深基坑支护设计剖析范文

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1.深基坑支护类型选择

深基坑支护不仅要求确保边坡的稳定,而且要满足变形控制要求,以确保基坑周围的建筑物、地下管线、道路等的安全。如今支护结构日臻完善,出现了许多新的支护结构形式与稳定边坡的方法。

根据本地区实际情况,经比较采用钻孔灌注桩作为挡土结构,由于基坑开采区主要为粘性土,它具有一定自稳定结构的特性,因此护坡桩采用间隔式钢筋混凝土钻孔灌注桩挡土,土层锚杆支护的方案,挡土支护结构布置如下:(1)护坡桩桩径600mm,桩净距1000mm;(2)土层锚杆一排作单支撑,端部在地面以下2.00mm,下倾18°,间距1.6m;(3)腰梁一道,位于坡顶下2.00m处,通过腰梁,锚杆对护坡桩进行拉结;(4)桩间为粘性土不作处理。

2.深基坑支护土压力

深基坑支护是近些年来才发展起来的工程运用学科,新的完善的支护结构上的土压力理论还没有正式提出,要精确地加以确定是不可能的。而且由于土的土质比较复杂,土压力的计算还与支护结构的刚度和施工方法等有关,要精确地确定也是比较困难的。目前,土压力的计算,仍然是简化后按库仑公式或朗肯公式进行。常用的公式为:

主动土压力:

Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

工中:Eα——主动土压力(KN),γ——土的容重,采用加权平均值。H——挡土桩长(m)。Φ——土的内摩擦角(°)。C——土的内聚力(KN)。

被动土压力:EP=1/2γt2KPCt

式中:EP——被动土压力(KN),t——挡土桩的入土深度(m),KP——被动土压力系数,一般取K2=tg2(45°-Φ/2)。

由于传统理论存在达些不足,在工程运用时就必须作经验修正,以便在一定程度上能够满足工程上的使用要求,这也就是从以下几个方面具体考虑:

2.1.土压力参数:尤其抗剪强度C/Φ的取值问题。抗剪强度指标的测定方法有总应力法和有效应办法,前者采用总应力C、Φ值和天然重度γ(或饱和容量)计算土压力,并认为水压力包括在内,后者采用有效应力C、Φ及浮容量γ计算土压力,另解水压力,即是水土分算。总应办法应用方便,适用于不透水或弱透水的粘土层。有效应力法应用于砂层。

2.2.朗肯理论假定墙背与填土之间无摩擦力。这种假设造成计算主动土压力偏大,而被动土压力偏小。主动土压力偏大则是偏安全的,而被动土压力偏小则是偏危险的。针对这一情况,在计算被动土压力时,采用修正后的被动土压力系数KP,因为库仑理论计算被动土压力偏大。因此采用库仑理论中的被动土压力系数擦角δ,克服了朗肯理论在此方面的假定。可以求得修正后的KP是:KP=〔CosΨDCosδ[KF)]-Sin(Ψo+δ)SinΨo〕2

式中是按等值内摩擦角计算,对粘性土取ΦD=Φ是根据经验取值,δ一般为1/3Φ-2/3Φ。

2.3.用等值内摩擦角计算主动土压力。在实践中,对于抗深在10m内的支护计算,把有粘聚力的主动土压力Eα,计算式为:E=1/2CHtg2(45°-Φ/2)+2C2/γ。

用等值内摩擦角时,按无粘性土三角形土压力并入Φo,E=1/2γH2tg(45°-Φ/2),而E=E由此可得:tg(45°-[SX(]Φo2=rH2tg2(45°-Ψ/2)-4CHtg(45°-Ψ/2)+4C2/r2rH2

2.4.深基坑开挖的空间效应。基坑的滑动面受到相邻边的制约影响,在中线的土压力最大,而造近两边的压力则小,利用这种空间效应,可以在两边折减桩数或减少配筋量。

2.5.重视场内外水的问题。注意降排水,因为土中含水量增加,抗剪强度降低,水分在较大土粒表面形成润滑剂,使摩擦力降低,而较小颗粒结合水膜变厚,降低了土的内聚力。

综上所述,结合本场地地质资料以及所选择的基抗支护形成,水压力和土压力分别按以下方式计算:

2.5.1.水压力:因支护桩所处地层主要为粘性土层,且为硬塑中密状态,另开挖前已作降水处理,故认为此压力采用水土合算是可行的。

2.5.2.土压力:桩后主动土压力,采用朗肯主动土压力计算,即:Eα=1/2γH2tg2(45°-Φ/2)-2CHtg(45°-Φ/2)+2C2/γ

桩前被动土压力,采用修正后的朗肯被动土压力计算,即:EP=1/2γt2KP+2KPCt.