【正文】 生畢業(yè)設計（論文）33 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。CB ????????? ???????? （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：同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）34圖 CE 段彎矩計算簡圖 ?????????????????? 2232221FC )lb(516q)la(51l984aq)l(8aqM )()(.984..(.( 222????????????? ?????????根據《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， 4IliBC?? ?? .0SEBE?? 表 桿端彎矩的分配計算 （單位：kNm ）序號 桿端名稱 B 點 C 點 1 分配系數(shù) 2 固端彎矩 — —同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）353 分配與傳遞彎矩 84，514 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： 0MA??39。B???同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）36取 BC 段梁： 0MB??).(39。 ??????.39。B39。B??0C ).(39。 ???????取 CE 段梁：E 點彎矩為 0 0M? 16. ).43().().24(39。C? ???????39。C39。C????M?)().68.(.4RE? ???????（7）鋼板樁插入深度計算 參考《深基坑工程》 （第二版） （陳忠漢主編）由公式 )K(xapE??求得土壓力零點以下入土深度 . m284)()(rR6apE ????????以同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）37鉆孔灌注樁樁長為 17m，樁徑為 1000mm，樁間距為 1200mm，此種澆注混凝土，混凝土強度等級不低于 C20，該工程用 C30，水泥用 425＃普硅水泥，粗骨料粒徑不大于40mm，且不宜大于鋼筋籠主筋間距的 。13 樁的配筋： ： 灌注樁作為擋土結構受力時，可按鋼筋混凝土圓形截面受彎構件進行配筋計算，當縱向鋼筋不少于 6 根的時候，對沿周邊均勻配置縱向鋼筋，其截面受力均勻可按現(xiàn)行國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》[5] 進行計算，如下式： ????1sy3cm sinirAfsinrf32M????? 式中： —— 單樁抗彎承載力（ ）c mN?—— 縱向鋼筋橫截面積 （ ）sA2 —— 對應于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角（弧度）與 的比值? ?2 —— 縱向受拉鋼筋面積與全部縱向鋼筋截面積的比值t r—— 樁的半徑 （mm） —— 縱向鋼筋所在的圓周半徑 （mm） ，s ssar??—— 混凝土強度設計值 （ ）cmf aMP —— 鋼筋強度設計值（ ）y具體步驟如下：a 根據經驗取灌注樁配筋量 SAb 計算系數(shù) ，f/Kcmsy??c 將 值代入上式中求出單樁抗彎承載力 （根據 值查《簡明深基坑工程設計?cMK施工手冊》[13] 表 得出系數(shù) 值）??同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）38d 比較 值和單樁承受的彎矩值,若過大則就減小 值,若過小則增加 、 步驟,直至滿足為止。b 計算過程如下：⑴ 單樁承受最大彎矩 ?man ???⑵ 按均勻周邊配筋計算： 灌注樁采用 ,則有 ,縱向受力鋼筋采用Ⅱ級鋼筋, . ayMP310f?保護層厚度 ,則有 。5as?450rss ???假設鋼筋配置 ， ，而18?2sm413A 2422 ??則有 ????由 K 查表得 、 ?3t )6.(sin62M3c ????????? ?????根據《簡明深基坑工程設計施工手冊》 [13] 有，配置在圓形截面受拉區(qū)的縱向鋼筋的最小配筋率（按全截面面積計算）不宜小于 ％。鉆孔灌注樁的最小配筋率為 ％. 。又有 %?????故按 配筋可以滿足要求。1? 構造配筋根據《簡明深基坑工程設計施工手冊》[13] 有：鋼箍宜采用 螺旋筋，間8~6?距一般為 ，每隔 應布置一跟直徑不小于 的焊接加強m30~2m20~15 m12箍筋，以增加鋼筋籠的整體剛度，有利于鋼筋籠吊放和澆灌水下混凝土時整體性.鋼筋籠的配筋量由計算確定，鋼筋籠一般離孔底 。50~2同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）39因此在本基坑設計中:采用 的螺旋筋為箍筋，另外每隔 布置一根20@8? m20的焊接加強箍筋（即定位筋）14?　冠梁設計由于本工程采用鉆孔灌注樁作為支護結構,為了提高支護體系的穩(wěn)定性形成閉合的結構,根據要求在鉆孔灌注壯頂部設置連續(xù)圈梁,增加整體的穩(wěn)定性.根據 《深基坑工程優(yōu)化設計》[11] 一般圈梁高度為 ,寬度為 （~~ 為鉆孔灌注樁的直徑）.圈梁剛度越大,則圈梁的作用相當于支點的作用,對樁的受d力和變形將起顯著的作用,因此設計時可以適當?shù)膶⑵鋽嗝婕哟?配以適量的鋼筋,增加剛度。本工程設計圈梁高度為 ,寬為 ?；炷翗颂枮?.按以下公式計m1012030C算圈梁的配筋: ??sqA8.~50?式中—— 圈梁的配筋面積q—— 樁按最大彎矩配筋時的鋼筋面積s本基坑取系數(shù)為 , 所以 2sq .???取 的受力鋼筋則206?2m184?最小配筋率 ＞%.?????min?故配筋滿足要求。 基坑穩(wěn)定性驗算在基坑開挖時，由于坑內土體挖出后，使地基的應力場和形變場發(fā)生變化，可能導致基坑的失穩(wěn)。例如基坑整體或局部滑坡，基坑底隆起及管涌等，從而引發(fā)工程事故。所以在進行基坑支護設計時，需要驗算基坑穩(wěn)定性，必要時應該采取適當?shù)募訌姺婪洞胧够拥姆€(wěn)定性具有一定的安全度。保證基坑開挖整個過程安全。同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）40基坑的穩(wěn)定性驗算主要是指對支護結構進行抗傾覆，抗滑移，及各種內力計算外，還應進行基坑底隆起，抗?jié)B流穩(wěn)定性，管涌等各種穩(wěn)定性驗算?；臃€(wěn)定性分析的目的在于基坑側壁支護結構在給定條件設計出合理的嵌固深度或驗算已擬定支護結構的設計是否穩(wěn)定和合理。對有支護的基坑全面地進行基坑穩(wěn)定性分析和驗算，是基坑工程設計的重要環(huán)節(jié)之一。目前，對基坑穩(wěn)定性驗算主要有如下內容：①基坑整體穩(wěn)定性驗算；②基坑的抗隆起穩(wěn)定驗算；③基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算；④基坑支護結構踢腳穩(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擋土上方，基坑內側附近。通過試算穩(wěn)定最危險的滑動面和最小安全系數(shù)。考慮支撐作用時，通常不會發(fā)生整體穩(wěn)定破壞，因此對支護結構，當設置多道支撐時可不做基坑的整體穩(wěn)定性驗算。 抗隆起驗算基坑工程的基底抗隆起的穩(wěn)定性驗算具有保證基坑穩(wěn)定和控制變形的重要意義，同時，由于基地抗隆起穩(wěn)定性與支護墻入土深度有著直接的關系，這時確定合適的墻體入土深度就顯得十分重要，一方面要足以保證不發(fā)生基底隆起破壞或過大的基底隆起變形，另一方面在保證穩(wěn)定的基礎上盡量減少墻體入土深度，以達到經濟合理的目的。由《深基坑工程》采用下式進行抗隆起安全系數(shù)的驗算。 ??qDHrcNK12L??式中：D——墻體插入深度；H——基坑開挖深度； q——地面超載；——坑外地表至墻底，各土層天然重度的加強平均值；1r——坑內開挖面以下至墻底，各土層天然重度的加強平均值； ——地基極限承載力的計算系數(shù)；qNc同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）41c、 —— 為墻體底端的土體參數(shù)值。?用普郎特爾公式: 、 分別為qNc ??tan2qe45tan????????? ???t1Nqc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 ?????代入公式得： .8)2305(tane)(teqc 230t2tan???? ????????? ).6(..)DH(rNK1cq2L ?????同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）42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。 基坑抗傾覆穩(wěn)定性驗算根據《簡明深基坑工程設計施工手冊》支護結構在水平荷載作用下，對于內支撐或錨索支點體系，基坑土體有可能在支護結構產生踢腳破壞時出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。對于單支點結構，踢腳破壞產生于以支點處為轉動點的失穩(wěn)，對于多層支點結構，則可能繞最下層指點轉動而產生踢腳失穩(wěn)?？箖A覆驗算是驗算最下道鋼支撐以下的主動，被動土壓力繞最下道支撐點的轉動力矩是否平衡。 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。取基坑開挖面以下墻體入土部分外側壓力對最下一道支撐RCM或錨索點的力矩；——傾覆力矩。取最下一道支撐（拉錨）以下外側壓力對支撐（拉錨）點的O力矩。同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）43圖 抗傾覆穩(wěn)定計算簡圖 樁長范圍內的所有土層參數(shù)的加權平均值如下： ??????????? ..? 3i ..坑內被動土壓力強度按照下式計算： phpipKc2hre??其中： ， 22pcosin)i(1K???????????22)sin(1co?????式中： ——計算點處的內摩擦角，可取加權平均值；?——計算點處地基土與墻面間的摩擦角，取值 。? ????)432(地基土較差時（如淤泥質粘土） ，取大值；反之取小值，且 ，無坑內降水措0??施時取 ，本設計取0??????所以有： ).sin(K2p ????????? ??).(1co2ph? 根據 phpipKcre?? 得出 ????被動土壓力的合力計算： 836ZP???同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）44坑外主動土壓力強度仍按照庫倫公式計算： aaaKc2)qrh(e??? , ) ??? ? (ea ????? )( ??????? 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《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?同濟大學本科生畢業(yè)設計（論文）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?