基坑支护计算书.doc
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2008年北京奥运会青岛帆船比赛基地基坑支护设计 施工图计算书及说明 2007-1-28 目 录 1、 验算项目:1剖面 2 2、 验算项目:2剖面 16 3、 验算项目:3剖面 20 4、 验算项目:4剖面 30 1、 验算项目:1剖面 ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 水泥土墙支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法 增量法 规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级 二级 基坑侧壁重要性系数γ0 1.00 基坑深度H(m) 6.000 嵌固深度(m) 5.000 墙顶标高(m) -1.000 截面类型及参数 实心墙... 放坡级数 1 超载个数 1 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 坡号 台宽(m) 坡高(m) 坡度系数 1 0.000 1.000 1.000 [ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 超载 类型 超载值 作用深度 作用宽度 距坑边距 形式 长度 序号 (kPa,kN/m) (m) (m) (m) (m) 1 10.000 --- --- --- --- --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 5 坑内加固土 否 内侧水位深度(m) 6.500 外侧水位深度(m) 2.800 弹性法计算方法 m法 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 内摩擦角 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 1 素填土 2.10 18.0 --- 0.00 20.00 2 细砂 2.40 20.0 10.0 0.00 37.00 3 粉砂 3.10 20.0 10.0 0.00 37.00 4 粗砂 3.20 20.0 10.0 --- --- 5 强风化岩 5.00 23.0 13.0 --- --- 层号 与锚固体摩 粘聚力 内摩擦角 水土 计算m值 抗剪强度 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) (MN/m4) (kPa) 1 20.0 --- --- --- 30.00 --- 2 40.0 0.00 32.00 分算 118.40 --- 3 40.0 0.00 32.00 分算 118.40 --- 4 120.0 0.00 36.00 分算 20.00 --- 5 150.0 0.00 45.00 合算 20.00 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 支锚信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 支锚道数 2 支锚 支锚类型 水平间距 竖向间距 入射角 总长 锚固段 道号 (m) (m) (°) (m) 长度(m) 1 锚杆 2.000 2.000 20.00 12.00 7.00 2 锚杆 2.000 2.000 20.00 9.00 9.00 支锚 预加力 支锚刚度 锚固体 工况 抗拉力 道号 (kN) (MN/m) 直径(mm) 号 (kN) 1 80.00 18.06 130 2～ 100.00 2 0.00 20.42 130 4～ 100.00 ---------------------------------------------------------------------- [ 水泥土墙截面参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 水泥土墙截面示意图 水泥土墙厚度b(m) 1.200 水泥土弹性模量E(10^4MPa) 1.750 水泥土抗压强度P(MPa) 8.000 水泥土抗拉/抗压强度比 0.100 水泥土墙平均重度(kN/m3) 22.000 水泥土墙底摩擦系数 0.300 ---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号 土类名称 水土 水压力 主动土压力 被动土压力 被动土压力 调整系数 调整系数 调整系数 最大值(kPa) 1 素填土 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2 细砂 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 3 粉砂 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 4 粗砂 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 5 强风化岩 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ] ---------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 各工况： 内力位移包络图： 地表沉降图： ---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 内力取值 ] 序 内力类型 弹性法 经典法 号 计算值 计算值 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 59.73 52.49 1 基坑外侧最大弯矩距墙顶(m) 10.00 10.00 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 70.80 73.38 基坑内侧最大弯矩距墙顶(m) 10.00 10.00 ***************截面1(0.00m—10.00m)************* 一. 采用弹性法计算结果： ***基坑内侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×70.80 = 88.50kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强度满足! ***基坑外侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×59.73 = 74.67kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强度满足! 二. 采用经典法计算结果： ***基坑内侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×73.38 = 91.72kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强度满足! ***基坑外侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 10.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×52.49 = 65.62kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强度满足! 式中 γcs———水泥土墙平均重度(kN/m3); z———由墙顶至计算截面的深度(m); M———单位长度水泥土墙截面弯矩设计值(kN.m); W———水泥土墙截面模量(MPa); fcs———水泥土抗压强度(MPa); ---------------------------------------------------------------------- [ 锚杆计算 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 锚杆参数 ] 锚杆材料强度设计值(MPa) 310.000 注浆体弹性模量(×10^4MPa) 3.000 土与锚固体粘结强度分项系数 1.300 锚杆荷载分项系数 1.250 [ 锚杆内力 ] 支锚道号 锚杆最大内力 锚杆最大内力 锚杆内力 锚杆内力 弹性法(kN) 经典法(kN) 设计值(kN) 实用值(kN) 1 131.86 70.33 87.91 87.91 2 23.27 153.21 191.52 191.52 [ 锚杆自由段长度计算简图 ] 支锚道号 支锚类型 钢筋或 自由段长度 锚固段长度 实配[计算]面积 锚杆刚度 钢绞线配筋 实用值(m) 实用值(m) (mm2) (MN/m) 1 锚杆 1D25 5.0 7.0 491[302] 15.83 2 锚杆 1D32 0.0 9.0 804[657] 17.45 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗倾覆稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗倾覆稳定性系数 Ks = 1.690 > 1.2, 满足规范要求! (Ks >= 1.2) ---------------------------------------------------------------------- [ 抗滑移稳定性验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗滑安全系数(Kh >= 1.2): Kh = 1.620 ---------------------------------------------------------------------- [ 整体稳定验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 计算方法：瑞典条分法 应力状态：总应力法 条分法中的土条宽度: 1.00m 滑裂面数据 整体稳定安全系数 Ks = 3.110 圆弧半径(m) R = 9.760 圆心坐标X(m) X = -0.461 圆心坐标Y(m) Y = 4.617 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗隆起验算 ] ---------------------------------------------------------------------- Prandtl(普朗德尔)公式(Ks >= 1.1～1.2)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 34.725 >= 1.1, 满足规范要求。 Terzaghi(太沙基)公式(Ks >= 1.15～1.25)，注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部): Ks = 44.615 >= 1.15, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------- [ 抗管涌验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5): 式中 γ0———侧壁重要性系数; γ'———土的有效重度(kN/m3); γw———地下水重度(kN/m3); h'———地下水位至基坑底的距离(m); D———桩(墙)入土深度(m); K = 4.319 >= 1.5, 满足规范要求。 ---------------------------------------------------------------------- [ 承压水验算 ] ---------------------------------------------------------------------- 式中 Pcz———基坑开挖面以下至承压水层顶板间覆盖土的自重压力(kN/m2); Pwy———承压水层的水头压力(kN/m2); Ky———抗承压水头的稳定性安全系数，取1.5。 Ky = 40.00/30.00 = 1.33 >= 1.05 基坑底部土抗承压水头稳定! 2、 验算项目:2剖面 ---------------------------------------------------------------------- 验算项目: 超级土钉 1 ---------------------------------------------------------------------- [ 验算简图 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 验算条件 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 基本参数 ] 所依据的规程或方法：《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-99 基坑深度： 6.000(m) 基坑内地下水深度： 6.500(m) 基坑外地下水深度： 6.500(m) 基坑侧壁重要性系数： 1.000 土钉荷载分项系数： 1.250 土钉抗拉抗力分项系数： 1.300 整体滑动分项系数： 1.300 [ 坡线参数 ] 坡线段数 4 序号 水平投影(m) 竖向投影(m) 倾角(°) 1 4.000 4.000 45.0 2 0.000 1.000 90.0 3 1.000 0.000 0.0 4 1.000 1.000 45.0 [ 土层参数 ] 土层层数 5 序号 土类型 土层厚 容重 饱和容重 粘聚力 内摩擦角 钉土摩阻力 锚杆土摩阻力 水土 泊松比 变形模量 (m) (kN/m^3) (kN/m^3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 素填土 2.100 20.0 20.0 0.0 20.0 20.0 20.0 分算 0.450 5.000 2 细砂 2.400 20.0 20.0 0.0 37.0 40.0 40.0 分算 0.350 10.000 3 粉砂 3.100 20.0 20.0 0.0 37.0 40.0 40.0 分算 0.350 10.000 4 粗砂 3.200 20.0 20.0 0.0 38.5 90.0 90.0 分算 0.350 20.000 5 强风化岩 5.000 23.0 23.0 0.0 45.0 120.0 120.0 合算 0.350 50.000 [ 超载参数 ] 超载数 1 序号 超载类型 超载值(kN/m) 作用深度(m) 作用宽度(m) 距坑边线距离(m) 形式 长度(m) 1 满布均布 10.000 [ 土钉参数 ] 土钉道数 1 序号 水平间距(m) 垂直间距(m) 入射角度(度) 钻孔直径(mm) 长度(m) 配筋 1 2.000 2.000 20.0 130 9.000 1D32 [ 花管参数 ] 基坑内侧花管排数 0 基坑内侧花管排数 0 [ 锚杆参数 ] 锚杆道数 0 [ 坑内土不加固 ] [ 内部稳定验算条件 ] 考虑地下水作用的计算方法：总应力法 土钉拉力在滑面上产生的阻力的折减系数： 0.500 ******************************************************************* [ 验算结果 ] ******************************************************************* [ 局部抗拉验算结果 ] 工况 开挖深度 破裂角 土钉号 土钉长度 受拉荷载标准值 抗拔承载力设计值 抗拉承载力设计值 满足系数 (m) (度) (m) Tjk(kN) Tuj(kN) Tuj(kN) 抗拔 抗拉 1 2.000 55.0 0 2 4.000 36.5 0 3 6.000 38.0 1 9.000 77.6 102.9 241.3 1.061 2.488 [ 内部稳定验算结果 ] 工况号 安全系数 圆心坐标x(m) 圆心坐标y(m) 半径(m) 1 1.375 -5.894 14.894 14.717 2 1.672 -5.278 10.278 11.023 3 1.708 -7.334 11.334 13.219 [ 外部稳定计算参数 ] 所依据的规程： 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002) 土钉墙计算宽度: 9.000(m) 墙后地面的倾角: 0.0(度) 墙背倾角: 90.0(度) 土与墙背的摩擦角: 10.0(度) 土与墙底的摩擦系数: 0.400 墙趾距坡脚的距离: 0.000(m) 墙底地基承载力: 300.0(kPa) 抗水平滑动安全系数： 1.300 抗倾覆安全系数： 1.600 [ 外部稳定计算结果 ] 重力: 730.0(kN) 重心坐标: ( 5.731, 2.530） 超载: 30.0(kN) 超载作用点x坐标: 7.500(m) 土压力: 124.4(kPa) 土压力作用点y坐标: 2.040(m) 基底平均压力设计值 86.8(kPa) < 300.0 基底边缘最大压力设计值 148.7(kPa) < 1.2*300.0 抗滑安全系数: 2.553 > 1.300 抗倾覆安全系数: 18.421 > 1.600 [ 喷射混凝土面层计算 ] [ 计算参数 ] 厚度： 80(mm) 混凝土强度等级: C20 配筋计算as: 15(mm) 水平配筋: d6@200 竖向配筋: d6@200 配筋计算as: 15 荷载分项系数: 1.200 [ 计算结果 ] 编号 深度范围 荷载值(kPa) 轴向 M(kN.m) As(mm^2) 实配As(mm^2) 1 0.00~ 2.00 11.8 x 1.732 188.6(构造) 141.4 y 1.732 188.6(构造) 141.4 2 2.00~ 6.00 15.0 x 1.084 188.6(构造) 141.4 y 4.029 188.6(构造) 141.4 3、 验算项目:3剖面 ---------------------------------------------------------------------- [ 支护方案 ] ---------------------------------------------------------------------- 水泥土墙支护 ---------------------------------------------------------------------- [ 基本信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 内力计算方法 增量法 规范与规程 《建筑基坑支护技术规程》 JGJ 120-99 基坑等级 二级 基坑侧壁重要性系数γ0 1.00 基坑深度H(m) 6.000 嵌固深度(m) 3.000 墙顶标高(m) -1.000 截面类型及参数 墙+排桩... 放坡级数 1 超载个数 1 ---------------------------------------------------------------------- [ 放坡信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 坡号 台宽(m) 坡高(m) 坡度系数 1 0.000 1.000 1.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 超载信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 超载 类型 超载值 作用深度 作用宽度 距坑边距 形式 长度 序号 (kPa,kN/m) (m) (m) (m) (m) 1 10.000 --- --- --- --- --- ---------------------------------------------------------------------- [ 土层信息 ] ---------------------------------------------------------------------- 土层数 5 坑内加固土 否 内侧水位深度(m) 6.500 外侧水位深度(m) 2.800 弹性法计算方法 m法 ---------------------------------------------------------------------- [ 土层参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 层号 土类名称 层厚 重度 浮重度 粘聚力 内摩擦角 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 1 素填土 2.20 20.0 --- 0.00 20.00 2 细砂 2.50 20.0 10.0 0.00 37.00 3 粉砂 2.10 20.0 10.0 0.00 37.00 4 粗砂 5.30 20.0 10.0 --- --- 5 强风化岩 5.00 23.0 13.0 --- --- 层号 与锚固体摩 粘聚力 内摩擦角 水土 计算m值 抗剪强度 擦阻力(kPa) 水下(kPa) 水下(度) (MN/m4) (kPa) 1 20.0 --- --- --- 30.00 --- 2 40.0 0.00 32.00 分算 118.40 --- 3 40.0 0.00 32.00 分算 118.40 --- 4 90.0 0.00 36.00 分算 20.00 --- 5 120.0 0.00 45.00 合算 20.00 --- ---------------------------------------------------------------------- [ 水泥土墙截面参数 ] ---------------------------------------------------------------------- 水泥土墙截面示意图 水泥土墙厚度b(m) 2.200 水泥土弹性模量E(10^4MPa) 1.750 水泥土抗压强度P(MPa) 8.000 水泥土抗拉/抗压强度比 0.100 水泥土墙平均重度(kN/m3) 22.000 水泥土墙底摩擦系数 0.300 桩直径S(m) 0.146 桩形心至坑边距离t1(m) 1.600 桩间距t(m) 1.000 桩混凝土级别 C15 ---------------------------------------------------------------------- [ 土压力模型及系数调整 ] ---------------------------------------------------------------------- 弹性法土压力模型: 经典法土压力模型: 层号 土类名称 水土 水压力 主动土压力 被动土压力 被动土压力 调整系数 调整系数 调整系数 最大值(kPa) 1 素填土 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 2 细砂 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 3 粉砂 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 4 粗砂 分算 1.000 1.000 1.000 10000.000 5 强风化岩 合算 1.000 1.000 1.000 10000.000 ---------------------------------------------------------------------- [ 设计结果 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 结构计算 ] ---------------------------------------------------------------------- 各工况： 内力位移包络图： ---------------------------------------------------------------------- [ 截面计算 ] ---------------------------------------------------------------------- [ 内力取值 ] 序 内力类型 弹性法 经典法 号 计算值 计算值 基坑外侧最大弯矩(kN.m) 265.04 507.19 1 基坑外侧最大弯矩距墙顶(m) 8.00 8.00 基坑内侧最大弯矩(kN.m) 0.00 0.00 基坑内侧最大弯矩距墙顶(m) 8.00 8.00 一. 采用弹性法计算结果： ***基坑内侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×0.00 = 0.00kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强度满足! ***基坑外侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×265.04 = 331.30kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强度满足! 二. 采用经典法计算结果： ***基坑内侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×0.00 = 0.00kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强度满足! ***基坑外侧计算结果：*** ***计算截面距离墙顶 8.00m, 弯矩设计值 = 1.25×1.00×507.19 = 633.99kN.m 1. 压应力验算: 抗压强度满足! 2. 拉应力验算: 抗拉强展开阅读全文
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