深基坑手算计算书Word文档格式.docx

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4-1-2

老黄土

21.1

20.3

24

6.1

20kPa,荷载

此基坑采用分层开挖的方式，在基坑顶部承受拟定的均布荷载，荷载值为及各土层分布情况见图1.1。

q=20kPa

T1

T2

1-1杂填土

T3

3-1-2新黄土2

3-2-2古土壤

4-1-2老黄土

图1.1荷载分布及支护方案

解：

1计算各土层侧压力系数

（1）郎肯主动土压力系数计算

Ka1

tan2

（45

1/2）

2

tan（45

/2）

0.589

Ka1

0.767

Ka2

2/2）

tan2（45

0.455

.Ka2

0.675

Ka3

3/2）

0.490

.Ka3

0.700

Ka4

4/2）

0.422

；

0.649

（2）郎肯被动土压力系数计算

KP1

15/2）

1.698

、KP1

r~,—

1.303

KP2

22/2）

2.198

.KP2

1.483

KP3

20/2）

2.040

1.428

KP4

24/2）

2.371

.KP4

1.540

2各工况土压力及支撑力计算

（1）工况1:

基坑开挖至-6.0m，并在此处设置第一道锚杆，地面处的主动土压力为:

ea0qKa12qKa1200.58920.70.76710.706kPa

6.0m处的主动土压力：

第一层土层：

ea6（q1乙）斛2g.臼

（20166）0.58920.70.76767.250kPa

第二层土层：

ea6（q1Z）Ka22c?

..Ka?

（20166）0.455221.70.67523.485kPa

开挖面处的被动土压力为：

ep62c2.Kp2221.71.48364.362kPa

开挖面处主动土压力减去被动土压力为：

e6ea6ep623.48564.36240.877kPa

则所有的主动土压力合力为：

Ea10.5（10.70667.250）6233.868kN/m

10.706

40.877

\

67.250

t1

et1

图3.2工况1土压力分布图

假设开挖面以下t,m处剪力为0，该处即是最大弯矩所在截面，则t,m处的主动土压力

减去被动土压力为：

etie2tiKa2（2tiKp?

2C2.KP2）

23.48519.410.455（19.4t12.198221.71.483）

（33.814t140.877）kPa

由静力平衡列方程：

Ea10.5

（40.877

33.814t1）t1

233.868

40.877t1

16.592t1

解得t12.719m

所以e

33.8142.71940.877

132.817kPa

因此最大弯矩为:

Mmax110.7066（0.562.719）0.5（67.25010.706）6（1362.719）

40.8772.7190.52.7190.5（132.81740.877）2.719132.719

827.266kNm/m

（2）工况2：

开挖至处11.5m，并在此处设第二道锚杆，土压力分布：

开挖面处主动土压力：

ea10ea62z2Ka223.48519.440.45558.793kPa

第三层土层：

'

:

ea10（q1Z12Z2）Ka32c3*'

（2016619.44）0.490224.50.70060.564kPa

开挖面处的主动土压力为:

3z2Ka360.56420.21.50.49075.411kPa

epii.52c3jKp7224.51.42869.972kPa

则主动土压力减去被动土压力为：

假设土压力零点位置为开挖面以下d2处，则有:

ea11.53d2Ka3epn.53d?

Kp3

主动土压力合力为:

土压力零点位置处截面的弯矩为:

（1341.50.174）60.5641.5（0.51.50.174）0.5（75.41160.564）

1.5（131.50.174）0.55.4390.174230.1742507.943kNm/m

则第一道（6m）处锚杆的水平分力为:

Ma2

25°

7.943442.006kN/m

a2

5.50.174

力为:

et231.259t2

et25.439

t20.174

由静力平衡可列方程：

T1一尸

\10.706

23.48567.250

58.793

x60.564

5.439\75.411

d2

et?

t2

Mmax2

图3.3工况2土压力分布图

Ea2T1

0.5et2

500.878

442.006

0.5

31.259t2t2

解得t2

1.941m

所以

et231.2591.941

60.674kPa

因此最大弯矩为：

（230.1741.941）0.51.94160.674打1.941442.006（5.50.174

1.941）270.607kNm/m

（3）工况3:

开挖至17.0m，并在此处设第三道锚杆：

e

a14.8

ea103Z3

60.56420.24.80.490

108.074kPa

第四层土层:

1

為4.8

（q1乙

2Z2

3Z3）Ka42C4.Ka4

（20166

420.24.2）0.4222

20.30.649

96.267kPa

ea17ea14.54z4Ka496.26720.22.20.422115.856kPa

ep仃2c4Kp4220.31.54062.524kpa

主动土压力减去被动土压力：

e17ea仃ep17115.85662.52453.332kPa

假设土压力零点位置为开挖面以下d3处，则：

T2

__60.564

d3

t3

图3.4工况3的土压力分布图

11585621.1d30.42221.1d32.371220.31.540

解得d1.297m

所有主动土压力合力为:

Ea30.5（10.70667.250）60.5（23.48558.796）40.5（60.564

108.074）4.80.5（96.267115.856）2.20.553.3321.297

1070.076kN/m

土压力零点处截面的弯矩为:

Ma310.7066（0.5644.82.51.297）0.5（67.25010.706）6

（13644.82.21.297）23.4854（0.544.82.21.297）0.5

（58.79323.485）4（1344.82.21.297）60.5644.8（0.54.82.2

1.297）

0.5（108.07460.564）4.8（134.82.21.297）96.2672.2

（0.52.2

1.297）0.5（115.85696.267）2.2（132.21.297）0.553.33

21.297

231.2977931.991kNm/m

所以第二道（11.5m处）锚杆的水平分力为:

Ma3「（176）

5.51.297

7931.991442.006（111.297）

438.303kN/m

假设土压力零点位置以下t3m处剪力为0，即该处弯矩最大，则该界面处的土压力为:

由几何关系有：

et353.332

t3d3

所以％41.120t3

则由静力平衡列方程：

Ea3T1T20.541.120t3t3

1070.076442.006438.3030.541.120t3t3

解得t33.038m

e341.1203.038124.922kPa

Mmax3

10.7066（0.5644.82.21.2973.038）0.5（67.25010.706）

6（13644.8221.2973.038）23.4854（0.544.8221.297

3.038）

0.5（58.79323.485）4（1344.82.21.2973.038）60.5644.8

（0.5

4.82.21.2973.038）0.5（108.07460.564）4.8（\4.82.21.2

973.038）96.2672.2（0.52.21.2973.038）0.5（115.85696.267）2.2（132.21.2973.038）0.553.3321.297（231.2973.038）0.5124.922

3.038

133.038442.006（111.2973.038）438.303（115.51.2973.038）

95.109kNm/m

（4）嵌固深度的计算

TdEa3T1T21070.076442.006438.303189.767kN/m

eh

41.120h

图3.5嵌固深度计算图

对O点取矩，由力矩平衡可知:

M（O）0:

189.767h0.5（41.120h）h13h0

解得h5.262m

则嵌固深度ha1.2（ht3）1.2（5.2623.038）9.96m

因此桩总长L179.9626.96m

3灌注桩的内力设计值及配筋设计

最大弯矩计算值：

Mc827.2661.51240.899kNm

最大弯矩设计值：

M1.250Mc1.251.11240.8991706.236kNm

灌注桩的配筋取分段开挖的最大弯矩：

Mmax1240.899kNm。

弯矩设计值为：

M1.251.11240.8992047.0kNm

查《基坑工程手册》附表14-4选用2825，截面容许弯矩设计值

M2068.0kNm2047.0kNm，桩体选用C30混凝土，箍筋选用10@150螺旋筋，

加强筋20@2000。

4锚杆计算

锚杆倾角20。

，水平间距2m，钻孔直径0.15m。

锚索采用175预应力镀锌钢绞线,

强度标准值fptk1470N/mm2。

根据土体与锚固体极限摩阻力标准值表，可知新黄土的极限摩阻力取70kPa,古土壤的

极限摩阻力取73kPa，老黄土的极限摩阻力取68kPa,各层加权内摩擦角为20°

。

水平力计算值：

T1442.0062884.012kN

T2438.3032876.606kN

水平力设计值：

Td11.250T11.251.1884.0121215.517kN

Td2

1.250T21.251.1876.6061205.333kN

锚杆设计的轴向拉力为:

N1=1215.517/cos20o=1292.55kN

g2=1205.333/cos20°

=1281.91kN

锚杆的锚固长度I

a

锚杆的自由端长度|「

lf1lt?

sin（45

k）/sin（45

11sin（45丄20）/sin（45-2020）6.5m

22

lf2lt

?

sin（45

k）/sin（45

k

）

5.5

-20

）/sin（45

丄20

20）3.25m

所以，第一道锚杆长度

l147

6.5

0.1554m

第二道锚杆长度

l245

3.25

0.1549m

锚杆杆体材料计算:

所需锚索根数=879.286/139=6.3

取7根。