【正文】 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。?用普郎特爾公式: 、 分別為：qcN??tan2qe45tan????????????t1qc將墻底面的平面作為求極限承載力的基準(zhǔn)面，同時(shí)考慮 的抗隆起進(jìn)行計(jì)算，其,c?滑動(dòng)線形狀如圖所示：圖 同時(shí)考慮 、 的抗隆起計(jì)算示意圖c?各參數(shù)值： H —— D—— ——30kPa ——c ??30 ? 32 ?????同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21代入公式得： )2045(tane)4(teqc 230t2tan???? ???????????? ).(. .4)DH(rK1cq2L ?????用本方法驗(yàn)算抗隆起安全系數(shù)時(shí)，沒(méi)有考慮均布荷載下土體面上的抗剪強(qiáng)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(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。對(duì)于單支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，踢腳破壞產(chǎn)生于以支點(diǎn)處為轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的失穩(wěn)，對(duì)于多層支點(diǎn)結(jié)構(gòu)，則可能繞最下層指點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生踢腳失穩(wěn)?？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。 抗傾覆穩(wěn)定性可按照下式驗(yàn)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(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。取最下一道支撐（拉錨）以下外側(cè)壓力對(duì)支撐（拉錨）點(diǎn)的O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 。? ????)432(地基土較差時(shí)（如淤泥質(zhì)粘土） ，取大值；反之取小值，且 ，無(wú)坑內(nèi)降水措0??施時(shí)取 ，本設(shè)計(jì)取0??????同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23所以有： )( ?????????? ??68.)..si(co22ph 根據(jù) phpipKcre??? 得出 ???被動(dòng)土壓力的合力計(jì)算： ?? 3725ZP??坑外主動(dòng)土壓力強(qiáng)度仍按照庫(kù)倫公式計(jì)算： aaaKc)qh(e??? , ) ??? ? (ea ????? mN8.)( ??????? 主動(dòng)土壓力合力到最下道支撐的距離： )( ??????? ??????將以上各計(jì)算值代入： ??根據(jù)基坑重要性等級(jí)，一級(jí)基坑取 ，二級(jí)基坑取 ，三級(jí)基坑取 。故抗傾覆穩(wěn)定性滿足要求。 抗?jié)B流管涌驗(yàn)算根據(jù)《簡(jiǎn)明深基坑工程設(shè)計(jì)施工手冊(cè)》在地下水豐富、滲流系數(shù)較大（滲透系數(shù)）的地區(qū)進(jìn)行支護(hù)開(kāi)挖時(shí)，通常需要在基坑內(nèi)降水。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。在軟粘土地基中滲流力往往使地基產(chǎn)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(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。為防止此類破壞，變通過(guò)提高擋水帷幕入土深度，增長(zhǎng)地下水滲流路線，從而減小滲流水力坡度，達(dá)到防止?jié)B流和管涌的目的驗(yàn)算抗?jié)B。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。抗?jié)B流管涌穩(wěn)定性驗(yàn)算： 作用在管涌范圍內(nèi) B 上的全部滲透壓力 J 為 hBrw?公式中：h——在 B 范圍內(nèi)從墻底到基坑底面的水頭損失，一般可取 ；2hw?—— 水的重度；wr——坑底內(nèi)外的水頭差；hB——流砂發(fā)生的范圍，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(nèi)，即 。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。因?yàn)槭┕て陂g水位埋深地面下5m ，取 =6m。wh因此： m326hw??? ? )8.(W????因?yàn)闈M足WJ，所以不會(huì)發(fā)生管涌。由于基坑擋土墻作為臨時(shí)擋土結(jié)構(gòu)，為簡(jiǎn)化計(jì)算可取緊貼地下墻的流線來(lái)求最大滲流力，： 圖 抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算簡(jiǎn)圖 wrLhij? i式中: ——坑底土的滲流水力坡度；i——坑底內(nèi)外的水頭差；wh同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26L——最短滲徑流線長(zhǎng)度 ， ；???VhLmL——滲流水平段總長(zhǎng)度；?K——滲流垂直段總長(zhǎng)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(shí)，取 ；多排m ?帷幕墻時(shí)，取 。?坑底土體滲流或管涌穩(wěn)定性可按下式計(jì)算： 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(jì)算過(guò)程如下： 15.)(.10LmLVh ???????? ???? 39。39。s ?故基坑抗?jié)B或抗管涌滿足要求。經(jīng)以上驗(yàn)算基坑穩(wěn)定性都滿足設(shè)計(jì)要求，說(shuō)明此段圍護(hù)樁的設(shè)計(jì)合理。 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。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(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。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，????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(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。 選用 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。??????支撐的允許軸力： 以/][ 圍檁的設(shè)計(jì)與內(nèi)力計(jì)算根據(jù)《建筑工程技術(shù)規(guī)范》[10]，鋼結(jié)構(gòu)腰梁宜按簡(jiǎn)支梁計(jì)算，計(jì)算跨度取相鄰?fù)瑵?jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）28支撐中心距， ，圍檁的計(jì)算跨度 ，其中 是相鄰水平支撐點(diǎn)的間距。 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。其參數(shù)表如下所示： 235 表 H 型鋼參數(shù)表 BH?1t2r型號(hào)（高寬）（mm）截面積單位重xIyxiyxWy400400498432 45 70 225604.53047309434619.8911.07122384368驗(yàn)算 H 型鋼強(qiáng)度，根據(jù)式： ??xmaWrM??—截面塑性發(fā)展系數(shù)：對(duì)工字形截面取 ?則可得： ????? 故 H 型鋼強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求。 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。我國(guó)《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》 （JGJ—91規(guī)定） ，攪拌樁采用壁狀加固用于止水結(jié)構(gòu)。 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。為加強(qiáng)擋墻即鋼板樁的整體性，相鄰攪拌樁的搭接宜大于 100mm，常規(guī)設(shè)計(jì)中搭接 200mm。 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。布50?置如下圖所示圖 攪拌樁布置示意簡(jiǎn)圖同時(shí)在檢修閥井處管道底部采用 C20 水下砼 1000mm 厚封底，并在封底與鋼板樁接觸處鋪設(shè)土工同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）30第四章 檢修閥井基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)（鉆孔灌注樁）設(shè)計(jì)與計(jì)算、土壓力計(jì)算 地質(zhì)條件和場(chǎng)地基本情況同上 開(kāi)挖面深度范圍內(nèi)的側(cè)壓力（土壓力和水壓力）計(jì)算 (1) 按庫(kù)倫理論計(jì)算主動(dòng)與被動(dòng)土壓力強(qiáng)度，其公式如下： （）aaia kc2)hrq(P???? （）ppib式中： —— 庫(kù)倫主動(dòng)與被動(dòng)土壓力強(qiáng)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(kù)倫主動(dòng)與被動(dòng)土壓力系數(shù)；akp、 —— 計(jì)算點(diǎn)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)， kPa???。c?根據(jù)深基坑工程（高大釗編）計(jì)算原則同上。取地面以下各土層參數(shù)的加權(quán)平均值 .16. .. ????????? ??? 3i . 1..主動(dòng)土壓力系數(shù)： )275(tan)25(tanK2???????被動(dòng)土壓力強(qiáng)度考慮到地基土與擋墻之間的摩擦力應(yīng)采用庫(kù)倫公式的簡(jiǎn)化公式：同濟(jì)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）31222p )cos()s(ini1)cos(K??????????? ???????因?yàn)閴Ρ炒怪?，?， 表示計(jì)算點(diǎn)處地基土與墻面的摩擦角，取0?。???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