深基坑计算教学内容
深基坑工程设计计算

深基坑工程设计计算一.深基坑工程设计计算l基坑工程设计计算包括三个部分的内容,即稳定性验算、结构内力计算和变形计算。
l稳定性验算是指分析土体或土体与围护结构一起保持稳定性的能力,包括整体稳定性、重力式挡墙的抗倾覆稳定及抗滑移稳定、坑底抗隆起稳定和抗渗流稳定等,基坑工程设计必须同时满足这几个方面的稳定性。
l结构内力计算为结构设计提供内力值,包括弯矩、剪力等,不同体系的围护结构,其内力计算的方法是不同的;由于围护结构常常是多次超静定的,计算内力时需要对具体围护结构进行简化,不同的简化方法得到的内力不会相同,需要根据工程经验加以判断;l变形计算的目的则是为了减少对环境的影响,控制环境质量,变形计算内容包括围护结构的侧向位移、坑外地面的沉降和坑底隆起等项目。
稳定性验算l整体稳定性l边坡稳定性计算l重力式围护结构的整体稳定性计算l抗倾覆、抗滑动稳定性l抗倾覆稳定性计算l抗水平滑动稳定性计算l抗渗透破坏稳定性边坡稳定性验算假定滑动面为圆弧用条分法进行计算不考虑土条间的作用力最小安全系数为最危险滑动面重力式围护结构的整体稳定性l重力式围护结构的整体稳定性计算应考虑两种破坏模式,一种是如图所示的滑动面通过挡墙的底部;另一种考虑圆弧切墙的整体稳定性,验算时需计算切墙阻力所产生的抗滑作用,即墙的抗剪强度所产生的抗滑力矩。
l重力式围护结构可以看作是直立岸坡,滑动面通过重力式挡墙的后趾,其整体稳定性验算一般借鉴边坡稳定计算方法,当采用简单条分法时可按上面的公式验算整体稳定性。
l上海市标准《基坑工程设计规程》规定,验算切墙滑弧安全系数时,可取墙体强度指标内摩擦角为零,粘聚力c=(1/15~1/10)qu。
当水泥搅拌桩墙体的无侧限抗压强度qu>1MPa时,可不考虑切墙破坏的模式。
锚杆支护体系的整体稳定性l两种不同的假定l一种是指锚杆支护体系连同体系内的土体共同沿着土体的某一深层滑裂面向下滑动,造成整体失稳,如左图所示;对于这一种失稳破坏,可采取上述土坡整体稳定的验算方法计算,按验算结果要求锚杆长度必须超过最危险滑动面,安全系数不小于1.50;l另一种是指由于锚杆支护体系的共同作用超出了土的承载能力,从而在围护结构底部向其拉结方向形成一条深层滑裂面,造成倾覆破坏,如右图所示。
理正6.0深基坑计算
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1、基本信息1.1 超载信息1.2附加水平力信息2、土层信息2.1土层参数3、土压力模型及系数调整弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:4、工况信息4.1结构计算4.1.1各工况:4.1.2内力位移包络图:4.1.3地表沉降图:4.2冠梁选筋结果4.3截面计算钢筋类型对应关系:d-HPB300,D-HRB335,E-HRB400,F-RRB400,G-HRB500,P-HRBF335,Q-HRBF400,R-HRBF5004.3.1截面参数4.3.2内力取值4.4整体稳定验算计算方法:瑞典条分法 应力状态:有效应力法条分法中的土条宽度: 1.00m滑裂面数据整体稳定安全系数 K s = 7.984 圆弧半径(m) R = 27.175 圆心坐标X(m) X = 0.912 圆心坐标Y(m) Y = 7.825 4.5抗倾覆稳定性验算 抗倾覆安全系数:M p ——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma ——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意:锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1:K s = 2.194 >= 1.250, 满足规范要求。
4.6抗隆起验算1) 从支护底部开始,逐层验算抗隆起稳定性,结果如下:支护底部,验算抗隆起:Ks = 15.484 ≥ 1.800,抗隆起稳定性满足。
5、嵌固深度计算 5.1嵌固深度计算参数:嵌固深度计算过程:当地层不够时,软件是自动加深最后地层厚度(最多延伸100m)得到的结果。
1) 嵌固深度构造要求:m2m1(tan)etan(N tan依据《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012,嵌固深度对于悬臂式支护结构l d不宜小于0.8h。
嵌固深度构造长度ld:4.520m。
2) 嵌固深度满足抗倾覆要求:按《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012悬臂式支护结构计算嵌固深度l d值,规范公式如下:得到l d = 13.050m。
理正深基坑单元计算和整体计算
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理正深基坑单元计算和整体计算深基坑是指基础工程施工过程中,当地下水位高于地面或者需要挖掘超过6米深的基坑时所采取的一种施工措施。
深基坑的相关计算包括理正深基坑单元计算和整体计算两个部分。
1.地下水的影响:深基坑内部由于存在地下水,水压会对基坑的稳定性产生影响。
因此,需要计算地下水水压力以及水压力的分布情况。
2.土体的力学特性:深基坑开挖时,土体会受到应力改变的影响。
因此需要计算土体的强度参数,包括摩尔库仑强度、内摩尔摩擦角等。
3.深基坑结构的稳定性:深基坑除了开挖所需的土方工程外,还需要设计支护结构来维持基坑的稳定。
因此,需要计算深基坑结构的稳定性,包括土体和支护结构的受力情况、变形情况等。
4.施工过程中的变形控制:在深基坑的施工过程中,土体和支护结构会发生一定的变形。
因此,需要计算变形控制指标,如挠度、沉降等。
整体计算是指对整个深基坑的力学特性和结构稳定性进行综合计算和分析。
它包括以下几个方面的计算:1.地下水压力的变化分析:深基坑附近的地下水位不断变化,因此需要计算地下水压力的变化分布情况,以及对深基坑的影响程度。
2.土体变形的分析:深基坑的开挖会导致土体的变形,因此需要计算土体的变形情况,包括沉降、收敛、位移等。
3.支护结构的设计:深基坑需要设计支护结构来保证基坑的稳定。
因此,需要计算支护结构的受力情况和变形情况,以及与土体之间的相互作用。
4.施工过程中的风险评估:深基坑的施工是一个复杂且危险的过程,因此需要进行风险评估。
通过计算和分析深基坑的力学特性和结构稳定性,可以评估施工过程中的风险,并采取相应的措施进行控制。
综上所述,深基坑的计算可以分为理正深基坑单元计算和整体计算两个部分。
通过对深基坑内部力学特性和结构稳定性的计算和分析,可以指导深基坑的设计和施工过程,并确保深基坑的安全可靠。
深基坑专项方案计算书
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一、工程概况本工程位于XX市XX区,项目名称为XX大厦。
大厦占地面积约为5000平方米,总建筑面积约100000平方米。
基坑开挖深度约为12米,开挖面积为15000平方米。
基坑周边环境复杂,邻近建筑物、地下管线较多,需进行深基坑支护及降水施工。
二、计算依据1. 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)2. 《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)3. 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)4. 《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)三、计算内容1. 基坑稳定性计算2. 支护结构设计计算3. 降水方案设计计算四、计算结果1. 基坑稳定性计算根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中的公式,计算得出:- 抗滑稳定系数Ks = 1.2- 抗倾覆稳定系数Kr = 1.2- 抗浮稳定系数Kf = 1.2以上计算结果表明,基坑稳定性满足规范要求。
2. 支护结构设计计算(1)排桩设计- 桩径:0.8米- 桩间距:1.5米- 桩长:12米- 桩端承载力:Qk = 500kN- 桩身抗拔承载力:Qp = 300kN根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中的公式,计算得出:- 单桩承载力:Qp = 500kN- 桩身抗拔承载力:Qp = 300kN(2)内支撑设计- 支撑形式:钢管支撑- 支撑间距:3米- 支撑截面尺寸:300×300毫米- 支撑间距:3米- 支撑轴力:N = 500kN根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)中的公式,计算得出:- 单根支撑承载力:N = 500kN3. 降水方案设计计算(1)降水井设计- 井径:0.6米- 井深:12米- 井距:10米- 井数:20口根据《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)中的公式,计算得出:- 单井涌水量:Q = 30m³/d- 总涌水量:Q = 600m³/d(2)降水设备选型- 降水泵型号:DJ50-20- 降水泵流量:50m³/h- 降水泵扬程:20m五、结论根据以上计算结果,本工程深基坑支护及降水方案满足规范要求,能够确保基坑施工安全。
理正深基坑软件应用参数说明教学教材
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理正深基坑软件应用参数说明教学教材理正深基坑软件应用参数说明1.各种支护结构计算内容排桩、连续墙单元计算包括以下内容:⑴土压力计算;⑵嵌固深度计算;⑶内力及变形计算;⑷截面配筋计算;⑸锚杆计算;⑹稳定计算:整体稳定、抗倾覆、抗隆起、抗管涌承压水验算。
其中内力变形计算、截面配筋计算及整体稳定计算与规范无关,其他计算按选择的规范采用相应计算方法。
水泥土墙单元计算包括以下内容:⑴土压力计算;⑵嵌固深度计算;⑶内力及变形计算;⑷截面承载力验算;⑸锚杆计算;⑹稳定验算:整体稳定、抗倾覆、抗滑移、抗隆起、抗管涌承压水验算。
其中内力变形计算、截面配筋计算及整体稳定计算与规范无关,其他计算按选择的规范采用相应计算方法。
土钉墙单元计算包括以下内容:⑴主动土压力计算;⑵土钉抗拉承载力计算;⑶整体稳定验算;⑷土钉选筋计算。
系统仅提供《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-99)及《石家庄地区王长科法》计算方法,放坡单元计算包括以下内容:系统仅提供整体稳定验算.2.增量法和全量法?(1)全量法是4.3版本以前采用多计算方法,采用这种计算时不能任意指定工况顺序。
(注意:采用该方法会使5.0版本某些新增数据丢失。
)所谓总量法,就是在施工的各个阶段,外力是实际作用在围护结构上的有效土压力或其它荷载,在支承处应考虑设置支承前该点墙体已产生的位移。
由此就可直接求得当前施工阶段完成后围护结构的实际位移和内力。
(2)增量法:采用这种方法,可以更灵活地指定工况顺序。
所谓增量法计算,就是在各个施工阶段,对各阶段形成的结构体系施加相应的荷载增量,该增量荷载对该体系内各构件产生的内力与结构在以前各阶段中产生的内力叠加,作为构件在该施工阶段的内力,这样就能基本上真实地模拟基坑开挖的全过程。
因此,在增量法中,外力是相对于前一个施工阶段完成后的荷载增量,所求得的围护结构的位移和内力也是相对于前一个施工阶段完成后的增量,当墙体刚度不发生变化时.与前一个施工阶段完成后已产生的位移和内力叠加,可得到当前施工阶段完成后体系的实际位移和内力。
深基坑计算
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第2章设计资料2.1 工程概况哈尔滨南站站位于学府路上,车站平行于学府路呈南北向布置,预留继续向南延伸的条件。
车站周边以外来人口集中地为主,车站西侧是规划人口导入区,西北侧是国铁哈尔滨南站,东侧是新中新电子集团公司和哈尔滨绿色实业有限公司。
车站为地下二层岛式车站。
学府路为哈尔滨市“省门第一路”,道路交通繁忙,现状道路主干道幅宽23.6m,双向6车道,两侧辅道各2车道,辅道及隔离带宽14.5m,具有较好的交通疏解条件。
学府路沿街地下管线较多,但大部分都分布于隔离带及辅道两侧,对车站施工影响的管线是φ1000的给水管和φ800、φ600的排水管。
总平面布置图如下图所示。
图2-12.2 地质参数根据地质勘察报告,本工点地层自上而下依次为:杂填土(①)黄褐色粉质粘土(②)黄褐色粉质粘土(②-1)黄~黄褐色粉质粘土(③)黄~黄褐色粉质粘土(③-1)黄~黄褐色粉质粘土(③-2)黄~黄褐色粉质粘土(④)黄褐、灰褐色粉质粘土(④-1)黄~黄褐色粉质粘土(④-4)黄色粉砂(⑤)中砂黄色(⑥)局部为粗砂。
表2-1给出了主要土层分布及参数。
表2-1 哈南站土层分布与地质参数统计表2.3 围护结构设计要求哈尔滨南站站站为哈尔滨市轨道交通一号线一期工程的起始站,结构设计为双柱三跨双层矩形结构和单柱双跨双层结构。
SK0+41.400~SK0+193.250采用明挖法施工,SK0+193.250~SK0+294.400采用盖挖法施工。
车站基坑开挖深度为18.1m~14.2m,标准段宽19.4m,周边建筑物多,因此,本站主体基坑围护结构安全等级为一级,结构重要性系数为1.1,基坑环境保护等级为一级,地面最大沉降量≤0.1%H,围护结构最大水平位移≤0.14%H(H为基坑开挖深度);即地面最大沉降量14.2mm;围护结构最大水平位移20mm。
第3章支护方案设计3.1 常见的支护结构形式工程中常见的支护结构形式包括土钉墙,地下连续墙,型钢水泥土搅拌墙,水泥土重力式围护墙,灌注桩排桩围护墙,钢板桩围护墙,钢筋混凝土板桩围护墙等。
理正6.0深基坑计算(清晰整齐)
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理正6.0深基坑计算(清晰整齐)1、基本信息规范与规程《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-2012内力计算方法增量法支护结构安全等级一级支护结构重要性系数γ0 1.00基坑深度H(m) 5.650嵌固深度(m)19.350桩顶标高(m)0.000桩材料类型钢筋混凝土混凝土强度等级C25桩截面类型圆形└桩直径(m) 1.000桩间距(m) 1.200有无冠梁有├冠梁宽度(m) 1.000├冠梁高度(m) 1.000└水平侧向刚度(MN/m)57.437放坡级数0超载个数2支护结构上的水平集中力01.1 超载信息超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号(kPa,kN/m)(m)(m)(m)(m)120.0000.000 2.000 2.000条形---2220.0000.000 1.4008.000条形---1.2附加水平力信息水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号(kN)(m)倾覆稳定整体稳定2、土层信息土层数4坑内加固土否内侧降水最终深度(m) 6.200外侧水位深度(m)25.000弹性计算方法按土层指定ㄨ弹性法计算方法m法基坑外侧土压力计算方法主动2.1土层参数层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角(m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度) 1杂填土 2.6419.0--- 5.0015.00 2淤泥8.1015.416.08.0010.00 3淤泥质土 3.5016.89.38.0010.00 4圆砾50.0019.28.010.0015.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度)(kPa) 118.0---------m法 3.50---214.0 4.00 3.00合算m法 1.80---315.0 4.00 3.00合算m法 1.80---4190.0 1.0030.00合算m法 4.00---3、土压力模型及系数调整弹性法土压力模型: 经典法土压力模型:内侧土压力层号土类水土水压力外侧土压力外侧土压力内侧土压力名称调整系数调整系数1调整系数2调整系数最大值(kPa) 1杂填土合算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 2淤泥合算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 3淤泥质土合算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 4圆砾合算 1.000 1.000 1.000 1.00010000.000 4、工况信息工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖 5.650---4.1结构计算4.1.1各工况:4.1.2内力位移包络图:。
理正深基坑——单元计算编制原理
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(2.2-2) 式中 Kem —— 嵌固稳定安全系数;安全等级为一、二、三级的锚拉式支挡结构和支撑 式支挡结构,其嵌固稳定性安全系数分别不应小于 1.25、1.2、1.15; za2、zp2 —— 基坑外侧主动土压力、基坑内侧被动土压力合力对支点的力臂;对多支 点结构,力臂以最下层支点为转动轴心取值,且不计各支点力的作用。
1.2 关于水作用的处理 1.2.1 水土合算
水土合算同 1.1。
1.2.2 水土分算
水土分算时
(1.2.2-1)
(1.2.2-2) 式中: ua、up —— 分别为支护结构外侧、内侧计算点的水压力(kPa); 对静止地下水,基坑外侧的孔隙水压力 ua、基坑内侧的孔隙水压力 up 可分别按公式 (1.2.2-3)、公式(1.2.2-4)计算:
1.5 各种支护结构的土压力 1.5.1 单排桩、连续墙、水泥土墙、双排桩
《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)中计算土压力与支护结构的类型无关,均 采用 1.1~1.4 节公式计算。基坑外侧提供主动、静止两种土压力由用户选择。
1.5.2 土钉墙
土钉墙只进行主动土压力计算。
1.6 坑内加固土体的土压力
详细计算参见第 1~6 节相关内容,其中内力变形计算、截面配筋计算及整体稳定计算 与规范无关,其他计算按选择的规范采用相应计算方法。 ⑶ 土钉墙单元计算包括以下内容: ① 主动土压力计算; ② 土钉抗拉承载力计算; ③ 整体稳定验算; ④ 土钉选筋计算; ⑤ 稳定验算:抗隆起、抗管涌、承压水验算。 系统仅提供《建筑基坑支护技术规程》(JGJ 120-2012)计算方法。 ⑷ 放坡单元计算包括以下内容: 系统仅提供整体稳定验算。
图 2.2 锚拉式支挡结构和支撑式支挡结构嵌固稳定性验算
理正深基坑单元计算和整体计算
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理正深基坑单元计算和整体计算理正深基坑单元计算和整体计算1. 引言随着人口和城市的不断增长,特别是在繁忙的商业区或居住区,如何在有限的土地上建设高层建筑已成为一个重要的问题。
在这样的背景下,深基坑在城市建设中扮演着重要的角色。
深基坑是为了支撑大型建筑物的基础而挖掘的深层土体的一种结构。
而理正深基坑单元计算和整体计算则是确保基坑可靠性和稳定性的关键步骤。
2. 理正深基坑单元计算2.1 理正深基坑单元计算的定义理正深基坑单元计算是指对基坑内单个梯形土层单元进行力学计算,以确定其承载能力、变形特性和稳定性。
2.2 理正深基坑单元计算的内容理正深基坑单元计算通常包括以下内容:a. 土层参数的确定:根据实地勘察和室内试验,确定土层的物理力学性质,如密度、抗剪强度等。
b. 荷载分析:确定基坑受到的各种荷载,如土压力、地下水压力等。
c. 弹性变形计算:根据土力学原理和弹性理论,计算土层的变形和应力分布。
d. 稳定性分析:通过计算土体的稳定性指标,如安全系数等,判断基坑的稳定性。
e. 拟合曲线和确定参数:根据计算结果,拟合出土壤的受力-变形曲线,并确定适当的参数值供整体计算使用。
2.3 理正深基坑单元计算的意义理正深基坑单元计算是确保基坑在施工和使用过程中正常运行的基础。
通过对基坑内单个土层单元进行详细的计算,可以获得土层的力学特性和稳定性,进而为整体计算提供输入参数。
单元计算还可以帮助工程师识别潜在的问题和风险,提前采取措施进行风险控制。
3. 理正深基坑整体计算3.1 理正深基坑整体计算的定义理正深基坑整体计算是指对整个基坑进行统一计算,以确定其整体的承载能力、变形特性和稳定性。
3.2 理正深基坑整体计算的内容理正深基坑整体计算通常包括以下内容:a. 模型建立:根据实际情况和设计要求,建立基坑的几何模型,包括基坑的形状、尺寸和土层分布等。
b. 边界条件的确定:确定基坑与周围土体之间的边界条件,如侧壁的支护方式、土层的刚度等。
理正基坑培训基坑工程
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• 18、对(水)比降的计算 • 19、时空效应 • 20、关于抗倾覆稳定与位移的关系
三、工程实例分析
• 1、天津某工程 • 2、北京某工程 • 3、上海某工程
1、天津 某工程
2、北京某工程
1区
2区
3区
4区
5区
6区
7区
8区
9区
10区
11区
12区
3、上海某工程
1区
二、常见问题
• 7、双排桩的计算原理? • 8、基坑中排桩加预应力锚杆,如何定预应
力值(规范上规定预应力宜采用锚杆力的 65%)?
• 9、内力计算中选弹性法和经典法的结果相
差较大,那个更准确,如何选择?
• 10、如果是联合支护,如上面部分是土钉,
下面部分是排桩的如何计算?
二、常见问题
• 11、为什么加不加花管,对稳定计算结果没
深度:14.700 嵌固:21.300 标高:0.000
ห้องสมุดไป่ตู้
2区
• 深度:19.250 • 嵌固:16.750 • 标高:0.000
3区
• 深度:4.550 • 嵌固:12.450 • 标高:-14.700
有多少帮助?
• 12、基坑内外的水对基坑的作用? • 13、土钉墙计算中,土钉长度上端短下端长,
认为不合理?
• 14、弹性计算方法中m\k\c如何取? • 15、桩锚计算中,锚杆长度如何设计(计算
结果)?
二、常见问题
• 16、土的指标如何选取(水上、水下)? • 17、基坑软件中锚杆的刚度如何确定(迭
• 计算方法
– 单元计算 – 空间整体协同计算的内容 – 全有限元方法计算
二、常见问题
理正深基坑6.0培训教材
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支护结构、内撑结构的内力、 位移、配筋结果;
无支护构件的锚杆计算和稳 定计算。
23
基坑整体→计算模型
采用空间整体协同有限元计算方法,考虑了支护结构、内支撑结构及 土空间整体协同作用的线弹性有限元分析方法。 计算模型
主动侧土体简化成主动土压力 被动侧开挖面以下的土体简化成水平弹簧 支护结构有限元剖分
全量法
软件自动生成,可设置地下室层数及层高控制拆撑的参数; 当自动生成拆撑工况时,深度在本层地下室顶板以下的锚杆和内撑,将被拆掉; 楼板用刚性铰来模拟,刚度无限大;
增量法
用户交互; 可以调整“开挖”,“加撑”,“拆撑”,“刚性铰”的位置和顺序; 楼板可用刚性铰模拟,也可用内撑模拟; 如涉及到“换撑”或用内撑模拟楼板,需先确定施工顺序及内撑位置,在“支锚信息” 中把所有内撑按深度顺序交互完整,加撑中的顺序可以灵活指定。
满足要求
力矩平衡或整体稳;抗渗稳定;构造要求。
5
单元计算→专题:嵌固深度计算
力矩平衡
基坑规程4.1.1;
悬臂和单支点的排桩连续墙;
嵌固深度的安全系数; 系统默认规范值1.2; 基坑规程中取值也是1.2。
1.确定弯矩零点:水平荷载标准值=水平 抗力标准值
2.计算支点力
3.计算嵌固深度
6
单元计算→专题:嵌固深度计算
外
外
坑
坑
内
坑
至少需要 3种支护分区
至少需要 2种支护分区
基
土
基
坑
层
坑
30
至少需要 1种支护分区
基坑整体→内撑布置
构件:冠梁腰梁、内撑、立柱、斜撑、锚杆;
注意: 材料与截面要匹配; 修改截面和材料时一定要进入“从库中选取”,不能在“描述中修改”。
深基坑工程设计与计算
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深基坑工程设计与计算深基坑工程设计与计算是一项复杂而关键的工程项目,它涉及到土木工程、地质工程、结构工程等多个领域的知识。
在建设过程中,深基坑要能保证建筑物的稳定与安全,同时要尽可能减少对周围环境的影响。
因此,深基坑工程设计与计算必须进行详细而准确的分析和计算。
1.地质勘探和设计参数的确定:在进行深基坑工程设计之前,需要进行详细的地质勘探,以了解地层情况、土壤力学性质和地下水等参数。
这些参数的确定对于后续设计和计算具有重要意义。
2.稳定性计算:深基坑的稳定性是设计的重点。
通过对土壤力学模型的建立和计算,可以评估基坑的稳定性,并确定基坑支护结构的类型和尺寸。
常见的基坑支护结构有土钉墙、混凝土桩、钢支撑等,根据具体情况选择适合的支护结构。
3.土压力计算:土压力是深基坑设计中需要考虑的重要因素之一、通过土压力计算,可以确定地下水位对土体压力的影响,并确定支护结构的尺寸和稳定性。
4.水压力计算:如果基坑周围存在地下水,就需要考虑水压力的影响。
通过水压力计算,可以确定支护结构下方的地下水水位和水压力,并确定相应的排水措施。
5.基坑变形计算:基坑开挖后,土体会发生变形,可能导致基坑周围建筑物或地下管线的损坏。
通过基坑变形计算,可以评估变形的程度,并采取相应的支护措施,保证基坑周围建筑物和地下管线的安全。
在进行深基坑工程设计与计算时,还需要考虑相关的安全因素,如施工安全、地下管线的影响等。
同时,还要进行工期计划与经济分析,评估工程的可行性和经济效益。
总之,深基坑工程设计与计算是一项复杂而综合的工作,需要结合土木工程、地质工程、结构工程等多个领域的知识,通过合理的设计和准确的计算,确保深基坑工程的稳定与安全。
同时,还需要结合相关的安全因素和经济因素进行综合考虑,以实现工程的最佳效果。
地下工程基坑课程设计
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地下工程基坑课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解地下工程基坑的基本概念、分类及功能;2. 学生掌握基坑工程的设计原理、施工方法及质量控制要点;3. 学生了解基坑工程中的常见问题及处理方法;4. 学生掌握基坑工程安全防护措施及环境保护要求。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识分析基坑工程案例,提出合理的设计方案;2. 学生能够运用绘图软件绘制基坑施工图;3. 学生能够运用计算软件进行简单的基坑稳定性分析;4. 学生具备一定的团队协作能力,能够参与基坑工程的招投标活动。
情感态度价值观目标:1. 学生对地下工程基坑产生兴趣,树立工程建设的责任感和使命感;2. 学生认识到基坑工程在城市建设中的重要性,增强环保意识;3. 学生通过学习,培养严谨的科学态度和良好的职业道德;4. 学生在团队协作中,学会尊重他人,提高沟通能力和团队精神。
本课程针对高中年级学生,结合学科特点,注重理论知识与实践技能的结合。
课程性质为理论与实践相结合,旨在培养学生具备基坑工程设计、施工和管理的能力。
在教学过程中,教师需关注学生的个体差异,充分调动学生的主观能动性,鼓励学生积极参与讨论和实践。
通过本课程的学习,学生能够掌握基坑工程的基本知识,具备一定的实践操作能力,为未来从事相关工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 基坑工程概述- 基坑工程的定义、分类及功能;- 基坑工程在城市建设中的应用。
2. 基坑工程设计原理- 基坑支护结构类型及适用条件;- 基坑稳定性分析及设计方法;- 基坑降水与排水设计。
3. 基坑工程施工技术- 基坑施工工艺流程;- 施工质量控制及验收标准;- 施工安全防护措施。
4. 基坑工程案例分析- 典型基坑工程案例介绍;- 案例分析及启示。
5. 基坑工程环境保护与可持续发展- 基坑工程对环境的影响;- 环保措施及绿色施工;- 基坑工程的可持续发展。
教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,按照以下进度安排:第一周:基坑工程概述;第二周:基坑工程设计原理;第三周:基坑工程施工技术;第四周:基坑工程案例分析;第五周:基坑工程环境保护与可持续发展。
深基坑专项方案计算
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一、概述深基坑工程作为城市基础设施建设中的重要环节,其安全、稳定和高效施工至关重要。
在深基坑专项方案计算中,需要综合考虑地质条件、工程规模、周边环境、施工工艺等多方面因素,以确保工程顺利进行。
以下将从几个方面对深基坑专项方案计算进行阐述。
二、计算依据1. 国家及地方相关规范、标准:如《建筑深基坑基坑工程施工安全技术规范》JGJ311-2013、《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008等。
2. 项目地质勘察报告:包括土层分布、土质参数、地下水情况等。
3. 工程设计图纸及施工图纸:了解基坑开挖深度、支护结构形式、施工顺序等。
4. 周边环境资料:如周边建筑物、地下管线、道路等。
三、计算内容1. 基坑稳定性计算(1)土体抗剪强度计算:根据土质参数,计算土体的抗剪强度,进而确定土体在自重作用下的稳定性。
(2)土体抗拔强度计算:考虑支护结构对土体的抗拔作用,计算土体的抗拔强度。
(3)边坡稳定性计算:根据土体抗剪强度和边坡角度,计算边坡的稳定性。
2. 支护结构计算(1)土钉墙计算:根据土钉墙的设计参数,计算土钉的受力、土钉墙的稳定性及土钉墙的变形。
(2)排桩计算:根据排桩的设计参数,计算桩身受力、桩间土压力及桩基的稳定性。
(3)锚杆计算:根据锚杆的设计参数,计算锚杆的受力、锚杆墙的稳定性及锚杆墙的变形。
3. 降水计算(1)降水井布置:根据水文地质条件,确定降水井的布置方案。
(2)降水能力计算:根据降水井的设计参数,计算降水井的降水能力。
(3)降水效果评估:根据降水效果,评估降水对基坑稳定性的影响。
4. 基坑监测计算(1)监测点布置:根据工程特点和周边环境,确定监测点的布置方案。
(2)监测项目:根据监测点布置,确定监测项目,如位移、沉降、倾斜等。
(3)监测数据计算:根据监测数据,计算监测项目的变化趋势,评估基坑稳定性。
四、计算方法1. 数值模拟:利用有限元软件对基坑工程进行数值模拟,分析基坑稳定性、支护结构受力及变形等。
深基坑专项计算方案
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一、方案概述本方案针对深基坑工程进行专项计算,旨在确保基坑施工过程中的结构安全、施工安全、环境保护和文明施工。
本方案遵循相关规范和标准,结合工程实际情况,对基坑的稳定性、支护结构设计、施工工艺、环境保护和文明施工等方面进行详细计算和规划。
二、计算依据1. 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)2. 《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-2012)3. 《建筑与市政降水工程技术规范》(JGJ/T111-98)4. 《建筑基坑工程安全技术规范》(DB51/T5072-2011)5. 工程地质勘察报告6. 施工图纸及相关资料三、计算内容1. 基坑稳定性计算(1)计算方法:采用瑞典圆弧法进行基坑稳定性计算。
(2)计算参数:根据地质勘察报告和施工图纸,确定土体物理力学参数、地下水位、支护结构参数等。
(3)计算结果:根据计算结果,评估基坑稳定性,确定安全等级。
2. 支护结构设计计算(1)计算方法:采用结构力学方法,进行支护结构内力、位移、稳定性等计算。
(2)计算参数:根据设计规范和施工图纸,确定支护结构材料、尺寸、配筋等参数。
(3)计算结果:根据计算结果,优化支护结构设计,确保其满足安全、经济、施工方便的要求。
3. 施工工艺计算(1)计算方法:根据施工经验和现场实际情况,确定施工工艺参数。
(2)计算参数:包括施工设备、人员、材料、工期等。
(3)计算结果:根据计算结果,制定合理的施工方案,确保施工进度和质量。
4. 环境保护计算(1)计算方法:根据相关法规和标准,对施工过程中可能产生的影响进行评估。
(2)计算参数:包括施工废水、废气、噪声等。
(3)计算结果:根据计算结果,制定环境保护措施,确保施工过程中不对环境造成污染。
5. 文明施工计算(1)计算方法:根据施工经验和现场实际情况,确定文明施工措施。
(2)计算参数:包括施工现场管理、人员培训、设备维护等。
(3)计算结果:根据计算结果,制定文明施工方案,确保施工过程中保持良好的施工环境。
深基坑支护设计计算复习课程
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一、排桩支护難n[基本信息]内力计算方法增量法规范与规程《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99 基坑等级二级基坑侧壁重要性系数丫0 1.00基坑深度H(m) 8.500嵌固深度(m) 6.500桩顶标高(m) 0.000桩自径(m) 0.800桩间距(m) 1.000混凝土强度等级C30有无冠梁有卜冠梁宽度(m) 0.800卜冠梁高度(m) 0.900匚水平侧向刚度(MN/m) 11.000放坡级数0I超载个数|1[超载信息]土层信息[土层参数][土压力模型及系数调整]弹性法土压力模型:经典法土压力模型:层号 土类名称水土水压力 调整系数 主动土压力 调整系数被动土压力 调整系数被动土压力 最大值(kPa)1 素填土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.0002 粘性土 合算 1.000 1.000 1.000 10000.0003 中砂 合算 1.000 1.000 1.000 10000.0004 碎石 分算” 1.000 1.000 1.000 10000.000 : 5强风化岩分算1.000 1.000 1.00010000.000[设计结果][结构计算]各工况:I 現 1__卷(8.50 )内力位移包络图:1 r 1-■•..r■.■sM-XKN/n )WKN-n )钛KN )<-7J 67 --- (D.13)(-144^1)--(71JO05(-4 &3启刃---饪4应厲①——伽(00)—(834.96) 4-198.94)-- IIM _______ L ______ mill 丨 II 丨 IH11 111 I 丨 111 11 Mui HI 丨 IHI 丨As3 As?As1 钢筋级别 HRB335 选筋4D16 As2HRB335 2D16(-7£7>- —iQ.13)CO DDD(-左 法-记1)丄⑷fD-OOC^--(034.90^地表沉降图:i* 1—««(a5Dn)[冠梁选筋结果]餾如騒Hnnit 辟f lOhriL _■' J ' J* 卜m 叫As3 | HPB300 D10@200 [截面计算][内力取值]、整体稳定验算计算方法:瑞典条分法应力状态:总应力法条分法中的土条宽度:0.40m 滑裂面数据整体稳定安全系数Ks = 4.022 圆弧半径(m) R = 12.550 圆心坐标X(m) X = -2.417 圆心坐标Y(m) Y = 5.630 [抗倾覆稳定性验算]抗倾覆安全系数Mp被动土压力及支点力对桩底的弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力决定;对于锚杆或锚索,支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
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第2章设计资料2.1 工程概况哈尔滨南站站位于学府路上,车站平行于学府路呈南北向布置,预留继续向南延伸的条件。
车站周边以外来人口集中地为主,车站西侧是规划人口导入区,西北侧是国铁哈尔滨南站,东侧是新中新电子集团公司和哈尔滨绿色实业有限公司。
车站为地下二层岛式车站。
学府路为哈尔滨市“省门第一路”,道路交通繁忙,现状道路主干道幅宽23.6m,双向6车道,两侧辅道各2车道,辅道及隔离带宽14.5m,具有较好的交通疏解条件。
学府路沿街地下管线较多,但大部分都分布于隔离带及辅道两侧,对车站施工影响的管线是φ1000的给水管和φ800、φ600的排水管。
总平面布置图如下图所示。
图2-12.2 地质参数根据地质勘察报告,本工点地层自上而下依次为:杂填土(①)黄褐色粉质粘土(②)黄褐色粉质粘土(②-1)黄~黄褐色粉质粘土(③)黄~黄褐色粉质粘土(③-1)黄~黄褐色粉质粘土(③-2)黄~黄褐色粉质粘土(④)黄褐、灰褐色粉质粘土(④-1)黄~黄褐色粉质粘土(④-4)黄色粉砂(⑤)中砂黄色(⑥)局部为粗砂。
表2-1给出了主要土层分布及参数。
表2-1 哈南站土层分布与地质参数统计表2.3 围护结构设计要求哈尔滨南站站站为哈尔滨市轨道交通一号线一期工程的起始站,结构设计为双柱三跨双层矩形结构和单柱双跨双层结构。
SK0+41.400~SK0+193.250采用明挖法施工,SK0+193.250~SK0+294.400采用盖挖法施工。
车站基坑开挖深度为18.1m~14.2m,标准段宽19.4m,周边建筑物多,因此,本站主体基坑围护结构安全等级为一级,结构重要性系数为1.1,基坑环境保护等级为一级,地面最大沉降量≤0.1%H,围护结构最大水平位移≤0.14%H(H为基坑开挖深度);即地面最大沉降量14.2mm;围护结构最大水平位移20mm。
第3章支护方案设计3.1 常见的支护结构形式工程中常见的支护结构形式包括土钉墙,地下连续墙,型钢水泥土搅拌墙,水泥土重力式围护墙,灌注桩排桩围护墙,钢板桩围护墙,钢筋混凝土板桩围护墙等。
下面对这几种常见的支护结构的特点作简要介绍。
⑴土钉墙土钉墙是用于土体开挖时保持基坑侧壁或边坡稳定的一种挡土结构,主要由密布于原位土体中的细长杆件-土钉、粘附于土体表面的钢筋混凝土面层及土钉之间的被加固土体组成,是具有自稳能力的原位挡土墙。
⑵地下连续墙地下连续墙可分为现浇地下连续墙和预制地下连续墙两大类。
目前在工程中应用的现浇地下连续墙的槽段形式主要有壁板式,T型和П型等,并通过将多种槽段形式组合,形成格形,圆筒形等结构形式。
⑶型钢水泥土搅拌墙型钢水泥土搅拌墙是一种在连续套接的三轴水泥土搅拌桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。
⑷水泥土重力式围护墙水泥土重力式围护墙是以水泥系材料为固化剂,通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌,形成具有一定厚度的连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。
⑸灌注桩排桩围护墙灌注桩排桩围护墙是采用连续的柱列式排列的灌注桩形成的围护结构。
工程中常用的灌注桩排桩形式有分离式,双排式和咬合式。
⑹钢板桩围护墙钢板桩是一种带锁口或钳口的热轧或冷弯型钢,钢板桩打入后靠锁口或钳口相互连接咬合,形成连续的钢板桩围护墙,用来挡土和挡水。
⑺钢筋混凝土板桩围护墙钢筋混凝土板桩围护墙是用钢筋混凝土板桩构件连续沉桩后形成的基坑围护结构。
3.2 常见的内支撑系统形式工程中常见的支撑系统形式包括内支撑系统和锚杆系统。
下面对两种不同的系统作简要介绍。
⑴内支撑系统内支撑结构选型包括支撑材料选择、支撑体系选择以及支撑结构布置等内容。
内支撑结构选型从结构体系上可分为平面支撑体系和竖向斜撑体系;从材料上可分为钢支撑、钢筋混凝土支撑、钢和混凝土组合支撑的形式。
由于基坑规模、环境条件、主体结构以及施工方法等的不同,难以对支撑结构选型确定出一套标准的方法,设计时应在确保基坑安全可靠的前提下,以做到经济合理、施工方便为原则,根据实际工程的具体情况综合考虑确定。
⑵锚杆系统锚杆作为一种支护形式用作基坑围护工程已近五十年,它一端与围护墙连接,另一端锚固在稳定地层中,使作用在围护结构上的水土压力,通过自由段传递到锚固段,再由锚固段将锚杆拉力传递到稳定土层中去。
锚杆结构一般由锚头、自由段以及锚固段三部分组成,其中锚固段用水泥浆或水泥砂浆将杆体(普通钢筋或者预应力筋)与土体粘结在一起形成锚杆的锚固体。
锚杆的具体选型需要根据工程水文土层地质条件、周边环境情况以及基坑工程的面积及开挖深度等特点确定。
3.3 总体方案设计结合本工程实例,从上一章的工程资料中可以看出,该地层为稳定性良好的黏性土和砂土地层,因此可采用放坡开挖的开挖方式,但基坑开挖深度较大,面积较大,故最终采用先放坡开挖再支护开挖的开挖方式。
哈尔滨南站周边建筑物多,主体基坑维护结构和基坑环境保护等级均要求为一级,此外,本站要求地面最大沉降量为14.2mm,围护结构最大水平位移为20mm,说明对环境保护的要求以及支护结构的强度和刚度要求都很高。
考虑到该地地层较硬且无地下水,因此选用钻孔灌注桩作为本站支护结构。
钻孔灌注桩具有刚度大,强度高,变形小;施工时无震动,无噪声,无挤土等环境公害,对周围环境影响小;当工程桩为灌注桩时可以同步施工,缩短工期等特点,非常适用于本站对支护结构的要求。
由于本站基坑标准段宽度不大且形状规则,故采用钢支撑体系作为内支撑系统。
钢支撑具有自重轻,安装和拆卸方便以及能重复使用的特点,除此之外,钢支撑在安装后能立即发挥其作用,对减小基坑位移十分有效,但钢支撑仅适用于宽度不大的基坑中。
该基坑为狭长型,施工空间小,难度大,钢支撑能充分发挥其特点,满足本站要求。
3.4 相关计算理论3.4.1 内力计算理论多支点排桩采用等值梁法的计算理论计算钢支撑水平力和桩身弯矩。
等值梁法的基本原理为:假设桩插入坚硬土层且嵌固深度较大,可将桩端视为固定端,而将钢支撑支点视为铰支点。
如图所示,梁的点为固端,正负弯矩的转折点为,若将梁在点切开,并在点设置铰支座,形成梁,则梁的弯矩将保持不变。
因此,梁即为梁上段的等值梁。
图3-1(a)图3-1(b)用等值梁法计算时,首先应求出桩在坑下的矩弯点位置,分析表明,坑下的土压力零点位置和桩的零弯矩点位置极为相似,因此,计算中常用土压力零点代替桩的零弯矩点。
即由下式确定点位置(3-1) 水平荷载计算简图如图所示图3-2主动土压力按朗肯土压力理论计算(3-2) 式中:第层土的主动土压力系数,;作用在深度处的竖向力标准值。
被动土压力按朗肯土压力理论计算(3-3) 式中:第层土的主动土压力系数,;作用在深度处的竖向力标准值。
计算第一层支撑时,直接取开挖深度为第二层支撑设置时的开挖深度,据此计算第一层支撑水平力及相应的弯矩图。
以此类推,计算第道支撑时,假定第一层至第层支撑水平力为已知力,如图所示,第层支撑力可按第层设置后开挖深度下的反弯点以上各力对该点力矩之和为零确定,在此仍然以土压力零点为零矩弯点,则第层支撑力为(3-4) 式中:第层钢支撑水平力,;第层土主动土压力合力,;第层土主动土压力合力形心至桩端的距离,;第层土被动土压力合力,;第层土被动土压力合力形心至桩端的距离,;第道钢支撑至开碗面的距离,;第道钢支撑设置后土压力零点至开碗面的距离,。
计算桩身最大弯矩时,按照等值梁法的计算理论,将桩视为梁,各支撑点视为铰支点,画出计算简图,则该连续梁上各支点力为已知。
然后按照结构力学的方法分别求出剪力为零点的极值弯矩以及各边界截面的弯矩,选其最大者作为桩身的最大弯矩。
根据《建筑基坑支护技术规程》,桩身所受的最大弯矩设计值为(3-5) 式中:桩的水平间距,;最大弯矩设计值,;最大计算弯矩,。
3.4.2 桩身截面配筋验算排桩支护中的桩身截面多采用圆形和矩形。
矩形截面和沿周边均匀配置纵向钢筋的圆形截面桩可根据《混凝土规范》的相关规定检算其受弯承载力,同时应满足规范的相关构造要求。
根据支护桩的受力特点,对沿截面受拉区或受压区配置局部均匀纵向钢筋或集中纵向钢筋的圆形截面桩,其截面受弯承载力可按下式计算(3-6)(3-7) 当时,取,否则令(3-8) 式中:桩身截面面积,;全部纵向受拉钢筋的截面面积,;桩身截面半径,;纵向受拉钢筋重心所在圆周的半径;可按下式计算:,为桩身的混凝土保护层厚度与受拉钢筋的半径之和,;对应于截面受压区的圆心角与的比值;纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向受拉钢筋截面面积的比值;截面受弯承载力,;混凝土的轴心抗压强度设计值,;钢筋的抗拉强度设计值,。
具体计算时,可先通过式(3-6)求解,注意角度的单位为弧度,令(3-9) 考虑到,并将式(3-6)改写为等式,则可导出(3-10) 由式(3-10)用试算法可求解出,并进而求出。
3.4.3 整体稳定性验算以哈尔滨工业出版社2008年出版的,由刘宗仁,刘雪雁主编的基坑工程为规范,进行基坑的整体稳定性验算。
基坑的整体稳定性分析是对具有支护结构的直立土坡进行稳定性分析,采用圆弧滑动分析法对通过桩底土层的圆弧滑动面进行计算。
计算简图如下图所示图3-3计算公式如下(3-11) 式中:土条上的作用力对圆心产生的滑动力矩,;土条上的作用力对圆心产生的抗滑力矩,;各土条的重力,;第条分条土的弧线中点切线与水平线夹角;第条分条土的内摩擦角;第条分条土的粘聚力,;第条分条土的圆弧长度,;第条分条土的地面荷载,;第条分条土的重度,;第条分条土的宽度,;第条分条土的高度(可取平均值),;稳定安全系数,工程中一般要求。
3.4.4 抗隆起稳定性验算以哈尔滨工业出版社2008年出版的,由刘宗仁,刘雪雁主编的基坑工程为规范,进行基坑的整体稳定性验算。
由于排桩所处的地层均为黏性土,土体抗剪强度指标应包括。
将支护结构底平面作为求极限承载力的基准面,可采用下式验算抗隆起安全系数(3-12) 式中:坑外地表至支护桩底各土层天然重度加权平均值,;坑内开挖面以下至支护桩底各土层天然重度的加权平均值,;支护桩底处的地基土黏聚力,;坑外地面荷载,;坑外开挖深度,m;桩体入土深度,m;地基承载力系数,为支护桩底处地基土的内摩擦角,;为支护桩底地基承载力安全系数。
根据基坑重要性等级,一级基坑取2.5,二级基坑取2.0,三级基坑取1.7。
3.4.5 抗倾覆稳定性验算以哈尔滨工业出版社2008年出版的,由刘宗仁,刘雪雁主编的基坑工程为规范,进行基坑的整体稳定性验算。
排桩支护结构的抗倾覆稳定性验算是通过验算最下面一道钢支撑以下的主动土压力和被动土压力绕该支撑点的转动力矩是否平衡。
在进行验算时,坑内被动土压力强度按下式计算(3-13) 式中:;;;计算点处的被动土压力系数,考虑桩体与坑内土体之间的摩擦角的影响,同时考虑地基土的黏聚力,以朗肯公式形式表达的,改进库伦公式的简化公式,,,,分别为计算点处土的黏聚力和内摩擦角,为计算点处地基土与桩面间的摩擦角,无坑内降水措施时取。