yh cy泥炭土基坑联合支护管桩灌芯土钉叠加法

4/4YH·CY泥炭土基坑联合支护（管桩+灌芯+土钉）叠加法探讨（注：本文不按软件套路，完全使用手工按规范计算，有些推算过程太长被省略）。依据167-167地质截面，重要性系数取1，基坑深度取5m，q=10kPa。序号土名厚度m容重kN/m33粘聚力c,kPPa摩擦角φ°钉土摩阻kN1填土218123302淤泥质1156.10.5203泥碳质4．2127.80.4154粘土类6.81823.21.2405粉土类418.55.513.250根据规程GJG120·3－4章规定计算土压力（土压力模型见附件1）。（公式3.4.1-3）符号定义见GJG120第10页。得出主动土压力＝63kPa主动土合力＝456kN力臂5.68m被动土最大压力＝132kPa被动土合力＝519kN力臂2.48mGJG120验算公式4.1.1-1：hp∑pj-1.2γ0haΣEai≥0或(hp∑pj)/(γ0haΣEai)≥1.2代入计算：2.48*519-1.2*1*5.46*480＝1290－3111＝-1821kN·m或1290/2593＝0.5计算数据小于零，且安全系数小于1.2，显然不满足规程要求。此时，采用土钉来承担是可行的措施，但要经过计算和试验。计算方案上的3排土钉带来的摩擦力矩，对照地质报告，如果土钉按照原方案直径100，算得抗滑安全系数：（1290+2462）/2593＝1.38kN·m（满足安全系数1.2的要求）计算当只有2排土钉，得1174kN·m（1290+1520）/2593＝1.08（不满足安全系数1.2的要求），容易失稳破坏。下面进行抗剪分析：为什么要进行抗剪分析，个人认为，即使以上失稳力矩计算结果完全满足稳定安全系数1.2，也不能排除被剪断的可能。为安全起见，有必要进行抗剪复查。根据混凝土结构设计规范GB50010-2002圆形构件抗剪力V≤0.25βcfc1.76r1.6r代入本例得V≤(0.704βc1fc1r12-0.704βc2fc2r22+0.704βc3fc3r32)查C60:βc＝0.93，fc＝27.5mPa查C30:βc＝1，fc＝14.3mPaV=(0.704*0.93*27.5*0.2^2-0.704*0.93*27.5*0.105^2+0.704*1*14.3*0.105^2)*1000=634kN本基坑静压力最大合力:以坑底為支點时164kN,以泥炭土层为支点304以桩底為支點时456kN.都不足以剪断构件。事实上管桩已被破坏，本文另辟思路分析采用深层滑移-瑞典圆弧分析，本文并不完全按昆工土力学教材例题进行计算，因为那道例题是单一土层，单一坡度，无桩无钉，不适合本基坑多层土质桩坡切弧。按照GJG120圆弧＋土钉滑动公式此公式稍为复杂，公式各种代号说明见GJG120。167地质剖面滑移线，因有无数圆心点，任选1个。以桩顶为圆心，设弧边切过坑底泥碳层（-5m），坑上荷载取10kPa（滑移图见附件2）。土钉为零时，算得圆弧面抵抗力127kN，下滑力1105，差979kN，滑弧安全系数只有0.15。此阶段设计显然会发生大滑移。此滑移力可以调用管桩（含灌芯）产生的抗力927kN来阻止下滑（同行可来邮讨论计算过程）。127+927-1105＝－51kN。此阶段设计还是会下滑。再调用三排土钉，产生抵抗力279kN。127+927+279-1105＝279kN(结果为正，满足要求)问题是灌芯砼并没有施工到位，只算空心桩不计灌芯砼时，算式如下：127+816-1105＝-162kN，此种受力状况还会继续下滑剪断管桩。考虑再加上土钉抗剪力，3排土钉共产生抗剪能力279kN，现在抵抗力共有127+816+279-1105＝117kN（基本满足）。现场开挖验算：设开挖完毕，土钉已施工2排，第三排土钉没有及时施工，此时2排土钉能够产生抵抗力153kN127+816+153-1105＝－9kN。计算结果小于零但不多。此阶段工作状态稍未满足安全要求。如果施工质量很好，可以弥补设计不足，也许不会破坏。如果施工质量较差，如灌浆量不够，那是必垮无疑。结论：对xx路xx路一带存在泥碳层的基坑，滑移力大于静土压力，单独采用管桩即使有灌芯也并不可靠。如果有条件放坡，是最好的方案。没有条件放坡采用联合支护时，（管桩＋灌芯＋锚杆）需