基于多支点等值梁法的建筑基坑设计书Word文档格式.docx
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杂色，褐灰、黄灰色，结构松散。
成份以碎砖、瓦块、混凝上碎块、砾卵石为主混10～20%的建筑废弃土组成。
该层遍布于场地表部，厚度1.20～5.20m。
素填土：
褐灰、黄灰色，结构较松散，湿。
以粘性土、粉土为主，混10～15%的砖瓦碎块。
该层分布不连续，厚度0.40～3.30m。
b．第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）
本层主要特点是：
从地形地貌条件上属河间地块。
据成都平原水文地质工程地质综合勘察评价报告，根据绝对年龄的测定本层属第四系上更新世晚期（Q23），相当于广汉冲积层。
由于堆积时间较久，经上覆土层长期压密作用，以密实卵石层构成地基岩土主体层位；
卵石层自上而下由微风化向弱至中等风化过渡，泥质含量逐渐增高构成本层又一特点。
粉质粘土：
黄褐、黄灰色，可塑为主，湿。
土体裂隙较发育，土体合少量铁锰质结核及浸染斑块。
本层受人类工程活动影响，分布不稳定，残存厚度0.40～1.60m。
粉土：
灰黄、黄灰色，湿，松散～稍密。
土体夹粉砂薄层及铁锰质浸染斑块。
其粉粒含量约为86.2%，粘粒含量约为9.0%。
受人类工程活动影响，该层分布不稳定，残存厚度0.40～1.80m。
细砂：
灰黄、黄灰色，湿，松散。
矿物成份以长石、石英为主，云母片及暗色矿物次之。
粒径大于0.075mm的砂粒含量为87.5-90%。
该层分布较连续，厚度0.43～3.10m。
卵石层中的细砂：
灰、青灰色，湿～饱和，结构松散。
粒径大于0.075mm的砂粒含量为88.8～89.8%，局部段含少量砾卵石。
该层呈透镜体分布于卵石层中，厚度0.20～4.20m。
卵石层：
黄褐、黄灰色，湿～饱和。
卵石成分以花岗岩、辉长岩、石英岩为主，次为变质岩、砂岩、灰岩等。
卵石呈圆形、亚圆形，磨圆度较好，坚硬，部份卵石呈弱风化状，少量呈强风化状。
以细砂充填为主，局部由泥砂或泥质充填。
卵石层顶面埋深5.0～7.6m，标高496.99～499.57m，构成地基岩土主体层位。
卵石层划分为三个亚层：
稍密卵石：
黄褐、黄灰色，湿～饱和，稍密。
卵石排列混乱，大部分不接触。
该层呈透镜体分布于卵石层上部及中部。
中密卵石：
黄褐、黄灰色，湿～饱和，中密。
卵石交错排列，大部分接触。
密实卵石：
黄褐、黄灰、青灰色，湿～饱和，密实。
卵石交错排列，连续接触。
本层厚度大，分布较稳定，构成卵石层主体层位，
c．中生界白垩系上统灌口组泥岩（K2g）
紫红、棕红色，强风化，泥质胶结，裂隙较发育；
质软，岩芯呈碎块状、短柱状，手折易断。
泥岩层顶埋深30.6～30.8m，标高473.41～473.93m，
（2）场地水文地质条件
场地地下水主要赋存于卵石层中，为松散岩类孔隙潜水，主要接受大气降水、地下侧向径流补给，于地势较低处排泄或从井中人工排泄。
勘察期间实测地下水位埋深为7.0～7.7m，标高496.87～496.97m，该水位埋深偏大，是受场地附近长期降水工程的影响所致。
在无人工降低地下水位的条件下，丰水期地下水位正常埋深约为4.5m，标高为500.135m；
历史最高水位埋深约为2.5m，标高为501.635m；
地下水位年变幅约为2m，地下水自北西流向南东，水力坡度约为0.002。
另场地局部地段人工填土层中赋存上层滞水，水位埋深约1.5～3.9m，由沟水、雨水、自来水渗透补给，但水量甚微。
水文地质参数:
场地泥岩埋深30.6～30.8m，标高473.41～473.93m。
含水层厚度约为24m。
卵石含水层渗透系数k=12.02～19.7m/d，平均15.12m/d。
场地含水层渗透系数建议取值17m/d。
场地地下水无色、无味、透明，PH值7.4～7.5，对砼结构无腐蚀性；
对钢筋砼结构中的钢筋无腐蚀性；
对钢结构具弱腐蚀性。
该基坑所处地层（按地基岩土的构成自上而下的土层）的主要物理力学参数如下表所示:
表1
序号
土层名称
土层厚度（）
标高
（）
重度γ（kN/m3）
粘聚力ck（kPa）
内摩
擦角
φk（°
）
极限摩
阻力
qsk（kPa）
1
杂填土
3.0
-3.0
16.0
10
15
2
素填土
2.0
-5.0
17.0
3
粉质粘土
1.0
-6.0
19.5
30
18
60
4
粉土
-7.0
19.0
20
40
5
细砂
-9.0
24
6
卵石层中的细砂
-11.0
7
稍密卵石
-18.0
18.0
35
110
8
中密卵石
7.0
21.0
38
130
9
密实卵石
22.0
150
强风化泥岩
25.0
-43.0
23.0
2.结构设计任务及要求
2.1设计任务
本工程采用筏板基础，基础底板埋深超过10m，对于该工程的基坑围护，综合考虑场地土质条件以及施工安全要求，采用排桩结合锚杆的锚拉式支挡结构进行支护。
根据本工程的开挖深度、地质情况及周边环境情况，基坑安全等级为二级，基坑重要性系数。
2.2设计参数
1）基坑开挖面积：
2）整体稳定性：
3）抗隆起稳定性：
4）突涌稳定性：
5）流土稳定性：
6）基坑深度：
2.3基坑支护设计的计算方法
计算板桩墙的内力常用方法，主要有静力平衡法、等值梁法、弹性支点法等。
由于弹性支点法手算复杂，且边界条件未知，故在手算时不采用，在电算时采用。
本次设计手算过程采用多支点等值梁法计算结构内力。
在设计时选用1—1横剖面地层进行设计计算，具体地层条件见表1。
2.4设计依据资料及规范
1）《岩土工程设计任务指导书》
2）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
3）《混凝土结构设计规范》（GB500010-2002）
2.5支护结构方案
本工程的基坑支护方案定为锚拉式支护结构，拟采用三排锚杆，分别位于地面以下1m、5m、9m处，通过对锚杆施加预应力来控制变形。
支挡构件为排桩，排桩采用钻孔灌注桩，嵌固深度及桩长由此后设计计算而定，桩径拟定为1.0m，桩中心距1.0m，桩身混凝土强度等级采用C30，纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB300，锚杆位于桩中间，水平间距1.0m，倾角15度，钻孔直径从上到下依次为150mm、150mm、200mm。
采用二次压力灌浆法施工，锚杆杆体采用1×
7钢绞线，考虑到地面有堆载及施工器具车辆等外加荷载的影响，设定地面超载q=20kPa。
基坑支护示意图
3基于等值梁法的基坑支护结构设计计算
3.1土压力系数计算
勘察期间实测地下水位埋深为7.0~7.5m，但考虑到由于受场地附近近期降水工程的影响，该水位埋深偏大，在无人工降低地下水位的条件下，丰水期地下水位埋深为4.5m，历史最高水位为2.5m，另外场地局部地段人工填土层有少量上层滞水，这里排桩两侧土体的计算重度均采用其饱和重度（偏安全）。
为满足等值梁法的计算条件，对排桩两侧土体的强度参数按土层厚度进行加权平均，在计算土压力时采用土水合算计算方法，不考虑粘性土的粘聚力。
主动侧土层的加权平均重度：
主动侧土层的加权平均内摩擦角：
被动侧土层的加权平均重度：
被动侧土层的加权平均内摩擦角：
主动土压力系数：
被动土压力系数：
3.2土压力零点处计算
记主动土压力与被动土压力相等的点距基坑底部的距离为
解得
3.3土压力计算
桩顶（即基坑顶面）处主动土压力：
基坑顶面以下1m（第一道锚杆）处主动土压力：
基坑顶面以下5m（第二道锚杆）处主动土压力：
基坑顶面以下9m（第三道锚杆）处主动土压力：
基坑底面处主动土压力：
基坑侧壁净土压力分布图
3.4利用等值梁法计算桩身弯矩及锚拉点支反力
将支护桩简化成连续梁，其荷载为土压力，根据假定，连续梁第一段看成悬臂，中间支锚各段为两端固定，最后一段土压力零点处视为铰支，运用结构力学的方法计算固端弯矩。
A-B端看做悬臂段，其中：
B-C端看做两端固定，其中：
C-D段看做两端固定，其中：
D-F段看做一端固定一端铰接，其中：
桩身B、C、D处的支反力：
对桩身弯矩进行分配，首先计算分配系数：
C点处固端弯矩：
分配系数：
D点处固端弯矩：
弯矩分配表单位：
kN*m
B
C
D
F
分配系数
0.429
0.571
0.649
0.351
固端弯矩
6.65
-6.65
75.96
-73.66
146.61
-509.86
117.86
235.75
127.50
-51.6
-68.62
-34.31
11.14
22.27
12.04
-4.78
-6.36
杆端弯矩
19.63
-19.63
370.32
-370.32
各支点反力及弯矩表
支撑点
支点反力（kN）
弯矩（kN*m）
79.57
307.61
602.01
268.06
3.5排桩长度计算
设土压力零点以下排桩的嵌固深度为，由计算得出的F点支点反力可得：
所以排桩最小入土深度为：
综合考虑各种不利因素，这里取排桩入土深度为
排桩总长度为：
3.6桩身最大弯矩计算
经估算，基坑底面以上两米处为桩身弯矩近似最大值：
3.7锚杆设计计算
锚索选用（7股）钢绞线，单束锚索直径为15.2mm，其抗拉强度设计值为。
锚杆施工时采用套管护壁成孔工艺，二次压力注浆施工方法。
基坑顶面以下第一道锚杆：
锚固体直径（填土）
轴向拉力标准值：
基坑为二级基坑，，由，
锚固段长度：
自由段长度：
锚杆总长度：
，故此处锚杆总长度取。
锚杆杆体直径计算：
，
所以此处选择1根直径为15.2mm的钢绞线。
基坑
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