土建施工基坑支护计算书.docx
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土建施工基坑支护计算书
群光广场
基坑支护计算书
四川省建筑设计院
2005年4月
群光广场
基坑支护计算书
总工程师：
审定：
审核：
编制：
四川省建筑设计院
2005年4月
目录
一、基坑支护计算说明
二、挡土桩（墙）支撑规范计算公式
三、内力计算书（M法）
四、锚杆计算书
五、基坑支护连梁（腰梁）计算书
一、基坑支护计算说明
1、基坑开挖深度±0.00下23.8m，地下水位坑外16.0m，坑内23.8m。
2、根据场地勘察报告，选取每一面边坡中部钻孔为计算标准地层，地基土物理力学指标按表1取值：
表1
土名
重度
γ
（kN/m3）
饱和
重度
γ
（kN/m3）
粘聚力
标准值
Ck
（kPa）
内摩擦角
标准值φk
（度）
岩土体与锚固体的极限摩阻力
标准值qsk
KPa
杂填土
17.0
0
17
20
素填土
18.0
18
20
20
粉质粘土
19.5
22
20
45
粉土
19.5
12
18
45
中砂
19.5
0
32
35
中砂（卵石层中）
20.0
0
35
50
稍密卵石
21.0
21.5
0
40
200
中密卵石
22.0
22.5
10
42
250
密实卵石
23.0
23.5
15
45
300
强风化泥岩
22.0
22.3
45
30
100
中等风化泥岩
23.5
23.6
800
40
250
3、支护设计计算时采用中国建筑科学设计研究院PKPM软件计算后综合取值。
锚杆长度以四个点（边坡中点钻孔）计算后取平均值。
锚杆材质为地质钻杆，抗拉强度为540MPa,截面积为723mm2。
腰梁计算及降水设计计算时采用理正软件计算后综合取值。
4、基坑四周均布荷载q＝10KN/m2（离坑边大于1.50米），基坑安全等级为一级，侧壁重要系数γ0＝1.10。
5、护壁桩嵌固深度系数按0.12计算（根据《建筑基坑支护技术规范》（JGJ120-99）附录四取δ=0,φk=40取值），嵌固深度hb=3.0m。
二、挡土桩（墙）支撑规范计算公式
（一）第n层土底面对板桩墙的压力计算
第n层土底面对板桩墙的主动压力为：
第n层土底面对板桩墙的被动压力为：
其中：
Ean——第n层土底面对板桩墙的主动压力；
Epn——第n层土底面对板桩墙的被动压力；
qn——地面附加荷载传递到第n层土底面的垂直荷载（kN/m2）；
i——i层土的天然重力密度（kN/m3）；
hi——i层土的厚度（m）；
n——n层土调整后的内摩擦角（°）；
Cn——n层土调整后的内聚力（kN/m2）。
（二）地面附加荷载、邻近建筑物基础底面附加荷载；对n层土底面传递的垂直荷载的计算
根据地面附加荷载情况分别计算:
1.地面满铺均布荷载q0时，任何土层底面处qn=q0
2.与板桩墙平行的宽度为B的条形荷载q0，离开板桩墙距离a,
当n层土底面深度满足：
则qn=0；
当n层土底面深度满足：
则
3.作用在面积为b1×b2（b2与板桩墙平行）的荷载q0,离开板桩墙距离a,
当n层土底面深度满足
时，qn=0；
当
时,
（三）悬臂板桩墙计算数解法的方法和步骤
1.计算板桩墙后主动土压力En（3）,板桩墙前被动土压力Ep（3）,分别下列公式计算
（公式1）
（公式2）
然后进行迭加，寻找第一个土压力为零的点d。
图中：
Ea——墙后主动土压力合力（kN/m）；
Ep——墙前被动土压力合力（kN/m）；
Ep
（1）——墙后被动土压力合力（kN/m）；
h——基坑开挖深度（m）；
d——土压力为零的点在基坑面下深度（m）；
t——板桩嵌入d点以下的需要深度（m）；
z——被动土压力墙前墙后转折点高度（m）；
Ea
（1）——d点处板桩前主动土压力，按坑底下d深度计算，用公式
（1）计算；
Ep
（1）——d点处板桩后被动土压力，按照地面下h+d深度计算，用公式
（2）计算；
Ea（3）——板桩后主动土压力，按全深计算，用公式
（1）计算；
Ep（3）——板桩前被动土压力，按坑底面下深度计算，用公式
（2）计算；
Ea
（2）——板桩底处板桩前主动土压力，按坑底面下深度计算，用公式
（1）计算；
Ep
（2）——板桩底处板桩后被动土压力，按全深计算，用公式
（2）计算；
y——主动土压力合力Ea到d点的距离（m）。
2.计算d点以上土压力合力Ea，计算Ea至d点的距离y。
3.根据作用在板桩墙上水平力平衡，各水平力对板桩底力矩平衡条件，建立联立方程，求解板桩嵌入d点以下深度t值。
如果嵌入d点以下部分处于同一层土层时，联立方程解得的结果为：
其中：
公式（3）
为安全起见，实际用嵌入d点下的深度应为1.2t，即板桩的总长度为：
4.计算板桩最大弯矩，最大弯矩在剪力等于零处，从上往下计算。
（四）单层支撑和单层拉锚板桩计算方法和步骤
图中：
h——基坑开挖深度（m）；
h1——支撑或拉锚设置深度（m）；
d——土压力迭加为零的d点在坑底面下深度（m）；
t——板桩在d点下嵌入深度（m）；
Ea（3）——板桩后主动土压力，按公式
（1）计算；
Ep（3）——板桩前被动土压力，从坑底面下起计算，按公式
（2）计算；
Ea——板桩后土压力合力（kN/m）；
E1——支撑或拉锚对板桩每延长米的反力（kN/m）；
Ed——假设支座d处板桩前土压力对板桩每延长米的反力（kN/m）；
a——支撑或拉锚到d点的距离（m）。
1.计算各土层处的板桩后主动土压力Ea（3），板桩前被动土压力Ep（3），两者进行迭加，找出土压力为零的d点在坑底面下的深度d；
2.计算d点以上板桩后土压力合力Ea；
3.计算d点以上板桩后土压力对d点的力矩Ma；
4.计算支撑或拉锚时板桩的反力E1；
5.计算d点的反力Ed；
6.计算d点以下板桩需要嵌入深度t，在该段深度的板桩前土压力Ep（3）-Ea（3）对板桩底的力矩Mp应满足：
如果该段深度是在同一个土层内时，
其中B用公式（3）计算；
7.计算板桩长度L，
8.计算板桩最大弯矩Mmax，其位置在剪力为零处。
（五）多层支撑板桩墙的计算，可按每层支撑受力后不因下阶段支撑设置及开挖而
改变数值的原理进行，其方法和步骤如下：
1.第一层支撑阶段，其挖土深度需满足第二层支撑安装需要，第一层支撑反力为E1；
2.第二层支撑阶段，其挖土深度需满足第三层支撑安装需要，计算板桩后主动土压力、
板桩前被动土压力，寻找土压力为零的点d，其位置在挖土面下d处；
图（a） 二层支撑图（b） 多层支撑
图中：
h——计算相应阶段时基坑开挖总深度（m）；
d——相应阶段土压力为零时开挖面下的深度（m）；
t——相应阶段板桩嵌入土压力为零点以下需要深度（m）；
E1、E2...En——自上而下各层支撑的反力（kN/m）；
a1、a2...an——自上而下各层支撑到土压力为零点以的距离（m）；
3.计算d点以上板桩后土压力对d点的力矩Mａ,和土压力合力Ea；
4.计算第一层支撑反力E1对d的力矩M1；
5.计算第二层支撑到d点的距离a2；
6.计算第二层支撑反力E2；
7.计算本阶段d点的反力Ed；
8.计算本阶段板桩在d点下需嵌入深度t，按该段板桩前净土压力合力大于等于Ed计算，
如果该段范围处在同一层土层时
9.按3、4、5、6、、7、8步骤逐层往下计算各层支撑反力，如第i层支撑的反力为：
挖至基坑设计底面时，第n层支撑的反力为：
假设支点d的反力为：
嵌入深度t为：
10.计算板桩总长度L
11.逐段验算板桩的最大弯矩，验算强度。
三、内力计算书（M法）
按每一面边坡中部钻探孔地层进行计算，土压力计算依据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）。
（一）3#钻探孔地层M法计算书
1.地质勘探数据如下：
—————————————————————————————————————
序号h（m）（kN/m3）C（kPa）（℃）M值计算方法
12.5017.000.0017.004080.0水土合算
21.3018.0018.0020.007800.0水土分算
31.0019.5012.0018.005880.0水土分算
40.9019.200.0032.0017280.0水土分算
50.4021.000.0042.0031080.0水土分算
61.4022.0010.0045.0037000.0水土分算
75.4023.0015.0050.0046500.0水土分算
80.6022.0010.0045.0037000.0水土分算
93.7023.0015.0050.0046500.0水土分算
101.0021.0045.0030.0019500.0水土合算
1115.0023.50800.0040.00108000.0水土合算
—————————————————————————————————————
表中：
h为土层厚度（m）,为土重度（kN/m3）,C为内聚力（kPa）,为内摩擦角（℃）
2.基底标高为-23.80m，
支撑分别设置在标高-6.00m、-11.00m、-15.00m处，
计算标高分别为-6.50m、-11.50m、-15.50m、-23.80m处，
3.地面超载：
—————————————————————————————————————
序号布置方式作用标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载0.0010.00----
—————————————————————————————————————
基坑侧壁重要性系数为1.10,为一级基坑
抗隆起、抗倾覆、抗渗流验算结果
按地基承载力验算抗隆起
计算的抗隆起安全系数为:
122.56
达到规范规定安全系数2.20,合格!
按滑弧稳定验算抗隆起
计算的抗隆起安全系数为:
23.13
达到规范规定安全系数2.20,合格!
验算抗倾覆稳定
计算的抗倾覆安全系数为:
363.52
达到规范规定安全系数1.26,合格!
验算抗渗流稳定
计算的抗渗流安全系数为:
2.60
达到规范规定安全系数1.50,合格!
内力及位移计算
采用m法计算
共3层支点，支点计算数据如下：
—————————————————————————————————————
序号水平间距（m）倾角（度）刚度（kN/m）预加力（kN）
11.5015.0023841.050.0
21.5015.0029603.050.0
31.5015.0038255.050.0
————————
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