建筑工程施工方案验算技能培训第一章基坑支护工程在基坑工程施工计算中，我们先要确定基坑工程中我们要计算什么？基坑工程中，我们主要计算的是：1、桩（板桩）所受最大弯矩，2、锚杆最大拉力，这样我们就能确定桩（板桩）和锚杆的截面尺寸以及相关材性。根据挡土结构物的位移和墙后填土所处的状态，土压力可分为静止土压力、主动土压力和被动土压力三种。计算土压力的理论和方法有多种，常用的主要有：朗肯土压力理论库伦土压力理论《建筑地基基础设计规范》GB50007－2002）方法等三种。最常用的是朗肯土压力理论和《建筑地基基础设计规范》法。主要的技术规范和规程为：[1]GB50007—2002建筑地基基础设计规范．北京：中国建筑工业出版社，2002[2]JGJ120—99建筑基坑支护技术规程．北京：中国建筑工业出版社，1999（1）静止土压力计算静止土压力可根据半无限弹性体的应力状态进行计算。在填土表面下任意深度H处取一微小单元体，如图1-1所示，在单元体的顶面作用着竖向的土自重应力H，则该处水平方向作用的应力即为静止土压力强度：式中——静止土压力强度，kPa；——土的静止侧压力系数；——墙后填土的重度,kN/m3。计算土压力的方法很多，最常用的是朗肯土压力理论。1）朗肯土压力计算公式的适用条件：1.墙背垂直且光滑2.挡土墙后填土表面水平2）深度H处朗肯主动土压力计算公式为：无粘性土（1-2）粘性土（1-3）式中——沿深度方向的主动土压力分布强度（kPa）；Ka——朗肯主动土压力系数，γ——墙后填土重度（kN/m3）；c——填土的粘聚力（kPa）；——填土的内摩擦角（°）；H——计算点离填土表面的距离（m）。3）被动土压力计算作用在墙背上的总的被动土压力大小可按梯形分布图的面积计算，即无粘性土（1-9）粘性土（1-10）为被动土压力系数，其它符号意义同主动土压力。具体参数的意义见该规范。1）填土表面有均布荷载（超载）当挡土墙后填土表面有均布荷载q作用时，土压力的计算方法是将均布荷载换算成当量的填土重，即用假想的土重代替均布荷载。如填土水平，墙背竖直、光滑（如图1-4），这时适宜采用朗肯土压力公式，当量土层厚度为：图1-4填土面有均布荷载的土压力计算以无粘性土（c=0）为例，则填土面A点处的主动土压力强度为：墙底B点处的主动土压力强度为：2）填土面上有局部均布荷载当墙顶土面上建有建筑物、道路时，在墙顶地面上形成局部均布荷载q。这里采用的是一种近似方法。这时有两种荷载分布情况：第一种情况是距墙顶z处有连续均布荷载qkN/m2作用，如图1-5a所示。其主动土压力的计算，可从荷载起点O引OC直线与水平线成角，交墙背于C点。设C点以上不考虑均布荷载的作用，其主动土压力只是由于填土的自重所引起，土压力分布如图1-5a所示。C点以下考虑均布荷载的作用，由此所引起的主动土压力强度分布图形如acde所示。作用在墙背上总主动土压力为图形ABcde面积，计算方法同前。3）墙后填土有地下水在挡土墙背后的填土中，常会遇到全部或部分被水淹没的情况，此时作用于墙背的土压力将有所不同。墙除受到土压力作用外，还受到水压力的作用。计算土压力时，地下水位以上采用天然重度γ，地下水位以下采用浮重度γ′计算，土压力按前述方法计算。水对墙背产生的侧压力，取侧压力系数为1。静水压力作用方向与墙背垂直。图1-6中，静水压力按下式计算：从图1-6中可看出，填土中有水存在时，使主动土压力Ea减少了，但增加了静水压力，故作用于墙背的压力（包括土压力和水压力）增大了。基槽和管沟的支护有两种形式——连续水平板式支护和连续垂直板式支护。无论哪种支撑形式，在计算时，均需先计算支护结构所受到的主动土压力。主动土压力计算计算简图如图1-7a所示，水平挡土板与梁的作用相同，承受土的水平压力的作用，设土与挡土板间的摩擦力不计，则深度h处的主动土压力强度Pa（kN/m2）为：式中γ——坑壁土的平均重度（）（kN/m3）；h——基坑（槽）深度（m）；φ——坑壁土的平均内摩擦角（）（°）图1-7连续水平板式支撑（a）水平挡土板受力情况；（b）双层横撑立柱受力情况1－水平挡土板；2－立柱；3－横撑木连续水平板式支撑的构造为：挡土板水平连续放置，不留间隙，然后两侧同时对称立竖楞木（立柱），上、下各顶一根横撑木，端头加木楔顶紧。这种支撑适于较松散的干土或天然湿度的粘土类土、地下水很少，深度为3~5m的基坑（槽）和管沟支撑。连续水平板式支护计算的主要内容有：主动土压力计算、挡土板的计算、立柱的计算和横撑的计算。图1-7连续水平板式支撑（a）水平挡土板受