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基坑工程的设计计算注意事项

350 2021-09-09 14:14:10

基坑工程设计前所取得的资料应满足 《建筑基坑工程技术规范》(YB9258一97)的有关规定*。基坑工程设计与施丁工作程序可按图 5-1所示的步骤进行。

建筑基坑的设计一般应包括以下内容∶ 

1 围护结构的选择和布置

包括围护墙体和支撑 (或锚杆)结构两个体系所用材料和型式的选择及布置方式。 应该根据工程规模、主体工程特点、场地条件、环境保护要求、岩土工程勘察资料、土方开挖方法以及地区工程经验等因素,经综合分析比较,在确保安全可靠的前提下,选择切实可行、经济合理的方案。

围护墙体和 支撑结构的布置可参 见《建筑基坑,工程技术规范》(YB9258—97)附录 A,也可参考表 5-4,同时还应遵循以下原则;

(1)基坑围护结构的构件(包括围护墙、隔水帷幕和锚杆)在一般情况下不应超出.工程用地范围,否则应事先征得政府主管部门或相邻地块业 主的 同意;

(2)基坑围护结构构件不能影响主体工程结构构件的正常施工;(3)有条件时基坑平面形状尽可能采用受力性能较好的圆形、正多边形和矩形。

2 围护结构设计计算

通过设计计算确定围护结构构件的内 力和变形,用于验算截面

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承载力和基坑位移。计算模型的假设条件必须符合支护结构的具体情况,所采用的有关参数应根据工程的具体条件和地区的工作经验确定。由干支护结构受力的内力计算和变形计算随着施工的进展而不断变化,因此设计计算必须按不同施工阶段的特征分别进行验算,同时应考虑前一种工况对后面各种工况内力和变形的影响。


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3 极限状态下基坑围护结构稳定性验算通常应包括以下内容∶

(1) 基坑边坡总体稳定验算。防 止因为围护墙插入深度不够,使基坑边坡沿着墙底地基中某一滑动面产生整体滑动。

(2)围护墙体抗倾覆稳定验算。防止开挖面以下地基水平抗力不足,使墙体产生绕前趾倾倒。

(3)围护墙底面抗滑移验算。防止墙体底面与地基接触面上的抗剪强度不足,使墙体底面产生滑移。

(4) 基坑围护墙前抗隆起稳定验算。防止围护墙底部地基强度不足,产生向基坑内涌土。

(5)抗竖向渗流验算。在地下水较高的地区,在基坑内外水头差或者坑底以下可能存在的承压水头作用下,防止由于地下水竖向渗流使开挖面以下地基土的被动抗力和地基承载力失效。

(6)基坑周围地面沉降及其影响范围的估计。

以上各项稳定验算内容都与围护墙的插入深度有关,最后确定的围护墙埋入深度应同时满足以上各项验算要求。以上第(2)、(3) 项验算主要针对重力式围护墙,对于有支撑或锚拉的板式支护结构,也应验算墙前被动拉力,防 止墙体下部产生过大变形。

用护结构稳定验算是在变形极限状态下的验算,所以都用主动土压力和被动土压力值进行计算。影响支护结构稳定的外界因素很多,各种变形现象往往不是完全独 立存在的。目前一般都采取控制安全度的方法,用半经验、半理论公式分项验算,有时对同一个项目还要用多种方法进行验算,以达到总体上的稳定。

4 节点设计

在基坑工程中,经常发生由于支护结构局部节点构造不合理或由于施工不注意而导致基坑过大变形,甚至危及整体安全。因此必须充分重视节点设计这一环节。 合理的节点构造应符合以下条件;(1)方便施工;(2)节点构造与设计计算模型中的假设条件一致;(3) 节点构造应起到防止构件局部失稳的作用;(4)尽可能减少节点自身的变形量;(5)与整体稳定相关的节点应设置中不可忽视的一项重要工程内容。

四、基坑安全等级

对干围护结构应该与其它建筑设计一样,要求在规定的时间内和规定的条件下完成各项预定功能,即∶(1)能承受在 正常施工和正常使用时可能出现的各种功能;(2)在正常情况下,具有良好的工作性能;(3) 在偶然的不利因素发生时和发生后,围护

结构仍能保持整体稳定。此外,基坑围护结构还有以下特点; 1. 当围护结构仅仅作为地下 主体工程施工所需要的临时性措施时,其使用时间不长,一般不超过 2 年。而一般建筑结构所规定的设计基准期通常为 50 年,设计基准期的长短关系到对结构材料的耐久性要求和对发生偶然事件的概率统计等方面的问题。在地震区通常可不考虑地震力对围护结构的作用。

2.基坑围护结构的理论研究 目前尚不完备,满意的工程实测资料很少,因此还没有条件能够像建筑结构那样通过对材料性能、荷载作用及结构效应等方面统计分析得出结构可 靠性的概率指标。

为 了区别对待各种不同的情况,《建筑基坑工程技术规范》(YB9258一97)根据结构破坏可能产生的后果严重程度(句括对主体工程和环境的危害程度、危及人的生命安全、造成的经济损失和社会影响等),把基坑划分为不同的安全等级,见表 5-5。《建筑基坑工工程技术规范》(YB9258一97)还根据工程性质、水 文地质条件、基坑开挖深度及规模,把基坑划分为复杂、中等和简单三种等级。在软土地区,以一层、二层、三层地下室一般具有的深度划分为 三种等级,见表5-6。

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