深基坑手算计算书标准规定模板.docx
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深基坑手算计算书标准规定模板
题目基坑深17.0m，支护方式为排桩加外锚方案，设两道锚杆支护（第一道设在-6.0m
处，第二道-11.5m处。
土层相关参数见下表：
表1土层参数信息表
土层编号
土层名称
重度
3
（kN/m）
黏聚力c
（kPa）
内摩擦角
（）
土层厚度
（m）
1-1
杂填土
16
0.7
15
6.0
3-1-2
新黄土2
19.4
21.7
22
4.0
3-2-2
古土壤
20.2
24.5
20
4.8
4-1-2
老黄土
21.1
20.3
24
6.1
此基坑采用分层开挖的方式，在基坑顶部承受拟定的均布荷载，荷载值为20kPa，荷
载及各土层分布情况见图1.1。
q=20kPa
T1
H11
t2
1-1杂填土
T3
3-1-2新黄土2
3-2-2古土壤
4-1-2老黄土
图1.1荷载分布及支护方案
解:
1计算各土层侧压力系数
（1）郎肯主动土压力系数计算
Ka1
2
tan（45
1/2）
2
tan（45
15
/2）
0.589
Ka1
0.767
Ka2
tan2（45
2/2）
tan2（45
22
/2）
0.455
Ka2
0.675
Ka3
2
tan（45
3/2）
2
tan（45
20
/2）
0.490
.Ka3
0.700
Ka4
2
tan（45
4/2）
2
tan（45
24
/2）
0.422
Ka4
0.649
（2）
郎肯被动土压力系数计算
KP1
2
tan（45
1/2）
2
tan（45
15
/2）
1.698
...Kp1
1.303
Kp2
tan2（45
2/2）
tan2（45
22
/2）
2.198
KP2
1.483
KP3
tan2（45
3/2）
tan2（45
20/2）
2.040
Kp3
1.428
Kp4
2
tan（45
4/2）
2
tan（45
24
/2）
2.371
KP4
1.540
2各工况土压力及支撑力计算
（1）工况1:
基坑开挖至-6.0m，并在此处设置第一道锚杆，地面处的主动土压力为:
ea0qKa12c,Ka；200.58920.70.76710.706kPa
6.0m处的主动土压力：
第一层土层：
ea6（q忆）絹2g絢
（20166）0.58920.70.76767.250kPa
第二层土层:
23.485kPa
ea6（qiZjKa?
2®,Ka?
（20166）0.455221.70.675
开挖面处的被动土压力为：
ep62c2Kp2221.71.48364.362kPa
开挖面处主动土压力减去被动土压力为：
e6ea6ep623.48564.36240.877kPa
则所有的主动土压力合力为：
Ea10.5（10.70667.250）6233.868kN/m
10.706
40.877
\
\
\
\
\
67.250
t1
et1
图3.2工况1土压力分布图
假设开挖面以下t1m处剪力为0，该处即是最大弯矩所在截面，则t1m处的主动土压力
减去被动土压力为：
$1e62t1Ka2（2t1Kp22C2•.Kp2）
23.48519.410.455（19.4t12.198221.71.483）
（33.814t140.877）kPa
由静力平衡列方程:
因此最大弯矩为:
开挖面处主动土压力:
第二层土层:
第三层土层:
（20
16619.44）0.490224.50.70060.564kPa
开挖面处的主动土压力为:
3z2Ka360.56420.21.50.49075.411kPa
开挖面处的被动土压力为：
ep11.52c^KpT224.51.42869.972kPa
则主动土压力减去被动土压力为：
e）1,5ea11.5ep11.575.41169.9725.439kPa
假设土压力零点位置为开挖面以下d2处，则有：
Ea2233.8680.5（23.485
58.793）
4
0.5
（75.411
60.564）
1.5
500.878kN/m
土压力零点位置处截面的弯矩为：
Ma210.7066（0.56
4
1.5
0.174）
0.5
（67.250
10.706）
6（13
6
41.50.174）23.485
4
（0.5
4
1.5
0.174）0.5
（58.793
23.485）
4
主动土压力合力为:
（1341.50.174）60.5641.5（0.51.50.174）0.5（75.41160.564）
"（13
则第一道（6m）处锚杆的水平分力为:
Ma2
2507.943442.006kN/m
a2
5.50.174
d2
力为:
由静力平衡可列方程:
T1一尸
\10.706
\
\
23.48567.250
58.793
x60.564
5.439\75.411
d2
et?
t2
图3.3工况2土压力分布图
Ea2T1
0.5et2
t2
500.878
442.006
0.531.259t2t2
解得t2
1.941m
所以et231.2591.941
60.674kPa
因此最大弯矩为：
Mmax210.7066（0.5644.50.1741.941）0.5（67.25010.706）6
（13641.50.1741.941）23.4854（0.541.50.1741.941）0.5（58.79323.485）4（1341.50.1741.941）60.5641.5（0.51.50.174
1.941）0.5（75.41160.564）1.5（打1.50.1741.941）0.55.4390.174
（230.1741.941）0.51.94160.674\1.941442.006（5.50.174
1.941）270.607kNm/m
（3）工况3:
开挖至17.0m，并在此处设第三道锚杆：
ea14.8ea103z3Ka360.56420.24.80.490108.074kPa
第四层土层：
（2016619.4420.24.2）0.422220.30.649
96.267kPa
ea17eai4.54z4Ka496.26720.22.20.422115.856kPa
开挖面处的被动土压力为：
ep仃2c4Kp4220.31.54062.524kpa
主动土压力减去被动土压力：
e17ea仃ep17115.85662.52453.332kPa
假设土压力零点位置为开挖面以下d3处，则：
10.706
_58.793_
60.564
108.074
53.332
96.267
115.856
d3
et3
图3.4工况3的土压力分布图
11585621.1d30.42221.1d32.371220.31.540
解得d1.297m
所有主动土压力合力为:
Ea30.5（10.70667.250）60.5（23.48558.796）40.5（60.564
108.074）4.80.5（96.267115.856）2.20.553.3321.297
1070.076kN/m
土压力零点处截面的弯矩为:
Ma310.7066（0.5644.82.51.297）0.5（67.25010.706）6
（13644.82.21.297）23.4854（0.544.82.21.297）0.5（58.79323.485）4（1344.82.21.297）60.5644.8（0.54.82.2
2.21.297）0.553.33
1.297）0.5（108.07460.564）4.8（134.82.21.297）96.2672.2
（0.52.21.297）0.5（115.85696.267）2.2（13
21.297231.2977931.991kNm/m
所以第二道（11.5m处）锚杆的水平分力为:
Ma3「（176）
5.51.297
7931.991442.006（111.297）
5.51.297
438.303kN/m
假设土压力零点位置以下tam处剪力为0,即该处弯矩最大，则该界面处的土压力为:
由几何关系有：
et353.332
t3d3
所以q341.120t3
则由静力平衡列方程：
Ea3T1T20.541.120t3t3
1070.076442.006438.3030.541.120t3t3
解得t33.038m
et341.1203.038124.922kPa
因此最大弯矩为:
Mmax310.7066（0.5644.82.21.2973.038）0.5（67.25010.706）
6（13644.82.21.2973.038）23.4854（0.544.82.21.297
3.038）0.5（58.79323.485）4（1344.82.21.2973.038）60.5644.8
（0.54.82.21.2973.038）0.5（108.07460.564）4.8（134.82.21.2
973.038）96.2672.2（0.52.21.2973.038）0.5（115.85696.267）2.2（132.21.2973.038）0.553.3321.297（231.2973.038）0.5124.9223.038133.038442.006（111.2973.038）438.303（115.51.2973.038）
95.109kNm/m
（4）嵌固深度的计算
TdEa3T1T21070.076442.006438.303189.767kN/meh41.120h
图3.5嵌固深度计算图
对0点取矩，由力矩平衡可知:
M（°）0:
189.767h0.5（41.120h）h13h0
解得
h5.262m
则嵌固深度ha1.2（ht3）1.2（5.2623.038）9.96m
因此桩总长L179.9626.96m
3灌注桩的内力设计值及配筋设计
最大弯矩计算值：
Me827.2661.51240.899kNm
最大弯矩设计值：
M1.250Mc1.251.11240.8991706.236kNm
灌注桩的配筋取分段开挖的最大弯矩：
Mmax1240.899kNm。
弯矩设计值为：
M1.251.11240.8992047.0kNm
查《基坑工程手册》附表14-4选用2825，截面容许弯矩设计值
M2068.0kNm2047.0kNm，桩体选用C30混凝土，箍筋选用10@150螺旋筋,
加强筋20@2000。
4锚杆计算
锚杆倾角20。
，水平间距2m，钻孔直径0.15m。
锚索采用175预应力镀锌钢绞线，
2
强度标准值fptk1470N/mm。
根据土体与锚固体极限摩阻力标准值表，可知新黄土的极限摩阻力取70kPa，古土壤
的极限摩阻力取73kPa，老黄土的极限摩阻力取68kPa，各层加权内摩擦角为200。
水平力计算值:
T1442.0062884.012kN
T2438.3032876.606kN
水平力设计值：
Tdi1.250T11.251.1884.0121215.517kN
Td21.250T21.251.1876.6061205.333kN
锚杆设计的轴向拉力为：
Nu1=1215.517/cos20°=1292.55kN
锚杆的锚固长度I
a1
锚杆的自由端长度l「
11sin（45-20）/sin（45-2020）6.5m
22
1
1
lf2lt
?
sin（45
2
k）/sin（45—k
2
）
5.5
sin（45
丄20
2
1
）/sin（4520
2
20）3.25m
所以，第一道锚杆长度
l147
6.5
0.1554m
第二道锚杆长度
I245
3.25
0.1549m
锚杆杆体材料计算:
取7根。
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