基坑支护设计计算书
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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
()2
sin sin cos cos
++=φδφδφa K
1.1.2 被动⼟压⼒系数
()2
sin sin cos cos
+-=φδφδφp
K
1.1.3 主动⼟压⼒强度
a a ajk K C
hK e 2-=γ
1.1.4 被动⼟压⼒强度
p p
p j k K C
hK
e 2+=γ
1.2 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。
s
y cm cm s y A f A f A f A f 32/2sin 25.1++=
π
παα()
t
s
y cm s r f Ar
f KSM A πα
παπ
π
πα
sin sin
sin 323
+-=
α2
25.1-=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 。1.4 锚杆计算
1.4.1 锚杆截⾯积为：
α
δcos P D
b b SR K A =
式中：K b 为锚杆⾯积安全系数，R D 为所需锚杆拉⼒，δP
为锚杆抗拉强度，α为锚杆
与⽔平线之间的夹⾓，S 为桩距。1.4.2 锚杆⾃由段长度为：
()
-
-?
+-+=2135sin 245cos φαφ
G A H L f
式中： H 为开挖深度，A 为⼟压⼒零点距坑底距离，D 为桩如⼟深度，G 为锚杆深度。 1.4.3 锚杆锚固段长度为：
α
cos u D m m F R K L =式中：K m 为锚杆锚固长度安全系数，F u 为锚杆的极限锚固⼒，Fu=πD r q s ，D r 为锚固体直径，q s 为⼟体与锚固体之间粘结强度，α为锚杆倾⾓。 1.4.4 锚杆总长度为：m f L L L +=
1.5 ⽀护结构稳定性验算：
1.5.1 围护结构内部稳定性验算：
按照E.Kranz 等效锚墙简易算法计算，要求安全系数k ≥1.5。计算公式如下：5.111max 1≥=
t s N R K
5.12
2max 2≥=
t s N R K
式中：K s1和K s2分别为第⼀、⼆道锚杆的稳定安全系数，R max1、R max2分别为第⼀、⼆道锚杆按照⼒多边形求得的最⼤拉⼒，N t1、N t2分别为第⼀、⼆道锚杆的轴向设计拉⼒。1.5.2 整体稳定性验算：
整体稳定性验算按照Bishop 法验算，要求安全系数ks ≥1.30。()[]∑∑∑+
-+=
R
e
Q W
m tg b u W b C K i
i
i i
i i i i i i i
s i /sin /αφ
s
i
i i i K tg m αφαsin cos +
=
式中：W i 为⼟条重，u i 为⼟条的孔隙⽔压⼒，αi 为⼟条底⾯与⽔平线的夹⾓，Q i 为⽔平地震⼒荷载，e i 为地震⼒荷载距滑弧圆⼼垂距，b i 为⼟条宽度。 1.5.3 承载⼒稳定性验算：
承载⼒安全系数验算公式为：Ks 为安全系数，Ks ≥1.10～1.20。()q
D H CN
DN
K c
qs +++=
γγ
式中：H 为开挖深度，D 为桩⼊⼟深度，q 为地⾯超载，N q 、Nc 为地基承载⼒系数，该
系数采⽤Prabdtl 公式计算：()φπφtg q e tg N ??
+=2452
)φctg N N q c 1-=
1.5.4 抗隆起验算： 采⽤经验公式验算：
54
.004
.05
.0'
637.05.120167.017.29---+?
+--=φ
γγδtg C
H D H
式中：δ为基底隆起值（mm ），⼀般要求δ<0.5H/100，H ＇=H+q/γ（m ），H 为基坑开挖深度（m ），q 为地⾯超载（KPa），D 为墙体⼊⼟深度（m ），C 、φ、γ分别为⼟体的粘聚⼒、内摩擦⾓和容重。
⼆、设计计算
Ⅰ区基坑⽀护设计计算书
---------------原始数据---------------
基坑深度[桩顶距坑底距离]/(m)=6.8 邻⼟⾯⽔位距桩顶距离/(m)=15 邻坑⾯⽔位距桩顶距离/(m)=15 地⾯均布荷载/(KPa)=200
桩嵌固深度安全系数=1.2 桩背与⼟的摩擦⾓系数[0-2/3]=.6
锚撑道数=1 锚杆钢筋安全系数=1.5 锚固长度安全系数=1.5 锚杆抗拉强度/(MPa)=1470
锚杆钻孔直径/(m)=.15 锚杆层号 锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与⽔平⾯夹⾓/(°) 锚固体与⼟体粘结强度/(MPa) 1 .2 15 .1
⼟层编号 深度[距桩顶距离]/(m) γ/(KN/m^3) Ｃ/(KPa) Φ/(°) 1 4.5 20 0 30 2 10 20 15 22 3 22 20 0 40---------------计算结果--------------- 护坡桩设计： 桩嵌固深度=5.20(m) 设计桩长=12.00(m)
最⼤弯矩点距桩顶距离=4.30(m) ⼟压⼒零点距桩顶距离=7.98(m) 抗滑安全系数=2.11
设计最⼤弯矩=706.74(KN.m) 桩径=800[mm]
桩距=1.6[m]
按圆形截⾯配筋: 受拉⾯配筋数=9Φ25 受压⾯配筋数=7Φ22
箍筋直径Φ6.5，间距200mm 加强筋直径Φ16，间距2000mm 底部隆起值=-2.34[cm]
地基承载⼒安全系数=13.67
锚杆设计：⼀桩⼀锚
锚杆⽔平间距=1.6(m)
锚杆轴向设计拉⼒值Nt=500.00(KN) 锚杆与⽔平线的夹⾓=15(°)
需要3束15.0(7Φ5)钢绞线
锚杆⾃由段长=3.74(m)
锚杆锚固段长=15.68(m)
锚杆设计长度=20.00(m)
锚墙安全系数k=1.92
整体稳定性安全系数Ks=1.51
Ⅱ区基坑⽀护设计计算书---------------原始数据---------------
基坑深度[桩顶距坑底距离]/(m)=8.85 邻⼟⾯⽔位距桩顶距离/(m)=15
邻坑⾯⽔位距桩顶距离/(m)=15
地⾯均布荷载/(KPa)=200
桩嵌固深度安全系数=1.2
桩背与⼟的摩擦⾓系数[0-2/3]=.6 锚撑道数=2
锚杆钢筋安全系数=1.5
锚固长度安全系数=1.5
锚杆抗拉强度/(MPa)=1470 锚杆钻孔直径/(m)=.15
锚杆层号锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与⽔平⾯夹⾓/(°) 锚固体与⼟体粘结强度/(MPa)1 .
2 15 .1
2 4 15 .08
⼟层编号深度[距桩顶距离]/(m) γ/(KN/m^3) Ｃ/(KPa) Φ/(°)1 4.5 20 0 30
2 10 20 15 22
3 22 20 0 40
---------------计算结果---------------
护坡桩设计：
桩嵌固深度=3.39(m)
设计桩长=12.50(m)
最⼤弯矩点距桩顶距离=6.83(m) 抗滑安全系数=1.45
设计最⼤弯矩=673.13(KN.m)
桩径=800[mm]
桩距=1.6[m] 按圆形截⾯不均匀配筋:受拉⾯配筋数=9Φ25
受压⾯配筋数=7Φ22
箍筋直径Φ6.5，间距200mm
加强筋直径Φ16，间距2000mm 底部隆起值=3.62[cm]
地基承载⼒安全系数=8.54
锚杆设计：
第1道锚撑:
三桩两锚
锚杆⽔平间距=2.4(m)
锚杆轴向设计拉⼒值Nt=450.00(KN) 锚杆与⽔平线的夹⾓=15(°)
需要3束15.0(7Φ5)钢绞线
锚杆⾃由段长=4.72(m)
锚杆锚固段长=14.44(m)
锚杆设计长度=20.00(m)
锚墙安全系数k=1.75
第2道锚撑: ⼀桩⼀锚
锚杆⽔平间距=1.6(m)
锚杆轴向设计拉⼒值Nt=540.00(KN) 锚杆与⽔平线的夹⾓=15(°)
需要4束15.0(7Φ5)钢绞线
锚杆⾃由段长=2.89(m)
锚杆锚固段长=18.67(m)
锚杆设计长度=22.00(m)
锚墙安全系数k=1.65
整体稳定性安全系数Ks=1.55⽀护结构计算内⼒图
Ⅲ区基坑⽀护设计计算书---------------原始数据---------------
基坑深度[桩顶距坑底距离]/(m)=12.5 邻⼟⾯⽔位距桩顶距离/(m)=20
邻坑⾯⽔位距桩顶距离/(m)=20
地⾯均布荷载/(KPa)=80
条形荷载/(KPa)=270
条形荷载距桩距离/(m)=7
条形荷载宽度/(m)=16
条形荷载深度[距桩顶距离]/(m)=5 桩嵌固深度安全系数=1.2
桩背与⼟的摩擦⾓系数[0-2/3]=.6 锚撑道数=3
