排桩支护方案.doc

安徽计量测试研究所恒温恒湿检测楼 基坑悬臂式钢管排桩支护方案 吴 明 辉 摘 要：本文对省计量测试研究所恒温恒湿检测楼的基坑采用钢管排桩支护方法进行设计和校核 关键词：基坑支护 钢管排桩 土压力计算校核 根据《安徽省计量测试研究所恒温恒湿检测楼岩土工程勘察报告》，A-A’剖面孔，17.4m（2.3m）以上为杂填土，17.4m～15.7m（2.3～4m）之间为粉质粘土，15.7m以下为粘土；B-B’剖面孔，15.83m（4m）以上为杂填土，15.83m～15.23m（4～4.6m）之间为粉质粘土，15.23m以下为粘土。根据“土工试验成果报告”表中的6-1杂填土及粉土土样（深度为3.5m～3.8m）：重度：γ1 18.8kN/m3, 粘聚力：c1 17kPa，内磨擦角：φ1 14.5°；6-2粘土土样（深度为5.0m～5.3m）：重度：γ2 19.0kN/m3，粘聚力：c2 25kPa，内磨擦角：φ2 18.5°。具体位置见平面图1。±0.00m相当于BM 20.00m（绝对标高33.711m），基础底面－4.9m 。由于安徽计量测试研究所恒温恒湿检测楼东边地下管道的限制，该位置基坑开挖坡度不能满足施工安全要求，决定使用悬臂式钢管排桩支护。下面基坑支护设计以B-B’剖面孔做为本方案计算依据。 一、钢管排桩嵌入基底深度计算： 计算公式和依据根据中国建筑工业出版社出版的《建筑施工手册》〈第四版〉第1册第770～771页。 基础的深度：h 4.9－（20－19.83） 4.73m； 杂填土及粉质粘土的重度：γ1 18.8kN/m3； 杂填土及粉质粘土的粘聚力：c1 17kPa； 杂填土及粉质粘土的内磨擦角：φ1 14.5°； 杂填土和粉质粘土层的高度； h1 19.83－15.23 4.6m； 杂填土及粉质粘土层主动土压力系数： K a1 tg2 45°－ tg2 45°－ tg237.75° 0.60； 杂填土和粉质 杂填土及粉质粘土竖向应力最大值： σa1 γ1h1 18.8×4.6 86.48kN/m2； 杂填土及粉质粘土主动土压力水平荷载最大值： ea1 σa1K a1－2 c1 86.48×0.60－2×17× 25.6kN/m2； 杂填土及粉质粘土主动土压力水平荷载为零时的深度： h0 2.3m； 基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时，则取其值为零。 粘土的重度：γ2 19.0kN/m3； 粘土的粘聚力：c2 25kPa； 粘土的内磨擦角：φ2 18.5°； 粘土主动土压力系数： K a2 tg2 45－ tg2 45°－ tg235.75° 0.52； 基坑以上粘土层的高度；h2 4.73－4.6 0.13m； 基坑以上粘土竖向应力平均值： σa2 γ1h1＋γ2h2 18.8×4.6＋0.5×19.0×0.13 87.72 kN/m2； 基坑以上粘土主动土压力水平荷载平均值： ea2 σa2K a2－2 c2 87.72×0.52－2×25× 9.56 kN/m2； 基坑以下粘土： 排桩嵌入基底深度设定为：h3 2.5m； 基坑以下粘土竖向应力平均值： σa3 γ1h1＋γ2h2 18.8×4.6＋19.0×0.13 88.95kN/m2； 基坑以上粘土主动土压力水平荷载平均值： ea3 σa3K a2－2 c2 88.95×0.52－2×25× 10.20 kN/m2； 主动土压力合力： ea1 h1－h0 ＋ea2h2＋eal2h3 ×25.3 4.6－2.3 ＋9.56×0.13＋10.2×2.5 55.8kN/m； 合力的作用点至桩底的距离： ha ea1 h1－h0 [h3＋h2＋ h1－h0 ]＋ea2 h2 h3＋h2 ＋ea3 h32 ÷ ×25.6× 4.6－2.3 ×[2.5＋0.13＋× 4.6－2.3 ]＋9.56× 2.5＋0.5×0.13 ＋0.5×10.20×2.52 ÷55.8 2.8m； 粘土被动土压力系数： K p tg2 45＋ tg2 45＋ 1.39； 粘土被动竖向应力平均值： σp γlh3 0.5×19.0×2.5 23.8kN/m2； 粘土被动水平荷载标准值： ep σp Kp＋2 c2 23.8×1.39＋2×25× 92kN/m2； eph3 92×2.5 230kN/m； 被动土压力作用点至桩底的距离： hp hd ×2.5 0.83m； hp－1.2 ha 0.83×230－1.2×2.8×55.8 3.4 kN/m2＞0； 排桩嵌入基底设计深度2.5m，满足施工要求。 建议钢管间距不得大于300mm，背后用20mm厚木胶板档土。 二、排桩钢管抗弯矩计算： 钢管