基坑支护设计计算书

1、桩 锚 设 计 计 算 书一、计算原理1.1 土压力计算 土压力采用库仑理论计算1.1.1 主动土压力系数1.1.2 被动土压力系数 1.1.3 主动土压力强度1.1.4 被动土压力强度 1.2 桩锚设计计算1.2.1单排锚杆嵌固深度按照下式设计计算：式中，hp为合力Epj作用点至桩底的距离，Epj为桩底以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和，Tc1为锚杆拉力，hT1为锚杆至基坑底面距离，hd为桩身嵌固深度， 0为基坑侧壁重要性系数，ha为合力Eai作用点至桩底的距离，Eai为桩底以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和。1.2.2 多排锚杆采用分段等值梁法设计计算，对每一段开挖，将该段

2、状上的上部支点和插入段弯矩零点之间的桩作为简支梁进行计算，上一段梁中计算出的支点反力假定不变，作为外力来计算下一段梁中的支点反力，该设计方法考虑了实际施工情况。1.3 配筋计算公式为：钢筋笼配筋采用圆形截面常规配筋，并根据桩体实际受力情况，适当减少受压面的配筋数。式中，K为配筋安全系数，S为桩距，M为最大弯矩，r为桩半径，fcm和fy分别为混凝土和钢筋的抗弯强度，As为配筋面积，A为桩截面面积，对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2的比值，用叠代法计算As。1.4 锚杆计算1 / 141.4.1 锚杆截面积为：式中：Kb为锚杆面积安全系数，RD为所需锚杆拉力，P为锚杆抗拉强度，为锚杆与水平线之

3、间的夹角，S为桩距。1.4.2 锚杆自由段长度为：式中： H为开挖深度，A为土压力零点距坑底距离，D为桩如土深度，G为锚杆深度。 1.4.3 锚杆锚固段长度为： 式中：Km为锚杆锚固长度安全系数，Fu为锚杆的极限锚固力，Fu=Dr qs ，Dr为锚固体直径，qs为土体与锚固体之间粘结强度，为锚杆倾角。1.4.4 锚杆总长度为：1.5 支护结构稳定性验算： 1.5.1 围护结构内部稳定性验算： 按照E.Kranz等效锚墙简易算法计算，要求安全系数k1.5。计算公式如下：式中：Ks1和Ks2分别为第一、二道锚杆的稳定安全系数，Rmax1、Rmax2分别为第一、二道锚杆按照力多边形求得的最大拉力，N

4、t1、Nt2分别为第一、二道锚杆的轴向设计拉力。1.5.2 整体稳定性验算：整体稳定性验算按照Bishop法验算，要求安全系数ks1.30。式中：Wi 为土条重，ui为土条的孔隙水压力，i为土条底面与水平线的夹角，Qi为水平地震力荷载，ei为地震力荷载距滑弧圆心垂距，bi为土条宽度。1.5.3 承载力稳定性验算：承载力安全系数验算公式为：Ks为安全系数，Ks1.101.20。 式中：H为开挖深度，D为桩入土深度，q为地面超载，Nq、Nc为地基承载力系数，该系数采用Prabdtl公式计算：1.5.4 抗隆起验算：采用经验公式验算：式中：为基底隆起值（mm），一般要求<0.5H/100，H=

5、H+q/（m），H为基坑开挖深度（m），q为地面超载（KPa），D为墙体入土深度（m），C、分别为土体的粘聚力、内摩擦角和容重。二、设计计算区基坑支护设计计算书-原始数据-基坑深度桩顶距坑底距离/(m)=6.8邻土面水位距桩顶距离/(m)=15邻坑面水位距桩顶距离/(m)=15地面均布荷载/(KPa)=200桩嵌固深度安全系数=1.2桩背与土的摩擦角系数0-2/3=.6锚撑道数=1锚杆钢筋安全系数=1.5锚固长度安全系数=1.5锚杆抗拉强度/(MPa)=1470锚杆钻孔直径/(m)=.15锚杆层号 锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与水平面夹角/(°) 锚固体与土体粘结强度/(MPa)1

6、.2 15 .1土层编号 深度距桩顶距离/(m) /(KN/m3) /(KPa) /(°) 1 4.5 20 0 30 2 10 20 15 22 3 22 20 0 40 -计算结果-护坡桩设计：桩嵌固深度=5.20(m)设计桩长=12.00(m)最大弯矩点距桩顶距离=4.30(m)土压力零点距桩顶距离=7.98(m)抗滑安全系数=2.11设计最大弯矩=706.74(KN.m)桩径=800mm桩距=1.6m按圆形截面配筋: 受拉面配筋数=925受压面配筋数=722箍筋直径6.5，间距200mm加强筋直径16，间距2000mm底部隆起值=-2.34cm地基承载力安全系数=13.67锚

7、杆设计：一桩一锚锚杆水平间距=1.6(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=500.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要3束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=3.74(m)锚杆锚固段长=15.68(m)锚杆设计长度=20.00(m)锚墙安全系数k=1.92整体稳定性安全系数 Ks=1.51支 护 结 构 计 算 内 力 图区基坑支护设计计算书-原始数据-基坑深度桩顶距坑底距离/(m)=8.85邻土面水位距桩顶距离/(m)=15邻坑面水位距桩顶距离/(m)=15地面均布荷载/(KPa)=200桩嵌固深度安全系数=1.2桩背与土的摩擦角系数0-2/3=.6锚撑道数=2锚杆钢筋安全系数=

8、1.5锚固长度安全系数=1.5锚杆抗拉强度/(MPa)=1470锚杆钻孔直径/(m)=.15锚杆层号 锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与水平面夹角/(°) 锚固体与土体粘结强度/(MPa)1 .2 15 .12 4 15 .08土层编号 深度距桩顶距离/(m) /(KN/m3) /(KPa) /(°) 1 4.5 20 0 30 2 10 20 15 22 3 22 20 0 40 -计算结果-护坡桩设计：桩嵌固深度=3.39(m)设计桩长=12.50(m)最大弯矩点距桩顶距离=6.83(m)抗滑安全系数=1.45设计最大弯矩=673.13(KN.m)桩径=800mm桩距=1.

9、6m按圆形截面不均匀配筋: 受拉面配筋数=925受压面配筋数=722箍筋直径6.5，间距200mm加强筋直径16，间距2000mm底部隆起值=3.62cm地基承载力安全系数=8.54锚杆设计：第1道锚撑:三桩两锚锚杆水平间距=2.4(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=450.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要3束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=4.72(m)锚杆锚固段长=14.44(m)锚杆设计长度=20.00(m)锚墙安全系数k=1.75第2道锚撑:一桩一锚锚杆水平间距=1.6(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=540.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要4

10、束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=2.89(m)锚杆锚固段长=18.67(m)锚杆设计长度=22.00(m)锚墙安全系数k=1.65整体稳定性安全系数 Ks=1.55支 护 结 构 计 算 内 力 图区基坑支护设计计算书-原始数据-基坑深度桩顶距坑底距离/(m)=12.5邻土面水位距桩顶距离/(m)=20邻坑面水位距桩顶距离/(m)=20地面均布荷载/(KPa)=80条形荷载/(KPa)=270条形荷载距桩距离/(m)=7条形荷载宽度/(m)=16条形荷载深度距桩顶距离/(m)=5桩嵌固深度安全系数=1.2桩背与土的摩擦角系数0-2/3=.6锚撑道数=3锚杆钢筋安全系数=1.5锚固长度安全

11、系数=1.5锚杆抗拉强度/(MPa)=1470锚杆钻孔直径/(m)=.15锚杆层号 锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与水平面夹角/(°) 锚固体与土体粘结强度/(MPa)1 2.5 15 .122 6.0 15 .123 9.0 15 .1土层编号 深度距桩顶距离/(m) /(KN/m3) /(KPa) /(°) 1 2 20 10 10 2 4 20 15 13 3 10.5 20 0 30 4 16.4 20 15 22 5 22 20 0 40 -计算结果-护坡桩设计：桩嵌固深度=5.56(m)设计桩长=19.00(m)最大弯矩点距桩顶距离=11.70(m)设计最大弯矩=

12、576.79(KN.m)桩径=800mm桩距=1.7m按圆形截面不均匀配筋: 受拉面配筋数=925受压面配筋数=722箍筋直径6.5，间距200mm加强筋直径16，间距2000mm锚杆设计：第1道锚撑:三桩两锚锚杆水平间距=2.55(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=640(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要4束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=6.54(m)锚杆锚固段长=18.26(m) 锚杆设计长度=24.00(m)锚墙安全系数k=1.62第2道锚撑:三桩两锚锚杆水平间距=2.55(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=450.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要3束

13、15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=4.66(m)锚杆锚固段长=11.67(m)锚杆设计长度=20.00(m)锚墙安全系数k=1.59第3道锚撑:一桩一锚锚杆水平间距=1.7(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=540.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要4束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=3.32(m)锚杆锚固段长=17.49(m)锚杆设计长度= 22.00(m)锚墙安全系数k=1.65整体稳定性安全系数 Ks=1.68支 护 结 构 计 算 内 力 图 区基坑支护设计计算书-原始数据-基坑深度桩顶距坑底距离/(m)=12.5邻土面水位距桩顶距离/(m)=20邻坑面水位距桩顶

14、距离/(m)=20地面均布荷载/(KPa)=80条形荷载/(KPa)=270条形荷载距桩距离/(m)=4条形荷载宽度/(m)=16条形荷载深度距桩顶距离/(m)=5桩嵌固深度安全系数=1.3桩背与土的摩擦角系数0-2/3=.6锚撑道数=4锚杆钢筋安全系数=1.5锚固长度安全系数=1.5锚杆抗拉强度/(MPa)=1470锚杆钻孔直径/(m)=.15锚杆层号 锚杆距桩顶距离/(m) 锚杆与水平面夹角/(°) 锚固体与土体粘结强度/(MPa)1 3 15 .122 5 .5 15 .123 7.5 15 .084 10 15 .08土层编号 深度距桩顶距离/(m) /(KN/m 3) /(

15、KPa) /(°) 1 2 20 10 10 2 4 20 15 13 3 10.5 20 0 30 4 16.4 20 15 22 5 22 20 0 40 -计算结果-护坡桩设计：桩嵌固深度=5.94(m)设计桩长=19.00(m)最大弯矩点距桩顶距离=11.70(m)设计最大弯矩=695.05(KN.m)桩径=800mm桩距=1.65m按圆形截面不均匀配筋: 受拉面配筋数=925受压面配筋数=722箍筋直径6.5，间距200mm加强筋直径16，间距2000mm锚杆设计：第1道锚撑:一桩一锚锚杆水平间距=1.65(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=540.00(KN)锚杆与水平线的夹角

16、=15(°)需要4束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=6.34(m)锚杆锚固段长=13.47(m)锚杆设计长度=22.00 (m)锚墙安全系数k=1.61第2道锚撑:两桩一锚锚杆水平间距=3.3(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=450.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要3束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=3.92(m)锚杆锚固段长=14.23(m)锚杆设计长度= 20.00(m)锚墙安全系数k=1.55第3道锚撑:一桩一锚锚杆水平间距=1.65(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=440.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要3束15.0(75)钢绞

17、线锚杆自由段长=3.92(m)锚杆锚固段长=16.48(m)锚杆设计长度=22.00 (m)锚墙安全系数k=1.59第4道锚撑:一桩一锚锚杆水平间距=1.65(m)锚杆轴向设计拉力值Nt=540.00(KN)锚杆与水平线的夹角=15(°)需要4束15.0(75)钢绞线锚杆自由段长=2.58(m)锚杆锚固段长=19.27(m)锚杆设计长度=22.00 (m)锚墙安全系数k=1.64支 护 结 构 计 算 内 力 图土钉墙支护设计计算书一、计算原理1.1 土钉设计计算.土钉抗拉承载力计算：式中：Tjk为第j根土钉受拉荷载；Tuj为第j根土钉抗拉承载力设计值；为荷载折减系数；eajk为第j

18、根土钉位置处的基坑水平荷载标准值；sxj、szj为第j 根土钉与相邻土钉的平均水平、垂直间距；j为第j根土钉与水平面的夹角；s为土钉抗拔抗力分项系数，取1.3；dnj为第j根土钉锚固体直径；qsik为土钉穿越第i层土土体与锚固体极限摩阻力标准值；Li为第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度。土钉在滑裂面外的极限抗拔力为：式中：Lni为第j根土钉在圆弧滑裂面外穿越第i层稳定土体内的长度。1.2 各层土钉配筋计算：式中：d为土钉体的钢筋直径；Fsd为土钉的局部稳定性安全系数，取1.21.4； fyk为钢筋抗拉强度标准值；N为土钉的设计内力，按照下式计算：式中：为土钉的倾角；p为土钉长度

19、中点所处深度位置上的侧压力；，SV、SH分别为土钉的横向、纵向间距。1.3 土钉墙内部整体稳定性验算：K要求 K 1.3式中：n，滑动体分条数；m，滑动体内土钉数；k为整体滑动分项系数，取1.3；0为基坑侧壁重要性系数；wi为第i分条土重；bi为第i分条宽度，cik和ik分别为第 i分条滑裂面处的固结不排水快剪指标；i为第i分条滑裂面处中点切线与水平面夹角；j为土钉与水平面的夹角；Li为第i分条滑裂面处弧长；s为计算滑动体单元厚度；Tnj为第j根土钉在滑节面外的极限抗拔力。1.4 土钉墙支护外部稳定验算：1.4.1 抗滑移验算抗滑移安全系数为：>1.3式中：Eax为主动土压力对

20、挡土墙的水平力（KN），q为地面荷载（KPa），H为土钉墙计算高度（m），Ka为主动土压力系数。F为抗滑力（KN），B为土钉墙计算宽度（m），一般取土钉平均长度的11/12。1.4.2 抗倾覆验算抗倾覆安全系数为：>1.5土钉墙设计计算书-原始数据-基坑深度 /(m)=9.0放坡角度 (°)=78地面均布荷载/(KPa)=20第一排土钉距地表距离/(m)=1.0土钉水平间距/(m)=1.5土钉钻孔直径/(m)=0.11土钉抗拔出安全系数(1.3-2.0)=1.4土体滑动力矩安全系数1.5-2.0=1.6土钉编号 土钉与水平面夹角/(°) 土钉埋置深度/(m) 1 10 12 10 2.53 10 44 10 5.55 10 76 10 8.4土层编号 深度距桩顶距离/(m) /(KN/m 3) /(KPa) /(°) 1 6 20 10 10 2 8 20 15 13 3 14.5 20 0 30 -计算结果-第1排土钉长度=6.00(m)第1排土钉承受的