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1、4.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算n土层锚杆是一种埋入土层锚杆是一种埋入土层深部的受拉杆件，土层深部的受拉杆件，它一端与构筑物相连，它一端与构筑物相连，另一端锚固在土层中。另一端锚固在土层中。2锚杆的组成锚杆的组成 锚杆有三部分组成：头部连接（锚头）、拉杆、锚固体。 锚杆承受拉力，一般采用螺纹钢、钢绞线等强度高、延伸率大、疲劳强度高的材料。永久性锚杆尚需进行防腐处理。3DML-120D1跟管钻进锚索施工设备 4螺旋钻机银泰中心北侧地铁变电站处支护全景银泰中心北侧地铁变电站处支护全景国家大剧院地连墙基坑支护工程国家大剧院地连墙基坑支护工程中国国家博物馆改扩建基坑支护中国国家博物馆改扩建基坑
2、支护世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程世纪财富中心基坑支护工程2024/9/1310 一、锚杆承载力计算一、锚杆承载力计算 1 1、锚杆、锚杆水平拉力设计值水平拉力设计值应满足下式应满足下式T Td dNNu ucos cos （4-74-7） 式中式中T Td d锚杆水平拉力设计值，按锚杆水平拉力设计值，按式（式（4-64-6）计算；计算； 锚杆与水平面的倾角锚杆与水平面的倾角； N Nu u锚杆轴向受拉承载力设计值。锚杆轴向受拉承载力设计值。4.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算2024/9/1311 2 2、锚杆轴向受拉承载力设计值锚杆轴向受拉承载
3、力设计值的确定的确定 （1 1）安全等级为一级及缺乏地区经验的二级基坑侧壁，应按安全等级为一级及缺乏地区经验的二级基坑侧壁，应按规范规定规范规定进行锚进行锚杆杆的基本试验，锚杆轴向受拉承载力设计值可的基本试验，锚杆轴向受拉承载力设计值可取基本试验确定的极限承载力除以受拉抗力分项系数取基本试验确定的极限承载力除以受拉抗力分项系数s s，受拉，受拉抗力分项系数可取抗力分项系数可取1.31.3。即即 （2 2）基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验时，可按下基坑侧壁安全等级为二级且有邻近工程经验时，可按下式计算锚杆轴向受拉承载力设计值，并应按式计算锚杆轴向受拉承载力设计值，并应按规范规范要求进行锚杆
4、要求进行锚杆验收试验：验收试验： （4-84-8）4.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算2024/9/13124.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算2024/9/1313表表4.4.3 4.4.3 土体与锚固体极限摩阻力标准值土体与锚固体极限摩阻力标准值2024/9/1314 2 2、锚杆轴向受拉承载力设计值锚杆轴向受拉承载力设计值的确定的确定 （3 3）对于基坑塑性指数大于对于基坑塑性指数大于1717的粘性土层中的锚杆应进的粘性土层中的锚杆应进行蠕变试验。锚杆蠕变试验可按行蠕变试验。锚杆蠕变试验可按规程规程附录附录E E规定进行；规定进行； （4 4）基坑侧壁安全等级为三级时，可按基坑侧
5、壁安全等级为三级时，可按式（式（4-84-8）确定确定锚杆轴向受拉承载力设计值。锚杆轴向受拉承载力设计值。 4.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算2024/9/1315 二、二、锚杆杆体截面面积锚杆杆体截面面积的的确定确定 （1 1）普通钢筋截面面积：）普通钢筋截面面积： （4-94-9） （2 2）预应力钢筋截面面积：）预应力钢筋截面面积： （4-104-10）4.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算2024/9/1316 三、锚杆自由段长度的确定 （4-4-1111） 4.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算2024/9/1317四、四、锚杆锚杆预加力的确定预加力的确定 锚杆预加力值（锁
6、定值）应根据地层条件及支护结构锚杆预加力值（锁定值）应根据地层条件及支护结构变形要求确定，宜取为锚杆轴向受拉承载力设计值的变形要求确定，宜取为锚杆轴向受拉承载力设计值的0.500.500.650.65倍。倍。 4.3.4 4.3.4 锚杆计算锚杆计算2024/9/13181 1、悬臂式排桩结构桩径不宜小于悬臂式排桩结构桩径不宜小于600mm600mm，桩间距应根据排桩受，桩间距应根据排桩受力及桩间土稳定条件确定。力及桩间土稳定条件确定。2 2、排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接，冠梁宽度（水平方向）排桩顶部应设钢筋混凝土冠梁连接，冠梁宽度（水平方向）不宜小于桩径，冠梁高度（竖直方向）不宜小于不宜小
7、于桩径，冠梁高度（竖直方向）不宜小于400mm400mm。排桩与。排桩与桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于桩顶冠梁的混凝土强度等级宜大于C20C20；当冠梁作为连系梁时可；当冠梁作为连系梁时可按构造配筋。按构造配筋。 3 3、基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面、基坑开挖后，排桩的桩间土防护可采用钢丝网混凝土护面、砖砌等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水孔。当基坑砖砌等处理方法，当桩间渗水时，应在护面设泄水孔。当基坑面在实际地下水位以上且土质较好，暴露时间较短时，可不对面在实际地下水位以上且土质较好，暴露时间较短时，可不对桩间土进行防护处理。桩间土进行防护处理。 4.3.5 4.
8、3.5 构造要求构造要求2024/9/13194 4、悬臂式现浇钢筋混凝土地下连续墙厚度不宜小于悬臂式现浇钢筋混凝土地下连续墙厚度不宜小于600mm600mm，地下连续墙顶中应设置风筋混凝土冠梁，冠梁宽度不宜，地下连续墙顶中应设置风筋混凝土冠梁，冠梁宽度不宜小于地下连续墙厚度，高度不宜小于小于地下连续墙厚度，高度不宜小于400mm400mm。 5 5、水下灌注混凝土地下连续墙混凝土强度等级宜大于水下灌注混凝土地下连续墙混凝土强度等级宜大于C20C20，地下连续墙作为地下室外墙时还应满足抗渗要求。，地下连续墙作为地下室外墙时还应满足抗渗要求。 6 6、地下连续墙的受力钢筋应采用地下连续墙的受力钢
9、筋应采用级或级或级钢筋，直径级钢筋，直径不宜小于不宜小于2020。构造钢筋宜采用。构造钢筋宜采用级钢筋，直径不宜小于级钢筋，直径不宜小于1616。净保护层不宜小于。净保护层不宜小于70mm70mm，构造筋间距宜为，构造筋间距宜为200200 300mm300mm。4.3.5 4.3.5 构造要求构造要求2024/9/13207 7、地下连续墙段之间的连接接头形式，在墙段间对整地下连续墙段之间的连接接头形式，在墙段间对整体刚度或防渗有特殊要求时，应采用钢性、半刚性连体刚度或防渗有特殊要求时，应采用钢性、半刚性连接接头。接接头。8 8、地下连续墙与地下室结构的钢筋连接可采用在地下地下连续墙与地下室
10、结构的钢筋连接可采用在地下连续墙内预埋钢筋、接驳器、钢板等，预埋钢筋宜采连续墙内预埋钢筋、接驳器、钢板等，预埋钢筋宜采用用级钢筋，连接钢筋直径大于级钢筋，连接钢筋直径大于20mm20mm时，宜采用接驳时，宜采用接驳器连接。器连接。 4.3.5 4.3.5 构造要求构造要求2024/9/13219 9、锚杆长度设计应符合下列规定：锚杆长度设计应符合下列规定：（1 1）锚杆自由段长度不宜小于锚杆自由段长度不宜小于5m5m并应超过潜在滑并应超过潜在滑裂面裂面1.5m1.5m；（2 2）土层锚杆锚固段长度不宜小于土层锚杆锚固段长度不宜小于4m4m；（3 3）锚杆杆体下料长度应为锚杆自由段、锚固段锚杆杆
11、体下料长度应为锚杆自由段、锚固段及外露长度之和，外露长度须满足台座、腰梁尺寸及张及外露长度之和，外露长度须满足台座、腰梁尺寸及张拉作业要求。拉作业要求。4.3.5 4.3.5 构造要求构造要求2024/9/13221010、锚杆布置应符合以下规定：锚杆布置应符合以下规定：（1 1）锚杆上下排垂直间距不宜小于锚杆上下排垂直间距不宜小于2.0m2.0m，水平间距不，水平间距不宜小于宜小于1.5m1.5m；（2 2）锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于4.0m4.0m；（3 3）锚杆倾角宜为锚杆倾角宜为15152525，且不应大于，且不应大于4545。1111、沿锚杆轴线方向
12、每隔沿锚杆轴线方向每隔1.51.52.0m2.0m宜设置一个定位支架。宜设置一个定位支架。1212、锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜锚杆锚固体宜采用水泥浆或水泥砂浆，其强度等级不宜低于低于M10M10。4.3.5 4.3.5 构造要求构造要求4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析基坑工程的稳定性分析主要有以下几个方面：基坑工程的稳定性分析主要有以下几个方面：(1) (1) 整体稳定性分析；整体稳定性分析；(2) (2) 抗倾覆及滑移稳定性分析；抗倾覆及滑移稳定性分析；(3) (3) 基坑底抗隆起稳定性分析；基坑底抗隆起稳定性分析；(4) (4) 抗渗流稳定性分
13、析。抗渗流稳定性分析。1. 1. 整体稳定性验算整体稳定性验算大量工程实践经验表明，整体稳定破坏大体是以圆弧大量工程实践经验表明，整体稳定破坏大体是以圆弧滑动破坏面的形式出现，条分法是整体稳定分析最常使滑动破坏面的形式出现，条分法是整体稳定分析最常使用的方法。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的用的方法。最危险的滑动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求：抗滑力矩与滑动力矩应符合下式要求： MR /MS 1.2 (4-12)(4-12)式中：式中： MR抗滑力矩；抗滑力矩； MS滑动力矩。滑动力矩。4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析 对无支护结构的基
14、坑，验算方法见土力学教材。对有支护结构的基坑，需计算圆弧切桩与圆弧通过桩尖时的基坑整体稳定性，圆弧切桩时需考虑切桩阻力产生的抗滑作用，即每延米中桩产生的抗滑力矩Mp，可按下式计算。 图图 有支护结构的基坑整体稳定性验算有支护结构的基坑整体稳定性验算4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析 (4-13)式中：式中：M Mp p每延米中的桩产生的抗滑力矩每延米中的桩产生的抗滑力矩(kN(kNm/m)m/m)； i i桩与滑弧切点至圆心连线与垂线的夹角；桩与滑弧切点至圆心连线与垂线的夹角； M Mc c每根桩身的抗弯弯矩每根桩身的抗弯弯矩(kN(kNm/m/单桩单桩) )； h hi
15、 i切桩滑弧面至坡面的深度切桩滑弧面至坡面的深度(m)(m)； h hi i范围内土的重度范围内土的重度(kN/m(kN/m3 3) )； K Kp p、K Ka a土的被动与主动土压力系数；土的被动与主动土压力系数； d d桩径桩径(m)(m)； d d两桩间的净距两桩间的净距(m)(m)。对于地下连续墙、重力式支护结构对于地下连续墙、重力式支护结构 d d +d d1.0m1.0m 4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析2. 2. 倾覆及滑移稳定性验算 重力式支护结构倾覆及滑移稳定验算计算简图重力式支护结构倾覆及滑移稳定验算计算简图4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析
16、基坑的稳定性分析(4-14)式中：式中：K Ka a抗倾覆安全系数，抗倾覆安全系数，K Ka a1.31.3； b ba a主动土压力合力点至墙底的距离主动土压力合力点至墙底的距离(m)(m)； b bp p被动土压力合力点至墙底的距离被动土压力合力点至墙底的距离(m)(m)； W W重力式支护体的重力重力式支护体的重力(kN/m)(kN/m)； B B重力式支护体的宽度重力式支护体的宽度(m)(m)； E Ea a主动土压力主动土压力(kN/m)(kN/m)； E Ep p被动土压力被动土压力(kN/m)(kN/m)。4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析抗滑移稳定性按下式
17、验算：式中：K Kh h抗滑移安全系数，K Kh h1.21.2； 墙底与土之间的摩擦系数，当无试验资料时， 可取：对淤泥质土 0.20.20.500.50，黏性土 0.250.250.40.4，砂土 0.40.40.500.50。 (4-15)4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析 (4-16) (4-17)4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析桩墙式悬臂支护结构的水平推移和抗整体倾覆稳定验算应满足下桩墙式悬臂支护结构的水平推移和抗整体倾覆稳定验算应满足下列条件，如图所示。列条件，如图所示。式中：式中：E Ep p、b bp p分别为被动侧土压分别为被动侧
18、土压力的合力及合力对支护结构底端的力臂；力的合力及合力对支护结构底端的力臂；E Ea a、b ba a分别为主动侧土压力的合分别为主动侧土压力的合力及合力对支护结构底端的力臂。力及合力对支护结构底端的力臂。 3. 3. 基坑底隆起稳定性验算基坑底隆起稳定性验算 对饱和软黏土，抗隆起稳定性的验算是基坑设计的一个主要对饱和软黏土，抗隆起稳定性的验算是基坑设计的一个主要内容。基坑底土隆起，将会导致支护桩后地面下沉，影响环境安内容。基坑底土隆起，将会导致支护桩后地面下沉，影响环境安全和正常使用。隆起稳定性验算的方法很多。可按地基规范推荐全和正常使用。隆起稳定性验算的方法很多。可按地基规范推荐的以下条件
19、进行验算的以下条件进行验算( (如图所示如图所示) )： 4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析 (4-18) 式中：式中：N Nc c承载力系数，条形基础时承载力系数，条形基础时N Nc c =5.14 =5.14； 0 0抗剪强度，由十字板试验或三轴不固结不排水抗剪强度，由十字板试验或三轴不固结不排水 试验确定试验确定(kPa)(kPa)； 土的重度土的重度(kN/m(kN/m3 3) )； t t支护结构入土深度支护结构入土深度(m)(m)； h h基坑开挖深度基坑开挖深度(m)(m)； q q地面荷载地面荷载(kPa)(kPa)。以上公式依据以上公式依据Terzagh
20、iTerzaghi地基承载力公式而来：地基承载力公式而来：p pu u= =tNtNq q+ +cNcNc c+1/2+1/2bNbN，=0 =0 时，时，N Nc c=5.14=5.14，N Nq q=1=1，N N=0=0。4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析4. 4. 渗流稳定性验算渗流稳定性验算1) 1) 流土流土( (或流砂或流砂) )稳定性验算稳定性验算渗流力渗流力( (或动水压力或动水压力) )可由流网计可由流网计算，也可按以下简化方法计算，算，也可按以下简化方法计算，如图所示。如图所示。 图图2.21 流土流土(或流砂或流砂)稳定性验算稳定性验算4.3.6
21、4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析 试验证明，流土试验证明，流土( (或流砂或流砂) )首先发生在离坑壁大约为挡土结构首先发生在离坑壁大约为挡土结构嵌入深度一半的范围内嵌入深度一半的范围内( (h hd d /2)/2)，近似地按紧贴挡土结构的最短路，近似地按紧贴挡土结构的最短路线来计算最大渗流力，则渗流力线来计算最大渗流力，则渗流力( (或动水压力或动水压力) )j j 为为式中：式中： h h坑内外水头差坑内外水头差(m)(m)； h hd d挡土结构入土深挡土结构入土深(m)(m)； w w水的重度水的重度(kN/m(kN/m3 3) )。 上式表明了要避免发生流土上式表明了要避免发生流土( (或流砂或流砂) )的挡土结构最小嵌入深度。的挡土结构最小嵌入深度。4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析2) 2) 突涌稳定性验算突涌稳定性验算 按下式验算，如图所示按下式验算，如图所示4.3.6 4.3.6 基坑的稳定性分析基坑的稳定性分析式中：式中：m m透水层以上土的加权平均重度透水层以上土的加权平均重度(kN/m(kN/m3 3) )； t t+t t透水层顶面距基坑底面的深度透水层顶面距基坑底面的深度(m)(m)； P Pw w含水层水压力含水层水压力(kPa)(kPa)。
