式中:
σwai———基坑外侧最大弯矩处的正应力(Mpa);
σnei———基坑内侧最大弯矩处的正应力(Mpa);
Mw———基坑外侧最大弯矩设计值(kN.m);
Mn———基坑内侧最大弯矩设计值(kN.m);
Wx———钢材对x轴的净截面模量(m3);
f———钢材的抗弯强度设计值(Mpa);
[整体稳定验算]
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.748
圆弧半径(m)R=7.348
圆心坐标X(m)X=-1.243
圆心坐标Y(m)Y=3.743
[抗倾覆稳定性验算]
抗倾覆安全系数:
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意:
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
安全系数最小的工况号:
工况1。
最小安全Ks=3.025>=1.150,满足规范要求。
[抗隆起验算]
1)从支护底部开始,逐层验算抗隆起稳定性,结果如下:
支护底部,验算抗隆起:
Ks=1.601≥1.400,抗隆起稳定性满足。
深度110.600处,验算抗隆起:
Ks=2.028≥1.400,抗隆起稳定性满足。
2)坑底抗隆起按以最下层支点为转动轴心的圆弧条分法计算,结果如下:
Ks=1.825≥1.700,坑底抗隆起稳定性满足。
[流土稳定性验算]
Kse———流土稳定性安全系数;安全等级为一、二、三级的基坑支护,流土稳定性
安全系数分别不应小于1.6、1.5、1.4;
ld———截水帷幕在基坑底面以下的长度(m);
D1———潜水水面或承压水含水层顶面至基坑底面的垂直距离(m);
γ'———土的浮重度(kN/m3);
Δh'———基坑内外的水头差(m);
γw———地下水重度(kN/m3);
K=3.285>=1.4,满足规范要求。
[嵌固深度计算]
嵌固深度计算参数:
是否考虑坑底隆起稳定性
√
是否考虑最下层支点为轴心的圆弧稳定性
√
嵌固深度计算过程:
当地层不够时,软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。
1)嵌固深度构造要求:
依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012,
嵌固深度对于单支点支护结构ld不宜小于0.3h。
嵌固深度构造长度ld:
0.750m。
2)嵌固深度满足抗倾覆要求:
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012单支点结构计算嵌固深度ld:
1)ld按公式:
得到ld=1.104m。
3)嵌固深度满足坑底抗隆起要求:
符合坑底抗隆起的嵌固深度ld=0.200m
4)嵌固深度满足以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定性要求:
符合以最下层支点为轴心的圆弧滑动稳定的嵌固深度ld=1.000m。
满足以上要求的嵌固深度ld计算值=1.104m,ld采用值=3.500m。
[嵌固段基坑内侧土反力验算]
工况1:
Ps=183.501≤Ep=553.644,土反力满足要求。
工况2:
Ps=183.501≤Ep=553.644,土反力满足要求。
工况3:
Ps=165.314≤Ep=323.973,土反力满足要求。
式中:
Ps为作用在挡土构件嵌固段上的基坑内侧土反力合力(kN);
Ep为作用在挡土构件嵌固段上的被动土压力合力(kN)。
根据以上计算分析可知钢板桩防护方案满足基坑开挖安全要求。