东门特大桥基坑开挖支护方案Word文档下载推荐.docx

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满足支护结构本身强度、稳定性以及变形的要求，确保周围环境的安全。

2）.经济合理性：

在支护结构安全的前提下，从工期、材料、设备、人工以及环境保护等方面综合确定具有明显技术经济效果的方案。

3）.施工便利及保证工期：

在安全可靠、经济合理的原则下，最大限度的满足方便施工，缩短工期。

四.场地条件及支护结构形式确定：

1.地质条件∶

根据设计地质勘测资料显示，我部所施工承台基坑开挖范围内从地面往下（0～7m范围内）的土质分布情况如下∶

①粉质粘土∶厚度范围0-4m，地基承载力标准值为140Kpa

②中砂∶厚度范围4m－8m，地基承载力标准值为150Kpa

③粗砂∶厚度范围8m-15m，地基承载力标准值为430KPA

注∶在承台底范围内无地下水。

2.周边环境∶

基坑西侧距规划道路约10m。

基坑东侧距施工便道为15m。

基坑南侧距施工材料堆放场地约8m。

基坑北侧无其他特殊建筑。

综合以上施工场地地质条件和开挖深度及场地周边环境的要求，为确保人员和财产的安全，本基坑采用混凝土灌注桩，桩径700mm的灌注桩，桩距1.5m，再在维护桩上部约3.2米处，加一道土层钢筋锚杆﹙Ⅱ级钢筋φ32，长9.34m，孔径为120mm﹚来拉结维护桩的相结合的方案。

5．支护结构计算

1.基本参数

根据业主提供的地质材料和施工场地的实际情况，确定一下参数：

1）本工程挖土深度为7m，土层锚杆设置在地面以下3m处，水平间距1.5m，钻孔的孔径为φ120mm，土层锚杆的倾斜角α＝20º

。

2）按土层种类，计算图的主动土压力时，土的平均堆密度ra＝19KN／m3，计算被动土压力时，土的平均堆密度rp＝20KN／m3。

主动土压力处得内摩擦角ψa＝40°

，被动土压力处土壤的内摩擦角ψb＝45°

，土壤的内聚力C＝0。

3）混凝土灌注桩的桩径700mm，桩距1.4m。

2、基本力学数据计算：

a）Ka=tg2（45-ψa/2）=tg2°

=0.2。

b）Kb=tg2（45+ψb／2）=tg245℅=5.8。

3，求桩的锚固深度及锚杆的支点力Tc

1）求零点hc

根据规范基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离hc可按下式确定﹙如图﹚

规范计算简图

利用eplk＝ealk求解hc。

则eplk＝rp×

hc×

Kb＝20×

5.8

ealk＝ra×

h×

7×

0.2＝28

通过计算hc＝0.25m

2）支点力

可按下式计算：

式中

——水平荷载标准值；

——水平抗力标准值；

——设定弯矩零点位置以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和；

——合力

作用点至设定弯矩零点的距离；

——设定弯矩零点位置以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和；

——合力作用点至设定弯矩零点的距离；

——支点至基坑底面的距离；

——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离。

则根据公式

＝Ea1＋Ea2＝7²

×

19×

0.2／2＋7×

0.25×

0.2＝99.75KN／m

＝Ep＝20×

0.25²

5.8／2＝3.625KN／m

ha1＝[Ea1×

﹙7／3﹢0.25﹚﹢Ea2×

0.25／2]／﹙Ea1＋Ea2﹚＝2.4m

Hp1＝hc／3＝0.25／3＝1／12m

所以

＝﹙241.33－0.3﹚／﹙4﹢0.25﹚＝56KN／m

﹙3﹚嵌固深度设计值可按下式计算

对于本工程的计算简图为

则

其中hp＝hd／3

Ep＝rp×

hd²

kp／2＝20×

5.8／2×

＝58hd²

Tc1＝56KN／m

1.2r0ha∑Eai＝1.2×

1×

[7²

0.2／2×

﹙7／3﹢hd﹚﹢7×

hd×

0.2×

hd／2]

所以经整理得

hd＝0.8m

按照规定，当hd＜0.3h时，应取hd＝0.3h。

故嵌固深度hd＝7×

0.3＝2.1m。

4.锚杆计算

1﹚由3中计算得Tc＝56KN／m。

则锚杆水平拉力设计值Td＝1.25r。

Tc＝1.25×

1.0×

56＝70KN／m

锚杆承载力计算应符合下式规定：

——锚杆水平拉力设计值，Td＝70KN／m；

——锚杆轴向受拉承载力设计值；

——锚杆与水平面的倾角，θ＝20°

＝

／cosθ＝70／cos20°

＝74.49KN／m.

由于锚杆间距为1.5m，故Tu＝74.49×

1.5＝111.735KN.

2﹚土层抗拔力计算

土层锚杆的非锚固段长度的计算

假设板状下端支撑在C点上。

土层锚杆锚固段所在的砂粘土层∶r＝19KN／m3,ψ＝40°

C＝0.K。

＝1

土层锚杆长度计算简图如下图所示

利用几何关系可以求得BE＝2.58m，所以非锚固长度为2.58m。

按照《建筑基坑支护规程》（JGJ120-1999）中的第4.6.9条规定锚杆自由端不小于5m。

按规程要求非锚固段长度取5m。

2）土层锚杆锚固段长度计算，已知锚杆间距1.5m。

土层锚杆的倾角为20º

，锚杆的轴向力Tu＝111.735KN.

由于该土层锚杆术语非高压灌浆，土体的抗剪强度Tz按照下式进行计算∶

Tz＝C＋K0Rhtanψ

式中Tz－土体抗剪强度

C－钻孔壁周边土壤内聚力

γ－土壤重力密度

H－锚固段上部土层的厚度

Ψ-钻孔壁周边土壤的内摩擦角

假设锚固段的长度为10m，图中O点为锚固段的中点，则

BO＝BE＋EO＝5.0＋5.0＝10m

锚固段终点O点至地面的距离h＝3﹢BOsin20°

＝6.42m。

则由公式推导土体抗剪强度Tz＝C＋K0Rhtanψ＝0＋1×

6.42×

tan40°

＝102.35KN／㎡

取安全系数K＝1,50，已知锚杆孔径d＝0.12m，则锚固长度由下列公式计算

L＝Tu×

K／﹙ΠdTz﹚＝111.735×

1.5／﹙3.14×

0.12×

102.35﹚＝4.34

远远小于假设的，根据规范规定锚固长度不得小于4m，L＞4m.所以最终确定锚固长度为5m。

则反算Tz＝88.72N／㎡

故每米计算极限摩阻力为∶88.72×

3.14＝33.43N／m

3﹚钢拉杆截面选择

如选择Ⅱ级钢筋拉杆﹙1B32，fy＝300N／mm²

，A＝804mm²

﹚则抗拉设计强度为∶A·

fy＝804×

300／1000＝241.2KN＞111.735。

故符合要求。

4﹚锚杆的深部破裂面稳定性验算：

每根锚杆的水平分力T＝70×

1.5＝105KN.

ß

＝arctan﹙7＋2.1－6.42﹚／[﹙5﹢5／2﹚cos40º

]＝25º

土体的重量G＝﹙7＋2.1﹢6.42﹚／2×

6×

1.5×

19＝884.64KN

求BF可以利用余弦定理∶BF＝BO×

COSα＝7.5×

COS20º

＝7m

设δ＝0，则作用在支护结构上的主动压力的反作用力为∶

Eah＝1／2×

ra×

H²

Ka×

1.5＝0.5×

19﹢9.1²

0.2＝236KN

作用在假想墙上的主动土压力：

E1h＝1／2×

h²

6.3²

1.5＝113KN

根据下试得：

，符合要求

该土层锚杆的深不破裂面稳定性可以保证。

5，结构计算

1﹚内力计算

Vc≦∑Epj﹢Tc－∑Eai

其中∶∑Epj＝Ep＝20×

2.1²

5.8／2＝255.78KN／m

Tc＝56KN／m

∑Eai＝19×

7²

0.2／2﹢19×

2.1×

0.2／2＝121.03KN／m

故Vc≦∑Epj﹢Tc－∑Eai＝255.78＋56-121.03＝190.75KN／m

Mc＝hp∑Epj＋Tc﹙ht＋hd﹚－ha∑Eai

其中hp＝hd／3＝2.1／3＝0.7m

∑Epj＝Ep＝20×

ht＋hd＝7-3﹢2.1＝6.1m

ha∑Eai＝Ea1×

﹙7／3﹢2.1﹚﹢Ea2×

hd／3＝412.74﹢19.551＝432.291KN

故∶Mc＝hp∑Epj＋Tc﹙ht＋hd﹚－ha∑Eai

＝0.7×

255.78﹢56×

6.1－432.291

＝88.355KN

2﹚弯矩，剪力设计值

M＝1.25r。

Mc＝1.25×

88.355＝110.44KN

V＝1.25r。

Vc＝1.25×

190.75＝238.4375KN／m

3﹚桩型设计

采用ф500的桩径，桩中心距1500mm

单桩承受最大弯矩：

Mm＝110.44×

1500＝165.66KN·

m

按均匀周遍配筋计算：

砼标号为C30,fcm＝16.5MPa.

钢筋级别为HRB335级,fy＝310MPa.

砼保护层厚as＝50mm.

则rs＝350－50＝300mm

设钢筋配置为8Ф18.

As＝3.14×

9²

8＝2036mm²

A＝3.14×

250²

＝1.96×

105mm²

有b＝fy·

As／fcm·

A＝0.195由

可由试算法确定出α＝0.2545

则αt＝1.25－2α＝0.7460

＝180KN·

m＞165.66KN·

故按8Ф18配筋可以满足要求

箍筋根据构造采用ф8@200，加强筋根据构造采用ф12@1500如图：

冠梁根据构造采用：

主筋4Ф22箍筋ф8@200如图：