深基坑钢板桩支护设计培训讲学.doc

深基坑支护设计 71

设计单位：辽宁省建筑设计研究院岩土工程公司
设 计 人：曹瑞钠

设计时间：2013-10-08 09:39:22

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[ 支护方案 ]
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排桩支护

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[ 基本信息 ]
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规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012
内力计算方法
增量法
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
4.500
嵌固深度(m)
5.500
桩顶标高(m)
-1.000
桩材料类型
钢板桩
├每延米截面面积A(cm2)
198.00
├每延米惯性矩I(cm4)
23200.00
└每延米抗弯模量W(cm3)
1600.00
└抗弯f(N/mm2)
215
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

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[ 放坡信息 ]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽(m)
坡高(m)
坡度系数
1
0.000
1.000
1.500

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[ 超载信息 ]
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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

15.000
---
---
---
---
---

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[ 附加水平力信息 ]
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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

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[ 土层信息 ]
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土层数
5
坑内加固土
否
内侧降水最终深度(m)
5.000
外侧水位深度(m)
5.000
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

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[ 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
1.60
18.0
---
7.00
13.00
2
粉砂
2.10
18.6
---
0.00
22.00
3
淤泥质土
2.10
17.6
7.6
5.60
6.90
4
碎石
3.80
19.2
9.2
---
---
5
强风化岩
0.90
19.6
9.6
---
---

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
40.0
---
---
---
m法
2.78
---
2
80.0
---
---
---
m法
7.48
---
3
40.0
5.60
5.90
分算
m法
0.82
---
4
220.0
0.00
25.00
分算
m法
10.00
---
5
240.0
22.00
27.00
分算
m法
14.08
---

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[ 支锚信息 ]
----------------------------------------------------------------------
支锚道数
1

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
1.725
2.300
20.00
18.00
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
30.00
150
2～
1.00
481.60
1.00

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[ 土压力模型及系数调整 ]
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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
粉砂
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
淤泥质土
分算
1.000
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
碎石
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

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[ 工况信息 ]
----------------------------------------------------------------------

工况
工况
深度
支锚
号
类型
(m)
道号
1
开挖
2.600
---
2
加撑
---
1.锚索
3
开挖
4.500
---

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[ 设计结果 ]
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[ 结构计算 ]
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各工况：

内力位移包络图：

地表沉降图：

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[ 截面计算 ]
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[ 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)
61.27
93.11
65.10
65.10
1
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
76.53
170.95
81.31
81.31

最大剪力(kN)
97.03
83.03
121.28
121.28

[ 截面验算 ]
基坑内侧抗弯验算(不考虑轴力)
σnei = M / W
= 65.095/(1600.000*10-6)
= 40684.479(kPa)
= 40.684(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足

基坑外侧抗弯验算(不考虑轴力)
σwai = M / W
= 81.311/(1600.000*10-6)
= 50819.511(kPa)
= 50.820(MPa) < f = 215.000(MPa) 满足

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[ 锚杆计算 ]
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[ 锚杆参数 ]
锚杆钢筋级别
HRB400
锚索材料强度设计值(MPa)
1220.000
锚索材料强度标准值(MPa)
1720.000
锚索采用钢绞线种类
1 × 7
锚杆材料弹性模量(×105 MPa)
2.000
锚索材料弹性模量(×105 MPa)
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
内力实用
内力实用

弹性法(kN)
经典法(kN)
标准值(kN)
设计值(kN)
1
207.78
171.68
207.78
259.72

[ 锚杆轴向内力 ]
支锚道号
最大内力
最大内力
内力实用
内力实用

弹性法(kN)
经典法(kN)
标准值(kN)
设计值(kN)
1
221.11
182.70
221.11
276.39

[ 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
6.0
12.0
280.0[226.5]
7.56

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[ 整体稳定验算 ]
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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: 1.00m

滑裂面数据
整体稳定安全系数 Ks = 2.553
圆弧半径(m) R = 8.559
圆心坐标X(m) X = -1.015
圆心坐标Y(m) Y = 2.941

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[ 抗倾覆稳定性验算 ]
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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：
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 锚索 0.000 0.000

Ks = 1.283 >= 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 锚索 279.188 513.037

Ks = 2.375 >= 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(kN/m)
1 锚索 279.188 513.037

Ks = 1.612 >= 1.200, 满足规范要求。
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安全系数最小的工况号：工况1。
最小安全Ks = 1.283 >= 1.200, 满足规范要求。

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[ 嵌固深度计算 ]
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嵌固深度计算参数：

嵌固深度计算过程：
按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012单支点结构计算嵌固深度ld：
1) ld按公式：

得到ld = 5.211m，ld采用值为：5.500m

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[ 嵌固段基坑内侧土反力验算 ]
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工况1：
Ps = 233.927 ≤ Ep = 896.518，土反力满足要求。

工况2：
Ps = 217.880 ≤ Ep = 896.518，土反力满足要求。

工况3：
Ps = 260.710 ≤ Ep = 417.532，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）。