基础工程之基坑工程结构计算
基础工程之基坑工程结构计算
二. 支护结构监测常用仪器 2. 孔隙水压力计
测量孔隙水压力使用最多的是孔隙水 压力计，其形式、工作原理均与土压力 计相同。
孔隙水压力计宜钻孔埋设，待钻孔至 要求深度后，先将孔底填入部分干净的 砂，将测头放入，再将测头周围填砂， 最后用粘土将上部钻孔封闭。
基坑底部土体突涌稳定性通常考察土压力与承压水压力是 否平衡。
h
m (hd h) 1.1
pw
hd
h
Pw
13
坑底下某深度范围内，无承压水层时
rw
w
mhd
0.5h hd
hd
14
基坑底抗渗流稳定性验算
5.7 地下水控制
➢ 常用的处理措施
一般中粗砂以上粒径土用水下开挖或堵截法；中砂和细 砂土用井点法和管井法；淤泥或粘土用真空法或电渗法
构法。属于此类方法的有等值梁法，太沙基法
(a)
a
bc
(b)
a
bc
(c)
a
b
等值梁法原理
等值梁法示意图
2
采用等值梁法的关键是确定弯矩为0的位置，也即反 弯点的位置，一旦确定，支护结构的支点力、嵌固深度 及结构内力（剪力和弯矩）就可以按照弹性结构的连续 梁法求解。
规程JGJ 120-99规定，单层支点支护结构的反弯 点的位置位于基坑底面以下水平荷载标准值与水平抗力 标准值相等的位置，并据此计算支护结构的支点力、嵌 固深度，按照静力平衡条件计算截面弯矩和剪力
三级
应测 宜测 宜测 可测 可测 可测 可测 可测 可测
17
二. 支护结构监测常用仪器 ✓支护结构与周围环境的监测，主要分为应
力监测与变形监测。 ✓应力检测主要用机械系统和电器系统的仪
基坑专项方案计算过程
一、工程概况1. 基坑工程概况：本工程基坑深度为6米，宽度为10米，长度为20米，属于一类基坑。
2. 工程地质情况：基坑地基土主要为黏土、粉质黏土，地基承载力为200kPa。
3. 工程水文地质情况：地下水位埋深为2米，基坑开挖过程中需进行降水。
4. 施工地的气候特征和季节性天气：施工期间气温适宜，无极端天气。
二、基坑支护设计计算1. 基坑计算土体指标：根据工程地质勘察报告，计算得到基坑计算土体指标如下：- 黏土：重度γ=19kN/m³，内摩擦角φ=20°，黏聚力c=50kPa；- 粉质黏土：重度γ=18kN/m³，内摩擦角φ=18°，黏聚力c=40kPa。
2. 基坑计算结果：根据计算得到的土体指标，进行以下计算：- 基坑稳定性计算：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中的公式，计算得到基坑稳定性系数Ks=1.2，满足要求；- 基坑侧壁安全系数计算：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中的公式，计算得到基坑侧壁安全系数K=1.5，满足要求。
3. 基坑支护设计：- 基坑支护结构：采用钢板桩支护，桩长为8米，间距为1米，打入深度为3米；- 支护桩设计：根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）中的公式，计算得到支护桩截面尺寸为300mm×300mm，混凝土强度等级为C30。
4. 土方开挖设计及相关施工要求：- 土方开挖分层厚度：根据工程地质勘察报告，土方开挖分层厚度为0.5米；- 土方开挖顺序：自上而下分层开挖，先挖除基坑四周土方，再进行基坑底土方开挖。
5. 基坑降排水设计：- 降水方法：采用轻型井点降水，井点间距为2米，井点深度为5米；- 降水施工要求：降水施工过程中，需定期检测井点水位，确保基坑开挖过程中地下水位低于基坑底面。
三、施工进度计划1. 施工进度计划编制原则：按照“先支护、后开挖、再施工”的原则进行编制。
基础工程学第8章基坑工程
支护体系的方案比较和选型； 支护结构的强度和变形计算； 基坑稳定性验算； 围护墙的抗渗验算； 地下水控制方案； 挖土方案； 监测方案和环境保护要求
基坑支护结构设计和计算
作用于支护结构上的荷载
作用于支护结构上的荷载主要有：
地基土产生的土压力； 地下水产生水压力； 基坑顶面的超载（邻近建筑物、汽车、吊车和场地堆载等）； 温度影响和混凝土收缩引起的附加荷载
地震力一般不考虑，若支护结构兼作为主体结构的一部分时则应予考虑。
关于支护结构上作用侧向压力的计算： 地下水位以下土压力的计算，对于粘性土和粉土，宜采用水土合算。地 下水位以下取饱和重度和总应力不排水抗剪强度指标计算；对于砂土，宜采 用水土分算，有效土压力以土的浮重度及有效抗剪强度指标计算。水压力按 基坑内外的静地下水位计算。
z1K p
2c
Kp
[ (z1
h
q0
)Ka
2c
Ka ]
p
ht p
pat
(h t
q0
)k p
2c
k p [tka 2c
ka ]
(c 0 , q0 0)
h
精选课件
z1 t z2
pah D
pz1 p
pz1 a
h
phpt pat
25
支护结构设计之排桩支护结构
确定最小入土深度 t 当板桩入土深度达到最小入土深度 t 时，应满足作用
生较大的相对位移时，对土压力的分布与大小产生影响。 一般有以下几种情况： • 挡土构造不发生位移
墙后主动土压力为静止 土压力，土压力分布为三角 形分布。
精选课件
15
支护结构上的土压力
• 挡土构造顶部不动，底部向外位移 无论位移达到多大，都不能使填土内发生主动破坏，
基坑土方计算公式挖基坑
基坑土方计算公式挖基坑
基坑土方计算是建筑工程中常见的一项工作，它涉及到建筑工地的地
面开挖和土方体积的计算。
基坑土方计算的主要目的是确定基坑的开挖深度、土方的开挖量、填方量和运输量等各项参数，以便于后续的土方施工
和土方的管理。
开挖深度的计算公式一般为：
开挖深度=设计标高-地面标高
其中，设计标高是基坑设计方案中规定的基坑最低埋深，地面标高是
基坑所在地的地面标高。
土方体积的计算公式一般为：
土方体积=(A1+A2)*H
其中，A1是基坑底部的平面面积，A2是基坑顶部的平面面积，H是
基坑的开挖深度。
在实际计算中，土方体积的计算还需要考虑到土方的倒运和堆放情况。
倒运指的是将挖掘出的土方从基坑内部运出，堆放指的是将运出的土方堆
放在堆场或其他指定地点。
为了准确计算土方的体积，还需要考虑土方体
积的收缩率，一般采用实测法或设计方法来确定土方体积的收缩率。
此外，基坑土方计算还需要考虑到土方的松散度和压实度。
松散度指
的是挖掘出的土方的松散程度，一般通过土壤密实度来表示。
压实度指的
是挖掘出的土方在堆放或回填过程中的压实程度，一般通过土壤密度来表示。
这两个参数对基坑土方计算有重要影响，需要根据实际情况进行调整
和修正。
综上所述，基坑土方计算是建筑工程中非常重要的一项工作，它涉及到开挖深度、土方体积、土方收缩率、土方松散度和压实度等多个参数。
只有准确计算基坑土方，才能确保土方施工的顺利进行，降低工程风险，提高施工效率。
独立基础基坑土方开挖工程量计算公式
独立基础基坑土方开挖工程量计算公式1.矩形基坑的土方开挖量计算公式：土方开挖量=基坑面积×基坑深度在计算矩形基坑的土方开挖量时，需要确定基坑的面积和深度。
基坑的面积可以通过测量基坑底部的长度和宽度得到，基坑的深度则可以通过测量地面到基坑底部的距离得到。
将基坑的面积和深度代入公式中即可计算出土方开挖量。
2.圆形基坑的土方开挖量计算公式：土方开挖量=π×半径²×基坑深度圆形基坑的土方开挖量计算公式与矩形基坑类似，只是将基坑的面积改为了圆的面积公式π×半径²。
计算过程中需要测量基坑的半径和深度，并将其代入公式中计算。
3.不规则形状基坑的土方开挖量计算公式：土方开挖量=Σ(各个小区域面积×对应深度)对于不规则形状的基坑，无法直接使用上述的矩形或圆形基坑的土方开挖量计算公式。
在这种情况下，需要将基坑分割成多个小区域，再计算每个小区域的土方开挖量，最后将各个小区域的土方开挖量加总得到整个基坑的土方开挖量。
计算过程中，需要测量每个小区域的面积和对应的深度，并将其代入公式中求得土方开挖量。
可以使用测量工具或地形轮廓图来确定小区域的面积，测量仪器可以使用全站仪等。
除了以上的土方开挖量计算公式，还需要考虑土方开挖的工作量系数。
工作量系数是为了考虑实际施工中存在的土方堆积、废弃物处理等因素而引入的，通常在1.1到1.3之间。
计算过程中，将土方开挖量与工作量系数相乘即可得到实际需要开挖的土方量。
总结起来，独立基础基坑土方开挖工程量计算公式包括矩形基坑的土方开挖量计算公式、圆形基坑的土方开挖量计算公式和不规则形状基坑的土方开挖量计算公式。
在使用这些公式计算时，需要测量基坑的尺寸和深度，并计算土方开挖量。
同时，还需要考虑土方开挖的工作量系数来得到实际需要开挖的土方量。
基础工程课件 第八章 基坑工程
搅拌桩止水
3．SMW工法
——
4．地下连续墙
（搅拌桩止水）
不同开挖深度的方案选择
h >12m (三层以上地下室)
挡土结构
降水或止水措施
1．灌注桩 + 三~四道支撑 搅拌桩止水
2．SMW工法
——
3．地下连续墙
（搅拌桩止水）
4．半逆作法、逆作法
地下连续墙
开挖时，基坑侧壁的处理方式
放坡
挡土作用
围护结构 控制变形
支护体系设计要求
• 要求在基坑土方开挖和地下室施工期间，地下连 续墙本身是安全的，并能保证土方开挖和地下室施工 “干”作业；
• 要求其变形能控制在允许范围内，使在基坑工程 和地下结构施工期间不会对周围的建（构）筑物、市 政设施产生有害的影响。
在建筑深基坑工程施工中，“逆作法”是先沿建筑 物地下轴线或周围施工地下连续墙,或在建筑物内部的 有关位置,以型钢柱或钢管柱等作为中间逆作柱,或浇 筑或打下中间支承柱,作为施工期间在底板封底之前的 承受上部结构自重和施工荷载的支撑。
太沙基-佩克提出的侧向土压力图
（a）砂士；（b）软至中硬粘土；（c）硬粘土 γ力一系土数的；重m度一（修kN正／系m数3），；一H般一情开况挖取深1度，（当m基）底；下C为u软一土土层的时不，排取水0抗.4剪强度（kPa）Ka一主动土压
我国工程界常采用三角形分布士压力模式和经验的矩形土压力模式。 当墙体位移比较大时，一般采用三角形土压力模式；否则采用矩形土压力模 式。
• （3）为基坑支护工程施工和基础施工提供最大限度的施工方
便，并保证施工安全。
3 设计荷载
设计荷载
土压力 水压力
一般 地面 超载
影响区 内建筑 （构筑） 物荷载
工程计量方法 基础挖土 预制砼工程量计算规则
工程计量方法一、基础挖土1、挖沟槽：V＝（垫层边长＋工作面）×挖土深度×沟槽长度＋放坡增量（1）挖土深度：①室外设计地坪标高与自然地坪标高在±0.3m以内，挖土深度从基础垫层下表面算至室外设计地坪标高；②室外设计地坪标高与自然地坪标高在±0.3m以外，挖土深度从基础垫层下表面算至自然设计地坪标高。
（2）沟槽长度：外墙按中心线长度、内墙按净长线计算（3）放坡增量：沟槽长度×挖土深度×系数（附表二 P7）2、挖土方、基坑：V＝（垫层边长＋工作面）×（垫层边长＋工作面）×挖土深度＋放坡增量（1）放坡增量：（垫层尺寸＋工作面）×边数×挖土深度×系数（附表二 P7）二、基础1、各类混凝土基础的区分（1）满堂基础：分为板式满堂基础和带式满堂基础，（图10-25 a、c、d）。
（2）带形基础（3）独立基础1、独立基础和条形基础（1）独立基础：V＝a’× b’×厚度＋棱台体积（2）条形基础：V＝断面面积×沟槽长度（1）砖基础断面计算砖基础多为大放脚形式，大放脚有等高与不等高两种。
等高大放脚是以墙厚为基础，每挑宽1/4砖，挑出砖厚为2皮砖。
不等高大放脚，每挑宽1/4砖，挑出砖厚为1皮与2皮相间（见图10-18）。
基础断面计算如下：（见图10-19）砖基断面面积＝标准厚墙基面积＋大放脚增加面积或砖基断面面积＝标准墙厚×（砖基础深＋大放脚折加高度）混凝土工程量计算规则一、现浇混凝土工程量计算规则混凝土工程量除另有规定者外，均按图示尺寸实体体积以m3计算。
不扣除构件内钢筋、预埋铁件及墙、板中0.3㎡内的孔洞所占体积。
1、基础（1）有肋带形混凝土基础，其肋高与肋宽之比在4:1以内的按有肋带形基础计算。
超过4:1时，其基础底按板式基础计算，以上部分按墙计算。
（2）箱式满堂基础应分别按无梁式满堂基础、柱、墙、梁、板有关规定计算，套相应定额项目。
第3章 基坑工程设计计算
d a / tan za d (3a b) / tan
k
p0b b 2a
za d a / tan或za d (3a b) / tan
k 0
p0 基础底面附加压力标准值(KPa) d、b 基础埋置深度、基础宽度(m)
a 支护结构外边缘至基础水平距离(m) 附加荷载扩散角(°)，宜取45° za 支护结构顶面至附加竖向应力计算点
4）计算O点处桩墙前侧主动土压力强度ea1及后侧被动 土压力强度ep1；
5）根据作用在支护结构上的全部水平作用力平衡条件∑x=0和绕墙底端力矩平衡条件∑M=0求得z与t0； 6）根据最大弯矩点处剪力为零，求出最大弯矩点及最大弯矩值Mmax。
2. 布鲁姆（Blum）法
布鲁姆简化计算法的计算简图如下图所示，桩墙底部后侧出现的被动土压力
1）基床系数C随深度成正比例增加。即：
m：比例系数。
C mz
按此图式来计算桩在外荷作用下各截面内力的方法通常简称为“m”法。
2）基床系数C在第一个零变位点以下（Z≥t时）： C=K=常量
当0≤Z≤t时，C沿深度成曲线变化（可近似地假定为按直线增加）。 K值可按实测确定。 按此图式计算桩在外荷作用下的各面截内力的方法，通常简称为“K”法。
Kp
cos2
cos(
cos2 ( ) )[1 sin( )sin(
)
]2
cos( ) cos( )
库伦土压力理论只适用于无粘性土，并且假设滑动面 为平面，而实际的滑动面可能为曲面，导致主动土压力偏小， 被动土压力偏大。
3.2.2 水压力
水
水
土
土
合
分
算
算
“土、水压力的分、合算”原则 “分算”原则适用于土孔隙中存在自由的重力水或土的渗透性较好