2 排桩加双层锚杆支护结构设计

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360002

m 。

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）

)2

45(tan 2,i

i 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 ──)2

45(tan 2,i

i 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 a

ok 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 a

e 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(2

1

)(211111=⨯+=⨯+'=

水平荷载作用点离该土层底端的距离：

m 7.03

1

1==

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

=='σσ2

0102/72.1818.24.17133m 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

=⨯⨯-⨯=-'='σ

222222/94.11885.07272.072.1812m 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(2

1

)(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=++⨯=+'+'=