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基坑和管沟支撑计算书
计算依据:
1、 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-
2、 《建筑施工计算手册》江正荣编著
3、 《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著
4、 《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著
5、 《地基与基础》第三版
本工程基坑（槽）土质为天然湿土, 地下水极少, 采取连续垂直铺设挡板基坑土壁。挡板铺设挡土板、 背楞、 横撑杆强度及稳定性按以下方法计算。
一、 参数信息
1、 基础参数
挡板铺设方法
垂直铺设
挡土板间距l1(mm)
200
水平方向横撑间距l2(mm)
1000
基坑开挖深度h(m)
4.5
基坑开挖宽度l(m)
1.8
结构关键性系数γ0
1
综合分项系数γF
1.25
竖直方向背楞根数
4
支撑设计
支撑道数
背楞距沟底距离D(mm)
第1道
4000
第2道
3000
第3道
1500
第4道
500

基坑和管沟支撑【垂直】
2、 土层参数
序号
土名称
土厚度h(m)
坑壁土重度γ(kN/m3)
坑壁土内摩擦角φ(°)
黏聚力c(kpa)
饱和土重度γsat(kN/m3)
1
填土
1
18
18
8
20
2
粘性土
3.5
20
25
6
21
二、 主动土压力强度计算
Ka1=tan2(45°- φ1/2）= tan2(45-18/2)=0.528;
Ka2=tan2(45°- φ2/2）= tan2(45-25/2)=0.406;
第1层土: 0-1m
H1'=[∑γ0h0]/γ1=0/18=0m
Pak1上 =γ1H1'Ka1-2c1Ka10.5=18×0×0.528-2×8×0.5280.5=-11.626kN/m2
Pak1下 =γ1(hi+H1')Ka1-2c1Ka10.5=18×(1+0)×0.528-2×8×0.5280.5=-2.122kN/m2
第2层土: 1-4.5m
H2'=[∑γ1h1]/γ2=18/20=0.9m
Pak2上 =γ2H2'Ka2-2c2Ka20.5=20×0.9×0.406-2×6×0.4060.5=-0.338kN/m2
Pak2下 =γ2(hi+H2')Ka2-2c2Ka20.5=20×(3.5+0.9)×0.406-2×6×0.4060.5=28.082kN/m2
三、 挡土板计算
1、 材料参数
材料名称
方木
材料类型
杉木
宽度(mm)
200
厚度(mm)
50
抗弯强度(N/mm2)
17
弹性模量(N/mm2)
10000
2、 强度计算
临界土层计算
临界深度: Z0=Pak2上h2/(Pak2上+ Pak2下)+Σhi-1=0.338×3.5/(0.338+28.082)+1=1.042m;
q1上=γ0γFPak1上l1=1×1.25×-11.626×0.2=-2.906kN/m
q1下=γ0γFPak1下l1=1×1.25×-2.122×0.2=-0.53kN/m
q2上=γ0γFPak2上l1=1×1.25×-0.338×0.2=-0.085kN/m
q2下=γ0γFPak2下l1=1×1.25×28.082×0.2=7.021kN/m

计算简图

弯矩图(kN·m)
Mk=0.836kN.m
Rmax=6.338kN
σ=M/W=0.836×106/83333.333=10.032N/mm2≤f=17N/mm2,
满足要求!

剪力图(kN)
Vk=3.257kN
τmax＝3Vmax/(2bh0) =3×3.257×1000/(2×200×50)=0.489N/mm2≤[τ]=1.7N/mm2
满足要求!
四、 背楞计算
1、 材料参数
材料名称
槽钢
材料类型
16a号槽钢
抗弯强度(N/mm2)
205
抗剪强度(N/mm2)
120
抗压强度(N/mm2)
205
弹性模量(N/mm2)
206000
2、 荷载计算
各背楞对挡土板作用最大支座反力Rmax=6.338kN。所以背楞线荷载按以下公式计算: q=Rmax/l1
q=Rmax/l1=6.338/0.2=31.69kN/m
3、 背楞根据三跨连续梁计算最大弯矩, 计算公式以下:
Mmax=0.1×q×l22=0.1×31.69×12=3.169kN·m
σ=M/W=3.169×106/16300=194.417N/mm2≤f=205N/mm2,
满足要求!
4、 最大支座反力按以下公式计算:
R =1.1×q×l2=1.1×31.69×1= 34.859kN
五、 横撑杆计算
1、 材料参数
材料名称
钢管
材料类型
Ф48×3.5
抗弯强度(N/mm2)
205
抗剪强度(N/mm2)
120
抗压强度(N/mm2)
205
弹性模量(N/mm2)
206000
2、 强度计算
l0=l-b1×2-h1×2=1800-160×2-50×2=1380mm
λ=l0/i=1380/15.8=87.342
查《钢结构设计规范》(GB50017-), 得φ=0.639
N/(φA)=34.859×103/(0.639×489)=111.559N/mm2≤[fc]=205N/mm2
满足要求!
另注: 沟槽两侧垮塌处用砂袋错缝紧密堆砌, 支护结构支撑在沙袋上, 或者进行边坡削坡修整, 撑板须与边坡紧密接触。