基坑支护计算书.doc

2008年北京奥运会青岛帆船比赛基地基坑支护设计施工图计算书及说明2007-1-28目 录1、验算项目:1剖面22、验算项目:2剖面163、验算项目:3剖面204、验算项目:4剖面301、 验算项目:1剖面 - 支护方案 -水泥土墙支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)5.000墙顶标高(m)-1.000截面类型及参数实心墙.放坡级数 1超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0001.0001.000 超载信息 -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)110.000- 土层信息 -土层数 5坑内加固土 否内侧水位深度(m)6.500外侧水位深度(m)2.800弹性法计算方法m法- 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2.1018.0-0.0020.002细砂2.4020.010.00.0037.003粉砂3.1020.010.00.0037.004粗砂3.2020.010.0-5强风化岩5.0023.013.0-层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)120.0-30.00-240.00.0032.00分算118.40-340.00.0032.00分算118.40-4120.00.0036.00分算20.00-5150.00.0045.00合算20.00- 支锚信息 -支锚道数2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锚杆2.0002.00020.0012.007.002锚杆2.0002.00020.009.009.00支锚预加力支锚刚度锚固体工况抗拉力道号(kN)(MN/m)直径(mm)号(kN)180.0018.061302100.0020.0020.421304100.00- 水泥土墙截面参数 -水泥土墙截面示意图水泥土墙厚度b(m)1.200水泥土弹性模量E(104MPa)1.750水泥土抗压强度P(MPa)8.000水泥土抗拉/抗压强度比0.100水泥土墙平均重度(kN/m3)22.000水泥土墙底摩擦系数0.300- 土压力模型及系数调整 -弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土分算1.0001.0001.00010000.0002细砂分算1.0001.0001.00010000.0003粉砂分算1.0001.0001.00010000.0004粗砂分算1.0001.0001.00010000.0005强风化岩合算1.0001.0001.00010000.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图：- 截面计算 - 内力取值 序内力类型弹性法经典法号 计算值计算值基坑外侧最大弯矩(kN.m)59.7352.491基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)10.0010.00基坑内侧最大弯矩(kN.m)70.8073.38基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)10.0010.00*截面1(0.00m10.00m)*一. 采用弹性法计算结果：*基坑内侧计算结果：*计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.251.0070.80 = 88.50kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强度满足!*基坑外侧计算结果：*计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.251.0059.73 = 74.67kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强度满足!二. 采用经典法计算结果：*基坑内侧计算结果：*计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.251.0073.38 = 91.72kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强度满足!*基坑外侧计算结果：*计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.251.0052.49 = 65.62kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强度满足!式中cs水泥土墙平均重度(kN/m3); z由墙顶至计算截面的深度(m); M单位长度水泥土墙截面弯矩设计值(kN.m); W水泥土墙截面模量(MPa); fcs水泥土抗压强度(MPa);- 锚杆计算 - 锚杆参数 锚杆材料强度设计值(MPa)310.000注浆体弹性模量(104MPa)3.000土与锚固体粘结强度分项系数1.300锚杆荷载分项系数1.250 锚杆内力 支锚道号锚杆最大内力锚杆最大内力锚杆内力锚杆内力 弹性法(kN)经典法(kN)设计值(kN)实用值(kN)1131.8670.3387.9187.91223.27153.21191.52191.52 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锚杆1D255.07.049130215.832锚杆1D320.09.080465717.45- 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆稳定性系数Ks = 1.690 1.2, 满足规范要求!(Ks = 1.2)- 抗滑移稳定性验算 -抗滑安全系数(Kh = 1.2):Kh = 1.620- 整体稳定验算 -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 = 3.110圆弧半径(m) R = 9.760圆心坐标X(m) X = -0.461圆心坐标Y(m) Y = 4.617- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 34.725 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 44.615 = 1.15, 满足规范要求。- 抗管涌验算 -抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中0侧壁重要性系数;土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距离(m);D桩(墙)入土深度(m);K = 4.319 = 1.5, 满足规范要求。- 承压水验算 -式中Pcz基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2); Pwy承压水层的水头压力(kN/m2); Ky抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。Ky = 40.00/30.00 = 1.33 = 1.05基坑底部土抗承压水头稳定!2、 验算项目:2剖面-验算项目: 超级土钉 1- 验算简图 - 验算条件 - 基本参数 所依据的规程或方法：建筑基坑支护技术规程JGJ 120-99基坑深度： 6.000(m)基坑内地下水深度： 6.500(m)基坑外地下水深度： 6.500(m)基坑侧壁重要性系数： 1.000土钉荷载分项系数： 1.250土钉抗拉抗力分项系数： 1.300整体滑动分项系数： 1.300 坡线参数 坡线段数 4序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角() 1 4.000 4.000 45.0 2 0.000 1.000 90.0 3 1.000 0.000 0.0 4 1.000 1.000 45.0 土层参数 土层层数 5序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 泊松比 变形模量 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 素填土 2.100 20.0 20.0 0.0 20.0 20.0 20.0 分算 0.450 5.000 2 细砂 2.400 20.0 20.0 0.0 37.0 40.0 40.0 分算 0.350 10.000 3 粉砂 3.100 20.0 20.0 0.0 37.0 40.0 40.0 分算 0.350 10.000 4 粗砂 3.200 20.0 20.0 0.0 38.5 90.0 90.0 分算 0.350 20.000 5 强风化岩 5.000 23.0 23.0 0.0 45.0 120.0 120.0 合算 0.350 50.000 超载参数 超载数 1序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 满布均布 10.000 土钉参数 土钉道数 1序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋 1 2.000 2.000 20.0 130 9.000 1D32 花管参数 基坑内侧花管排数 0基坑内侧花管排数 0 锚杆参数 锚杆道数 0 坑内土不加固 内部稳定验算条件 考虑地下水作用的计算方法：总应力法土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500* 验算结果 * 局部抗拉验算结果 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数 (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 2.000 55.0 0 2 4.000 36.5 0 3 6.000 38.0 1 9.000 77.6 102.9 241.3 1.061 2.488 内部稳定验算结果 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 1 1.375 -5.894 14.894 14.717 2 1.672 -5.278 10.278 11.023 3 1.708 -7.334 11.334 13.219 外部稳定计算参数 所依据的规程： 建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)土钉墙计算宽度: 9.000(m)墙后地面的倾角: 0.0(度)墙背倾角: 90.0(度)土与墙背的摩擦角: 10.0(度)土与墙底的摩擦系数: 0.400墙趾距坡脚的距离: 0.000(m)墙底地基承载力: 300.0(kPa)抗水平滑动安全系数： 1.300抗倾覆安全系数： 1.600 外部稳定计算结果 重力: 730.0(kN)重心坐标: ( 5.731, 2.530）超载: 30.0(kN)超载作用点x坐标: 7.500(m)土压力: 124.4(kPa)土压力作用点y坐标: 2.040(m)基底平均压力设计值 86.8(kPa) 300.0基底边缘最大压力设计值 148.7(kPa) 1.300抗倾覆安全系数: 18.421 1.600 喷射混凝土面层计算 计算参数 厚度： 80(mm)混凝土强度等级: C20配筋计算as: 15(mm)水平配筋: d6200竖向配筋: d6200配筋计算as: 15荷载分项系数: 1.200 计算结果 编号 深度范围 荷载值(kPa) 轴向 M(kN.m) As(mm2) 实配As(mm2) 1 0.00 2.00 11.8 x 1.732 188.6(构造) 141.4 y 1.732 188.6(构造) 141.4 2 2.00 6.00 15.0 x 1.084 188.6(构造) 141.4 y 4.029 188.6(构造) 141.43、 验算项目:3剖面- 支护方案 -水泥土墙支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级二级基坑侧壁重要性系数01.00基坑深度H(m)6.000嵌固深度(m)3.000墙顶标高(m)-1.000截面类型及参数墙+排桩.放坡级数 1超载个数 1- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0001.0001.000- 超载信息 -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)110.000- 土层信息 -土层数 5坑内加固土 否内侧水位深度(m)6.500外侧水位深度(m)2.800弹性法计算方法m法- 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2.2020.0-0.0020.002细砂2.5020.010.00.0037.003粉砂2.1020.010.00.0037.004粗砂5.3020.010.0-5强风化岩5.0023.013.0-层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算m值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (MN/m4)(kPa)120.0-30.00-240.00.0032.00分算118.40-340.00.0032.00分算118.40-490.00.0036.00分算20.00-5120.00.0045.00合算20.00- 水泥土墙截面参数 -水泥土墙截面示意图水泥土墙厚度b(m)2.200水泥土弹性模量E(104MPa)1.750水泥土抗压强度P(MPa)8.000水泥土抗拉/抗压强度比0.100水泥土墙平均重度(kN/m3)22.000水泥土墙底摩擦系数0.300桩直径S(m)0.146桩形心至坑边距离t1(m)1.600桩间距t(m)1.000桩混凝土级别C15- 土压力模型及系数调整 -弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号土类名称水土水压力主动土压力被动土压力被动土压力 调整系数调整系数调整系数最大值(kPa)1素填土分算1.0001.0001.00010000.0002细砂分算1.0001.0001.00010000.0003粉砂分算1.0001.0001.00010000.0004粗砂分算1.0001.0001.00010000.0005强风化岩合算1.0001.0001.00010000.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：- 截面计算 - 内力取值 序内力类型弹性法经典法号 计算值计算值基坑外侧最大弯矩(kN.m)265.04507.191基坑外侧最大弯矩距墙顶(m)8.008.00基坑内侧最大弯矩(kN.m)0.000.00基坑内侧最大弯矩距墙顶(m)8.008.00一. 采用弹性法计算结果：*基坑内侧计算结果：*计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强度满足!*基坑外侧计算结果：*计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.251.00265.04 = 331.30kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强度满足!二. 采用经典法计算结果：*基坑内侧计算结果：*计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.251.000.00 = 0.00kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强度满足!*基坑外侧计算结果：*计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.251.00507.19 = 633.99kN.m1. 压应力验算:抗压强度满足!2. 拉应力验算:抗拉强