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1、1土压力土压力*库仑土压力库仑土压力*朗肯土压力朗肯土压力*特殊情况下的土压力特殊情况下的土压力*建筑基坑支护技术规程建筑基坑支护技术规程土压力土压力*工程实测土压力工程实测土压力*土压力计算模型土压力计算模型第1页/共101页2基坑稳定性基坑稳定性*土坡稳定性土坡稳定性*围护结构整体稳定性围护结构整体稳定性*基坑底面抗隆起稳定性基坑底面抗隆起稳定性*基坑底面抗渗流稳定性基坑底面抗渗流稳定性第2页/共101页3 土钉墙概述建筑基坑支护技术规程方法建筑基坑工程技术规范方法基坑土钉支护技术规程方法王步云建议的方法冶金部建筑研究总院建议的方法王长科建议的方法工程实例第3页/共101页5 桩墙式围护结
2、构桩墙式围护结构的类型悬臂式围护结构锚撑式围护结构第4页/共101页1土压力土压力库仑土压力假定：1773年，法国科学家库仑做出两项假定，提出了土压力理论。（1）墙后填土为砂土（黏聚力c=0）；（2）产生主动、被动土压力时，墙后填土形成滑楔体，其滑裂面为通过墙脚的平面。第5页/共101页图1.1-1主动状态下的滑动楔体第6页/共101页图1.1-2库仑主动土压力第7页/共101页库仑主动土压力为：第8页/共101页库仑被动土压力为：第9页/共101页图1.1-3库仑被动土压力第10页/共101页1.2朗肯土压力1857年，朗肯假定墙背垂直光滑，根据土的极限平衡理论提出了朗肯土压力理论。第11页
3、/共101页1.2.1朗肯主动土压力朗肯主动土压力强度为：第12页/共101页1.2.2朗肯被动土压力被动土压力强度为：第13页/共101页1.3特殊情况下的土压力1.3.1坡顶地面非水平时的土压力第14页/共101页1.3.2坡顶超载作用下的土压力1.弹性理论解（一）第15页/共101页弹性理论解（二）第16页/共101页2.建筑边坡工程技术规范GB50330-2002的规定第17页/共101页1.4建筑基坑支护技术规程土压力建筑基坑支护技术规程JGJ120-99采用了朗肯土压力理论，并规定对于碎石土及砂土，采用水土分算；对粘性土及粉土采用水土合算。当计算基坑底面以下各深度处的基坑外侧主动土
4、压力时，规定竖向自重应力一律采用基坑底面标高处的数值。第18页/共101页1.4.1基坑外侧竖向应力（a）自重压力（b）坡顶均布压力（c）坡顶局部荷载第19页/共101页1.4.2水平荷载（主动土压力）图1.4-2 水平荷载计算简图第20页/共101页（1）水土分算（碎石土及砂土）1）当计算点位于地下水位以上时：（1.4-1）第21页/共101页2）当计算点位于地下水位以下时：总应力法：有效应力法：第22页/共101页（2）水土合算（黏性土及粉土）第23页/共101页1.4.3水平抗力（被动土压力）第24页/共101页（1）水土分算（碎石土及砂土）总应力法：有效应力法：第25页/共101页（2
5、）水土合算（黏性土及粉土）第26页/共101页1.5工程实测土压力第27页/共101页第28页/共101页第29页/共101页第30页/共101页第31页/共101页第32页/共101页1.6土压力计算模型第33页/共101页第34页/共101页第35页/共101页基坑土钉支护技术规程CECS9697法第36页/共101页王步云建议的模型第37页/共101页王长科建议的模型第38页/共101页2基坑稳定性第39页/共101页2.1土坡稳定分析2.1.1瑞典圆弧法第40页/共101页第41页/共101页2.1.2条分法第42页/共101页2.毕肖甫公式第43页/共101页毕肖甫建议不计土条间的摩
6、擦力之差第44页/共101页3.坡高和临界坡角的关系王长科建议的公式第45页/共101页坡土物理力学性质指标土层厚度c11.519.4302723.819.5202434.719.1222640.719.103651.319.82325平均值19.321.226.0第46页/共101页采用厚度加权平均值，将数值代入式（2.1-10），得稳定安全系数为1.0时的临界坡角稳定安全系数为1.3 时的坡角为：第47页/共101页2.2围护结构整体稳定分析第48页/共101页当无地下水时：第49页/共101页第50页/共101页2.3基坑底面抗隆起稳定分析第51页/共101页第52页/共101页2.4基
7、坑底面抗渗流稳定分析第53页/共101页图2.4-2 基坑底抗渗流稳定性验算第54页/共101页3土钉墙*钻孔注浆土钉*打入土钉*打入注浆土钉第55页/共101页第56页/共101页第57页/共101页第58页/共101页第59页/共101页第60页/共101页第61页/共101页第62页/共101页第63页/共101页第64页/共101页第65页/共101页第66页/共101页第67页/共101页第68页/共101页3.1.2土钉墙和其他类似技术的比较第69页/共101页第70页/共101页3.1.3土钉墙和其他技术的联合应用第71页/共101页第72页/共101页第73页/共101页第74
8、页/共101页3.2建筑基坑支护技术规程JGJ120-99方法第75页/共101页3.2.1土钉抗拉承载力（图土钉抗拉承载力（图3.2-1）第76页/共101页（1）单根土钉受拉荷载标准值可按下式计算第77页/共101页（2）对于基坑侧壁安全等级为二级的土钉抗拉承载力设计值应按试验确定，基坑侧壁安全等级为三级时可按下式计算：式中s土钉抗拉抗力分项系数，取1.3；第78页/共101页（3）单根土钉抗拉承载力计算应符合下列要求：第79页/共101页3.2.2整体稳定性验算（图整体稳定性验算（图3.2-2）图3.2-2整体稳定性验算第80页/共101页（1）单根土钉在圆弧滑裂面外锚固体与土体的极限抗
9、拉力可按下式确定：第81页/共101页（2）土钉墙应根据施工期间不同开挖深度及基坑底面以下可能滑动面采用圆弧滑动简单条分法，取一定长度边坡体，按下式进行计算：第82页/共101页3.2.3 构造要求土钉墙设计及构造应符合下列要求：1土钉墙墙面坡度不宜大于1:0.1；2土钉必须和面层有效连接，应设置承压板或加强钢筋等构造措施，承压板或加强钢筋应与土钉螺栓连接或钢筋焊接连接；3土钉的长度宜为开挖深度的0.51.2倍，间距宜为12m，与水平面夹角宜为50200;4土钉钢筋宜采用II、III级钢筋，钢筋直径 宜 为 1632mm，钻 孔 直 径 宜 为70120mm；第83页/共101页 5注浆材料宜
10、采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M10；6喷射混凝土面层宜配置钢筋网，钢筋直径宜为610mm；间距宜为150300mm；喷射混凝土强度等级不宜低于C20，面层厚度不宜小于80mm；7.坡面上下段钢筋网搭接长度应大于300mm。第84页/共101页3.3建筑基坑工程技术规范YB9258-97方法第85页/共101页3.3.1 抗拔力和锚固长度(1)土钉设计轴向拉力值 (2)钢筋截面积 (3)锚固长度第86页/共101页3.3.2内部稳定分析验算内部稳定分析验算内部稳定分析采用条分法，计算公式为：第87页/共101页3.3.3外部稳定分析验算外部稳定分析验算以土钉原位加固土体，当土钉达到一
11、定密度时所形成的复合体就会出现类似锚定板群锚现象中的破裂面后移现象，在土钉加固范围内形成一个“土墙”，在内部自身稳定得到保证的情况下，它的作用类似重力式挡墙，因此，可用重力式挡墙的稳定性分析方法对土钉墙进行分析。如图3.3-1。第88页/共101页图3.3-1土钉支护外部整体稳定性分析（a）滑移；（b）倾覆；（c）整体失稳第89页/共101页1.土墙厚度的确定（图土墙厚度的确定（图3.3-2）第90页/共101页2.抗滑移验算抗滑移验算图3.3-3滑移计算第91页/共101页如图3.3-3所示，抗滑移验算可按下式进行：第92页/共101页3.抗倾覆验算抗倾覆验算如图3.3-4所示,抗倾覆验算可
12、按下式进行：第93页/共101页3.3.4 构造要求（1）初步选定土钉支护各组成部分尺寸及参数：a.锚固体孔径：D=815cm；b.土钉长度：一般对非饱和土，土钉长度与开挖深度H之比为0.61.0范围内，密实及干硬性粘土取小值；c.土钉直径：一般为2035mm，不少于16mm II级以上螺纹钢筋；d.注浆材料：水泥砂浆或水泥素浆，水泥采用普通 硅 酸 盐 水 泥，标 号 不 小 于 425，水 灰 比1:0.400.50；e.墙面倾角：垂直方向倾角00250，土钉水平方向倾角一般为50200，利用重力向孔中注浆时倾角不宜小于150；第94页/共101页 f.间 距：水 平 间 距 为(1015
13、)D，一 般 为0.81.20m，垂直间距依土层及计算确定，一般0.81.20m。上下插筋交错排列。遇局部软弱土层间距可低于0.8m；g.钢丝网或钢筋网片：无地下水、土质好时可用一般钢丝网，土体稳定性差时可用钢筋网片，一般采用6 的I级钢筋焊成1520cm方格形网片。面层砂浆或喷射混凝土厚度为50150mm；h.锚板：直径3035cm六边形或方形混凝土预制板，内配构造筋，厚度大于7cm。也可采用长度不小于400的井字钢筋(16)代替锚板。（2）钢筋网喷射混凝土面层设计可按下列构造要求：第95页/共101页 a.钢 筋 网 可 用 68钢 筋，网 眼 宜 为150300mm，必要时可在土钉头之间
14、设216加强钢筋；b.喷射面层的混凝土等级不宜低于C20，喷射面层厚度宜取80150mm(土质差时取大值，反之取小值)。（3）如遇有软弱土层，可增设加强锚杆，土钉与锚杆合用。（4）土钉头与钢筋网连接。当土钉头之间有加强钢筋通过时，宜与土钉头焊接；当土钉头之间无加强钢筋通过时，可用不小于416、长度为200300mm的钢筋在土钉头处呈井字架与土钉头焊接，井字架钢筋应位于钢筋网之外，以代替混凝土锚板。第96页/共101页3.4基坑土钉支护技术规程CECS9697方法第97页/共101页3.4.1土钉抗拉计算土钉抗拉计算1.土钉拉力土钉拉力可按图3.4-1所示土压力分布计算：其中第98页/共101页说明：1.自重引起的土压力峰值按下式计算：第99页/共101页 2.土钉长度各层土钉的长度宜满足下式要求：第100页/共101页感谢您的观看！第101页/共101页