贵阳市高新沙文基坑支护计算书

1、计算书部分：贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋、幼儿园及地下室车库基坑边坡支护施工图设计计算书贵州地质工程勘察院2011年9月贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋、幼儿园及地下室车库基坑边坡支护施工图设计设 计：审 核：设 计 单 位：贵州地质工程勘察院设计证书等级：甲 级设计证书编号：24004-Kj提交设计时间：2011年9月目 录一、工程概况- 1 -（一）工程概况- 1 -（二）边坡场区环境- 1 -二、基坑岩土参数- 1 -三、支护段及剖面划分- 1 -（一）支护段划分- 1 -四、土压力及支护结构计算- 2 -五、支护工程设计计算- 5 - 一、工程概况（一）工程

2、概况拟建贵阳市高新区沙文工业园保障性住房建设工程场地位于贵阳市白云区沙文镇苏庄村，项目距金阳市级行政中心12公里，周边有麦苏路、金干南路、四苏路等市政道路，交通便利.其中17#、18#、19#楼为15层，20#、21#、22#楼为17层，幼儿园为3层，±0.00标高为1280.3（m）, 地下室底板标高1270.1m，地下室为2层，平场开挖后形成的高约2.9m10.4m的人工岩土质边坡. 建设单位: 贵阳市公共住宅建设投资有限公司。设计单位: 贵州省建筑设计研究院。根据贵州地质工程勘察院完成的贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋、幼儿园及地下室车库岩土工程勘察报告基坑边坡在开

3、挖过程中容易造成基坑边坡失稳。因此，贵阳市公共住宅建设投资有限公司特委托我院对贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋、幼儿园及地下室车库基坑边坡支护进行施工图设计工作。该基坑边坡为临时性边坡，边坡设计支护使用年限为2年。 （二）边坡场区环境根据现场条件，将贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋、幼儿园及地下室车库基坑边坡分为5段，现分述如下：（1）A-B段：该段总长46m，坡向91°，按拟支护线处挖至地下室底板将形成高6.08.5m高的基坑边坡，边坡开挖线到道路边线为9.6m, 坡脚到坡顶公路的水平距离La>边坡高度H。（2）B-C段：该段总长45m，坡向144&#

4、176;，按拟支护线处挖至地下室底板将形成4.08.6m高的基坑边坡。边坡开挖线到道路边线为14m, 坡脚到坡顶公路的水平距离La>边坡高度H。（3）C-D段：该段总长45m，坡向198°，按拟支护线处挖至地下室底板将形成8.710.4m高的基坑边坡。边坡开挖线到道路边线为7.15m, 坡脚到坡顶公路的水平距离La<边坡高度H。（4）D-E段：该段总长41.8m，坡向282°，按拟支护线处挖至地下室底板将形成7.89.5m高的基坑边坡,坡顶无荷载,有一定放坡条件。（5）E-A段：该段总长86.7m，坡向19°，挖至地下室底板将形成高3.18.5m高的基

5、坑边坡。二、基坑岩土参数设以下参数均来源于贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告（2011.9.）和相相关规程规范：边坡安全等级为二级，重要性系数0=1.0；荷载分项系数Q=1.3。（1）杂填土的抗剪强度指标取经验值C=15.0KPa、=4°、=15.0KN/m3 。（2）硬塑红粘土抗剪强度指标C=45KPa、=7.3°、=17.3KN/m3。（3）可塑红粘土抗剪强度指标C=34KPa、=6.1°、=17.1KN/m3。（4）岩石抗剪强度指标灰岩层面结合很差，根据实验值并结合建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）表4.5.

6、1，抗剪强度指标取值C=20KPa、=12°、=27.7KN/m3。边坡区发育有二组节理裂隙，节理产状L1：175°74°，间隔0.50.8m，延伸长度1.22.1m，结合程度很差；L2：298°65°，间隔0.71.1m，延伸长度0.61.8m，结合程度很差；节理裂隙将岩体切割成碎裂状、散体状。节理为结合很差的软弱结构面，抗剪强度指标查建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）表4.5.1，取值C=20KPa、=12°。三、支护段及剖面划分（一）支护段划分受周边边坡环境工程特征及开挖高度的影响，采用分段支护分段计算，将边坡分为

7、五段。计算剖面是根据“贵州地质工程勘察院”编写的贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告。各支护段的计算剖面岩土组合情况描述如下：AB段：该段总长46m，坡向91°，按拟支护线处挖至地下室底板将形成高6.08.5m高的基坑边坡，边坡开挖线到道路边线为9.6m。该段边坡上部为杂填土、耕土和红粘土，厚度1.65.0m，下部为薄至中厚层状灰岩，为岩土组合边坡。BC段：该段总长45m，坡向144°，按拟支护线处挖至地下室底板将形成4.08.6m高的基坑边坡。边坡开挖线到道路边线为14m, 该段边坡上部为杂填土、耕土和红粘土，厚度1.62.0m，下部为薄

8、至中厚层状灰岩，为岩土组合边坡。CD段：该段总长45m，坡向198°，按拟支护线处挖至地下室底板将形成8.710.4m高的基坑边坡。边坡开挖线到道路边线为7.15m, 该段边坡上部为杂填土和红粘土，厚度04.2m，下部为薄至中厚层状灰岩，为切向边坡。公路荷载q=25KN/m2，DE段：该段总长41.8m，坡向282°，按拟支护线处挖至地下室底板将形成7.89.5m高的基坑边坡,坡顶无荷载,有一定放坡条件。该段边坡上部为杂填土和红粘土，厚度4.57.4m，下部为薄至中厚层状灰岩，为岩土组合边坡。EA段：该段总长86.7m，坡向19°，挖至地下室底板将形成高3.18.

9、5m高的基坑边坡。边坡有足够放坡条件。四、支护设计计算1、AB段：根据贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告中的边坡稳定性评价分析，按圆弧滑动法计算其稳定性系数Ks。边坡稳定系数Ks=1.23<1.25，边坡不稳定，需对其进行处理。按分层法计算边坡岩土侧压力，该段边坡为切向坡，根据贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告赤平投影分拆，该段边坡无外倾结构面，故岩石侧压力不必计算，采用分层法计算边坡岩土侧压力。由土压力计算模型可知，公路荷载在一倍边坡高度之外，故土压力计算时不考虑公路荷载。桩顶标高以上土体压力按均布荷载考虑，q=3

10、.815=57KPa，其计算如下: （）杂填土： 可塑土： 杂填土层：KN KN可塑粘土层：KN KN静水压力：eW=10×3.5=35KN/m2水压力呈三角形分布Ew=ewhw=×35×3.5=61.25(KN/m)总土压力合力：Ea=43.03+187.78+61.25=292.06KN侧向岩土压力水平分力标准值 （-1）式中 ehk侧向岩土压力水平分力标准值（KN/m2） Ehk侧向岩土压力合力水平分力标准值（KN/m） H挡墙高度(m)/m22、BC段：根据贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告中的边坡稳定性评价分析，按圆弧

11、滑动法计算其稳定性系数Ks。边坡稳定系数Ks=1.20<1.25，边坡不稳定，需对其进行处理。由于该段边坡距公路为14m，故该段边坡采浆砌石挡墙进行支挡，挡墙样式在按国家建筑标准图集04J008中选取，即选用图集04J008-66-FTB3B6，故该段边坡不作土压力计算。3、CD段：根据贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告中的边坡稳定性评价分析，按圆弧滑动法计算其稳定性系数Ks。边坡稳定系数Ks=1.19<1.25，边坡不稳定，需对其进行处理。根据贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告赤平投影分拆，受节理产状L1：2

12、98°65°的控制，易沿外倾结构面产生滑动。按分层法计算边坡岩土侧压力，由土压力计算模型可知，公路附加荷载q=25KPa，其计算如下: （）杂填土： 可塑土： 中风化： 注：沿外倾结构面的岩石侧压力不能用主动土压力计算公式计算，请参照边坡规范或地方规范重新计算。杂填土层：KN KN可塑粘土层：KN KN中风化层： KN静水压力：eW=10×3.8=38（KN/m2）水压力呈三角形分布Ew=ewhw=×38×3.8= 72.2 (KN/m)总土压力合力：Ea=53.03+17.11+398.75+72.2= 541.09 KN侧向岩土压力水平分力

13、标准值 （-1）式中 ehk侧向岩土压力水平分力标准值（KN/m2） Ehk侧向岩土压力合力水平分力标准值（KN/m） H挡墙高度(m)/m24、DE段：根据贵阳市高新区沙文工业园保障性住房17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告赤平投影分拆，受节理产状L2：298°65°的控制，易沿L2产生滑动,其视倾角为64°,边坡按1:0.5放坡后,其边坡坡度63°,由于滑动面倾角64°>63°,且边坡为切向坡,故按1:0.5放坡后边坡稳定,为防止边坡掉块等影响,该是段边坡按构造进行锚喷支护。3、EA段：根据贵阳市高新区沙文工业园保障性住房

14、17-22栋地下室车库及幼儿园勘察报告中的边坡稳定性评价分析，按圆弧滑动法计算其稳定性系数Ks。边坡稳定系数Ks=1.27<1.3，边坡不稳定，需对其进行处理。对A端进行清除加填土后，边坡高约3.1m。有放坡条件，按1：1.25放坡后稳定。故该段边坡作放坡处理。五、支护工程设计计算采用支护结构承载力极限状态的极限平衡分项系数法进行设计计算。设计参数如下：rQ 荷载分项系数，取1.3r0 边坡工程重要性系数，取1.0。1锚固体与地层粘结工作条件系数，取1.332锚杆抗拉工作条件系数，取2=0.923钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，取3=0.72fpy预应力钢绞线抗拉强度设计值，15.24型

15、钢绞线取1320N/mm2frb-地层与锚固体粘结强度特征值，中风化岩层取300kpafb钢绞线与锚固砂浆间的粘结强度设计值，取2.95Mpafc混凝土抗压强度设计值，取 9.6N/mm2。锚杆的轴向拉力标准值和设计值可按下式计算： 式中: 锚杆轴向拉力标准值（）； 锚杆轴向拉力设计值（）；锚杆所受水平拉力标准值（）；锚杆倾角（）荷载分项系数，可取1.30，当可变荷载较大时应按现行荷载规范确定。1)锚杆截面面积的确定 锚杆截面面积应满足下式的要求： 式中:锚杆或预应力钢绞线截面面积； 锚钢抗拉工作条件系数，临时锚杆取0.92， 边坡工程重要性系数； ，锚筋或预应力钢绞线抗拉强度设计值。2)锚杆

16、锚固体与地层的锚固长度的确定锚杆锚固体与地层的锚固长度应满足下式要求: 式中： 锚固段长度（m）； D 锚固体直径（m）,取决于80mm； 地层与锚固体粘结强度特征值（kPa）； 锚固体与地层粘结工作条件系数，对永久性锚杆取1.00，对临时性锚杆取1.33。3)锚杆与锚固砂浆间的锚固长度计算锚杆与锚固砂浆间的锚固长度应满足下式要求： 式中： 锚杆与砂浆间的锚固长度；d锚杆直径（m）；n锚杆根数（根）；边坡工程重要性系数；锚杆与锚固砂浆间的粘结强度（kPa）；锚杆与砂浆粘结强度工作系数，对永久性锚杆取0.60，对临时性锚杆取0.72。相关规定计算结果如下表2：编号侧向岩土压力水平分力标准值锚杆倾

17、角（度）锚杆水平间距s1（m）锚杆竖向间距s2（m）Nak（每根锚杆、锚索轴向拉力标准值KN)rQ(荷载分项系数)Na（每根锚杆、索轴向拉力设计值KN)2（锚筋抗拉工作条件系数，临时0.92、永久0.69）fy、fpy(锚筋或预应力钢铰线抗拉强度设计值Mpa）As(每棵锚杆锚筋或预应力钢铰线截面面积mm2）1(锚固体与地层粘结工作条件系数，临时1.33、永久1.0）D（锚固体直径m)frb(地层与锚固体粘结强度特征值kpa）La(锚杆在滑床中的锚固长度m）3(钢筋与砂浆粘结强度工作条件系数，临时0.72、永久0.60）la(锚杆在砂浆中的锚固长度m）实际钢筋或钢铰线根数（KN/m）AB段42.

18、25 2533419.6 1.30 545.4 0.92 1260470.5 1.330.133002.2 0.721.3 5BC段64.65 2533642.0 1.30 834.6 0.921260720.0 1.330.133003.4 0.721.4 63.桩配筋计算抗滑动桩验算计算项目： 抗滑桩 1-原始条件: 墙身尺寸: 桩总长: 9.900(m) 嵌入深度: 2.000(m) 截面形状: 圆桩 桩径: 1.200(m) 桩间距: 3.000(m) 嵌入段土层数: 1 桩底支承条件: 铰接 计算方法: M法 土层序号 土层厚(m) 重度(kN/m3) 内摩擦角(度) 土摩阻力(kP

19、a) M(MN/m4) 被动土压力调整系数 1 10.000 27.700 12.00 380.00 10.000 1.000 初始弹性系数A: 0.000(MN/m3) 初始弹性系数A1: 0.000(MN/m3) 桩前滑动土层厚: 0.000(m) 锚杆（索）参数: 锚杆道数: 2 锚杆号 锚杆类型 竖向间距 水平刚度 入射角 锚固体 水平预加 筋浆强度 ( m ) ( MN/m ) ( 度 ) 直径(mm) 力(kN) fb(kPa) 1 锚杆 2.000 137.000 25.00 130 300.00 2100.00 2 锚杆 3.000 137.000 25.00 130 300.

20、00 2100.00 物理参数: 桩混凝土强度等级: C30 桩纵筋合力点到外皮距离: 35(mm) 桩纵筋级别: HRB335 桩箍筋级别: HPB235 桩箍筋间距: 200(mm) 桩配筋形式: 纵筋均匀配筋 挡土墙类型: 一般挡土墙 墙后填土内摩擦角: 35.000(度) 墙背与墙后填土摩擦角: 17.100(度) 墙后填土容重: 17.100(kN/m3) 横坡角以上填土的土摩阻力(kPa): 380.00 横坡角以下填土的土摩阻力(kPa): 380.00 坡线与滑坡推力: 坡面线段数: 2 折线序号 水平投影长(m) 竖向投影长(m) 1 9.600 3.800 2 10.000

21、 0.000 地面横坡角度: 80.000(度) 墙顶标高: 1278.000(m) 参数名称 参数值 推力分布类型 梯形 梯形荷载(q1/q2) 0.500 桩后剩余下滑力水平分力 292.06(kN/m) 桩后剩余抗滑力水平分力 0.000(kN/m) 采用土压力计算时考虑了桩前覆土产生的被动土压力 覆土重度(kN/m3): 18.000 覆土内摩擦角(度): 15.000 覆土粘聚力(kPa): 0.000 覆土被动土压力调整系数: 0.100 钢筋混凝土配筋计算依据:混凝土结构设计规范GB 50010-2002注意：内力计算时，滑坡推力、库仑土压力分项(安全)系数 = 1.000=第

22、1 种情况: 滑坡推力作用情况 桩身所受推力计算 假定荷载梯形分布 桩后: 上部=104.970(kN/m) 下部=209.939(kN/m) 桩前: 上部=0.000(kN/m) 下部=0.000(kN/m) 桩前分布长度=0.000(m)(一) 桩身内力计算 计算方法: m 法背侧为挡土侧；面侧为非挡土侧。 背侧最大弯矩 = 227.656(kN-m) 距离桩顶 2.000(m) 面侧最大弯矩 = 426.142(kN-m) 距离桩顶 6.933(m) 最 大 剪 力 = 372.503(kN) 距离桩顶 5.000(m) 最 大 位 移 = 2(mm) 第1道锚索水平拉力 = 543.7

23、50(kN) 距离桩顶2.000(m) 第2道锚索水平拉力 = 519.692(kN) 距离桩顶5.000(m) 点号 距顶距离 弯矩 剪力 位移 土反力 (m) (kN-m) (kN) (mm) (kPa) 1 0.000 0.000 0.000 -1.99 0.000 2 0.200 2.117 -21.260 -1.97 0.000 3 0.400 8.539 -43.051 -1.95 0.000 4 0.600 19.373 -65.373 -1.92 0.000 5 0.800 34.724 -88.228 -1.90 0.000 6 1.000 54.699 -111.613 -

24、1.88 0.000 7 1.200 79.405 -135.530 -1.85 0.000 8 1.400 108.947 -159.979 -1.83 0.000 9 1.600 143.432 -184.959 -1.81 0.000 10 1.800 182.966 -210.471 -1.79 0.000 11 2.000 227.656 307.236 -1.78 0.000 12 2.200 168.857 280.662 -1.77 0.000 13 2.400 115.426 253.556 -1.76 0.000 14 2.600 67.470 225.918 -1.75

25、0.000 15 2.800 25.095 197.749 -1.74 0.000 16 3.000 -11.594 169.049 -1.73 0.000 17 3.200 -42.489 139.816 -1.72 0.000 18 3.400 -67.485 110.053 -1.71 0.000 19 3.600 -86.475 79.758 -1.70 0.000 20 3.800 -99.353 48.931 -1.69 0.000 21 4.000 -106.012 17.573 -1.68 0.000 22 4.200 -106.347 -14.316 -1.67 0.000

26、23 4.400 -100.250 -46.737 -1.65 0.000 24 4.600 -87.617 -79.690 -1.64 0.000 25 4.800 -68.339 -113.174 -1.62 0.000 26 5.000 -42.312 372.503 -1.60 0.000 27 5.193 -111.109 339.116 -1.59 0.000 28 5.387 -173.405 305.232 -1.57 0.000 29 5.580 -229.101 270.852 -1.54 0.000 30 5.773 -278.102 235.976 -1.52 0.00

27、0 31 5.967 -320.313 200.602 -1.49 0.000 32 6.160 -355.636 164.732 -1.46 0.000 33 6.353 -383.977 128.365 -1.42 0.000 34 6.547 -405.239 91.502 -1.38 0.000 35 6.740 -419.326 54.142 -1.34 0.000 36 6.933 -426.142 16.285 -1.29 0.000 37 7.127 -425.591 -22.068 -1.23 0.000 38 7.320 -417.577 -60.918 -1.17 0.0

28、00 39 7.513 -402.004 -100.265 -1.10 0.000 40 7.707 -378.776 -140.108 -1.03 0.000 41 7.900 -347.797 -180.448 -0.96 0.000 42 8.100 -311.707 -180.102 -0.87 -1.749 43 8.300 -275.756 -179.132 -0.79 -3.149 44 8.500 -240.054 -177.681 -0.70 -4.180 45 8.700 -204.684 -175.898 -0.60 -4.824 46 8.900 -169.695 -1

29、73.940 -0.51 -5.065 47 9.100 -135.108 -171.968 -0.41 -4.895 48 9.300 -100.908 -170.146 -0.31 -4.304 49 9.500 -67.049 -168.642 -0.21 -3.291 50 9.700 -33.451 -167.623 -0.10 -1.855 51 9.900 0.000 -83.628 0.00 0.000(二) 桩身配筋计算 点号 距顶距离全部纵筋 箍筋 (m) (mm2) (mm2) 1 0.000 6786 345 2 0.200 6786 345 3 0.400 6786

30、345 4 0.600 6786 345 5 0.800 6786 345 6 1.000 6786 345 7 1.200 6786 345 8 1.400 6786 345 9 1.600 6786 345 10 1.800 6786 345 11 2.000 6786 345 12 2.200 6786 345 13 2.400 6786 345 14 2.600 6786 345 15 2.800 6786 345 16 3.000 6786 345 17 3.200 6786 345 18 3.400 6786 345 19 3.600 6786 345 20 3.800 6786

31、345 21 4.000 6786 345 22 4.200 6786 345 23 4.400 6786 345 24 4.600 6786 345 25 4.800 6786 345 26 5.000 6786 345 27 5.193 6786 345 28 5.387 6786 345 29 5.580 6786 345 30 5.773 6786 345 31 5.967 6786 345 32 6.160 6786 345 33 6.353 6786 345 34 6.547 6786 345 35 6.740 6786 345 36 6.933 6786 345 37 7.127

32、 6786 345 38 7.320 6786 345 39 7.513 6786 345 40 7.707 6786 345 41 7.900 6786 345 42 8.100 6786 345 43 8.300 6786 345 44 8.500 6786 345 45 8.700 6786 345 46 8.900 6786 345 47 9.100 6786 345 48 9.300 6786 345 49 9.500 6786 345 50 9.700 6786 345 51 9.900 6786 345 =第 2 种情况: 库仑土压力(一般情况) 土压力计算 计算高度为 7.90

33、0(m)处的库仑主动土压力 第1破裂角： 10.000(度) Ea=80.930 Ex=77.352 Ey=23.797(kN) 作用点高度 Zy=2.633(m)(一) 桩身内力计算 计算方法: m 法背侧为挡土侧；面侧为非挡土侧。 背侧最大弯矩 = 26.355(kN-m) 距离桩顶 5.000(m) 面侧最大弯矩 = 92.907(kN-m) 距离桩顶 7.320(m) 最 大 剪 力 = 101.209(kN) 距离桩顶 5.000(m) 最 大 位 移 = -2(mm) 第1道锚索水平拉力 = 300.000(kN) 距离桩顶2.000(m) 第2道锚索水平拉力 = 300.000(

34、kN) 距离桩顶5.000(m) 点号 距顶距离 弯矩 剪力 位移 土反力 (m) (kN-m) (kN) (mm) (kPa) 1 0.000 0.000 0.000 2.41 0.000 2 0.200 0.010 -0.149 2.35 0.000 3 0.400 0.079 -0.595 2.30 0.000 4 0.600 0.268 -1.339 2.25 0.000 5 0.800 0.635 -2.380 2.19 0.000 6 1.000 1.239 -3.718 2.14 0.000 7 1.200 2.142 -5.354 2.09 0.000 8 1.400 3.40

35、1 -7.288 2.04 0.000 9 1.600 5.077 -9.519 1.98 0.000 10 1.800 7.228 -12.047 1.93 0.000 11 2.000 9.915 27.985 1.88 0.000 12 2.200 4.626 24.861 1.82 0.000 13 2.400 -0.009 21.440 1.77 0.000 14 2.600 -3.930 17.722 1.72 0.000 15 2.800 -7.078 13.706 1.66 0.000 16 3.000 -9.393 9.393 1.61 0.000 17 3.200 -10.

36、816 4.783 1.56 0.000 18 3.400 -11.286 -0.126 1.51 0.000 19 3.600 -10.746 -5.331 1.45 0.000 20 3.800 -9.134 -10.834 1.40 0.000 21 4.000 -6.392 -16.635 1.35 0.000 22 4.200 -2.460 -22.733 1.30 0.000 23 4.400 2.721 -29.128 1.24 0.000 24 4.600 9.211 -35.821 1.19 0.000 25 4.800 17.069 -42.811 1.14 0.000 2

37、6 5.000 26.355 101.209 1.09 0.000 27 5.193 7.492 93.881 1.03 0.000 28 5.387 -9.928 86.276 0.98 0.000 29 5.580 -25.850 78.392 0.93 0.000 30 5.773 -40.222 70.231 0.88 0.000 31 5.967 -52.988 61.791 0.83 0.000 32 6.160 -64.097 53.074 0.78 0.000 33 6.353 -73.492 44.079 0.73 0.000 34 6.547 -81.122 34.805 0.68 0.000 35 6.740 -86.933 25.254