基坑桩锚设计计算过程(手算)

基坑⽀护设计计算书桩锚设计计算书⼀、计算原理1.1 ⼟压⼒计算⼟压⼒采⽤库仑理论计算1.1.1 主动⼟压⼒系数()2sin sin cos cos++=φδφδφa K1.1.2 被动⼟压⼒系数()2sin sin cos cos+-=φδφδφpK1.1.3 主动⼟压⼒强度a a ajk K ChK e 2-=γ1.1.4 被动⼟压⼒强度p pp j k K ChKe 2+=γ1.2 桩锚设计计算1.2.1单排锚杆嵌固深度按照下式设计计算：02.1)(011≥-++∑∑ai a d T c pj p E h h h T E h γ式中，h p 为合⼒∑E pj 作⽤点⾄桩底的距离，∑E pj 为桩底以上基坑内侧各⼟层⽔平抗⼒标准值的合⼒之和，T c1为锚杆拉⼒，h T1为锚杆⾄基坑底⾯距离，h d 为桩⾝嵌固深度，γ0为基坑侧壁重要性系数，h a 为合⼒∑E ai 作⽤点⾄桩底的距离，∑E ai 为桩底以上基坑外侧各⼟层⽔平荷载标准值的合⼒之和。

1.2.2 多排锚杆采⽤分段等值梁法设计计算，对每⼀段开挖，将该段状上的上部⽀点和插⼊段弯矩零点之间的桩作为简⽀梁进⾏计算，上⼀段梁中计算出的⽀点反⼒假定不变，作为外⼒来计算下⼀段梁中的⽀点反⼒，该设计⽅法考虑了实际施⼯情况。

1.3 配筋计算公式为：钢筋笼配筋采⽤圆形截⾯常规配筋，并根据桩体实际受⼒情况，适当减少受压⾯的配筋数。

sy cm cm s y A f A f A f A f 32/2sin 25.1++=ππαα()tsy cm s r f Arf KSM A παπαπππαsin sinsin 323+-=α225.1-=t式中，K 为配筋安全系数，S 为桩距，M 为最⼤弯矩，r 为桩半径，f cm 和fy 分别为混凝⼟和钢筋的抗弯强度，As 为配筋⾯积，A 为桩截⾯⾯积，α对应于受压区混凝⼟截⾯⾯积的圆⼼⾓与2π的⽐值，⽤叠代法计算As 。

Qimstar同济启明星XX基坑工程基坑支护方案图2.1 挡墙设计挡墙类型：SMW工法；嵌入深度：12.500m；露出长度：0.500m；搅拌桩直径：850mm；搅拌桩排数：1排；搭接长度：250mm；型钢型号：700*300*13*24；型钢布置方式：密插；水泥土物理指标：3重度：20.00kN/m；弹性模量：300000.00kPa；无侧限抗压强度标准值：500.00kPa；2.2 放坡设计2.2.1 第1级放坡设计坡面尺寸：坡高0.50m；坡宽0.50m；台宽1.00m。

放坡影响方式为： 一。

2.3 支撑(锚)结构设计本方案设置3道支撑(锚)，各层数据如下：第1道支撑(锚)为平面内支撑， 距墙顶深度0.800m， 工作面超过深度0.000m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取80000.0kN/m/m。

该道平面内支撑具体数据如下：支撑材料：钢筋混凝土撑；支撑长度：30.000m；支撑间距：5.000m；与围檩之间的夹角：90.000°；不动点调整系数：0.500；混凝土等级：C30；截面高：800mm；截面宽：600mm。

计算点位置系数：0.000。

第2道支撑(锚)为平面内支撑， 距墙顶深度6.800m， 工作面超过深度0.000m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取80000.0kN/m/m。

该道平面内支撑具体数据如下：支撑材料：钢筋混凝土撑；支撑长度：30.000m；支撑间距：5.000m；与围檩之间的夹角：90.000°；不动点调整系数：0.500；混凝土等级：C30；截面高：800mm；截面宽：600mm。

计算点位置系数：0.000。

第3道支撑(锚)为平面内支撑， 距墙顶深度10.800m， 工作面超过深度0.000m，预加轴力0.00kN/m，对挡墙的水平约束刚度取80000.0kN/m/m。

该道平面内支撑具体数据如下：支撑材料：钢筋混凝土撑；支撑长度：30.000m；支撑间距：5.000m；与围檩之间的夹角：90.000°；不动点调整系数：0.500；混凝土等级：C30；截面高：800mm；截面宽：600mm。

理正深基坑第一部分单元计算操作说明1操作流程图1-1 单元计算操作流程图1.1进入单元计算点击“”按钮，进入单元计算模块。

1.2增加计算项目⑴第一次进入单元模块时，计算项目为空，如图1.2-1所示。

图1.2-1 单元计算输出界面⑵必须点“增”按钮，弹出图1.2-2所示模板，并从中选取计算项目。

确认后进入设计数据录入界面。

图1.2-2 项目选用模板注意：1. 已经进行过单元计算的项目，进入单元计算后，既可以点“增”按钮，从模板中增加新项目，也可从项目列表中选择已有项目（如图1.2-3所示），再点“算”直接进入数据录入界面；图1.2-3 项目选用列表2. 点“删”按钮，可删除列表中的计算项目，存放于工作路径中的该项目的工程数据将全部被删除，且无法恢复；3. “工程操作”菜单（如图1.2-4）功能同“增”、“删”和“算”按钮。

图1.2-4 工程操作菜单1.3数据录入1.3.1 数据录入界面数据录入界面如图1.3-1所示，包括图形显示窗口和数据录入窗口。

图1.3-1 数据录入界面图形显示窗口：显示支护结构、土层、支锚及工况等信息。

数据录入窗口：分为基本信息、土层信息和支锚信息。

不同支护类型的录入数据有较大区别，具体参见第一部分的第2.1.2.1、2.2.2.1、2.3.2.1、2.4.2.1及2.5.2.1节。

注意：对新增的项目，需要录入设计数据，也可读入旧数据并可修改数据。

1.3.2 菜单1. 辅助功能图1.3-2 辅助功能注意：系统为用户提供了新旧版本的数据文件接口。

通过“读入深基坑4.3版数据”可打开4.3版以前建立的*.dyd工程文件。

2. 选项图1.3-3 选项菜单“图形显示选项”：系统默认显示如图1.3-4。

不选择“显示土层填充”可以提高图形显示速度。

图1.3-4 显示选项“安全系数配置”：参见第一部分的1.4.3节。

“土压力调整”：参见第一部分的1.4.3节。

“关闭（打开）计算信息窗口”：当系统不能自动关闭窗口时，选择此菜单。

翡翠华庭支护桩---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ]---------------------------------------------------------------------- 排桩支护---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 附加水平力信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]---------------------------------------------------------------------- [ 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:---------------------------------------------------------------------- [ 工况信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计参数 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 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 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 环梁选筋结果 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]----------------------------------------------------------------------钢筋类型对应关系：d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF500---------------------------------------------------------------------- [ 锚杆计算 ]----------------------------------------------------------------------[ 锚杆自由段长度计算简图 ]---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------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: 0.40m滑裂面数据圆弧半径(m) R = 16.031圆心坐标X(m) X = -1.231圆心坐标Y(m) Y = 9.902整体稳定安全系数 K s = 1.427 > 1.30, 满足规范要求。

[锚杆设计举例]某高层建筑的基坑开挖深度H = 13m ，土质为砂土与卵石等，其主动区土的 平均重度a 二19KN/m 3,内摩擦角：a = 40°,被动区的p = 19.5KN / m 3」p = 45；, 各层土的内聚力以零计，地面荷载q = 10kN/m 2。

若决定采用Q 800mm 钻孔桩(桩 距1.5m )与一层锚杆的基坑支护方案，试进行锚杆设计。

[设计过程]1、土层锚杆布置护桩入土深度计算土层锚杆头部距地面4.5m ，水平间距1.5m ，锚孔孔径①140mm ，锚杆向下 倾斜13°2、计算护桩入土深度t主动土压力系数：K a =tg 245 -40 =0.2172 j被动土压力系数：K p =tg 215 +45〕=5.83P I 2丿1 2 2主动土压力：£十「(")—2.062(13呵地面荷载引起压力： E a2二qH t K^2.17 13 t 1被动土压力：E pp t 2K p =56.843t 2，'' M^0，得：2.062 (13+t ) 2X [2/3(13+t) - 4.5]+2.17(13+t) X [0.5(13+t) — 4.5] -56.843*(2/3t+13— 4.5)=0解三次方程t = 2.26m,最后取护桩入土深度t = 2.30m ；关于护桩的入土深 度可用试算法确定。

3、锚杆所承受的水平力T h讣III 川丄川,q=10KN/m2 7~CD由护桩入土深度t = 2.30m，可知道每延米的主动与被动土压力：2E ai = 0.5X 19X( 13+2.30) X 0.217= 482.5 ( kN/m ) E a2= 10X( 13+2.30)X 0.217= 33.2 ( kN/m )E p = 0.5X 19.5X 2.32X 5.83 = 301 (kN/m )由v M D =0,可求出锚杆所承受的水平力每延米T h ：2.3T h (13+ 2.3—4.5)+E p 只一3得：T h -229.9( KN /m)。

桩锚基坑支护结构设计计算书1、支护结构计算（一）AB段支护结构计算地面标高为-0.6米，地下水位位于-3.3米，基坑开挖至-13.35米，基坑实际开挖深度为12.75米，地表附加荷载取为q=20.0KPa。

采用人工挖孔桩加三道锚索进行支护，基坑侧壁安全等级为一级，基坑重要性系数为1.1。

----------------------------------------------------------------------[ 支护方案 ]----------------------------------------------------------------------排桩支护----------------------------------------------------------------------[ 基本信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ]-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- [ 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:---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ]---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ]---------------------------------------------------------------------- 各工况：内力位移包络图：地表沉降图：---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ]---------------------------------------------------------------------- [ 截面参数 ][ 内力取值 ]---------------------------------------------------------------------- [ 锚杆计算 ]---------------------------------------------------------------------- [ 锚杆参数 ][ 锚杆内力 ][ 锚杆自由段长度计算简图 ]---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ]----------------------------------------------------------------------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 K s = 2.268圆弧半径(m) R = 22.096圆心坐标X(m) X = -1.074圆心坐标Y(m) Y = 11.749----------------------------------------------------------------------[ 抗倾覆稳定性验算 ]----------------------------------------------------------------------抗倾覆安全系数:M p——被动土压力及支点力对桩底的弯矩, 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。

土锚杆（土锚）计算土锚杆（土锚）计算在土质较好地区，以外拉方式用土锚杆锚固支护结构的围护墙，可便利基坑土方开挖和主体结构地下工程的施工，对尺寸较大的基坑一般也较经济。

土锚一般由锚头、锚头垫座、钻孔、防护套管、拉杆（拉索）、锚固体、锚底板（有时无）等组成（图6-94）。

图6-94 土锚构造1-锚头；2-锚头垫座；3-围护墙；4-钻孔；5-防护套管；6-拉杆（拉索）；7-锚固体；8-锚底板土锚根据潜在滑裂面，分为自由段（非锚固段）l f和锚固段l a （图6-95）。

土锚的自由段处于不稳定土层中。

要使拉杆与土层脱离，一旦土层滑动，它可以自由伸缩，其作用是将锚头所承受的荷载传递到锚固段。

锚固段处于稳定土层中，它通过与土层的紧密接触将锚杆所承受的荷载分布到周围土层中去。

锚固段是承载力的主要来源。

图6-95 土锚的自由段与锚固段的划分l f-自由段（非锚固段）；l a-锚固段1．土锚布置根据《建筑基坑支护技术规程》，锚杆的上下排垂直间距不宜小于2m；水平间距不宜小于1.5m；锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4m。

锚杆的倾角宜为15°~25°，且不应大于45°。

锚杆自由段长度不宜小于5m，并应超过潜在滑裂面1.5m。

锚杆的锚固段长度不宜小于4m。

拉杆（拉索）下料长度，应为自由段、锚固段及外露长度之和。

外露长度需满足锚固及张拉作业的要求。

锚杆的锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于M100。

2．土锚计算（1）土锚承载力计算：锚杆承载力计算，应符合下式要求：T d≤N u cosθ（6-99）式中T d——锚杆水平拉力设计值，由式（6-99）计算；θ——锚杆与水平面的倾角；N u——锚杆轴向受拉承载力设计值。

规程规定，对安全等级为一级和缺乏地区经验的二级基坑侧壁，锚杆应进行基本试验，N u值取基本试验确定的极限承载力除以受拉抗力分项系数γs（γs＝1.3）；基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验时，可按式（6-100）计算锚杆轴向受拉承载力设计值，并进行锚杆验收试验：（6-100）式中d1——扩孔锚固体直径；d——非扩孔锚杆或扩孔锚杆的直孔段锚固体直径；l i——第i层土中直孔部分的锚固段长度；l j——第j层土中扩孔部分的锚固段长度；q sik、q sjk——土体与锚固体的极限摩阻力标准值，应根据当地经验取值；当无经验时可按表6-73取值；γs——锚杆轴向受拉抗力分项系数，取1.3；C——扩孔部分土层的抗压强度。