多层锚杆及护坡桩计算书.pdf

筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 多层锚杆及护坡桩计算书多层锚杆及护坡桩计算书 一、理论依据一、理论依据 1、多层支点排桩嵌固深度计算值 h0 宜按整体稳定条件采用圆弧滑动简单条分法确定(图 1)：c lq bwtgq bwi iiiiikiii+()cos()sin000 (1)式中 ci、i最危险滑动面上第 i 土条滑动面上的粘聚力，内摩擦角；li第 i 土条的弧长；bi第 i 土条的宽度；k整体稳定分项系数，应根据经验确定，当无经验时可取 1.3；wi作用于滑裂面上第 i 土条的重量，按上覆土层的天然土重计算；i第 i 土条弧线中点切线与水平线夹角；当嵌固深度下部存在软弱土层时，尚应继续验算软下卧层整体稳定性。图 1 嵌固深度计算简图 对于均质粘性土且无地下水的粉土或砂类土，嵌固深度 h0可按下式确定：h0=n0h (2)式中 n0嵌固深度系数，当 k 取 1.3 可时根据土层固结快剪内摩擦角 k 及粘聚力系数查表 1；粘聚力系数可按本规程第 A.0.3 条确定。土层固结快剪粘聚力系数应按下式确定：hck/=(3)嵌固深度设计值可按下式确定：01.1 hhd=(0.2)式中 h0根据本规程第 A.0.1 条及第 A.0.2 条计算的嵌固深度；筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 表 1 嵌固深度系数 n0表 k 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 20.0 22.5 25.0 27.5 30.0 32.5 35.0 37.5 40.0 42.5 0.00 3.18 2.24 1.69 1.28 1.05 0.80 0.67 0.55 0.40 0.31 0.26 0.25 0.15 0.1 0.02 2.87 2.03 1.51 1.15 0.90 0.72 0.58 0.44 0.36 0.26 0.19 0.14 0.1 0.04 2.54 1.74 1.29 1.01 0.74 0.60 0.47 0.36 0.24 0.19 0.13 0.1 0.06 2.19 1.54 1.11 0.81 0.63 0.48 0.36 0.27 0.17 0.12 0.1 0.08 1.89 1.28 0.94 0.69 0.51 0.35 0.26 0.15 0.1 0.1 0.10 1.57 1.05 0.74 0.52 0.35 0.25 0.13 0.1 0.12 1.22 0.81 0.54 0.36 0.22 0.1 0.1 0.14 0.95 0.55 0.35 0.24 0.1 0.16 0.68 0.35 0.24 0.1 0.18 0.34 0.24 0.1 0.20 0.24 0.1 0.22 0.1 2、基坑外侧水平荷载标准值 eaik宜按本规程第 3.4.1 条规定计算(图 2)；筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 图 2 计算简图 支护结构的基本挠曲方程应按下式确定(图 B2)，支点处的边界条件可按本规程第B.0.4 条确定：EId ydzeb40=aiks (0zhn)EId ydzmbzhyebn400+=()aiks (zhn)式中 EI 结构计算宽度内的抗弯刚度；m 地基土水平抗力系数的比例系数；b0 抗力计算宽度，地下连续墙和水泥土墙取单位宽度，排桩结构按本规程第 B.0.3 条规定计算；z 基坑开挖至计算点的距离；hn第 n 工况基坑开挖深度；y 计算点水平变形；bs 荷载计算宽度，排桩取桩中心距，地下连续墙和水泥土墙取单位宽度。3、支点支护结构弯矩计算值 Mc 及剪力计算值 Vc 可按下式计算。MThhhEhEcjjcmzmzazaz=+()VTEEcjmzaz=+式中 hj支点力 Tj 至基坑底的距离；hc基坑底面至计算截面的距离，当计算截面在基坑底面以上时取负值。筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 图 3 4、结构内力设计值应按下列规定计算：1）截面组合弯矩设计值 M：M25.1Mc0=式中 Mc截面弯矩计算值，可按本规程第 4.2.2 条规定计算。2）截面组合剪力设计值 V：V25.1Vc0=式中 Vc截面剪力计算值，可按本规程第 4.2.2 条规定计算。5、截面承载力计算 1)对沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面和矩形截面的排桩,其正截面受弯承载力可按现行国家标准 混凝土结构设计规范 GBJ1089 的有关规定进行计算。并应符合有关构造要求。2)沿截面受拉区和受压区周边配置局部均匀纵向钢筋或集中纵向钢筋的圆形截面钢筋混凝土桩(图 4)，其正截面受弯承载力可按下列公式计算：()0AAAAf22sin1fscsrscsrycm=+yAfsinrAfyAfsinrAfsinAf32Mscscyssssryscscyssssryss3rcm+选取的距离ysc、ysc应符合下列条件：sssccosry sssccosry 混凝土受压区圆心半角的余弦应符合下列要求：+bsscosrr11cos 式中 对应于受压区混凝截面面积的圆心角(rad)与 2的比值；s 对应于周边均匀受拉钢筋的圆心角(rad)与 2的比值；s值宜在筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 1/6 到 1/3 之间选取，通常可取定值 0.25；s 对应于周边均匀受压钢筋的圆心角(rad)与 2的比值，宜取s0.5；A 构件截面面积；Asr、Asr均匀配置在圆心角 2s、2s内沿周边的纵向受拉、受压钢筋截面面积；Asc、Asc 集中配置在圆心角 2s、2s的混凝土弓形面积范围内的纵向受拉、受压钢筋截面面积；r圆形截面的半径；rs纵向钢筋所在圆周的半径；ysc、ysc 纵向受拉、受压钢筋截面面积 Asc、Asc 的重心至圆心的距离；fy普通钢筋的抗拉强度设计值；fcm混凝土弯曲抗压强度设计值；b矩形截面的相对界限受压区高度，应按混凝土结构设计规范 GBJ1089 第 4.1.3 条规定确定。计算的受压区混凝土截面面积的圆心角(rad)与 2的比值宜符合下列条件：5.3/1 当不符合上述的条件时，其正截面受弯承载力可按下式计算：()yr78.0Afsinrr78.0AfMscscyssssry+注：本条适用于截面受拉区内纵向钢筋不少于 3 根的圆形截面的情况。筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 图 4 配置局部均匀配筋和集中配筋的圆形截面 3)沿圆形截面受拉区和受压区周边实际配置均匀纵向钢筋的圆心角应分别取为sn1n2和sm1m2，n、m 为受拉区、受压区配置均匀纵向钢筋的根数。配置在圆形截面受拉区的纵向钢筋的最小配筋率(按全截面面积计算)不宜小于 0.2%。在不配置纵向受力钢筋的圆周范围内应设置周边纵向构造钢筋，纵向构造钢筋直径不应小于纵向受力钢筋直径的二分之一，且不应小于 10mm；纵向构造钢筋的环向间距不应大于圆截面的半径和 250mm 两者的较小值，且不得少于 1根。6、锚杆计算 1）锚杆承载力计算应符合下式规定：cosNTud 式中 Td锚杆水平拉力设计值，按本规程第 4.2.3 条规定计算；Nu锚杆轴向受拉承载力设计值，按本规程第 4.4.3 条规定；锚杆与水平面的倾角。2）锚杆杆体的截面面积应按下列公式确定：cosfTAyds 式中 As、Ap普通钢筋、预应力钢筋杆体截面面积；fy、fpy普通钢筋、预应力钢筋抗拉强度设计值。3）锚杆轴向受拉承载力设计值应按下列规定确定：（1）安全等级为一级及缺乏地区经验的二级基坑侧壁，应按本规程附录 E 进行锚杆的基本试验，锚杆轴向受拉承载力设计值可取基本试验确定的极限承载力除以受拉抗力分项系数，受拉抗力分项系数可取 1.3；（2）基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验时，可按下式计算锚杆轴向受拉承载力设计值，并应按本规程附录 E 要求进行锚杆验收试验；()+=ddc2lqdlqdrN221kjsjk1isjksu 式中:Nu锚杆轴向受拉承载力设计值；d1扩孔锚固体直径；d非扩孔锚杆或扩孔锚杆的直孔段锚固体直径；li第 i 层土中直孔部分锚固段长度；lj第 j 层土中扩孔部分锚固段长度；qsik、qsjk土体与锚固体的极限摩阻力标准值，应根据当地经验取值；当无经验时可按表 4.4.3 取值；ck扩孔部分土体粘聚力标准值；筑龙网 WWW.ZHULONG.COM s锚杆轴向受拉抗力分项系数，可取 1.3。（3）对于塑性指数大于 17 的粘性土层中的锚杆应进行徐变试验。锚杆徐变试验可按附录 E 规定进行。（4）基坑侧壁安全等级为三级时，可按本规程式(4.4.3)确定锚杆轴向受拉承载力设计值。4）锚杆自由段长度 lf宜按下式计算(图 5):+=245sin/2145sinllkktf 式中 lt锚杆锚头中点至基坑底面以下基坑外侧荷载标准值与基坑内侧抗力标准值相等处的距离；k土体各土层加权内摩擦角；锚杆倾角。图 5 锚杆自由段长度计算简图 5）锚杆预加力值(锁定值)应根据地层条件及支护结构变形要求确定，宜取为锚杆轴向受拉承载力设计值的 0.500.65 倍。7、稳定性验算 1）抗倾覆验算 计算方法采用经典法（见 2.4、结构计算)，抗倾覆安全系数 k 为：MMkap=Mp-被动土压力及锚杆力对桩底的弯矩。Ma-主动土压力对桩底的弯矩。2)整体稳定验算 采用滑移面为圆弧面简单条分法(即瑞典条分法)。筑龙网 WWW.ZHULONG.COM ()()+=n1iii00n1iiii0iiin1iiqksinWbqtgcosbqUWlcMMk 式中：k抗倾覆安全系数；Mk抗倾覆弯矩(kN.m/m),相对滑移中心弯矩；Mq倾覆弯矩(kN.m/m),相对滑移中心弯矩；n滑动体分条数；0基坑侧壁重要性系数;Wi第 i 土条重；Wi=bi Ui-第 i 土条所受浮力 bi第 i 分条宽度(m)；i第 i 分条土加权平均重度(kN/m3)；Ci第 i 分条滑裂面处土体固结快剪粘聚力标准值(kPa)。i第 i 分条滑裂面处土体固结快剪内摩擦角标准值（度）。i第 i 分条滑裂面处中点切线与水平面夹角(度)。Li第 i 分条滑裂面处弧长（m)。注意：一般情况，安全系数 K1.3。具体 K 值，可根据当地的具体情况确定。3)抗隆起稳定验算 (1)、根据同济大学汪炳鉴先生的建议公式：()qDHNcNDk2cq1s+=式中:ks抗隆起稳定性计算的安全系数，一般情况，安全系数为ks=1.5；1基坑底面到桩（墙）底面处土层的加权平均重度(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)；2桩（墙）顶面到桩（墙）底面处土层的加权平均重度(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)；D桩（墙）的入土深度(m)；H基坑的开挖深度(m)；q未开挖侧顶面的地面超载(kPa)；Nq,Nc地基极限承载力系数.根据不同地基承载力公式.选用不同的计算方法。本软件采用普朗德尔（prandt1）地基承载力公式：筑龙网 WWW.ZHULONG.COM ()=+=tg/1NNe245tgNqctg2q 对于特殊情况：当 c0 时，仍采用上式。当0 时：14.5N0.1Ncq=根据太沙基（Terxaghi）地基承载力公式：()=+=tg/1NN245cose21Nqctg180243q 对于特殊情况：当 c0 时，仍采用上式。当0 时：Nq=1.0 Nc=5.71 桩（墙）底面处土的内摩擦角（度）；c桩（墙）底面处土的粘聚力（kPa）。(2)、基坑隆起计算 ()()+=tgcr37.6HD125qhr61387554.004.05.0n1ijj 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)；筑龙网 WWW.ZHULONG.COM 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)。注：对于 c=0 或0 或同时为 0 时不计算基坑降起。基坑允许的位移量，一般取=5/1000H。一般工程：=5100mm；重要工程：=050mm；