基坑桩锚设计计算过程(手算)

=
=
= ++100 ) 得
=
所以，第一排锚杆的锚固长度为++=
）第二排锚杆：
=
=
6
=3m,
第二排锚杆锚固段在填土中的长度：
=
=
第二排锚杆锚固段在第二层土中的锚固长度：
=
= ++100 )
得
= 所以，第一排锚杆的锚固长度为++= 第一排锚杆总长度 =+8=，设计长度 23m 第二排锚杆总长度 =6+=，锚杆长度取，设计长度 24m.
九）桩身设计：
已知单位宽度最大的弯矩 M’=,,支护桩直径 D=，桩间距,选用 C30
混凝土，基坑为一级支护基坑。 Nhomakorabea桩身弯矩设计值 M=
=混凝土强度设计值：
,钢筋强度设
计值：
支护桩的截面积：A=
785000 , 混凝土面层厚度 50
主筋所在的半径
.
=M/(fc × A × r)=0/=
查表可得，
= (ξ× fc ×A)/
填土顶部主动土压力强度： =q - 2
=填土底部的主动土压力强度：
=（ +q） -2
=
（2） =粉质粘土：
粉质粘土顶部的主动土压力强度： = （ * +q） -2
=
=粉质粘土底部的主动土压力强度： =（ * + * +q） -2
=
=
（3） 临界深度：
=2 /
– q/ =2x12/
2）第一层锚杆计算：
FGH 段地层信息：基坑深 , 桩锚支护，第一排锚杆, 第二排在处，
角度 30°。
地层
填土 粉质粘土
天然重度
粘聚力
12 30
内摩擦角
12 18
土体与锚固体粘结强 度标准值 30 60
全风化砾岩
45
22
100
土压力系数
地层
Ka
Kp
1 填土
2 粉质粘土
3 全风化砾岩
一、)基坑示意图：
1） 基坑外侧主动土压力计算如下： （1） 填土：
初步设计 13 根直径 22mm 的 HRB400 钢筋。主
筋面积为
十）桩锚设计验算： 抗倾覆安全系数：
第一排锚杆锚固力： = 第二排锚杆锚固力:
=第一排锚杆材料抗力：
360x
=.
第二排锚杆材料抗拉力：
360x
=.
锚杆轴力取锚杆杆体与土层间的锚固力与锚杆材料抗拉力最小值。
取，
轴力
=
填土：
填土顶部主动土压力强度：
=q - 2 =粉质粘土：
=填土底部的主动土压力强度： =（ +q） -2
粉质粘土顶部的主动土压力强度： = （ * +q） -2
=粉质粘土底部的主动土压力强度： =（ * + * +q） -2 = 中风化： 中风化顶部主动土压力强度： =（ * + * +q） -2
=中风化底部主动土压力强度： =（ * + * + +q） -2
=
x =+
因 o 点处剪力
有， =[
解得， =
+q) -2
= +=.
=+12 =37kpa.
==
=
=
=+
六）第二步开挖至，可知开挖面上下各有一
个剪力零点，设其为 Q,R，分别到开挖面的距离为 x, y。
=[
+q] -2
=[+20]
x
/2
使得，
即，解得
又，
=
=
Q 点弯矩可计算
=[ .
=
y
+）y/2=+y
= [20++y)]解得： y=
2）设置第一排锚杆的水平分力为 T1，铰点以上土层及锚杆力对铰点起矩平衡。
土压力作用位置确定： 三角形分布：
=
梯形分布：
=
即：
基坑内侧被动土压力作用点位置：（梯形分布）
=
= y +2
=
=[+/3x+]=
2
==.
基坑外侧主动土压力作用点位置：（三角形分布）
= （h+ y- ）
=。
）基坑内侧被动土压力强度：
=2
==.
= （ - ） +2
=x
（ - ） +2
= [ （ - ）+
+2
=[
基坑外侧主动土压力强度：
=（ * +q） -2
= +20) 2x =.
= +=.
=（ * +q） -2
=即：
,
<
,<
故，假想铰点为两层土的交界处，设为 M 点，距基坑底为.
）设置第一排锚杆的水平分力为 ，铰点以上土层及锚杆力对铰点起矩平衡。
解得，x=
= =（）/3=
U 点处的弯矩，
=2
==.
= （ - ） +2
= x +2=
=（ =
+q） -2
即在坑底与第二层土间存在一个剪力为 O 的点，设为 W，
该点到第一层底面的距离为 Y。
[
+q] -2
=[
（ +q） -2
=
=+2=.
=++y/2
+
+
+[++y/2]=+++[++y/2]
解得，y= W 点处的弯矩，
+1/
+
=8m
第二排锚杆的自由端长度：
+1/
+
=6m
锚杆固定端长度：
:锚杆抗拔安全系数（） ：锚杆轴向拉力标准值 ：极限抗拔承载力特征值
=
d:锚固体直径（150mm）
：锚固体与第 i 层土的极限粘结强度标准值。
：锚杆的锚固段在第 i 层中的长度。
）第一排锚杆：
=
=
8
=4m，
=
=
因，锚杆锚固段在填土中的长度为
已知， h=, y=, =
即： = （+）=
第一排锚杆作用点离起矩点位置：L=h+ y- d=+为锚杆离地面距离)
基坑内侧被动土压力合力：
=
x
即， =y x ( + )/2= +/2=
基坑外侧主动土压力：
=
x
(h+y- x
=+即：
代入数据：
(h + y – d) +
=
+ 三）第二排锚杆计算：
此时，基坑开挖至设计深度
=
全风化砾岩
3 全风化砾岩
=
+2=
45
22
100
+/3x+]=
= （）=
=+3+=
==
=
= =
=
=
=
=
=八）锚杆计算：
）锚杆配筋：
+
x
：锚杆轴向拉力标准值
：锚杆轴向拉力设计值
：锚杆间距
:预应力筋拉强度设计值 第一排锚杆：
：预应力筋的截面面积
= 第二排锚杆：
=
）锚杆自由端长度：
=
=
选用 HRB400。 ，选用 HRB400。
锚杆锚头中点到基坑底面的距离
基坑内外侧土压力等值的点 第一排锚杆的自由端长度：
=
x
=2
==.
= （ - ） +2
=x
+2=
即：
++=
有： +得： =
四）桩嵌固深度计算：
）基坑开挖至设计深度时，据上结果知铰点假想为土层交接点 M 点，则该处的 剪力计算如下： 根据水平方向上的平衡：即：
++
=
++=111kpa
设桩底端为 N 点，桩底距 M 点距离为 。桩 MN 段对桩底 N 起矩平衡：
土压力作用位置确定： 三角形分布：
梯形分布：
= =
基坑内侧被动土压力作用点位置：（梯形分布）
=
+/3x+]=
基坑外侧主动土压力作用点位置：（三角形分布）
=（ - ）
= （）=
第一排锚杆作用点位置： = -d=第二排锚杆作用点位置： =土压力合力：
基坑外侧主动土压力：
=
x
=（ +q） -2
==
- = 基坑内侧被动土压力：
基坑开挖到，设置第一排锚杆的水平分力为 T1。
1） 此时基坑开挖深度为
，
基坑外侧底部的主动土压力强度：
=（ * +q） -2
=基坑内侧的被动土压力强度：
=2
==.
= （ - ） +2
= 知：
<
,
<
知铰点位于坑底与填土层间：设铰点为 o, 距离坑底 y m.
=
= y +2
= [q+ (h+y)] -2
）土压力合力计算：
桩内侧被动土压力合力：
=
x
根据有：
= （-
= +=.
） +2
= [ （ - ）+
=[
+2
桩外侧主动土压力计算：
=
=（ * +q） -2
=
x
x