【正文】 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 32 表 45 被動土壓力計算表 單樁 土壓力計算 單樁土壓力為單寬土壓力乘以樁間距，樁間距為 2m，主、被動土壓力如圖44 所示。 圖 44 單樁主、被動土壓力分布圖 樁長及配筋計算 根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)范》錨桿的水平間距不宜小于 ：多層錨桿，土層深度 c φ 荷載 重度 rh ep Ep 被動土壓 力合力 距本土層距離m 0 38 20 21 0 35 20 21 0 38 20 21 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 33 其豎向間距不宜小于 的要求，以及參考已有建筑實例的結果 ，擬定錨 索 間距 ，樁徑 1m，樁間距 2m計算。放坡比為 1:1，坡面噴射混凝土面層 80mm厚 。 懸臂樁主要依靠嵌入土內(nèi)的深度，以平衡上部地面荷載、水壓力及主動土壓力形成的側壓力，因此插入深度至關重要。 本設計采用 Blum 法求嵌固深度。 布魯姆法的基本原理如圖 45a、 45b。 圖 45a 布魯姆計算簡圖 凈土壓力合力 AR 、 pE 組成力偶，不能平衡，假 定樁底端作用一個向左的力 ?pE 。 圖 45b 布魯姆計算簡圖 A C P B Kp Ka epB p G C B P M G A Ep′ Ep RA M RA eaB Ep A C P B Kp Ka epB p G C B Ep′ P M G A G′ Ep RA M RA eaB a H D Y Y y b Ep l 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 34 G 點 ——凈土壓力零點； G? ——剪力零點。 （ 1） G 點至基坑底面的距離 a 。 Ha 11??? （ 47） apKK?? （ 48） （ 2） G? 至基坑底面的距離 b 。 Hb 11?? ? （ 49） （ 3）當 0?BM 時，確定 Y 。 032)()( 2 ?????? YYKKrYyR apA （ 410） 0)( 6)( 63 ????? yKKr RYKKr RY ap Aap A （ 411） 式中： AR——主動土壓力合力（ kN ）； （ 4）設計嵌固深度 D 。 aYD ?? （ 412） 嵌固深度計算 本設計根據(jù) Blum理論采用簡化計算方法。設計時，土體參數(shù)均采用各土層對土層厚度的加權平均值來計算，加權平均后采用的土體參數(shù)見下表 46。 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 35 表 46 基坑土層設計參數(shù)加權平均取值 巖土名稱 重度 γ(kN/m3) 粘聚力標準 C（ kpa） 內(nèi)摩擦角標準值 Φ（ 176。） 雜 填 土 18 5 10 素 填 土 10 10 粉質粘土 35 15 細 砂 / 22 中 砂 19 / 28 卵 石 松 散 / 32 稍 密 21 / 35 中 密 22 / 40 密 實 23 / 45 參數(shù)加權 （ 1）計算參數(shù) 根據(jù)公式（ 41）、（ 44），可得 ?aK ； ?pK （ 2）計算單位面積主動土壓力 1ae ， 2ae kNqKe aa ???? kNKhqe aa )()(2 ??????? ? （ 3）計算土壓力為零的點至基坑底面的距離 a ，代入公式（ 47）、（ 48）得 ??? ma 1 ???? （ 4）計算主動土壓力合力AR及距基坑頂端距離 a? kNR A )(21 ???????? ma )3()( 2?????????????（ 5）當 0?BM 時，根據(jù)（ 410）、（ 411）式確定 Y 值 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 36 mY ? （ 6）計算設計嵌固深度 D ，代入公式（ 412）得 mD ???? （ 7） 樁的總長 L 基坑 5m以上采用放坡方式進行開挖，在 5m時設錨拉樁 進行支護。 mDhHL ??????? ，取 m17 嵌固深度為 m7)515(22 ??? 根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》（ JGJ12099）中關于嵌固深度設計應滿足抗?jié)B透穩(wěn)定條件： )( 0 wad hhh ?? ? （ 413） 式中： dh ——嵌固深度， m ； h ——開挖深度， m ； wah ——地下水深度， m ； 0? ——基坑側壁安全等級及重要性系數(shù)，這里取 。 代入公式（ 513）得 7 4 )( ?????dh ，所以滿足條件 最大彎矩計算 （ 1）求最大彎矩 代入公式（ 49）得 mb 1 ???? 最大彎矩位置為 abxm ?? （ 414） 代入公式（ 414），得 mx m ??? 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 37 （ 2）最大彎矩的確定 6 )()(3m a x mapmA xKKaxlRM ?????? ? （ 415） 式中： AR ——主動土壓力合力 39。a ——主動土壓力合力距基坑頂端距離 mx ——最大彎矩位置 aK ——主動土壓力系數(shù) pK ——被動土壓力系數(shù) maHl ????? 代入公式（ 415），得 mkNM / )()( 3m a x ????????? 樁身內(nèi)力分析 由圖 46， P 點最大剪力為： kNQ P )( )()( ?? ??????????? B 點最大剪力為： kNQ B )( )()( ??? ?????????? 樁身剪力、彎矩圖如圖 46 所示。 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 38 圖 46 樁身剪力、彎矩圖 根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》（ JGJ12099）中規(guī)定彎矩設計值： MM ?? （ 416) 0? ——基坑側壁安全等級及重要性系數(shù)，這里取 。 代入公式（ 416），得 mkNM / 7 3 7 1 ???? 計算時采用的相關參數(shù)對土層厚度的加權平均值，看作單層土考慮，并且考慮是在地下水降到設計水位以下，因此計算不考慮水壓力。 樁截面配筋計算 根據(jù) 支護樁配筋方式通常有兩種，一種是鋼筋沿圓均勻布置，另一種是鋼筋均勻布置在距離中和軸較遠的局部圓弧內(nèi)。本次支護采用第一種配筋方式。 《 混凝土結構設計規(guī)范》（ GB50010—2021） ? ??? aarAfarfaM tssycm s i ns i ns i n32 3 ?????????? （ 417） 0)()2 2s i n1( ????sytc Afaaa aAaf ? ? （ 418） bbba 6 2 ( 2 ?????? 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 39 Af Afb cm sy ??? ， aat ?? 其中 M—樁的彎矩設計值（ KNm ） cmf —混凝土抗壓強度設計值（ 2/mkN ） A—支護樁截面面積（ 2m ） r—支護樁截面半徑 a—對應于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角與 ?2 的比值 yf —縱向鋼筋抗拉強度設計值（ 2/mkN ） sA —全部縱向鋼筋截面面積（ 2m ） sr ——縱向鋼筋圓心所在圓周半徑 ta —縱向受拉鋼筋截面面積與全部縱向鋼筋截面面積的比值，當 a ＞ 時，取 ta =0 取樁徑 1m，樁間距 2m，由前面計算 ?maxM ，混凝土等級為 C30，2/ mmNfcm ? ，主筋選用 HRB400,， 2/360 mmNfy ? 。 0360)()2 2s i n1( ?????????? sAaaa aa ? ? 可得： )(360)2s i n211(????????aaaaAS?? ? ??? aarAa ss s i n)(s i n360s i 3 ??????????? 配筋結果： 主筋選用 HRB400E000, 2218? 均布置， 2/360 mmNfy ? ，混凝土保護層厚度 50mm，選用 HRB300 箍筋 150@12? 均布置，加強筋選用 HRB400, 200@14? 均布置。 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 40 附圖 47 樁身配筋圖； 圖 47 樁身配筋圖 錨 索 設計的步驟 (1).確定基坑支護方案，根據(jù)基坑開完深度和土體參數(shù)，確定錨 索 層數(shù)，間距和傾角等幾何參數(shù)； (2).各層錨 索 對樁體的水平力計算； (3).根據(jù)設定的錨 索 傾角和間距計算錨 索 軸力； (4).錨 索 錨固段長度計算； (5).錨 索 自由段長度計算 ； (6).錨 索 總長度的計算； (7).錨 索 橫截面尺寸的計算； (8).驗算基坑支護體系的整體性驗算； 錨 索 承載能力及配筋的計算 (1) 錨 索 水平間距：按《 建筑邊坡工程技術規(guī)范 》 GB503302021 的規(guī)定：錨桿 垂直間距不宜小于 ，水平間距不宜小于 2m。該基坑支護采用兩層錨 索 ，水平間距取 3m；傾角取 25176。 (2) 錨 索 水平力應結合，并考慮樁間距得 KNTRa ?? （ 419） 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 41 式中 。 T—為支點反力； 1aR —錨索水平應力 取樁頂?shù)椒磸濣c段樁進行計算 ?? ?? ap MMTh 6665554443332221111 hEhEhEhEhEhEhETh aaaaaapp ??????? )()()()()()(?????????????????T 得 T= KNTRa ?? (3) 由幾何關系求出錨 索 軸力 KNRN aa o s 1 ?? ? （ 420） (4) 錨 索 自由段長度計算 根據(jù)《建筑基坑支護技術規(guī)程》，錨 索 自由端長度計算簡圖 48 如下： 圖 48 自由端計 算簡圖 其中 O 為土壓力零點， OE 為假想滑裂面，錨 索 AD 與水平線 AC 夾角為 a，AB 為自由段，由幾何關系得： 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（論文） 42 )245s in ()245s in (aAOABmm???? ???? （ 421） 其中 m? 錨 索 穿越土層內(nèi)摩擦角標準值， 膨脹土區(qū)內(nèi)取各土層參數(shù)最小值。在該段設計中： ?? ????m? 所以 mABR 122 ? (5) 錨 索 錨固段長度計算 錨 索 的錨固段長度 aL 按下式計算： ?? ?? ?? m tma d NKL （ 422） 其中： md —錨固段直徑，可取鉆頭直徑的 倍； mK —錨固安全系數(shù)；取 ?mK tN —土層錨 索 軸向拉力設計值； ?—錨固體與土層間剪切強度；取 kpaR 90?? KNNt ? ， mmdm 150? 代入式 520 得： mLa ?? (6) 錨 索 總長度計算： 土層錨桿總長度按下式計算： fam LLL ?? （ 423） 公式中 mL —錨桿的總長度； aL —錨固段長度，由計算確定； 成都理工大學 2021 屆學士學位畢業(yè)設計（