两道支撑基坑支护手算过程

1、精选优质文档-倾情为你奉上第二章 支护结构设计计算该基坑开挖深度为12.012.3m，基坑所在场地土层分布除西北角出现3层外其余分布较均匀。根据周边环境、基坑挖深情况和地表可能的超载分别取J1、J7、J44、J18勘探孔对围护结构内力及稳定性进行计算；支撑系统按照作用有周边最大的分布力计算。基坑周边环境较为复杂，超载按照下表取值。表2-1 超载取值表计算点一般超载建筑物超载备注J125桩基入岩、其余临近道路J725建筑物桩基进入砂粒层J442090J182060 本设计±0.000按照结构±0.000选取，相当于吴淞高程+11.600m。该场地较为平坦，自然地面相对标高为-

2、0.500-0.800m。根据该基坑所处的位置及周边环境情况，基坑侧壁安全等级为一级，基坑重要性系数取1.1。计算时所用土压力系数见下表。表2-2 计算土压力采用参数土层编号及名称主动土压力系数被动土压力系数水土计算1杂填土0.52801.8940合算2素填土0.62631.011.59849.55合算1粉质粘土0.56839.491.76169.54合算2粉质粘土淤泥质粉质粘土0.60631.761.6552.41合算3粉质粘土0.56839.181.76169.01合算4粉质粘土0.54856.232.622102.71合算注：以上土压力系数均未考虑桩与土体的摩擦作用，将其作为安全储备考虑

3、。 2.1支护结构设计计算 2.1.1 J1勘探孔处支护体计算该区段基坑底标高为-12.800m，自然地面标高为-0.800m，基坑挖深为12.000m。圈梁顶面标高为-1.500m，一层支撑轴线标高为-1.900m，二层支撑中心轴线标高为-7.900m。该孔位靠近城市交通要道中山东路超载取q0=25kPa,手算时圈梁顶面以上土体按照超载计算，超载q25+18.0×0.6+19.0×0.137.7kPa。 地下水位位于自然地面下0.5m。 表2-3 土层厚度一览表土层111234厚度（单位：m）0.62.01.817.110.5（1）第一层支撑轴力计算（开挖至-8.400m

4、处）1）主动土压力计算圈梁顶位于-1.500m处，第一层支撑位于-1.900m处。 2）被动土压力计算3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层土压力合力及作用点位置图2-1 J1勘探孔土压力分布示意图5）支撑轴力R1主动土压力对d点的弯矩经计算为：根据d点的弯矩得：（2）第二层支撑轴力计算（开挖至-12.800m处）1）主动土压力计算 2）被动土压力计算 3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层土压力合力及作用点位置图2-2 J1勘探孔土压力分布示意图5）支撑轴力R主动土压力对d点的弯矩经计算为： 根据d点的弯矩得：（

5、3）桩长计算设桩端进入3层x米，则 整理得 试算得 取x=6.0m。桩体有效长度（至圈梁底部起算）为：10.5+9.5+6=26.0m 取L=26.0m。（4）最大弯矩1）R1与R2之间最大弯矩 令，计算得剪力零点位于2层顶面以下0.938m，对该点求距即是要求得最大弯矩，其最大值为： =208.0kNm/m 2）R2与反弯点之间最大弯矩 令，即，计算解得剪力为零点位于2层内6.0m，该位置处桩体得最大弯矩为： =611.06kNm/m3）反弯点下最大弯矩设剪力零点位于开挖面下x米68.57+365.96+52.41x+29.866x2/2=9.7+22.13+575.32+117.38xx=

6、6.21m其最大弯矩为 =716.28kNm/m4）浇筑底板，拆除第二道支撑后，底板顶面标高为-9.600m,该工况下支护桩的最大弯矩为： 5）浇筑负二层楼板，拆除第一道支撑后支护桩处于悬臂状态，二层楼板顶面标高-4.500m，该工况下支护桩的最大弯矩为：6）电算弯矩M6=738.03kNm/m综上，该支护段支护桩的最大弯矩为：（5）支护桩配筋根据上述计算结果，取，选择钻孔灌注桩9001100，混凝土等级为C30.主筋选用1422，HRB400级钢筋。 fy=360N/mm2,fc=14.3N/mm2AS=14×380.13=5321.82mm2>1.35×1.1&#

7、215;738.03×0.85=931.58kNm满足要求！ 2.1.2 J7勘探孔处围护体计算该区段基坑底标高为-12.800m，自然地面标高为-0.500m，基坑挖深为12.300m。圈梁顶面标高为-1.500m，一层支撑轴线标高为-1.900m，二层支撑中心轴线标高为-7.900m。取q0=25kPa,上部30cm作为超载考虑，q1=18×0.3=5.4kPa。超载q25+5.4+18.0×0.7=43kPa。 地下水位位于自然地面下0.5m。 表2-4 土层厚度一览表土层111234厚度（单位：m）1.91.62.316.401.8 （1）第一层支撑轴力计

8、算（开挖至-8.100m处）1）主动土压力计算圈梁顶位于-1.500m处，第一层支撑位于-1.900m处。 2）被动土压力计算3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层土压力合力及作用点位置图2-3 J7勘探孔土压力分布示意图5）支撑轴力R1主动土压力对d点的弯矩经计算为：根据d点的弯矩得：（2）第二层支撑轴力计算（开挖至-12.800m处）1）主动土压力计算 2）被动土压力计算 3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层土压力合力及作用点位置图2-4 J7勘探孔土压力分布示意图5）支撑轴力R2主动土压力对d点的弯矩经计算

9、为： 根据d点的弯矩得：（3）桩长计算设桩端进入4层x米，则 整理得 试算得 x6.6m 取x=6.6m。桩体有效长度（至圈梁底部起算）为：20.4+6.6 =27.0m 取L=27.0m。（4）最大弯矩1）R1与R2之间最大弯矩 令，计算得剪力零点位于1层顶面以下1.984m，对该点求距即是要求得最大弯矩，其最大值为： =181.82kNm/m 2）R2与反弯点之间最大弯矩 令，即，计算解得剪力为零点位于2层内6.14m，该位置处桩体得最大弯矩为：=814.02kNm/m3）反弯点下最大弯矩设剪力零点位于开挖面下x米93.38+396.6+52.41x+29.866x2/2=24.282+2

10、4.904+55.223+553.05+120.73xx=6.34m其最大弯矩为：M3=24.282×17.17+24.904×15.78+55.223×13.79+553.05×9.14+120.73×6.34×6.34/2-932.52×2.49-93.38×17.24-396.6×11.24 =663.09kNm/m4）浇筑底板，拆除第二道支撑后，底板顶面标高为-9.600m,该工况下支护桩的最大弯矩为： 5）浇筑负二层楼板，拆除第一道支撑后支护桩处于悬臂状态，二层楼板顶面标高-4.500m，该工况

11、下支护桩的最大弯矩为：6）电算弯矩M6=854.67kNm/m综上，该支护段支护桩的最大弯矩为：（5）支护桩配筋根据上述计算结果，取，选择钻孔灌注桩9001100，混凝土等级为C30.主筋选用1822，HRB400级钢筋。 fy=360N/mm2,fc=14.3N/mm2AS=18×380.13=6842.34mm2>1.35×1.1×854.67×0.85=1078.81kNm满足要求！ 2.1.3 J44勘探孔处围护体计算该区段基坑底标高为-12.800m，自然地面标高为-0.500m，基坑挖深为12.300m。圈梁顶面标高为-1.500m，一

12、层支撑轴线标高为-1.900m，二层支撑中心轴线标高为-7.900m。一般超载取q0=20kPa,上部30cm作为超载考虑，q1=18×0.3=5.4kPa，周边为六层的民用住宅，砖混结构，浅基础，具体埋深不详，本次设计按照自然地面下2m计算荷载取q2=15×6=90kPa,条形荷载所产生的竖向应力为：=90×14/(14+2×10)=37kPa,经计算得，荷载在12m以上取q20+5.4+18.0×0.7=38kPa，在12m以下取q=20+5.4+37+0.7×18=75kPa。 地下水位位于自然地面下0.5m。 表2-5 土层厚

13、度一览表土层111234厚度（单位：m）1.51.32.214.0011.9（1）第一层支撑轴力计算（开挖至-8.100m处）1）主动土压力计算圈梁顶位于-1.500m处，第一层支撑位于-1.900m处。 2）被动土压力计算3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层土压力合力及作用点位置5）支撑轴力R1主动土压力对d点的弯矩经计算为： 根据d点的弯矩得：（2）第二层支撑轴力计算（开挖至-12.800m处）图2-5 J44勘探孔土压力分布示意图1）主动土压力计算 2）被动土压力计算 3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层

14、土压力合力及作用点位置图2-6 J44勘探孔土压力分布示意图5）支撑轴力R2主动土压力对d点的弯矩经计算为：=4224.81kNm/m根据d点的弯矩得：（3）桩长计算设桩端进入4层x米，则 整理得 试算得 x7.5m 取x=7.5m。桩体有效长度（至圈梁底部起算）为：7.5+19.5-2.3 =24.7m 取L=25.0m。（4）最大弯矩1）R1与R2之间最大弯矩 令，计算得剪力零点位于1层顶面以下0.84m，对该点求距即是要求得最大弯矩，其最大值为： =165.49kNm/m 2）R2与反弯点之间最大弯矩 令，即，计算解得剪力为零点位于2层内6.16m，该位置处桩体得最大弯矩为： =717.

15、97kNm/m3）反弯点下最大弯矩设剪力零点位于-4层顶面下x米68.3+418.93+1021.48+420.68x+52.44x2/2=11.22+8.09+29.25+572.15+139.91×6.7+99.01xx=0.15m其最大弯矩为：M3=11.22×17.89+8.09×16.74+29.25×14.92+572.15×9.84+139.91×6.7×3.5+99.01×0.152/2-68.3×17.75-418.93×11.75-1021.48×2.77-63.6

16、9×0.07 =715.81kNm/m4）浇筑底板，拆除第二道支撑后，底板顶面标高为-9.600m,该工况下支护桩的最大弯矩为： 5）浇筑负二层楼板，拆除第一道支撑后支护桩处于悬臂状态，二层楼板顶面标高-4.500m，该工况下支护桩的最大弯矩为： 6）电算弯矩M6=972.98kNm/m综上，该支护段支护桩的最大弯矩为：（5）支护桩配筋根据上述计算结果，取，选择钻孔灌注桩9001100，混凝土等级为C30.主筋选用2122，HRB400级钢筋。 fy=360N/mm2,fc=14.3N/mm2AS=21×380.13=7983mm21.35×1.1×97

17、2.98×0.85=1228.1kNm，差值在±0.5%以内，满足要求！ 2.1.4 J18勘探孔处围护体计算该区段基坑底标高为-12.800m，自然地面标高为-0.500m，基坑挖深为12.300m。圈梁顶面标高为-1.500m，一层支撑轴线标高为-1.900m，二层支撑中心轴线标高为-7.900m。一般超载取q0=20kPa,上部30cm作为超载考虑，q1=18×0.3=5.4kPa，周边为六层的民用住宅，砖混结构，浅基础，具体埋深不详，本次设计按照自然地面下1.5m计算荷载取q2=15×4=60kPa,条形荷载所产生的竖向应力为：=60×

18、50/(50+2×5)=50kPa,经计算得，荷载在6.5m以上取q20+5.4+18.0×0.7=38kPa，在6.5m以下取q=20+5.4+50+0.7×18=88kPa。 地下水位位于自然地面下0.5m。 表2-6 土层厚度一览表土层111234厚度（单位：m）1.51.32.214.0010.5（1）第一层支撑轴力计算（开挖至-8.100m处）1）主动土压力计算圈梁顶位于-1.500m处，第一层支撑位于-1.900m处。 2）被动土压力计算3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层土压力合力及作用点位置5）支撑轴力R1

19、主动土压力对d点的弯矩经计算为： 根据d点的弯矩得：（2）第二层支撑轴力计算（开挖至-12.800m处）1）主动土压力计算图2-7 J18勘探孔土压力分布示意图 2）被动土压力计算 3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则 即解得 4）各土层土压力合力及作用点位置5）支撑轴力R2主动土压力对d点的弯矩经计算为：=5499.43kNm/m根据d点的弯矩得：（3）桩长计算设桩端进入4层x米，则图2-8 J18勘探孔土压力分布示意图整理得 试算得 x8.6m 取x=8.6m。桩体有效长度（至圈梁底部起算）为：8.6+19.5-2.3 =25.8m 取L=26.0m。（4）最大弯矩1

20、）R1与R2之间最大弯矩 令，计算得剪力零点位于2层顶面以下1.10m，对该点求矩即是要求得最大弯矩，其最大值为： =289.10kNm/m 2）R2与反弯点之间最大弯矩令，即，计算解得剪力为零点位于位于-7.0m以下4.51m，该位置处桩体得最大弯矩为：=1017.76kNm/m3）反弯点下最大弯矩设剪力零点位于-4层顶面下x米96.34+511.99+1021.48+420.68x+52.44x2/2=11.22+8.09+29.25+741.18+147.8×6.7+106.14xx=0.46m其最大弯矩为：M3=11.22×18.2+8.09×17.05+

21、29.25×15.23+741.18×10.15+147.80×6.7×(3.35+0.46)+106.14×0.462/2-96.34×18.06-511.99×12.06-1021.48×3.08-199.06×0.23 =988.27kNm/m4）浇筑底板，拆除第二道支撑后，底板顶面标高为-9.600m,该工况下支护桩的最大弯矩为： 5）浇筑负二层楼板，拆除第一道支撑后支护桩处于悬臂状态，二层楼板顶面标高-4.500m，该工况下支护桩的最大弯矩为：6）电算弯矩M6=1320.88kNm/m综上，该支

22、护段支护桩的最大弯矩为：（5）支护桩配筋根据上述计算结果，取，选择钻孔灌注桩10001200，混凝土等级为C30.主筋选用1925，HRB400级钢筋。 fy=360N/mm2,fc=14.3N/mm2AS=19×0.25××10002=9327.1mm2 1.35×1.1×1320.88×0.85=1667.28kNm，差值在±0.5%以内，满足要求！2.2圈梁、围檩计算2.2.1圈梁计算（1）正截面计算J1：J7：J44：J18：取Mmax=1395.9圈梁截面尺寸取1200×800，混凝土强度等级为C30，钢

23、筋采用HRB335级选配728，As=4310mm2>4191mm2（2）斜截面受剪计算J1：J7：J44：J18：取V=837.5kN仅按构造配筋，选用8200，四肢箍2.2.2围檩计算J1，J7，J44勘探孔所处剖面位置J1：J7：J44：取Mmax=5702.6kN围檩与支护桩组合截面弯矩按照线刚度进行分配，围檩截面采用1000×800mm2,则围檩与支护桩的截面特征系数分别为：I桩=I围檩=其线刚度分别为：i桩=i围檩=J= M=MmaxJ=5702.6×0.402=2292.4kN·m（2）J18勘探孔所处剖面位置J18：围檩与支护桩组合截面弯矩按

24、照线刚度进行分配，围檩截面采用1000×800mm2,则围檩与支护桩的截面特征系数分别为：I桩= I围檩= 其线刚度分别为：i桩=i围檩=J= M=MmaxJ=3104.6×0.482=1496.4kN·m综上：取二层支撑系统中的最大弯矩为：M=2292.4kN·m围檩混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级。选用640，As=7540mm2>7524.2mm2，满足要求！（2）斜截面受剪计算按构造配筋，箍筋选用10150，四肢箍，HPB235。2.3支撑计算2.3.1第一层支撑计算对基坑周边各个支撑分布处的支撑轴力进行计算J1：J7：J44

25、：J44：J44：J18：取Nmax=1675.1kN支撑截面取为400×600，混凝土强度等级为C30，立柱间距最大值取L=10.0m。（1）支撑弯矩计算自重及施工荷载产生的弯矩：安装偏心产生的弯矩：支撑总弯矩：M1=142+33.5=175.5kN·m（2）初始偏心距（3）偏心距增大系数 取=1.0 取=0.98（4）配筋计算 取1=0.8，1=1.0，b=0.55 属于大偏心受压。采用对称配筋x=292.8mm 选配516（As=1005mm2）>854.1mm2 ，满足条件！，满足最小配筋率的要求。 满足构造要求！2.3.2第二层支撑计算1）J1，J7，J44

26、勘探孔所处剖面位置各个支撑分布处的支撑轴力进行计算J1：J7： J44： 取Nmax=6843.2kN支撑截面取为650×800，混凝土强度等级为C30，立柱间距最大值为10.0m （1）支撑弯矩计算 自重及施工荷载产生的弯矩：安装偏心产生的弯矩：支撑总弯矩：M=M1+M2=226+136.9=362.9kN·m（2）初始偏心距（3）偏心距增大系数 取（4）配筋计算 取1=0.8，1=1.0，b=0.55 属于小偏心受压。采用对称配筋 =0.709=3315.0mm2选配725（As=3436mm2），满足最小配筋率的要求。 满足构造要求！2）J18勘探孔所处剖面位置各个支撑分布处的支撑轴力进行计算支撑截面取为700×850，混凝土强度等级为C30，立柱间距最大值为10.0m（1）支撑弯矩计算 自重及施工荷载产生的弯矩：安装偏心产生的弯矩：支撑总弯矩：M=M1+M2=248.5+153.2=401.7kN·m（2）