基坑支护工程设计毕业论文(5)

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4.1.3 基坑东侧L’M支护段被动土压力计算

单位mm14501000Tc115kPa4.04kPa①1杂填土21.2kPa-350028.55kPa35.85kPa30.18kPa②粉土夹41.5kPa粉粘粉砂49.58kPa③1粉质粘土75.49kPa-840057.83kPa56.88kPa④1粉粘夹粉土粉砂190.80KPa126.83kPa162.50kPa471.17kPa208.83kPa

8200④2粉砂夹粉粘粉土470020001100850100014501000740064006000

图4-2 东侧L’M支护段被动土压力简图

1、对于④1粉粘夹粉土粉砂，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）3.5.1-2条规定，粘性土采取水土合算法计算被动土压力，计算公式如下：

epjk??pjkKpi?2cikKpi (4-3)

式中：Kpi——第i层的被动土压力系数，Kpi?tan(45??

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2?ik2)

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?pjk——作用于基坑底面以下深度zj处的竖向应力标准值； Cik——确定的第i层土固结不排水剪粘聚力标准值；

作用于基坑底面以下深度zj 处的竖向应力标准值?pjk可按下式计算：

?pjk??mjzj (4-4)

式中：?mj——深度zj以上土的加权平均天然重度；

e上p1?2c6Kp6?2?23?1.580?57.83(kPa)

e下p1?17.9?4.7Kp6?2c6Kp6?17.9?4.7?1.580?2?23?1.580?190.80(kPa)Ep三角1?1?(190.80?57.83)?4.7?312.47(kN) 2Ep矩形1?57.83?4.7?271.80(kN)

2、对于④2粉砂夹粉粘粉土，根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）3.5.1-1条规定，砂性土采取水土分算法计算被动土压力，计算公式如下：

epjk??pjkKpi?2cikKpi?(zj?hwp)(1?Kpi)?w (4-5)

zj——计算点深度

hwp——基坑内侧水位深度

?w——水的重度

e上1?Kpi)?w?17.9?4.7?2.663?0?p2??p7Kp7?2c7Kp7?(zj?hwp)((12.1?1)?(1?2.663)?10?162.50(kPa)e下1?Kpi)?w?(17.9?4.7?18?8.2)p2??p7Kp7?2c7Kp7?(zj?hwp)(?2.663?0?(20.3?1)?(1?2.663)?10?471.17(kPa)1Ep三角2??(471.17?162.50)?8.2?1265.55(kN)

2

Ep矩形2?162.50?8.2?1332.5(kN)

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第二节 灌注桩结构计算及配筋

4.2.1 基坑东侧L’M支护段单支点内支撑支点力计算 1、反弯点的确定

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）4.1.1-2条规定，基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑地面的距离y可按下式确定：

epjk?eajk (4-6) 把数据代入公式得：

17.9?1.580y?2?23?1.580?56.88 解之，得：y??0.03m,取基坑底面为反弯点。 2、支点力的确定

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）4.1.1-3条规定，支点力TC1可按下式计算： TC1?hal?Eac?hpl?EpchT1?hc1 (4-7)

eajk——水平荷载标准值； epjk——水平抗力标准值；

?Eac——设定弯矩零点以上基坑外侧各土层水平荷载标准值合力之和；

?Epc——设定弯矩零点以上基坑内侧各土层水平抗力标准值合力之和；

hal——合力?Eac作用点至设定弯矩零点的距离；

hpl——合力?Epc作用点至设定弯矩零点的距离； hT1——支点至基坑底面的距离；

hc1——基坑底面至设定弯矩零点位置的距离； hT1?6m，hc1?0，?Epc?0

则有：

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Tc1?5.11?Ea三角1?4.28?Ea三角2?4.45?Ea矩形1?3.38?Ea三角3?3.53?Ea矩形3

6?0 ?2.37?Ea三角4?2.55?Ea矩形4?0.67?Ea三角5?1?Ea矩形5?0?61.9(kN)

6?04.2.2 基坑东侧L’M支护段嵌固深度设计值 hd计算 根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）4.1.1-4条规定，嵌固深度设计值hd计算可按下式确定：

hp?Epj?Tc1(hT1?hd)???0ha?Eai?0 (4-8)

由图4-2可知被动土压力为梯形分布，可分解为矩形和三角形，分别对其求力矩，从而求出被动土压力力矩的值，即为hp?Epj；同理，分别求出主动土压力对灌注桩底面力矩之和，即为ha?Eai； 因为该基坑重要性等级为一级，即取?0=1.1，嵌固深度系数

??1.2。

设hd?x,则：

hp?Epj?Ep三角6?(1/3?4.7?x?4.7)?Ep矩形6?(1/3?4.7?x?4.7)?1/2?31.304x?x?1/3x?162.5x?1/2x

Tc1(hT1?hd)?61.9?(6?x)

ha?Eai?Ea三角1?(1/3?0.47?4.95?x)?Ea三角2?(1/3?1?3.95?x)?Ea矩形2?(1/2?1?3.95?x)?Ea三角3?(1/3?0.85?3.1?x)?Ea矩形3? (1/2?0.85?3.1?x)?Ea三角4?(1/3?1.1?2?x)?Ea矩形4?(1/2?1.1?

2?x)?Ea三角5?(1/3?2?x)?Ea矩形5?(1/2?2?x)?Ea矩形6?(1/2?4.7?x?4.7)?1/2?10x?x?1/3x?126.83x?1/2x 将上面3个多项式以及?0=1.1，??1.2代入式（4-8），得：

.46?0 3.02x?40.17x?288.63x?116632 解得：x?7.5m

钻孔灌注桩桩长h?hd?6.4?13.9m，取h?14m

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4.2.3 灌注桩内力计算 1、计算桩最大弯矩

此基坑灌注桩采用桩径800mm，桩中心距1200mm。剪力为零点位置hm1、hm2 以及相应的最大弯矩设计值Mmax计算如下：

在开挖面下剪力为零点： 由

?Epj?Tc1??Eai?0并结合土体内力可得：距坑底hm1?3.15m；

?0得：距坑底hm2?2.47m；

在开挖面上剪力为零点： 由Tc1??Eai则相应的最大弯矩计算值：

Mc1??Epjhj?Tc1(hT?hm1)??Eaihi?1/2?31.304?3.15?3.15?1/3?3.15?57.83?1/2?3.152?61.9?（6?3.15）?(Ea三角1?(1/3?0.47?8.1)?Ea三角2?(1/3?1?7.1)?Ea矩形2?(1/2?1?7.1)?Ea三角3?(1/3?0.85?6.25)?Ea矩形3?(1/2?0.85?6.25)?Ea三角4?(1/3?1.1?5.15)?Ea矩形4?(1/2?1.1?5.15)?Ea三角5?(1/3?2?3.15)?Ea矩形5?(1/2?2?3.15)?56.88?1/2?3.152)??300.06kN?m

Mc2?Tc1(hT?hm2)??Eaihi?61.9?（6?2.47）?(Ea三角1?(1/3?0.47?

2.48)?Ea三角2?(1/3?1?1.48)?Ea矩形2?(1/2?1?1.48)?Ea三角3?(1/3?0.85?0.63)?Ea矩形3?(1/2?0.85?0.63)?1/2?36.66?0.63?1/3?0.63?1/2?30.18?0.632)?155.7kN?m则取最大弯矩计算值为Mc?300.06kN?m，位于在开挖面下剪力为零处

根据《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）4.2.3-1条，最大弯矩设计值：

Mmax?1.25?0McSv?1.25?1.1?300.06?1.2?495.1kN?m

2、计算桩最大剪力

桩最大剪力位置位于反弯点或者桩底处 ，本基坑反弯点位于基坑底面处，则有：

Q1??Eai?Tc1?205.42?61.9?143.52kN

16 在桩底处：

Q2??E17ai?Tc1??Epj?882.62?61.9?1187.15??366.43kN

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