为正弯矩,与墙体刚度无关!墙体弯矩均为正弯矩,与墙体刚度无关! 1.3 1.3 泰沙基法泰沙基法qbackback建筑工程学院建筑工程学院实测现象:实测现象:下道撑设置后,上道撑轴向压力随开挖过程变化很小;下道撑设置后,上道撑轴向压力随开挖过程变化很小;墙体变位大部分是在下道撑设置前产生的;墙体变位大部分是在下道撑设置前产生的;墙体弯矩的大部分是下道撑设置前残留下来的;墙体弯矩的大部分是下道撑设置前残留下来
17、的;(二)横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法(二)横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 考虑墙体的变形考虑墙体的变形建筑工程学院建筑工程学院(二)横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法(二)横撑轴向力、墙体弯矩不变化的计算方法 2.1 2.1 山肩邦男法的精确解山肩邦男法的精确解 2.22.2 山肩邦男法的近似解山肩邦男法的近似解 2.3 2.3 国内常用的计算方法国内常用的计算方法 2.4 2.4 弹性法弹性法qbackback建筑工程学院建筑工程学院基本假定:基本假定:(1 1)在粘土地层中,墙体作为)在粘土地层中,墙体作为无限长无限长的弹性体;的弹性体;(2 2)墙背土压力墙背土压力在开
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- 最新 地下 建筑结构 课件 第七 连续 结构设计 08 精品
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