基坑工程-桩墙式支护例题.

第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】基坑深8m，坑外地下水在地面下1m，坑内地下水在坑底面，坑边满布地面超载q=10kN/m2。地下水位以上γ=18kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标c=10kPa、φ=8°；地下水位以下γsat=18.5kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标c=12kPa、φ=15°，锚杆位于地面下3m。【求】用等值梁法求桩的设计嵌入深度D、Mmax。§2.3基坑工程设计第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】已知H=8m，坑外地下水在地面下1m，坑内地下水在坑底面，q=10kN/m2。地下水位以上:γ=18kN/m3，c=10kPa、φ=8°；地下水位以下:γsat=18.5kN/m3，c=12kPa、φ=15°，锚杆位于地面下3m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力：①临界深度z0=1.3m1m；§2.3基坑工程设计04.176.13)2845tan(102)2845(tan)18(2)(0201zzkczkeooaiijjjaiaik第2章基坑工程【例2.2】已知H=8m，坑外地下水在地面下1m，坑内地下水在坑底面，q=10kN/m2。地下水位以上:γ=18kN/m3，c=10kPa、φ=8°；地下水位以下:γsat=18.5kN/m3，c=12kPa、φ=15°，锚杆位于地面下3m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力：①临界深度z0=1.3m1；设临界深度在坑外地下水位以下x=z02-1(m)，则z02=1.7m1§2.3基坑工程设计089.108.79.10)21545tan(122)21545(tan))1(5.18118(2)(022021zzkczkeooaiijjjaiaik第2章基坑工程【例2.2】已知H=8m，坑外地下水在地面下1m，坑内地下水在坑底面，q=10kN/m2。地下水位以上:γ=18kN/m3，c=10kPa、φ=8°；地下水位以下:γsat=18.5kN/m3，c=12kPa、φ=15°，锚杆位于地面下3m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力：②地面下深度z1.7m处土所产生的主动土压力：§2.3基坑工程设计7.189.10)21545tan(122)21545(tan))1(5.18118(2)(21zzkczkeooaiijjjaiaik第2章基坑工程【例2.2】已知H=8m，坑外地下水在地面下1m，坑内地下水在坑底面，q=10kN/m2。地下水位以上:γ=18kN/m3，c=10kPa、φ=8°；地下水位以下:γsat=18.5kN/m3，c=12kPa、φ=15°，锚杆位于地面下3m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力：③地面超载所产生的主动土压力：坑外深度1.0m以上，坑外深度1.0m下，总主动土压力上述②③二者叠加§2.3基坑工程设计kPaqkkPaqkoaioai9.5)21545(tan106.7)2845(tan1022第2章基坑工程【例2.2】已知H=8m，坑外地下水在地面下1m，坑内地下水在坑底面，q=10kN/m2。地下水位以上:γ=18kN/m3，c=10kPa、φ=8°；地下水位以下:γsat=18.5kN/m3，c=12kPa、φ=15°，锚杆位于地面下3m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（2）坑内被动土压力：坑内坑底下深度y=z-8处被动土压力：§2.3基坑工程设计kPayzzkczkeoopiijjjpipik3.314.313.31)8(4.31)21545tan(122)21545(tan))8(5.18(2)(21第2章基坑工程【例2.2】已知H=8m，坑外地下水在地面下1m，坑内地下水在坑底面，锚杆位于地面下3m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（3）支护结构的荷载标准值分布如图§2.3基坑工程设计3000第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】2.求反弯点位置（设反弯点在坑内坑底下深度y0=2.1m处）§2.3基坑工程设计00118,3.314.319.57.189.102)(2)(yzkPayzkcqzkkcqzkeeipiijjjpiaiijjjaipikaik第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】3.假设支护桩受力简图为简支梁（1）锚杆水平力标准值Ha1k，对反弯点取弯矩，即∑M=0，得Ha1k=186.0kN/m（179.53）§2.3基坑工程设计2.1)(7212.1)(75.92.1)0.5-(817.60.7)-1-8(2.1310.7)-1-8(2.168.5)1.29.10(211.2212.131.31.2312.12.1)(31.4213)H-8(2.10)(a1kajajjpikjaikaHpEaE第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】3.假设支护桩受力简图为简支梁（2）反弯点处支座反力标准值Pd1k，对反弯点取力平衡，即∑H=0§2.3基坑工程设计mkNPHEPEkdajpikkdaik/47.14753.1792.131.3)2.1(31.4212.1)(75.917.60.7)18(2.168.5)1.29.10(21011第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】4.求桩的设计嵌入深度D。设反弯点距挡土桩底tn=y－2.1；被动土压力合力∑Epj，作用点b=tn/3，反弯点处反力反弯点以下取隔离体，对桩底取矩∑Mc=0则tn=6.78mD=ξDmin=1.3×Dmin=11.54mDmin=y+tn=2.1+6.78§2.3基坑工程设计094205.05.201.2325.9)-68.5)9.10(31.3)y(31.4(0.1570201nnnnnnnpknkdtttytyttytbEtPMmkNEHEPaikajpikkd/0.1571第2章基坑工程2.3.2板墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。反弯点位置不变，荷载采用设计值。（1）锚杆水平力设计值Ha1，对反弯点取弯矩，即∑M=0，得Ha1k=179.53kN/m,Ha1=224.37kN/m§2.3基坑工程设计2.1)}(7212.1)(75.92.1)0.5-(817.6{4.10.7)}-1-8(2.1310.7)-1-8(2.168.5)1.29.10(21{2.1}1.2212.131.31.2312.12.1)(31.421{2.13)H-8(2.10)(a1ajajjpijaiaHpEaE第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。（2）设剪力Q=dM/dx=0的点距地面x1(m)①假设8x11.7：x1=6.9m§2.3基坑工程设计062.21008.1454.61))-(5.917.6(4.10.7)1(18.7)9.10(212.101211111xxxxxHHEaajaik第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。（2）设剪力Q=dM/dx=0的点距地面x1(m)②假设8+2.1x18：§2.3基坑工程设计01ajpidaiHEPE第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。Mmax=Ha1×(x1-3)－1.2×1/2×(10.9x1-18.7)×（x1-1-0.7)×1/3×(x1-1-0.7)－1.4×7.6×1×(x1－0.5)+5.9×(x1－1)×1/2(x1－1)=905.2－305.6－68.1－143.8=387.7(kN·m/m)§2.3基坑工程设计第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。§2.3基坑工程设计第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？第1层锚杆距地面3m；第2层锚杆距地面5m。【解】（1）荷载标准值如前述（2）反弯点位置同前述§2.3基坑工程设计maEmaEmaEmamkNEakaakaakaaka4.1kN/m26.451.22)3.314.74(2.4kN/m75.239275.686.5kN/m3.4179.56.9/6.744332211第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？第1层锚杆距地面3m；第2层锚杆距地面4.5m。【解】（1）荷载设计值如前述（2）反弯点位置同前述§2.3基坑工程设计m4.131.541.22)3.314.74(2.12.47.287275.682.16.582.5779.54.16.946.1016.74.144332211aaaaaaaaaEmaEmaEmaE第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（3）锚杆、反弯点水平力标准值1）按反弯点以上为两跨悬臂梁，视锚杆为支座计算支座反力标准值。§2.3基坑工程设计kN/m32.68kN/m34.303/75.37121kdkakapHmkNH第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】（4）求桩的设计嵌入深度D。设反弯点距挡土桩底tn=y－2.1；被动土压力合力∑Epj，作用点b=tn/3，反弯点处反力反弯点以下取隔离体，对桩底取矩∑Mc=0则tn=4.45mD=ξDmin=1.3×Dmin=8.51mDmin=y+tn=2.1+4.45§2.3基坑工程设计088.40405.05.201.23243.1)(20.5y(32.680201nnnnnnnpknkdtttytytttbEtPMmkNEHEPaikajpikkd/32.681第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（4）求最大弯矩Mmax1）按反弯点以上为两跨悬臂梁，视锚杆为支座计算支座反力设计值。§2.3基坑工程设计第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（4）求最大弯矩Mmax1）按反弯点以上为两跨悬臂梁，视锚杆为支座计算支座反力设计值。§2.3基坑工程设计kN/m82.81kN/m37.368/30.39121daapHmkNH第2章基坑工程2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（4）