地下连续墙设计与施工.ppt

2016-11-5中国矿业大学(北京)土木工程系16 地下连续墙设计与施工单仁亮2016-11-5中国矿业大学(北京) 地下连续墙的设计?地连墙的设计,要使墙体具有足够的强度,以保证在荷载作用下墙体的安全;并使墙体有足够的刚度,保证不对附近地基和有关构筑物产生有害影响。对于挡土地连墙,为保证地基的稳定性和防止坑底涌水,以保证在坑底施工,则要求墙体向坑底有一定的插入深度。?前面所讲的桩墙式支护的一般计算方法也适用于地连墙的静力计算,下面再结合地连墙的特点做些补充。2016-11-5中国矿业大学(北京) 荷载(土压力)?假设地连墙在设置完成前土体没有位移,那么在开挖之前作用在地连墙两侧的土压力就是静止土压力p0,如左图6-1(a)所示。2016-11-5中国矿业大学(北京)土木工程系4?假设在进行基坑开挖中,墙体也不产生位移,则开挖两侧的土压力如图6-1(b)所示。但是,如果是这样的话,墙体两侧的载荷就不平衡。所以,实际墙体必然要在非开挖侧(墙后)的土压力p0作用下,向墙前移动?。这时作用于墙后的土压力p将因墙体位移?,比静止土压力p0减小k?,即:p= p 0 - k?(6-1)?同时:p?pa (6-2)?同样,开挖一侧的土压力p1,应由静止土压力增加k?,即:p1 = p 0 + k? (6-3)?同时p1 ?pp (6-4) 2016-11-5中国矿业大学(北京)土木工程系5?如果是有支撑的地连墙,在墙体产生位移之后再加设支撑,可以使墙体受到的土压力小于静止土压力;在极限情况下可到小到主动土压力。如果主动给横撑施加轴力,将地连墙推向未开挖侧,那么墙体上的土压力就会大于横撑架设之前的土压力,最大可以增加到被动土压力值。因此,对于使用横撑的地连墙,可以通过调整横撑的轴向力来减少横向位移,从而也就控制了作用在墙体上的土压力了。?如果不让墙体发生变形,就需要对横撑施加它所负担面积内的静止土压力值,当然就要按此要求设计支撑结构。如不需控制墙体的位移,则可通过调整支撑的轴向力使墙体和横撑的内力最小,获得最为经济的支护结构。但对于钢筋混凝土地连墙在开挖侧达到被动土压力之前,墙体可能已经破坏了。2016-11-5中国矿业大学(北京)土木工程系6?作用在挡土桩墙上的水压力与土压力不同,它不受横撑轴向力及墙体的刚度影响。土中孔隙水压力直接作用在墙体上,其值为:pw = ?wh (6-5) 2016-11-5中国矿业大学(北京) 地基反力系数?地连墙作为挡土墙必受水平荷载作用,在被动受压一侧则有地基支承。工程设计可以将地基视为水平向的弹簧组成的地基模型,通过地连墙弹性曲线的计算,最后确定弯矩、剪力和地基反力。?,包括地基反力系数的确定,这里不再赘述。2016-11-5中国矿业大学(北京) 无撑地连墙设计1. 桩墙设计法?无撑地连墙的最小插入深度、墙体的内力,其计算完全可按前面讲过的桩墙的计算,并可应用有限元程序计算。2. 图解法?计算步骤如下(图6-2):(1)先根据经验初选地连墙体的插入深度t';(2)计算主动土压力和被动土压力,绘出地连墙上的土压力图形。(如图6-2b);2016-11-5中国矿业大学(北京)土木工程系9图6-2 无撑地连墙图解法2016-11-5中国矿业大学(北京)土木工程系10(3)将土压力图沿墙分成若干段(~),求出各小段上土压力的等价集中力,作用点位于压力图形的形心上(如图6-2c);(4)选择适当的比例及极距,作力的矢量图(图6-2e),并根据矢量图作力、索多边形(图6-2d)。墙体任一截面的弯矩M就等于极距与索多边形力矩图坐标y的乘数,最大力矩Mmax = ymax;(5)t 的大小由闭合线与索多边形的交点来决定。如图6-2e中原假定的深度t‘的索多边形不与AB闭合,说明插入深度不够,当AB增到AC时,索多边形闭合,此时所得t 为所需之插入深度。