基坑工程桩墙式支护例题

第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】 基坑深8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，坑边满布地面超载q=10 kN/m2。地下水位以上=18 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标 c=10kPa、=8；地下水位以下 sat=18.5 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标c=12 kPa、 =15，锚杆位于地面下3 m。【求】用等值梁法求桩的设计嵌入深度D、Mmax。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】 已知H=8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，q=10 kN/m2。地下水位以上:=18 kN/m3，c=10kPa、=8；地下水位以下:sat=18.5 kN/m3，c=12 kPa、 =15，锚杆位于地面下3 m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力：临界深度z0=1.3 m1 m；, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,【例2.2】 已知H=8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，q=10 kN/m2。地下水位以上:=18 kN/m3，c=10kPa、=8；地下水位以下:sat=18.5 kN/m3，c=12 kPa、 =15，锚杆位于地面下3 m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力： 临界深度z0=1.3 m1；设临界深度在坑外地下水位以下x=z02 -1(m)，则z02=1.7 m1, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,【例2.2】 已知H=8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，q=10 kN/m2。地下水位以上:=18 kN/m3，c=10kPa、=8；地下水位以下:sat=18.5 kN/m3，c=12 kPa、 =15，锚杆位于地面下3 m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力：地面下深度z 1.7m处土所产生的主动土压力：, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,【例2.2】 已知H=8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，q=10 kN/m2。地下水位以上:=18 kN/m3，c=10kPa、=8；地下水位以下:sat=18.5 kN/m3，c=12 kPa、 =15，锚杆位于地面下3 m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（1）坑外地下水位以上主动土压力：地面超载所产生的主动土压力：坑外深度1.0 m以上，坑外深度1.0 m下，总主动土压力上述二者叠加, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,【例2.2】 已知H=8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，q=10 kN/m2。地下水位以上:=18 kN/m3，c=10kPa、=8；地下水位以下:sat=18.5 kN/m3，c=12 kPa、 =15，锚杆位于地面下3 m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（2）坑内被动土压力：坑内坑底下深度y=z-8处被动土压力：, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,【例2.2】 已知H=8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，锚杆位于地面下3 m。【解】1.采用水土合算法的荷载。（3）支护结构的荷载标准值分布如图, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】 【解】2.求反弯点位置（设反弯点在坑内坑底下深度y0=2.1m处）, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】3. 假设支护桩受力简图为简支梁（1）锚杆水平力标准值Ha1k，对反弯点取弯矩，即M=0，得Ha1k =186.0 kN/m（179.53）, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】3.假设支护桩受力简图为简支梁（2）反弯点处支座反力标准值Pd1k ，对反弯点取力平衡，即H=0, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】4. 求桩的设计嵌入深度D。设反弯点距挡土桩底tn =y2.1；被动土压力合力Epj，作用点b= tn /3，反弯点处反力反弯点以下取隔离体，对桩底取矩Mc=0则tn =6.78mD=Dmin=1.3Dmin=11.54mDmin=y+ tn = 2.1+6.78, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 板墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】 5.求桩的设计弯矩Mmax。 反弯点位置不变，荷载采用设计值。（1）锚杆水平力设计值Ha1，对反弯点取弯矩，即M=0，得Ha1k =179.53 kN/m, Ha1=224.37 kN/m, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。（2）设剪力Q=dM/dx=0的点距地面x1(m)假设8x11.7：x1=6.9 m, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。（2）设剪力Q=dM/dx=0的点距地面x1(m)假设8+2.1x18：, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。Mmax=Ha1(x1-3) 1.21/2(10.9x1-18.7)（x1-1-0.7)1/3(x1-1-0.7)1.47.61(x10.5)+5.9(x11)1/2(x11)=905.2305.668.1143.8=387.7(kNm/m), 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】5.求桩的设计弯矩Mmax。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？第1层锚杆距地面3m；第2层锚杆距地面5m 。【解】（1）荷载标准值如前述（2）反弯点位置同前述, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？第1层锚杆距地面3m；第2层锚杆距地面4.5m 。【解】（1）荷载设计值如前述（2）反弯点位置同前述, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（3）锚杆、反弯点水平力标准值1）按反弯点以上为两跨悬臂梁，视锚杆为支座计算支座反力标准值。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】【解】（4） 求桩的设计嵌入深度D。设反弯点距挡土桩底tn =y2.1；被动土压力合力Epj，作用点b= tn /3，反弯点处反力反弯点以下取隔离体，对桩底取矩Mc=0则tn =4.45mD=Dmin=1.3Dmin=8.51mDmin=y+ tn = 2.1+4.45, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（4）求最大弯矩Mmax1）按反弯点以上为两跨悬臂梁，视锚杆为支座计算支座反力设计值。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（4）求最大弯矩Mmax1）按反弯点以上为两跨悬臂梁，视锚杆为支座计算支座反力设计值。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置两道锚杆又如何？【解】（4）求最大弯矩Mmax1）按反弯点以上为两跨悬臂梁，视锚杆为支座计算支座反力设计值。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置3道锚杆又如何？【解】, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.2】若设置3道锚杆又如何？【解】, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.5锚杆设计【例2.3】锚杆设计，布置如图, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.5锚杆设计【例2.3】锚杆设计，布置如图【已知】Fh1=18.35kN/m， Fh2=208.51kN/m， Fh3=167.96kN/m。【故知】 Fh1*S=18.35*1.5=27.5kN， Fh2*S=208.51*1.5=313kN， Fh3*S=167.96*1.5=252kN。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.5锚杆设计4.锚杆设计（1）锚杆的极限抗拔承载力要求（2）锚杆的轴向拉力标准值, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.5锚杆设计4.锚杆设计（3）锚杆的极限抗拔承载力, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.5锚杆设计4.锚杆设计（3）锚杆的极限抗拔承载力, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.5锚杆设计4.锚杆设计（3）锚杆的极限抗拔承载力, 2.3 基坑工程设计,泥浆护壁成孔时，取低值并适当折减,第2章 基坑工程,2.3.5锚杆设计4.锚杆设计（4）锚杆的非锚固段长度（5）锚杆杆体的受拉承载力（6）锚杆锁定值, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算2.悬臂式支护桩计算例题【例2.3】 已知同例题2.2（基坑深8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，坑边满布地面超载q=10 kN/m2。地下水位以上=18 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标 c=10kPa、=8；地下水位以下 sat=18.5 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标c=12 kPa、 =15）。无锚杆。【求】求桩的设计长度L、及Mmax。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算2.悬臂式支护桩计算例题【例2.3】【解】1.采用水土合算法的荷载。同前。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】 【解】2.求支护桩长度1）求坑底至土压力为零点距离X（土压力为零点在坑底下深度X=2.1m处）, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】 【解】2.求支护桩长度2）求土压力为零点至桩底距离t（h=8m，x=2.1m，Z0=1.7m）, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】 【解】2.求支护桩长度2）求土压力为零点至桩底距离t（h=8m，x=2.1m，Z0=1.7m）, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】 【解】2.求支护桩长度2）求土压力为零点至桩底距离t, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】 【解】2.求支护桩长度2）求土压力为零点至桩底距离t取试算1：取t=3,f（t）=-458.210；试算4：取t=10.4,f（t） =2.60 ；【故】取t=10.5m, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】 【解】2.求支护桩长度3）支护桩长度L=h+X+1.2tX=2.1mt=10.51m, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】 【解】3.求支护桩最大弯矩Mmax（1）求土压力设计值, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】【解】3.求桩的设计弯矩Mmax。（2）设剪力Q=dM/dx=0的点距坑底y1(m)y1=7.96 m, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算1.极限平衡法【例2.3】【解】3.求桩的设计弯矩Mmax。, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算3. 钢筋混凝土护坡桩配筋计算【例题2.3】条件同【例题2.2】基坑深8 m，坑外地下水在地面下1 m，坑内地下水在坑 底面，坑边满布地面超载q=10 kN/m2。地下水位以上=18 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标 c=10kPa、=8；地下水位以下 sat=18.5 kN/m3，不固结不排水抗剪强度指标c=12 kPa、 =15，锚杆位于地面下3 m。【求】支护桩布置尺寸、配筋【已知】支护桩最大弯矩为, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算【例2.3】【解】拟用钢筋混凝土挖孔桩，取：桩径600mm、桩距900mm。则单桩承担的弯矩为1. 桩径D=600mm，取C30砼，保护层厚度c=50mm，选HRB40025纵向钢筋则：, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算【例2.3】【解】1. D=600mm，C30砼，c=50mm，【方法1】采用沿周边均匀配置纵向钢筋取1025纵向钢筋间距为100mm。AS=4900mm2可知：查教材P50，表2-1，插值得, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算【例2.3】【解】 【方法1】 采用沿周边均匀配置纵向钢筋查教材P50，表2-1，插值得, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算【例2.3】【解】 【方法1】 采用沿周边均匀配置纵向钢筋, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算【例2.3】【解】【方法2】采用沿周边均匀配置1025纵向钢筋, 同【方法1】利用如下公式求解, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算【例2.3】【解】【方法2】采用沿周边均匀配置1025纵向钢筋, 同【方法1】, 2.3 基坑工程设计,第2章 基坑工程,2.3.2 桩墙式支护结构的内力、变形及配筋计算【例2.3】【解】【方法3】采用沿受压区、受拉区周边均匀配置纵向钢筋, 2.3 基