[分享]基坑围护结构——连续墙计算

发表于2018-10-11     943人浏览     2人跟帖     总热度:144  



基坑围护结构——连续墙计算-timg (2)







内容提要:基本参数设置(土层、支撑形式),按照工况计算内力变形得到包络图,瑞典条分法计算整体稳定性,总应力法绕过桩底的坑底抗隆起计算,各个土层的墙底抗隆起计算,抗渗流稳定计算、抗倾覆计算、同济抛物线法地表沉降计算。共计约2500字,3分钟“看”完。那么就拜托了。

1 工程概况

该基坑设计总深16.68m,按一级基坑 、选用《国家行业标准—建筑基坑支护技术规程(JGJ120-2012)》进行设计计算,计算断面编号:2-2,采用同济启明星基坑支护结构专用软件FRWS7.2。

1.1 土层参数

最多 22 列

序号

土层名称

厚度

(m)

γ

(kN/m3)

c

(kPa)

φ

(°)

1

(1)1素填土

4.13

18.0

8.00

20.00

2

(2)1-3粉质黏土

2.50

18.3

31.20

14.30

3

(4)1-3黏土

7.00

19.0

39.50

17.50

4

(4)4-4粉土

2.40

19.8

15.20

30.10

5

(4)1-3黏土

2.60

19.0

39.50

17.50

6

(4)4-4粉土

1.20

19.8

15.20

30.10

7

(4)1-3黏土

2.80

19.0

39.50

17.50

8

(4)3-3泥炭质土

2.00

13.8

26.90

9.50

9

(4)1-3黏土

5.60

19.0

39.50

17.50

10

(4)4-4粉土

3.80

19.8

15.20

30.10

11

(4)1-3黏土

5.60

19.0

39.50

17.50

续表

序号

土层名称

厚度

(m)

m

(MN/m4)

Kmax

(MN/m3)

分算

/合算

1

(1)1素填土

4.13

6.8

0.0

分算

2

(2)1-3粉质黏土

2.50

5.8

0.0

分算

3

(4)1-3黏土

7.00

8.3

0.0

合算

4

(4)4-4粉土

2.40

16.6

0.0

分算

5

(4)1-3黏土

2.60

8.3

0.0

合算

6

(4)4-4粉土

1.20

16.6

0.0

分算

7

(4)1-3黏土

2.80

8.3

0.0

合算

8

(4)3-3泥炭质土

2.00

3.6

0.0

合算

9

(4)1-3黏土

5.60

8.3

0.0

合算

10

(4)4-4粉土

3.80

16.6

0.0

分算

11

(4)1-3黏土

5.60

8.3

0.0

合算

地下水位埋深:0.50m。

1.2 基坑周边荷载

地面超载:20.0kPa

2 开挖与支护设计

基坑支护方案如图:

       基坑围护结构——连续墙计算_1      

连续墙2-2基坑支护方案图

2.1 挡墙设计

· 挡墙类型:地下连续墙;

· 嵌入深度:10.500m;

· 露出长度:0.000m;

· 厚度:800mm;

· 混凝土等级:C30;

2.2 支撑(锚)结构设计

本方案设置3道支撑(锚),各层数据如下:

第1道支撑(锚)为平面内支撑, 距墙顶深度1.500m, 工作面超过深度0.000m,预加轴力0.00kN/m。 该道平面内支撑具体数据如下:

· 支撑材料:钢筋混凝土撑;

· 支撑长度:21.150m;

· 支撑间距:5.600m;

· 与围檩之间的夹角:90.000°;

· 不动点调整系数:0.500;

· 混凝土等级:C30;

· 截面高:800mm;

· 截面宽:800mm。

计算点位置系数:0.000。

第2道支撑(锚)为平面内支撑, 距墙顶深度6.300m, 工作面超过深度0.500m,预加轴力0.00kN/m。 该道平面内支撑具体数据如下:

· 支撑材料:钢支撑;

· 支撑长度:21.150m;

· 支撑间距:3.000m;

· 与围檩之间的夹角:90.000°;

· 不动点调整系数:0.500;

· 型钢型号:@609*16;

· 根数:1;

· 松弛系数:1.000。

计算点位置系数:0.000。

第3道支撑(锚)为平面内支撑, 距墙顶深度12.500m, 工作面超过深度0.500m,预加轴力0.00kN/m。 该道平面内支撑具体数据如下:

· 支撑材料:钢支撑;

· 支撑长度:21.150m;

· 支撑间距:3.000m;

· 与围檩之间的夹角:90.000°;

· 不动点调整系数:0.500;

· 型钢型号:@609*16;

· 根数:1;

· 松弛系数:1.000。

计算点位置系数:0.000。

2.3 换(拆)撑设计

序号

换撑距墙

顶深度(m)

换撑后拆

除的支撑

预加轴力

(kN/m)

换撑对桩墙的约束效果

1

16.030

第3道支撑

0.00

水平:3805MN/m/m

转动:自由

2

9.280

第2道支撑

0.00

水平:1691MN/m/m

转动:自由

3

3.730

第1道支撑

0.00

水平:3382MN/m/m

转动:自由

2.4 工况顺序

该基坑的施工工况顺序如下图所示:

       基坑围护结构——连续墙计算_2              基坑围护结构——连续墙计算_3              基坑围护结构——连续墙计算_4              基坑围护结构——连续墙计算_5              基坑围护结构——连续墙计算_6              基坑围护结构——连续墙计算_7              基坑围护结构——连续墙计算_8              基坑围护结构——连续墙计算_9              基坑围护结构——连续墙计算_10              基坑围护结构——连续墙计算_11              基坑围护结构——连续墙计算_12              基坑围护结构——连续墙计算_13              基坑围护结构——连续墙计算_14      

3 内力变形计算

3.1 计算参数

水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;

水压力计算方法:静止水压力,修正系数:1.0;

主动侧土压力计算方法: 朗肯主动土压力,分布模式:矩形,调整系数:1.0,负位移不考虑土压力增加;

被动侧基床系数计算方法: "m"法, 土体抗力不考虑极限土压力限值;

墙体抗弯刚度折减系数:1.0。

3.2 计算结果

3.2.1 内力变形结果

每延米墙体抗弯刚度EI=1280000kN.m2。

以下内力和土体抗力的计算结果是每延米墙体的;支撑反力是每延米的。

       基坑围护结构——连续墙计算_15              基坑围护结构——连续墙计算_16              基坑围护结构——连续墙计算_17              基坑围护结构——连续墙计算_18      

第1工况:开挖至1894.77(深1.50)m

       基坑围护结构——连续墙计算_19              基坑围护结构——连续墙计算_20              基坑围护结构——连续墙计算_21              基坑围护结构——连续墙计算_22      

第2工况:在1894.77(深1.50)m处加撑(锚)

       基坑围护结构——连续墙计算_23             基坑围护结构——连续墙计算_24              基坑围护结构——连续墙计算_25              基坑围护结构——连续墙计算_26      

第3工况:开挖至1889.47(深6.80)m

       基坑围护结构——连续墙计算_27              基坑围护结构——连续墙计算_28              基坑围护结构——连续墙计算_29              基坑围护结构——连续墙计算_30      

第4工况:在1889.97(深6.30)m处加撑(锚)

       基坑围护结构——连续墙计算_31              基坑围护结构——连续墙计算_32              基坑围护结构——连续墙计算_33              基坑围护结构——连续墙计算_34      

第5工况:开挖至1883.27(深13.00)m

       基坑围护结构——连续墙计算_35              基坑围护结构——连续墙计算_36              基坑围护结构——连续墙计算_37              基坑围护结构——连续墙计算_38      

第6工况:在1883.77(深12.50)m处加撑(锚)

       基坑围护结构——连续墙计算_39              基坑围护结构——连续墙计算_40              基坑围护结构——连续墙计算_41              基坑围护结构——连续墙计算_42      

第7工况:开挖至1879.59(深16.68)m

       基坑围护结构——连续墙计算_43              基坑围护结构——连续墙计算_44              基坑围护结构——连续墙计算_45              基坑围护结构——连续墙计算_46      

第8工况:在1880.24(深16.03)m处换撑

       基坑围护结构——连续墙计算_47              基坑围护结构——连续墙计算_48              基坑围护结构——连续墙计算_49              基坑围护结构——连续墙计算_50      

第9工况:拆除3支撑

       基坑围护结构——连续墙计算_51              基坑围护结构——连续墙计算_52              基坑围护结构——连续墙计算_53              基坑围护结构——连续墙计算_54      

第10工况:在1886.99(深9.28)m处换撑

       基坑围护结构——连续墙计算_55              基坑围护结构——连续墙计算_56              基坑围护结构——连续墙计算_57              基坑围护结构——连续墙计算_58      

第11工况:拆除2支撑

       基坑围护结构——连续墙计算_59              基坑围护结构——连续墙计算_60              基坑围护结构——连续墙计算_61              基坑围护结构——连续墙计算_62      

第12工况:在1892.54(深3.73)m处换撑

       基坑围护结构——连续墙计算_63              基坑围护结构——连续墙计算_64              基坑围护结构——连续墙计算_65              基坑围护结构——连续墙计算_66      

第13工况:拆除1支撑

       基坑围护结构——连续墙计算_67              基坑围护结构——连续墙计算_68              基坑围护结构——连续墙计算_69              基坑围护结构——连续墙计算_70      

支(换)撑反力范围表

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抗力


相对桩顶深度(m)

最小值(kN/m)

最大值(kN/m)

支撑

第1道支撑

1.50

-19.5

140.3



第2道支撑

6.30

0.0

555.3


第3道支撑

12.50

0.0

544.0

换撑

第1道换撑

16.03

0.0

512.3



第2道换撑

9.28

0.0

486.5


第3道换撑

3.73

0.0

199.1

坑内侧土体抗力安全系数:1.27~60.41。

4 整体稳定计算

4.1 计算参数

整体稳定计算方法: 瑞典条分法;

应力状态计算方法: 总应力法;

土钉法向力折减系数:ξ=0.5;

土钉切向力折减系数:ξ=1.0;

锚杆法向力折减系数:ξ=0.5;

锚杆切向力折减系数:ξ=1.0;

桩墙抗滑考虑方式:滑面绕桩;

浸润线不考虑止水帷幕;

滑弧搜索不考虑局部失稳;

考虑开挖工况;

搜索范围:坡顶:全范围;坡底:全范围;

搜索方法: 遗传算法。

4.2 计算结果

4.2.1 开挖至1879.59m(深16.68m)

       基坑围护结构——连续墙计算_71      

滑弧:圆心(3.57m,-0.00m),半径:27.53m, 起点(-23.96m,0.00m), 终点(25.48m,16.68m), 拱高比0.718;

下滑力:3965.73kN/m;

土体(若有则包括搅拌桩和坑底加固土)抗滑力:5816.34kN/m;

土钉/锚杆抗滑力:0.00kN/m;

桩墙的抗滑力:0.00kN/m;

安全系数:1.47,。

5 坑底抗隆起(圆弧滑动)计算

5.1 计算参数

滑弧中心:最下道支撑;

滑弧位置:通过桩底;

应力状态计算方法:总应力法;

桩墙弯曲抗力:不考虑;

垂直滑面阻力:忽略;

滑面水平应力:考虑。

5.2 计算结果

       基坑围护结构——连续墙计算_72      

下滑力:2427.8kN/m;

抗滑力:4445.6kN/m;

安全系数:1.83,要求安全系数:2.2 。

6 墙底抗隆起计算

6.1 计算参数

计算公式:Prandtl;

考虑隆起土层不均匀性厚深比:0.0;

考虑放坡影响宽深比:1.0。

6.2 计算结果

6.2.1 墙底

       基坑围护结构——连续墙计算_73      

坑内侧向外16.7m范围内总荷载:8723.9kN/m;

验算断面处土体内聚力:39.5kPa;内摩擦角:17.5°。

地基承载力:

            基坑围护结构——连续墙计算_74      

            基坑围护结构——连续墙计算_75      

            基坑围护结构——连续墙计算_76      

安全系数:1454.1×16.7/8723.9=2.78,要求安全系数:1.8。

6.2.2 第10层土顶面

       基坑围护结构——连续墙计算_77      

坑内侧向外16.7m范围内总荷载:9691.2kN/m;

验算断面处土体内聚力:15.2kPa;内摩擦角:30.1°。

地基承载力:

            基坑围护结构——连续墙计算_78      

            基坑围护结构——连续墙计算_79      

            基坑围护结构——连续墙计算_80      

安全系数:5078.3×16.7/9691.2=8.74,要求安全系数:1.8。

6.2.3 第11层土顶面

       基坑围护结构——连续墙计算_81      

坑内侧向外16.7m范围内总荷载:10946.2kN/m;

验算断面处土体内聚力:39.5kPa;内摩擦角:17.5°。

地基承载力:

            基坑围护结构——连续墙计算_82      

            基坑围护结构——连续墙计算_83      

            基坑围护结构——连续墙计算_84      

安全系数:2121.4×16.7/10946.2=3.23,要求安全系数:1.8。

7 抗渗流稳定计算

7.1 计算参数

抗渗流计算方法: 临界水力坡度法,垂直渗径换算系数(上段):0.8,垂直渗径换算系数(下段):1.0,水平渗径换算系数:0.0, 有效重度计算方法:由饱和重度计算。

7.2 计算结果

抗渗流稳定安全系数:        基坑围护结构——连续墙计算_85      ,要求安全系数:1.6。

8 其他计算

8.1 抗倾覆计算

8.1.1 计算参数

水土计算(分算/合算)方法:按土层分/合算;

主动侧土压力分布模式:三角形;

水压力计算方法:静止水压力。

8.1.2 计算结果

       基坑围护结构——连续墙计算_86      

抗倾覆安全系数:        基坑围护结构——连续墙计算_87      

8.2 地表沉降计算

8.2.1 计算参数

地表沉降计算方法: 同济抛物线法。

8.2.2 计算结果

       基坑围护结构——连续墙计算_88     




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基坑围护结构——连续墙计算


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广东 揭阳 | 建筑施工

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