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1、第六章例题例6.1某高层建筑基坑开挖深度H19.2kN/m3，内摩擦角j=18o=5.5m。土层重度为=15kPa，粘聚力c=12kPa，地面超载q0。采用悬臂式排桩支护，试确定排桩的最小长度和最大弯矩。 解：沿支护墙长度方向上取1延米进行计算，则有： 主动土压力系数Ka被动土压力系数Kp度为 z=2cKa-qaKa=tan(45-2o2of2)=tan(45-2o2o18218o)o0.53 1.89 =tan(45+f2)=tan(45+2)因土体为粘性土，按朗肯土压力理论，墙顶部压力为零的临界高2120.53-150.5319.20.53gKa=0.94m基坑开挖底面处土压力强度 saH
2、=(q0+gH)Ka-2cKa=(15+19.25.5)0.53-2120.53=46.46kN/m2土压力零点距开挖面的距离 x=(qa+gH)Ka-2c(Kp+Ka)g(Kp-Ka)=0.52m土压力分布示意图如例图6-14所示。 A0.94mH=5.5mEa1BxaH=46.46kPaEa2CEpt图6-14 例6-1图 墙后土压力 Ea146.46105.9kN/m 21 1 Ea246.460.5212.1 kN/m 21墙后土压力合力 EkN/m 合力作用点距地表的距离为 ha=Ea1ha1+Ea2ha2Ea118.0a=Ea1+Ea2=105.9+12.1=118.0 105.9
3、0.94+(5.5-0.94)2/3+12.1(5.5+0.52/3)=4.15m将E和ha代人式 at-36Eag(Kp-Ka)t-6(H+x-ha)Eag(Kp-Ka)=0得 t-36118.019.2(1.89-0.53)t-6(5.5+0.52-4.15)118.019.2(1.89-0.53)=0 即 t3-27.1t-50.7=0 解得 t=5.97m，取增大系数K桩最小长度lmint=1.2，则得 =h+x+1.2t=5.5+0.52+1.25.97=13.2m最大弯矩点距土压力零点距离 xm=2Ea(Kp-Ka)g=2118.0(1.89-0.53)19.2=3.0m最大弯矩
4、Mmax=(H+x+xm-ha)Ea-g(Kp-Ka)xm619.2(1.89-0.53)3.0633=118.0(5.5+0.52+3.0-4.15)-=492.6kN.m/m例6-2某基坑工程开挖深度h=7.0m，采用单支点桩墙支护结构，支点离地面距离 hT1.2m，支点水平间距为Sh=1.5m。地基土层o参数加权平均值为：粘聚力c=8kPa，内摩擦角f=22，重度 2 g=19.5kN/m3，地面超载q0=25kPa。试以等值梁法计算该桩墙的入土深度D、水平支锚力T和最大弯矩Mmax。 解：取支锚点水平间距 Sh作为计算宽度。 主动和被动土压力系数分别为 Ka=tan(45-Kp=tan
5、(45+2o2of2)=tan(45-2o2o222222o)o0.45 2.20 f2)=tan(45+)墙后地面处主动土压力强度 sa1=q0Ka-2cKa=250.45-280.45=0.52kPa墙后基坑底面处主动土压力强度 saH=(q0+gH)Ka-2cKa=(25+19.57)0.45-280.45=61.94kPa净土压力零点距基坑底面距离 x=(qa+gH)Ka-2c(Kp+Ka)g(Kp-Ka)=61.94-282.20=1.12m=saH-2cKpg(Kp-Ka)19.5(2.20-0.45)墙后总净土压力分布如例图6-17所示。 A1.2ma1=0.52kPaTTH=7
6、.0mEa1Ea2BaH=61.94kPaQ0Ea3xCt图6-17 例6-2图 墙后净土压力合力 Ea10.527.03.64kN/m Ea27.0/2214.97 kN/m Ea361.941.12/234.69 kN/m 支点水平支锚力 3 T=(Ea1h1+Ea2h2+Ea3h3)ShH+x-hT=3.64(7/2+1.12)+214.97(7/3+1.12)+34.691.122/31.57+1.12-1.2=167.37kN土压力零点剪力 Q0=Eai-T/Sh=1.75+214.97+34.69-167.37/1.5=139.44kN/m 桩的有效嵌固深度 t=桩的入土深度 D以
7、上水平力平衡得 6Q0g(Kp-Ks)=6139.4419.5(2.20-0.45)=4.04m=x+1.2t=1.12+1.24.04=5.97m假设剪力零点位于基坑底面以上，距地面距离为hq，由剪力零点T/Sh-sT/Sh-sa1hq-(shq2-sa1)hq/2=0h-ghqKa/2=0a1q2167.37/1.5-0.52hq-19.50.45/2hq118.58-0.52hq-4.39hq解得hq5.16m 每延米板桩墙上最大弯矩 Mmax=0 2=0=T(hq-1.2)/Sh-sa1hq/2-ghqKa/2hq/3=167.37(5.16-1.2)/1.5-0.525.16/2-1
8、9.55.160.45/6 =261.94kN.m/m2322例6.3某基坑开挖深度H=6.5m，采用水泥土搅拌桩墙进行支护，墙体宽度 b=5.5m，墙体入土深度hd墙体重度g0=5.2m，。=20kN/m33，墙体与土体摩擦系数m=28o=0.28。基坑土层重度=25kPag=18.6kN/m，内摩擦角j粘聚力c0，地面超载为q0试验算支护墙的抗倾覆、抗滑移稳定性。 解沿墙体纵向取1延米进行计算。主动和被动土压力系数为 Ka=tan(45-2o282o)=0.36 4 Kp=tan(45+2o282o)=2.77地面超载引起的主动土压力为 Ea1=q0Ka(h+hd)=250.36(6.5+
9、5.2)=105.3kNEa1的作用点距墙趾的距离 za1=12(H+hd)=12(6.5+5.2)=5.85m墙后土体产生的主动土压力 Ea2=12g(H+hd)Ka=21218.6(6.5+5.2)0.36=458.31kN13p2Ea2的作用点距墙趾的距离 za2=(H+hd)=1213(6.5+5.2)=3.9m2墙前的被动土压力为 EEpp=12ghdKhd3218.65.22.77=696.58kN作用点距墙趾的距离 zp=135.2=1.73m每延米墙体自重 W抗倾覆安全系数 Kq11=b(H+hd)g0=5.5(6.5+5.2)20=1287kN5.51287+696.581.7322=1.971.6Ea1za1+Ea2za2105.35.85+458.313.9bW+Epzp，满足要求； 抗滑移安全系数Ks求。 =Ep+mWEa1+Ea2=696.58+0.281287105.3+458.31=1.881.3，满足要 5
