【正文】 216。所謂承載能力極限狀態(tài)，對(duì)基坑支護(hù)來(lái)說(shuō)就是支護(hù)結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動(dòng)或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范圍的失穩(wěn)。因而，作為設(shè)計(jì)的計(jì)算理論，不但要能計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題，還應(yīng)計(jì)算其變形，并根據(jù)周邊環(huán)境條件，控制變形在一定的范圍內(nèi)?；又ёo(hù)是一種特殊的結(jié)構(gòu)方式，具有很多的功能。同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6第三，施工便利并保證工期：在安全可靠經(jīng)濟(jì)合理的原則下，最大限度的滿(mǎn)足方便施工（如合理的支撐布置，便于挖土施工） ，縮短工期。注意接頭防水地下連續(xù)墻，可用于市區(qū)，開(kāi)挖深度大優(yōu)點(diǎn)：墻體剛度大，整體性好，相對(duì)變形?。徽駝?dòng)少，噪聲低，對(duì)臨近工程結(jié)構(gòu)和管線(xiàn)影響?。豢?jié)B止水；逆筑法施工，進(jìn)度快，造價(jià)低缺點(diǎn)：?jiǎn)为?dú)作圍護(hù)墻成本高；對(duì)泥漿處理不當(dāng)會(huì)污染環(huán)境；槽壁易坍塌同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）7SMW 工法合都適合使用，特別是以粘土和 粉粘土為主的軟土地區(qū)6~10m優(yōu)點(diǎn)：占用場(chǎng)地小，施工速度快，對(duì)環(huán)境污染小，施工方法簡(jiǎn)單，好用水泥剛才少，造價(jià)低。內(nèi)支撐可以直接平衡兩端圍護(hù)墻上的所受的側(cè)壓力，受力合理、安全可靠、易于控制圍墻的變形，雖然內(nèi)支撐的設(shè)置給基坑內(nèi)挖土帶來(lái)不便，但是可以通過(guò)換撐加以解決。 支撐系統(tǒng)按其材料可以分為鋼管支撐、型鋼支撐、鋼筋混凝土支撐?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土剛度大，變形??；施工方便，整體性好；適用于各種復(fù)雜平面形狀的基坑，靈活多變；節(jié)點(diǎn)可靠。鋼板樁可以回收利用，適用于短期支護(hù)，施工有利于組織、方便、工期短，目前此種技術(shù)比較成熟。施工時(shí)振動(dòng)少，可減少對(duì)周?chē)挠绊?。采用拉森Ⅳ型鋼板樁加一道或兩道?nèi)支撐進(jìn)行基坑支護(hù)。支護(hù)方式二：適用于管道基礎(chǔ)采用水泥攪拌樁處理，基坑深度大于 且小于 的情況。鋼板樁支護(hù)直觀圖片如下：同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10第三章 檢修閥井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)（鋼板樁支護(hù)）設(shè)計(jì)與計(jì)算 土壓力計(jì)算此基坑位于剝蝕殘丘和沖擊平原交接地帶,地勢(shì)相對(duì)較為平坦,屬珠江三角洲沖擊平原地貌單元及剝蝕殘丘地貌單元。土壓力的大小及其分布規(guī)律是同支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平位移方向和大小、土的性質(zhì)、支護(hù)結(jié)構(gòu)物的剛度和高度等因素有關(guān)。對(duì)于砂性土和粉土，可按水土分算原則進(jìn)行，即分別計(jì)算土壓力和水壓力，然后兩者相加。所以在此處采用水土合算。m）序號(hào) 桿端名稱(chēng) B 點(diǎn) C 點(diǎn) 1 分配系數(shù) 2 固端彎矩 — —3 分配與傳遞彎矩 4 最后桿端彎矩 — —最終得分配彎矩： ?????0ME? 支座反力和軸力計(jì)算同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）16 參考《基坑工程》 （哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社） 圖 各支點(diǎn)反力計(jì)算簡(jiǎn)圖取 ZB 段梁： 0MA??39。 ??同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）170MC??)(39。C???0M?)().(.RE? ???????（7）鋼板樁插入深度計(jì)算 參考《深基坑工程》 （第二版） （陳忠漢主編）由公式 )K(xapE??求得土壓力零點(diǎn)以下入土深度 . m583).()(R6apE ?????????以 鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì)思路及驗(yàn)算 鋼板樁支護(hù)設(shè)計(jì) 根據(jù)本工程場(chǎng)地地質(zhì)情況特點(diǎn)，本工程鋼板樁主要作用是為了隔絕4m～12m 砂層地下水流入基坑，同時(shí)支護(hù)邊坡防止流砂涌動(dòng)，起到支護(hù)邊坡的作用。例如基坑整體或局部滑坡，基坑底隆起及管涌等，從而引發(fā)工程事故?；臃€(wěn)定性分析的目的在于基坑側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)在給定條件設(shè)計(jì)出合理的嵌固深度或驗(yàn)算已擬定支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否穩(wěn)定和合理。不同于邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算的圓弧滑動(dòng)，滑動(dòng)面的圓心一般在擋土上方，基坑內(nèi)側(cè)附近。由《深基坑工程》采用下式進(jìn)行抗隆起安全系數(shù)的驗(yàn)算。對(duì)于單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，踢腳破壞產(chǎn)生于以支點(diǎn)處為轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的失穩(wěn)，對(duì)于多層支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，則可能繞最下層指點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)。取最下一道支撐（拉錨）以下外側(cè)壓力對(duì)支撐（拉錨）點(diǎn)的O力矩。 抗?jié)B流管涌驗(yàn)算根據(jù)《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》在地下水豐富、滲流系數(shù)較大（滲透系數(shù)）的地區(qū)進(jìn)行支護(hù)開(kāi)挖時(shí)，通常需要在基坑內(nèi)降水。為防止此類(lèi)破壞，變通過(guò)提高擋水帷幕入土深度，增長(zhǎng)地下水滲流路線(xiàn)，從而減小滲流水力坡度，達(dá)到防止?jié)B流和管涌的目的驗(yàn)算抗?jié)B。因?yàn)槭┕て陂g水位埋深地面下5m ，取 =6m。39。39。本基坑采用水平支撐體系。第一道支撐布置在地表下 3m 處，第二道支撐布置在地表下 7m 處。??????支撐的允許軸力： 以/][ 圍檁的設(shè)計(jì)與內(nèi)力計(jì)算根據(jù)《建筑工程技術(shù)規(guī)范》[10]，鋼結(jié)構(gòu)腰梁宜按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，計(jì)算跨度取相鄰?fù)瑵?jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28支撐中心距， ，圍檁的計(jì)算跨度 ，其中 是相鄰水平支撐點(diǎn)的間距。其參數(shù)表如下所示： 235 表 H 型鋼參數(shù)表 BH?1t2r型號(hào)（高寬）（mm）截面積單位重xIyxiyxWy400400498432 45 70 225604.53047309434619.8911.07122384368驗(yàn)算 H 型鋼強(qiáng)度，根據(jù)式： ??xmaWrM??—截面塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)工字形截面取 ?則可得： ????? 故 H 型鋼強(qiáng)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。為加強(qiáng)擋墻即鋼板樁的整體性，相鄰攪拌樁的搭接宜大于 100mm，常規(guī)設(shè)計(jì)中搭接 200mm。取地面以下各土層參數(shù)的加權(quán)平均值 .16. .. ????????? ??? 3i . 1..主動(dòng)土壓力系數(shù)： )275(tan)25(tanK2???????被動(dòng)土壓力強(qiáng)度考慮到地基土與擋墻之間的摩擦力應(yīng)采用庫(kù)倫公式的簡(jiǎn)化公式：同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31222p )cos()s(ini1)cos(K??????????? ???????因?yàn)閴Ρ炒怪?，?， 表示計(jì)算點(diǎn)處地基土與墻面的摩擦角，取0?。B???同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）36取 BC 段梁： 0MB??).(39。 ???????取 CE 段梁：E 點(diǎn)彎矩為 0 0M? 16. ).43().().24(39。13 樁的配筋： ： 灌注樁作為擋土結(jié)構(gòu)受力時(shí)，可按鋼筋混凝土圓形截面受彎構(gòu)件進(jìn)行配筋計(jì)算，當(dāng)縱向鋼筋不少于 6 根的時(shí)候，對(duì)沿周邊均勻配置縱向鋼筋，其截面受力均勻可按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》[5] 進(jìn)行計(jì)算，如下式： ????1sy3cm sinirAfsinrf32M????? 式中： —— 單樁抗彎承載力（ ）c mN?—— 縱向鋼筋橫截面積 （ ）sA2 —— 對(duì)應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角（弧度）與 的比值? ?2 —— 縱向受拉鋼筋面積與全部縱向鋼筋截面積的比值t r—— 樁的半徑 （mm） —— 縱向鋼筋所在的圓周半徑 （mm） ，s ssar??—— 混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 （ ）cmf aMP —— 鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值（ ）y具體步驟如下：a 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取灌注樁配筋量 SAb 計(jì)算系數(shù) ，f/Kcmsy??c 將 值代入上式中求出單樁抗彎承載力 （根據(jù) 值查《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)?cMK施工手冊(cè)》[13] 表 得出系數(shù) 值）??同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）38d 比較 值和單樁承受的彎矩值,若過(guò)大則就減小 值,若過(guò)小則增加 、 步驟,直至滿(mǎn)足為止。又有 %?????故按 配筋可以滿(mǎn)足要求?；炷翗?biāo)號(hào)為 .按以下公式計(jì)m1012030C算圈梁的配筋: ??sqA8.~50?式中—— 圈梁的配筋面積q—— 樁按最大彎矩配筋時(shí)的鋼筋面積s本基坑取系數(shù)為 , 所以 2sq .???取 的受力鋼筋則206?2m184?最小配筋率 ＞%.?????min?故配筋滿(mǎn)足要求。保證基坑開(kāi)挖整個(gè)過(guò)程安全。目前，對(duì)基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算主要有如下內(nèi)容：①基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算；②基坑的抗隆起穩(wěn)定驗(yàn)算；③基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算；④基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算?？紤]支撐作用時(shí)，通常不會(huì)發(fā)生整體穩(wěn)定破壞，因此對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)置多道支撐時(shí)可不做基坑的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。?用普郎特爾公式: 、 分別為qNc ??tan2qe45tan????????? ???t1Nqc將墻底面的平面作為求極限承載力的基準(zhǔn)面，同時(shí)考慮 的抗隆起進(jìn)行計(jì)算，其,c?滑動(dòng)線(xiàn)形狀如圖所示：圖 同時(shí)考慮 、 的抗隆起計(jì)算示意圖c?各參數(shù)值： H —— D—— ——30kPa ——c ??30 、 ? 32 ?????代入公式得： .8)2305(tane)(teqc 230t2tan???? ????????? ).6(..)DH(rNK1cq2L ?????同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）42用本方法驗(yàn)算抗隆起安全系數(shù)時(shí)，沒(méi)有考慮均布荷載下土體面上的抗剪強(qiáng)度抵抗隆起作用，故安全系數(shù) 可取得低一些，一般可采用 ～?要求。 抗傾覆穩(wěn)定性可按照下式驗(yàn)算： OCRQM/K?式中： ——抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)； ——抗傾覆力矩。? ????)432(地基土較差時(shí)（如淤泥質(zhì)粘土） ，取大值；反之取小值，且 ，無(wú)坑內(nèi)降水措0??施時(shí)取 ，本設(shè)計(jì)取0??????所以有： ).sin(K2p ????????? ??).(1co2ph? 根據(jù) phpipKcre?? 得出 ????被動(dòng)土壓力的合力計(jì)算： 836ZP???同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）44坑外主動(dòng)土壓力強(qiáng)度仍按照庫(kù)倫公式計(jì)算： aaaKc2)qrh(e??? , ) ??? ? (ea ????? )( ??????? 主動(dòng)土壓力合力到最下道支撐的距離： )( ??????? ??????將以上各計(jì)算值代入： ??根據(jù)基坑重要性等級(jí)，一級(jí)基坑取 ，二級(jí)基坑取 ，三級(jí)基坑取 。在軟粘土地基中滲流力往往使地基產(chǎn)生突發(fā)性的泥流涌出，從而出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。抗?jié)B流管涌穩(wěn)定性驗(yàn)算： 作用在管涌范圍內(nèi) B 上的全部滲透壓力 J 為 hBrw?公式中：h——在 B 范圍內(nèi)從墻底到基坑底面的水頭損失，一般可取 ；2hw?同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）45—— 水的重度；wr——坑底內(nèi)外的水頭差；hB——流砂發(fā)生的范圍，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，首先發(fā)生在離坑壁大約等于擋墻插入深度的一半范圍內(nèi)，即 。為防止此類(lèi)破壞，變通過(guò)提高擋水帷幕入土深度，增長(zhǎng)地下水滲流路線(xiàn)，從而減小滲流水力坡度，達(dá)到防止?jié)B流和管涌的目的驗(yàn)算抗?jié)B。 抗?jié)B流管涌驗(yàn)算根據(jù)《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》在地下水豐富、滲流系數(shù)較大（滲透系數(shù)）的地區(qū)進(jìn)行支護(hù)開(kāi)挖時(shí)，通常需要在基坑內(nèi)降水。取最下一道支撐（拉錨）以下外側(cè)壓力對(duì)支撐（拉錨）點(diǎn)的O力矩。對(duì)于單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，踢腳破壞產(chǎn)生于以支點(diǎn)處為轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的失穩(wěn)，對(duì)于多層支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，則可能繞最下層指點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)。由《深基坑工程》采用下式進(jìn)行抗隆起安全系數(shù)的驗(yàn)算。不同于邊坡穩(wěn)定驗(yàn)算的圓弧滑動(dòng)，滑動(dòng)面的圓心一般在擋土上方，基坑內(nèi)側(cè)附近。基坑穩(wěn)定性分析的目的在于基坑側(cè)壁支護(hù)結(jié)構(gòu)在給定條件設(shè)計(jì)出合理的嵌固深度或驗(yàn)算已擬定支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否穩(wěn)定和合理。例如基坑整體或局部滑坡，基坑底隆起及管涌等，從而引發(fā)工程事故。50~2同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）39因此在本基坑設(shè)計(jì)中:采用 的螺旋筋為箍筋，另外每隔 布置一根208? m20的焊接加強(qiáng)箍筋（即定位筋）14?　冠梁設(shè)計(jì)由于本工程采用鉆孔灌注樁作為支護(hù)結(jié)構(gòu),為了提高支護(hù)體系的穩(wěn)定性形成閉合的結(jié)構(gòu),根據(jù)要求在鉆孔灌注壯頂部設(shè)置連續(xù)圈梁,增加整體的穩(wěn)定性.根據(jù) 《深基坑工程優(yōu)化設(shè)計(jì)》[11] 一般圈梁高度為 ,寬度為 （~~ 為鉆孔灌注樁的直徑）.圈梁剛度越大,則圈梁的作用相當(dāng)于支點(diǎn)的作用,對(duì)樁的受d力和變形將起顯著的作用,因此設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)?shù)膶⑵鋽嗝婕哟?配以適量的鋼筋,增加剛度。5as?450rss ???假設(shè)鋼筋配置 ， ，而18?2sm413A 2422 ??則有 ????由 K 查表得 、 ?3t )6.(sin62M3c ????????? ?????根據(jù)《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》 [13] 有，配置在圓形截面受拉區(qū)的縱向鋼筋的最小配筋率（按全截面面積計(jì)算）不宜小于 ％。C39。B39。CB ????????? ???????? （3）梁CDE段梁CDE段，E點(diǎn)為零彎矩點(diǎn)，參考《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算計(jì)算手冊(cè)