主講教師：張彬工程技術(shù)學(xué)院土木工程教研室?guī)r土錨固與支擋工程§9–1懸臂樁支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與計(jì)算§9–2單支撐（錨桿）擋土樁設(shè)計(jì)與計(jì)算§9–3多層錨桿（支撐）擋土樁設(shè)計(jì)與計(jì)算§9–4非重力式樁墻支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算§9–5樁（錨）支護(hù)結(jié)構(gòu)施工與監(jiān)測(cè)

第9章樁（錨）支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算0概述一、基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)依據(jù)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

1）基坑工程的等級(jí)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ120.99）

安全等級(jí)破

壞后果一

級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.10二

級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三

級(jí)支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過(guò)大變形對(duì)基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.902）國(guó)家有關(guān)規(guī)程的相關(guān)規(guī)定⑴基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)均應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，計(jì)算內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面。①根據(jù)基坑支護(hù)形式及其受力特點(diǎn)進(jìn)行土體穩(wěn)定性計(jì)算；②基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的受壓、受彎、受剪承載力計(jì)算；③當(dāng)有錨桿或支撐時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行承載力計(jì)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算。⑵對(duì)于安全等級(jí)為一級(jí)及對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)變形有限定的二級(jí)建筑基坑側(cè)壁，尚應(yīng)對(duì)基坑周邊環(huán)境及支護(hù)結(jié)構(gòu)變形進(jìn)行驗(yàn)算。2）國(guó)家有關(guān)規(guī)程的相關(guān)規(guī)定⑶地下水控制計(jì)算和驗(yàn)算①抗?jié)B透穩(wěn)定驗(yàn)算；②基坑底突涌穩(wěn)定性驗(yàn)算；③根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行地下水位控制計(jì)算。3）場(chǎng)地巖土工程地質(zhì)勘察資料4）周圍環(huán)境調(diào)查5）工程的施工條件6）主體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)資料二、支護(hù)結(jié)構(gòu)體系的總體布置型式及選型原則

結(jié)構(gòu)型式選

用條件排樁地下連續(xù)墻①適于基坑側(cè)壁安全等級(jí)一、二、三級(jí)；②懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場(chǎng)地中不宜大于5m；③當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，宜采用降水、排樁加截水帷幕或地下連續(xù)墻水泥土墻①基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)；②水泥土樁施工范圍內(nèi)地基土承載力不宜大于150KPa；③基坑深度不宜大于6m土釘墻①基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)的非軟土場(chǎng)地；②基坑深度不宜大于12m；③當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施逆作拱墻①基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為二、三級(jí)；②淤泥和淤泥質(zhì)土場(chǎng)地不宜采用；③拱墻軸線的矢跨比不宜小于1／8；④基坑深度不宜大于12m；⑤地下水位高于基坑底面時(shí)，應(yīng)采取降水或截水措施放坡①基坑側(cè)壁安全等級(jí)宜為三級(jí)；②施工場(chǎng)地應(yīng)滿足放坡條件；③可獨(dú)立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用：④當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時(shí)，就采取降水措施§9–1懸臂式樁計(jì)算一、懸臂樁的計(jì)算二、懸臂樁設(shè)計(jì)計(jì)算工程實(shí)例

1.按朗肯理論假定墻背與土間有摩擦力情況

按勘察報(bào)告計(jì)算按北京地區(qū)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算

2.用等值內(nèi)摩擦角計(jì)算懸臂樁一、懸臂樁的計(jì)算eajkZOhwahhdhwpzj土壓力分布圖形eajkZOhwahhdhwpzj水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算圖Ea1Ea3Ea4∑EaiEp1Ep2Ea2∑Epjhhdha一、懸臂樁的計(jì)算§9–1懸臂式樁計(jì)算與實(shí)測(cè)彎矩吻合§9–7單支撐（錨桿）擋土樁計(jì)算一、樁頂錨固

板樁墻土壓力、彎矩及變形隨樁入土深度的變化。一、樁頂錨固

第3種(c)情況是目前常采用的工作狀況，一般使正彎矩為負(fù)彎矩的110％～115％為設(shè)計(jì)依據(jù)，也有采用二者相等。§9–2單支撐（錨桿）擋土樁計(jì)算一、樁頂錨固（支撐）§9–2單支撐（錨桿）擋土樁計(jì)算一、樁頂錨固計(jì)算模型§9–2單支撐（錨桿）擋土樁計(jì)算一、樁頂錨固計(jì)算步驟假定錨固處無(wú)位移，依據(jù)錨固點(diǎn)力矩平衡原則，求樁插入深度。

假定基坑開(kāi)挖面以下深度內(nèi)樁無(wú)位移，依據(jù)基底點(diǎn)力矩平衡原則，求錨固力。計(jì)算剪力為零點(diǎn)處的彎矩，求得最大彎矩。§9–2單支撐（錨桿）擋土樁計(jì)算一、樁頂錨固計(jì)算原理埋深淺簡(jiǎn)支梁假設(shè)1、求樁的埋入深度（式6－17）整理后得：2、求錨拉力或支撐力3、求最大彎矩

根據(jù)最大彎矩處剪力為零，若樁頂往下y處剪力為0，則工程實(shí)例

某基坑工程開(kāi)挖深度為8m，頂部設(shè)一道錨桿，地面有q=40kN/m2的均布荷載，土的物理力學(xué)指標(biāo)為：試設(shè)計(jì)該支護(hù)結(jié)構(gòu)。1、求樁的埋入深度1、求樁圍的埋入閉深度由公式6-1份7，試算后哪得x=3春.84枕m,考慮施上工安全爽系數(shù)K=龍1.鼠1~梳1.翼2。帶入上切述參數(shù)扮，得：2、求錨達(dá)拉力T由式乳（6－18）3、求最大膏彎矩由公式（6－19）§9–2單支撐（伏錨桿）擋期土樁計(jì)算二、辛任意稠點(diǎn)錨開(kāi)固§9–柴2單支撐（唯錨桿）擋污土樁計(jì)算二、任醋意點(diǎn)錨辨固計(jì)算史模型樁入坑底烈彈性嵌固§9–軋2單支饅撐（容錨桿浸）擋旨土樁叮計(jì)算二、任侄意點(diǎn)錨每固計(jì)算遷模型樁入坑底歪固定1、等值梁從法的基本盲原理單支犧撐擋籃墻下寒端可岔能是辭彈性私嵌固血（鉸愁結(jié)）勞或固帝定兩崖種情熊況，嗚即可扶將支折擋樁營(yíng)按：一端彈性湯嵌固、一端窯簡(jiǎn)支的梁來(lái)研致究。擋墻凈兩側(cè)分別備作用主動(dòng)考和被動(dòng)土害壓力。在彎矩運(yùn)圖中，列若能確警定彎矩豆為零點(diǎn)羨的位置扒，則可矛以在彎俊矩為零伯處將梁?jiǎn)釘嚅_(kāi)，寸以簡(jiǎn)支廉的方式?jīng)_計(jì)算。忽可以發(fā)腳現(xiàn)所得慕的該梁運(yùn)段的彎最矩圖和索整梁計(jì)展算時(shí)的貢彎矩圖強(qiáng)相似，阿則此段喬梁即為得該整梁貞在該段鳴的等值早梁。一般裳地，滲擋墻攀凈土青壓力諸為零顆的位抖置與洞彎矩病為零極點(diǎn)的鬼位置鐵很接偏近，墻因此膜可以丈按土踏壓力輩零點(diǎn)叉位置腔斷開(kāi)旱。計(jì)算原理理2、計(jì)算食步驟（1）計(jì)算口土壓力溫系數(shù)2、計(jì)算乳步驟（2）求樁的獎(jiǎng)嵌入深度計(jì)算土壓潑力為零點(diǎn)D的位置游，即求薪右圖中y值。對(duì)等薄值梁AD，按D點(diǎn)力然矩平訂衡，醉求支墻撐力Ta及剪鄭力Pd。求出拼支撐嘴力Ta及剪若力Pd后，Pd和被動(dòng)艙土壓力拿對(duì)C點(diǎn)建立且力矩平眨衡關(guān)系役式，求蚊取x值。（3）求最大弓彎矩按簡(jiǎn)仰支梁漆先求掀出剪社力為哄零點(diǎn)牽，該滾點(diǎn)即棋為最霸大彎跑矩點(diǎn)戚。工程實(shí)駱例沈陽(yáng)某大孟廈基坑工雙程，開(kāi)挖謠深度為13m，在略距坑跳頂4.魯5m位置處衣設(shè)置一白道錨桿燒，求樁鬼的嵌入舊深度，應(yīng)錨桿拉下力？已知地脫面荷載月為10樣kN勸/m簽2，土的糠重度為19雄kN券/m辦3，φ=36同o,土樁摩共擦角為δ=1/垂3φ。（1）計(jì)算土午壓力系數(shù)（2）求樁的逆嵌入深度（2）求樁的鄭嵌入深度§9–3多層礦錨桿就（支涉撐）展擋土推樁計(jì)敏算多層錨桿略擋土樁墻妥的計(jì)算方垮法主要有圖：（1）、整緣瑞體等值悅梁法；聲（2）、分致段等值貫梁法；（3）、二分替之一分擔(dān)區(qū)法；（4）彈允性法己；（5）有限潤(rùn)元法一、嘩整體延等值叮梁法計(jì)算原理多層錨首桿（支岔?yè)危┑冉浦盗旱陌队?jì)算原上理與等聚值梁原酒理相似當(dāng)，把基游坑下樁命的彎矩蔥零點(diǎn)F與樁頂A點(diǎn)之收間的躺樁當(dāng)閃作多字跨連引續(xù)梁鋸，錨博桿位害置當(dāng)紅作連辟續(xù)梁玻的支微點(diǎn)，繭采用倡力矩焰分配俯法計(jì)靜算支肢點(diǎn)反田力。a)、擋墻監(jiān)視為一斧端嵌固膠在土中欺的懸臂釣樁；b)、擋墻視遷為兩個(gè)支衰點(diǎn)的靜定如梁；支點(diǎn)緣瑞為A及土中凈豎土壓力為寒零點(diǎn)；c)、擋蓋墻視內(nèi)為三抹個(gè)支桶點(diǎn)的涼連續(xù)較梁；要三個(gè)課支點(diǎn)且為A、B及凈土壓丑力零點(diǎn)；d)、四個(gè)信支點(diǎn)的炎三跨連開(kāi)續(xù)梁。計(jì)算步驟考慮摩擦膠，計(jì)算主筒被動(dòng)土壓悶力；計(jì)算交土壓傳力強(qiáng)咱度為跪零點(diǎn)蛾距坑蕩底距慶離；將地面至湊樁底的受舊力剖面，松作為相應(yīng)唉的連續(xù)梁奪支點(diǎn)及荷良載圖；計(jì)算梁占的固定駕端彎矩偵；用彎全矩分耕配法文平衡寶支點(diǎn)章彎矩文；分段計(jì)慘算各支舊點(diǎn)反力促并核算寒反力與教荷載是雪否相等拐；計(jì)算樁滅墻的插變?nèi)肷疃染I；以最大彎測(cè)矩核算鋼汗板樁、型律鋼的強(qiáng)度梢，計(jì)算灌烏注樁的截遇面及配筋叼。工程帖實(shí)例北京京昏城大廈勉超高層阿建筑，簽地上52層，波地下4層，績(jī)建筑崗面積110需270扔m2，地上高賽度183.盡53m，基礎(chǔ)深獎(jiǎng)度為23.癢76m（設(shè)卸計(jì)按23陶.5崇m計(jì)算勁），毅采用圓進(jìn)口488m薯m*30確0mmH型鋼樁崗擋土，叮間距為1.1m。三詢層錨們桿。各層默土平械均重諸度γ=1口9k望N/幟m3，土齊的內(nèi)粱摩擦鍬角平騾均值予為φ=3準(zhǔn)0，c=1耍0kP栽a，23米下為狼卵石，φ=3拌5~額40，潛水位蹤蝶位于23墳~3張0m的圓礫吧石中。付地面荷恭載q=10轉(zhuǎn)kN/m蠻2。（1）計(jì)算幟土壓力冰系數(shù)（2）土壓妨力為零惰點(diǎn)（近季似零彎鈔點(diǎn)）距化坑底距贏離（3）基坑熄支護(hù)簡(jiǎn)射圖（4）分段煎計(jì)算固遇端彎矩a.連續(xù)梁AB段懸臂部江分彎矩b.梁BC段彎炭矩梁BC段(b)所示，B支點(diǎn)荷載q1=3素4.6k腦N，C支點(diǎn)荷找載q2留=7居8.役5k假N。c.梁CD段彎矩梁CD段(c)所示，兩挺端均為固胃定端。d.梁DEF段彎卵矩梁DE炒F段(d)所示，F(xiàn)點(diǎn)為零彎魄矩點(diǎn)。按胸一端固定倍端一端簡(jiǎn)剖支計(jì)算。由計(jì)落算結(jié)飼果可土以看緞出固歪端彎富矩不墾能平除衡，浴此時(shí)堵應(yīng)當(dāng)嶄進(jìn)行億彎矩士分配連。從律而平狡衡支都點(diǎn)C、D的彎矩。（5）彎矩分味配通過(guò)彎腎矩分配測(cè)，可以撿得出各箭個(gè)支點(diǎn)禁的彎矩待為：（5）彎矩懷分配（6）求各癢點(diǎn)支反撥力7.復(fù)核48泥8H型鋼的強(qiáng)扇度9.蠢48菠8H型鋼插稱入深度細(xì)計(jì)算8.反力核暈算10懸臂48漫8H的變形計(jì)京算a)、擋墻視持為一端嵌胞固在土中管的懸臂樁師；b)、擋墻視紡為兩個(gè)支藝點(diǎn)的靜定援梁；支點(diǎn)插為A及土莖中凈遙土壓囑力為甩零點(diǎn)喉；c)、擋墻與視為三蜻個(gè)支點(diǎn)菊的連續(xù)泡梁；三任個(gè)支點(diǎn)將為A、B及凈土尤壓力零焦點(diǎn)；d)、四個(gè)幻玉支點(diǎn)的燃三跨連壟續(xù)梁。二、法分暖段等值梁三、樂(lè)二分亡之一劫分擔(dān)密法計(jì)算模歉型計(jì)算原理二分誼之一趙分擔(dān)招法是多層錨桿拖（支撐）救支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卡計(jì)算方法碰之一，其渡主要原理刮是以Te奶rz懷a(bǔ)g同hi和Peck修正土壓?jiǎn)柫Ψ植紴橐虑疤幔瑢M上下各層戀錨桿（支年撐）間按清等距離分欣割，設(shè)定閥每層錨桿葬（支撐）經(jīng)承擔(dān)與其杯相鄰的兩躁個(gè)半跨的憲土壓力荷皂載值，該猾方法計(jì)算節(jié)結(jié)果與實(shí)峰際工程出擴(kuò)入較大，忽一般用于基初步估算執(zhí)。（估算輩支撐軸槍力有一勁定的參拜考價(jià)值叔）四、“m”法計(jì)算原理對(duì)于多鏡道支撐朵或多道狡錨桿支衣護(hù)結(jié)構(gòu)但，采用坑基床系祥數(shù)法“m”法進(jìn)行銀計(jì)算。摧采用結(jié)好構(gòu)力學(xué)于中的力迫法（位祖移法）哀求解支拆撐及錨炮桿內(nèi)力恒。坑底比以上的閉擋墻部餓分，采壁用一般語(yǔ)結(jié)構(gòu)力眼學(xué)方法腹計(jì)算內(nèi)值力。對(duì)尊于坑底鋸以下的夠如土部區(qū)分計(jì)算散，在求淚得支撐該力后，總同樣采掠用“m”法進(jìn)行計(jì)悼算。土壓力選溝用以下三稠種模式：散矩形土壓耀力、三角散形土壓力共和經(jīng)驗(yàn)土荒壓力，其僻中矩形和其三角形土側(cè)壓力模式侮（見(jiàn)2-1）采用土消層c、借。（1）齡矩形竄土壓票力洲（2）三角覆形土壓幟力工況（1）弄工況框（2）工況洲（3）費(fèi)工況（4）其中，基裳坑以下土恒的作用用胸彈簧模擬富，在本軟