支挡结构内力及变形分析

第一章支护结构内支撑设计9.5.1 支护结构的内支撑必须采用稳定的结构体系和连接构造，优先采用超静定内支撑结构体系，其刚度应满足变形计算要求。

9.5.2 支撑结构计算分析应符合下列原则：1. 内支撑结构应按与支护桩、墙节点处变形协调的原则进行内力与变形分析；2. 在竖向荷载及水平荷载作用下支撑结构的承载力和位移计算应符合国家现行结构设计规范的有关规定，支撑体系可根据不同条件按平面框架、连续梁或简支梁分析；3. 当基坑内坑底标高差异大，或因基坑周边土层分布不均匀，土性指标差异大，导致作用在内支撑周边侧向土压力值变化较大时，应按桩、墙与内支撑系统节点的位移协调原则进行计算；4. 有可靠经验时，可采用空间结构分析方法，对支撑、围檩(压顶梁)和支护结构进行整体计算；5. 内支撑系统的各水平及竖向受力构件，应按结构构件的受力条件及施工中可能出现的不利影响因素，设置必要的连接构件，保证结构构件在平面内及平面外的稳定性。

9.5.3 支撑结构的施工与拆除顺序，应与支护结构的设计工况相一致，必须遵循先撑后挖的原则。

条文说明9.5 支护结构内支撑9.5.1 常用的内支撑体系有平面支撑体系和竖向斜撑体系两种。

平面支撑体系可以直接平衡支撑两端支护墙上所受到的侧压力，且构造简单，受力明确，适用范围较广。

但当构件长度较大时，应考虑平面受弯及弹性压缩对基坑位移的影响。

此外，当基坑两侧的水平作用力相差悬殊时，支护墙的位移会通过水平支撑而相互影响，此时应调整支护结构的计算模型。

竖向斜撑体系(图57)的作用是将支护墙上侧压力通过斜撑传到基坑开挖面以下的地基上。

它的施工流程是：支护墙完成后，先对基坑中部的土层采取放坡开挖，然后安装斜撑，再挖除四周留下的土坡。

对于平面尺寸较大，形状不很规则，但深度较浅的基坑采用竖向斜撑体系施工比较简单，也可节省支撑材料。

图57 竖向斜撑体系1—围护墙；2—墙顶梁；3—斜撑；4—斜撑基础；5—基础压杆；6—立柱；7—系杆；8—土堤由以上两种基本支撑体系，也可以演变为其他支撑体系。

边坡地质灾害防治工程-支挡结构简介第一节支挡结构的发展和展望支挡结构包括挡土墙、抗滑桩、预应力锚索等支撑和锚固结构，是用来支撑、加固填土或山坡土体、防止坍滑以保持其稳定的一种建筑物。

在铁路、公路路基工程中、支挡结构主要用于承受土体侧向土压力，它被广泛应用于稳定路堤、路堑、隧道洞口以及桥梁两端的路基边坡等，近几年在高速铁路建设工程中，在软土或松软土地基地段也采用了一种新型的路基桩板结构，用来支承铁路上部结构和路堤填方。

在水利、矿场、房屋建筑等工程中，支挡结构主要用于加固山坡、基坑边坡和河流岸壁的稳定等。

当以上工程或其它岩土工程遇到不良地质灾害时，支挡结构主要用于加固或拦挡不良地质体。

例如，加固滑坡、崩塌、岩堆体，拦挡落石、泥石流等。

支挡结构是岩土工程中的一个重要组成部分，随着我国国民经济水平的提高，基本建设的不断发展，支挡结构技术水平的提高以及减少环境破坏、节约用地观念的加强等，支挡结构在岩土工程中的使用越来越广泛，特别是在铁路、公路路基及建筑基础工程中所占的比重也越来越大。

一、重力式挡土墙由于我国在一些地区石料来源丰富，就地取材方便，再加上施工方法简单，因此，在过去很长一段时间内，石砌的重力式挡土墙是我国岩土工程中广泛采用的主要支挡结构。

这种挡土墙形式简单，设计一般采用库仑土压力理论，当墙体向外变形墙后土体达到主动土压力状态时，假定土中主动土压滑动面为平面并按滑动土楔的极限平衡条件来求算主动土压力。

在侧向土压力作用下，重力式挡土墙的稳定性主要靠墙身的自重来维持，墙身一般采用浆砌片石来砌筑，有时也用混凝土灌注。

上世纪五十年代为适应西南山区地形陡峻的特点，出现了我国独创的衡重式挡土墙。

衡重式挡土墙最初在宝（鸡）成（都）铁路广元至略阳段使用。

1959年，铁道部第二勘测设计院在西安召开的全国坍方滑坡会议上介绍了这种挡墙新形式，得到了大会的赞许，以后在铁路路基工程中逐步推广，又由铁道部科学研究院、专业设计院、铁二院等单位联合开展了科研攻关，完善了衡重式挡墙按第二破裂面计算的理论，编制了有关的标准图，加快了在铁路系统全路的推广。

支挡式结构一、支挡式结构（一）排桩设计<1>排桩的桩型与成桩工艺应根据桩所穿过土层的性质、地下水条件及基坑周边环境要求等选择混凝土灌注桩、型钢桩、钢管桩、钢板桩、型钢水泥土搅拌桩等桩型。

当支护桩的施工影响范围内存在对地基变形敏感、结构性能差的建筑物或地下管线时，不应采用挤土效应严重、易塌孔、易缩径或有较大震动的桩型和施工工艺。

采用挖孔桩且其成孔需要降水或孔内抽水时，应进行周边建筑物、地下管线的沉降分析；当挖孔桩的降水引起的地层沉降不能满足周边建筑物和地下管线的沉降要求时，应采取相应的截水措施。

<2>采用混凝土灌注桩时，对悬臂式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于600mm；对锚拉式排桩或支撑式排桩，支护桩的桩径宜大于或等于400mm；排桩的中心距不宜大于桩直径的2.0倍。

<3>采用混凝土灌注桩时，支护桩的桩身混凝土强度等级、钢筋配置和混凝土保护层厚度应符合下列规定：<3.1>桩身混凝土强度等级不宜低于C25；<3.2>支护桩的纵向受力钢筋宜选用HRB400、HRB335级钢筋，单桩的纵向受力钢筋不宜少于8根，净间距不应小于60mm；支护桩顶部设置钢筋混凝土构造冠梁时，纵向钢筋锚入冠梁的长度宜取冠梁厚度；冠梁按结构受力构件设置时，桩身纵向受力钢筋伸入冠梁的锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010对钢筋锚固的有关规定；当不能满足锚固长度的要求时，其钢筋末端可采取机械锚固措施；<3.3>箍筋可采用螺旋式箍筋，箍筋直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的1/4，且不应小于6mm；箍筋间距宜取100mm～200mm, 且不应大于400mm及桩的直径；<3.4>沿桩身配置的加强箍筋应满足钢筋笼起吊安装要求，宜选用HPB235、HRB335级钢筋，其间距宜取1000mm～2000mm；<3.5>纵向受力钢筋的保护层厚度不应小于35mm；采用水下灌注混凝土工艺时，不应小于50㎜；<3.6>当采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋时，受压区的纵向钢筋根数不应少于5根；当施工方法不能保证钢筋的方向时，不应采用沿截面周边非均匀配置纵向钢筋的形式；<3.7>当沿桩身分段配置纵向受力主筋时，纵向受力钢筋的搭接应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的相关规定。

内支撑结构设计10项内容介绍工程实践中，内支撑结构不需占用基坑以外的地下空间，柔韧性具有较好的整体强度和耐磨性，能有效地控制基坑变形，因此在支护工程中已得到越来越广泛地应用。

内支撑结构基本构件包括支撑、腰梁（或冠梁）以及立柱和立柱缆线，内支撑结构的蟹蛛科花平面和剖面示意见图5.33和图5.34。

内支撑结构宜采用超中静定结构；对个别次要构件失效会引起结构整体破坏的部位宜设置约束。

内支撑结构的压制设计应考虑地质条件和环境条件的复杂性、基坑开挖步序的某次变化的影响。

内支撑结构设计包括支撑结构选型、支撑形式、平面布置、竖向布置、立柱和立柱桩设计、腰梁的设计、节点构造设计、预应力设置、换撑设计等内容以及竖向斜撑设计。

支撑结构的计算主要是支撑构件在结构上的强度与稳定性计算。

1、内支撑结构选型内支撑结构的选型有钢支撑、混凝土支撑以及钢与混凝土的混合支撑。

（1）钢支撑钢支撑具有自重轻、安装和拆除方便、施工速度快、可重复利用等其优点，立即而且安装后能立即发挥支撑促进作用，对减小由于时间效应而时间增加的基坑位移十分有力，因此，对平面形状规则的基坑常采用钢支撑。

但钢支撑节点构件和安装相对复杂，需要具有一定须要的施工水平，另外，钢支撑的预应力损失问题经常困扰施工人员的问题。

钢支撑一般采用钢管、型钢及其三重奏截面，主支撑常用较大标准规范H700×300、H500×300、H400×400H型钢和φ609×16（12）、φ580×16钢管，八字撑常用较小规格H型钢或φ299×10（8）钢管，支撑对话之间的沟通杆常用工字钢、槽钢，立柱则常用L120～L180角钢。

为满足钢支撑稳定性要求，钢支撑受压杆件的长细比不应大于150，受拉杆件长细比不应大于200。

（2）混凝土支撑混凝土支撑是在基坑内现浇而成的结构体系，布置形式和方式基本不受基坑平面形状的限制，具有比钢支撑皮斯基的刚度、更好的整体性，且施工技术相对简单，因而应用范围较细。

挡土墙倒塌原因分析及加固处理方法挡土墙指为防止路基填土或山坡岩土坍塌而修筑的、抵抗土体侧压力的一种工程结构体。

挡土墙被广泛应用于交通、桥梁、建筑物基础、水利和港口等生命线工程中。

随着我国经济的高速发展，各种生命线工程的建设规模越来越大，挡土建筑物越来越多。

在使用过程中，挡土墙常存在倒塌情况。

墙体倒塌通常对行人的生命安全、过往车梁和公共财产造成重大损失，应引起足够的重视。

本文对挡土墙主要结构形式、倒塌机理及加固措施进行浅析。

为设计施工、日常使用、加固改造等提供技术依据。

1 挡土墙的结构形式挡土墙常见结构形式有重力式挡土墙、悬臂式挡土墙、扶壁式挡土墙、锚杆挡土墙、桩板式挡墙。

名称结构形式特点图例重力式挡土墙一般用块石、砖或素混凝土筑成，靠挡土墙本身所受到的重力保持稳定，通常用于较低的挡土墙。

结构简单、对地基承载力要求高。

悬臂式挡土墙多用钢筋混凝土做成，稳定性主要靠墙踵悬臂以上土体所受重力维持，悬臂部分的拉应力由钢筋承担。

截面尺寸小、施工方便、对地基承载力要求相对偏低。

扶壁式挡土墙挡土墙的墙高较高时，为增加悬臂的抗弯刚度，沿墙长纵向每隔一定距离设置一道扶壁，称为扶壁式挡土墙。

工程量小、工艺较悬臂式复杂。

锚杆挡土墙由立柱、墙面板和锚杆三部分组成的轻型支挡结构。

结构轻、柔性大，工程量小，造价低。

桩板式挡土墙由桩和混凝土挡板组成的填方边坡支挡结构。

适用于土压力较大、基础深埋的地段加筋式挡土墙由填土、填土中的拉筋条以及墙面板等三部分组成，它是通过填土与拉筋间的摩擦作用把土的侧压力削减到土体中起到稳定土体作用的。

外形美观、占地面积小，对地基适应性强2 倒塌机理分析挡土墙因抗滑移、抗倾覆、地基承载力不能满足，从而导致墙体倒塌。

（1）抗滑移不满足—挡土墙压力；—基地摩擦系数G1—每延米墙身自重；G2—每延米基底板自重；G3—每延米墙踵板在宽度内的土重（2）抗倾覆不满足Mr——抗倾覆力矩；Ms——倾覆力矩（3）地基承载力不满足fa—修正后的低级承载力特征值。