深基坑手算计算书讲解.doc

题目：基坑深17.0m，支护方式为排桩加方案，设道（第一道设在-6.0m处，第道-11.5m处。 黏聚力 内摩擦角 土层厚度 1-1 杂填土 16 0.7 15 6.0 3-1-2 新黄土2 19.4 21.7 22 4.0 3-2-2 古土壤 20.2 24.5 20 4.8 4-1-2 老黄土 21.1 20.3 24 6.1 此基坑采用分层开挖的方式，在基坑顶部承受拟定的均布荷载，荷载值为20kPa，荷载及各土层分布情况图。 图1.1 荷载分布及支护方案 解： 1 计算各土层侧压力系数 （1）郎肯主动土压力系数计算 （2）郎肯被动土压力系数计算 2 各工况土压力及支撑力计算 （1）工况1：基坑开挖至-6.0m，并在处设第一道，地面处的主动土压力为： 处的主动土压力： 第一层土层： 第二层土层： 开挖面处的被动土压力为： 开挖面处主动土压力减去被动土压力为： 则所有的主动土压力合力为： 图3.2 工况1土压力分布图 假设开挖面以下处剪力为0 ，该处即是最大弯矩所在截面，则处的主动土压力减去被动土压力为： 由静力平衡列方程： 解得 所以 因此最大弯矩为： (2) 工况2：开挖至处，并在此处设第二道锚杆，土压力分布： 开挖面处主动土压力： 第二层土层： 第三层土层： 开挖面处的主动土压力为： 开挖面处的被动土压力为： 则主动土压力减去被动土压力为： 假设土压力零点位置为开挖面以下处，则有： 主动土压力合力为： 土压力零点位置处截面的弯矩为： 则第一道(6m)处锚杆的水平分力为： 假设土压力零点位置以下处剪力为0，即弯矩最大，则由几何关系可知，处的土压力为： , 由静力平衡可列方程： 图3.3 工况2土压力分布图 解得 所以 因此最大弯矩为： (3)工况3：开挖至，并在此处设第三道锚杆： 第四层土层： 开挖面处的被动土压力为： 主动土压力减去被动土压力： 假设土压力零点位置为开挖面以下处，则： 图3.4 工况3的土压力分布图 解得 所有主动土压力合力为： 土压力零点处截面的弯矩为： 所以第二道（11.5m处）锚杆的水平分力为： 假设土压力零点位置以下处剪力为0，即该处弯矩最大，则该界面处的土压力为： 由几何关系有： 所以 则由静力平衡列方程： 解得 因此最大弯矩为： （4）嵌固深度的计算 图3.5 嵌固深度计算图 对O点取矩，由力矩平衡可知： ： 解得 则嵌固深度 因此桩总长 3 灌注桩的内力设计值及配筋设计 最大弯矩计算值： 最大弯矩设计值： 查《基坑工程手册》附表14-4选用，截面容许弯矩设计值，桩体选用C30混凝土，箍筋选用螺旋筋，加强筋。 4 锚杆计算 锚杆倾角20o，水平间距2m，钻孔直径0.15m。锚索采用预应力镀锌钢绞线，强度标准值。 根据土体与锚固体极限摩阻力标准值表，可知新黄土的极限摩阻力取70kPa，古土壤的极限摩阻力取73kPa，老黄土的极限摩阻力取68kPa，各层加权内摩擦角为20o。 水平力计算值： 水平力设计值： 锚杆设计的轴向拉力为：Nu1=1215.517/cos20o=1292.55kN Nu2=1205.333/cos20o=1281.91kN 锚杆的锚固长度 : 锚杆的自由端长度： 所以，第一道锚杆长度 第二道锚杆长度 锚杆杆体材料计算： 所需锚索根数=879.286/139=6.3 取7根。 q=20kPa 1-1 杂填土 3-1-2 新黄土2 3-2-2 古土壤 4-1-2 老黄土 67.250 40.877 75.411 10.706 67.250 23.485 58.793 60.564 5.439 115.856 1