【導(dǎo)讀】成層粉土、淤泥質(zhì)土及粘性土，周邊有城市道路和已建居民樓和綜合性辦公樓。結(jié)合周邊環(huán)境并參考以往施工案例，本設(shè)計采用了兩種支護結(jié)構(gòu)形式，首。支護；東西兩側(cè)由于場地的局限性，采用雙排樁支護。止水帷幕采用深層攪拌。200mm形成密封止水樁墻，既起到止水的作用，又增強支護樁的支護能力。護設(shè)計都本著安全、經(jīng)濟、合理的原則嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求進行。其中大部分計算過程通過手。算完成，基坑穩(wěn)定性驗算部分借助理正深基坑軟件完成。

　　

【正文】 圖 53 等值梁法簡化計算 ［ 4］ ④ 由等值梁法求算最大彎矩 maxM 。由于作用在樁上的力均已求得，所以很方便求出。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 25 計算支護深度范圍內(nèi)土層的加權(quán)平均重度 m? ，粘聚力 mc 及內(nèi)摩擦角 m? mkNh hriiim ?????????? ?? kP ?????????? ?iiim h h ??????????????? ? iiim h h?? 主動土壓力系數(shù)： )(t a n)245(t a n 22 ?????? ??aK 被動土壓力系數(shù)： 22p ???????? ）（）（ ?K 從凈土壓力強度分布圖可以看出，樁后基坑底面處主動 土壓力強度 ?? 凈土壓力零點離基坑底距離 apm a3 ?????? ）（）（ KK? ? 樁后凈土壓力 ? ??????????? ）（）（E ???? 凈土壓力作用點離地面的距離 3121322132213221h a）（）（）（）（）（）（）（）（?????????????????????????????????? = 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 26 支點水平錨固拉力 KNER huh0aa ??? ?????? ??? ? ）（）（ 式中 0h 為錨固點離地面距離（ m）； 土壓力零點（即彎矩為零 點）剪力 KNEQ hh00a0 ??? ????? ?? ? ）（）（ 樁的有效嵌固深度 mSKK Qh)( )6tapm0 ???? ???? （? 式中 hS 為支點水平間距（ m）； 支護樁的最小長度 ????????l 求剪力為零點離地面距離 qh ，由 0hqh21 hqa0ha2qa ??? SKSKR ? 得 ? ?）（ haam200mq /2qq1h SKR?? ???? ?????? ）（ 最大彎矩 ha2q0ha3qm0qam a x hq21h61hh SKSKRM ???? ?）（ 3 ???????? ）（ ?? KN 錨桿長度計算 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 27 根據(jù) 《建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 JGJ 120－ 1999》，支點水平錨固拉力計算值按以下公式轉(zhuǎn)化成設(shè)計值 a0a RT ?? （ 510） Ta—支點水平錨固力的設(shè)計值； γ0—建筑基坑側(cè)壁重要性系數(shù)，本基坑按二級取值為 ； Ra—支點水平錨固力計算值，見上節(jié)； 計算求得 KNT 3 8 ???? 錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值 KNTN os osu a ???? ? 由上述規(guī)程可知，錨固段的長度可由公式（ 511）計算出： ???? isis lqdu ??N （ 511） 式中 Nu—錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值； s? —錨桿（索）軸向受拉抗力分項系數(shù)，可取 ； il —第 i 層土中直孔部分錨固段長度； d—錨固體直徑 ，本設(shè)計 d 為 200mm； sikq —土體與錨固體的摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗取值；當(dāng)無經(jīng)驗時可按表中查得。本設(shè)計錨索的錨固段應(yīng)在粉土和淤泥質(zhì)土中，所以查表得 sikq 在40kPa～ 60kPa 之間，本設(shè)計取 45kPa； 經(jīng)計算，錨固段長度為 。 自由段的長度可由下面公式算出： ?????? ???????? ??? ??? 245s i n/2145s i n kktf ll ?? （ 512） 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 28 式中 lf—自由段長度； lt—錨桿錨頭中點至基坑底面以下基坑外 側(cè)荷載標(biāo)準(zhǔn)值與基坑內(nèi)側(cè)抗力標(biāo)準(zhǔn)值相等處的距離，本設(shè)計取 ； φk—土體各土層厚度加權(quán)內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值，經(jīng)計算為 176。； θk—錨桿傾角，本設(shè)計為 15176。 經(jīng)計算，自由段長度為 ，由規(guī)范規(guī)定，取自由端長度為 。 由此可知，錨桿長度為 += 圍護樁的配筋計算 按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》 (GB500102021)進行圓截面灌注樁配筋計算。支護樁所能承受的最大彎矩按公式（ 513）計算。 ? ?????? s i ns i nrfs i nrf32 tssy33c ??? AM （ 513） M—支護樁能承受的最大彎矩（ KN/m）； cf —混凝土抗壓強度設(shè)計值（ KN）； r—支護樁圓截面半徑（ m）； yf —鋼筋強度設(shè)計值（ 2mm/N ）； As—全部縱向鋼筋截面面積（ mm178。）； rs—縱向鋼筋重心所在圓周半徑（ m）； α—對應(yīng)于受壓區(qū)混凝土截面面積圓心角與 2π 的比值；其計算公式為 bb )( 2 ??????? ； ）（ AAb csy f/f? ； αt—縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值；其中，當(dāng) α＞ 時， t? =0；否則 ?? ?? ； （注：本公式不適用于截面內(nèi)縱向鋼筋小于 6 根的情況）； 本工段支護樁采用 φ800 鉆孔灌注樁，樁心距 1200mm，混凝土強度等級C30（抗壓強度設(shè)計值 cf =178。），保護層厚度 50mm，縱筋采用12φ20HRB335 級鋼筋（強度設(shè)計值 yf =300 N/mm178。），螺旋箍筋采用 φ12@200 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 29 HRB335 級鋼筋，并在樁頂 4m 范圍內(nèi)加密至 @150，此外，另設(shè)置 φ16@2021的加強箍筋。 2s ???A ) 2 ??? ?? （ )( 2 ＜??????????? 6 2 1 ????? ??? t ??? 3 ??????????? KNM ）（ 1 0 m a x ????????? KNM＞ —荷載分項系數(shù)； —基坑重要性系數(shù)； —彎矩折減系數(shù)； 故滿足承載力要求。 截面配筋率 %%% %100 m i n2s ??????? ?? ＞AA 故滿足最小配筋率要求 《地基基礎(chǔ)規(guī)范》（ 2021）規(guī)定灌注樁的最小配筋率不小于 %～ %。 基坑穩(wěn)定性驗算 在基坑開挖過程中，地基的應(yīng)力場和形變場發(fā)生變化，這可能導(dǎo)致基坑的失穩(wěn)。為避免工程事故的發(fā)生，在進行基坑支護設(shè)計時，需要驗算基坑穩(wěn)定性，目的是對于給定的支護結(jié)構(gòu)形式設(shè)計出合理的嵌固深度， 或判斷已擬定支護結(jié)構(gòu)的設(shè)計是否穩(wěn)定和合理。在施工過程中，必要時及時采取適當(dāng)?shù)募訌姺婪洞胧?，使基坑的安全度具有一定的保證。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 30 對有支護的基坑全面地進行基坑穩(wěn)定性分析和驗算，是基坑工程設(shè)計的重要環(huán)節(jié)之一。目前，對基坑穩(wěn)定性驗算的內(nèi)容主要包括驗算支護結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性、抗傾覆穩(wěn)定性、踢腳穩(wěn)定性、坑底抗隆起穩(wěn)定性和基坑抗?jié)B流穩(wěn)定性。 1）整體穩(wěn)定性驗算 基坑支護體系整體穩(wěn)定性驗算的目的就是要防止支護結(jié)構(gòu)與周圍土體整體滑動失穩(wěn)破壞，其計算方法是采用圓弧滑動面簡單條分發(fā)，按總應(yīng)力法計算。取單位寬度分析，支護結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性安全 系數(shù)應(yīng)滿足式（ 514）； ?? ? ? ??? iii0 iiii0iis s i nbq tanc osbqc ? ??）（ ）（ W WLK （ 514） 式中 Ks—圓弧滑動整體穩(wěn)定性安全系數(shù)，安全等級為一級、二級、三級的錨拉式支擋結(jié)構(gòu)， Ks 分別不應(yīng)小于 、 、 ；本基坑等級為二級，故 Ks不應(yīng)小于 ； ci—第 i 土條底面上的粘聚力（ kPa）； φi—第 i 土條底面上的內(nèi)摩擦角（ 176。）； Li—第 i 土條底面面積（ 2m ）； bi—第 i 土條的寬度（ m）； Wi—第 i 土條重力，按上覆土層的飽和容積 密度計算； θi—第 i 土條底面傾角（ 176。）； 上式中安全系數(shù) sK 應(yīng)通過若干滑動面試算后取最小值。用理正深基坑軟件模擬計算，計算簡圖如 54， ,條分法中的土條寬度為 。當(dāng)有軟弱土夾層、傾斜基巖面等情況時，宜用非圓弧滑動面進行計算。 滑裂面數(shù)據(jù)如下： 圓弧半徑 (m)R= 圓心坐標(biāo) X(m)X= 圓心坐標(biāo) Y(m)Y= 計算出整體穩(wěn)定安全系數(shù) Ks=＞ 故本段設(shè)計的支護結(jié)構(gòu)滿足整體穩(wěn)定性要求。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 31 圖 54 整體穩(wěn)定性驗 算簡圖 2） 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 根據(jù)《簡明深基坑工程設(shè)計施工手冊》，對于內(nèi)支撐或錨拉支護體系，在水平荷載作用下，基坑土體有可能在支護結(jié)構(gòu)底部因產(chǎn)生踢腳破壞而出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。對于單支點結(jié)構(gòu) ，踢腳破壞產(chǎn)生于以支點處為轉(zhuǎn)動點的失穩(wěn)，多層支點結(jié)構(gòu)則可能繞最下支點轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)。計算模型如圖 55 所示。 抗傾覆穩(wěn)定性可按式（ 515）進行驗算 apMMKT ? （ 515） 式中： TK —抗傾覆 穩(wěn)定性安全系數(shù)，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 ；本基坑等級為二級，故 TK 應(yīng)不小于 ； Mp—基坑內(nèi)側(cè)被動土壓力對最下層支點處的力矩（ KNm）； Ma—最下層支點以下外側(cè)壓力對最下層支點點的力矩（ KNm）； 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 32 q 0最下層支點E pE a 圖 55 踢腳計算簡圖 ??7 施工過程中，各工況驗算結(jié)果如下 工況 1： 序號 支錨類型 材料抗力 (kN/m) 錨固力 (kN/m) 1 錨桿 Ks=,滿足規(guī)范要求。 工況 2： 注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。 序號 支錨類型 材料抗力 (kN/m) 錨固力 (kN/m) 1 錨桿 ?K s ?1 3 5 3 7 .5 3 3 2 8 2 8 .6 0 81 7 9 5 .0 3 3 Ks= ， 滿足規(guī)范要求。 ?K s ?1 3 5 3 7 .5 3 3 0 .0 0 01 7 9 5 .0 3 3沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 33 工況 3： 注意：錨固力計算依據(jù)錨桿實際錨固長度計算。 序號 支錨類型 材料抗力 (kN/m) 錨固力 (kN/m) 1 錨桿 ?K s ?2 8 1 1 .8 0 8 2 8 2 8 .6 0 83 7 6 2 .8 1 6 Ks=,滿足規(guī)范要求。 安全系數(shù)最小的工況號：工況 3； 最小安全 Ks=,滿足規(guī)范要求。 由以上驗算過程，本段支護結(jié)構(gòu)滿足抗傾覆穩(wěn)定性要求。 圖 56 普朗特爾和太沙基隆起滑動線形圖 3）抗隆起驗算 將墻底面的平面作為求極限平衡的基準(zhǔn)面，參照普朗特爾和太沙基的地基承載力公式，其滑動線形狀如圖 56所示。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 34 《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》 YB 925897(冶金部 )采用下式進行抗隆起安全系數(shù)驗算 qc cq ???? ）（ DH NDNK L ?? （ 516） 式中 γ—土的重度（ 3m/KN ）； c—土的粘聚力（ kPa）； q—地面荷載（ KN/m） ； Nq、 Nc—地基承載力系數(shù)； 采用普朗特爾（ Prandtl）公式時， Nq、 Nc按下式計算，此時要求 ?LK ～. ??? t a n2q e245t a n ???? ）（N （ 517a） ?tan11qc ??? ）（ NN （ 517b） 計算結(jié)果為 a ?????? ??）（N a n ????? ）（N ＞）（ ???? ?????LK 滿足規(guī)范要求。 采用太沙基（ Terzaghi）公式時，安全系數(shù)取自《建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范》YB 925897(冶金部 )，此時要求 ?LK ～ 。 安全系數(shù)計算公式如式（ 516）； qC NN、 計算公式如下 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 35 2t a n243q245c o se21??????????????）（）（????N （ 518a） ?tan11qc ??? ）（ NN （ 518b） 計算結(jié)果如下 2 o se212 a q ???????????????????）（）（N ?????