地下连续墙作为支护结构的内力计算.doc

地下连续墙作为支护结构时的内力计算
(2009-01-0716:40:54)
标签：
HYPERLINK"http://uni.sina.com.cn/c.php?t=blog&k=%BD%A8%D6%FE&ts=bpost&stype=tag"\t"_blank"建筑
HYPERLINK"http://uni.sina.com.cn/c.php?t=blog&k=%B5%D8%CF%C2%C1%AC%D0%F8%C7%BD&ts=bpost&stype=tag"\t"_blank"地下连续墙
HYPERLINK"http://uni.sina.com.cn/c.php?t=blog&k=%B8%D6%BD%EE%C1%FD&ts=bpost&stype=tag"\t"_blank"钢筋笼
HYPERLINK"http://uni.sina.com.cn/c.php?t=blog&k=%CD%C1%D1%B9%C1%A6&ts=bpost&stype=tag"\t"_blank"土压力
HYPERLINK"http://uni.sina.com.cn/c.php?t=blog&k=%B7%BD%BF%D7&ts=bpost&stype=tag"\t"_blank"方孔
HYPERLINK"http://uni.sina.com.cn/c.php?t=blog&k=%D4%D3%CC%B8&ts=bpost&stype=tag"\t"_blank"杂谈分类：HYPERLINK"http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_1578568445_2_1.html"\t"_blank"地下连续墙（一）荷载
用作支护结构的地下连续墙，作用于其上的荷载主要是土压力、水压力和地面荷载引起的附加荷载。若地下连续墙用作永久结构，还有上部结构传来的垂直力、水平力和弯矩等。作用于地下连续墙主动侧的土压力值，与墙体刚度、支撑情况及加设方式、土方开挖方法等有关。
当地下连续墙的厚度较小，开挖土方后加设的支撑较少、较弱，其变形较大，主动侧的土压力可按朗肯土压力公式计算。我国有关的设计单位曾对地下连续墙的土压力进行过原体观测，发现当位移与墙高的比值△／H达到1‰一8‰时，在墙的主动侧，其土压力值将基本上达到朗肯土压力公式计算的土压力值。所以，当地下连续墙的变形较大时，用其计算主动土压力基本能反映实际情况。
对于刚度较大，且设有多层支撑或锚杆的地下连续墙，由于开挖后变形较小，其主动侧的土压力值往往更接近于静止土压力。如日本的《建筑物基础结构设计规范》中既做如此规定。
至于地下连续墙被动侧的土压力就更加复杂。由于产生被动土压力所需的位移(我国实测位移与墙高比值△／H需达到1％一5％才会达到被动土压力值)往往为设计和使用所不允许，即在正常使用情况下，基坑底面以下的被动区，地下连续墙不允许产生使静止土压力全部变为被动土压力的位移。因而，地下连续墙被动侧的土压力也就小于被动土压力值。
目前，我国计算地下连续墙多采用竖向弹性地基梁(或板)的基床系数法，即把地下连续墙入土部分视作弹性地基梁，采用文克尔假定计算，基床系数沿深度变化。
（二）内力计算
作为支护结构的地下连续墙，其内力计算方法国内采用的有：弹性法、塑性法、弹塑性法、经验法和有限元法。
根据我国的情况，对设有支撑的地下连续墙，可采用竖向弹性地基梁(或板)的基床系数法(m法)和弹性线法。应优先采用前者，对一般性工程或墙体刚度不大时，亦可采用弹性线法。此外有限元法，亦可用于地下连续墙的内力计算。
用竖向弹性地基梁的基床系数法计算时，假定墙体顶部的水平力H、弯矩M及分布荷载q1和q2作用下，产生弹性弯曲变形，坑底面以下地基土产生弹性抗力，整个墙体绕坑底面以下某点O转动(图4-2-1)、在O点上下地基土的弹性抗力的方向相反。

图4-2-1竖向弹性地基梁基床系数法计算简图
地下连续墙视为埋入地基土中的弹性杆件，假定其基床系数在坑底处为零，随深度成正比增加。当α2h≤2.5时，假定墙体刚度为无限大，按刚性基础计算；当α2h＞2.5时，按弹性基础计算，其中变形系数
α2=(4-2-1)
式中m——地基土的比例系数，有表可查，参阅有关地下连续墙设计与施工规程。如流塑粘土，液性指数IL≥l，地面处最大位移达6mm时，m＝300--500；
E——地下连续墙混凝土的弹性模量；
J——地下连续墙的截面惯性矩；
b——地下连续墙的计算宽度(一般取b＝1m)。
根据弹性梁的挠曲微分方程，可得坑底以下墙体的表达式为：
（4-2-2）
解上述微分方程，可得各截面处的弯矩和剪力。
如地下连续墙上有支撑或拉锚时，如图4-2-2所示。则先根据支点处水平变形等于零，用