基坑桩锚设计计算过程(手算).docx
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1、.FGH段地层信息:基坑深7.3m , 桩锚支护,第一排锚杆2.2m, 第二排在 4.7m 处,角度 30。地层天然重度粘聚力土体与锚固体粘结强内摩擦角度标准值填土18.3121230粉质粘土19.8301860全风化砾岩20.54522100土压力系数地层KaKp1 填土0.65580.80981.52521.23502 粉质粘土0.52780.72651.89451.37643 全风化砾岩0.45500.67452.19811.4826一、 )基坑示意图:1) 基坑外侧主动土压力计算如下:(1)填土:填土顶部主动土压力强度:=q- 2=20x0.6558-2x12x0.8098=-6.32
2、Kpa填土底部的主动土压力强度:=(+q)-2=(18.3x10.5+20)x0.6558-2x12x0.8098=119.69kpa.(2)粉质粘土:粉质粘土顶部的主动土压力强度:= (*+q)-2=(18.3x10.5+20)x0.5278-2x12x0.7265=94.54kpa粉质粘土底部的主动土压力强度:=(*+*+q)-2=(18.3x10.5+19.8x1.8+20)x0.5278-2x12x0.7265=113.35kpa( 3) 临界深度:=2 /q/ =2x12/18.3x0.8098-20/18.3=0.53m2)第一层锚杆计算:基坑开挖到 5.2m,设置第一排锚杆的水平
3、分力为T1。1) 此时基坑开挖深度为,基坑外侧底部的主动土压力强度:=(* +q)-2=(18.3x5.2+20)x0.6558-2x12x0.8098=56.09kpa基坑内侧的被动土压力强度:= 2=2x12x1.2350=29.64kpa.=(-)+2=18.3x(10.5-5.2)x1.5252+2x12x1.2350=177.57kpa.知:,知铰点位于坑底与填土层间:设铰点为o, 距离坑底 y m.=y+2= y18.3x1.5252+2x12x1.2350=27.91y+29.64= q+(h+y)-2= 20+18.3(5.2+y)x0.6558-2x12x0.8098=12y
4、+56.08解得:y=1.66m2)设置第一排锚杆的水平分力为T1,铰点以上土层及锚杆力对铰点起矩平衡。2.1 土压力作用位置确定:三角形分布:=梯形分布:=即:2.2 基坑内侧被动土压力作用点位置:(梯形分布)= y+2= 18.3x1.66x1.5252+2x12x1.2350=75.97kpa.= 2=2x12x1.2350=29.64kpa.=(2x29.64+75.97)/3x(29.64+75.97)x1.66=0.71m.2.3 基坑外侧主动土压力作用点位置: (三角形分布)= ( h+ y-)已知,h=5.2m, y=1.66m,=0.53m即:= ( 5.2+1.66-0.5
5、3) =2.11m2.4 第一排锚杆作用点离起矩点位置:L=h+ y- d=5.2+1.66-2.2=4.66m(d.为锚杆离地面距离)2.5 基坑内侧被动土压力合力:=x即,=y x (+)/2=1.66x (75.97+29.64)/2=87.66kpa2.6 基坑外侧主动土压力:=x(h+y-x=(5.2+1.66-0.53)x75.97/2=240.45kpa.即:(h + y d) +=代入数据:+87.66x0.71=240.45x2.11=95.52kpa.三)第二排锚杆计算:.此时,基坑开挖至设计深度=7.3m。3.1)基坑内侧被动土压力强度:= 2=2x12x1.2350=2
6、9.64kpa.=(-)+2= 18.3 x (10.5-7.3)x1.5252+2x12x1.2350=118.96kpa=(-)+2=18.3x(10.5-7.3)x 1.8945+2x30x1.3764=193.53kpa.= (-) +2=18.3x (10.5-7.3)+19.8x1.8x1.8945+2x30x1.3764=176.79kpa.基坑外侧主动土压力强度:=(*+q)-2=(18.3x 7.3+20)x0.6558- 2x 12x0.8098=81.29kpa.=(*+q)-2=(18.3x10.5+20)x0.5278-2x30x0.7265=68.38kpa即:.,
7、故,假想铰点为两层土的交界处,设为 M 点,距基坑底为3.2m.3.2)设置第一排锚杆的水平分力为,铰点以上土层及锚杆力对铰点起矩平衡。3.2.1 土压力作用位置确定:三角形分布:=梯形分布:=基坑内侧被动土压力作用点位置: (梯形分布)=2x29.64+118.96)/3x(29.64+118.96)x3.2=1.28m基坑外侧主动土压力作用点位置: (三角形分布)= (-)= (10.5-0.53)= 3.32m第一排锚杆作用点位置 :=-d=10.5-2.2=8.3m第二排锚杆作用点位置 :=10.5-4.7=5.8m3.2.2)土压力合力:基坑外侧主动土压力:.=x=(+q)-2=(1
8、8.3x10.5+20)x0.6558-2x12x0.8098=119.69kpa= - =10.5-0.53=9.97m= (119.69x9.97)/2=596.65kpa基坑内侧被动土压力:=x= 2=2x12x1.2350=29.64kpa.=(-)+2= 18.3 x (10.5-7.3)x1.5252+2x12x1.2350=118.96kpa=3.2m.= (29.64+118.96)x3./2=237.76kpa即:+=有:+95.52x8.3+237.76x1.28=596.65x3.32得:=152.37kpa四)桩嵌固深度计算:4.1)基坑开挖至设计深度时,据上结果知铰点
9、假想为土层交接点 M 点,则该处的剪力计算如下:根据水平方向上的平衡:即:+=596.65-(237.76+95.52+152.37)=111kpa.设桩底端为N 点,桩底距M 点距离为。桩 MN 段对桩底N 起矩平衡:4.1.1)土压力合力计算:桩内侧被动土压力合力:=x根据 3.1 有:= ( -)+2=18.3x(10.5-7.3)x 1.8945+2x30x1.3764=193.53kpa.= (-) +2=18.3x (10.5-7.3)+19.8xx1.8945+2x30x1.3764=110.94+37.51+82.584=桩外侧主动土压力计算:.=x=(*+q)-2=(18.3
10、x10.5+20) x 0.5278-2x30x0.7265=68.38kpa=+q-2=18.3x10.5+19.8x+20 x 0.5278-2x30x0.7265=111.97+10.45-43.59=68.38+4.1.2)土压力作用点计算:桩内侧被动土压力作用点计算:=得,=桩外侧主动土压力作用点计算:=得,=剪力的作用点位置为=4.1.3)桩 MN 段对桩底 N 点起矩平衡:.+.=.即,.+ 68.38+.=.解得,=1.63m则嵌固深度 ,m.入土深度增大系数=1.20即,桩的嵌固深度,=1.20x4.83=5.80m五)桩身最大弯矩计算:5.1)第一步开挖第一次开挖到第一排锚
11、杆下0.5m 即 2.7m 处。= 18.3x(10.5-2.7)x1.5252+2x12x1.2350=247.35kpa.=(+q)-2=(18.3x10.5+20)x0.6558-2x12x0.8098=119.69kpa=x=(29.64+247.35)x7.8/2=1080.26kpax=119.69x10.5/2=628.37kpa.5.2)设 u 点剪力为 0,点 u 到此步开挖基坑底的距离为.= 18.3x x1.5252+2x12x1.2350=27.91+29.64=x=(59.28+27.91)=+q) -2=18.3x(x0.6558-2x12x0.8098=26.08
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