排桩支护方案

安徽XXXXXX 楼 基坑悬臂式钢管排桩支护方案

XXXX

摘 要：本文XXXXXXXX 楼的基坑采用钢管排桩支护方法进行设计和校核 关键词：基坑支护 钢管排桩 土压力计算校核

根据《XXXXXX 楼岩土工程勘察报告》，A-A ’剖面

70

.193

孔，17.4m （2.3m ）以上为杂填土，17.4m ～15.7m （2.3～4m ）之间为粉质粘土，15.7m 以下为粘土；B-B ’剖面

83

.196

孔，15.83m （4m ）以上为杂填土，15.83m ～15.23m （4～4.6m ）之间为粉质粘土，15.23m 以下为粘土。根据“土工试验成果报告”表中的6-1杂填土及粉土土样（深度为3.5m ～3.8m ）：重度：γ1 =18.8kN/m 3, 粘聚力：c 1 =17kPa ，内磨擦角：φ1 =14.5°；6-2粘土土样（深度为5.0m ～5.3m ）：重度：γ2 =19.0kN/m 3，粘聚力：c 2 =25kPa ，内磨擦角：φ2 =18.5°。具体位置见平面图1。±0.00m 相当于BM=20.00m （绝对标高33.711m ），基础底面－4.9m 。由于安徽计量测试研究所恒温恒湿检测楼东边地下管道的限制，该位置基坑开挖坡度不能满足施工安全要求，决定使用悬臂式钢管排桩支护。下面基坑支护设计以B-B ’剖面

83

.196

孔做为本方案计算依据。

一、钢管排桩嵌入基底深度计算：

计算公式和依据根据中国建筑工业出版社出版的《建筑施工手册》〈第四版〉第1册第770～771页。

6-2

土样示意图

基础的深度：h=4.9－（20－19.83）=4.73m ；

杂填土及粉质粘土的重度：γ1 =18.8kN/m 3； 杂填土及粉质粘土的粘聚力：c 1 =17kPa ； 杂填土及粉质粘土的内磨擦角：φ1 =14.5°； 杂填土和粉质粘土层的高度； h 1=19.83－15.23=4.6m ；

杂填土及粉质粘土层主动土压力系数：

K a1=tg 2(45°－

2

1

ϕ)

=tg 2(45°－

2

5.14︒

) =tg 237.75°=0.60； 杂填土和粉质

杂填土及粉质粘土竖向应力最大值： σa1=γ1h 1 =18.8×4.6=86.48kN/m 2；

杂填土及粉质粘土主动土压力水平荷载最大值：

e a1=σa1K a1－2 c 1a1

K

=86.48×0.60－2×17×60.0

=25.6kN/m 2；

杂填土及粉质粘土主动土压力水平荷载为零

时的深度：

h 0=

1

1112γ⨯⨯a a K K C =

8

.186.06

.0172⨯⨯⨯=2.3m ；

基坑开挖面以上水平荷载标准值小于零时，则取其值为零。

粘土的重度：γ2=19.0kN/m 3； 粘土的粘聚力：c 2=25kPa ； 粘土的内磨擦角：φ2=18.5°； 粘土主动土压力系数：

K a2 =tg 2(45－

2

2

ϕ)= tg 2(45°－

2

5.18︒

) =tg 235.75°=0.52；

基坑以上粘土层的高度；h 2=4.73－4.6=0.13m ； 基坑以上粘土竖向应力平均值： σa2=γ1h 1＋

2

1γ2h 2 = 18.8×4.6＋0.5×19.0×0.13 =87.72 kN/m 2；

基坑以上粘土主动土压力水平荷载平均值： e a2=σa2K a2－2 c 2a2

K

=87.72×0.52－2×25×52.0

=9.56 kN/m 2； 基坑以下粘土：

排桩嵌入基底深度设定为：h 3=2.5m ； 基坑以下粘土竖向应力平均值：

σa3=γ1h 1＋γ2h 2= 18.8×4.6＋19.0×0.13=88.95kN/m 2；

基坑以上粘土主动土压力水平荷载平均值：

e a3=σa3K a2－2 c 2a2

K

=88.95×0.52－2×25×52.0 =10.20 kN/m 2； 主动土压力合力：

a E ∑=

2

1

e a1(h 1－h 0)＋e a2h 2＋e al2h 3 =2

1×25.3(4.6－2.3)＋9.56×0.13＋10.2×2.5 =55.8kN/m ；

合力的作用点至桩底的距离：

h a ={

21e a1(h 1－h 0 )[h 3＋h 2＋3

1

(h 1－h 0 )]＋e a2 h 2 (h 3＋21h 2)＋21

e a3 h 32}÷a E ∑

={21×25.6×(4.6－2.3)×[2.5＋0.13＋

3

1×(4.6－2.3)]＋9.56×(2.5＋0.5×0.13)＋0.5×10.20×2.52}÷55.8 =2.8m ；

粘土被动土压力系数： K p =tg 2(45＋

2

2

ϕ)=tg 2(45＋

2

5.18︒

)=1.39； 粘土被动竖向应力平均值： σp =

2

1

γl h 3=0.5×19.0×2.5=23.8kN/m 2； 粘土被动水平荷载标准值：

e p =σp K p ＋2 c 2p K =23.8×1.39＋2×25×39.1 =92kN/m 2；

p E ∑= e p h 3=92×2.5=230kN/m ；

被动土压力作用点至桩底的距离： h p =

31h d =3

1

×2.5=0.83m ； h p p E ∑－1.2 h a a E ∑

=0.83×230－1.2×2.8×55.8 =3.4 kN/m 2＞0；

排桩嵌入基底设计深度2.5m ，满足施工要求。 建议钢管间距不得大于300mm ，背后用20mm 厚木胶板档土。

二、排桩钢管抗弯矩计算：

钢管间距为0.3米，上端采取拉杆固定，1.2米、2.4米和3.6米处用钢管打入土中做锚杆，基坑上部主动土压力：基坑外侧竖向力平均值：

杂填土及粉土：e a1=25.6kN/m 2； 基坑以上粘土：e a2=9.56 kN/m 2； 钢管间距：b=0.3m ；