某地下车库基坑支护工程毕业设计(3)

国家安全部行政管理局地下车库基坑支护工程设计

⑹ 井点间距： b＝

(108?1.5)?2?(88?1.5)?2＝7.4 m

54⑺ 降水井立面图请见附录一。

二.桩锚支护设计 ⑴ 深埋单锚式板桩

① 绘土压力分布与相当梁弯矩图

3

根据勘察报告对18m以内各土层力学指标进行加权平均计算得：γ0=18.4 KN/m ，φ0=21°，C0=23.7 kpa。由深埋单锚式板桩相当梁计算 方法对粘性土略去粘聚力而增加的内摩擦角

3

φ,查表取φ＝32°,γ0=17 KN/m,取q=20

Ra3

OKN/m。根据设计要求取锚头距地表Z＝3.5m。 计算主、被动土压力系数得：

?a?tg2(45??)?0.31；

2?p?tg2(45??)?3.25

2则b点主被动土压力强度:

??H1bdcPoeb?????a?60.1KPa ??a② 求t0：t0＝＝1.2 m

?p??a③求Ra 、P0

取d点为相当梁支点，由∑Md=0有

Ra（H-Z+t0）－

fe图2.1 相当梁法板桩计算简图xt0 eb(??Z)??Zet2t(+t0)－b0·0=0,代入已知数据可得： 2323Ra=184.3 KN/m; 由∑Ma=0求P0：

P0（H-Z+t0）－P0=187.2 KN/m ④ 求Mmax作用点h1： h1?eb(??Z)2(??Z)ebt0t·－·（0+H-Z）=0，代入已知数据可得： 23232Ra=8.4 m ?Ka⑤ 求最大弯矩Mmax：Mmax?Ra?(h1??)???h13?a2?3=387.4 KN·m/m

⑥求受被动土压力段x：x=

6?0=4.7 m

?(Kp-?a)第 4 页 共 51 页

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则入土深度t1=t0+x=1.2+4.7=5.9 m，

实际入土深度t=（1.1～1.2）t1=6.5～7.1 m，取t=6.6 m；需桩全长18 m。 对弯矩加以修正 ：M=0.74 Mmax=226.7 KN·m/m。

⑦对钻孔灌注桩其抗弯计算的假定条件为圆形截面，则钢筋混凝土钻孔灌注桩的弯矩设计值M由下式表达：

2sin???sin??tfcmr3sin3???fyAsrs 3?sin2???fcmA(1?)?(???t)fyAs?0

sin??M?αt =1.25－2α （当α＞0.625时αt=0）

为简化计算，取1－2（α－1）=α（1－sin2πα/2πα），则得

2

??1?0.75fyAsfyAs2fyAs ?(1?0.75)?0.5?0.625fcmAfcmAfcmA针对本设计方案设钻孔灌注桩φ600mm，C25混凝土，配16φ20的钢筋，下面求该桩能承受的弯矩设计值。

计算配筋率：ρ= ρ

min

As计算得： ?max

=0.4%＜ρ=

As=1.8%＜ρ?2

故满足配筋要求

2

ⅰ.查表得fcm=13.5 N/mm, fy=210 N/mm。钢筋分布半径应由桩半径减去灌注桩混凝土保护层厚度（不小于5cm）和钢筋半径，即rs=250 mm。

ⅱ.求桩与钢筋截面积

A =π×300= 2.83×10 mm

2

2

5

2

As = 16×π×10 =5.03×10 mm

32

210?5.03?103则： ??0.28 5fcmA13.5?2.83?10ⅲ.按公式：

fyAs??1?0.75fyAsfyAs2fyAs＝0.32 ?(1?0.75)?0.5?0.625fcmAfcmAfcmA及αt =1.25－2α= 0.61

sinπα=0.84 ；sinπαt=0.94 ⅳ.M?sin???sin??t2fcmr3sin3???fyAsrs 3?第 5 页 共 51 页

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≤

21.7833

×13.5×300×0.84＋210×5030×250× 3?6

=487.7×10 N·mm=487.7 KN·m

取安全系数为2，则每根桩可承受248.6 KN·m的弯矩，由每延米上所承受最大弯矩为226.7KN·m。故灌注桩的桩间距S=

⑧土层锚杆布置：

支锚力最大值为Ra=184.3 KN/m，应乘以安全系数1.35得锚杆所承受的水平力

Th=1.35×184.3 = 227.4 KN/m（每延米）。

土层锚杆头部距地面3.5m，锚孔孔径φ150mm，锚杆向下倾斜15°，已知护桩入土深度t=6.6m。设计采用两桩一锚即锚杆的水平间距为b＝2.0m，则每根锚杆实际承受的水平力为：Th=bTh

／

／

0.5??248.6＝=1.1m，取桩间距S=1.0 m。 226.7?max=2.0×227.4 KN/m=454.8 KN ⅰ.锚杆的承载能力Tu 锚杆的轴向拉力设计值为 Nt =取锚杆抗拔安全系数K＝2，

则锚杆的极限抗拔力Tu =KNt=942.6 KN。 ⅱ.锚杆非锚固段长度L0

如下图所示：锚固地层φ=32°, γ0=17

φ/2?h=471.3 KN， 0cos15 =20KN/m2BEFKN/m ,设q=20KN/m 。

BE=(18-3.5)×tg(45-0

32

?)= 8.0m 2Cφ/2在△BEF中，根据正弦定理有:

D???F =

sin?BFEsin?B?F图2.2 锚杆长度计算图 sin610则：BF=7.5× =6.8 m

sin1040由此非锚固段长度L0=7.0 m ⅲ.锚杆锚固段长度Le

初选锚固段长度Le=15m，则上图中o点为锚固段的中点有： BO=BF+FO=7+7.5=14.5 m h=3.5+ BO sin15°=7.4 m

／

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τ= K0γhtgφ=1×17×7.4×tg32°=78.6 KN/m2

Le=

??t942.6 ==26.3 m ?D?3.14?0.15?78.6／

再对原假定锚固段Le=15m予以修正：

h=3.5+(7+

26.3)sin15°＝8.7 m， 2τ=1×17×8.7×tg32°=92.4 KN/m2<100～150 KN/m2，取τ=135 KN/m2，

Le=

942.6=14.8 m 取Le=15m。 锚杆全长为22m。

3.14?0.15?1352

ⅳ.拉杆材料选择

锚杆轴向设计拉力值Nt=471.3 KN,采用7φ5钢绞线（其横截面面积为176m，抗拉强度标准值fk≥1860N/mm），锁定值为360KN。

2

?t471.3?1032

则所需钢筋截面积： A===253.3 mm

1860fk由此选用2根7φ5钢绞线做拉杆（2×176＝352 mm>253.3 mm）。 ⅴ.锚杆支撑腰梁的设计

按简支梁锚杆腰梁的最大弯矩为拉杆作用点处。其值为：

M=

2

2

?t?b471.3?2==235.7 KN·m 442

取36a槽钢的允许弯曲变形值[?w]=19 KN/cm ，则有

Wx =

?[?w]=1240.5 cm

3

3

经查表，采用2根36a的槽钢背靠背布置，间距25cm，其中[Wx]=660×2=1320 cm >Wx =1240.5 cm，强度满足要求。

ⅵ.深部破裂面稳定性验算

如图所示将Eah与E1h皆看作是水平方向上的力，则有

3

??arctg18?7.6?36.7?

15(7?)cos15?22

G=(7.6+18)×1×14×17÷2=3046.4KN

Eah =［0.5×17×18×0.31＋20×18×0.31］×1 = 965.3 KN， E1h=［0.5×17×7.6×0.31+20×7.6×0.31］×1 = 179.3 KN，

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2

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||¨ q=20KN/m2BEFCQ

由式：Thmax=

D图2.3 锚杆长度计算图 ?ah??1h?G?tg(???)

1?tg??tg(???)965.3?179.3?3046.4?tg(32?36.7)= 744.6 KN

1?tg15?tg(32?36.7) =

Ks=

?hmax744.6 ==1.64＞1.5 说明深部破裂面稳定无问题 454.8?h q=20KN/m2O⑨ 基坑的稳定性验算 滑动力矩： Ms =

1212

(rH+q)D=×(17×11.4+20)×6.622HE1基坑底面B=4656.6 KN·m/m

对抗滑动力矩Mr积分得：

DMhds图2.4 桩体抗隆起示意图 ??H2?124??? …… 此处隐藏：1924字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……