基坑设计总结

建筑基坑支护个人总结2009 3 15 基坑支 2009 q 权威 2009 10 16 基坑支护个人总结 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 目录目录 符号含义符号含义 4 基坑支护设计细则基坑支护设计细则 1 一 一般规定 1 二 设计依据 1 三 支护方案选择 2 四 支护参数确定 2 五 支护体系稳定性验算 2 六 设计内容 3 七 设计方案的编制内容 4 八 存档资料 5 基坑设计基本过程基坑设计基本过程 5 一 地质工程报告 5 二 支护形式的选取 6 三 确定基坑侧壁安全系数及重要性系数 8 四 确定基坑周围附加荷载 8 五 支护结构上的作用力 10 基坑设计计算基坑设计计算 灌注桩灌注桩 16 一 基本计算过程 16 二 抗隆起验算 23 三 内力计算和配筋 24 四 支撑的计算 29 五 下端钻孔灌注桩承载力验算 37 六 钻孔灌注桩配筋计算 以轴心受压计算 38 七 抗管涌计算 38 基坑设计计算基坑设计计算 锚杆设计锚杆设计 38 一 注意事项 38 二 锚杆轴向受拉承载力设计值 39 四 锚杆杆体的截面面积 40 五 锚杆自由段长度 lf 40 六 土钉总长度计算 41 七 土层锚杆整体稳定性验算 41 基坑设计计算基坑设计计算 土钉土钉 42 一 工程地质情况及土压力计算按照前面计算方法来计算 42 二 仅需要计算处主动土压力 不需要计算出被动土压力 42 三 土钉长度的计算 42 四 单根土钉抗拉承载力计算应符合 44 五 计算各层土钉破裂面内长度 fi l 44 六 土钉总长度计算 44 七 土钉的配筋计算 44 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 八 抗滑移验算 45 九 土钉抗拉强度验算 46 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 十 抗倾覆验算 46 十一 喷射混凝土面层计算 48 十二 土钉端部槽钢计算 48 十三 土钉墙设计及构造应符合下列规定 51 基坑设计计算基坑设计计算 水泥重力式挡土墙水泥重力式挡土墙 52 参数附录参数附录 52 混凝土受压等效矩形应力图系数 52 相对界限受压区高度和截面最大弯矩抵抗据系数 52 土钉与锚杆的区别 53 水土分算法和水土合算法 54 水土合算 54 水土分算 55 多轴深层搅拌机与 SMW 工法 56 海拔 吴淞标高 与 黄海标高 有什么区别 57 附录正截面受弯承载力计算 57 基坑降水设计计算基坑降水设计计算 59 附录 F 基坑涌水量计算 61 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 符号含义符号含义 抗力和材料性能抗力和材料性能 Gk 土的粘聚力标准值 k 土的内摩擦角标准值 e 土的孔隙比 k 土的渗透系数 w 土的天然含水量 r 土的重力密度 简称土的重度 rk 水泥土墙的平均重度 fcsk fcs 水泥土开挖龄期轴心抗压强度标准 值 设计值 m 地基土水平抗力系数的比例系数 fck fc 混凝土轴心抗压强度标准值 设计 值 fcmk fcm 混凝土弯曲抗压强度标准值 设 计值 fyk fpyk 普通钢筋 预应力钢筋抗拉强度标 准值 fy fy 普通钢筋的抗拉 抗压强度设计值 fpy fpy 预应力钢筋的抗拉 抗压强度设计 值 epjk 基坑开挖面下 j 点水平抗力标准值 Kpi 第 i 层土被动土压力系数 kTi 第 i 支点的支点刚度系数 弹簧 系数 ksi 基坑开挖面以下土体弹簧系数 Nu 锚杆轴向受拉承载力设计值 作用和作用效应作用和作用效应 eajk j 点水平荷载标准值 Kai 第 i 层土主动土压力系数 Mc 弯矩计算值 Vc 剪力计算值 Tcj 第 j 层支点力计算值 N 轴向力设计值 M 弯矩设计值 V 剪力设计值 Td 锚杆或内支撑支点力设计值 几何参数几何参数 sa 排桩中心距 h 基坑开挖深度 hd 支护结构嵌固深度设计值 d 桩身设计直径 b 墙身厚度 A 桩 墙 身截面面积 计算系数计算系数 r0 建筑基坑侧壁重要性系数 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 1 基坑支护设计细则基坑支护设计细则 QB JB01 2 一 一般规定一 一般规定 1 1本基坑支护设计细则主要针对桩锚支护体系和土钉墙支护体 系 当采用其它支护体系时 可参考有关规定 1 2基坑支护设计中的坑边垂直 水平荷载的选择 支护结构的 选型与计算应严格执行国家有关规范 1 3本基坑支护设计细则是指在设计过程中必须执行的步骤和对 设计成果的标准化要求 1 4基坑支护设计属动态设计 应在施工过程中根据地质条件 环境条件的变化 对设计方案进行优化 二 设计依据二 设计依据 2 1有关规范标准 2 2场地工程地质勘察报告 2 3建筑物基础平面图及设计 甲方要求 2 4相临建筑物基础图 基坑附近地下管网分布图 2 5调查了解各管网的渗漏水情况 2 6场地附近已有岩土工程设计施工经验 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 2 三 支护方案选择三 支护方案选择 3 1基坑支护方案的选择应认真分析工程场地的岩土工程特点 结合基坑开挖深度 基坑周边荷载 周边环境 以及基坑安全等级 基坑位移对主体结构和周位环境的影响程度来选择经济 安全 合 理的基坑支护方案 3 2基坑常用的支护体系 a 钢筋混凝土悬臂桩支护体系 b 锚杆 钢筋混凝土桩支护体系 c 土钉墙支护体系 d 桩 锚杆 土钉等组合支护体系 四 支护参数确定四 支护参数确定 4 1依据地质资料综合分析 当土层差异不大时 抗剪强度指标 可采用各土层指标的厚度加权平均值 4 2可根据已有工程资料进行反縯分析 并结合工程确定参数 4 3参数的确定应考虑地下水位的变化 冬雨季对边坡土体强度 的影响 以及地下管网的渗漏 坑边动荷载等的影响 五 支护体系稳定性验算五 支护体系稳定性验算 应进行支护体系结构稳定 桩身强度 锚杆 土钉抗拉强度的 验算 必要时应进行抗滑稳定性 抗隆起验算 以及边坡位移计算 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 3 根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的设计要求 基坑支护 应按下列规定进行计算和验算 1 基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算 计算内 容应包括 1 根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算 2 基坑支护结构的受压 受弯 受剪承载力计算 3 当有锚杆或支撑时 应对其进行承载力计算和稳定性验算 2 对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑 基坑侧壁 尚应对基坑周边环境及支护结构变形进行验算 3 地下水控制计算和验算 1 抗渗透稳定性验算 2 基坑底突涌稳定性验算 3 根据支护结构设计要求进行地下水位控制计算 即 IANGSHAN 六 设计内容六 设计内容 6 1土钉墙设计 6 1 1确定土钉墙的平面和剖面尺寸及分段施工的高度与宽度 6 1 2确定土钉的布置方式和间距 6 1 3确定土钉的直径 长度 倾角及在空间的方向 6 1 4确定土钉钢筋的类型 直径和构造 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 4 6 1 5注浆赔方设计 注浆方式 确定浆体强度指标 6 1 6面层钢筋设计及铺设方法 6 1 7喷射混凝土面层的强度及配比设计 6 1 8坡顶防护设计 6 1 9现场监测及质量控制设计 6 1 10 施工图设计及说明 6 2护坡桩设计 6 2 1确定护坡桩桩身直径 桩间距 桩顶标高 6 2 2确定护坡桩的嵌固深度 6 2 3确定护坡桩桩身强度 计算弯矩及剪力 6 2 4确定护坡桩配筋 并进行钢筋笼的构造设计 6 2 5锚杆或支撑设计 6 2 6桩顶冠梁设计 6 2 7桩间土防护设计 6 2 8冠梁以上挡土墙设计 6 2 9现场监测及质量控制设计 6 2 10 施工图设计及说明 七 设计方案的编制内容七 设计方案的编制内容 7 1概况 包扩建筑物的名称 层数 结构形式 基础埋深 长 宽形状 0 标高 场地标高等 7 2建筑场地周围环境情况 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 5 7 3场地工程地质 水文地质条件及主要岩土工程问题分析 7 4各土层岩土物理力学性质指标的选用 7 5基坑支护体系方案选择 7 6基坑支护体系设计 7 7施工工艺设计 7 8施工应注意的质量问题 7 9现场监测方案 桩 锚 钉平面图 剖面图 配筋图等 八 存档资料八 存档资料 8 1勘察资料 管线图 附近建 构 筑物有关资料 8 2拟建物结构设计图 8 3设计计算书 8 4施工图 8 5设计方案 8 6会议记录及设计交底 8 7设计计划书 设计任务书 8 8设计输入资料单 设计评审设计 设计变更 审核表设计 基坑设计基本过程基坑设计基本过程 一 地质工程报告一 地质工程报告 详细研究工程地质报告 研究基坑开挖影响范围内包括既有建 构 筑物 道路 地下设施 地下管线 岩土体及地下水体等的 基本情况 为评定基坑侧壁安全系数做基础 同时需要详细注意一 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 6 下参数 土层Ckp Ka aK Kp pK K cm s 1 1 2 2 粘聚 力系数 内摩 擦系数 重度主动土 压力系数 被动土 压力系数 渗透 系数 其中 Ka tan2 45 2 Kp tan2 45 2 a K1 p K 同时需要分析土的基本性质 地下水位 看工程是否有危险土层 二 支护形式的选取二 支护形式的选取 1 建筑基坑支护结构通常分为桩 墙 式支护体系和重力式支护体系两大类 根据不同的 工程类型和具体情况 这两大类可分成多种支护结构形式 如表所示 基坑工程支护结构类型及其特点 类型形式特 点 1 建筑基坑支护技术规程 JGJ 120 99 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 7 钢板桩 1 钢板桩系工厂成品 强度 品质 接缝精度等质量保证 可靠 性高 2 具有耐久性 可回拔修正再使用 3 与多道刚支撑结合 适合软土地区的较深基坑 4 施工方便 工期短 5 施工中需注意接头防水 以防止接缝水土流失所引起的地层塌陷 及 失稳问题 6 钢板桩刚度比排桩和地下连续墙小 开挖后挠度变形较大 7 打拔桩振动噪声大 容易引起土体移动 导致周围地基较大沉 陷 板桩式 预制 混凝 土板桩 1 施工方便 快捷 造价低 工期短 2 可与主体结构结合 3 打桩振动及挤土对周围环境影响较大 不适合在建筑密集城市 市区使用 4 接头防水性差 5 不适合在硬土层中施工 板桩式 柱桩 横列式 1 施工方便 造价低 适合开挖宽度较窄深度较浅的市政排管工 程 2 止水性较差 软弱地基施工容易产生坑底隆起和覆土后的沉降 3 容易引起周围地基沉降 地下连 续墙 1 施工噪声底 振动小 就地浇制 墙接头止水效果较好 整体刚 度大 对周围环境影响小 2 适合于软弱地层和建筑设施密集城市市区的深基坑 3 墙接头构造有刚性和柔性两种类型 并有多种形式 高质量的刚 性接头的地下连续墙可作永久性结构 还可施工成 T 型 型等 以增加抗 弯刚度作自立式结构 4 施工的基坑范围可达基地红线 可提高基地建筑物的使用面积 若建筑物工期紧 施工场地小 可将地下连续墙作主体结构并可采用逆作法 半逆作法施工 5 泥浆处理 水下钢筋混凝土浇制的施工工艺较复杂 造价较高 6 为保证地下连续墙质量 要求较高的施工技术和管理水平 水泥土搅 拌桩 1 适合软土地区 环境保护要求不高 深度不大于 7 米的基坑工程 2 施工低噪声 低振动 结构止水性较好 造价经济 3 维护挡墙较宽 一般需占用 3 4m 需占用基地红线内一部分面 积 自立式 水泥土 挡墙 高压 旋喷 桩挡墙 1 适合软土地区 环境保护要求不高 深度不大于 7 米的基坑工程 2 施工低噪声 低振动 对周围环境影响小 止水性好 3 如作自立式水泥土挡墙 墙体较厚需占用基坑红先内一部分面积 4 施工需作排污处理 工艺复杂 造价高 5 作为维护结构的止水加固措施 旋喷桩深度可达 30m 组合式 SMW 工法 1 施工低噪声 对周围环境影响小 2 结构止水性好 结构强度可靠 适合于各种土层 配以多道支撑 可适合于深基坑 3 此施工方法在一定条件下可取代作为维护的地下连续墙 具有较 大 发展前景 土钉墙 1 土钉墙是一种原位土中的加筋技术 可以边开挖边支护 流水作 业 不占独立工期 施工快捷 2 设备简单 操作方便 施工所需场地小 材料用量小 经济效果 好 3 土体位移小 采用信息化施工 放坡 自然 放坡 1 适用土质条件好 具有放坡空间的情况 2 经济效果很好 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 8 类型形式特 点 钻孔 灌注桩 1 噪声和振动小 就地浇制施工 对周围环境影响小 2 适合软弱地层使用 接头防水性差 要根据地质条件从注浆 搅拌桩 旋喷桩等方法中选用适当方法解决防水问题 3 在砂层和卵石中施工慎用 4 整体刚度较差 不适合兼作主体结构 5 桩质量取决于施工工艺及施工技术水平 施工时需作排污处理 柱列式 挖孔灌注桩 1 土层施工方便 造价较低廉 成桩质量容易保证 2 施工 劳动保护条件较差 3 不能用于地下水以下不稳定地 土钉墙 1 土钉墙是一种原位土中的加筋技术 可以边开挖边支护 流水作业 不占独立工期 施工快捷 2 设备简单 操作方便 施工所需场地小 材料用量小 经济效果好 3 土体位移小 采用信息化施工 放坡 自然 放坡 1 适用土质条件好 具有放坡空间的情况 2 经济效果很好 三 确定基坑侧壁安全系数及重要性系数三 确定基坑侧壁安全系数及重要性系数 四 确定基坑周围附加荷载四 确定基坑周围附加荷载 1 基坑外侧均布荷载 基坑外侧均布荷载 当基坑支护结构外侧地面上布满附加荷载时基坑外侧任 一深度附加竖向应力标准值可以按照下公式 q 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 9 2 基坑外侧一定距离外均布荷载 基坑外侧一定距离外均布荷载 当距离支护结构外侧 b1地表作用有宽度为 b0的条形 附加荷载时 q1时 如图 3 4 2 2 所示基坑外侧深度范 围内竖向应力标准值可以按照下列公式确定 0 1 012 jk b q bb 同时附加荷载开始作用深度范围为 2 34 01tan 45 2 hb 作用力为自 C 点开始以力向下传 作用终结点 jk 在 D 点 5 3 基坑外侧一定范围外有无限均布荷载 基坑外侧一定范围外有无限均布荷载 附加荷载开始作用深度范围 2 01tan45hb 2 01tan45hb 作用力为自 C 点开始以力向下传 没有作用终点 jk 4 楼房等建筑的经验荷载值 楼房等建筑的经验荷载值 楼房等房屋建筑可以看做是局部荷载 需要确定楼房的基础埋 深 通过基础埋深从而确定楼房的荷载传递深度 如果属于深基础 2 右图源于 建筑基坑支护规程 JGJ12 99 3 土力学 龚文慧 华中科技大学出版社 书号 ISBN978 7 5609 3929 2 4 基坑工程手册 刘建航 侯学渊 中国建筑工业出版社 p95 页 5 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 10 要看能否作用于埋置深度 如果为浅基础 那么按照一定距离外均 布荷载作用于土压力 同时荷载的作用力大小基本可以按照 N 为楼层层数15jkN 5 地面超载经验值一般取为 地面超载经验值一般取为 20Kn M3 计算周边附加荷载取周边荷载的代数和 同时要注意附加荷载时的作用深度 6 集中荷载 集中荷载 集中荷载可以参考 基坑工程手册 刘建航 侯学渊 中国建筑工业出版社 p95 页 7 坡顶地面非水平时的土压力 坡顶地面非水平时的土压力 计算土压力时 先将坡顶地面分解为水平和倾斜面 分别计算 最后在进行组合 坡顶倾斜时的土压力 1 3 1 22 22 a coscoscos coscoscos cos ze 坡顶水平时的土压力 1 3 2 aa KchzKe2 a 如图 1 3 1 时 经分解和组合 土压力为图中的阴影部分 图 1 3 1 地面非水平时支护结构上的主动土压力近似计算 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 11 五 支护结构上的作用力五 支护结构上的作用力 支护结构上的作用力包括水压力 土压力和支护结构的附加荷 载 根据其作用原理不同分为主动土压力和被动土压力 计算的时 候需要根据土质的不同分为水土合算和水土分算 1 水土分算与水土合算 水土分算与水土合算 在计算主动及被动侧压力之前需要确定土的基本性质 是属于 黏土还是粉土还是砂土 即确定是黏性土还是非黏性土 根据不同 的土的性质来确定是水土合算还是水土分算 基本确定方法是 水土分算水土分算 填土为渗透性较大的砂土 碎填土 杂填土等 水位以 下的土孔隙充满水能产生全部的净水压力作用在浸入水中的全部墙 背上 水土合算 水土合算 处于地下水位以下的透水性弱的粘性土和粉土要采用水 土合算 地下水面以上的土层全部按照水土合算来计算 2 1 主动土压力主动土压力 6粘性土 粘性土 水土合算sat j z 2anananeq kc k 水土分算satww jj zz2anananeq kc k 非粘性土非粘性土 6 计算采用梯形压力分布取深度以下的主动土压力取基坑底部的正压力 但是三角形压力分布以所处的位 置以上的主用土压力 并非基坑底部以上的部分 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 12 水土合算sat j z 2anananeq kc k 水土satww jjwujwuwuai z z h m hK 2anananeq kc k 分算 其中 w j wu m 1 sat j wu jjj wuwu z h zhzzhh hhhh 饱和土重度 水重度 计算点深度 基坑外侧水位深度 计算参数 当时 取 当时取 计算参数 当时 取 当是取零 2 2 被动土压力被动土压力 粘性土粘性土 水土合算 sat j z 2pnpnpneq kc k 水土分算 satww jjw z z h 2anananeq kc k 非粘性土非粘性土 水土合算 sat j z 2anananeq kc k 水土分算 satww jjwupn zz h 1 k 2pnpnpneq kc k 但是在分层土上应该有不同的计算方法 仅以水土合算为例 在层土的顶面计算是 1 水土合算 1112aaaeqkc k 上 水土合算 1112pppeqkc k 上 层土的底面计算是 1 水土合算 1sat111h 2aaaeq kc k 下1 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 13 水土合算 1sat111h 2pppeq kc k 下1 层土的顶面计算是 2 水土合算 2sat122h 2aaaeq kc k 上1 水土合算 2sat122h 2pppeq kc k 上1 层土的底面计算是 2 水土合算 2sat1sat222h h 2aaaeq kc k 下12 水土合算 2sat1sat222hh 2pppeq kc k 下12 以下历次类推 但是在基坑底部以下按照矩形向下延伸 同时 需要根据土的类型及地下水位来确定是水土分算还是水土核算 计 算时以基坑底部受到的力按照系数换算来计算 同时根据公式定义 可以得到在基坑地面以下的主动土压力只需要计算基坑底面以上土 的受力情况 不用计算基坑地面以下的深度 来计算下层不同土层 的主动土压力 在基坑底部以下的主动土压力呈矩形分布 注意 当基坑开挖面以上的主动土压力标准值小于零时 应取零 确定第 i 层土的合力大小及作用点位置 合力大小 Eai 三角形或者梯形面积 作用点距离本层土底部高度 为三角形或者梯形的形心处 三角形形心 HX 梯形的形心 HX i 1 h 3 ii ii i 12e e h 3e e 上下 上下 3 确定净土压力 确定净土压力 在基坑开挖面以下需要计算净土压力 从而确定土压力零点位置净 土压力的计算为 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 14 e epi eai 4 土压力零点位置 土压力零点位置 在计算的时候很多情况需要确定基底面以下的土的合力情况 同时 确定零点位置对以后计算有很大方便之处 如果主动土压力和被动 土压力在基础底面上存在以下情况那么就按照以下情况设计 主动土压力被动土压力 土压力零点位于基坑底部以下 1 主动土压力被动土压力 土压力零点位于基坑底部与桩的交叉 2 点 主动土压力 被动土压力 土压力零点位于基坑底部与桩的交叉点 3 大多数情况为主动土压力被动土压力 土压力零点位于基坑底部 以下 计算方法如下 上 下 下 上 上 下 净上 净下 E H1 Ea2 H2 零点C 基坑底面 土压力零点的位置可以计算得到 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 15 或者5 e xH ee 上 上上5 ex exH 上 上 5 等值梁法 假定铰法 简介 单层指点 等值梁法 假定铰法 简介 单层指点 如 ab 梁一端固定 一端简支 弯矩图的正负弯矩在 c 点转折 若将 ab 梁在 c 点切断 并在 c 点置一自由支承 形成 ac 梁 则 ac 梁上 的弯矩将保持不变 则称 ac 梁为 ab 梁上 ac 段的等值梁 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 16 用等值梁计算板桩 先要知道正负弯矩的转折点的位置 因板桩地 面下土压力等于 0 的位置 接近正负弯矩的转折点 为简化即用土 压力等于 0 的位置代替它 基坑设计计算基坑设计计算 灌注桩灌注桩 一 基本计算过程一 基本计算过程 1 悬臂梁的计算 悬臂梁的计算 悬臂式结构由于基坑开挖面以下不存在支点 致支点结构绕脚 端的转动可能成为主要破坏形式 因此假设悬臂式支护结构的嵌固 深度可以由绕结构端部转动的平衡条件来决定 嵌固深度设计值可以按照合理点全部对桩底部取矩 且弯矩为 0 同时考虑安全系数及基坑侧壁安全系数所以结构嵌固深度设计值 hd宜按下式确定 如下图 hp Epj 1 2r0ha Eai 0 式中 Epj 桩 墙底以上基坑内侧各土层水平 抗力标准值 epjk的合力之和 hp 合力 Epj作用点至桩 墙底的距离 Eai 桩 墙底基坑外侧各土层水平荷载 标准值 eaik的合力之和 ha 合力 Eai作用点至桩 墙底的距离 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 17 2 单层支点支护结构 单层支点支护结构 2 1 浅埋式桩基算浅埋式桩基算 当入土深度较浅时 桩上端为简支下端为自由支撑 当假定上 端为简支 下端为自由支撑时 计算相当于单跨简支梁 下端为自单跨简支梁 下端为自 由支撑时 两端的弯矩为零 由支撑时 两端的弯矩为零 锚固土体特别软弱或者入土较浅 或者按照下式计算 4 ho ho桩墙的计算嵌固深度 桩墙的横向变形系数可以按照下 式计算 5 o mb EI 桩侧地基土横系那个抗力系数延 m 深度变化的比例系数参见右表 7 桩墙抗弯刚度 EI 撞墙的计算宽度可以按照以下方法计算得到 bo 对于地下连续墙 1 0 o bm 对圆形桩当直径 1 0 9 1 50 5 1 0 9 1 o dbdm dbodm 对方形桩当边长 1 1 50 5 1 1 o o bbbm bbbm 当 s 为桩中心局 时取 0 bs 0 bs 7 建筑桩基技术规范 JGJ94 94 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 18 2 2 深埋式桩计算深埋式桩计算 深埋式单支点由于埋置深度较大 桩底部可以看做是固结的超 静定结构 所以按照按照等值梁法等值梁法计算单支点结构 为简化计算 假定土压力为零的位置近似为反弯点 计算步骤如下 计算土压力 画出计算见图 计算土压力位零点 C 位置求出 x 由求出支点反力 Tcl Kn m c0M 4 嵌固深度设计值 hd可按下式确定 图 4 1 1 3 hp Epj Tcl hTl hd 1 2r0ha Eai 0 计算方法二 计算土压力零点反弯点处计算方法二 计算土压力零点反弯点处 c P 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 19 8 caii pET 上上上上上 桩长计算 桩长计算 设基底下为 y m嵌固深度 然后以零点一下的全部净土压力 和反弯点力全部对桩底 D 取矩 计算得到的即为桩在土压力 零点以下的长度 3 多层支点支护结构 多层支点支护结构 3 1 计算方法一计算方法一 水平支点计算模型有以下假设 1 基坑开挖面以下的土压力位零点为转动点 保持此点的力矩平衡 以求各层水平支点力 2 假设下层开挖不影响上层计算水平支点力 计算步骤如下 1 假定土压力强度 0 点 C 为弯矩 0 点 2 对 C 点取矩 开挖到第 2 道支撑底标高 得第 1 道支点的支点力 然后往下开挖到坑 底 假定第 1 道支点的支点力不变 再对 C 点取矩 得第 2 道支点 的支点力 以此类推 3 考虑安全系数 取 C 点以下至桩底的部分桩为研究对象 C 点以 下主动区合力 C 点不平衡的剪力 被动区合力对桩底取矩平衡 计算出嵌固深度 8 基坑工程手册 刘建航等 中国建筑工业出版社 p332 C Pc epy D 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 20 注 此方法即分段等值梁法 国家规范中采用过桩墙底的圆弧 滑动法来计算嵌固深度 对每道支点取矩 不平衡的土压力就为此 道支点受力 然后假定本道支点力不变 计算下一道支点的力 嵌固深度计算 l ppjclTd0aai hE T h h 1 2r hE0 d h 多层支点排桩 地下连续墙嵌固深度设计值 hd宜按 建筑基坑 支护技术规程 附录 A 圆弧滑动简单条分法确定 3 2 计算方法二计算方法二 水泥土墙 多层支点排桩及多层支点地下连续墙嵌固深度计算 h0 宜按整体稳定条件采用圆 弧滑动简单条分法确定 图 A 0 1 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 21 A 0 3 粘聚力系数 应按下式确定 ck rh A 0 3 式中 r 土的天然重度 A 0 4 嵌固深度设计值可按下式确定 hd 1 1h0 A 0 4 式中 h0 根据本规程第 A 0 1 条或第 A 0 2 条计算的嵌固深度 嵌固深度系数 n0 表 地面超载 q0 0 表 A 0 2 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 22 4 支护桩长度计算 支护桩长度计算 支护桩长度 d lhh 在这里不用再考虑规范建议的 1 2 倍的 基坑地面以下嵌固深度 d h 因为在计算弯矩的时间已经将 1 2 倍考虑进去了 5 注意事项 注意事项 当按上述方法确定的悬臂式及单支点支护结构嵌固深度设计值 hd 0 3h 时 宜取 hd 0 3h 多支点支护结构嵌固深度设计值小于 0 2h 时 宜取 hd 0 2h 9 当基坑底为碎石土及砂土 基坑内排水且作用 有渗透水压力时 侧向截水的排桩 地下连续 墙除应满足本章上述规定外 嵌固深度设计值 9 参考于 建筑基坑支护规程 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 23 尚应满足式抗渗透稳定条件 hd 1 2r0 h hwa 二 抗隆起验算二 抗隆起验算 当基坑底为软土时 应按以下两种条件验算坑底土涌 起稳定性 1 因基坑外的荷载及由于土方开挖造成的基坑 内外的压差 使支护桩端以下土体向上涌土 可按下 式和图进行验算 10 qth tNc D 0 式中 Nc 承载力系数 Nc 5 14 0 由十字板试验确定的总强度 kPa 土的重度 kN m3 D 入土深度部土隆起抗力分项系数 1 4 t 支护结构入土深度 m h 基坑开挖深度 m q 地面荷载 kPa 2 考虑支护墙弯曲抗力作用的基坑底土体向上涌起 可按下式和图 2 3 1 b 验算 2 3 2 2 2 0 h thq tdM p 式中 Mp 基坑底部处支护桩 横墙截面抗弯弯矩标准值 kN m h 基坑底部处土隆起抗力分项系数 h 1 3 Prantle 公式 建筑基坑工程技术规范 YB9258 97 冶金部 1 2 rDNqcNc Ks r hDq 其中 D t Terzaghi 理论上要求 KS1 15 1 25 10 南京地区建筑地基基础设计规范 DGJ32 J 12 2005 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 24 2 3 tan 42 1 q 2 cos 45 2 e N 1 1 tan NcNq Pranttle 理论上要求 KS1 1 1 2 2tan qtan 45 2 Ne 1 1 tan NcNq 其中 为桩底部土的内摩擦角系数 三 内力计算和配筋三 内力计算和配筋 0 弹性支点法计算简图 弹性支点法计算简图 1 构造要求 构造要求 悬臂式排桩结构桩径不宜小于 600mm 桩间距应根据排桩受力及桩 间土稳定条件确定 排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接 冠梁宽度 水平方向 不 宜小于桩径 冠梁高度 竖直方向 不宜小于 400mm 排桩与桩顶 冠梁的混凝土强度等级宜大于 C20 当冠梁作为连系梁时可按构造配 筋 基坑开挖后 排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面 砖 砌等处理方法 当桩间渗水时 应在护面设泄水孔 当基坑面在实 际地下水位以上且土质较好 暴露时间较短时 可不对桩间土进行 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 25 防护处理 悬臂式支护结构计算 悬臂桩支护结构的土压力零点为结构断面的最大剪力 但是此处并 不是弯矩最大处 最大的弯矩在剪力为零处 所以需要对支点以下 桩求合力 计算出零点高度 然后零点以上所有主 piai EE 动和被动压力全部对此点取矩 具体原理参照等值梁法 此处的弯 矩只用来计算悬臂桩的配筋 2 单支点支护结构计算 单支点支护结构计算 单支点支护结构计算桩墙弯矩时有三个峰值 分别位于支撑点 A 支撑点 A 与土压力零点 C 之间的 V 剪力为零处 和土压力零点以 C 以下到 D 剪力为零处 三者中的最大值即为桩墙的最大弯矩 分别在弯矩最大处对以上的支点力 主动土压力被动土压力对剪力 为零点取矩 Aaiai ME Y 1ACaiaipj ME YTY 1CDaiaipjpipi ME YTYE Y 其中 分别为此点的弯矩值 当对支护结构进行计 AC M A M CD M 算时取三者中的最大值 Yai ypi 分别为主动土压力和被动土压力对 弯矩点的高度值 T1 为支点反力 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 26 支护结构内力计算值可按下列规定计算 1 悬臂式支护结构弯矩计算值 Mc 及剪力计算值 Vc 可按下式 计算 Mc hmz Emz haz Eaz Vc Emz Eaz 式中 Emz 计算截面以上根 据本规程第 B 0 2 条确定的基坑内侧 各土层弹性抗力值 mb0 z hn y 的 合力之和 hmz 合力 Emz作用点至计算 截面的距离 Eaz 计算截面以上根据本规 程第 B 0 2 条确定的基坑外侧各土层 水平荷载标准值 eaikbs 的合力之和 haz 合计 Eaz作用点至计算 截面的距离 3 多支点支护结构计算 多支点支护结构计算 多支点支护结构的计算采取分层计算方法 弯矩的峰值有多个 其 中分别在各个支护点之间的剪力为零处 求出各个剪力为零的位置 然后计算该点以上全部的主动力被动里还有支点力对该点的取弯矩 值 如果拆撑的话需要重新计算内力及弯矩值 从而在拆撑时能确保找 到最大的弯矩值 拆撑时如果为悬臂结构 需要计算悬臂弯矩值 支点支护结构弯矩计算值 Mc 及剪力计算值 Vc 可按下式计算 Mc Tj hj hc hmz Emz haz Eaz Vc Tj Emz Eaz 式中 hj 支点力 Tj至基坑底 的距离 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 27 hc 基坑底面至计算截面的距离 当计算截面在基坑底面以上 时取负值 4 计算前注意事项 计算前注意事项 结构内力及支点力的设计值应按下列规定计算 1 截面弯矩设计值 M M 1 25r0Mc 式中 Mc 截面弯矩计算值 2 截面剪力设计值 V V 1 25r0Vc 式中 Vc 截面剪力计算值 3 支点结构第 j 层支点力设计值 Tdj Tdj 1 25r0Tcj 式中 Tcj 第 j 层支点力计算值 5 桩体配筋 桩体配筋 钻孔灌注桩配筋计算按照 钢筋混凝土规范 中的圆形截面对称 配筋情况的公式 钻孔灌注支撑桩的受力钢筋一般要求眼圆截面周 边均匀布置 且不小于 6 根 计算原理为偏心受压 sinsin sin 3 2 33 t ssyc rAfrfM 11 bbb625 0 5 0 75 0 1 75 0 1 2 12 sin2 1 0 2 cmtys fAf A ysc bKfAfA 225 1 t 其中 fc混凝土轴心抗压强度 r 桩半径 fy钢筋抗拉强度 AS全部 11 来源于 基坑工程手册 刘建航 侯学渊主编 P598 页 12 来源于 基坑工程手册 刘建航 侯学渊主编 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 28 钢筋截面积 A 混凝土桩截面面积 对应受压区混凝土界面面积 与的比值 均匀配筋截面容许弯矩设计值 13 400500 8 16 7298 8 18 88121 8 20 106145 10 18 107147 10 20 128177 10 22 151209 12 20 150208 12 22 177245 12 25 306 14 20 220238 14 22 280 14 25 280 16 20 267 16 22 315 16 25 393 均匀配筋截面容许弯矩设计值 14 600 mm700mm800 mm900 mm1000 mm1200 mm 8 20 185225 8 22 220268316 8 25 276338400 10 20 226276326 10 22 268328388 10 25 337413490 12 20 267326385 13 来源于 基坑工程手册 刘建航 侯学渊主编 P599 页 14 来源于 基坑工程手册 刘建航 侯学渊主编 P600 601 页 桩 桩 径 径M M 配 配筋 筋 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 29 12 22 316387459530 12 25 395486578670 14 20 306374444513 14 22 362444527611694 14 25 453558664771878 16 20 344422501580695 16 22 407500595690785 16 25 509628748870992 18 20 381469557646734 18 22 451556661768875 18 25 5646978319681105 20 20 418515613711809 20 22 4956107278459631210 20 25 618764913106412151521 22 20 4555616677758331099 22 22 53866479292110511312 22 25 672831994115813251660 24 20 4916057338399561192 24 22 58071685599611371421 24 25 7258971073125214331797 26 20 52765077590210291283 26 22 622769919107012231530 26 25 7779621152134515401938 28 20 56269482894611001374 28 22 663621981114413081638 28 25 82510271230143616452068 6 配筋构造配筋构造 最小配筋率为 0 42 主保护层厚度不应小于 50mm 钢筋箍筋 采用 钢筋 6 8 螺旋筋 间距一般为 200 300mm 每隔 1500 2000mm 应布置一根直径不小于 12mm 的焊接加强箍筋以增 加钢筋笼的整体刚度 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 30 四 支撑的计算四 支撑的计算 1 基本要求 基本要求 支撑体系结构构件内力可按下列规定计算 1 支撑体系 含具有一定刚度的冠梁 或其与锚杆混合的支 撑体系应按支撑体系与排桩 地下连续墙的空间作用协同分析方法 计算支撑体系及排桩或地下连续墙的内力与变形 2 支撑体系竖向荷载设计值应包括构件自重及施工荷载 构 件的弯矩 剪力可按多跨连续梁计算 计算跨度取相邻立柱中心距 3 当基坑形状接近矩形且基坑对边条件相近时 支点水平荷 载可沿腰梁 冠梁长度方向分段简化为均布荷载 水平荷载设计值 应支点水平力设计值确定 对撑构件轴向力可近似取水平荷载设计 值乘以支撑点中心距 腰梁内力可按多跨连续梁计算 计算跨度取 相邻支撑点中心距 2 计算步骤 计算步骤 立柱桩上由于主动土压力在水平方向计算跨度内最大长度的土压力 计算 其中 对称为 1 1 25 o o lo NrTl 对位计算跨度长 一般取两个对称之间的间距 角撑为 1 1 25 sin oo NrTl 角为角撑角度 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 31 联系梁自身单位长度重量 25n m 1 225 K qbh 为混凝土重度最后单位 施工荷载一般取值为 5Kn m 由于计算模型是偏心轴心受压 所以要找出受到的弯矩值 自重产生的弯矩值 2 11 1 10 Mql 施工荷载产生的弯矩值 2 22 1 10 Mq l 施工过程中支撑偏心产生的弯矩值 3 0 02max MNN 对角 如果为钢支撑则需要计算在安装过程中产生的偏心弯矩作用 偏心 距一般可取支撑计算长度的 1 1000 总弯矩值 1 n i MM 3 偏心判断 偏心判断 o M e N ioa eee 其中ea为附加偏心距 取偏心方向截面尺寸的1 30和20m m 中较大者 1 0 5fcA N 22 1 150 01151 0 oo ll hh 当时取 偏心距增大系数 2 o 12 1 1 1400 i o l e h h 通过验证偏心距 0 3 0 30 3 eiho eihoeiho 与大小关系来判断大偏心还是小偏心 如果为大偏心 如果为小偏心 大小偏心计算来计算配筋 小偏心计算小偏心计算 1 1 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 32 方法一 2 h eeias 1 1 sy b f 2 cyb 2 is h eea b b o x h o x h 由力的平衡可以得到以下公式 1 ucysss Nf bxfAA 1 2 ucoysos x N ef bx hfAha 1 2 ucsos x N ef bxa ssA ha 当时无论赔多少钢筋总是不屈服 如果这样的话那么就可 bcy 以按照最小配筋率来配筋可以假定 1 0 5 5 soaco s o Nhaeef bh ho h A f y ha 方法二 计算下列参数 0 002 o h h o a h i o e h 1 1 1 y cob f a fh 1co N f bh 利用公式 15 0 5 05 0 21 1 2 1 1 2 00011 01 1 1010 2 h e h a bhf N h a f f h a f f h a i cb c y bc y 求出 通过 1 2 1 0 5 co s yo Nef bh A fha 15 引用于 邓府巷基坑设计 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 33 大偏心计算 2 力的平衡方程为 其中符号同前 1 1 2 cysys cysos Nuf bxfAf A x Nuef bx hofAha 如果已知截面尺寸 bxh 混凝土等级 钢筋种类 轴向力设计值 N 和弯矩设计值 M 长细比 求钢筋的截面面积及 AS A S 为了使钢筋用量最小 取故 bbo xxh 11 0 5 0 5 cbobcbob s yosyos Nef bx hxNef bh A fhafha 1 y co ss yy f f bhN AA ff 钢筋配筋率的关系 0 6 5 0 2 ssss AAAA 4 平面外轴压计算 平面外轴压计算 计算配筋率 计算长细比 L0 b 求出参数 具体查表可以参考钢筋混凝土结构书 16 由公式 max 0 9 cys Nf Af AN 5 圈梁计算 圈梁计算 在一层圈梁的计算取值上取 T 确定圈梁尺寸 混凝土等级 支撑间 距 角撑间距 有八字支撑的也要考虑在内 计算抗弯计算长度 16 钢筋混凝土结构 中国建筑工业出版社 P129 页 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 34 由圈梁计算中按照连续梁的计算方法可以得到 max2 1 1 251 25 12 oo MrMrql max1 251 25 2 oo ql VrVr 其中当圈梁顶端和水平支护在同一高度则 1 1 qT 当圈梁顶端和水平支护不在同一高度则为圈梁顶端高度受到的主 2 动土压力 另外 为计算抗弯长度l 考虑单筋矩形截面受弯承载力正截面计算 1 如果已知可以直接用公式 cy fbhMf 2 1 1 2 c soo yc f bM Ahh ff b 2 笨拙的方法是 1 s co M f bh 11 2 s 0 5 11 s rs 最后用求得钢筋截面面积 y so M As f rh 3 和第一种方法类似但是麻烦一点 求出以后求出 再有单筋矩形截面正截面受弯承载力计算中的 s 带入即可得到以下公式 1cys f bxf A 111 ccoco s yyoy f bf b h xf bh Ax ffhf 抗弯设计 已知剪力最大值由于是均布力 必须符合最小截面尺寸 max V 当应满足 1 4 w h b 0 25 co Vf bh 当时应满足 2 6 w h b 0 2 co Vf bh 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 35 是否需要进行箍筋加强就要看0 7 o ftbhV与之间的关系 如果 sv 0 7 to f bhV t yv f 则需要构造配筋但是需要满足最小配筋率 0 24 f 所有符号意义与混凝土结构0 7 to f bhV 则计算配筋0 71 25 sv toyvo nA Vf bhfh s 相同 6 立柱桩计算 立柱桩计算 支撑构件的受压计算长度可按下列方法确定 1 当水平平面支撑交汇点设置竖向立柱时 在竖向平面内的 受压计算长度取相邻两立柱的中心距 在水平平面内的受压计算长 度取与该支撑相交的相邻横向水平支撑的中心距 当支撑交汇点不 在同一水平面时 其受压计算长度应取与该支撑相交的相邻横向水 平支撑或联系构件中心距的 1 5 倍 2 当水平平面支撑交汇点处未设置立柱时 在竖向平面内的 受压计算长度取支撑的全长 3 钢支撑尚应考虑构件安装误差产生的偏心弯矩作用 偏心 距可取支撑计算长度的 1 1000 钢结构立柱钢结构立柱 1 1 确定下端混凝土灌注桩的孔径 立柱间距 立柱强度验算需要以下参数 17 格构特征系数 A 立柱计算长度 立柱角钢的 i 由查表得到 18 l i 17 具体参照 材料力学计算原理 18 建筑基坑支护个人总结2009 3 15 36 立柱上力的计算 上端对称或者角撑支撑力 N1 1 联系梁的重量 N2 2 规范上规定使支撑纵向稳定所需要的水平压力的竖向力取 3 0 1Ni Ni为第 i 层交汇于本立柱的最大支撑轴力设计值 则立柱内 力宜根据支撑条件按空间框架计算 也可按轴心受压构件计算 轴 向力设计值可按下列经验公式确定 12 0 1NNNNi 各层水平支撑间的立柱受压计算长度可按各层水平支撑间距计算 最下层水平支撑下的立柱受压计算长度可按底层高度加 5 倍立柱直 径或边长 计算是满足要