钢管桩基坑设计讲解.docx
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钢管桩基坑设计讲解
深基坑支护设计7
设计单位：
XXX设计院
设计人：
XXX
设计时间：
2016-05-0514:
58:
17
----------------------------------------------------------------------
[支护方案]
----------------------------------------------------------------------
排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012
内力计算方法
增量法
支护结构安全等级
二级
支护结构重要性系数γ0
1.00
基坑深度H（m）
10.000
嵌固深度（m）
3.000
桩顶标高（m）
-1.000
桩材料类型
型钢
├钢材牌号
Q235
└截面参数
无缝钢管φ159×8.0
└抗拉、抗压和抗弯f（Mpa）
215
└抗剪fv（Mpa）
215
└截面塑性发展系数
1.05
桩间距（m）
0.500
有无冠梁
无
放坡级数
1
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
0
----------------------------------------------------------------------
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽（m）
坡高（m）
坡度系数
1
0.000
1.000
1.000
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
20.000
0.000
24.000
6.000
条形
---
----------------------------------------------------------------------
[附加水平力信息]
----------------------------------------------------------------------
水平力
作用类型
水平力值
作用深度
是否参与
是否参与
序号
（kN）
（m）
倾覆稳定
整体稳定
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
6
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
25.000
外侧水位深度（m）
25.000
内侧水位是否随开挖过程变化
否
内侧水位距开挖面距离（m）
---
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
基坑外侧土压力计算方法
主动
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
1
素填土
1.80
18.0
---
5.00
10.00
2
粘性土
6.20
19.3
---
21.80
13.70
3
粘性土
6.00
19.7
---
24.20
15.90
4
粗砂
2.20
18.0
---
0.00
25.00
5
强风化岩
1.80
18.0
---
40.00
30.00
6
强风化岩
2.00
18.0
---
50.00
40.00
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
（kPa）
1
20.0
---
---
---
m法
1.50
---
2
45.0
---
---
---
m法
4.56
---
3
60.0
---
---
---
m法
5.89
---
4
140.0
---
---
---
m法
10.00
---
5
85.0
---
---
---
m法
19.00
---
6
160.0
---
---
---
m法
33.00
---
----------------------------------------------------------------------
[支锚信息]
----------------------------------------------------------------------
支锚道数
3
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
（m）
（m）
（°）
（m）
长度（m）
1
锚索
1.500
2.500
15.00
17.00
9.00
2
锚索
1.500
2.800
15.00
17.00
11.00
3
锚索
1.500
2.500
15.00
17.00
12.00
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
（kN）
（MN/m）
直径（mm）
号
调整系数
（kN）
调整系数
1
80.00
14.00
150
2～
1.00
520.80
1.00
2
100.00
14.00
150
4～
1.00
520.80
1.00
3
80.00
14.00
150
6～
1.00
520.80
1.00
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类
水土
水压力
外侧土压力
外侧土压力
内侧土压力
内侧土压力
名称
调整系数
调整系数1
调整系数2
调整系数
最大值（kPa）
1
素填土
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
粘性土
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
粘性土
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
粗砂
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
5
强风化岩
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
6
强风化岩
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[工况信息]----------------------------------------------------------------------
工况
工况
深度
支锚
号
类型
（m）
道号
1
开挖
2.800
---
2
加撑
---
1.锚索
3
开挖
5.600
---
4
加撑
---
2.锚索
5
开挖
8.100
---
6
加撑
---
3.锚索
7
开挖
10.000
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
----------------------------------------------------------------------
[截面计算]
----------------------------------------------------------------------
[截面参数]
弯矩折减系数
0.85
剪力折减系数
1.00
荷载分项系数
1.25
[内力取值]
段
内力类型
弹性法
经典法
内力
内力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
基坑内侧最大弯矩（kN.m）
30.75
38.88
32.67
32.67
1
基坑外侧最大弯矩（kN.m）
18.43
63.70
19.58
19.58
最大剪力（kN）
51.91
42.11
64.89
64.89
[截面验算]
基坑内侧抗弯验算（不考虑轴力）
σnei=Mn/（γ*Wx）
=32.670/（1.050*136.440*10-6）
=228.047（MPa）>f=215.000（MPa）不满足
基坑外侧抗弯验算（不考虑轴力）
σwai=Mw/（γ*Wx）
=19.577/（1.050*136.440*10-6）
=136.651（MPa）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）;
γ———型钢截面塑性发展系数;
----------------------------------------------------------------------
[锚杆计算]
----------------------------------------------------------------------
[锚杆参数]
锚杆钢筋级别
HRB400
锚索材料强度设计值（MPa）
1320.000
锚索材料强度标准值（MPa）
1860.000
锚索采用钢绞线种类
1×7
锚杆材料弹性模量（×105MPa）
2.000
锚索材料弹性模量（×105MPa）
1.950
注浆体弹性模量（×104MPa）
3.000
锚杆抗拔安全系数
1.600
锚杆荷载分项系数
1.250
[锚杆水平方向内力]
支锚道号
最大内力
最大内力
内力
内力
弹性法（kN）
经典法（kN）
标准值（kN）
设计值（kN）
1
97.96
22.97
97.96
122.45
2
238.41
115.95
238.41
298.02
3
285.48
220.38
285.48
356.85
[锚杆轴向内力]
支锚道号
最大内力
最大内力
内力
内力
弹性法（kN）
经典法（kN）
标准值（kN）
设计值（kN）
1
101.42
23.78
101.42
126.77
2
246.82
120.04
246.82
308.53
3
295.55
228.16
295.55
369.44
[锚杆自由段长度计算简图]
支锚道号
支锚类型
钢筋或
自由段长度
锚固段长度
实配[计算]面积
锚杆刚度
钢绞线配筋
实用值（m）
实用值（m）
（mm2）
（MN/m）
1
锚索
2s15.2
8.0
9.0
280.0[96.0]
6.15
2
锚索
2s15.2
6.0
11.0
280.0[233.7]
8.03
3
锚索
2s15.2
5.0
12.0
280.0[279.9]
9.47
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法：
瑞典条分法
应力状态：
有效应力法
条分法中的土条宽度:
1.00m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.417
圆弧半径（m）R=15.338
圆心坐标X（m）X=-2.135
圆心坐标Y（m）Y=11.165
----------------------------------------------------------------------
[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。
工况1：
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索0.0000.000
2锚索0.0000.000
3锚索0.0000.000
Ks=4.206>=1.200,满足规范要求。
工况2：
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索347.200127.235
2锚索0.0000.000
3锚索0.0000.000
Ks=4.825>=1.200,满足规范要求。
工况3：
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索347.200127.235
2锚索0.0000.000
3锚索0.0000.000
Ks=2.484>=1.200,满足规范要求。
工况4：
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索347.200127.235
2锚索347.200186.460
3锚索0.0000.000
Ks=3.150>=1.200,满足规范要求。
工况5：
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索347.200127.235
2锚索347.200186.460
3锚索0.0000.000
Ks=1.980>=1.200,满足规范要求。
工况6：
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索347.200127.235
2锚索347.200186.460
3锚索347.200226.195
Ks=2.525>=1.200,满足规范要求。
工况7：
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索347.200127.235
2锚索347.200186.460
3锚索347.200226.195
Ks=2.043>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------
安全系数最小的工况号：
工况5。
最小安全Ks=1.980>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------------------------------
[嵌固深度计算]
----------------------------------------------------------------------
嵌固深度计算参数：
嵌固深度是否考虑内支撑作用
ㄨ
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
ㄨ
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,
嵌固深度对于多支点支护结构ld不宜小于0.2h。
嵌固深度构造长度ld：
2.000m。
2）嵌固深度满足整体滑动稳定性要求：
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：
圆心（-1.648，11.233），半径=11.871m，对应的安全系数Ks=1.467≥1.300
嵌固深度计算值ld=0.500m。
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=1.000m
满足以上要求的嵌固深度ld计算值=2.000m，ld采用值=3.000m。
=============================================================================
----------------------------------------------------------------------
[嵌固段基坑内侧土反力验算]
----------------------------------------------------------------------
工况1：
Ps=155.566≤Ep=1172.331，土反力满足要求。
工况2：
Ps=146.702≤Ep=1172.331，土反力满足要求。
工况3：
Ps=208.050≤Ep=691.163，土反力满足要求。
工况4：
Ps=200.117≤Ep=691.163，土反力满足要求。
工况5：
Ps=204.821≤Ep=364.564，土反力满足要求。
工况6：
Ps=198.954≤Ep=364.564，土反力满足要求。
工况7：
Ps=160.677≤Ep=173.944，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）。
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