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深基坑理正计算的问题探讨


岩土力学参数с、ϕ取值
3)对地下水位以下砂质粉土、砂土和碎石土,应采用水土分算; 此时,土的抗剪强度指标应采用有效应力强度指标c、、ϕ、,对 砂质粉土,缺少有效应力强度指标时,也可采用三轴固结不排 水抗剪强度指标ccu、ϕcu或直剪固结快剪强度指标ccq、ϕcq代替; 对砂土和碎石土,有效应力强度指标可根据标准贯入试验实测 击数和水下休止角等物理力学指标取值。 结合《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)3.1.14条规定 及郑州地方经验,深基坑计算时с、ϕ取值可遵守以下原则: 对于黏质粉土、粉质粘土水位以上采用直剪固结快剪强度 指标ccq、ϕcq ;水位以下优先采用三轴固结不排水抗剪强度指标 ccu、ϕcu ,在缺少此项时,可采用直剪固结快剪强度指标ccq、 ϕcq ;对于粉砂、细砂,没有提供有效应力强度指标时,可采用 直剪快剪cq、ϕq 。
大纲
岩土力学参数с、ф取值 岩土水平抗力比例系数m取值 理正深基坑冠梁刚度的计算 理正深基坑支撑支锚刚度的计算 理正深基坑支撑材料抗力的计算 其他
岩土力学参数с、ϕ取值
依据建设部《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)
3.1.14条规定 1)地下水位以上的黏性土、黏质粉土,土的抗剪强度指标应 采用三轴固结不排水抗剪强度指标ccu、ϕcu或直剪固结快剪 强度指标ccq、ϕcq,地下水位以上砂质粉土、砂土、碎石土, 应采用有效应力强度指标c、、ϕ、; 2)对地下水位以下的黏性土、黏质粉土,采用水土合算;对 正常固结或超固结土,土的抗剪强度指标应采用三轴固结 不排水抗剪强度指标ccu、ϕcu或直剪固结快剪强度指标ccq、 ϕcq,对欠固结土,宜采用有效自重压力下预固结的三轴不 固结不排水抗剪强度指标cuu、ϕuu
岩土水平抗力比例系数m取值
依据建设部《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)4.1.5
条规定 1)基坑内侧土的水平反力系数可按下式计算: Ks=m(z-h) m—-土的水平反力系数的比例系数(KN/m4) z—计算点距离地面深度(m) h—计算工况下的基坑开挖深度(m) 由于我国一直采用m表示比例系数,故称为“m”法。 2)基坑围护结构的平面弹性地基梁法是从水平向受荷桩的计算方 法演变而来,因此m值的确定应该根据单桩的水平荷载试验结果 来确定(基坑手册 第二版)。 3)《规 取值,缺少试验和经验时,可按下列经验公式计算
岩土水平抗力比例系数m取值
理正深基坑中m值的计算与上式相符。 4)m值直接影响到深基坑围护结构的受力计算结果,m值越 大,基坑内侧被动土体强度越高,围护结构受力及基坑变 形越有利,反之m值越小越不利。所以要严肃对待m值的选 取。 《郑州市轨道交通3号线一期工程02标段岩土工程勘察 报告施审(勘察专业)》岩土力学参数建议值中提供了m 值,理正计算时应取参数建议值
理正深基坑支撑支锚刚度的计算
《基坑规程》(JGJ120-2012)中4.1.10条中当支撑腰梁或冠梁的挠度
可忽略不计时,计算宽度内弹性支点刚度系数可按下式计算:
λ-支撑不动点调整系数,一般可取0.5; αR-支撑松弛系数,对混凝土支撑或预加轴力的钢支撑取 1.0, 对不预加轴力的钢支撑取0.8~1.0,一般可取1.0; E-支撑材料弹性模量; A-支撑截面面积; L0-受压支撑构件的长度;支撑刚度定义是轴向压力/轴向应变,轴向受 压变形范围是整个支撑梁长度,立柱可限制支撑梁的竖向弯曲变形, 但并不能限制撑的轴向受压变形,所以有格构柱时依然取支撑实际长 度 。 s-支撑水平间距。 ba-挡土结构计算宽度,排桩取桩间距,连续墙取单幅墙宽度。
理正深基坑支撑材料抗力的计算
材料抗力计算公式如下:
混凝土支撑 钢支撑 A-支撑截面面积; ƒc、ƒy-分别指混凝土、钢材抗压强度设计值; ξ-与工程形式有关的调整系数;对于完全对称的基坑, ξ=1.0; φ-与支撑长细比有关的调整系数。可分别参照《混规》 《钢规》中查询。 1)材料抗力参与抗倾覆与整体稳定性计算。 2)当支撑为斜撑时材料抗力要进行折减T*sinƟ。
理正深基坑冠梁刚度的计算
现有的基坑设计计算理论中,没有明确如何考虑冠梁或者
腰梁对支护结构的作用,但实际上,特别是在面积和边长 较小的基坑中,冠梁会起到非常大的作用。理正深基坑中 考虑了冠梁的水平侧向刚度对基坑的作用,理正提供的水 平侧向刚度计算公式如下:
理正深基坑冠梁刚度的计算
K a 2 L a 3L EI
2
a——桩、墙位置;一般取L长度的一半(最不利位置)。 L——冠梁长度;如有内支撑,取内支撑间距;如无内支撑,取该
边基坑边长。 EI——冠梁截面抗弯刚度;其中I表示截面对x轴的惯性矩。 1)理正深基坑中E要根据所选混凝土强度等级将弹性模量输入软 件中,惯性矩I,理正会依据前面所输入的冠梁尺寸进行计算, 不需要改动。 2)冠梁的水平侧向刚度会影响理正计算中基坑的水平位移、支护 结构内力的计算结果。 3)冠梁对支护结构的作用是有条件的,是否起作用要看冠梁两端 是否有有效约束,保证冠梁两端不向坑内发生位移。如冠梁两 端不连续或基坑单边有冠梁及悬臂支挡结构不考虑冠梁刚度。
理正深基坑支撑支锚刚度的计算
理正深基坑中单根支撑弹性支点刚度系数计算公式:
1)公式中各参数除kR含义均与《基坑规程》中一致,《基坑 规程》中kR为挡土结构计算宽度内的弹性支点刚度系数, 为单位宽度内的刚度系数,理正深基坑中为支撑间距宽度 内的刚度系数,计算结果中没有除以支撑间距。支撑的支 锚刚度可以采用理正深基坑中公式的计算值。 2)支锚刚度的取值直接影响到基坑的变形,围护结构受力, 支撑轴力等的计算结果。 3)当支撑为斜撑时要对支撑刚度进行折减kR*sinƟ。
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