XII基坑樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22390基坑樁錨支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算案例 -1-218591.1支護(hù)受力分析 -2-297391.2樁的嵌固深度 -3-55921.3錨桿設(shè)計(jì)分析計(jì)算 -3-81151.4穩(wěn)定性驗(yàn)算 -7-150271.5樁身配筋 -11-圖1.圖1.1樁錨支護(hù)圖1.1支護(hù)受力分析根據(jù)基坑開(kāi)挖深度、周邊建筑物情況及地下水位情況，采用朗肯土壓力計(jì)算公式可求得基坑土壓力，其計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1.2.表1.1土體物理學(xué)參數(shù)層號(hào)土類名稱層厚(m)重度(kN/m3)浮重度(kN/m3)粘聚力(kPa)內(nèi)摩擦角(°)1素填土4.6018.510.0010.002強(qiáng)風(fēng)化巖9.4020.152.0020.003中風(fēng)化巖50.0020.810.855.0025.001.1.1地面均勻荷載取值在本次設(shè)計(jì)中，從安全角度考慮以及基坑周圍實(shí)際情況，取基坑DK、KN段取地面均布荷載為30kPa；1.1.2主動(dòng)土壓力與被動(dòng)土壓力表1.2土壓力匯總表主動(dòng)土壓力層號(hào)及土層名稱素填土4.339157.7522.97064.249強(qiáng)風(fēng)化巖0358.04610.86771.180中風(fēng)化巖53.35073.06014.63959.050被動(dòng)土壓力層號(hào)及土層名稱強(qiáng)風(fēng)化巖-上617.0682563.82412.082-下768.783中風(fēng)化巖-上921.8231220.85714.646-下951.4181.2樁的嵌固深度設(shè)采用直徑1000mm圓形鋼筋混凝土樁，樁間距2.0m。計(jì)算寬度由公式得計(jì)算寬度，有所以則有：《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]（JGJ120-2012）中對(duì)不同類別的支擋式的嵌固深度設(shè)置了對(duì)應(yīng)限值。本設(shè)計(jì)采用雙支點(diǎn)支擋式結(jié)構(gòu)，樁嵌入基巖，按照規(guī)范其嵌固深度不宜小于0.2h。故可直接采用最小嵌固深度0.2h進(jìn)行驗(yàn)算。即則取嵌固深度1.3錨桿設(shè)計(jì)分析計(jì)算表1.3錨桿設(shè)計(jì)參數(shù)支錨道號(hào)外錨頭距地表豎直距離錨固段長(zhǎng)度錨桿長(zhǎng)度水平間距傾角錨固段直徑錨桿鎖定值錨桿軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值14.0011.5023.002.0020150175.5520027.0013.0018.002.0020150175.552001.3.2錨桿極限抗拔承載力驗(yàn)算錨桿極限抗拔承載力標(biāo)準(zhǔn)值可參照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]（JGJ120-2012）中4.7.4-2式進(jìn)行估算：(1.1)由地層資料以及錨桿設(shè)計(jì)尺寸，有表1.4錨桿錨固力計(jì)算表巖土層名稱取均值，由勘察報(bào)告得錨桿極限粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值（二次壓力注漿）厚度錨固段在該層的錨固長(zhǎng)度該層錨固力eq\o\ac(○,4)2強(qiáng)風(fēng)化泥巖-0.052009.4011.50330013.002600330026001.3.3錨桿的軸向拉力標(biāo)準(zhǔn)值(1.2)(1.3)其中采用錨桿或豎向斜撐時(shí)：(1.4)式中錨桿的預(yù)加軸向拉力P宜取0.75????~0.9????。(1.5)(1.6)錨桿固結(jié)體的截面面積：鋼絞線的相關(guān)參數(shù)可參照《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》[12](GB/T5224-2014)鋼絞線尺寸表,具體如下表所示。鋼絞線結(jié)構(gòu)公稱直徑鋼絞線參考截面面積1×715.254.8則有：，，根據(jù)基坑支護(hù)相關(guān)規(guī)程，擋土結(jié)構(gòu)計(jì)算寬度內(nèi)的法向預(yù)加力可通過(guò)下式求得：（1.7）對(duì)基坑底部取矩為0，確定P值，假定為保證結(jié)構(gòu)安全取=200kN取1.3.4錨桿抗拔安全系數(shù)驗(yàn)算可通過(guò)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]（JGJ120-2012）4.7.2條所給公式進(jìn)行抗拔安全系數(shù)驗(yàn)算，即：(1.8)則計(jì)算得，滿足要求。1.3.5錨桿非錨固段長(zhǎng)度驗(yàn)算錨桿的非錨固段長(zhǎng)度應(yīng)滿足基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程所給公式要求以及構(gòu)造要求（不應(yīng)小于5.0m）(1.9)由幾何關(guān)系可知的取值如下：00點(diǎn)以上各土層按厚度加權(quán)的等效內(nèi)摩擦角計(jì)算如下：結(jié)論：驗(yàn)算通過(guò)。1.3.6錨桿桿件受拉承載力驗(yàn)算由《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]（JGJ120-2012）3.1.7條及4.7.6條可得錨桿桿體的軸向設(shè)計(jì)值以及其限制條件，如下：(1.10)通過(guò)計(jì)算得錨桿桿體的受拉承載力應(yīng)符合下式：(1.11)根據(jù)《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》[12]7.2.2，本設(shè)計(jì)采用3根鋼絞線結(jié)構(gòu)為1×7的鋼絞線。單根鋼絞線公稱直徑D??為15.2mm，公稱抗拉強(qiáng)度????為1670MPa，整根鋼絞線最大力????為234kN。結(jié)論：無(wú)論以鋼絞線公稱抗拉強(qiáng)度還是整根鋼絞線最大為驗(yàn)算對(duì)象，錨桿桿體受拉承載驗(yàn)算都計(jì)算通過(guò)。1.4穩(wěn)定性驗(yàn)算1.4.1嵌固穩(wěn)定性驗(yàn)算單層支擋式結(jié)構(gòu)的嵌固深度應(yīng)滿足《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]（JGJ120-2012）4.2.2條所給條件，即：(1.12)上式參數(shù)均可由前文土壓力計(jì)算中得知或推算得知，過(guò)程如下：結(jié)論：滿足規(guī)范要求1.4.2抗傾覆驗(yàn)算(1.13)計(jì)算得結(jié)論：支擋式結(jié)構(gòu)的抗傾覆驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。1.4.3整體穩(wěn)定性驗(yàn)算支護(hù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算較為復(fù)雜，通過(guò)理正深基坑軟件計(jì)算結(jié)果計(jì)算如下：表1.5整體穩(wěn)定性理正驗(yàn)算參數(shù)和結(jié)果表計(jì)算方法瑞典條分法應(yīng)力狀態(tài)有效應(yīng)力法條分法中的土條寬度1.00m圓弧半徑(m)R11.846圓心坐標(biāo)X(m)-0.783圓心坐標(biāo)Y(m)11.751整體穩(wěn)定安全系數(shù)Ks=2.419>1.30，滿足規(guī)范要求。圖1.2理正驗(yàn)算整體穩(wěn)定性成果圖1.4.4抗底隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算按照公式計(jì)算結(jié)果如下，由前文計(jì)算數(shù)據(jù)，可求：1.5.5位移沉降驗(yàn)算不同地市的建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程關(guān)于支護(hù)結(jié)構(gòu)水平位移控制略有不同，北京市地方標(biāo)準(zhǔn)《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[13]對(duì)二級(jí)基坑的最大水平變形限制為0.004h，深圳市地方標(biāo)準(zhǔn)《深圳地區(qū)建筑深基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范》[14]則要求二級(jí)基坑小于0.006h和60mm。由于目前尚無(wú)關(guān)于基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)位移的統(tǒng)一規(guī)定，本設(shè)計(jì)以深圳市標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。圖1.3支護(hù)結(jié)構(gòu)位移圖結(jié)論：本設(shè)計(jì)采用排樁+錨拉形式，計(jì)算最大位移為15.87mm，小于0.006h（61.8mm）和60mm。支擋式結(jié)構(gòu)的位移驗(yàn)算滿足規(guī)范要求。1.5樁身配筋1.5.1最大彎矩最大彎矩????????應(yīng)該在剪力為零時(shí)最大。由前面的計(jì)算可知，剪力為0，出現(xiàn)在強(qiáng)風(fēng)化巖層。設(shè)強(qiáng)風(fēng)化巖層度為h時(shí)出現(xiàn)剪力為0。則有：1.5.2最大剪力最大剪力，在基坑底部下圖為理正深基坑軟件驗(yàn)算最大彎矩為453.830；最大剪力為150.670。圖1.4理正深基坑驗(yàn)算樁身彎矩剪力圖1.5.3支護(hù)樁截面面積本設(shè)計(jì)采用排樁+錨拉形式，《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]4.3.4條規(guī)定此形式下支護(hù)樁樁徑d≥400mm。支護(hù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力設(shè)計(jì)值應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)和分項(xiàng)系數(shù)，可按照《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]3.1.7條所給公式確定：上面的計(jì)算過(guò)程中已求得????=467.297????·??，則支護(hù)結(jié)構(gòu)混凝土選擇本設(shè)計(jì)采用混凝土灌注樁，考慮《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]4.3.5-1條的構(gòu)造要求，選用強(qiáng)度為C30的混凝土灌注樁身。則????=14.3??/????2。鋼筋配置本設(shè)計(jì)中，選擇HRB400鋼筋。則????=360??/????2。1.5.4樁身強(qiáng)度驗(yàn)算正截面受彎承載力驗(yàn)算本設(shè)計(jì)采用混凝土灌注樁，相關(guān)規(guī)程規(guī)定支護(hù)樁縱向受力鋼筋宜選用HRB400、HPB300級(jí)鋼筋，且單樁布置不少于根，凈間距不應(yīng)小于mm。故本次設(shè)計(jì)取14根直徑22mm的HRB400級(jí)鋼筋（其凈間距為95.75mm，滿足規(guī)范要求），配筋面積為5322mm2，混凝土保護(hù)層厚度取50mm。公式中的涉及超越方程的求解，本次計(jì)算引用常生福[1]的簡(jiǎn)化公式進(jìn)行計(jì)算：0.312結(jié)論：設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求。1.5.5斜截面受剪承載力驗(yàn)算本設(shè)計(jì)采用螺旋式箍筋，考慮《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]4.3.5條中對(duì)箍筋直徑和間距的構(gòu)造要求，選取直徑為12mm，間距為150mm的HPB300級(jí)鋼筋作為支護(hù)樁身的箍筋。結(jié)論：設(shè)計(jì)滿足規(guī)范要求正截面受壓承載力驗(yàn)算由《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]相關(guān)條例可知，擋土構(gòu)件承受的荷載主要是水平力，一般軸向力可忽略，故本設(shè)計(jì)不進(jìn)行正截面受壓承載力驗(yàn)算。1.6冠梁配筋為使結(jié)構(gòu)構(gòu)成空間體系，具有更好的穩(wěn)定性，應(yīng)在支護(hù)樁頂部設(shè)置混凝土冠梁。冠梁承載部分荷載，應(yīng)作為受力構(gòu)件考慮其截面設(shè)計(jì)以及配筋計(jì)算。截面尺寸可考慮《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]4.3.6條中的相關(guān)構(gòu)造要求，配筋按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]中的相關(guān)公式進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)滿足配筋的構(gòu)造要求。本設(shè)計(jì)，冠梁的寬度取1.2m，高度取0.8m，根據(jù)冠梁的受力情況，可以把冠梁受力情況簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)支梁，看作受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算。（如下圖1.5所示）：圖1.5冠梁受力圖內(nèi)力設(shè)計(jì)值可采用《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》[9]3.1.7條所給公式進(jìn)行表示，即：則有：正截面受彎承載力驗(yàn)算冠梁的正截面受彎承載力可根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]相關(guān)規(guī)定進(jìn)行驗(yàn)算，具體如下：(1.14)上式中混凝土受壓區(qū)高度根據(jù)力的平衡條件確定，即：(1.15)混凝土受壓區(qū)高度應(yīng)符合下列條件：通過(guò)計(jì)算，結(jié)合《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[11]9.2.1的相關(guān)規(guī)定，本設(shè)計(jì)使用C30混凝土，保護(hù)層厚度取35mm，取10根直徑為20mm的HRB400鋼筋作為縱向受力筋布置于冠梁受拉一側(cè)，4根直徑為10mm的HRB400鋼筋布置于冠梁受壓一側(cè)。由于未使用預(yù)應(yīng)力受力筋，、都為0。則有故取結(jié)論：冠梁正