【正文】 矩 后可根據(jù)下式對(duì)鋼板樁選型進(jìn)行驗(yàn)算maxM ??fwmaxax???? ——樁身最大應(yīng)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(duì)于小企口鋼板樁，當(dāng)設(shè)有整體圍檁或冠梁時(shí) 取? ?， 不設(shè)冠梁或圍檁分段設(shè)置時(shí) 取 。在基坑開(kāi)挖時(shí)，由于坑內(nèi)土體挖出后，使地基的應(yīng)力場(chǎng)和形變場(chǎng)發(fā)生變化，可能同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19導(dǎo)致基坑的失穩(wěn)。所以在進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，需要驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)防范措施，使基坑的穩(wěn)定性具有一定的安全度?；拥姆€(wěn)定性驗(yàn)算主要是指對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗傾覆，抗滑移，及各種內(nèi)力計(jì)算外，還應(yīng)進(jìn)行基坑底隆起，抗?jié)B流穩(wěn)定性，管涌等各種穩(wěn)定性驗(yàn)算。對(duì)有支護(hù)的基坑全面地進(jìn)行基坑穩(wěn)定性分析和驗(yàn)算，是基坑工程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。 基坑的整體性穩(wěn)定性驗(yàn)算采用圓弧滑動(dòng)法驗(yàn)算支護(hù)結(jié)構(gòu)和地基的整體穩(wěn)定抗滑動(dòng)穩(wěn)定性，應(yīng)該注意支護(hù)結(jié)構(gòu)一般有內(nèi)支撐或外土錨拉結(jié)構(gòu)，墻面垂直的特點(diǎn)。通過(guò)試算穩(wěn)定最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面和最小安全系數(shù)。 基坑底部土體抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑工程的基底抗隆起的穩(wěn)定性驗(yàn)算具有保證基坑穩(wěn)定和控制變形的重要意義，同時(shí)，由于基地抗隆起穩(wěn)定性與支護(hù)墻入土深度有著直接的關(guān)系，這時(shí)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(guò)大的基底隆起變形，另一方面在保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)上盡量減少墻體入土深度，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。 ??qDHrcNK12L??式中：D——墻體插入深度；H——基坑開(kāi)挖深度；同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20 q——地面超載；——坑外地表至墻底，各土層天然重度的加強(qiáng)平均值；1r——坑內(nèi)開(kāi)挖面以下至墻底，各土層天然重度的加強(qiáng)平均值； ——地基極限承載力的計(jì)算系數(shù)；qNcc、 —— 為墻體底端的土體參數(shù)值。 基坑抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算(踢腳穩(wěn)定性驗(yàn)算)根據(jù)《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》支護(hù)結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，對(duì)于內(nèi)支撐或錨索支點(diǎn)體系，基坑土體有可能在支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生踢腳破壞時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象?？箖A覆驗(yàn)算是驗(yàn)算最下道鋼支撐以下的主動(dòng)，被動(dòng)土壓力繞最下道支撐點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是否平衡。取基坑開(kāi)挖面以下墻體入土部分外側(cè)壓力對(duì)最下一道支撐RCM或錨索點(diǎn)的力矩；——傾覆力矩。同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22圖 抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖 樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的所有土層參數(shù)的加權(quán)平均值如下： ???????????..? 3i ...坑內(nèi)被動(dòng)土壓力強(qiáng)度按照下式計(jì)算： phpipKc2hre??其中： ， 22pcosin)i(1K???????????22)sin(1co?????式中： ——計(jì)算點(diǎn)處的內(nèi)摩擦角，可取加權(quán)平均值；?——計(jì)算點(diǎn)處地基土與墻面間的摩擦角，取值 。故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。如果圍護(hù)短墻自身不610cm/s??同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24透水，由于基坑內(nèi)外水位差，導(dǎo)致基坑外的地下水繞過(guò)圍護(hù)墻下端向基坑內(nèi)外滲流，這種滲流產(chǎn)生的動(dòng)水壓力在墻背后向下作用，而在墻前則向上作用，當(dāng)動(dòng)水壓力大于土的水下重度時(shí)，土顆粒就會(huì)隨水流向上噴涌。以上現(xiàn)象發(fā)生后，使基坑內(nèi)土體向上推移，基坑外地面產(chǎn)生下沉，墻前被動(dòng)土壓力減少甚至喪失，危及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。滲流穩(wěn)定的基本原則是使基坑內(nèi)土體的有效壓力大于地下水的滲透力。2D?圖 基坑抗?jié)B流管涌計(jì)算簡(jiǎn)圖同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25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。wh因此： m326hw??? ? )8.(W????因?yàn)闈M足WJ，所以不會(huì)發(fā)生管涌。?坑底土體滲流或管涌穩(wěn)定性可按下式計(jì)算： irijrKcwc39。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)，～。計(jì)算過(guò)程如下： 15.)(.10LmLVh ???????? ???? 39。s ?故基坑抗?jié)B或抗管涌滿足要求。 支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27 支撐體系是承受?chē)o(hù)墻傳遞來(lái)的土壓力、水壓力等外荷載的結(jié)構(gòu)體系，其組成包括支撐、 ；立柱等構(gòu)件。水平支撐體系由水平支撐、圍檁（即布置在圍護(hù)墻內(nèi)側(cè)，并沿水平方向四周兜轉(zhuǎn)的圈梁）和立柱組成。本基坑工程采用了兩道 的鋼管支撐，????以料為 Q345 鋼。由于基坑為長(zhǎng)方形，采用相互正交、均勻布置的對(duì)撐形式，又因采用機(jī)械開(kāi)挖，支撐間距取 5m。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(jì)算長(zhǎng)度為 ，鋼管為 ，壁厚 12??， ,?? 滿足要求 75408rl??————構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比；?查《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》得 ??————受壓構(gòu)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(yàn)算公式 fA???————支撐強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，取 f=170MPaf鋼管支撐的應(yīng)力： ，滿足要求。 H 型鋼05lm?l的圍檁可看作簡(jiǎn)支梁來(lái)設(shè)計(jì)，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： 。l,l1maxmax2max????圍檁采用日本扎制的 H 型鋼規(guī)格，查《地下工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》(第 1009 頁(yè)),[11]，得其具體規(guī)格如表所示，其鋼號(hào)為 鋼。 進(jìn)行抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算 根據(jù)材料力學(xué)公式同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）29 )t2H(tQ23bh1max ????? 則有： ??).( Vmax ????????故抗剪強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求進(jìn)行抗壓強(qiáng)度驗(yàn)算 ANmaxa??則有： ??3ax ?????故抗剪強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求 本工程采用深層攪拌樁做止水帷幕。 攪拌樁的平面除了簡(jiǎn)單的連續(xù)壁狀或肋狀外，從安全和經(jīng)濟(jì)的角度考慮，目前較多地采用空腹封閉式格柵布置。 攪拌樁采用雙層 搭接 100mm 布置，需重復(fù)攪拌一遍，這樣止水效果好。c?根據(jù)深基坑工程（高大釗編）計(jì)算原則同上。???15)432(kj??上式化簡(jiǎn)得 2kjp sin)i(cosK??????????? )(150co2???????????參考《深基坑工程》 （第二版） （陳忠漢主編） ，取地面均布荷載 ? 土壓力計(jì)算圖 基坑支護(hù)計(jì)算簡(jiǎn)圖確定臨界深度 ：由 得:0z0kc2)rzq(eaa0????..162rKkc2za0 ???同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）32根據(jù)規(guī)范，采用水土合算，基坑開(kāi)挖面以上錨桿，錨桿布置處及基坑開(kāi)挖底面處土壓力的值: 2aaaA m/ ???????? 2aimB m/ ????aiaaC 62...ce 2aimD /8...41072410K2rqK?????? ：圖 土壓力強(qiáng)度分布圖土壓力零點(diǎn)距基坑底的距離，可根據(jù)凈土壓力零點(diǎn)處墻前被動(dòng)土壓力強(qiáng)度與墻后主動(dòng)土壓力強(qiáng)度相等的關(guān)系求得，即： amaDpmuKreur?? m16.)()(raP ???? 結(jié)構(gòu)內(nèi)力計(jì)算 彎矩計(jì)算將基坑支護(hù)樁畫(huà)成一連續(xù)梁，其荷載為土壓力，～:(1)連續(xù)梁AB段懸臂部分彎矩 ????同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）33 AB段彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖（2）梁BC段參考《建筑結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算計(jì)算手冊(cè)》（第一版）B點(diǎn)鉸支，C端固定公式有 BC段彎矩計(jì)算簡(jiǎn)圖 ).(39。m ）序號(hào) 桿端名稱(chēng) B 點(diǎn) C 點(diǎn) 1 分配系數(shù) 2 固端彎矩 — —同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(xué)出版社） 圖 各支點(diǎn)反力計(jì)算簡(jiǎn)圖取 ZB 段梁： 0MA??39。 ??????.39。B??0C ).(39。C? ???????39。C????M?)().68.(.4RE? ???????（7）鋼板樁插入深度計(jì)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(diǎn)以下入土深度 . m284)()(rR6apE ????????以同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）37鉆孔灌注樁樁長(zhǎng)為 17m，樁徑為 1000mm，樁間距為 1200mm，此種澆注混凝土，混凝土強(qiáng)度等級(jí)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 。b 計(jì)算過(guò)程如下：⑴ 單樁承受最大彎矩 ?man ???⑵ 按均勻周邊配筋計(jì)算： 灌注樁采用 ,則有 ,縱向受力鋼筋采用Ⅱ級(jí)鋼筋, . ayMP310f?保護(hù)層厚度 ,則有 。鉆孔灌注樁的最小配筋率為 ％. 。1? 構(gòu)造配筋根據(jù)《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》[13] 有：鋼箍宜采用 螺旋筋，間8~6?距一般為 ，每隔 應(yīng)布置一跟直徑不小于 的焊接加強(qiáng)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?xí)r整體性.鋼筋籠的配筋量由計(jì)算確定，鋼筋籠一般離孔底 。本工程設(shè)計(jì)圈梁高度為 ,寬為 。 基坑穩(wěn)定性驗(yàn)算在基坑開(kāi)挖時(shí)，由于坑內(nèi)土體挖出后，使地基的應(yīng)力場(chǎng)和形變場(chǎng)發(fā)生變化，可能導(dǎo)致基坑的失穩(wěn)。所以在進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，需要驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性，必要時(shí)應(yīng)該采取適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)防范措施，使基坑的穩(wěn)定性具有一定的安全度。同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）40基坑的穩(wěn)定性驗(yàn)算主要是指對(duì)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗傾覆，抗滑移，及各種內(nèi)力計(jì)算外，還應(yīng)進(jìn)行基坑底隆起，抗?jié)B流穩(wěn)定性，管涌等各種穩(wěn)定性驗(yàn)算。對(duì)有支護(hù)的基坑全面地進(jìn)行基坑穩(wěn)定性分析和驗(yàn)算，是基坑工程設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一。 基坑的整體性穩(wěn)定性驗(yàn)算采用圓弧滑動(dòng)法驗(yàn)算支護(hù)結(jié)構(gòu)和地基的整體穩(wěn)定抗滑動(dòng)穩(wěn)定性，應(yīng)該注意支護(hù)結(jié)構(gòu)一般有內(nèi)支撐或外土錨拉結(jié)構(gòu)，墻面垂直的特點(diǎn)。通過(guò)試算穩(wěn)定最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面和最小安全系數(shù)。 抗隆起驗(yàn)算基坑工程的基底抗隆起的穩(wěn)定性驗(yàn)算具有保證基坑穩(wěn)定和控制變形的重要意義，同時(shí)，由于基地抗隆起穩(wěn)定性與支護(hù)墻入土深度有著直接的關(guān)系，這時(shí)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(guò)大的基底隆起變形，另一方面在保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)上盡量減少墻體入土深度，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的目的。 ??qDHrcNK12L??式中：D——墻體插入深度；H——基坑開(kāi)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(qiáng)平均值；1r——坑內(nèi)開(kāi)挖面以下至墻底，各土層天然重度的加強(qiáng)平均值； ——地基極限承載力的計(jì)算系數(shù)；qNc同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）41c、 —— 為墻體底端的土體參數(shù)值。 基坑抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》支護(hù)結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下，對(duì)于內(nèi)支撐或錨索支點(diǎn)體系，基坑土體有可能在支護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生踢腳破壞時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象?？箖A覆驗(yàn)算是驗(yàn)算最下道鋼支撐以下的主動(dòng)，被動(dòng)土壓力繞最下道支撐點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是否平衡。取基坑開(kāi)挖面以下墻體入土部分外側(cè)壓力對(duì)最下一道支撐RCM或錨索點(diǎn)的力矩；——傾覆力矩。同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）43圖 抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算簡(jiǎn)圖 樁長(zhǎng)范圍內(nèi)的所有土層參數(shù)的加權(quán)平均值如下： ??????????? ..? 3i ..坑內(nèi)被動(dòng)土壓力強(qiáng)度按照下式計(jì)算： phpipKc2hre??其中： ， 22pcosin)i(1K???????????22)sin(1co?????式中： ——計(jì)算點(diǎn)處的內(nèi)摩擦角，可取加權(quán)平均值；?——計(jì)算點(diǎn)處地基土與墻面間的摩擦角，取值 。故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。如果圍護(hù)短墻自身不610cm/s??透水，由于基坑內(nèi)外水位差，導(dǎo)致基坑外的地下水繞過(guò)圍護(hù)墻下端向基坑內(nèi)外滲流，這種滲流產(chǎn)生的動(dòng)水壓力在墻背后向下作用，而在墻前則向上作用，當(dāng)動(dòng)水壓力大于土的水下重度時(shí)，土顆粒就會(huì)隨水流向上噴涌。以上現(xiàn)象發(fā)生后，使基坑內(nèi)土體向上推移，基坑外地面產(chǎn)生下沉，墻前被動(dòng)土壓力減少甚至喪失，危及支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。滲流穩(wěn)定的基本原則是使基坑內(nèi)土體的有效壓力大于地下水的滲透力。2D?圖 基坑抗?jié)B流管涌計(jì)算簡(jiǎn)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?