深基坑支护设计计算书.docx

1、深基坑支护设计计算书中铁电化局天津新港北铁路集装箱中心站工程跨津山铁路特大桥基坑支护计算书计 算： 校 核： 2013年5月18基坑支护计算书1.计算说明为了保证计算结果的可靠性，计算采用理正深基坑计算，Midas有限元程序进行复核验算，计算结果两个程序均需满足受力要求。2.支护方案说明方案采用钢板桩加两道内支撑形式，钢围檩采用两根36c工字钢并放焊接平置，横撑采用=400mm，=14mm的钢管，横撑水平间距5.0米，共设2道，竖向间距2.06m，设置两层；角撑四角全设，采用两根36c工字钢并放焊接平置，角度45度，如图所示：平面布置立面布置3.支护方案连续墙支护计算简图4.基本信息内力计算方

2、法增量法基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.10基坑深度H(m)6.500嵌固深度(m)5.500墙顶标高(m)0.000连续墙类型钢板桩拉森III有无冠梁有 冠梁宽度(m) 0.360 冠梁高度(m) 0.280 水平侧向刚度(MN/m) 0.020超载个数 15.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)110.000-6.土层信息 土层数 7坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)6.500外侧水位深度(m)0.500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弹性法计算方法m法7.土层参数层

3、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淤泥质土2.6017.09.09.006.002淤泥2.3017.09.09.0015.003粉土5.7018.09.049.0030.004淤泥质土2.3018.09.0-5粉土3.1018.08.0-6粘性土7.5018.08.0-7粘性土2.3018.08.0-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)140.09.006.00合算m法1.02-225.09.0015.00合算m法3.90-335.049.0030.00分算m

4、法19.90-460.09.006.00合算m法1.02-560.049.0028.00分算m法17.78-660.040.0028.00合算m法16.88-760.040.0028.00合算m法16.88-8.支锚信息 支锚道数2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内撑2.950.640-2内撑2.952.060-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10.0020.00-2-2000.001.0020.0020.00-4-2000.001.009.土压力模型及系数调整

5、弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0002淤泥合算1.0001.0001.00010000.0003粉土分算1.0001.0001.00010000.0004淤泥质土合算1.0001.0001.00010000.0005粉土分算1.0001.0001.00010000.0006粘性土合算1.0001.0001.00010000.0007粘性土合算1.0001.0001.00010000.00010.工况信息工况工况深度支锚号类型(m)道号1

6、开挖1.140-2加撑-1.内撑3开挖3.200-4加撑-2.内撑5开挖6.500-11.钢板桩设计结果 各工况：内力位移包络图：地表沉降图：12.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: 0.50m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 1.871圆弧半径(m) R = 9.378圆心坐标X(m) X = -1.345圆心坐标Y(m) Y = 3.114 13.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

7、弯矩。 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 0.000 - 2 内撑 0.000 - Ks = 8.442 = 1.200, 满足规范要求。 工况2： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 400.000 - 2 内撑 0.000 - Ks = 11.259 = 1.200, 满足规范要求。 工况3： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(k

8、N/m) 1 内撑 400.000 - 2 内撑 0.000 - Ks = 6.224 = 1.200, 满足规范要求。 工况4： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 400.000 - 2 内撑 400.000 - Ks = 7.896 = 1.200, 满足规范要求。 工况5： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号 支锚类型 材料抗力(kN/m) 锚固力(kN/m) 1 内撑 400.000 - 2 内撑 400.000 - Ks = 4.758 = 1.200, 满足规范要求。 安全系数最小的工况号：

9、工况5。 最小安全Ks = 4.758 = 1.200, 满足规范要求。 14.抗隆起验算 Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部): Ks = 8.073 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部): Ks = 9.693 = 1.15, 满足规范要求。 隆起量的计算 注意：按以下公式计算的隆起量，如果为负值，按0处理! 式中 基坑底面向上位移(mm); n从基坑顶面到基坑底面处的土层层数; ri

10、第i层土的重度(kN/m3)； 地下水位以上取土的天然重度(kN/m3)；地下水位以下取土的饱和重度(kN/m3); hi第i层土的厚度(m); q基坑顶面的地面超载(kPa); D桩(墙)的嵌入长度(m); H基坑的开挖深度(m); c桩(墙)底面处土层的粘聚力(kPa); 桩(墙)底面处土层的内摩擦角(度); r桩(墙)顶面到底处各土层的加权平均重度(kN/m3); = 195(mm)15. 抗管涌验算抗管涌稳定安全系数(K = 1.5): 式中 0侧壁重要性系数; 土的有效重度(kN/m3); w地下水重度(kN/m3); h地下水位至基坑底的距离(m); D桩(墙)入土深度(m); K

11、 = 2.318 = 1.5, 满足规范要求。16. 嵌固深度计算 嵌固深度计算参数：抗渗嵌固系数1.200整体稳定分项系数1.300圆弧滑动简单条分法嵌固系数1.100嵌固深度考虑支撑作用嵌固深度计算过程：按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：圆心(-1.343，6.723)，半径=7.346m，对应的安全系数Ks = 2.340 1.300嵌固深度采用值 hd = 5.500m 17. 一级承台回填后工况验算 工况信息 工况号工况类型深度(m)支锚道号1回填至一级承台顶标高3.9-2拆撑-2.内撑内力位移包络图：工况2 回填素填土至一级承台顶后拆第2道

12、撑嵌固深度计算过程：按建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99单支点结构计算支点力和嵌固深度设计值hd： 1) 按ea1k = ep1k 确定出支护结构弯矩零点hc1 = 0.706 2) 支点力Tc1可按下式计算： hT1 = 3.060m Tc1 = 56.351 kN 3) hd按公式：hpEpj + Tc1(hT1+hd) - 0haEai=0确定 = 1.200 ， 0 = 1.100 hp = 1.829m，Epj = 755.339 kPa ha = 3.256m，Eai = 425.298 kPa 得到hd = 5.006m，hd实际采用值为：5.5+3.5=9.0m,满足要

13、求.18. 材料截面选取综上，钢板桩受力最不利工况为回填至一级承台顶后拆第2道撑时，此时最大弯矩为132.9 KNm。 钢板桩选取：最大弯矩M=132.9 KNm(经典法)森型钢板桩的截面抗弯系数w=1340cm3。=1.2*M/w=119Mpa,满足规范要求。内撑选取：最大应力171.2Mpa，满足规范要求。19. Midas验算结果在midas中钢板桩通过板单元模拟,内撑采用梁单元模拟。结构计算模型如下图所示：开挖至基底时，钢板桩应力:最大应力为152.5Mpa，强度满足要求。内撑应力包络图：内撑最大应力为108.6Mpa，强度满足要求。其它项目均能满足受力要求。因此，支护方案能够满足设计要求。20. 主要结论1）以上结论均以施工单位提供的资料为依据。2）基坑开挖过程需要严密监测，发现异常立即停止。3）根据验算结果表明，采用12m长的钢板桩，设2道内撑，各工况能满足支护受力要求。4）施工中基底不得超挖。一级承台侧模拆除后，素土分层回填并夯实至承台顶后，方可拆第二道钢支撑。