基坑悬臂管桩+锚墩.doc

CcDCHY基坑管桩+锚墩案例分析 1.方案概况：序号土名厚度m容重kN/m3内聚力c，kPa内摩角备注1填土1.518.517152粘土1.518.21814.83淤泥质1.515.68.37.44泥炭土3.6411.1101.55粘土2.3917.3122.56粉土518.61317.5地点：xx路，施工时间xx年4-7月，设计重要性系数0取1，安全系数K=1.2,基坑2-1段深度5.2m，q=10kPa。管桩PCB400(95)-121。2.计算依据：建筑基坑支护技术规程GJG120 建筑地基基础设计规范GB5007建筑施工计算手册（江正荣著）3.倾覆力矩分析：hpEpj-1.20haEai0 。（4.1.1-1） 上式其实是悬臂力矩组合判定mp-1.2y0ma0的展开式。公式分2块，hpEpj为被动土力矩，hp为被动土桩底力矩距离，Epj为被动土总抗力，本例：hpEpj=615*2.222=1365 kNm。注：精确计算过程有趣但长暂略，有兴趣的同事不妨来邮讨论。1.20haai为主动土力矩，ha为主动土桩底力矩距离，ai为总压力，本例：1.20haai =1.2*1*534*4.725=2522 kNm。代入得13652522 不满足判定式hpEpj-1.20haai0 要求。即使加上排桩产生的力矩约242 kNm，还是不满足，怎么办？此时有人并不相信基坑压力计算，认为凭经验5m左右深度的基坑有1m间距的优质管桩插入基坑12m，不可能产生垮塌问题。甲方为了省措施费和赶工期，同意就此开挖基坑。在做了冠梁以后即行开挖，结果挖至-4m以下时开始偏移，约20CM左右，只好停工。所幸开挖长度不多，周边也无建筑物，没有造成大的损失。开会讨论时，有3个方案可供选择。1）双排桩。2）设置锚杆。3）设置锚碇。双排桩方案：可以满足稳定要求，但造价翻倍，被甲方否决。论证意见如下：锚杆方案：认为在泥炭土性价比较低。锚墩方案：稳定性不如双排桩，但施工方便，造价低廉。考虑周边无建筑物，大家同意此方案。锚墩受力计算：首先改变悬臂计算模式为单支平衡模式：根据规程4.1.1-3式展开：单支力Tc1=(ha1Eac-hp1Epc)/(hT1+hc1)。单支平衡Tc1(hT1+hc1)+hp1Epc-ha1Eac=0。 hT1=支点到坑底距离=5.2m。hc1=坑底到零点距离=2.975m,hT1+hc1=支点到剪力零点距离，本案hT1+hc1=8.175m。hp1Epc=抗力矩，hp1=抗力距离=1.347m。Epc=抗力=501 kPa。hp1Epc=1.347*501=675 kPa。ha1Eac=压力矩，ha1=压力距离=2.416m。Eac=压力333 kPa。ha1Eac=2.416*333=806 kPa。支点力Tc1=16kN，支点力矩Tc1(hT1+hc1)=16*8.175=130.8 kNm。平衡验算：Tc1(hT1+hc1)+hpEpj-1.20haEai0 。（4.1.1-4） 130.8+1365-2522=-1026单支平衡Tc1(hT1+hc1)+hp1Epc-ha1Eac=0。设1.2Tc1=19.2kN。代入验算=19.2*8.175+675-806=26.2 0 满足。设间距5m，总拉力19.2*5=96kN。锚筋选直径20螺纹钢拉力94kN，基本满足。验算锚墩的稳定，满足以下3个安全距离原则：1）规范规定软土为 26.6度（1：2），须在5.2/0.5=10.4m以外的安全区域。2）锚墩必须设在圆弧滑移线以外加1.5m，不然再大的拉力也无用。本案圆弧滑移线长度为12+1.5=13.5m。3）最危险滑动区域是从剪力0点开始，以45+/2角度，到地面5.885m处的楔形1区。第二区是次危区，第三区是安全区，是取坑底为顶点，角度以桩底土层摩擦角，交于地面时，应在15.541m，也就是说此区域安置锚墩是安全的。根据以上3项，安全起见，冠梁至锚墩距离取16m。锚墩深度按计算手册公式2-102：暂设锚墩深度为3m。上式中t为锚墩埋设深度，y为3m处土加权容重取1.835，KpKa分别为3m处被动土主动土压力系数取1.69，0.5，K为安全墩系数取2，TA为锚墩拉力。代入计算结果锚墩埋设深度t=2.896m，与假设基本吻合。锚墩采用毛石砼L=2m，底宽0.6m，上宽1m，深度3m。直径20水平钢筋小于10度与锚墩连接，间距5m,经计算此锚墩承受T=0.5hLHytan2(45+0.5)+2Ctan(45+0.5)(1/cosa)=204kN，满足要求。4.本案总结：半年后，基坑工程顺利竣工，最大位移26mm，未造成任何实质性损失。不能无计划施工，对复杂地质要相信科学技术。