【導(dǎo)讀】以北為已建一期工程。由蘇州高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)中心投資建設(shè)，由4幢高層及裙房，附。建筑場地地表絕對(duì)標(biāo)高在+和+之間，以1985國家高程基準(zhǔn)為?；訉?shí)際開挖深度分布：北側(cè)約，西側(cè)及南側(cè)、東側(cè)均為10m。設(shè)有水、電、氣等管線），為確保安全，以“變形”控制設(shè)計(jì)?？坠嘧蹲鲹跬两Y(jié)構(gòu),錨桿支撐作為支撐結(jié)構(gòu)體系?？铀闹懿捎蒙顚訑嚢铇蹲髦顾∧弧；觾?nèi)采用輕型井點(diǎn)降水+集水坑排水。

　　

【正文】 平衡條件即可確定出支撐點(diǎn)反力，然后假定計(jì)算出來的支撐點(diǎn)反力不變，在計(jì)算下一道支撐的反力，最后根據(jù)所有力對(duì)樁底端的力矩 平衡條件確定出樁的入土深度。對(duì)于樁身最大彎矩及其位置仍按該截面剪力為零的特點(diǎn)確定，詳細(xì)有關(guān)方法請(qǐng)參閱 《基坑工程 》 ，蔣國盛，李紅民等主編，中國地質(zhì)大學(xué)出版社， 求第一層錨桿的支反力 第一次開挖到第一層錨桿 R1 下面 500mm 處，則可由如下步驟求出支反力： (1) 計(jì)算土壓力為 0 點(diǎn)處距離第一次開挖面的垂直距離為 y1： 設(shè)定其距離在豎向長度上不超過 (3)層土的底板范圍，如 ：則 ①雜填土②粘土ABB 1 圖 ，第一層錨桿計(jì)算簡圖 東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 25 由于在 零點(diǎn) 土壓力處， apee? 可知： ? ?? ?1 22p p a aC H q Cy K K K K??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 故： 179。 y1179。 ＋ 2179。 15179。 ＝〔 179。 ＋ 179。 ＋ ＋ 179。（ ＋ y1）〕179。 aK － 2179。 15179。 求得 ? ?1 4 2 . 6 8 3 7 . 2 0 . 3 3 m1 8 . 8 1 . 5 4 0 . 6 5y ????? 不超過 ③ 層土的底板范圍，假定合理，可繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算。 (2) 求 R1的值： 將 AB1作為簡支粱，對(duì) B1取矩，并令 1 0BM ?? ,則：利用幾何關(guān)系求得開挖面處的支擋結(jié)構(gòu)所承受的主動(dòng)土壓力值 39。ae ＝ ,則 R1179。 (＋ y1)＝ 179。 179。 (＋ ＋ ＋ y1)＋ 179。 179。(＋ ＋ y1)＋ 179。 179。 (＋ y1)＋ (－ )179。 179。 179。(＋ ＋ ＋ y1)+（ ）179。 179。 179。 (＋ ＋ y1)+（ ）179。 179。 179。 (＋ y1)＋ y1/2179。 179。 2y1/3 故求得 R1 = 求第二層錨的支反力 第二次開挖到第一層錨桿 R2 下面 1000mm 處，則可由如下步驟求出支反力： (1) 計(jì)算土壓力為 0點(diǎn)處距離第二次開挖面的垂直距離為 y1： 設(shè)定其距離在豎向長度上不超過 (4)1 層土的底 板范圍，如 所示：則 ①雜填土②粘土③粉質(zhì)粘土④1粉 土夾粉質(zhì)粘土④2粉 土⑤粉質(zhì)粘土 圖 ，第二層錨桿計(jì)算簡圖 東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 26 由于在 零點(diǎn) 土壓力處， apee? 可知： ? ?? ?1 22p p a aC H q Cy K K K K??? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? 故： 179。 y1179。 ＋ 2179。 179。 ＝〔 179。 ＋ 179。 ＋ ＋179。 ＋ 179。 〕179。 － 2179。 179。 求得 y1 ＝ ()/179。 = ,由于 ＋ ＝ ，與第四層的坑底層高 相差不大，故可設(shè)土壓力 0 點(diǎn)在 (4)1 層層底界面處，其為 B2點(diǎn)。 A點(diǎn)為第一層錨桿的支點(diǎn)處。 (2) 求 R2的值： 將 AB2作為簡支粱，對(duì) B2取矩，并令 2 0BM ?? ,則：利用幾何關(guān)系求得開挖面處的支擋結(jié)構(gòu)所承受的主動(dòng)土壓力值 ae ＝ ,則 R1179。 (＋ y1)＋ R2179。 (1＋ y1)＝ 179。 179。 (＋ ＋ ＋ ＋ y1)＋179。 179。 (＋ ＋ ＋ y1)＋ 179。 179。 (＋ ＋ y1)＋179。 179。 (＋ y1)＋ (－ )179。 179。 179。 (＋ ＋ ＋＋ y1)+（ ）179。 179。 179。 (＋ ＋ +y1)+（ ）179。 179。 179。 (＋ +y1)＋ (－ )179。 179。（ + y1）＋ y1/2179。 179。 2y1/3 故求得 R2 = 樁的配筋計(jì)算： (1) 求 B1點(diǎn)的支反力值 1bP ： 211 Iak iEP Rb ?? ?? = ((+)/2179。 +(+)179。 +(+)179。+179。 ) 179。 =， (2) 求被動(dòng)區(qū)凈土壓力分布長度 X： 16 6 2 5 0 8 . 5 2( ) 1 8 . 6 ( 1 . 7 0 . 5 9 )bPaPXmKK? ?? ? ??? 故因此樁的嵌入深度為 t0= (x+y1)= , 故 該樁 的 樁 長 為+ =，實(shí)際取它的長度為 20m。 (3) 求樁的最大彎矩 由于 ? ? ? ?? ?XVfXM ? ,可求導(dǎo)，當(dāng) V(X)=0 時(shí)，該處取得最大彎矩，則可把AB2作為簡支梁，分兩種工況進(jìn)行計(jì)算，如下： 工況 1:求懸臂端上截面的彎矩： 39。AM =179。 179。 (+)+（ ）179。 179。 (+)+179。 179。 +() 179。 179。 (KN178。 M)/M 東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 27 工況 AB1某一截面的最大彎矩： 以 AB1為簡支梁，單獨(dú)拎出，來進(jìn)行計(jì)算， 如下圖 所示： 先將 B支撐拆換成力，作用于 AB1簡支梁，解得出剪力為零點(diǎn)，支護(hù)排樁取分布單元寬度為 1m，則（樁的自重不予考慮）經(jīng)過計(jì)算，得出剪力值為零點(diǎn)的地方在 BC之間， DCB 1BA⑤粉質(zhì)粘土④2粉土④1粉土夾粉質(zhì)粘土③粉質(zhì)粘土②粘土①雜填土 圖 工況 2 的計(jì)算簡圖 令其距離 B 出為 X，則應(yīng)用理論 力學(xué)的方法，將各個(gè)不同應(yīng)力段標(biāo)示，解得出 X值為 ，不超過 BC 段，符合邏輯要求，令此點(diǎn)為 D 點(diǎn) ,求得 D 點(diǎn)處彎矩maxM =(KN178。 M)/M 取兩種工況的最大值， maxM =(KN178。 M)/M，按其 倍來算 ,取 115(KN178。 M)/M，來算，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500212020）來進(jìn)行計(jì)算圓截面灌注樁配筋 : (4) 支護(hù)樁 配筋 計(jì)算 按照《混凝土結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB500212020）第 條來進(jìn)行計(jì)算圓截面灌注樁配筋 : 3322 sin31 0 . 7 5 ( 1 0 . 7 5 ) 0 . 5 0 . 6 2 5/ 1 . 2 5 2c m y s sy s c m tS in t S inM f r f A rb b bb f A f A? ? ? ????????? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 本工程 此段 采用的鉆孔灌注樁的 樁徑為 φ 700，樁心距 1000, Mmax=115（ kN? M） /M，取砼強(qiáng)度 C30， fc=，主筋 8Φ 18 鋼筋， 均勻布置， fy=300N/mm2，保護(hù)層厚度 50mm，Φ 8@200螺旋筋，Φ 20@2020 加強(qiáng)筋。 所算出的參數(shù)如下： As=8?=2036mm2 東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 28 b= yscfAfA?? =300?2036/(??3502)= ?=1+?[(1+?)?]1/2= ?t=?= [M]=2/3??(350?sin??)3+300?300?2036?(sin?t? +sin??)/? =?m??(=) 滿足要求！ 配筋率 ?=As/A=2036/(3502?)=‰ ?min=4‰，滿足設(shè)計(jì)要求！ 所以本區(qū)段采用 主筋φ 700 的鉆孔灌注樁，主筋為 8Φ 18 鋼筋。 錨桿計(jì)算 如前面所述：首層錨桿距離地表面 4m，兩層錨桿，間距 ，水平間距為 米，錨桿傾角取值 θ =15176。： 錨桿抗拔力的設(shè)計(jì)值計(jì)算： 如下 圖 ： 圖 錨桿計(jì)算簡圖 取 Ф 為 ④ 2 層內(nèi)摩擦角 15176。，則由下述公式可得出錨桿的抗拔力設(shè)計(jì)值： 012 c os , 149 .95 / c os 15 279 .548. 68 / c os 15 90. 7a XYaaTaSSTKNTKNT?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?則 錨桿長度計(jì)算： 錨桿長度分自由段長度和錨固段長度，取錨桿鉆孔直徑為 150mm，自由段長度要根據(jù)潛在的滑動(dòng)面位置確定其限長且不能小于 5m，則可按如下步驟進(jìn)行計(jì)算： 45 176。 Φ/2L eL f潛在滑動(dòng)面h dH東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 29 (1) 錨固段長度計(jì)算： 根據(jù)公式 確定 : ae TL D??? ?? σ 在各個(gè)土層的取值應(yīng)查閱《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》 (JGJ120－ 99)，根據(jù)本次工程概況， σ 1處于 ③ 層和 σ 2處于 ④ 層，各取 70Kpa和 60Kpa，則 ： 111222 , 9 70 , 60aeaeT mmLDT mmLD? ?? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ?取 ；取 (2) 自由段長度計(jì)算： 根據(jù)公式，由 前面的計(jì)算結(jié)果，再根據(jù)上面的錨桿計(jì)算簡圖，得： ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ?112t a n 45 / 2 si n 45 / 2,si n 13 5 / 217 3. 5 t a n 45 15 / 2 si n 45 15 / 28. 9si n 13 5 15 / 2 1517 3. 5 2. 5 t a n 45 15 / 2 si n 45 15 / 27. 25si n 13 5 15 / 2 15dfffH hhLmLmL???? ? ? ? ? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? ???? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ?則 故第一層錨桿的長度為 L1 =+9=，取 18m，第二層錨桿的長度為 L2 ＝＋ ＝ ，取 11m。 (3) 錨桿截面計(jì)算： 先驗(yàn)算錨桿的極限承載能力： ? ?? ?1 1 11 02 2 22 09 3 .1 4 0 .1 5 7 0 3 1 5 .2 7 53 .5 3 .1 4 0 .1 5 6 0 9 8 .9 1u e au e aD K NT L TD K NT L T? ??? ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 故所選鋼筋的截面面積為： 1 21222279 .5 / 300 100 0 931 .6790. 7 / 300 100 0 302 .3asyasyT mmAfT mmAf? ? ? ?? ? ? ? 由于其極限承載能力小于 500KN，故本截面所設(shè)置的錨桿可取 Ⅱ級(jí)鋼筋或者Ⅲ級(jí)鋼筋，本次選 用Ⅲ級(jí)螺紋鋼筋。 故取第一排錨桿鋼筋為 三級(jí)鋼筋 Φ 36L16m,第二排錨桿鋼筋為三級(jí)鋼筋 Φ 22L10m. 東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 30 樁頂圈梁和錨座腰梁設(shè)計(jì) 所有這些當(dāng)根據(jù)下一步北側(cè)基坑腰梁的設(shè)計(jì)配筋進(jìn)行相同的配筋，錨座腰梁的做法詳見施工圖紙，但腰梁的高度要大于樁徑的 ，寬度不可小于樁徑。 變形控制驗(yàn)算 變形計(jì)算的具體過程如下框表格 所示， 該表選自 課本 《基坑工程》， 編者 蔣國盛，李紅民，管典志，李漢旭，北京：中國地質(zhì)大學(xué)出版社。 東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 基坑支護(hù)設(shè)計(jì) 31 表 變形控制計(jì)算基本流程示意圖表 控制目標(biāo) 巖土勘察 確定 工程設(shè)計(jì)條件 擬定支護(hù)方案 該地區(qū)基坑工程經(jīng)驗(yàn)收集、分析 變形預(yù)測分析 穩(wěn)定性分析 是否滿足要求 支護(hù)體系功能完成 類似巖土條件下基坑工程經(jīng)驗(yàn)收集，分析 變形控制方案 基坑開挖 變形等監(jiān)測 預(yù)測是否滿足要求 是否繼續(xù)開挖 順利完成基坑開挖 地下室結(jié)構(gòu) 施工 變形等監(jiān)測 預(yù)測是否滿足要求 是否繼續(xù)施工 停止施工采 取補(bǔ)救措施 停止開挖更改方案 否 是 是 否 是 是 否 否 否 東華理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )