排桩规范计算书.doc

排桩规范计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。

1.地质勘探数据如下：
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序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) (°) m(kN/m4) 计算方法 土类型
1 5.00 19.00 10.00 12.00 35000 水土合算 填土
2 5.00 19.20 27.30 23.70 35000 水土合算 填土
3 5.00 19.00 16.00 27.00 35000 水土合算 填土
4 5.00 19.20 12.00 32.00 35000 水土合算 填土
5 5.00 20.40 89.00 19.00 35000 水土合算 填土
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表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-0.50m，基坑内侧水标高-10.30m。

2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-9.30m，
支撑分别设置在标高-2.00m、-5.00m处，
计算标高分别为-2.50m、-5.50m、-9.30m处。

侧壁重要性系数1.00。
桩墙顶标高0.00m，
桩墙嵌入深度5.70m，
桩墙计算宽度1.18m。

桩墙顶标高以上放坡级数为0级坡。
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序号 坡高m 坡宽m 坡角° 平台宽m
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3.地面超载：
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序号 布置方式 作用区域 标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m
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一、第一阶段,挖土深2.50m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：

第1阶段主动、被动水土压力合力图

1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50m
Ea1上 = (19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -16.19kN/m2(取0.0)
Ea1下 = (19.00×0.50)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -9.97kN/m2(取0.0)
第2层土上部标高-0.50m，下部标高-2.50m
Ea2上 = (19.00×0.50+19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -9.96kN/m2(取0.0)
Ea2下 = (19.00×0.50+19.00×2.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= 14.95kN/m2
第3层土上部标高-2.50m，下部标高-5.00m
Ea3上 = (19.00×0.50+19.00×2.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= 14.95kN/m2
Ea3下 = (19.00×0.50+19.00×2.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= 14.95kN/m2

2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第3层土上部标高-2.50m，下部标高-5.00m
Ep3上 = (19.00×0.00)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2)
= 24.70kN/m2
Ep3下 = (19.00×2.50)×tg2(45+12.00/2)+2×10.00×tg(45+12.00/2)
= 97.13kN/m2

3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B = ((97.13-24.70)-(14.95-14.95))/2.50=28.97kN/m3
d = 0.00 = 0.00m

4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea = (0.00+14.95)×2.00/2.0
= 14.95kN/m

D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma = (0.00-0.00)×0.50/2.0×(2.00+0.50/3.0)+
(14.95-0.00)×2.00/2.0×(0.00+2.00/3.0)
= 9.97kN.m/m

5.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算：
合力Ea到D点的距离：
y = 9.97/14.95 = 0.67m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为3.50m

6.最大弯矩的计算：

而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax= 0.00kN.m/m，发生在标高-7.15m处；
最大负弯矩Mdmax= -16.40kN.m/m，发生在标高-3.25m处。

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.18m
最大正弯矩Mumax=1.18×0.00=0.00kN.m，发生在标高-7.15m处；
最大负弯矩Mdmax=1.18×-16.40=-19.35kN.m，发生在标高-3.25m处；

二、第二阶段,挖土深5.50m，支撑分别设置在标高-2.00m处，计算过程如下：

第2阶段主动、被动水土压力合力图

1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50m
Ea1上 = (19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -16.19kN/m2(取0.0)
Ea1下 = (19.00×0.50)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -9.97kN/m2(取0.0)
第2层土上部标高-0.50m，下部标高-5.00m
Ea2上 = (19.00×0.50+19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -9.96kN/m2(取0.0)
Ea2下 = (19.00×0.50+19.00×4.50)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= 46.10kN/m2
第3层土上部标高-5.00m，下部标高-5.50m
Ea3上 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×0.00)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)
= 4.87kN/m2
Ea3下 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×0.50)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)
= 8.96kN/m2
第4层土上部标高-5.50m，下部标高-10.00m
Ea4上 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×0.50)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)
= 8.96kN/m2
Ea4下 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×0.50)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×
tg(45-23.70/2)
= 8.96kN/m2

2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第4层土上部标高-5.50m，下部标高-10.00m
Ep4上 = (19.20×0.00)×tg2(45+23.70/2)+2×27.30×tg(45+23.70/2)
= 83.60kN/m2
Ep4下 = (19.20×4.50)×tg2(45+23.70/2)+2×27.30×tg(45+23.70/2)
= 286.13kN/m2

3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B = ((286.13-83.60)-(8.96-8.96))/4.50=45.01kN/m3
d = 0.00 = 0.00m

4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea = (0.00+46.10)×4.50/2.0+
(4.87+8.96)×0.50/2.0
= 107.18kN/m

D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma = (0.00-0.00)×0.50/2.0×(5.00+0.50/3.0)+
(46.10-0.00)×4.50/2.0×(0.50+4.50/3.0)+
4.87×0.50×(0.00+0.50/2.0)+(8.96-4.87)×0.50/2.0×(0.00+0.50/3.0)
= 208.23kN.m/m

5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
第1层支撑到D点距离：
a1 = 3.50m
第1层支撑反力：
E1 = 208.23/3.50 = 59.49kN/m
假设支座D点的支撑反力：
ED = 107.18-59.49 = 47.69kN/m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为7.50m

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.18m
E1=1.18×59.49=70.20kN
ED=1.18×47.69=56.27kN

6.最大弯矩的计算：

而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax= 45.91kN.m/m，发生在标高-3.88m处；
最大负弯矩Mdmax= -13.68kN.m/m，发生在标高-6.06m处。

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.18m
最大正弯矩Mumax=1.18×45.91=54.17kN.m，发生在标高-3.88m处；
最大负弯矩Mdmax=1.18×-13.68=-16.14kN.m，发生在标高-6.06m处；

三、第三阶段,挖土深9.30m，支撑分别设置在标高-2.00m、-5.00m处，计算过程如下：

第3阶段主动、被动水土压力合力图

1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高0.00m，下部标高-0.50m
Ea1上 = (19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -16.19kN/m2(取0.0)
Ea1下 = (19.00×0.50)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -9.97kN/m2(取0.0)
第2层土上部标高-0.50m，下部标高-5.00m
Ea2上 = (19.00×0.50+19.00×0.00)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= -9.96kN/m2(取0.0)
Ea2下 = (19.00×0.50+19.00×4.50)×tg2(45-12.00/2)-2×10.00×tg(45-12.00/2)
= 46.10kN/m2
第3层土上部标高-5.00m，下部标高-9.30m
Ea3上 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×0.00)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)
= 4.87kN/m2
Ea3下 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×4.30)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)
= 40.08kN/m2
第4层土上部标高-9.30m，下部标高-10.00m
Ea4上 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×4.30)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)
= 40.08kN/m2
Ea4下 = (19.00×0.50+19.00×4.50+19.20×4.30)×tg2(45-23.70/2)-2×27.30×tg(45-23.70/2)
= 40.08kN/m2

2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第4层土上部标高-9.30m，下部标高-10.00m
Ep4上 = (19.20×0.00)×tg2(45+23.70/2)+2×27.30×tg(45+23.70/2)
= 83.60kN/m2
Ep4下 = (19.20×0.70)×tg2(45+23.70/2)+2×27.30×tg(45+23.70/2)
= 115.10kN/m2

3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B = ((115.10-83.60)-(40.08-40.08))/0.70=45.00kN/m3
d = 0.00 = 0.00m

4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea = (0.00+46.10)×4.50/2.0+
(4.87+40.08)×4.30/2.0
= 200.36kN/m

D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma = (0.00-0.00)×0.50/2.0×(8.80+0.50/3.0)+
(46.10-0.00)×4.50/2.0×(4.30+4.50/3.0)+
4.87×4.30×(0.00+4.30/2.0)+(40.08-4.87)×4.30/2.0×(0.00+4.30/3.0)
= 755.10kN.m/m

5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
第1层支撑力取第2阶段的值：
E1 = 59.49kN/m
第1层支撑到D点距离：
a1 = 7.30m
第2层支撑到D点距离：
a2 = 4.30m
第2层支撑反力：
E2 = (755.10-59.49×7.30)/4.30 = 74.61kN/m
假设支座D点的支撑反力：
ED = 200.36-59.49-74.61 = 66.26kN/m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为13.30m

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.18m
E1=1.18×75.88=89.54kN
E2=1.18×74.61=88.04kN
ED=1.18×66.26=78.19kN

6.最大弯矩的计算：

而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax= 63.39kN.m/m，发生在标高-7.15m处；
最大负弯矩Mdmax= -39.31kN.m/m，发生在标高-10.42m处。

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.18m
最大正弯矩Mumax=1.18×63.39=74.80kN.m，发生在标高-7.15m处；
最大负弯矩Mdmax=1.18×-39.31=-46.39kN.m，发生在标高-10.42m处；

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