最新基坑支护设计计算书
基坑支护设计计算书
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
()2
sin sin cos cos ???
?????++=φδφδφa K
1.1.2 被动土压力系数
()2
sin sin cos cos ???
?????+-=φδφδφp K
1.1.3 主动土压力强度
a a ajk K C hK e 2-=γ
1.1.4 被动土压力强度
p p pjk K C hK e 2+=γ
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：
02.1)(011≥-++∑∑ai a d T c pj p E h h h T E h γ
式中，h p 为合力∑E pj 作用点至桩底的距离，∑E pj 为桩底以上基坑内侧各土层水平抗力标准值的合力之和，T c1为锚杆拉力，h T1为锚杆至基坑底面距离，h d 为桩身嵌固深度， γ0为基坑侧壁重要性系数，h a 为合力∑E ai 作用点至桩底的距离，∑E ai 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。
s
y cm cm s y A f A f A f A f 32/2sin 25.1++=
π
παα
()
t s
y cm s r f Ar
f KSM A παπαπ
ππα
sin sin sin 323+-=
αα225.1-=t
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，f cm 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，α对应于受压区混凝土截面面积的圆心角与2π的比值，用叠代法计算As 。
1.4 锚杆计算 1.4.1 锚杆截面积为：
α
δcos P D
b b SR K A =
式中：K b 为锚杆面积安全系数，R D 为所需锚杆拉力，δP 为锚杆抗拉强度，α为锚杆与水平线之间的夹角，S 为桩距。
1.4.2 锚杆自由段长度为：
()
?
?? ?
?
--?
?? ??
+-+=2135sin 245cos φαφ G A H L f 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：
α
cos u D
m m F R K L =
式中：K m 为锚杆锚固长度安全系数，F u 为锚杆的极限锚固力，Fu=πD r q s ，D r 为锚固体直径，q s 为土体与锚固体之间粘结强度，α为锚杆倾角。
1.4.4 锚杆总长度为：
m f L L L +=
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k ≥1.5。计算公式如下：
5.11
1
max 1≥=
t s N R K 5.12
2
max 2≥=
t s N R K 式中：K s1和K s2分别为第一、二道锚杆的稳定安全系数，R max1、R max2分别为第一、二道锚杆按照力多边形求得的最大拉力，N t1、N t2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ks ≥1.30。
()[]∑∑∑+-+=
R
e Q W m tg b u W b C K i i i i
i i i i i i i s i
/sin /α
φ
s
i
i i i K tg m αφαsin cos +
=
式中：W i 为土条重，u i 为土条的孔隙水压力，αi 为土条底面与水平线的夹角，Q i 为水平地震力荷载，e i 为地震力荷载距滑弧圆心垂距，b i 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，Ks ≥1.10～1.20。
()q
D H CN DN K c
q s +++=
γγ
式中：H 为开挖深度，D 为桩入土深度，q 为地面超载，N q 、Nc 为地基承载力
系数，该系数采用Prabdtl 公式计算：
()φπφtg q e tg N ??? ?
?
+=2452
()φctg N N q c 1-=
1.5.4 抗隆起验算： 采用经验公式验算：
54.004.05
.0'
637.05.120167.017.29---+?
?
?
??+--=φγγδtg C H D H
式中：δ为基底隆起值（mm ），一般要求δ<0.5H/100，H ＇=H+q/γ（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 、φ、γ分别为土体的粘聚力、内摩擦角和容重。
二、设计计算
Ⅰ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 .
2 15 .1
土层编号深度[距桩顶距离]/(m) γ/(KN/m^3) Ｃ/(KPa) Φ/(°)
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=800[mm]
桩距=1.6[m] 按圆形截面配筋:
受拉面配筋数=9Φ25
受压面配筋数=7Φ22
箍筋直径Φ6.5，间距200mm
加强筋直径Φ16，间距2000mm 底部隆起值=-2.34[cm]
地基承载力安全系数=13.67
锚杆设计：
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(7Φ5)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