《基坑桩锚设计计算过程(手算)（2020年10月整理）.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基坑桩锚设计计算过程(手算)（2020年10月整理）.pptx（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学 海 无 涯 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。,一、)基坑示意图：,1） 基坑外侧主动土压力计算如下： 填土： 填土顶部主动土压力强度：上 =q 1 - 2 1 1 =20 x0.6558-2x12x0.8098=-6.32Kpa 1 填土底部的主动土压力强度：下 =（11+q）1 -2 1 1 = 1 =(18.3x10.5+20)x0.6558-2x12x0.8098=119.69kpa 粉质粘土：,上,粉质粘土顶部的主动土压力强度：2 = （1*1+q）2 -222 =,1,学 海 无 涯 =(18.3x
2、10.5+20)x0.5278-2x12x0.7265=94.54kpa,下,粉质粘土底部的主动土压力强度：2 =（1*1 +2*2+q）2 -222 = =(18.3x10.5+19.8x1.8+20)x0.5278-2x12x0.7265=113.35kpa （3） 临界深度： Z=2 1 / 11 q/1=2x12/18.3x0.8098-20/18.3=0.53m,2）第一层锚杆计算： 基坑开挖到 5.2m，设置第一排锚杆的水平分力为 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：,1,坑底,=（1*+q）1 -211 =(18.3x5.2+20)x0.6
3、558-2x12x0.8098=56.09kpa,基坑内侧的被动土压力强度：,1,坑底,= 211=2x12x1.2350=29.64kpa.,下,1=1（1- ）1+211=18.3x(10.5-5.2)x1.5252+2x12x1.2350=177.57kpa.,知：,下下 1 1 ,1,坑底, 1,坑底,知铰点位于坑底与填土层间：设铰点为 o, 距离坑底 y m. =,2,学 海 无 涯 = 1y 1 +211 = y18.3x1.5252+2x12x1.2350=27.91y+29.64 = q+1(h+y) 1-211= 20+18.3(5.2+y)x0.6558-2x12x0.80
4、98=12y+56.08 解得： y=1.66m 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。 土压力作用位置确定： 三角形分布：,1,3,= ,梯形分布：,3(+),= 2+ ,即： 2.2 基坑内侧被动土压力作用点位置：（梯形分布）,1,=,坑底,21 +,3(1,坑底,+ ),1,=1y 1 +211= 18.3x1.66x1.5252+2x12x1.2350=75.97kpa.,坑底,= 211=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
5、置：（三角形分布）,3,0,1 = （h+ y- ）, 已知， h=5.2m, y=1.66m, 0=0.53m,1,3,即：=（,5.2+1.66-0.53）=2.11m,2.4 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：, =,+,2,x ,3,1,即， =y x (+坑底 )/2=1.66x (75.97+29.64)/2=87.66kpa,2.6 基坑外侧主动土压力：,学 海 无 涯, =,+,2,x , =(h+y-0）x /2=(5.2+1.66-0.53)x75.97/2=24
6、0.45kpa. 即： 1(h + y d) + 1= 代入数据：4.661 +87.66x0.71=240.45x2.11 1=95.52kpa. 三）第二排锚杆计算：,此时，基坑开挖至设计深度坑底 =7.3m。 3.1）基坑内侧被动土压力强度：,1,坑底,= 211=2x12x1.2350=29.64kpa.,下,1=1（1- 坑底）1+211= 18.3 x (10.5-7.3)x1.5252+2x12x1.2350=118.96kpa,上,2=1（1- 坑底）k2+222=18.3x(10.5-7.3)x 1.8945+2x30 x1.3764=193.53kpa.,4,学 海 无 涯
7、,下,2= 1（1- 坑底）+2 2k2+222 =18.3x (10.5-7.3)+19.8x1.8x1.8945+2x30 x1.3764=176.79kpa. 基坑外侧主动土压力强度：,1,坑底,=（1*坑底+q）1 -211 =(18.3x 7.3+20)x0.6558- 2x 12x0.8098=81.29kpa.,上,2=（1*1+q）2 -222 =(18.3x10.5+20)x0.5278-2x30 x0.7265=68.38kpa,即：, , , ,下下坑底坑底上上,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
8、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：,1,3,= ,梯形分布：,3(+),= 2+ ,基坑内侧被动土压力作用点位置：（梯形分布）,1,=,21 +,坑底下,坑底下,3(1 +）,1 坑,1 = (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）,3,10,1 = （h - ）,1,3,= （,5,10.5-0.53）= 3.32m,第一排锚杆作用点位置：1=h1-d=10.5-2.2=8.3m 第二排锚杆作用点位置：2=10.5-4.7=5.8m,学 海 无 涯 3.2.
9、2)土压力合力： 基坑外侧主动土压力：, =,+,2,x ,下,1=（11+q）1 -2 1 1 =(18.3x10.5+20)x0.6558-2x12x0.8098=119.69kpa 1= h1-0=10.5-0.53=9.97m = (119.69x9.97)/2=596.65kpa 基坑内侧被动土压力：, =,+,坑底下,x ,坑底,= 211=2x12x1.2350=29.64kpa.,下,=1（1- 坑底）1+211= 18.3 x (10.5-7.3)x1.5252+2x12x1.2350=118.96kpa,6,=3.2m. = (29.64+118.96)x3.2/2=237
10、.76kpa 即： += 有：5.82+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：,学 海 无 涯,4.1.1）土压力合力计算： 桩内侧被动土压力合力：, =,+,22,上下,2,x ,根据 3.1 有：,上,=（- 坑底）+2 =18.3
11、x(10.5-7.3)x 1.8945+2x30 x1.3764=193.53kpa.,下,= （- 坑底）+ +2 =18.3x (10.5-7.3)+19.8xhx1.8945+2x30 x1.3764 =110.94+37.51+82.584, =193.53+ 18.76,2,桩外侧主动土压力计算：,2,上, =（+,2,下,22,） x ,上,=（*+q） -2 = (18.3x10.5+20) x 0.5278-2x30 x0.7265=68.38kpa,下,= +q-2= 18.3x10.5+19.8x+20 x 0.5278-2x30 x0.7265 =111.97+10.45
12、-43.59,7,学 海 无 涯,=68.38+5.232,4.1.2）土压力作用点计算： 桩内侧被动土压力作用点计算：,=,2+,上下,上下 3( +）,得，,=,580.59+37.51,1161.18+112.53,桩外侧主动土压力作用点计算：,=,上,2 +,下,上下,3( +）,得，,=,205.14+10.45,410.28+31.35,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+. ,.+.,.+. .,=. + . ,.+. . ,.+.,8,解得， =1.63m 则嵌固深度, = . + . = . m.
13、 入土深度增大系数=1.20 即，桩的嵌固深度， = =1.20 x4.83=5.80m 五）桩身最大弯矩计算：,学 海 无 涯 5.1）第一步开挖 第一次开挖到第一排锚杆下 0.5m 即 2.7m 处。,坑底,= = . = . ,下, = + = 18.3x(10.5-2.7)x1.5252+2x12x1.2350=247.35kpa,下,=（+q）-2 =(18.3x10.5+20)x0.6558-2x12x0.8098=119.69kpa, =,+,坑底下,x =(29.64+247.35)x7.8/2=1080.26kpa,上,= （+,下,） x =119.69x10.5/2=62
14、8.37kpa.,5.2)设 u 点剪力为 0，点 u 到此步开挖基坑底的距离为.,下 ,= ,+ = 18.3x x1.5252+2x12x1.2350=27.91+29.64,+,坑底下, =x =(59.28+27.91) /,下,坑底,= ( + ）+q)-2 ,=18.3x( + . ) + x0.6558-2x12x0.8098=26.08+12 上下, = （+ ）( + ,坑底,0, ),=(26.08+12)( +2.7-0.53)/2,9,学 海 无 涯 因 o 点处剪力为 0，即有， = 解得，=0.91m 有，,下,坑底,= ( + ）+q),-2 =26.08+12=
15、37kpa.,= ,下 ,+ =27.91+29.64=55.04kpa.,=56.98kpa,=,( + 坑底 0 ),=,上下 +,上,下,( +） ,= (2.7+0.91-0.53)/3=1.03 =0.91(2x29.64+55.04)/3(29.64+55.04)=0.41m M=- =56.98x(1.03-0.41)=35.33kpa. 六）第二步开挖至 5.2m，可知开挖面上下各有一个剪力零点，设其 为 Q,R，分别到 5.2m 开挖面的距离为 x, y。 6.1),下,=(开挖 )+q-2 =18.3(5.2-x)+20 x0.6558-2x12x0.8098=56.09-12x,上,下, = （+） x (,10,开挖, ),学 海 无 涯 = (. )(. . )/2 使得， = 即，解得 = . 又，, = (,开挖, )=1.33m,Q 点弯矩可计算 = (开挖 ) =95.52x(5.2-2.2-0.68)-1.33=94.56kpa. 6.2),上, = = . =29.64kpa.,下, = + = . . + . = . + . , =,+,上下,y,下, = (. + . +29.64）y/2=(13.96y+29.64)y = (开挖 + ) + =18.3(5.2+y)+20 x0.6558-2x12x0.8098=56.09+12y
