基坑计算书.docx
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基坑计算书
附件
普陀至开化公路舟山朱家尖段公路工程
人行地道
深基坑支护计算书
上海伍旺建设发展有限公司
2017年3月
1计算依据
《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
《建筑桩基技术规范》（JGJ094-2008）
《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-2012）
《浙江省基坑工程技术规程》（DB33/T1096-2014）
《基坑工程手册》（第二版）
2结构设计
2.1结构概况
梯道基坑开挖深度1～5.6m，主通道基坑开挖深度5.3～5.6m，电梯井位置开挖深度约6m，集水坑位置开挖深度约7.3m，根据周边环境对基坑变形的敏感程度和基坑工程对周围环境可能造成的危害程度，基坑安全等级定位二级（梯道局部为三级。
）
基坑支护采用“放坡+拉森钢板桩”支护形式，首先基坑顶部按照1:
1.5放坡开挖至标高0.0m，然后采用SP-Ⅳ型拉森钢板桩支护（加围檩支撑），并根据不同的基坑深度，采用不同的桩长：
梯道基坑深度1～4.5m：
采用9m桩长，不设支撑；梯道基坑深度4.5～5.6m：
采用12m桩长，设一道支撑，水平间距4m；主通道基坑深度5.3～5.6m：
采用12m桩长，设一道支撑，水平间距5m；电梯井基坑深度6m：
采用15m桩长，设一道支撑，水平间距5m；集水坑基坑深度7.3m：
采用18m桩进行局部加强，设一道支撑，水平间距5m
支撑均设于标高-1.0m处（即桩顶以下1m处），围檩采用单拼型钢HW400，支撑采用Ф609*16钢管。
基坑支护结构详见附图。
2.2基本参数
2.2.1钢板桩及型钢参数
SP-IV型拉森钢板桩参数如下：
表2-2.1钢板桩截面特性参数表
型号
截面尺寸
单根钢板桩
每延米钢板桩
宽
侧厚
壁厚
截面积
重量
惯性矩
抵抗矩
截面积
重量
惯性矩
抵抗矩
B
H
t
A
G
Ix
Wx
A
G
I
W
mm
mm
mm
cm2
kg/m
cm4
cm3
cm2/m
kg/m
cm4/m
cm3/m
SP-Ⅳ
400
170
15.5
96.99
76.1
4670
362
242.5
190
38600
2270
H型钢400×400×13×21截面参数：
截面积A=21950mm2，截面模量W=3345000mm3，惯性矩I=669000000mm4
面积矩S=1842993mm3，腹板厚度t=13mm，回转半径i=101mm
钢管609×16截面参数：
截面积A=29807mm2，截面模量W=4305986mm3，惯性矩I=1311173005mm4
面积矩S=2813874mm3，壁厚t=16mm，回转半径i=209.7mm
2.2.2地质参数
基坑土层参数见下表：
编号
土层名称
层厚
重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
①1
粉质黏土
2
19.0
27.00
16.30
②2
淤泥质黏土
3.4
17.3
12.60
8.70
③2
淤泥质黏土
10
17.3
12.80
8.70
③3
粉质黏土
3
19.8
39.50
16.00
④1
粉质黏土
3
19.0
26.20
13.60
④2
粉质黏土
3
19.7
40.10
16.30
3结构计算
3.1深度小于4.5m基坑支护
基坑深度小于4.5m时，采用9m长拉森钢板桩悬臂支护。
计算简图如下：
----------------------------------------------------------------------
[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
三级
支护结构重要性系数γ0
0.90
基坑深度h（m）
4.500
嵌固深度（m）
5.700
墙顶标高（m）
-1.200
连续墙类型
钢板桩
├每延米板桩截面面积A（cm2）
242.50
├每延米板桩壁惯性矩I（cm4）
38600.00
└每延米板桩抗弯模量W（cm3）
2270.00
└抗弯f（Mpa）
215
有无冠梁
无
防水帷幕
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
3.000
1.200
1.500
----------------------------------------------------------------------
[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
5.000
5.000
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
是
内侧降水最终深度（m）
5.000
外侧水位深度（m）
0.400
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
内力计算时坑外土压力计算方法
主动
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
黏聚力
内摩擦角
与锚固体摩
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
擦阻力（kPa）
1
粉质粘土
2.00
19.0
9.0
27.00
16.30
30.0
2
淤泥质粘土
3.40
17.3
7.3
12.60
8.70
30.0
3
淤泥质黏土
10.00
17.3
7.3
---
---
30.0
4
粉质粘土
3.00
19.8
9.8
---
---
30.0
5
粉质粘土
3.00
19.0
9.0
---
---
30.0
6
粉质粘土
3.00
19.7
9.7
---
---
30.0
层号
黏聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
不排水抗剪
水下（kPa）
水下（度）
强度（kPa）
1
27.00
16.30
合算
m法
6.38
---
2
12.60
8.70
合算
m法
1.90
---
3
12.80
8.70
合算
m法
1.92
---
4
39.50
16.00
合算
m法
7.47
---
5
26.20
13.60
合算
m法
4.96
---
6
40.10
16.30
合算
m法
7.69
---
----------------------------------------------------------------------
[加固土参数]
----------------------------------------------------------------------
土类名称
宽度
层厚
重度
浮重度
黏聚力
内摩擦角
（m）
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
人工加固土
6.0
3.000
18.500
8.500
40.000
40.000
土类名称
黏聚力
内摩擦角
计算方法
m,C,K值
抗剪强度
水下（kPa）
水下（度）
（kPa）
人工加固土
30.000
30.000
m法
18.000
50.00
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
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
粉质粘土
合算
---
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
淤泥质粘土
合算
---
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
淤泥质黏土
合算
---
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
粉质粘土
合算
---
1.000
1.000
1.000
10000.000
5
粉质粘土
合算
---
1.000
1.000
1.000
10000.000
6
粉质粘土
合算
---
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
4.500
---
----------------------------------------------------------------------
[设计参数]
----------------------------------------------------------------------
整体稳定计算方法
瑞典条分法
稳定计算采用应力状态
总应力法
条分法中的土条宽度（m）
0.40
刚度折减系数K
0.850
----------------------------------------------------------------------
[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
1
基坑内侧最大弯矩（kN.m）
0.00
0.00
0.00
0.00
基坑外侧最大弯矩（kN.m）
66.17
13.42
63.28
63.28
最大剪力（kN）
40.54
25.65
45.60
45.60
[截面验算]
基坑内侧抗弯验算（不考虑轴力）
σnei=Mn/Wx
=0.000/（2270.000*10-6）
=0.000（MPa）基坑外侧抗弯验算（不考虑轴力）
σwai=Mw/Wx
=63.279/（2270.000*10-6）
=27.876（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）;
----------------------------------------------------------------------
[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
圆弧半径（m）R=9.760
圆心坐标X（m）X=-0.349
圆心坐标Y（m）Y=4.031
整体稳定安全系数Ks=1.467>1.25,满足规范要求。
----------------------------------------------------------------------
[抗倾覆稳定性验算]
----------------------------------------------------------------------
抗倾覆（对支护底取矩）稳定性验算:
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。
工况1：
Kov=2.290>=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=（17.932×5.700×2.194+12.800×7.801）/（17.451×（3.300+5.700）+23.908）=1.791
Ks=1.791≥1.400，抗隆起稳定性满足。
深度15.400处，验算抗隆起：
Ks=（17.630×10.900×4.335+39.500×11.631）/（17.396×（3.300+10.900）+23.908）=4.771
Ks=4.771≥1.400，抗隆起稳定性满足。
深度18.400处，验算抗隆起。
Ks=3.434≥1.400，抗隆起稳定性满足。
深度21.400处，验算抗隆起。
Ks=4.780≥1.400，抗隆起稳定性满足。
----------------------------------------------------------------------
[流土稳定性验算]
----------------------------------------------------------------------
其中:
K———流土稳定性计算安全系数；
Kf———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
安全系数分别取值1.60、1.50、1.40；
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=（2.00*5.70+0.80*4.10）*8.68/4.60*10.00
K=2.769>=1.40,满足规范要求。
----------------------------------------------------------------------
[嵌固深度构造验算]
----------------------------------------------------------------------
根据公式:
嵌固构造深度=嵌固构造深度系数×基坑深度
=0.800×4.500=3.600m
嵌固深度采用值5.700m>=3.600m,满足构造要求。
3.2深度4.5～5.6m基坑支护
基坑深度4.5～5.6m时，采用12m拉森钢板桩支护，设一道支撑。
计算简图如下：
----------------------------------------------------------------------
[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）
5.600
嵌固深度（m）
7.600
墙顶标高（m）
-1.200
连续墙类型
钢板桩
├每延米板桩截面面积A（cm2）
242.50
├每延米板桩壁惯性矩I（cm4）
38600.00
└每延米板桩抗弯模量W（cm3）
2270.00
└抗弯f（Mpa）
215
有无冠梁
无
防水帷幕
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
3.000
1.200
1.500
----------------------------------------------------------------------
[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
5.000
5.000
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
是
内侧降水最终深度（m）
6.100
外侧水位深度（m）
0.400
内侧水位是否随开挖过程变化
是
内侧水位距开挖面距离（m）
0.500
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
内力计算时坑外土压力计算方法
主动
--------------------------
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