【文章內(nèi)容簡介】 γ—— 所考慮深度范圍土的重度 (kN／ m3)； B—— 邊坡單位長度 ， 取 1m； D2—— KN段長度 (m)； ka,kp—— 所考慮深度范圍土的主 、 被動土壓力系數(shù)； E1,E2—— AK之間坑底上 、 下凈土壓力合力 (kN)； ME1,ME2—— AK之間坑底上 、 下凈土壓力合力對 A點的力矩 ()； H， H0—— 基坑開挖深度及錨桿設(shè)置深度 (m) 其余符號意義同前 。 算例 某基坑深 6m， 擬采用單錨式鋼筋砼樁排護壁 ， 從樁頂往下 ， 錨桿間距 2m， 土質(zhì)為砂性土 φ=32176。 ，γ=／ m3， 基坑邊施工前為 q=10Kpa。 試按單錨深埋法計算錨桿的水平拉力 ， 樁的入土深度 ， 樁身最大彎短及所在位置 。 圖 28 單錨深埋算例圖 解： 26所示 。 沿樁排方向取 1m長度計算土壓力計算見表 29,表 210 反彎點位置可以樁前后土壓力為零點近似確定： += 解出： D1= 表 210 被動土壓力計算表 參數(shù) 點位 計算深度 Z σ z= γ 178。 Z σ z 178。 Kp 2C 178。Kp ea C 0 0 0 0 0 K D1 1 7 . 6 179。 D1 5 7 . 2 8 8 D 1 0 5 7 . 2 8 8 D 1 c = 0 υ = 3 2 γ = 1 7 . 6 K p = 3 . 2 5 5 = 1 . 8 0 4 O D m i n 1 7 . 6 179。 D m i n 5 7 . 2 8 8 D m i n 0 5 7 . 2 8 8 D m i n Kp表 29 主動土壓力計算表 參 數(shù) 點 位 計算 深度 Z σz= γ 178。 Z σz+q ( σ z + q ) K a 2C 178。Ka ea A 0 0 10 3 . 0 7 3 . 0 7 B 1 . 5 2 6 . 4 3 6 . 4 1 1 . 1 7 5 1 1 . 1 7 5 C 6 1 0 5 . 6 1 1 5 . 6 3 5 . 4 8 9 3 5 . 4 8 9 K 6 + D1 1 0 5 . 6 +γ 178。 D1 1 1 5 . 6 + 1 7 . 6 179。D1 3 5 . 4 8 9 + 5 . 4 0 3 D1 3 5 . 4 8 9 +5 . 4 0 3 D1 c = 0 υ = 3 2 γ = 1 7 . 6 K a = 0 . 3 0 7 = 0 . 5 5 4 O 6 + D m in 1 0 5 . 6 + 1 7 . 6 179。D m i n 1 1 5 . 6 + 1 7 . 6 179。 D m i n 3 5 . 4 8 9 + 5 . 4 0 3 179。 D m i n 3 5 . 4 8 9 + 5 . 4 0 3 Dm i n Ka Dmin 在圖 26中 E1=(+)179。 6/2= E2= 179。 = 對 B點取矩 ME1=179。 6179。 ( )+179。 ()179。 6179。 ( 179。 ) = ME2=179。 (+ 179。 )= 于是 1262231312k01M E M E 2 7 0 . 7 7 5 7 . 0 3V 6 3 . 2 8H H D 6 1 . 5 0 . 6 8 kN? ?? ? ?? ? ? ? 水平拉力： T=E1+E2VK=+= 2K6 6 3 . 2 86 V /[ γ ( k p k a ) ] 2 . 7 11 7 . 6 ( 3 . 2 5 5 0 . 3 0 7 )Dm?? ? ? ??? 入土深度： Dmin=D1+D2=+= 取為 ： D=H+KdDmin， Kd取 =6+179。 = 取 D=11米 設(shè)剪力零點 (即最大彎矩點 )位于基底以下 x處 。 該點以上主動土壓力合力為： 179。 (++)(6+x)； 12被動土壓力為： 179。 ； 錨桿水平拉力為： T= 令樁排左右兩邊水平力相等并化簡得方程： =0 解之可得， x= 對該截面取矩即可得最大彎矩 Mmax 由前面的表格，可求得在 x=， 主動土壓力為： +179。 = 被動土壓力為： 179。 =126Kpa 對 V點取矩 (圖 27)有： Mmax= 179。 179。 (6+)2+ 179。 (6+)2179。 179。 () 179。 126179。 179。 179。 (6+)=(KNm) 121212131213圖 27 樁身最大彎矩計算圖 多層錨桿支護結(jié)構(gòu) 計算假設(shè) 當(dāng)基坑深度較大時，單層錨桿尚不能完全保證樁墻的穩(wěn)定，需要設(shè)置多層錨桿。多層錨桿的設(shè)置是隨著開挖 不同工況逐層向下開挖而分次設(shè)置的，見圖 28。 根據(jù)實測資料這樣設(shè)置的多層錨桿有如下一些現(xiàn)象： ，上道錨桿的軸向力只有微小的變化，錨桿所在點可以看作是不動點； ，大部分是在下道橫撐設(shè)置前產(chǎn)生的。 多層錨桿支護結(jié)構(gòu)是超靜定問題，根據(jù)實際支護中的實測資料可按下列假定將超靜定問題簡化為靜定問題進(jìn)行計算： （ 1）各層錨桿所在點均為不動支點； （ 2）支護樁的下端按簡支端考慮； （ 3）在自上至下逐層計算過程中，某一層錨固力一旦確定，在后續(xù)的計算中保持不變。 圖 28 多層錨桿支護工況圖 計算模型 如圖 29所示 ， 對于第 i層錨桿計算如下： 對 Ⅰ 點取矩 ， 令 ΣMI=0， 則有： MEa2i177。 MEa1i+ =0 jii 1T E Pj1MM??? (212) Ti=Ea1i+Ea2iEpi 11ijjT???(213) 式中及圖中： Hi—— 設(shè)置第 i+1層錨桿時的開挖深度 (m) Di—— 所計算階段滿足力矩平衡的計算入土深度 (m) Ea1i,Ea2i—— 分別為 Hi深度下的開挖底面上下主動土壓力合力 (KN) Epi—— Di深度范圍內(nèi)的被動土壓力合力 (KN) 圖 29 多層錨桿支護結(jié)構(gòu)計算圖 MEa1i,MEa2i,MEpi—— 各項土壓力對 Ⅰ 點的力矩 () —— 第 Ⅰ 至第 i1層錨固力對 Ⅰ 點的力矩 () 在上式 (212)中 ， 含有 Di， 解出后從 (213)式中可算出第 i層錨固力 Ti(KN)。 對最下一層錨標(biāo)計算得出的 Di值可作為樁的最小入土深度 Dmin。 支護樁的設(shè)計長度 D按下式確定： D=H+KdDmin (土質(zhì)好時 Kd=,反之 Kd=) 按此設(shè)計的入土深度 ， 尚應(yīng)滿足整體穩(wěn)定性驗算要求 。 jTM 算例 某工程基坑深 10m，土層分布及參數(shù)見圖 210所示 ， 坑口地面堆載平均以 q=10kpa計算 。 擬采用二層錨桿錨固鋼筋混凝土灌注樁排支護結(jié)構(gòu) ， 第一 、 二層錨桿設(shè)在坑口下 3m,6m處 。基坑安全等級按一級考慮 。 試求支護樁樁長 ，最大彎矩及所在位置 。 右圖 210 土層分布圖 對多層錨桿要分工況計算 ， 不同工況被動區(qū)深度不同 ，故只能先算出主動側(cè)的土壓力 ， 被動區(qū)的土壓力則分工況計算 。 1之計算 工況 1：第一層錨桿已設(shè)，錨固力待求，開挖至 ，第二層錨桿尚未設(shè)置。如圖 211所示。 力矩平衡計算：以 T1作用點為力矩中心，設(shè)力矩逆時針方向為負(fù)，被動土壓力除以 。 根據(jù)力矩平衡條件可得 Dx3+ = 0 解之，得 Dx=。 將 Dx 之值代入各塊合力算式，利用水平向力的平衡條件，可得： T1== 表 211 主動土壓力計算表 層 號 厚度 Δ z 參 數(shù) 計算 深度 Z γ i178。 Δ zi σz= Σγ i 178。 Δ Zi σz+q ( σ z + q ) 178。 Ka 2C 178。 Ka ea ea( x ) ① 2 . 0 c = 0 υ = 2 0 γ = 1 8 K a = 0 . 4 9 = 0 . 7 0 2 . 0 36 0 36 10 46 4. 9 2 2 . 5 0 4 . 9 2 2 . 5 ② 4 . 0 c = 2 0 υ = 1 0 γ = 1 8 . 5 K a = 0 . 7 0 = 0 . 8 4 2 . 0 6 . 0 74 36 1 1 0 46 120 3 2 . 2 84 3 3 . 6 1 . 4 ≈ 0 5 0 . 4 KaKa 注： q=10kPa ea(x)為土層內(nèi)壓力隨深度變化的方程式， x項系數(shù)等于層頂?shù)淄翂毫Σ畛詫雍瘢嗉赐翂毫姸入S深度變化方程的斜率。 ③ 3 . 0 c = 1 5 υ = 2 0 γ = 1 8 . 5 K a = 0 . 5 8 9 = 0 . 7 6 7 6 . 0 9 . 0 5 5 . 5 1 1 0 1 6 5 . 5 120 1 7 5 . 5 7 0 . 7 1 0 3 . 4 23 4 7 . 7 8 0 . 4 ④ 4 . 5 c = 1 0 υ = 2 0 γ = 1 9 K a = 0 . 4 9 = 0 . 7 9 . 0 1 3 . 5 8 5 . 5 1 6 5 . 5 251 1 7 5 . 5 261 86 1 2 7 . 9 14 72 1 1 3 . 9 72 + 9 . 3 1 x ⑤ 6 . 5 c = 0 υ = 2 8 γ = 1 9 . 5 K a = 0 . 3 6 = 0 . 6 0 1 3 . 5 2 0 . 0 1 2 6 . 75 251 3 7 7 . 8 261 3 8 7 . 8 94 1 3 9 . 6 0 94 1 3 9 . 6 94+ 7 . 0 1 5 x KaKa 表 212 被動土壓力計算表 層 號 厚度 Δ z 參 數(shù) 計算深度Z γ i 178。 Δ zi σ z= Σγ 178。 Δ Zi σ z 178。 Kq 2CKp ep ep(x ) ③ 2 . 0 c = 1 5 υ = 1 8 . 5 γ = 1 8 . 5 K p = 1 . 7 0 = 1 . 3 0 3 0 2 . 0 37 0 37 0 6 2 . 9 3 9 . 1 3 9 . 1 102 ④ 4 . 5 c = 1 0 υ = 2 0 γ = 1 9 . 0 K p = 2 . 0 4 = 1 . 4