基坑支護計算書

PAGE46基坑支護計算書工程概況該基坑設(shè)計總深6.0m（自然地面下7m），按二級基坑、選用《國家行業(yè)標準—建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2012)》進行設(shè)計計算，計算斷面編號：1。土層參數(shù)序號土層名稱厚度

(m)γ

(kN/m3)c

(kPa)φ

(°)c'

(kPa)φ'

(°)m

(MN/m4)Kmax

(MN/m3)qs

(kPa)分算

/合算1回填土3.0018.35.005.005.005.001.00.00.0分算2粉質(zhì)粘土1.5019.329.0011.0029.0011.008.40.00.0分算3粉質(zhì)粘土1.5019.011.007.6011.007.603.00.00.0分算4粉砂2.0018.00.0020.000.0020.0012.00.00.0分算5粉質(zhì)粘土10.0019.011.007.6011.007.603.00.00.0分算地下水位埋深：7.00m?；又苓吅奢d地面超載：20.0kPa開挖與支護設(shè)計

太平國際機場擴建基坑工程基坑支護方案圖擋墻設(shè)計序號參數(shù)具體信息1擋墻類型鋼板樁2嵌入深度6.000m3露出長度0.500m4型鋼型號350×175×12×7；5樁間距600mm放坡設(shè)計1級放坡設(shè)計坡面尺寸：坡高0.50m；坡寬1.00m；臺寬0.60m。放坡影響方式為：一。支撐(錨)結(jié)構(gòu)設(shè)計本方案設(shè)置1道支撐(錨)，各層數(shù)據(jù)如下：第1道支撐(錨)為錨桿，距墻頂深度2.000m，工作面超過深度0.300m，預加軸力50.00kN/m。該道錨桿具體數(shù)據(jù)如下：（1）長度：17.000m；（2）自由段長度：5.000m；（3）水平間距：1.200m；（4）水平傾角：10.000°；（5）孔徑：150mm；（6）筋體類型：ΦS15.2-1320；（7）筋體數(shù)量：1根；計算點位置系數(shù)：0.000。工況順序該基坑的施工工況順序如下圖所示：計算原理描述圍護墻主動側(cè)土壓力計算朗肯主動土壓力深度z處第i層土的主動土壓力強度的標準值eak,i按下列公式計算：采用水土合算或計算點在水位以上時：（小于0取0）采用水土分算且計算點在水位以下時：（小于0取0）對于矩形土壓力模式，自重部分須扣除坑內(nèi)土的自重（對水位以下的分算土層，扣除有效自重；坑內(nèi)水位取坑底位置，天然水位在坑底以下就取天然水位）。式中：γj─第j層土的天然重度；γw─水的重度，取10kN/m3；Δhj─第j層土的厚度；hwa,i─地下水位；ci、ci'─第i層土的內(nèi)聚力、有效內(nèi)聚力；φi、φi'─第i層土的內(nèi)摩擦角、有效內(nèi)摩擦角；q─超載。放坡的影響將放坡模擬成等效荷載，荷載的大小為坡的土體自重，按照假定的方式將這部分土重增加到圍護墻體范圍內(nèi)土體的自重中。如下圖是兩種增加土體自重的方式，陰影部分即為增加的土重，直線部分的大小為坡的土重。方式一方式二如果考慮坡腳相應(yīng)豎向附加應(yīng)力，那么作用在擋土墻的初始側(cè)向附加應(yīng)力為：式中，za—支護結(jié)構(gòu)頂面至計算點的豎向距離；a—支護結(jié)構(gòu)外邊緣至坡腳的水平距離；b1—坡寬；θ—附加荷載擴散角，宜取45°；h1—地面至支護結(jié)構(gòu)頂面的距離；γ—基礎(chǔ)底面以上土的平均天然重度；c—支護結(jié)構(gòu)頂面以上的土的粘聚力；Ka—支護結(jié)構(gòu)頂面以上土的主動土壓力系數(shù)；Eak1—支護結(jié)構(gòu)頂面以上土單位寬度主動土壓力標準值。水壓力計算靜止水壓力γ-水的重度10KN/m3圍護墻內(nèi)力變形計算

計算簡圖圍護墻的基本方程：內(nèi)力變形關(guān)系：平衡方程：支撐處邊界條件：樁端處邊界條件：式中：M―樁身彎矩；EI―圍護墻抗彎剛度，E為墻體材料的彈性模量，I截面慣性矩；ρ―曲率；x―水平位移；z―深度；Q―樁身剪力；eak―主動側(cè)水土壓力；ka―基底以上土的水平向基床系數(shù)，見“土體水平向基床系數(shù)計算”。當位移為正是取0；kp―基底以下土的水平向基床系數(shù)，見“土體水平向基床系數(shù)計算”。

可考慮坑底土的塑性性質(zhì)，當kpx>epk時，取kp=epk/x，epk為坑底極限被動土壓力，

見“圍護墻被動側(cè)土壓力計算”；bs―主動側(cè)水土壓力計算寬度，對板樁、連續(xù)墻、攪拌樁取每延米，對排樁、SMW工法樁取樁中心距;b0―土體抗力計算寬度。墻式圍護取每延米；

對圓形排樁圍護：b0=0.9(1.5d+0.5)，d為樁徑；

對方形排樁圍護：b0=1.5b+0.5，b為邊長；

計算值超過樁間距時b0取樁間距；zsi―第i道支撐的深度。Ksi―第i道支撐每延米的水平剛度。見“支撐/錨的水平剛度計算”；第i道支撐處的墻體剪力。第i道支撐處第m工況的水平位移。T0i―第i道支撐每延米的水平向預加軸力。zL―墻底端的深度。墻底端的墻體彎矩Kθ―墻底端旋轉(zhuǎn)約束剛度，模擬墻底土對墻底的約束作用，對于較厚的攪

拌樁，可考慮這種作用，對于其他厚度較薄的圍護墻，可忽略這種作用。

Kθ=1×b3×kp(D)/12，D為嵌入深度。上述微分方程可用有限單元法求解，解得水平位移后，可求出樁身內(nèi)力。土體水平向基床系數(shù)的計算kp=mz，m為土層的水平向基床系數(shù)隨深度增長的比例系數(shù)，z為計算點距離開挖面的深度（對于主動側(cè)就是距樁頂?shù)木嚯x）；支撐/錨水平剛度計算錨桿式中：Ks―錨桿水平剛度；α―水平傾角；Es―錨桿桿體的彈性模量；Ec―錨桿的復合彈性模量；Em―錨桿固結(jié)體的彈性模量；L―錨桿的總長度；s―錨桿水平間距；Lf―錨桿的自由段長度；Ap―錨桿桿體的截面積；A―錨桿固結(jié)體的截面積；整體穩(wěn)定計算對于單個圓弧滑面的整體穩(wěn)定安全系數(shù)計算方法如下。瑞典條分法-替代容重法上列式中：式中：Ks─整體穩(wěn)定安全系數(shù)；Nj─土釘、錨桿、微型樁、排樁在滑弧上產(chǎn)生的抗滑力標準值；ci─第i分條滑裂面處土體(或水泥土，乘折減系數(shù)后的c)的粘聚力；φi─第i分條滑裂面處土體(或水泥土，tgφ乘折減系數(shù)后的φ)的內(nèi)摩擦角；Ka─主動土壓力系數(shù)；Li─第i分條滑動面弧長；Gi─第i分條土條(包括水泥土)重量；Wi─第i分條土條受到的水浮力；Wi'─第i分條土條受到坑內(nèi)水位以下那部分水的水浮力（當?shù)叵滤桓哂陂_挖面時，坑內(nèi)水位取開挖面，否則取地下水位）；ui─第i分條土條底部中心處的孔隙隙水壓力，即為該點處的靜水壓力；若考慮土性，則對水土合算的土層取0；靜水壓力與浸潤線有關(guān)，當?shù)叵滤陀陂_挖面時，浸潤線就是地下水位線；當?shù)叵滤哂陂_挖面時，浸潤線如下：Qi─超載和鄰近荷載在第i分條上分布的總力；TNj─第j道土釘/錨桿在滑裂面外的部分的抗拔力標準值和桿體抗拉強度標準值中的小值，見“公式”；Sj─第j道土釘/錨桿的水平間距；θi─第i分條滑動面切線與水平面之間的夾角；αj─第j道土釘/錨桿與水平面之間的夾角。ζ、ξ─土釘或錨桿切向力折減系數(shù)、法向力折減系數(shù)。Np─滑弧切過排樁或連續(xù)墻時樁墻的抗滑力；θp─滑弧切樁點切線與水平面的夾角；Mc─樁墻抗彎承載力設(shè)計值；hp─切樁點到坡面的深度；γp─hp范圍內(nèi)土的平均重度；Sp─排樁間距，連續(xù)墻取1m。鋼板樁強度驗算式中：σ—最大彎矩截面邊緣處應(yīng)力；Mdmax―樁分擔范圍內(nèi)的最大設(shè)計彎矩，Mdmax=γMmax，Mmax為最大計算彎矩，從內(nèi)力變形結(jié)果中求出；γ為設(shè)計彎矩系數(shù)；[σ]―型鋼鋼材的抗彎強度設(shè)計值，從型鋼材料表查出；W—型鋼沿彎矩作用方向的截面模量。內(nèi)力變形計算計算參數(shù)水土計算（分算/合算）方法：按土層分/合算；水壓力計算方法：靜止水壓力，修正系數(shù)：1.0；主動側(cè)土壓力計算方法：朗肯主動土壓力，分布模式：矩形，調(diào)整系數(shù)：1.0，負位移不考慮土壓力增加；被動側(cè)基床系數(shù)計算方法："m"法，土體抗力不考慮極限土壓力限值；墻體抗彎剛度折減系數(shù)：1.0。計算結(jié)果內(nèi)力變形結(jié)果每根樁抗彎剛度EI=84630kN.m2。以下內(nèi)力和土體抗力的計算結(jié)果是每根樁的；支撐反力是每延米的。支(換)撐反力范圍表抗力相對樁頂深度(m)最小值(kN/m)最大值(kN/m)支撐第1道支撐2.0050.0119.0坑內(nèi)側(cè)土體抗力安全系數(shù)：0.58～4.52。整體穩(wěn)定計算計算參數(shù)整體穩(wěn)定計算方法：瑞典條分法；應(yīng)力狀態(tài)計算方法：有效應(yīng)力法，孔壓考慮土性；土釘法向力折減系數(shù)：ξ=0.5；土釘切向力折減系數(shù)：ξ=1.0；錨桿法向力折減系數(shù)：ξ=0.5；錨桿切向力折減系數(shù)：ξ=1.0；樁墻抗滑考慮方式：滑面繞樁；浸潤線不考慮止水帷幕；滑弧搜索不考慮局部失穩(wěn)；考慮開挖工況；搜索范圍：坡頂：全范圍；坡底：全范圍；搜索方法：遺傳算法。計算結(jié)果開挖至-0.50m(深0.50m)滑?。簣A心(0.26m,-0.62m)，半徑：1.34m，起點(-0.94m,0.00m)，終點(1.00m,0.50m)，拱高比0.447；下滑力：13.13kN/m；土體(若有則包括攪拌樁和坑底加固土)抗滑力：13.87kN/m；土釘/錨桿抗滑力：0.00kN/m；樁墻的抗滑力：0.00kN/m；安全系數(shù)：1.36，要求安全系數(shù)：1.3。開挖至-6.00m(深6.00m)滑弧：圓心(3.14m,-0.00m)，半徑：12.15m，起點(-9.01m,0.00m)，終點(13.70m,6.00m)，拱高比0.770；下滑力：726.75kN/m；土體(若有則包括攪拌樁和坑底加固土)