悬臂式板桩和板桩稳定性计算书.doc

悬臂式板桩和板桩稳定性计算书

一、编制依据
本计算书的编制参照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99），《土力学与地基基础》（清华大学出版社出版）等编制。
二、参数信息
重要性系数：1.00；
开挖深度度：2.40；
基坑下水位深度：0.10；
基坑外侧水位深度：2.40；
桩嵌入土深度：3.60；
基坑外侧土层参数：
序号 土名称 土厚度 坑壁土的重度 内摩擦角 内聚力 饱和容重
(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3)
1 填土 8 18.9 16 18 20
2 淤泥 5.7 17.9 16 8.3 20
基坑以下土层参数：
序号 土名称 土厚度 坑壁土的重度 内摩擦角 内聚力 饱和容重
(m) (kN/m3) (°) (kPa) (kN/m3)
1 填土 0.9 18.9 16 18 21
2 淤泥 5.7 17.9 5.3 8.3 21
三、主动土压力计算

Kai=tan2(450-16.000/2)=0.57；
临界深度计算:

计算得z0=2×18.00/(18.90×0.571/2)-0.00/18.90=2.53；
第1层土计算：
σajk上=0.00 kPa；
σajk下=σajk下=0.00+18.90×2.40=45.36 kPa；
eak上=0.00×0.57-2×18.00×0.571/2=-27.13 kPa；
eak下=45.36×0.57-2×18.00×0.571/2=-1.37 kPa；
Ea=(0.00+0.00)×(2.40-2.53)/2=0.00 kN/m；
第2层土计算：
σajk上=σajk下=45.36 kPa；
σajk下=σajk下=45.36+18.90×0.00=45.36 kPa；
eak上=45.36×0.57-2×18.00×0.571/2=-1.37 kPa；
eak下=45.36×0.57-2×18.00×0.571/2=-1.37 kPa；
Ea=(0.00+0.00)×0.00/2=0.00 kN/m；
第3层土计算：
σajk上=σajk下=45.36 kPa；
σajk下=σajk下=45.36+18.90×0.00=45.36 kPa；
eak上=45.36×0.57-2×18.00×0.571/2=-1.37 kPa；
eak下=45.36×0.57-2×18.00×0.571/2=-1.37 kPa；
Ea=(0.00+0.00)×3.60/2=0.00 kN/m；
求所有土层总的主动土压力：

∑Eai=0.00kPa;
每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hai；

则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为ha；

根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离ha=0.00m。
四、基坑下的被动土压力计算

根据公式计算得Kp1=tan2(450+16.000/2)=1.76；
基坑下土层以上的土层厚度之和与水位深度进行比较∑hi=0.90>hwp=0.10,经比较可知，水位在本土层中；
上层土压力计算：
上层土的计算高度为：0.10m；
上层土的土压力为:

σp1k上上=0.00kPa;

σp1k上下=0.00+18.90×0.10=1.89kPa；

根据公式计算得ep1k上上=0.00×1.76+2×18.00×1.761/2=47.77kPa；

根据公式计算得ep1k上下=1.89×1.76+2×18.00×1.761/2=51.10kPa；
式中c1----第一层土的粘聚力；

根据公式计算得第1层土上层土总的土压力为Ep1上=(47.77+51.10)×0.10/2=4.94kPa；
本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1上=3.55；
下层土压力计算：
下层土的计算高度为：0.80m；
σp1k下上=σp1k上下=1.89kPa；

σp1k下下=1.89+(0.90-0.10)×21.00=18.69kPa；
下层土的土压力为：

根据公式计算得ep1k下上=1.89×1.76+2×18.00×1.761/2=51.10kPa；

根据公式计算得ep1k下下=18.69×1.76+2×18.00×1.761/2=80.69kPa；
式中c1----第一层土的粘聚力；
所以，第1层土下层土总的土压力为：

根据公式计算得Ea1下=(51.10+80.69)×0.80/2=52.72kPa；
本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi1下=3.07；

根据公式计算得Kp2=tan2(450+5.300/2)=1.20；
由于前一土有水，所以该本土层完全有水，重度按浮容重计算；
本层土压力计算：
本层土的计算高度为：2.70m;

σp2k上=18.69kPa；

σp2k下=σp2k上+r'×h2=18.69+21.00×2.70=75.39kPa；
本层土的土压力为：

根据公式计算得ep2k上=18.69×1.20+2×8.30×1.201/2=40.71kPa；

根据公式计算得ep2k下=75.39×1.20+2×8.30×1.201/2=108.95kPa；
式中c2----第2层土的粘聚力；
所以，第2层土下层土总的土压力为：

根据公式计算得Ep2上=(40.71+108.95)×2.70/2=202.03kPa；
本土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

Hpi2=3.54；

∑Epi=8.88573454736299828E254;
每一土层合力作用点距支护桩底的距离为hpi；

则所有土层总的合力作用点距支护桩底的距离为hp；

根据公式计算得，合力作用点至桩底的距离hp=0.00。
经过计算得出图如下：

土压力分布简图(单位：kPa)

五、验算嵌固深度是否满足要求
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)的要求，验证所假设的hd是否满足公式；

0.00×8.88573454736299828E254-1.2×1.00×0.00×0.00=895.54；
满足公式要求！
六、抗渗稳定性验算
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)要求，此时可不进行抗渗稳定性验算！
七、结构计算
1、结构弯矩计算

弯矩图(KN.m)

变形图(m)
悬臂式支护结构弯矩Mc=0.50kN.m；
2、截面弯矩设计值确定：

截面弯矩设计值M=1.25×1.00×0.50=0.63；
γ0----为重要性系数，按照《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）,表3.1.3可以选定。
八、截面承载力计算
1、材料的强度验算：

γx-----塑性发展系数，对于承受静力荷载和间接承受动力荷载的构件，偏于安全考虑，可取为1.0;
Wx-----材料的截面抵抗矩: 25.30 cm3
σmax=M/(γx×Wx)=0.63/(1.0×25.30×10-3)=24.90 MPa
σmax=24.90 Mpa<[fm]=205.00 Mpa;
经比较知，材料强度满足要求。
2、支护结构的挠度计算：
根据连续梁计算，最大挠度为: 4.01 m。