两道支撑基坑支护手算过程

第二章支护结构设计计算该基坑开挖深度为12.0~12.3m，基坑所在场地土层分布除西北角出现②－3层外其余分布较均匀。根据周边环境、基坑挖深情况和地表可能的超载分别取J1、J7、J44、J18勘探孔对围护结构内力及稳定性进行计算；支撑系统按照作用有周边最大的分布力计算。基坑周边环境较为复杂，超载按照下表取值。表2-1超载取值表计算点一般超载建筑物超载备注J125——桩基入岩、其余临近道路J725——建筑物桩基进入砂粒层J442090J182060本设计±0.000按照结构±0.000选取，相当于吴淞高程+11.600m。该场地较为平坦，自然地面相对标高为-0.500~-0.800m。根据该基坑所处的位置及周边环境情况，基坑侧壁安全等级为一级，基坑重要性系数取1.1。计算时所用土压力系数见下表。表2-2计算土压力采用参数土层编号及名称主动土压力系数被动土压力系数水土计算aiK2aiCKpiK2piCK①－1杂填土0.52801.8940合算①－2素填土0.62631.011.59849.55合算②－1粉质粘土0.56839.491.76169.54合算②－2粉质粘土～淤泥质粉质粘土0.60631.761.6552.41合算②－3粉质粘土0.56839.181.76169.01合算②－4粉质粘土0.54856.232.622102.71合算注：以上土压力系数均未考虑桩与土体的摩擦作用，将其作为安全储备考虑。2.1支护结构设计计算2.1.1J1勘探孔处支护体计算该区段基坑底标高为-12.800m，自然地面标高为-0.800m，基坑挖深为12.000m。圈梁顶面标高为-1.500m，一层支撑轴线标高为-1.900m，二层支撑中心轴线标高为-7.900m。该孔位靠近城市交通要道中山东路超载取q0=25kPa,手算时圈梁顶面以上土体按照超载计算，超载q＝25+18.0×0.6+19.0×0.1＝37.7kPa。地下水位位于自然地面下0.5m。表2-3土层厚度一览表土层①－1①－1②－1②－2②－3②－4厚度（单位：m）0.62.01.817.110.5——（1）第一层支撑轴力计算（开挖至-8.400m处）1）主动土压力计算圈梁顶位于-1.500m处，第一层支撑位于-1.900m处。1137.70.62631.017.41aekPa12(37.719.01.9)0.62631.0115.19aekPa21(37.719.01.9)0.56839.492.43aekPa22(37.719.01.919.31.8)0.56839.4922.16aekPa31(37.719.01.919.31.8)0.60631.7634.02aekPa7.6(108.5418.13.2)060631.7669.11aekPa2）被动土压力计算3152.41pekPa3(29.86652.41)pxexkPa3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则37.6pxaee即29.86652.4169.11d解得0.56dm4）各土层土压力合力及作用点位置1115.191.277/29.70/1.277/30.43aaEkNmhm222(2.4322.16)1.8/222.13/(2.43222.16)1.8/6/22.130.66aaEkNmhm323(34.0269.11)3.2/2165.01/(34.02269.11)3.2/6/165.011.42aaEkNmhm3131(69.1152.41)0.56/24.68/0.37aaEkNmhm基坑底面图2-1J1勘探孔土压力分布示意图5）支撑轴力R1主动土压力对d点的弯矩经计算为：484.08/dMkNmm根据d点的弯矩0M得：1/484.08/(6.50.56)68.57/dRMlkNm（2）第二层支撑轴力计算（开挖至-12.800m处）1）主动土压力计算1137.70.62631.017.41aekPa12(37.719.01.9)0.62631.0115.19aekPa21(37.719.01.9)0.56839.492.43aekPa22(37.719.01.919.31.8)0.56839.4922.16aekPa31(37.719.01.919.31.8)0.60631.7634.02aekPa12.0(37.719.01.919.31.818.17.6)0.60631.76117.38aekPa327.3117.38aaeekPa41(37.719.01.919.31.818.17.6)0.56839.18100.60aekPa2）被动土压力计算3152.41pekPa3(29.86652.41)pxexkPa3229.8669.552.41336.13pekPa41(18.19.51.76169.01)371.81pekPa4(19.31.761371.81)33.987371.81pxexxkPa3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则312.0pxaee即29.86652.41117.38d解得2.18dm4）各土层土压力合力及作用点位置1115.191.277/29.70/1.277/30.43aaEkNmhm222(2.4322.16)1.8/222.13/(2.43222.16)1.8/6/22.130.66aaEkNmhm323(34.02117.38)7.6/2575.32/(34.022117.38)7.6/6/575.323.10aaEkNmhm3232117.389.51115.11/0.59.54.75aaEkNmhm基坑底面图2-2J1勘探孔土压力分布示意图5）支撑轴力R主动土压力对d点的弯矩经计算为：3487.9/dMkNmm根据d点的弯矩0M得：21()/(3487.968.5713.08)/(12.82.187.9)365.96/dRMRhlkNm（3）桩长计算设桩端进入②－3层x米，则321(52.41336.13)9.5(3.59)371.8133.98722668.57(20.4)365.96(14.4)1.351.1[9.7(0.4318.9)22.13(0.6617.1)575.32(9.53.1)1115.11(4.75)100.62xxxxxxxxxxx整理得325.6645111.21277.466198.330xxx试算得6.0xm取x=6.0m。桩体有效长度（至圈梁底部起算）为：10.5+9.5+6=26.0m取L=26.0m。（4）最大弯矩1）R1与R2之间最大弯矩令ER，计算得剪力零点位于②－2层顶面以下0.938m，对该点求距即是要求得最大弯矩，其最大值为：168.574.238[9.7(0.431.80.938)22.13(0.660.938)36.740.448M=208.0kNm/m2）R2与反弯点之间最大弯矩令pdEQ，即paEER，计算解得剪力为零点位于②－2层内6.0m，该位置处桩体得最大弯矩为：268.579.3365.963.3(9.78.2322.136.66401.552.508M=611.06kNm/m3）反弯点下最大弯矩设剪力零点位于开挖面下x米68.57+365.96+52.41x+29.866x2/2=9.7+22.13+575.32+117.38xx=6.21m其最大弯矩为36.219.718.0422.1316.27575.329.31117.386.21901.342.44268.5717.11365.9611.11M=716.28kNm/m4）浇筑底板，拆除第二道支撑后，底板顶面标高为-9.600m,该工况下支护桩的最大弯矩为：49.76.6322.135.06299.21.8368.577.7195.84/MkNmm5）浇筑负二层楼板，拆除第一道支撑后支护桩处于悬臂状态，二层楼板顶面标高-4.500m，该工况下支护桩的最大弯矩为：59.7(0.431.1)14.841/MkNmm6）电算弯矩M6=738.03kNm/m综上，该支护段支护桩的最大弯矩为：max738.03/MkNmm（5）支护桩配筋根据上述计算结果，取max738.03/MkNmm，选择钻孔灌注桩Φ900@1100，混凝土等级为C30.主筋选用14Φ22，HRB400级钢筋。fy=360N/mm2,fc=14.3N/mm2AS=14×380.13=5321.82mm223605321.820.21114.39004ycfAsbfA210.75(10.75)0.50.6250.316bbb1.2520.618t33sinsin2sin947.313tcyssMfrfArkNm1.35×1.1×738.03×0.85=931.58kNm满足要求！2.1.2J7勘探孔处围护体计算该区段基坑底标高为-12.800m，自然地面标高为-0.500m，基坑挖深为12.300m。圈梁顶面标高为-1.500m，一层支撑轴线标高为-1.900m，二层支撑中心轴线标高为-7.900m。取q0=25kPa,上部30cm作为超载考虑，q1=18×0.3=5.4kPa。超载q＝25+5.4+18.0×0.7=43kPa。地下水位位于自然地面下0.5m。表2-4土层厚度一览表土层①－1①－1②－1②－2②－3②－4厚度（单位：m）1.91.62.316.401.8（1）第一层支撑轴力计算（开挖至-8.100m处）1）主动土压力计算圈梁顶位于-1.500m处，第一层支撑位于-1.900m处。11430.52822.70aekPa12(43180.9)0.52831.26aekPa2159.20.62631.016.05aekPa22(59.219.01.6)0.62631.0125.08aekPa31(59.219.01.6)0.56839.4911.40aekPa32(59.219.01.619.32.3)0.56839.4936.62aekPa41(89.619.32.3)0.60631.7649.44aekPa7.6(59.2191.619.32.31.818.1)0.60631.7669.18aekPa2）被动土压力计算3152.41pekPa3(29.86652.41)pxexkPa3）土压力强度零点位置设土压力零点位于基坑底面以下d处，则37.6pxaee即29.86652.4169.18d解得0.56dm4）各土层土压力合力及作用点位置12124.282/(222.731.26)0.90.43624.282aaEkNmhm22224.904/(26.0525.08)1.60.64624.904aaEkNmhm32355.223/(211.436.62)2.30.95655.223aaEkNmhm41241106.76/(249.4469.18)1.80.856106.76aaEkNmhm424210.5616.774.70/220.560.373aaEkNmmhm基坑底面