基坑支护结构设计(全套图纸CAD).doc

第一章 设计方案综合说明
1.1 概述

1.1.1 工程概况
拟建南京新城科技园B地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处东南隅，北侧为规四路（隔马路为A地块基坑），东侧为青石路。B地块±0.00m相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为6.1～8.0m。拟建场地属Ⅱ级复杂场地。该基坑用地面积约20000 m2，包括3幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用框架结构，最大单柱荷载标准值为23000KN，拟采用钻孔灌注桩基础设计方案。
有关拟建物层数、结构型式、柱网和室内外地坪设计标高具体见表1.1。

表1.1
栋号
建筑物
层数
结构型式
室内地坪设计标高
（m）
室外地坪
设计标高
（m）
01
办公楼
19
框架结构
7.3
7.0-7.2
02
国家实验室
1、10、11
框架结构
7.3
7.0-7.2
03
会议楼、
商务楼
2、18
框架结构
7.5
7.2
04
南、北地下室
-1
框架~抗震墙结构
1.9
7.0-7.2
注：表1.1内建筑物室内外地坪设计标高系吴淞高程。

本工程重要性等级为二级，抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）3.1节，划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。

1.1.2 基坑周边环境条件
基坑四面均为马路，下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基坑（A地块）
1.1.3 工程水文地质条件
拟建场地地形总体较为平坦，地面高程在4.87~8.78m（吴淞高程系）之间。对照场地地形图看，场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江漫滩。
在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层：
①~1杂填土：杂色，松散，由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾填积， 其中2.7~4.5m填料为粉细砂，填龄不足2年。层厚0.3~4.9m；
①~2素填土：黄灰~灰色，可~软塑，由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填积，含少量腐植物，填龄在10年以上。埋深0.8~5.3m，层厚02~2.6m；
①~2a淤泥、淤泥质填土：黑灰色，流塑，含腐植物，分布于暗塘底部，填龄不足10年。埋深0.2~2.9m，层厚0.6~4.0m；
②~1粉质粘土、粘土：灰黄色~灰色，软~可塑，切面有光泽，韧性、干强度较高。埋深0.3~4.7m，层厚0.3~2.1m；
②~2淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含腐植物，夹薄层粉土，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。埋深1.1~6.2m，层厚11.2~12.4m；
②~2a粉质粘土与粉土互层：灰色，粉质粘土为流塑，粉土呈稍密，局部为流塑淤泥质粉质粘土，具水平层理。切面光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度低。埋深1.6~5.7m，层厚0.4~3.3m；
②~3粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，夹薄层（局部为层状）粉土、粉砂，具水平层理。切面稍有光泽，有轻微摇震出水反应，韧性、干强度中等偏低。埋深10.5~15.6m，层厚1.2~7.7m；
②~4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂：灰色，粉质粘土、淤泥质粉质粘土为流塑，粉土、粉砂为稍~中密，局部为互层状，具水平层理。光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度较低。埋深14.2~21.5m，层厚1.2~8.8m；
②~5粉细砂：青灰~灰色，中密，砂颗粒成分以石英质为主，含少量腐植物及云母碎片。埋深20.0~25.6m，层厚10.3~12.3m；
②~5a粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~5层中。埋深23.6~25.0m，层厚0.4~0.5m；
②~6细砂：青灰色，密实，局部为粉砂，砂颗粒成分以石英质为主，含云母碎片。层底部局部地段含少量卵砾石。埋深29.2~33.5m，层厚14.2~22.1m；
②~6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土，灰色，流~ 软塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~6层中。埋深35.9~45.5m，层厚0.3~1.4m。
⑤~1强风化泥岩、泥质粉砂岩：棕红~棕褐色，风化强烈，呈土状，遇水极易软化，属极软岩，岩体基质本量等级分类属Ⅴ级。埋深47.0~52.3m，层厚0.6~58m。
⑤~2中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩：紫红~棕褐色，泥质胶结，夹层状泥岩，属极软岩~软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，充填有石膏，遇水易软化，岩体基本质量等级分类属Ⅴ级。埋深48.0~57.9m，未钻穿。
⑤~2a中风化泥质粉砂岩、细砂岩：紫红~棕褐色，泥质胶结，属软岩~较软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，基本质量等级分类属Ⅳ级。该层呈透镜体状分布于⑤~2层中。埋深52.5~59.5m，层厚0.3~0.4m。

根据钻探揭示的地层结构，场地地下水可分为浅层潜水及弱承压水。
（1）浅层潜水含水层组由覆盖层上部的①层人工填土层、②~1、②~2、②~3层粘性土，以及②~2a粘性土与粉性土的交互层和②~4层粘性土夹砂层构成。

（2）弱承压含水层组由覆盖层下部的②~5层粉细砂和②~6层细砂构成，隔水底板为下伏基岩，其含水丰富，给水性和透水性好，属透水地层。地下水位随季节不同有升降变化，其年变幅较潜水小，约为0.5m左右。根据该孔水位恢复试验计算结果，该含水层组综合渗透系数k=1.27×10-3（cm/s）。
1.1.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数
南京新城科技园B地块深基坑安全等级为二级，基坑重要性系数γ0 = 1.0。

1.2 设计总说明
1.2.1 设计依据
（1）南京新城科技园B地块场地地形图、管网图、建筑基础图、地下室平面布置图、桩位图；
（2）《南京新城科技园B地块岩土工程勘察报告》(K2005-59)；
（3）《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；
（4）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)；
（5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；
（6）《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)；
（7）《岩土工程勘察规范》(GB50021-2002)。
（8）《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；
（9）《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)；
（10）其他相关规范及规程。
1.2.2 支护结构方案
本工程基坑支护设计方案的设计计算，严格按照《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120—99）、《混凝土结构设计规范》（GBJ50010—2002）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中的有关要求进行。同时采用了理正软件进行了辅助计算和验算；经过详细的计算分析后，我们认为：采用本设计的基坑支护方案，能满足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护结构的要求，符合“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则。

图1.1 基坑平面图
根据周围环境和土层情况将基坑分为AB，BC，CD，DA四个个计算区段，如图1.1所示，均采用钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑，并采用单排双轴深搅桩止水结构。
本基坑工程的特点是基坑开挖面积较大，地基土层以粉质粘土为主。周围环境较复杂，必须确保周围建筑物、道路、管线的正常安全使用，要求围护结构的稳定性好、沉降位移小，并能有效地止水。因此，围护结构的设计应满足上述要求。
综合考察现场的周边环境、道路及岩土组合等条件，为尽可能避免基坑开挖对周围建筑物、道路的影响，经过细致分析、计算和方案比较，本工程支护方案选用下列形式：
① 整个基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。
② 基坑周边采用单排双轴深搅桩作止水结构。
③ 基坑内采用集水坑排除地下水。

1.3 基坑监测
基坑监测是指导正确施工、避免事故发生的必要措施，本设计制定了详细的沉降、位移监测方案，施工过程中将严格按照设计要求做好监测、监控工作。

第二章 基坑支护结构设计计算书
2.1 设计计算
2.1.1地质计算参数
根据本工程岩土工程勘察资料，各土层的设计计算参数如表2.1：
表2.1 土层设计计算参数
层号
重度
g（KN/m3）
粘聚力C
内摩擦角﹠
渗透指标

(kPa)
(°)
垂直

水平

①-1
17~20（18）
15-18（15）
15-19（15）

①-2
17.9
16.8
11.9

①-2a
17.2
15-18（16）
（11.5）

②-1
18.4
16.2
11.3
0.03
0.04
②-2
17.5
13.0
18.4
1.47
4.97
②-2a
18.5
11.3
23.7
8.58
37.1
②-3
18.0
13.1
21.9
4.89
38.6
②-4
18.0
11.2
23.7
14.2
45.8
②-5
18.8

233
375
②-5a
18.1

2.27
70
②-6
18.9

280
374
②-6a
18.6

2.1.2计算区段划分
根据具体环境条件、地下结构及土层分布厚度，将该基坑划分为四个计算区段，其附加荷载及计算开挖深度如表2.2：
表2.2 计算区段的划分
区 段
西
北
东
南
段位号
AB
BC
CD
DA
地面荷载（kPa）
20
20
20
20
开挖深度（m）
7
7.5
6.6
7
2.1.3计算方法
按照《建筑基坑支护技术规范》（JGJ 120-99）的要求，土压力计算采用朗肯土压力理论，矩形分布模式，所有土层采用水土合算。求支撑轴力是用等值梁法，对净土压力零点求力矩平衡而得。桩长是根据桩端力矩求出，并应满足抗隆起及整体稳定性要求，各段的抗隆起、整体稳定性验算、位移计算详见点电算结果。
为了对比分析，除用解析法计算外，还用理正软件电算。由于支护结构内力是随工况变化的，设计时按最不利情况考虑。
2.1.4土压力系数计算
按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即：
主动土压力系数：Kai=tg2(45°-i/2)
被动土压力系数：Kpi=tg2(45°+i/2)
计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。计算所得土压力系数表如表2.3所示：
表2.3 土压力系数表
土层
Kai
2C
Kpi
2C
①-1杂填土
0.589
23.020
1.698
39.100
①-2素填土
0.658
27.250
1.520
41.429
①-2a淤泥、淤泥质填土
0.668
26.145
1.498
39.166
②-1粉质粘土、粘土
0.672
26.568
1.487
39.528
②-2淤泥质粉质粘土
0.520
18.746
1.922
36.062
②-2a粉质粘土与粉土互层
0.427
14.758
2.344
34.601
②-3粉质粘土、淤泥质粉质粘土
0.457
17.685
2.190
38.776
②-4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂
0.427
14.627
2.344
32.294
②-5粉细砂

②-5a粉质粘土、淤泥质粉质粘土

②-6细砂

②-6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土

2.2 AB段支护结构设计计算
该段为基坑西侧，建筑±0.00相当于绝对标高+7.40m，该断面标高为+7.00m，实际挖深7.0m。支撑设在+5.00m处。实际桩顶标高为4.65m，嵌入圈梁5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以J58孔为例。

2.2.1土层分布（如表2.4所示）
表2.4 AB段土层分布
层号
岩土名称
厚度（m）
①-1
杂填土
3.20
①-2a
淤泥、淤泥质填土
1.30
②-2
淤泥质粉质粘土
9.10
②-3
粉质粘土、淤泥质粉质粘土
5.70
②-4
粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂
5.40
2.2.2土层侧向土压力计算
2.2.2.1主动土压力计算
pa(1 1)=20×0.589-23.020=-11.24(kPa)
pa(1 2)=(20+18×3.2)×0.589-23.020=22.69(kPa)
pa(2 1)=(20+18×3.2)×0.668-26.145=25.69(kPa)
pa(2 2)= (20+18×3.2+17.2×1.3)×0.668-26.145=40.63(kPa)
pa(3 1)= (20+18×3.2+17.2×1.3)×0.520-18.746=33.23 (kPa)
pa(3 2)= (20+18×3.2+17.2×1.3+17.5×2.5)×0.520-18.746=55.98 (kPa)
pa(4 1)= pa (4 2)= pa (3 2)= 55.98 (kPa)
pa(5 1)= pa (5 2) =（143.71）×0.457-17.685=47.99(kPa)
pa(6 1)= pa (6 2) =（143.71）×0.427-14.627=46.74(kPa)
2.2.2.2被动土压力计算
pp(4 1)=0×1.922+36.062=36.06 (kPa)
pp(4 2)=(0+17.5×6.6)×1.922+36.062=258.05(kPa)
pp(5 1)=(0+17.5×6.6)×2.190+38.776=291.72(kPa)
pp(5 2)=(0+17.5×6.6+18×5.7)×2.190+38.776=516.42(kPa)
pp(6 1)=( 0+17.5×6.6+18×5.7)×2.344+32.294=543.52(kPa)
pp(6 2)=( 0+17.5×6.6+18×5.7+18×5.4) ×2.344+32.294=771.36(kPa)
2.2.2.3净土压力计算（基坑地面以下）
po(4 1)=36.06-55.98=-19.92(kPa)
po(4 2)=258.05-55.98=202.07(kPa)
po(5 1)=291.72-47.99=243.73 (kPa)
po(5 2)=516.42-47.99=468.43 (kPa)
po(6 1)=543.52-46.74=496.78 (kPa)
po(6 2)=771.36-46.74=724.62 (kPa)
2.2.3 土压力强度零点位置计算
假设近似零弯点距基坑地面距离为hcl，根据关系式列出方程得
17.5×hcl×1.922+36.06=55.98
解之得hcl=0.59m
2.2.4 土压力对弯矩零点的总力矩
基坑开挖深度为7.0m时，基坑侧壁受到的土压力如示意图2.2所示：

图2.2 AB段土压力分布图
参照图2.2土压力计算示意图，求得土压力对弯矩零点的总力矩为：
Ma=-11.24/2×(0.59+2.5+1.3+2.2+2/3）+22.69×2.2/2×(0.59+2.5+1.3+2.2/3）+25.69×1.3×(0.59+2.5+1.3/2)+(40.63-25.69)×1.3/2×(0.59+2.5+1.3/3)+33.23×2.5×(0.59+2.5/2)+(55.98-33.23)×2.5/2×(0.59+2.5/3)+19.92×0.59/2×0.59×2/3=-40.78+127.87+ 124.90+34.22+152.86+40.78+2.31 = 442.16 kN×m/m

2.2.5支撑轴力计算：
主动土压力对零点弯矩经计算为：
∑Ma=442.16(kN×m/m)
由∑MD=0 得：
R=442.16/(7+0.59-2)=79.10(kN/m)
2.2.6桩长计算：
设桩端进入②-3层顶面以下x米处，由∑M=0 得：
1.2×［-11.24/2×(6.6+x+6+2/3)+22.69×2.2/2×(6.6+x+3.8+2.2/3)+
25.69×1.3×(6.6+x+2.5+1.3/2)+(40.63-25.69) ×1.3/2×(6.6+x+2.5+1.3/3)+33.23×2.5×(6.6+x+2.5/2)+(55.98-33.23) ×2.5/2×(6.6+x+2.5/3) ］ =79.10×(5+6.6+x)+202.07×6.01/2×(6.01/3+x)+243.73×x×(x/2)+(468.43-243.73)×(x/5.7)× (x/2)× (x/3) 19.92×0.59/2×(0.59×2/3+6.01+x)
整理得：
6.571x3+121.87x2+363.86x-1133.234=0
盛金公式A=b^2－3ac=7680.62；
　　B=bc－9ad=111351.74；
　　C=c^2－3bd=546715.78，
　　总判别式：
　　Δ=B^2－4AC<0, X1=(－b－2A^(1/2)cos(θ/3))/(3a), 其中θ=arccosT，T= (2Ab－3aB)/(2A^(3/2))=-0.23968，(A>0，－1施工后实际桩长14.45m（因施工需要上部截去处理）。经电算验算，满足要求。
2.2.7最大弯矩计算：
2.2.7.1 R-P0间最大弯矩，Mmax1计算：
设剪力Q=0点位于第②-2层顶面以下x米处，此点处主动土压力为
pa= (20+18×3.2+17.2×1.3+17.5×X)×0.520-18.746 (kPa)
则有：
E合1=-11.24/2+2.2/2×22.69+（25.69+40.63）×1.3/2=62.447 kN/m
E合2=( pa +33.23) ×X/2 kN/m
E合1 + E合2 =79.10 kN/m即
79.10=62.447+ EA +33.23) ×X/2
整理得：
4.55x2+33.23x-16.653=0
解得： x=0.47m
X=0.47 m（深4.63m）处主动土压力为：
Pa=(20+18×3.2+17.2×1.3+17.5×0.47)×0.520-18.746=37.51(kPa)
最大弯矩:
Mmax1=79.10×(1.2+1.3+0.47)+11.24/2×(2/3+2.2+1.3+0.47)-22.69×2.2/2×(2.2/3+1.3+0.47)-25.69×1.3×(1.3/2+0.47)-(40.63-25.69) ×1.3/2×(1.3/3+0.47)-33.23×0.47×0.47/2-(37.51-33.23) ×0.47/2×0.47/3=142.82 (KN•m/m)

2.2.7.2 P0以下最大弯矩，Mmax2计算：
E合1=-11.24/2+2.2/2×22.69+(25.69+40.63)×1.3/2+(33.23+55.98) ×2.5/2=173.96 kN/m
设剪力Q=0点位于土压力强度零点以下x米处，此处净土压力：
Po=X/6.01×202.07 kPa
则有: 173.96=79.10+ (X/6.01×202.07)×X/2-19.92×0.59/2
整理得：
16.81x2 -100.74=0
解得：x=2.45m

Mmax2=79.1×(5+0.59+2.45)+11.24/2(2/3+6+0.59+2.45)+2.45/6.01×202.07×2.45/2×2.45/3-22.69×2.2/2×(2.2/3+3.8+0.59+2.45)-25.69×1.3×(1.3/2+2.5+0.59+2.45)-(40.63-25.69) ×1.3/2×(1.3/3+2.5+0.59+2.45)-33.23×2.5×(2.5/2+0.59+2.45)-(55.98-33.23) ×2.5/2×(2.5/3+0.59+2.45)-19.92×0.59/2×(0.59×2/3+2.45)=-164.092(KN•m/m)

2.2.8拆撑计算
本工程拟建一层地下室，混凝土垫层200mm，地下室负1层底板中心线位于地面下6.6m处，底板厚400mm，负1层顶板中心线位于建筑±0.00处，厚500mm。拆撑时，支护桩悬臂位于位于地面下6.4m处。
M=-11.24/2×（1.9+1.3+2.2+2/3）+22.69×2.2/2×(1.9+1.3+2.2/3）+25.69×1.3×(1.9+1.3/2)+(40.63-25.69)×1.3/2×(1.9+1.3/3)+ 33.23×1.9×1.9/2+17.29×1.9/2×1.9/3=242.28 (KN•m/m)
2.2.9配筋计算
按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4.1.11条

取桩径Φ700，桩心距900，取砼强度C30，fc=14.3N/mm2，主筋12Φ22钢筋（HRB235），均匀布置，fy=210N/mm2，保护层厚度35mm。
As=12´380.1=4561mm2
b==210´4561/(14.3´3.14´3502)=0.174
a=1+0.75´0.174-[(1+0.75´0.174)2-0.5-0.625´0.174]1/2=0.312
at=1.25-2a=0.626
=0.8306
=0.9227
[M]2/3´14.3´(350´0.8306)3+210´315´4561´(0.9227+0.8306)/p
=387.69 kN·m >1.25´1.0´0.9´242.28=333.135 满足要求！
配筋率r=As/A=4561/(3502p)=11.9‰>rmin=4‰，满足设计要求！
2.2.10抗隆起验算

Ks = 4.337 >= 1.1, 满足规范要求。
2.2.11抗管涌验算
抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

式中 γ0---侧壁重要性系数;
γ'---土的有效重度(kN/m3);
γw--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 = 2.965 >= 1.5, 满足规范要求。

2.3 BC段支护结构设计计算
该段为基坑北侧，建筑±0.00相当于绝对标高+7.25m，该断面标高为+7.00m，实际挖深7.5m。自然地面绝对标高+6.73～+7.48米，支撑设在+5.00m处。实际桩顶标高为4.65m，嵌入圈梁5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以J68孔为例。
2.3.1土层分布（如表2.5所示）
表2.5 BC段土层分布
层号
岩土名称
厚度（m）
①-1
杂填土
1.90
①-2a
淤泥、淤泥质填土
2.10
②-2
淤泥质粉质粘土
9.70
②-3
粉质粘土、淤泥质粉质粘土
4.30
②-4
粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂
3.10
2.3.2土层侧向土压力计算
2.3.2.1主动土压力计算
pa(1 1)=20×0.589-23.020=-11.24(kPa)
pa(1 2)=(20+18×1.9)×0.589-23.020=8.90(kPa)
pa(2 1)=(20+18×1.9)×0.668-26.145=10.06(kPa)
pa(2 2)= (20+18×1.917.2×2.1)×0.668-26.145=34.19(kPa)
pa(3 1)= (20+18×1.9+17.2×2.1)×0.520-18.746=28.22(kPa)
pa(3 2)= (20+18×1.9+17.2×2.1+17.5×3.5)×0.520-18.746=60.07 (kPa)
pa(4 1)= pa (4 2)= pa (3 2)= 60.07(kPa)
pa(5 1)= pa (5 2) =（151.57）×0.457-17.685=51.58 (kPa)
pa(6 1)= pa (6 2) =（151.57）×0.427-14.627=50.09(kPa)
2.3.2.2被动土压力计算
pp(4 1)=0×1.922+36.062=36.06 (kPa)
pp(4 2)=(0+17.5×6.2)×1.922+36.062=244.60(kPa)
pp(5 1)=(0+17.5×6.2)×2.190+38.776=276.39(kPa)
pp(5 2)=(0+17.5×6.2+18×4.3)×2.190+38.776=445.90(kPa)
pp(6 1)=( 0+17.5×6.2+18×4.3)×2.344+32.294=468.04(kPa)
pp(6 2)=( 0+17.5×6.2+18×4.3+18×3.1) ×2.344+32.294=598.84(kPa)

2.3.2.3净土压力计算（基坑地面以下）
po(4 1)=36.06-60.07=-24.01(kPa)
po(4 2)=244.60-60.07=184.53(kPa)
po(5 1)=276.39-51.58=224.86(kPa)
po(5 2)=445.90-51.58=394.32(kPa)
po(6 1)=468.04-50.09=417.95 (kPa)
po(6 2)=598.84-50.09=548.75 (kPa)
2.3.3 土压力强度零点位置计算
假设近似零弯点距基坑地面距离为hcl，根据关系式列出方程得
17.5×hcl×1.922+36.06=60.07
解之得hcl=0.71m
2.3.4 土压力对弯矩零点的总力矩
基坑开挖深度为7.5m时，基坑侧壁受到的土压力如示意图2.3所示：

图2.3 BC段土压力分布图
参照图2.3土压力计算示意图，求得土压力对弯矩零点的总力矩为：
Ma= -11.24/2×1.06(0.71+3.5+2.1+0.84+2/3×1.06）+8.9×0.84/2×(0.71+3.5+2.1+0.84/3）+10.06×2.1×(0.71+3.5+2.1/2)+(34.19-10.06)×2.1/2×(0.71+3.5+2.1/3)+2822×3.5×(0.71+3.5/2)+(60.07-28.22)×3.5/2×(0.71+3.5/3)+24.01×0.71/2×0.71×2/3=-46.80+24.63+ 111.12+ 47.55+242.97+137.11+4.03=520.61 kN×m/m
2.3.5支撑轴力计算：
主动土压力对零点弯矩经计算为：
∑Ma=520.61(kN×m/m)
由∑MD=0 得：
R=520.61/(7.5+0.71-2.0)=91.18(kN/m)
2.3.6桩长计算：
设桩端进入②-3层顶面以下x米处，由∑M=0 得：
1.2×［-11.24/2×1.06 (9.7+x+2.1+0.84+2/3×1.06)+8.9×0.84/2×(9.7+x+2.1+0.84/3)+10.06×2.1×(9.7+x+2.1/2)+(34.19-10.06) ×2.1/2×(9.7+x+2.1/3)+28.22×3.5×(6.2+x+3.5/2)+(60.07-28.22) ×3.5/2×(6.2+x+3.5/3)］=91.18×(5+6.2+x) + 184.53×5.49/2×(5.49/3+x)+224.86×x×(x/2)+(394.32-224.86)×(x/4.3)×(x/2)×(x/3) -2401×0.71/2×(0.71×2/3+5.49+x)
整理得：
6.568x3+112.43x2+208.08x-1829.67=0
盛金公式A=b^2－3ac；
　　B=bc－9ad；
　　C=c^2－3bd，
　　总判别式：
　　Δ=B^2－4AC<0, X1=(－b－2A^(1/2)cos(θ/3))/(3a), 其中θ=arccosT，T= (2Ab－3aB)/(2A^(3/2))，(A>0，－12.7.1 R-P0间最大弯矩，Mmax1计算：
设剪力Q=0点位于第②-2层顶面以下x米处，此点处主动土压力为
pa = (20+18×1.9+17.2×2.1+17.5×X)×0.520-18.746 (kPa)
则有：
E合1=-11.24/2×1.06+0.84/2×8.9+（10.06+34.19）×2.1/2=44.24 kN/m
E合2=( pa +28.22) ×X/2 kN/m
E合1 + E合2 =91.18kN/m即

91.18=44.24+( EA +28.22) ×X/2
整理得：
4.55x2+28.22x-46.94=0
解得 x=1.36m
X=1.36 m（深5.36m）处主动土压力为：
pa=(20+18×1.9+17.2×2.1+17.5×1.36)×0.520-18.746=40.60(kPa)
最大弯矩:
Mmax1=91.18×(1.5+1.36)+11.24/2×1.06×(2/3×1.06+0.84+2.1+1.36)-8.9×0.84/2×(0.84/3+2.1+1.36)-10.06×2.1×(2.1/2+1.36)-(34.19-10.06) ×2.1/2×(2.1/3+1.36)-28.22×1.36×1.36/2-(40.60-28.22) ×1.36/2×1.36/3=151.45(KN•m/m)
2.3.7.2 P0以下最大弯矩，Mmax2计算：
E合1=-11.24/2×1.06+0.84/2×8.9+（10.06+34.19）×2.1/2+（28.22+60.07）×3.5/2=198.75 kN/m
设剪力Q=0点位于土压力强度零点以下x米处，此处净土压力：
Po=X/5.49×184.53 kPa
则有: 198.75=91.18+ (X/5.49×184.53)×X/2-24.01×0.71/2
整理得：
16.806x2 -116.094=0
解得：x=2.63m
Mmax2=91.18×(5+0.71+2.63)+11.24/2×1.06(2/3×1.06+6.44+0.71+2.63)+2.63/5.49×184.53×2.63/2×2.63/3-8.9×0.84/2×(0.84/3+2.1+3.5+0.71+2.63)-10.06×2.1×(2.1/2+3.5+0.71+2.63)-(34.19-10.06) ×2.1/2×(2.1/3+3.5+0.71+2.63)-28.22×3.5×(3.5/2+0.71+2.63)-(60.07-28.22) ×3.5/2×(3.5/3+0.71+2.63)-24.01×0.71/2×(0.71×2/3+2.63)=-247.73(KN•m/m)
2.3.8拆撑计算
本工程拟建一层地下室，混凝土垫层200mm，地下室负1层底板中心线位于地面下7.1m处，底板厚400mm，负1层顶板中心线位于建筑±0.00处，厚500mm。拆撑时，支护桩悬臂位于位于地面下6.9m处。
M=-11.24/2×1.06（2.9+2.1+0.84+2/3×1.06）+8.9×0.84/2×(2.9+2.1+0.84/3）+10.06×2.1×(2.9+2.1/2)+(34.19-10.06)×2.1/2×(2.9+2.1/3)+ 28.22×2.9×2.9/2+26.39×2.9/2×2.9/3=311.05 (KN•m/m)
2.3.9配筋计算
按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4.1.11条

取桩径Φ700，桩心距900，取砼强度C30，fc=14.3N/mm2，主筋14Φ22钢筋，均匀布置，fy=210N/mm2，保护层厚度35mm。
As=14´380.1=5321mm2
b==210´5321/(14.3´3.14´3502)=0.203
a=1+0.75´0.203-[(1+0.75´0.203)2-0.5-0.625´0.203]1/2=0.315
at=1.25-2a=0.620
=0.8358
=0.9298
[M]=2/3´14.3´(350´0.8358)3+210´315´5321´(0.9298+0.8358)/p
=436.57 kN·m >1.25´1.0´0.9´311.05=427.69 满足要求！
配筋率r=As/A=5321/(3502p)=13.8‰>rmin=4‰，满足设计要求！
2.3.10抗隆起验算
注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

Ks = 4.926 >= 1.1, 满足规范要求。
2.3.11抗管涌验算
抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

式中 γ0———侧壁重要性系数;
γ'———土的有效重度(kN/m3);
γw———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 = 3.083 >= 1.5, 满足规范要求。

2.4 CD段支护结构设计计算
该段为基坑东侧，建筑±0.00相当于绝对标高+7.00m，该断面标高为+6.60m，实际挖深6.6m。自然地面绝对标高+5.99～+6.72米，支撑设在+5.00m处。实际桩顶标高为4.65m，嵌入圈梁5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以J64孔为例。
2.4.1土层分布（如表2.6所示）
表2.6 ABC段土层分布
层号
岩土名称
厚度（m）
①-1
杂填土
0.60
②-1
粉质粘土、粘土
0.70
②-2
淤泥质粉质粘土
2.80
②-2a
粉质粘土与粉土互层
0.90
②-2
淤泥质粉质粘土
8.30
②-3
粉质粘土、淤泥质粉质粘土
6.40
2.4.2土层侧向土压力计算
2.4.2.1主动土压力计算
pa(1 1)=20×0.589-23.020=-11.24(kPa)
pa(1 2)=(20+18×0.6)×0.589-23.020=-4.88(kPa)
pa(2 1)=(20+18×0.6)×0.672-2