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临时性支护结构 湖南大学土木工程学院二○八年秋冬学期参考书目
发布时间:2023-08-09 浏览 156次

1. 1 坝体及边坡支护 讲师:邹新军,副院长 GSM:18777588555 邮箱:赵明华,福建大学土木工程学院2008年冬季学期参考书目。 《土壤热科学与基础工程》(第2版)。 北京理工大学出版社 黄秋顺,张长春,胡代文。 《边坡工程》。 上海学院出版社陈祖玉. 土坝稳定性分析——原理、方法和程序陈祖玉。 岩坝稳定性分析-原理、方法和步骤龚晓楠。深井工程设计与施工导则魏希成,周美玲。 挡土结构设计导则(第二版) 李海光等。 新型支护结构设计与工程实例于志成,石文华。 深井支护建筑基坑技术规范(GB50330-2002)建筑边坡支护技术规范(JGJ120-99)锚索喷浆支护技术规范(GB50086-2001)岩土锚索技术规范(电缆)(CECS22:2005) 高速铁路坝支护挡土结构设计规范(TBJ25-90) 道路设计指南《路基》(第三部分挡土墙) 公路隧道施工技术规范(JTJ042-94) 设计、施工和广州挡土墙及边坡支护工程初期施工 了解坝、边坡工程的特点,了解常用坝、边坡挡土结构的方法和特点,掌握几种常用挡土结构的设计和估算方法。

2、熟悉常用支护结构工法施工技术 主要内容 1 概述 2 常用支护结构工法及其特点 3 桩(墙)支护结构设计与估算 4 路堤墙设计与施工 5 锚索渡槽设计与估算 6抗滑桩设计与估算 7 挡土结构地下水控制简介 1 概述__基本概念 山地 33% 高原 26% 北缘 19% 平原 12% 丘陵 10% 山地:包括山地、丘陵、高原,约占 10%占总面积2/3.21概述__基本概念•建筑基坑:建(构)筑物和市政工程采用顶管或衬砌施工产生的人工堤坝和影响建(构)筑物安全或稳定的天然堤坝,堤防简称堤坝。路堤按使用年限分为永久性路堤和临时路堤。 • 路堤支护:为保证路堤及其环境的安全,对基坑进行支护、加固和保护的措施。 •建筑边坡:是指为建造建筑物(构筑物)基础、地下室而架设管道的地下空间。 • 边坡工程:是指对边坡进行的一系列勘察、设计、施工和检测工作,包括泥岩、降水、顶管等。 1 概述__工程特点综合工程(多学科,既有土木工程,也有环境工程)基坑支护结构多为永久性结构,安全储备和大竖井支护结构多为临时结构,安全储备小,风险高。 区域性和个体性较强,时空效应较强,对周围环境影响较大 1 概述__路堤稳定性 路堤失稳的原因 •当边坡处于外荷载和自重作用下,边坡达到极限平衡状态。

3、某一点的剪切挠度和剪切硬度达到平衡(极限平衡点),当所有极限平衡点连接成面时,就会产生连续的滑动面,从而引起基坑失稳。 解析假设·平面应变问题滑动面·破坏坝体:实测滑动面·未损伤坝体:假设滑动面(平面、圆柱面、对数螺线面、折面等) 1 概述__路堤稳定性分析方法 • 有没有万能的分析模式,“经验+理论+实测”。 •俄罗斯分段法 •主教法(Bishop) •传递系数法(折线法) •詹布法(Janbu) 1 概述__路堤稳定性日本分段法 1915年PettetersonKE提出,FelleniusDW和TaylorDW改进,首先在英国应用,称为俄罗斯法。 假设 • 材料均质,服从库仑定理 • 平面问题 • 滑动面为穿过坡脚的圆弧面 • 不考虑条间力(水平侧压力、竖向摩阻) _路堤稳定性图 1.2 流线图1.3 渗流压力图的简化估计 31 概述__路堤稳定性缺陷 • 弯曲滑动面:仅适用于均质边坡 • 可以不考虑条带间力:如果考虑,N-1 多项式; 不能考虑传递系数法(条带之间的合力平行于条带滑动面,作用于中部)、孔隙水压力(超孔隙压、渗透压)等人为假设。 有两个考虑:准确的方法:有流网(流量)来确定动水压力的简化方法:近似根据静水压力,即条带外侧的渗透压=静水压力之和; 底部。

4. 部分渗透压(浮力)=次大陆水的重力,垂直于滑动面。 毕夏普法(Bishop)——改进的纵切法考虑了条件水平力E,不考虑剪切挠度。 抗滑力落力Qi是由极限平衡导出的水平力(包括孔隙水压力、地震力等)的合力1.4Bishop法估计简图是由竖向力平衡导出的,是由水平力平衡隐含的,可以通过迭代法、作图法和粘土法求得(假设公式右边的k为1,则可以求出右边的k) 1 概述__路堤稳定性 tancossincossiniiiiiiiiiiiiWUcl/kNf/kαααααα−− =+[](sec-)tancossiniiiiiiiiiiikclWUfkfkQWαααα++=+ΣΣΣ 传递系数法—折线法适用:山区基岩沿岩面滑动假设:折线型滑动面 • 条带间的力平行于子带的滑动面和作用在分离面中点的带的推力Pn0,路堤稳定kf为与内摩擦角相关的安全系数,1.25~1.67; kc 是与内聚力相关的安全系数,2。

5.5~5.0.1 概述__路堤稳定性 1111cos()cos()+cossin(cossin)iiiiiiiiiiiiiiiiiiiffcffclPPQWPWUQkkkαααααα−−−−⎡⎤−=−+−+−−+⎢⎥⎢⎥⎣⎦111sin() cos ()-ii-iii -iff--kααψαα−=11sincos(cossin)iiiiiiiiiiiiiiiifcfclPWQWUQPkkααααψ−−⎡⎤=+−−−++⎢⎥⎢⎥⎣⎦分别假设kf和kc比较麻烦,可以统一采用,可以尝试确认,然后回去查看Pn是否等于0。项目中没有使用这些硬度折算方法(阻力分项系数),而是使用了载荷分项系数。 筋条间的推力减去小于1.0的系数k向上传递(筋条间的推力为向下的力),最后一块条条的推力为路堤最终的下降力1概述__路堤稳定性()11sincos (cossin)iiiiiiiiiiiiiiiPPkWQWUQfclψαααα−−=++−−−−1111ii11coscos()sin()ii-ii-i--f-ψαααα −=4 Janbu 方法假设 • 推力 E 的作用点已知(下第三点) ) • 摩擦阻力T 与推力E 之间存在一定的函数关系 1 概述__路堤稳定性图1。

6.6 Janbu 法估算图 以 Ni 作用点为质心构造平衡多项式 ⎝⎠⎝⎠岩质路堤破坏模式 1 概述__路堤稳定性 岩质路堤的稳定性主要取决于结构面性质 岩质路堤分类以地层类型为依据,结构面发育特征、主结构面与边坡坡向关系、岩体完整性程度分为以下三类:地层结构较完整、裂缝少、连通性差的整体稳定路堤和主结构面或组合结构面。 外倾斜结构的路堤,地层结构较完整,裂隙不发育,但主结构面或结构面组合脊线的坡度与路堤的坡度基本相同或斜交于某处。小角度。 裂缝结构路堤地层缝发育,结构破坏严重,结构面规整性差,连通性良好,地层性质与散体结构坝体十分接近。 1 概述__路堤稳定性岩质路堤地层分类51 岩质路堤地层分类概述__设计和施工要求满足支护结构本身的要求,同时保证周围环境的安全。 技术、经济和环境效果为施工提供了便利。 周围建筑物(建筑物层数、地基类型、埋深、距路堤或边坡的距离等)地下管道(燃气、供水、供电)的影响。

7.、通讯、供热等)建筑材料、车辆荷载(施工荷载应合理选择、车辆荷载范围)土壤条件、地下水1概述__设计考虑因素、影响、诱因、倒塌后果、过度变形后果、安全等级 《坝体规范》(GB50330-2002) 1 概述__选型及安全等级原则 坝型 坝高破坏后果 安全等级 岩质坝体地层 I、II 类 H≤30 非常严重 1 级 严重 2 级 5 级 不严重 地层5级类型为Ⅲ类或Ⅳ类 15H≤30 非常严重 1级严重 2级H≤15 非常严重 1级严重 2级不严重 5级土坝 10H≤15 非常严重 1级严重 2级H≤10 非常严重1 级严重 2 级不严重 5 级边坡规范(JGJ120-99) 1 概述__选型及安全度选择原则 2 常用支护方式 重力支护结构 悬臂路基、柜式渡槽、土钉墙、加筋土路基、锚固板桥台锚杆电缆渡槽结构 柱板式、墙板式、桩锚式桩墙支护结构 水泥土桩墙、单(双)排桩支护结构、防腐滑移桩、地下连续墙、仰拱墙、锚杆支护2.1重力式挡土墙特点:靠自重保持平衡,就地取材,施工方便适用:地基土质好,墙高小(6m),当地可用的大理石材料:混凝土(C15)、石材(≥MU30) 、砂浆(6m时为M5,寒冷、洪水地区则为M7.5、M10)(a)斜式; (b)立式; (c) 倾斜式; (d) 平衡墙顶墙。

8、后墙趾墙跟墙底 (a) (b) (c) (d) 62.1 重力式挡土墙验算内容 抗下沉(γt≥1.6):实际工程大部分为淹没破坏,其原因是:土压力分布方式(作用点) 防滑(γs≥1.3):不宜加强厚度,可设置反坡、榫头。 整体稳定性:基础可以加强。 ≤B/4 施工及结构 设置伸缩缝(沉降缝)、排水孔(斜坡)、排水沟(坡顶、分级台阶、坡底)、墙顶 设置防护围栏 2.2 悬臂、柜式路基原理:墙壁的重量、地板上覆盖的土壤和地面的拥挤程度保持着平衡。 特点:长度小、重量轻、保留高度大、经济性好。 适用:适用于缺乏砂石、地基承载力低及洪泛区,多用于回填区,悬臂式多用于6m左右; 柜式用于6m以上。 2.3 锚板挡土墙结构:根据外墙板(高50cm,厚度不大于15cm)、钢拉杆(Φ22~32螺纹钢)和锚板(1m2钢筋混凝土板)及填料,借助锚板嵌入填料中,提供抗拔力,保持拱圈稳定性特点:结构轻、灵活性大、占地少、对接少、成本低适用:适用于重型支护结构坝体有肋柱式和墙板式两种。 前者多用于城市交通支护结构工程。 强制混合; 适合:软土地区的浅坡(.

9. H≤6.0m)2.5排桩扰流式水泥土桩墙及地下连续墙支护结构原理:以足够的贯入深度和结构抗弯力保持稳定性特点:水平位移为深度的5次方,适用于顶管深度敏感法:排桩、地下连续墙适用:土质好、开挖深度浅桩(墙)双排桩支撑渡槽或盖板后座桩围堰底部后排桩2.6支撑锚杆支撑结构:包括支撑桩或墙以及内部支撑或锚索; 适合:内支撑可适合各种地面层,但会占用建筑空间; 软粘土基岩内的内支撑桩或墙不应使用锚索 (a) 地拉锚 (b) 矿体拉锚桩或墙桩或墙地拉锚桩锚索 72.7 锚索挡土墙结构:由以下部分组成钢筋混凝土肋柱、挡土板和锚索; 或由钢筋混凝土板和锚索组成 锚索的组成原理:锚索锚固在稳定土中所提供的拉力,可承受水土压力,保证渡槽的稳定性 适用:适用于占地少、施工速度快,可作为土质边坡的支护或地下工程的临时支护,主要有柱板式或板柜式两种。 2.8 路堤墙支护结构:由加筋现岩体、土钉和混凝土板组成。 各层连接成一个整体,产生类似于重力式桥台的结构 适用:适用于地下水位以上的粘性土、砂土、砾石土,不适用于污泥或泥质土面板基岩路堤 2.9 加筋土 路基加筋土路基结构:由外墙板、墙后填料和嵌在填料内的拉杆组成。 拉杆:伸长率高、硬度高、柔韧性好、耐腐蚀。

10、性能好,常用:型钢、钢筋混凝土、聚丙烯土工布(道路多用)等。适用:占地少,地基承载力要求不高,用于回填工程; 8度抗震地区及强腐蚀环境不宜使用 2.10反向 拱墙支护结构原理:将水、土压力形成的弯曲拉力转化为沿拱轴线的轴压力,使拱断面受压不弯曲,土体还起到土拱的作用,减少压力特点:施工速度快,施工成本低,适用于粘土、砂土及软土地区; 不适宜饱和软土、泥质土,坝深不宜小于12m3。条件较差,基坑较深,或顶管引起的变形控制严格。 桩排支护适用于H=(6~10)m的竖井。 地下连续墙适合H10m,变形控制比较高。 工程估算方法 • 无锚时:悬臂桩(墙)估算 • 有锚时:双层锚桩(墙)估算、多点桩(墙)估算 3.1 悬臂桩估算(墙)极限平衡法 土压力模式:三角贯入深度t:静力平衡条件下求解(ΣX=0,ΣM=0),估算步骤(略) 桩墙实际埋深应适当放大,由弯矩为零即可得到最大挠度点深度,从而得到最大挠度,然后根据弯矩估算Bloom Jane (1.1~1.2) ctut=+静力平衡法 ep1-ea1zep3-ea3tuhdDEpEp' ep2-ea2yΣEq0ABCO83.1 悬臂桩(墙)。

 

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