理正深基坑算例

设计单位：广 州 地 铁 设 计 院

设 计 人：罗仕恒

设计时间：2011-03-17 22:32:07

---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]

---------------------------------------------------------------------- 排桩支护

---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法 增量法 规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级 二级

基坑侧壁重要性系数γ0 1.10 基坑深度H(m) 12.800 嵌固深度(m) 10.800 桩顶标高(m) -2.800 桩截面类型 圆形 └桩直径(m) 0.900 桩间距(m) 1.100 混凝土强度等级 C30 有无冠梁 有 ├冠梁宽度(m) 1.300 ├冠梁高度(m) 0.800 └水平侧向刚度(MN/m) 32.146 放坡级数 1 超载个数 1 支护结构上的水平集中力 0 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 坡号 台宽(m) 坡高(m) 坡度系数 1 0.200 2.800 1.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 超载 类型 超载值 作用深度 作用宽度 距坑边距 形式 序号 (kPa,kN/m) (m) (m) (m) 1 20.000 --- --- --- --- ---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 水平作用类型 水平力值 作用深度 是否参与 是否参与 力 序号 (kN) (m) 倾覆稳定 整体稳定 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 土层数 6 坑内加固土 内侧降水最终深度(m) 13.300 外侧水位深度(m) 内侧水位是否随开挖过程变化 否 内侧水位距开挖面距离(m) 弹性计算方法按土层指定 ㄨ 弹性法计算方法 ----------------------------------------------------------------------

长度 (m) --- 否 1.500 --- m法 [ 土层参数 ]

---------------------------------------------------------------------- 层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 33(m) (kN/m) (kN/m) (kPa) 1 素填土 4.70 19.3 9.3 10.00 2 粘性土 1.70 19.5 9.5 29.70 3 粉土 4.00 19.1 9.1 5.90 4 粉砂 5.30 19.4 9.4 4.20 5 粘性土 10.50 19.1 9.1 --- 6 粘性土 2.70 19.9 9.9 --- 层号 与锚固体摩 粘聚力 内摩擦角 水土 计算方法 m,c,K值 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) 1 18.0 10.00 8.00 分算 m法 1.48 2 50.0 29.70 11.00 合算 m法 4.29 3 48.0 5.90 23.40 分算 m法 9.20 4 50.0 4.20 30.30 分算 m法 15.75 5 42.0 31.90 12.40 合算 m法 5.03 6 60.0 45.40 11.30 合算 m法 5.96

---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 支锚道数 2 支锚 支锚类型 水平间距 竖向间距 入射角 总长 道号 (m) (m) (°) (m) 内摩擦角 (度) 8.00 11.00 23.40 30.30 --- --- 抗剪强度 (kPa) --- --- --- --- --- --- 锚固段 长度(m) 1 内撑 1.100 3.200 --- --- --- 2 内撑 1.100 4.550 --- --- --- 支锚 预加力 支锚刚度 锚固体 工况 锚固力 材料抗力 材料抗力 道号 (kN) (MN/m) 直径(mm) 号 调整系数 (kN) 调整系数 1 0.00 300.00 --- 2～10 --- 100.00 1.00 2 0.00 300.00 --- 4～8 --- 100.00 1.00

---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ]

---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:

层号 土类名称 水土 水压力 主动土压力 被动土压力 被动土压力 调整系数 调整系数 调整系数 最大值(kPa) 1 素填土 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2 粘性土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 3 粉土 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 4 粉砂 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 5 粘性土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 6 粘性土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000

---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ]

---------------------------------------------------------------------- 工况 工况 深度 支锚 号 类型 (m) 道号 1 开挖 3.700 --- 2 加撑 --- 1.内撑 3 开挖 8.250 --- 4 加撑 --- 2.内撑 5 开挖 12.800 --- 6 刚性铰 10.800 --- 7 刚性铰 9.100 --- 8 拆撑 --- 2.内撑 9 刚性铰 5.800 --- 10 拆撑 --- 1.内撑

---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]

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---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]

---------------------------------------------------------------------- 各工况：

内力位移包络图：

地表沉降图：

---------------------------------------------------------------------- [ 冠梁选筋结果 ]

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钢筋级别 选筋 As1 HRB335 8D20 As2 HRB335 10D28 As3 HPB235 d12@150 ---------------------------------------------------------------------- [ 环梁选筋结果 ]

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钢筋级别 选筋 As1 HRB335 5D20 As2 HRB335 3D20 As3 HPB235 d8@200 ---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]

---------------------------------------------------------------------- [ 截面参数 ] 桩是否均匀配筋 是 混凝土保护层厚度(mm) 50 桩的纵筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋级别 HRB335 桩的螺旋箍筋间距(mm) 150 弯矩折减系数 0.85 剪力折减系数 1.00 荷载分项系数 1.25 配筋分段数 一段 各分段长度(m) 20.80 [ 内力取值 ] 段 内力类型 弹性法 经典法 内力 号 计算值 计算值 设计值 内力 实用值 848.16 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 725.70 1279.41 848.16 1 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 最大剪力(kN) 级别 HRB335 HRB335 214.16 602.86 1250.97 497.86 钢筋 实配值 22D25 D12@150 250.30 828.93 250.30 828.93 段 选筋类型 号 1 纵筋 箍筋 实配[计算]面积 (mm2或mm2/m) 10799[8136] 1508[1109] 加强箍筋 HRB335 D14@2000 154 ---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]

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计算方法：瑞典条分法 应力状态：总应力法

条分法中的土条宽度: 1.00m

滑裂面数据

整体稳定安全系数 Ks = 1.379 圆弧半径(m) R = 19.294 圆心坐标X(m) X = -1.860

圆心坐标Y(m) Y = 8.295

---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ]

---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆安全系数:

a

Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。 Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 0.000 --- 2 内撑 0.000 ---

KsMpM13014.276 Ks = 4.930 >= 1.200, 满足规范要求。 工况2：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 0.000 ---

Ks160.685 0.00013014.276 Ks = 5.072 >= 1.200, 满足规范要求。 工况3：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 0.000 ---

Ks160.685 1854.545

Ks = 1.767 >= 1.200, 满足规范要求。 工况4：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 90.909 ---

28852.693 1854.545Ks17369.683

17369.683 Ks = 1.850 >= 1.200, 满足规范要求。 工况5：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 90.909 ---

Ks28852.693 3295.45519928.729 Ks = 0.639 < 1.200, 不满足规范要求! 工况6：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 90.909 ---

Ks9452.240 3295.45519928.729 Ks = 0.639 < 1.200, 不满足规范要求! 工况7：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 90.909 ---

Ks9452.240 3295.455

Ks = 0.639 < 1.200, 不满足规范要求! 工况8：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 0.000 ---

9452.240 3295.455Ks19928.729 19928.729 Ks = 0.567 < 1.200, 不满足规范要求! 工况9：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 90.909 --- 2 内撑 0.000 ---

Ks9452.240 1854.545 19928.729 Ks = 0.567 < 1.200, 不满足规范要求! 工况10：

注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。

序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 0.000 --- 2 内撑 0.000 ---

Ks9452.240 1854.54519928.729 Ks = 0.474 < 1.200, 不满足规范要求! ---------------------------------------------- 安全系数最小的工况号：工况10。

最小安全Ks = 0.474 < 1.200, 不满足规范要求!

---------------------------------------------------------------------- [ 抗隆起验算 ]

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Ks9452.240 0.000

Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

DNqcNc

KsHDq

Nqtan 45o12 12etan NcNq1 tan

Nqctan4511.84022e3.142tan11.8402.930 N 2.930119.22710.00010.80071.962 Ks = 2.042 >= 1.1, 满足规范要求。

Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

DNqcNc Ks9.204tan11.840 19.18110.8002.93038.7779.204

Ks

  HDq Nq12e342otancos344512211.8402 NcNq1 tan3.142 11.8402tan11.840 Nq12ecos45DH23.235

Ks = 2.296 >= 1.15, 满足规范要求。

[ 隆起量的计算 ]

注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理! n0.5

13.235110.6ctan11.840 K19.18110.8003.23538.77710.6S19.22710.00010.80071.962 N 875316i1ihiq1256.37c0.04tan0.54

式中 δ———基坑底面向上位移(mm);

n———从基坑顶面到基坑底面处的土层层数;

3

ri———第i层土的重度(kN/m)；

33

地下水位以上取土的天然重度(kN/m)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m); hi———第i层土的厚度(m);

q———基坑顶面的地面超载(kPa); D———桩(墙)的嵌入长度(m); H———基坑的开挖深度(m);

c———桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); φ———桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度);

3

r———桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m); 0.5 875316246.872.012510.812.86.3719.231.90.04tan12.400.54 δ = 33(mm)

---------------------------------------------------------------------- [ 抗管涌验算 ]

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抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

1.5h''' 0wh2D

式中 γ0———侧壁重要性系数; γ'———土的有效重度(kN/m3); γw———地下水重度(kN/m3);

h'———地下水位至基坑底的距离(m); D———桩(墙)入土深度(m);

K = 2.552 >= 1.5, 满足规范要求。

---------------------------------------------------------------------- [ 嵌固深度计算 ]

---------------------------------------------------------------------- 嵌固深度计算参数： 抗渗嵌固系数 1.200 整体稳定分项系数 1.300 圆弧滑动简单条分法嵌固系数 1.100 嵌固深度考虑支撑作用 ㄨ 嵌固深度计算过程：

按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度： 圆心(-2.341，8.251)，半径=18.6m，对应的安全系数Ks = 1.312 ≥ 1.300 嵌固深度计算值 h0 = 10.500m 嵌固深度设计值 hd = αγ0h0

= 1.100×1.100×10.500 = 12.705m 嵌固深度采用值 hd = 10.800m