【正文】 》（第一版），左端固定，右端簡支，C點的彎矩：同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）34圖 CE 段彎矩計算簡圖 ?????????????????? 2232221FC )lb(516q)la(51l984aq)l(8aqM )()(.984..(.( 222????????????? ?????????根據(jù)《結(jié)構(gòu)力學》中的彎矩分配法來平衡支點B、C的彎矩假設(shè)樁的抗彎剛度EI不變 SCB=3iCB =4iCE CE， 4IliBC?? ?? .0SEBE?? 表 桿端彎矩的分配計算 （單位：kN布50?置如下圖所示圖 攪拌樁布置示意簡圖同時在檢修閥井處管道底部采用 C20 水下砼 1000mm 厚封底，并在封底與鋼板樁接觸處鋪設(shè)土工同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）30第四章 檢修閥井基坑圍護結(jié)構(gòu)（鉆孔灌注樁）設(shè)計與計算、土壓力計算 地質(zhì)條件和場地基本情況同上 開挖面深度范圍內(nèi)的側(cè)壓力（土壓力和水壓力）計算 (1) 按庫倫理論計算主動與被動土壓力強度，其公式如下： （）aaia kc2)hrq(P???? （）ppib式中： —— 庫倫主動與被動土壓力強度， ；apb aP—— 地面均勻荷載， ；qakP—— 第 i層土的重度， ；ir 3mN—— 第 層土的厚度， ；ih 、 ——庫倫主動與被動土壓力系數(shù)；akp、 —— 計算點土的抗剪強度指標， kPa???。我國《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 （JGJ—91規(guī)定） ，攪拌樁采用壁狀加固用于止水結(jié)構(gòu)。 選用 的鋼管。水平支撐材料采用鋼管支撐。經(jīng)以上驗算基坑穩(wěn)定性都滿足設(shè)計要求，說明此段圍護樁的設(shè)計合理。 sK在本工程中，坑外地下水位在樁頂處。由于基坑擋土墻作為臨時擋土結(jié)構(gòu)，為簡化計算可取緊貼地下墻的流線來求最大滲流力，： 圖 抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算簡圖 wrLhij? i式中: ——坑底土的滲流水力坡度；i——坑底內(nèi)外的水頭差；wh同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）26L——最短滲徑流線長度 ， ；???VhLmL——滲流水平段總長度；?K——滲流垂直段總長度； V——滲徑垂直段換算成水平段的換算系數(shù)，單排帷幕墻時，取 ；多排m ?帷幕墻時，取 ?？?jié)B流管涌穩(wěn)定性驗算： 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?—— 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)實驗結(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 。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。? ????)432(地基土較差時（如淤泥質(zhì)粘土） ，取大值；反之取小值，且 ，無坑內(nèi)降水措0??施時取 ，本設(shè)計取0??????同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）23所以有： )( ?????????? ??68.)..si(co22ph 根據(jù) phpipKcre??? 得出 ???被動土壓力的合力計算： ?? 3725ZP??坑外主動土壓力強度仍按照庫倫公式計算： aaaKc)qh(e??? , ) ??? ? (ea ????? mN8.)( ??????? 主動土壓力合力到最下道支撐的距離： )( ??????? ??????將以上各計算值代入： ??根據(jù)基坑重要性等級，一級基坑取 ，二級基坑取 ，三級基坑取 。 抗傾覆穩(wěn)定性可按照下式驗算： OCRQM/K?式中： ——抗傾覆穩(wěn)定性安全系數(shù)； ——抗傾覆力矩。?用普郎特爾公式: 、 分別為：qcN??tan2qe45tan????????????t1qc將墻底面的平面作為求極限承載力的基準面，同時考慮 的抗隆起進行計算，其,c?滑動線形狀如圖所示：圖 同時考慮 、 的抗隆起計算示意圖c?各參數(shù)值： H —— D—— ——30kPa ——c ??30 ? 32 ?????同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）21代入公式得： )2045(tane)4(teqc 230t2tan???? ???????????? ).(. .4)DH(rK1cq2L ?????用本方法驗算抗隆起安全系數(shù)時，沒有考慮均布荷載下土體面上的抗剪強度抵抗隆起作用，故安全系數(shù) 可取得低一些，一般可采用 ～?要求?？紤]支撐作用時，通常不會發(fā)生整體穩(wěn)定破壞，因此對支護結(jié)構(gòu)，當設(shè)置多道支撐時可不做基坑的整體穩(wěn)定性驗算。目前，對基坑穩(wěn)定性驗算主要有如下內(nèi)容：①基坑整體穩(wěn)定性驗算；②基坑的抗隆起穩(wěn)定驗算；③基坑支護結(jié)構(gòu)踢腳穩(wěn)定性驗算；④基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算。保證基坑開挖整個過程安全。?且查相關(guān)資料得知拉森式 IV 型密扣鋼板樁（U 型）的相關(guān)參數(shù)如下表表 拉森式 IV 型密扣鋼板樁（ U 型）的相關(guān)參數(shù)型號 尺寸（mm）截面積A 單根（cm 2）重量（kg/m） 慣性矩 Ir 截面抵抗矩拉森 寬度 b 高度 h腹板厚 t1翼緣厚t2 單根 每米寬單根（cm 4）每米寬（cm 4/m）單根（cm 3）每米寬（cm 3/m）IV 型 400 180 343 2043所以由 ??????綜上所述，本基坑采用樁長 16m 的進口拉森式 IV 型密扣鋼板樁（U 型） 。C? ???????39。B ??????..739。???15)432(kj??上式化簡得 2kjp sin)i(cosK??????????? )(150co2???????????參考《深基坑工程》 （第二版） （陳忠漢主編） ，取地面均布荷載 ? 土壓力計算確定臨界深度 ：由 得:0z0kc2)rzq(eaa0???? ???圖 局部均布超載時土壓力強度分布圖根據(jù)規(guī)范，采用水土合算，基坑開挖面以上設(shè)置鋼支撐，鋼支撐布置處及基坑開同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）13挖底面處土壓力的值: 2aaaA m/ ???????? 2aimB m/ ????aiaaC 62...ce 2aimD /8...14017240K2rqK?????? ：圖 土壓力強度分布圖土壓力零點距基坑底的距離，可根據(jù)凈土壓力零點處墻前被動土壓力強度與墻后主動土壓力強度相等的關(guān)系求得，即： amaDpmuKreur?? )()(raP ???? 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 彎矩計算將基坑支護樁畫成一連續(xù)梁，其荷載為土壓力，～:(1)連續(xù)梁AB段懸臂部分彎矩 ????同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）14 AB段彎矩計算簡圖（2）梁BC段參考《建筑結(jié)構(gòu)靜力計算計算手冊》（第一版）B點鉸支，C端固定公式有 BC段彎矩計算簡圖 )(39。因此，如當?shù)赜谐晒Φ乃梁纤愕慕?jīng)驗的話，為了經(jīng)濟的目的，應(yīng)該采用水土合算。表 檢修閥井處地層參數(shù)指標一覽表地層代號 層厚（m）天然容重 γ（ 3kN/m）凝聚力 c（kPa）內(nèi)摩擦角φ（度）素填土（第 1 層） 8 8粘 土（第 2 層） 粉質(zhì)粘土（第 3 層） 13淤泥質(zhì)粘土（第 4 層） 15 8細砂巖（第 5 層） 15 28泥 巖（第 6 層） 30 30同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）11粉砂巖（第 7 層） 14 35 開挖面深度范圍內(nèi)的側(cè)壓力（土壓力和水壓力）計算 (1) 按庫倫理論計算主動與被動土壓力強度，其公式如下： （）aaia kc2)hrq(P???? （）ppib式中： —— 庫倫主動與被動土壓力強度， ；apb aP—— 地面均勻荷載， ；qakP—— 第 i層土的重度， ；ir 3mN—— 第 層土的厚度， ；ih 、 ——庫倫主動與被動土壓力系數(shù)；akp、 —— 計算點土的抗剪強度指標， kPa???。地質(zhì)條件復雜，屬于粘性土地基。對檢修閥井基坑支護，采用 15 或 17 米長拉森 IV 型密扣鋼板樁，設(shè)兩道鋼支撐并加圍檁增加整體穩(wěn)定性和架起鋼支撐，或者采用鉆孔灌注樁加鋼支撐的支護形式。支護方式一：適用于場地較小，土質(zhì)較好（承載力特征值 120KPa 以上） ，基坑深度小于 的情況。缺點：但是造價比較昂貴且施工工期慢，還須有泥漿處理條件。缺點：不能有效地形成止水帷幕，此基坑含水豐富，如果不能止水在部分地段容易形成流沙現(xiàn)象。 支護方案的比較和確定 基坑特點依據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)條件、臨近地面地下環(huán)境、基坑開挖深度等得出基坑具有以下特點：①基坑開挖深度范圍內(nèi)土層條件較差；②周圍環(huán)境條件不太好：基坑周邊有馬路、高壓電塔和民用工廠樓，距離較近因此不能放坡開挖；③場地地下水位較高，設(shè)計時取靜止水位地面下5m 計算。表 支撐優(yōu)缺點比較材料 優(yōu)點 缺點同濟大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）8鋼結(jié)構(gòu)自重小，安裝拆除方便；可重復利用；可以做到隨挖隨撐，并可施加預緊力，有利于控制變形。在土質(zhì)較好的地區(qū)，應(yīng)發(fā)展土錨。噪聲和振動小，就地澆制施工，對周圍環(huán)境影響??；適合軟弱地層使用，接頭防水性差，要根據(jù)地質(zhì)條件從注漿、攪拌樁、旋噴樁等方法中選用適當方法解決防水問題；整體剛度較差，不適合兼作主體結(jié)構(gòu)； 深基坑支護體系由兩部分組成，一是圍護墻，還有就是內(nèi)支撐或土層錨桿。 表 側(cè)壁安全等級及重要性系數(shù)安全等級 破壞后果 重要性系數(shù)一級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響很嚴重 二級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響很一般 三級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)影響很不重 根據(jù)勘察報告，本基坑安全等級屬于二級基坑。首先，安全可靠：滿足支護結(jié)構(gòu)本身強度、穩(wěn)定性以及變形的要求，確保周圍環(huán)境的安全。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關(guān)，這就是通常規(guī)范中所謂的基坑安全等級的劃分。而正常使用極限狀態(tài)則是指支護結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大，影響正常使用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。(186。185。尤臺風強熱帶風暴最具破壞性。其中 5~8 月為雨季。受亞熱帶海洋性氣候的影響 ,區(qū)內(nèi)降雨極為豐富,年平均降雨量 1667 毫米,最大年降雨量 毫米。C。C。此基坑位于剝蝕殘丘和沖擊平原交接地帶,地勢相對較為平坦,屬珠江三角洲沖擊平原地貌單元及剝蝕殘丘地貌單元。 管道基礎(chǔ)設(shè)計中的不利地層主要有：第②3 層、③4 層為流塑狀淤泥層，屬高壓縮性、高靈敏度、高含水率、低強度的軟弱土層；第二②4 層、②5 層、②6 層為沙層，呈松散狀，承載力低，經(jīng)液化判別，屬中等～嚴重液化土層，以上土層均需進行地基處理，不能直接作為管道的基礎(chǔ)持力層。 設(shè)計依據(jù)本次基坑支護工程設(shè)計遵循下列技術(shù)標準和依據(jù)：《廣州地區(qū)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)定》 （GJB0298）《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程》 （JGJ12099） ；《建筑基坑支護工程技術(shù)規(guī)程》 （DBJ/T152097） ；《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》 （YB925897 ） ；《給水排水工程結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 （GB 500692022）《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 （JGJ792022）《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》 （GB500072022 ）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 （GB500102022 ） ；《建筑變形測量規(guī)程》 （JGJ82022） ；《廣州市西江引水工程巖土工程初步勘察報告》 （2022 年 3 月） ； 工程地質(zhì)及水文地質(zhì) 根據(jù)巖土工程勘察報告，廣州市西江引水工程場區(qū)地貌主體屬于珠江三角洲沖擊平原，在場區(qū)西部多分布剝蝕殘丘。內(nèi)支撐系統(tǒng)的設(shè)計包括支撐類型的選擇及結(jié)構(gòu)體系的布置，支護結(jié)構(gòu)內(nèi)力的計算及選型。涉及到工程地質(zhì)、土力學、基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)力學、施工技術(shù)、環(huán)境巖土工程等學科，由于設(shè)計計算方法尚建立在經(jīng)驗或半經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，使得基坑工程設(shè)計與施工處于不確定狀態(tài)，其結(jié)果是基坑工程失效事故頻頻發(fā)生，高于主體結(jié)構(gòu)工程，損失嚴重；過分強調(diào)安全性，進行