深基坑工程技术讲座(12)──第十二讲 挡土支护结构侧压力(下_1).pdf
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1、建筑技术讲座 北京秋光技术开发有限公司 岩土技术开发部 深基坑工程技术讲座(12) 沈保汉 (北京市建筑工程研究院) 第十二讲 挡土支护结构侧压力(下1) 1211 多支点柔性挡土支护结构的土压力 对于多支点(锚杆或支撑)挡土支护结构,因为产 生土压力的方式不同,采用的设计土压力则不相同。 对于此类结构,在锚杆或支撑设置以前,挡土结构已经 产生了位移,而要用锚杆或支撑把已变形的墙体顶回 去,则需要很大的锚固力或支撑力,这样将引起挡土结 构上土压力的增加。因此,土压力的大小应由设计采 用的每道锚杆的锚固力或每道支撑力以及挡土结构实 际变形决定。由此可见,多支点挡土支护结构的土压 力的计算是十分复
2、杂和困难的,目前均采用经验方法。 121111 太沙基(Terzaghi)和皮克(Peck)土压力图 式 Terzaghi和Peck在柏林地铁工程明挖实测结果如 图1211所示。该基坑深1115m ,坑壁为细砂土,= 18kN/ m3,= 37,= 0 ,超载q = 11kN/ m2,四道支撑。 图1211a为基坑实测土压力包络图,图1211b为设计 时,假定土压力分布为梯形。 图1211 柏林地铁开挖实测及 设计土压力图形 美国西雅图的哥伦比亚大厦深基坑工程,基坑深 37m;其上半部为裂隙硬粘土,下半部为砂砾石、 冰碛粘 土及粉土与粘土互层;挡土桩为2I360H型钢桩,间距 4m ,桩间用钢
3、筋混凝土挡板;支护结构为2030层锚 杆,锚杆直径310mm ,锚固段长度69m。该工程E - 10号挡土桩土压力实测值如图1212所示。 Terzaghi和Peck(1967)建议的土压力分布图式如 图1213所示。该计算方法系以下列条件为依据: 图1212 哥伦比亚大厦E - 10号 挡土桩土压力实测值 (1)适用于开挖深度 6m的基坑; (2)采用一种称为 “表观” 压力的人为荷载分布图 来确定支撑荷载; (3)水位在基坑底面以下,粘土取不排水抗剪强 度,不考虑孔隙水压力; (4)建立了一个表示在粘土中开挖竣工时的稳定 性表达式,即: KN=H C (12 - 1) 当KN大于34时,坑
4、顶位移将很明显,当KN6 时,基底可能发生破坏。 日本建筑基础结构设计规范(1974)对Terzaghi和 Peck建议的土压力分布图式作了修正,其值如图1213 中方括号内所示。 121112 崔勃泰里奥夫(Tschebotarioff)土压力图式 Tschebotarioff(1973)提出的土压力图如图1214所 示。 该图对开挖深度大于16m的基坑较适用。 121113 日本铃木音彦土压力图式 日本铃木音彦在 工程土力学计算实例 中介绍的 土压力分布图式如图1215所示 74 第25卷- 2 建筑技术开发 1998年4月 1995-2004 Tsinghua Tongfang Opti
5、cal Disc Co., Ltd. All rights reserved. (a)砂土 (b)软-中等粘土 (c)硬-裂隙粘土 Ka = tan2 (45 - / 2) Ka = 1 - 4Cu H (H 4) Cu = 1 2 qu (H 4) 012H Ka = 1 - 4Cu H 但Ka0. 3 支撑 012013H 图1213 Terzaghi和Peck(1967)建议的土压力分布 图式 ( 内为日本建筑基础结构设计规范的数值) (a)砂土 (b)硬粘土中 (c)中等粘土中 的临时支撑的永久性支撑 图1214 Tschebotarioff提出的土压力图式 121114 小结 从图1
6、213图1215可知 : (1) 这些土压力的分布 图式并非表示某一工况的土压力分布,而是实测资料 中最大土压力的包络线图。按这些图式,只能用于挡 土支护结构体系的内力计算,而不能用于挡土支护结 (a)密实砂土 ;(b) 中密砂土 ;(c) 松散砂土 ;(d) 坚硬 粘土 ;(e) 中密粘土 ;(f) 软粘土 图1215 铃木音彦土压力图式 构体系的稳定性验算,也不能用来分析计算挡土支护 结构的变形。 (2)按这些土压力分布图式,对多支点挡土支护结 构的支撑或锚杆设计是过于安全的。 根据工程现场测试所得到的土压力分布图可知, 试图用一个对各类挡土支护结构都适用的统一的土压 力分布图式看来是不现
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