2 排桩加双层锚杆支护结构设计
双排桩+锚杆复合支护结构数值模拟分析

双排桩+锚杆复合支护结构数值模拟分析近年来,伴随着经济社会的高速发展,大量高层、超高层建筑以及复杂地下工程不断涌现,使得基坑的开挖深度和开挖面积不断加大,同时由于地下工程空间结构形式的纷繁多样,以及多层地下停车场、复杂地下商业街、大型地铁车站等各种地下设施的配套建设,对基坑支护与开挖技术也提出了更高的要求。
因此,如何合理、安全、有效、准确的对基坑工程问题进行设计、施工、监测就成了当下一个非常重要的课题。
目前基坑支护形式呈现多样化、复合化趋势,其中双排桩+锚杆复合支护结构兼有双排桩结构与传统桩锚支护结构的各自优点,尤其在面对复杂的工程水文地质条件、较高的周边环境要求以及大型地铁站等对变形控制要求格外严格的地方,拥有很大的发展潜力。
虽然,双排桩+锚杆复合支护结构体系在实际工程中有不少成功的案例,但对其更深层次的受力机理还研究的不尽详细,尤其是支护结构所受的土压力的形式以及桩间土与前后排桩的相互作用规律。
对于双排桩+锚杆复合支护体系,针对影响它的各个因素,尤其是支护结构中锚杆的位置、锚杆的长度、锚杆预应力大小、锚杆的排数等对结构受力和变形影响还有待进一步探讨和深入研究。
为此,本文对双排桩+锚杆复合支护结构进行了研究,主要内容和结论如下:1.依托有限元软件MIDAS/GTS,建立了双排桩+锚杆复合支护结构三维数值模型,对双排桩锚杆复合支护结构的内力、变形基本特性进行分析并与双排桩结构进行了对比验证分析,结果表明:双排桩锚杆复合支护结构相比于双排桩结构,前后排桩桩身弯矩幅值以及桩身水平位移幅值均呈现下降趋势,预应力锚杆的加入更好的提高了结构抵抗侧向变形的能力;另外,预应力锚杆还使得前、后排桩桩顶弯矩值更加接近,更利于结构配筋设计。
2.同时还重点研究了双排桩+锚杆复合支护结构中锚杆位置深度、锚杆长度、锚杆预应力大小、锚杆竖向排数及锚杆横向间距等影响因素对支护结构的影响,得到了以下主要认识和结论:随着锚杆锚固位置的不断上移,双排桩锚杆复合结构的前排桩桩身水平位移呈不断下降趋势,到达相应单纯双排结构前排桩位移幅值位置处最小,而后略有增加;而后排桩桩身水平位移变化幅度很小。
带竖向锚索双排桩支护结构的研究与分析

带竖向锚索双排桩支护结构的研究与分析双排桩支护结构是近年来出现的一种围护结构形式,它是由两排平行的钢筋混凝土桩以及桩顶的连梁形成的空间门架式结构体系。
由于该种支护结构具有侧向刚度大、施工方便等优点,在工程上得到了越来越广泛的应用。
国内外学者对悬臂式双排桩支护结构进行了大量的研究,尽管研究成果没有统一的设计计算理论,但是对实际工程具有很好的指导意义。
目前,带竖向锚索双排桩支护结构的在工程上已有成功案例,但由于对该支护结构的研究甚少,其工作性能还不明确,很大的限制了该种支护结构的发展。
本文结合国内外在该领域已取得的研究成果,一方面采用理论推导的形式对双排桩支护结构进行理论分析,另一方面对带竖向锚索的双排桩支护结构的工作性能及其影响因素展开深入的研究,主要做了以下几方面的工作:1.总结目前双排桩支护结构在国内外研究和应用的现状及其主要的计算方法,提出该领域尚待研究的问题。
2.继承并改进双排桩支护结构现有计算理论和方法。
本文通过一假想剪切滑裂面,将双排桩支护结构人为分为上下两部分,并对各部分分别进行受力和变形分析,建立各段桩体的挠曲微分方程,用求导的方法求出双排桩各点的变形及内力情况,得出了一种较好的计算方法。
3.总结论文涉及的有限元基本理论,并采用大型有限元软件MIDAS-GTS建立了带竖向锚索双排桩支护结构的有限元模型,探讨了竖向锚索预应力大小及施加竖向锚索的时间对支护结构的影响,并分析了土层参数、双排桩嵌固深度,基坑开挖深度、锚索的布置、后排桩的布置、双排桩排距等因素对支护结构的内力位移产生的影响。
4.采用MIDAS-GTS分析在桩顶盖板上堆载对双排桩支护结构的内力位移产生的影响。
锚杆支护方案

锚杆支护方案1. 引言锚杆支护是一种常用的岩土工程支护方法,用于增加岩石或土层的稳定性,减少变形和破坏。
本文档旨在介绍锚杆支护的基本原理、设计要点以及施工过程。
2. 锚杆支护原理锚杆支护依靠预埋或喷射钢筋等材料形成的锚杆,将地下结构与锚杆连接。
通过锚杆的张拉和固结,增加地下结构的稳定性。
锚杆的受力来源于地下结构自身的重力以及外部荷载,锚杆吸力抵抗土体的相互作用力,从而达到支护的目的。
3. 锚杆支护的设计要点锚杆支护的设计应考虑以下几个要点:3.1 锚杆的材料选择常用的锚杆材料包括钢筋和预应力钢筋。
在选择材料时,需要考虑工程的具体情况,如承载能力要求、耐腐蚀性能等。
3.2 锚杆的布置方式锚杆的布置方式有水平布置和垂直布置两种。
水平布置适用于需要增加地下结构的整体稳定性和刚度的情况,而垂直布置适用于需要增加支护墙稳定性的情况。
3.3 锚杆的布置密度锚杆的布置密度直接影响锚杆支护的效果。
一般情况下,锚杆的布置密度应根据地下结构的稳定性要求和工程经济性综合考虑。
3.4 锚杆的受力状态分析锚杆受力主要包括拉力和剪力。
设计时需要对锚杆的受力状态进行分析,确定合适的拉力和剪力大小,以确保锚杆的使用安全。
4. 锚杆支护的施工过程锚杆支护的施工过程一般包括以下几个步骤:4.1 钻孔首先根据设计要求,在地下结构周围钻孔,钻孔位置和间距要根据具体情况确定。
4.2 安装锚杆在钻孔中安装锚杆,锚杆需要固定住以保证稳定性。
根据设计要求,可以使用锚固剂或钢套等材料进行固定。
4.3 锚杆张拉锚杆安装后,进行张拉作业。
张拉力的大小需要根据设计要求进行控制,以保证锚杆的受力状态满足设计要求。
4.4 锚杆固结完成锚杆张拉后,对锚杆进行固结。
可以使用灌注材料填充钻孔,以增加锚杆与周围土体的粘结力。
5. 锚杆支护的质量控制为了确保锚杆支护的施工质量,需进行以下质量控制措施:•对材料的选择进行检验,确保符合设计要求;•对钻孔的质量进行检测,包括孔径、孔深等;•对锚杆的安装质量进行检查,确保固定牢固;•对锚杆的张拉力进行监测,保证张拉力符合设计要求。
双排灌注桩(椅子桩)支护工法

双排灌注桩(椅子桩)支护结构施工工法1.前言随着当前建筑行业的发展,深基坑支护越来越普遍,支护形式也各有相同,同时深基坑出现坍塌频发,其传统的锚索支护方式斜向锚杆对周边建筑及管线影响极大,如何既能减小对周边环境的影响又能提高深基坑的安全性成为一个建筑业研究的难题双排灌注桩(椅子桩)基坑支护结构施工工法的出现有效的解决了斜向锚杆对周边环境的影响,同时也大大提高了基坑支护的安全性,同时对于比较复杂的深基坑传统的双排桩和内支撑支护而言降低了施工成本。
通过在XX项目的实际应用,不断总结施工经验,形成了一套完整的施工工法,为以后的施工提供了很大的便利。
2.特点2.1 施工方便双排灌注桩基坑支护可完全实现机械化施工,不影响土方一次施工。
2.2 对周边环境影响极小本施工方法施工方向为竖向且有一定的施工空间即可,区别于传统的斜向锚杆施工方法,几乎不会对周边建筑及道路等造成影响。
2.3 基坑安全系数更高本工法可根据基坑深度调整,可有效的提高基坑安全系数,且本方法适用于二级基坑。
2.4 可有效实现降本增效本施工方法与传统的双排桩及内支撑支护方法,施工效率更高且可有效的节约材料节约人力,降本增效显著。
3.适用范围本方法适用于基坑附近存在既有建筑物、管线等环境较复杂、施工空间不足的基坑的支护。
4.工艺原理本施工方法原理如下:1、主要冠梁、连梁、围檩三部分与灌注桩之间的土体联合组成受力体系,止水帷幕在双排灌注桩中间,施工时首先施工该支护灌注桩,然后施双轴止水帷幕。
2、后排护坡桩上部放坡部位的弯矩和剪力叠加到支护桩上由围檩传递到前排护坡桩。
3、混凝土并采取整体浇筑混凝土通过前排护坡桩顶的冠梁、连梁和围檩与后排桩连接起来,形成整体的双排护坡桩(椅子桩)支护形式。
原理图如下:5.工艺流程及操作要点5.1 工艺流程5.2 操作要点5.2.1 后插钢筋笼支护灌注桩施工1测量放线:场地平整、放线定位(测设桩位轴线、定位点)。
2长螺旋成孔:1)钻机就位:钻机就位对准桩位点后必须调平,确保成孔的垂直度,结合场地实际情况铺设枕木或钢板,使钻机支撑稳定。
双排桩支护结构

2).后排桩土压力分析
后排桩前侧向(靠基坑)土压力按式(5)考 虑。桩背土压力的大小取决于桩的侧向位 移,由于双排桩的刚度较大,因此可以假 定后排桩土位移仍处在弹性范围内,即桩 侧向土压力介于静止土压力与主动土压力 之间。这里称之为弹性土压力:
5.双排桩的计算模型[5]
基于弹性抗力法的双排桩支护结构,根据 作用在前、后排桩上的土压力以及前、后排 桩土抗力作用深度范围的不同列举3个典型的 双排桩计算模型。
双排桩支护结构
• • • • •
概念 特点 桩排距的影响 土压力分析 计算模型
1.双排桩支护结构的概念
双排桩门架式支护结构(简 称双排桩支护结构)是基坑工程 中常用的一种支护型式。它由前 后两排平行的钢筋混凝土桩以及 压顶梁、前后排桩桩顶之间的连 梁(或板)形成类似门架的空间 结构[5]。
2.双排桩支护结构的特点[1]
1).前排桩土压力分析
基坑开挖后,双排桩将发生位移,桩间土受到一 定程度地扰动。考虑到两排桩的整体刚度以及其 对土体的约束作用,可以近似地认为桩间土仍处 于弹性阶段, 即将桩间土视为受侧向约束的无限 长土体。由弹性力学平面应变问题的物理方程, 则作用于前排桩背的土压力为: (3)
(4)
桩前土对桩的侧向抗力分布问题较为复杂,一 般按被动土压力考虑。由于被动土压力的发挥 与土的变形有关,当被动土压力全部发挥(即土 处于塑性极限平衡态)时,土的变形将很大,而 为工程不允许。因此实际土对桩的侧向抗力介 于静止土压力与被动士压力之间。为方便计算, 通常对被动土压力予以折减:
模型1:前排桩在开挖面以上作用静止土 压力,后排桩在开挖面以上作用朗肯主动 土压力,前、后排桩土抗力均作用在开挖 面以下。
模型2:前排桩桩背全深度范围作用 静止土压力,后排桩桩背全深度范围 作用朗肯主动土压力,前排桩土抗力 作用在开挖面以下,后排桩土抗力作 用在朗肯主动滑裂面与后排桩的交点 以下。
软土地基深基坑双排桩+预应力锚索支护施工工法(2)

软土地基深基坑双排桩+预应力锚索支护施工工法软土地基深基坑双排桩+预应力锚索支护施工工法一、前言软土地基是指土壤的承载力较低,水分含量较高以及稳定性较差的地基。
在基坑开挖过程中,软土地基往往会发生坍塌、沉陷和侧方变形等问题,严重影响工程的安全和稳定性。
因此,针对软土地基的深基坑施工,以双排桩+预应力锚索支护工法成为一种重要的选择。
二、工法特点双排桩+预应力锚索支护工法的主要特点包括:①支护结构稳定可靠,能够有效抵抗软土地基的侧方土压力;②适应性强,可用于不同类型的软土地基;③施工周期短,节省施工时间和成本;④工法经验丰富,施工技术成熟可靠。
三、适应范围双排桩+预应力锚索支护工法适用于软土地基的深基坑施工,特别适用于工程规模较大、基坑边界较长并且需要保护周边环境的工程。
四、工艺原理双排桩+预应力锚索支护工法的基本原理是通过双排钢筋混凝土桩和预应力锚索两者的组合使用,以抵抗软土地基的侧方土压力。
首先,进行双排桩的施工,将钢筋混凝土桩依次打入土层中,并在桩顶部分进行水平布置钢梁,形成刚性支撑结构。
接下来,通过预应力锚索将桩与基坑边界连接起来,使整体支撑体系更加稳定。
五、施工工艺1.基坑的测量与标高控制:通过测量和标高控制,确定基坑的开挖范围、坑底的高程和坑壁的斜度。
2.双排桩的施工:按照设计要求,进行双排桩的打桩工作。
先进行桩位的布置,然后采用振动锤或静压法逐桩打入地下,桩顶部分进行水平布置钢梁。
3.预应力锚索的施工:在双排桩的桩体顶部进行预埋锚固管,并注浆灌注,形成锚固点。
然后,将预应力锚索锚固在桩体的锚固点上,并加以预应力,形成拉结系统。
4.基坑开挖与支护:按照双排桩的布置进行基坑开挖,同时使用支撑结构对基坑进行支护,防止坍塌及土体侧方移动。
5.基坑回填与桩身剪切:基坑回填采用合适的材料进行,桩身部分可通过机械剪切器进行剪切,使其与回填土体融为一体。
六、劳动组织施工团队需要包括工程师、技术人员、操作员和劳动者等,负责施工工艺的规划、监管和操作工作,保证施工按照要求进行。
双排桩加锚杆支护结构性状分析

2 L≤ Lo ) 。
L =Ht(5 o g 4
) 。
其 中, ≯为土层的内摩擦 角。 等效开挖深度取零 , H1 。 即 =0 双排桩计算时按前后 排桩 各 自的等效开挖 面计算各 自土压 力的数值 , 再分别乘 以前桩 、 后桩 的分担 系数 , 得到作用 在前 、 后桩上 的土压力 。按双排桩的布置形式分为 以下两种 :
1 双 排桩支 护结构 的计 算模型
1 1 常 见 模 型 .
考虑双排桩前后桩 的土压力分 布情况 , 桩顶端连梁的铰接和 底端 的嵌 固情况 , 间土对前 后排桩 的作用 , 桩 后排 桩对滑裂 面 的 影响等情况提 出了多种计算模 型。这些模 型主要分三类 : 基于经
典土压力理论确定 的模型 ; 于 Wike 基 n l 假定的计算模 型 ; 于有 基
关键词 : 双排桩 , 双排桩一 锚杆 , 性状
中 图分 类 号 : 5 . 1 U4 5 7 文献标识码 : A
由 于高 层 建 筑 的 发 展 , 基 坑 支 护 的安 全 和有 效 提 出 了更 严 深度 , L为前后 排桩 的排距 , Ln 对 m; m; 为滑 动面延伸至地表 处到
峻的考验 , 同时也推动 了深基坑支护 的 日益进步。双排桩支护 基坑边缘 的水平距离 , 但 m。 形式是近来发展的一种 新型支 护形式 。这种 支护形 式相对 于悬 臂式单排桩具有侧 向刚度 大 、 能有效 限制侧 向变形 ; 整体稳定 性 好、 节省支撑 、 便于挖土和缩短施工工期等优点 。
双排桩支护结构设计教程文件

(3)
(4)
2).后排桩土压力分析
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后排桩前侧向(靠基坑)土压力:桩间土对桩的侧向抗力分布问 题较为复杂,一般按被动土压力考虑。由于被动土压力的发挥与 土的变形有关,当被动土压力全部发挥(即土处于塑性极限平衡态) 时,土的变形将很大,而为工程不允许。因此实际土对桩的侧向 抗力介于静止土压力与被动士压力之间。为方便计算, 通常对被 动土压力予以折减:
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表1 基坑支护的安全等级表(JGJ120-2012)
安全等级
一级
原规程(JGJ120-99)
支护结构失效、土体过大变形 对基坑周边环境或主体结构施 工安全的影响很严重
现规程(JGJ120-2012)
支护结构失效、土体失稳或基坑过 大变形对基坑周边环境及主体结构 施工影响很严重
二级
支护结构失效、土体过大变形 支护结构失效、土体失稳或基坑过
支 结构 挡 式 结 双排桩 构
支护结 构与主 体结构 结合的 逆作法
适用条件
安全 等级
基坑深度、环境条件、土类和地下水条件
适用于较深的基坑
适用于较深的基坑
1 排桩适用于可采用降水或截水帷幕的基坑
一 级 二
适用于较浅的基坑 当锚拉式、支撑式
2 地下连续墙宜同时用作主体地下结构外墙,可 同时用于截水 3 锚杆不宜用在软土层和高水位的碎石土、砂土 层中
(1)
(2)
基坑开挖后,桩侧土压力将会重新分布。它主要取决 于支护结构的位移,进一步分析研究表明,前后两排桩 的土压力有各自的变化规律。因此有必要将其分别加以 考虑,从而建立一个较能符合实际的分析模型。
1).前排桩土压力分析
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基坑开挖后,双排桩将发生位移,桩间土受到一定程度地扰动。 考虑到两排桩的整体刚度以及其对土体的约束作用,可以近似地认为 桩间土仍处于弹性阶段, 即将桩间土视为受侧向约束的无限长土体。 由弹性力学平面应变问题的物理方程,则作用于前排桩背的土压力为:
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排桩加双层锚杆支护结构设计 2.1工程概况某工程,主楼为14层,高度为46m;裙楼为6层,均采用框架结构,建筑面积360002m 。
主楼地下2层,裙楼地下1层,筏板基础。
基坑最大开挖深度为8m 。
该工程南侧距道路12m ,西侧紧邻某5层住宅楼,基坑距建筑物外墙最远处为19m ,最近处为14m;距建筑物外侧围墙最远处为12m ,且该住宅楼北侧有一平房距基坑仅为8m(图1)。
基坑开挖深度为8m 。
基坑安全等级按二级考虑,基坑周围地表均布荷载按25kPa 考虑。
距支护桩外侧距离为11,1a m b m==。
2.2 设计依据(1)《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012) (2)《混凝土结构设计规范》(GB50010-2012) (3)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2012) (4)《建筑桩基技术规范》 (JGJ 94-2008)2.3 工程地质及水文地质条件分析2.3.1工程地质该场地地层自上而下依次为:①杂填土:成分为粉质粘土、灰渣及碎砖、瓦片等,结构松散;②粉质粘土:灰黑色,软塑~流塑,饱和;③粘土:棕红~褐色,可塑~硬塑;④残积土:灰绿色,可塑~硬塑,中密,很湿,为闪长岩风化。
2.3.2 土层物理性质指标表1 土层主要物理力学指标)2.3.3 地下水地下水位高:地下水位距天然地坪仅为1. 4m,且基坑要经过整个雨季后才能回填。
2.4 方案选择根据场地的工程地质和水文地质条件,最后决定采用深层搅拌桩作为帷幕隔水.基坑支护结构的类型应根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质条件与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件综合考虑。
桩锚支护课用于不同深度的基坑边坡,支护体系不占用基坑边坡范围内的空间。
考虑到本工程周边场地较为广阔,土质也较好,土层锚杆抗拔力较大,具有应有土层锚杆的条件,采用桩锚支护。
支护桩桩顶在自然地面以下1m,第一排锚杆设在地面下3m,第二排锚杆设在地面下6m,水平距离为1.5m,两排锚杆上下错开。
2.5 支护结构设计计算过程(1)支护结构受力计算(采用等值梁法逐层计算,包括锚固力、桩的嵌固深度、桩长、最大弯矩值及其作用点位置);(2)锚杆设计计算(包括:确定锚杆的层数、间距、倾角、计算锚杆的轴力、以及锚杆长度和端面尺寸等)。
(3)桩身配筋计算;按照超载作用下水土压力计算的方法,根据朗肯土压力计算理论计算土的侧向压力,计算时不考虑支护桩与土体的摩擦作用。
地下水以上的土体不考虑水的作用, 地下水以下的土层根据土层的性质差异需考虑地下水的作用。
土层水平荷载计算依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012主动土压力计算1)对于地下水位以上或水土合算的土层i a,i a,ak 2K c K p i ak -=σ (3.4.2-1))245(tan 2,ii a K ϕ-︒= (3.4.2-2)i p i p pk pk K c K p ,i ,2+=σ (3.4.2-3)(3.4.2-4)式中: p ak ──支护结构外侧,第i 层土中计算点的主动土压力强度标准值(kPa);当 p ak <0时,应取p ak =0;σak 、σpk ──)245(tan 2,ii p ϕ+︒=K 分别为支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa),按本规程第3.4.5条的规定计算;K a ,i 、K p ,i ──分别为第i 层土的主动土压力系数、被动土压力系数;c i 、i ──第i 层土的粘聚力(kPa)、内摩擦角(°);按本规程第3.1.14条的规定取值;p pk ──支护结构内侧,第i 层土中计算点的被动土压力强度标准值(kPa)。
主动及被动土压力系数表)o 注:此设计的土层厚度由工程地质剖面图得到(1) 人工填土层(2m )87.0,76.0,8,12,/181101121=====a a a K K KP C m KN ϕγ基坑外侧竖向应力标准值:201/25m KN q ok rk k a==+='σσσ 21111101/6121825m KN h h q k aok rk k a =⨯+=+'=+=+=γσγσσσ水平荷载标准值:211101/88.187.012276.0252m KN K C K e a a k a k a-=⨯⨯-⨯=-='σ k ae 1'计算结果小于0,取k a e 1'=0 211111/2.8087.012276.01332m KN K C K e a a k a k a =⨯⨯-⨯=-=σ水平合力:m KN h e e E k a k a a /2.802)2.800(21)(211111=⨯+=⨯+'=水平荷载作用点离该土层底端的距离:m 7.0311==h Z (2) 淤泥质粉质粘土土层(2.8m )85.0,72.0,5.9,7,/4.172202222=====a a a K K KP C m KN ϕγ基坑外侧竖向应力标准值:212/133m KN k a k a=='σσ20102/72.1818.24.17133m KN q k a k rk k a =⨯+=+=+=σσσσ水平荷载标准值:222222/86.8385.07272.01332m KN K C K e a a k a k a=⨯⨯-⨯=-'='σ222222/94.11885.07272.072.1812m KN K C K e a a k a k a =⨯⨯-⨯=-=σ 水平荷载:m KN h e e E k a k a a /4.1101)94.11886.83(21)(212212=⨯+=⨯+'=水平荷载作用点离该土层底端的距离:m e e e e h Z k a k a k a k a 20.11494.11886.8394.11886.832.38.22.3222222=++⨯=+'+'=(3)粘土层(3m)粘土层(3m)分成两部分(开挖面以上2m 和开挖面下1m ) 1)按照规范:基坑开挖位于地下水位 对于粉土及粘土:ai ik ai ajk ajk K C K e 2-=σq rk ajk σσσ+=j mj rk Z γσ=mj γ深度j Z 以上土的加权平均天然重度; 求得2/1.18m KN mj =γ M KN ajk /9.187=σ 开挖面以下(1m)m KN h e e E k a k a a /96.911)96.9196.91(21)(213333=⨯+=⨯+'=开挖面以上(2m)88.0,77.0,4.7,30,/8.183303323=====a a a K K KP C m KN ϕγ基坑外侧竖向应力标准值:223/4.150m KN k a k a=='σσ233203/18828.184.150m KN h k a k rk k a =⨯+=+=+=γσσσσ水平荷载标准值:233333/008.6388.030277.04.1502m KN K C K e a a k a k a=⨯⨯-⨯=-'='σ233333/96.9188.030277.01882m KN K C K e a a k a k a =⨯⨯-⨯=-=σ水平荷载:m KN h e e E k a k a a /97.1542)96.9101.63(21)(213333=⨯+=⨯+'=水平荷载作用点离该土层底端的距离:m e e e e h Z k a k a k a k a 94.096.9101.6396.9101.632.322.3333333=++⨯=+'+'=(4)残积土层(10m)85.0,72.0,2.9,4.21,/3.174404424=====a a a K K KP C m KN ϕγ基坑外侧竖向应力标准值:234/188m KN k a k a=='σσ 24/188m KN k a =σ水平荷载标准值:244444/98.9885.04.21272.01882m KN K C K e a a k a k a=⨯⨯-⨯=-'='σ244444/98.9885.04.21272.01882m KN K C K e a a k a k a =⨯⨯-⨯=-=σ水平荷载:m KN h e e E k a k a a /8.98910)98.9898.98(21)(214444=⨯+=⨯+'=水平荷载作用点离该土层底端的距离:m Z 54=水平抗力计算基坑底面以下水平抗力计算的土层为:第3层土(粘土层1m )、第4层土(残积土层10m )。
计算依据和计算公式:土层水平抗力计算依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99 (1) 基坑内侧水平抗力标准值pjk e 按下列规定计算:1)对于碎石土及砂土,基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算:w pi wp j ai ik ai ajk ajk K h z K C K e γσ)1)((2--++=式中 pjk σ——作用于基坑底面以下深度j z 处的竖向应力标准值; pi K ——第i 层土的被动土压力系数。
2)对于粉土及粘性土,基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算:Pi ik Pi Pjk Pjk K C K e 2-=σ(2)作用与基坑底面以下深度j z 处的竖向应力标准值ajk σ按下式计算:j mj pjk z γσ=式中mj γ——深度j z 以上土的加权平均天然重度。
(3)第i 层土的被动土压力系数pi K 应按下式计算)245(tan 02ikpi K ϕ+=(4)第i 层土的水平抗力p E 为:h i pik pik pi s h e e E )(21+'=式中 pik e '——第i 层土土层顶部的水平抗力标准值; pik e ——第i 层土土层底部的水平抗力标准值; i h ——第i 层土的厚度;h s ——预应力锚索的水平间距。
各层土水平抗力计算(1)粘土层(1m)14.1,30.1,4.7,30,/8.18,133033233======P p K a K K k K K KP C m KN m h ϕγ作用于基坑底面以下深度j z 处的竖向应力标准值:233323/8.1818.18/0m KN h m KN k k k p K P=⨯==='γσσ水平抗力标准值:233333/4.6814.13022m KN K C K e p k p k pk p=⨯⨯=+'='σ233333/84.9214.130230.18.182m KN K C K e P k p k p k p =⨯⨯+⨯=+=σ水平抗力: m KN h e e E k p p p /62.801)84.924.68(21)(213333=⨯+=+'=水平抗力离该土层底端的距离:m e e e e h Z k P k P k P k P KK 47.084.924.6884.924.682.312.3333333=++⨯=+'+'=(2)残积土层(10m)17.1,38.1,2.9,4.21,/3.17,1044054244======P p K a K K k K K KP C m KN m h ϕγ作用于基坑底面以下深度j z 处的竖向应力标准值:2443424/8.191103.178.18,/8.18m KN h m KN k k k p k p K P=⨯+=+=='γσσσ 水平抗力标准值:244444/02.7617.14.21238.18.182m KN K C K e p k p k p k p=⨯⨯+⨯=+'='σ244444/76.31417.14.21238.18.1912m KN K C K e P k p k p k p =⨯⨯+⨯=+=σ水平抗力:m KN h e e E k p p p /9.195310)76.31402.76(21)(214445=⨯+=+'= 水平抗力离该土层底端的距离:m e e e e h Z k P k P k P K P KK 98.376.31402.7676.31402.762.3102.3444445=++⨯=+'+'= 由以上计算步骤可得K12的水平荷载、水平抗力如下图所示支点力计算(1)计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离1c h :基坑底面水平荷载标准值:a e =91.96KN/m由 k p k a e e 11= 可得:91.96=68.4+(92.84-68.4)/1⨯h c1求得:m h c 964.01=(2)计算支点力1c T :计算设定弯矩零点以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和∑Eac :其中,设定弯矩零点位置以上第4层土的水平荷载m KN h e e E ac a c a /77.1373.2)01.7179.48(21)(2144=⨯+=⨯+'=其作用点离设定弯矩零点的距离:m h c a 168.101.7179.4801.7179.482.3193.03.24=++⨯+= E a4=71.01 ⨯0.193=13.71KN嵌固深度验算验算准则为:∑∑≥-++02.1)(011a a d t c p p E h h h T E h γ,则嵌固深度设计符合基坑的受力要求。