【正文】 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 。故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。 抗?jié)B流管涌驗算根據(jù)《簡明深基坑工程設計施工手冊》在地下水豐富、滲流系數(shù)較大（滲透系數(shù)）的地區(qū)進行支護開挖時，通常需要在基坑內降水。如果圍護短墻自身不610cm/s??透水，由于基坑內外水位差，導致基坑外的地下水繞過圍護墻下端向基坑內外滲流，這種滲流產生的動水壓力在墻背后向下作用，而在墻前則向上作用，當動水壓力大于土的水下重度時，土顆粒就會隨水流向上噴涌。在軟粘土地基中滲流力往往使地基產生突發(fā)性的泥流涌出，從而出現(xiàn)管涌現(xiàn)象。以上現(xiàn)象發(fā)生后，使基坑內土體向上推移，基坑外地面產生下沉，墻前被動土壓力減少甚至喪失，危及支護結構的穩(wěn)定。為防止此類破壞，變通過提高擋水帷幕入土深度，增長地下水滲流路線，從而減小滲流水力坡度，達到防止?jié)B流和管涌的目的驗算抗?jié)B。滲流穩(wěn)定的基本原則是使基坑內土體的有效壓力大于地下水的滲透力?？?jié)B流管涌穩(wěn)定性驗算： 作用在管涌范圍內 B 上的全部滲透壓力 J 為 hBrw?公式中：h——在 B 范圍內從墻底到基坑底面的水頭損失，一般可取 ；2hw?45—— 水的重度；wr——坑底內外的水頭差；hB——流砂發(fā)生的范圍，根據(jù)實驗結果，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，即 。2D?圖 基坑抗?jié)B流管涌計算簡圖抵抗?jié)B透壓力的土體水中重量為： DBrW??式中： —— 土的浮重度；r?D——地下墻的插入深度。因為施工期間水位埋深地面下5m ，取 =6m。wh因此： m326hw??? ? )8.(W????46因為滿足WJ，所以不會發(fā)生管涌。由于基坑擋土墻作為臨時擋土結構，為簡化計算可取緊貼地下墻的流線來求最大滲流力，如圖： 圖 抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算簡圖 wrLhij?hiw?式中: i——坑底土的滲流水力坡度；hw——坑底內外的水頭差；L——最短滲徑流線長度 ， ；???Vhm——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 。?坑底土體滲流或管涌穩(wěn)定性可按下式計算：47 irijrKcwc39。39。s ??式中： ——坑底土體的臨界水力坡度， ；ci e1Griswc???? ——土的顆粒密度；sG e ——土的空隙比； ——抗?jié)B流或抗管涌穩(wěn)定性安全系數(shù)，～。 sK在本工程中，坑外地下水位在樁頂處。計算過程如下： )( ???????? ???? 5..39。39。s ?故基坑抗?jié)B或抗管涌滿足要求。經(jīng)以上驗算基坑穩(wěn)定性都滿足設計要求，說明此段圍護樁的設計合理。 支撐體系是承受圍護墻傳遞來的土壓力、水壓力等外荷載的結構體系，其組成包括支撐、 ；立柱等構件。本基坑采用水平支撐體系。水平支撐體系由水平支撐、圍檁（即布置在圍護墻內側，并沿水平方向四周兜轉的圈梁）和立柱組成。水平支撐材料采用鋼管支撐。本基坑工程采用了兩道 的鋼管支撐，鋼管材m12/71????以料為 Q345 鋼。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。由于基坑為長方形，采用相互正交、均勻布置的對撐形式，又因采用機械開挖，支撐間距取 5m。 用 的鋼管。根據(jù) 《深基坑工程》 表 6—4 得鋼管的截面特征如下表：12/.7?表 鋼管的截面特征48外徑 ( ）m截面積( )2m慣性矩( )4c截面模量 3cm回旋半徑（ ）cm 161000 4530 鋼支撐計算長度為 ，鋼管為 ，壁厚 12??， ,?? 滿足要求 75408rl??————構件長細比；?查《鋼結構設計規(guī)范》得 ??————受壓構件穩(wěn)定系數(shù) 22221 )87..0(4)d(A?????每根直撐最大軸力為 ?穩(wěn)定性驗算公式 fA???————支撐強度設計值，取 f=170MPaf鋼管支撐的應力： ，滿足要求。??????支撐的允許軸力： 以/kN6.][ 圍檁的設計與內力計算根據(jù)《建筑工程技術規(guī)范》[10]，鋼結構腰梁宜按簡支梁計算，計算跨度取相鄰支撐中心距， ，圍檁的計算跨度 ，其中 l 是相鄰水平支撐點的間距。 H 型鋼m5l0?的圍檁可看作簡支梁來設計，作用在圍檁的均布荷載 q 可取每延米支撐力，即：在圍檁承受的最大彎矩和最大剪力分別為： 。l1,l1max2max2max????49圍檁采用日本扎制的 H 型鋼規(guī)格，查《地下工程設計施工手冊》(第 1009 頁),[11]，得其具體規(guī)格如表所示，其鋼號為 鋼。其參數(shù)表如下所示： 235Q 表 H 型鋼參數(shù)表 B?1t2r型號（高寬）（mm）截面積單位重xIyxiyxWy400400498432 45 70 225604.53047309434619.8911.07122384368驗算 H 型鋼強度，根據(jù)式： ??xmaWrM??—截面塑性發(fā)展系數(shù)：對工字形截面取 ?則可得： ????? 故 H 型鋼強度滿足設計要求。 進行抗剪強度驗算 根據(jù)材料力學公式 )t2H(tQ23bh1max ????? 則有： ??).( Vmax ????????故抗剪強度滿足設計要求進行抗壓強度驗算 ANmaxa??50則有： ??3maxax ???????故抗剪強度滿足設計要求第五章 廠房地段深基坑支護設計 此段基坑周圍有廠房和佛一環(huán)公路，開挖深度為 9m，在開挖深度范圍內地質條件較差，此段基坑計算土壓力時，地面超載 q 取 30kN/m。表 廠房段地層參數(shù)指標一覽表三軸有效剪切強度指標層次 土層名稱 層厚m底層標高mW%rkN/m3ckPa 216。185。(186。)① 素填土 8 8② 粉質粘土 － 13③ 細 砂 －605 0 25④ 粘 土 － ⑤ 細砂巖 － 15 28 開挖面深度范圍內的側壓力（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)；akp5 —— 計算點土的抗剪強度指標， kPa、 ???。c?同檢修閥井處計算原則，計算水土壓力同樣采用水土合算的計算方法。取地面以下各土層參數(shù)的加權平均值 ????????? kPa.. 50...cimi? 3i mkN9...主動土壓力系數(shù)： 52.)(tan)245(tanK2???????被動土壓力強度考慮到地基土與擋墻之間的摩擦力應采用庫倫公式的簡化公式： 222)cos()s(ini1)cos( ?????????? ???????p因為墻背垂直，故 ， 表示計算點處地基土與墻面的摩擦角，取0?。???15)432(kj??上式化簡得 2kjp sin)i(cosK??????????? )(520co??????????? ??由于基坑周圍有廠房和公路所以取地面均布荷載 土壓力計算確定臨界深度 ：由 得 :0z02)(0????..32rKkc2za0 ???52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，基坑開挖面以上設置鋼支撐，鋼支撐布置處及基坑開挖底面處土壓力的值: 2aaaA m/ ???????? 2aimB m/ ????aiaaC 92...ce 2aimD /3...1325015203K2rqK??????：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系求得，即： amaDpmuKreur??53 m02.)()K(reuaPmD?????? 結構內力計算 彎矩計算將基坑支護樁畫成一連續(xù)梁，其荷載為土壓力，～:(2)連續(xù)梁AB段懸臂部分彎矩 ???? AB段彎矩計算簡圖（2）梁BC段參考《建筑結構靜力計算計算手冊》（第一版）B點鉸支，C端固定公式有 BC段彎矩計算簡圖 )(39。2CB ????????? ????????54 （3）梁CDE段梁CDE段，E點為零彎矩點，參考《建筑結構靜力計算計算手冊》（第一版），左端固定，右端簡支，C點的彎矩：圖 CE 段彎矩計算簡圖 ?????????????????? 2232221FC )lb(516q)la(51l984aq)l(8aqM )()(.98..(.( 222 ????????????? ????????? 彎矩分配根據(jù)《結構力學》中的彎矩分配法來平衡支點B、C的彎矩假設樁的抗彎剛度EI不變 SCB=3iCB =4iCE CE， 3IliBC?? ?? ?? 55 表 桿端彎矩的分配計算 序號 桿端名稱 B 點 C 點 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? 參考《基坑工程》 （哈爾濱工業(yè)大學出版社） 圖 各支點反力計算簡圖取 ZB 段梁：560MA??39。B???取 BC 段梁： 0? )(39。B ???????..39。B39。 ??0MC?)( ????????取 CE 段梁：E 點彎矩為 0 ).431().().(39。C? ???????39。C39。C ???? 同理 0M? )430.()..(? ???????（5）鋼板樁插入深度計算 參考《深基坑工程》 （第二版） （陳忠漢主編） . m34).()K(r6xapE ????1596htL..????以 以57 鋼板樁支護設計 鋼板樁支護設計 根據(jù)本工程場地地質情況特點，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，同時支護邊坡防止流砂涌動，起到支護邊坡的作用。設計要點如下：一、采用拉森式 IV 型密扣鋼板樁（U）型，樁長 15m；二、鋼板樁穿過砂層，進入強（中）風化巖面；三、鋼板樁沿基坑四周連續(xù)設置成封閉的帷幕；四、為保證基坑安全，鋼板樁帷幕上設置二道連續(xù)的工字鋼或槽鋼圍檁以加強鋼度及整體性； 由前面計算出最大彎矩 后可根據(jù)下式對鋼板樁選型進行驗算maxM ??fwmaxax???? ——樁身最大應力ax ——樁身最大彎矩mM W ——鋼板樁截面抵抗矩 ——抵抗矩折減系數(shù)，對于小企口鋼板樁，當設有整體圍檁或冠梁時 取? ?， 不設冠梁或圍檁分段設置時 取 。?且查相關資料得知拉森式 IV 型密扣鋼板樁（U 型）的相關參數(shù)如下表表 拉森式 IV 型密扣鋼板樁（U 型）的相關參數(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）58IV 型 400 180 343 2043所以由 ??????綜上所述，本基坑采用樁長 15m 的進口拉森式 IV 型密扣鋼板樁（U 型） 。 廠房段基坑的穩(wěn)定性驗算 基坑的整體性穩(wěn)定性驗算采用圓弧滑動法驗算支護結構和地基的整體穩(wěn)定抗滑動穩(wěn)定性，應該注意支護結構一般有內支撐或外土錨拉結構，墻面垂直的特點。不同于邊坡穩(wěn)定驗算的圓弧滑動，滑動面的圓心一般在