基坑地下水和钢腰梁支护计算书.docx
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基坑地下水和钢腰梁支护计算书
**项目基坑支护设计
计
算
书
**有限公司
2020年1月
1、设计标准及方案选择1
2、地下水计算1
2.1计算模型1
2.2计算参数选择1
2.3主要计算公式2
2.4计算结果2
3、基坑支护计算3
3.1剖面计算3
3.2钢腰梁计算93
1、设计标准及方案选择
设计按《建筑基坑支护技术规程》、《建筑基坑工程监测技术规范》进行。
“**办公大楼”位于**区。
基坑开挖深度为16m，基坑影响范围内无建筑物。
与一期基坑搭界位置，高差为5.5m，有放坡条件，采用放坡方式开挖；其它区域，地下室外红线内范围狭窄，无放坡条件，综合考虑安全性及经济性，采用锚拉排桩进行支护；地下水采用管井排放。
2、地下水计算
2.1计算模型
基坑开挖后为矩形，根据基坑降水经验，对此基坑涌水量按大井法进行估算。
场区的卵石土，其渗透系数较大，其余土层渗透性很小，计算时分层考虑。
2.2计算参数选择
参考此项目工程地质详细勘察报告的岩土体力学性质指标建议值，类比相似工程及规范的取值要求，本次计算参数取值如下：
表2-1计算参数取值表
土层
渗透系数（m/d）
层厚（m）
备注
卵石
22
5.0
按潜水计算
地下静水位：
ho=-5.00m
含水层厚度：
Ho=5m
渗透系数：
K=22.00m／d
基坑降水设计降深：
So=11.50m（地下水降至自然地坪以下16.50m，考虑基础开挖）
降水井半径：
rw＝0.29m
降水区域面积：
F=14000m2
降水井设计深度：
20.0m
降水井井内水位设计降深：
Sw=13.50m
2.3主要计算公式
按照稳定流公式进行计算，相关公式如下：
⑴设施引用半径：
⑵降水井影响半径：
⑶设施引用影响半径：
R2=R1+2+ro
⑷单井出水量：
⑸降水深度验算
2.4计算结果
设计井深20.0m，设计井径rw＝0.29m，井降深Sw=13.50m，降水井影响半径R1=283.18m，设施引用半径ro=66.77m，设施引用影响半径R2=352.95m。
根据井数与降水深度的相互关系，当降水井数量N=17时：
单井出水量：
Q=201.96m3/d
井群出水量：
Q总=3433.32m3/d
基坑中点水位降深：
H0=6.15m
将17眼降水井布置到基坑平面图上，如“降水井平面布置图”所示。
根据水位验算证明，17眼深度20.0m降水井能够降水至基岩面附近。
但本基坑开挖深度为16m，处于基岩面以下约3m左右，因此基坑需辅以明排措施。
3、基坑支护计算
3.1剖面计算
----------------------------------------------------------------------
[支护方案]A-A剖面
----------------------------------------------------------------------
排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
一级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.10
基坑深度H（m）
16.000
嵌固深度（m）
4.000
桩顶标高（m）
0.000
桩截面类型
圆形
└桩直径（m）
1.000
桩间距（m）
3.000
桩材料类型
钢筋混凝土
混凝土强度等级
C30
有无冠梁
有
├冠梁宽度（m）
1.000
├冠梁高度（m）
0.600
└水平侧向刚度（MN/m）
0.277
放坡级数
0
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
0
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
10.000
---
---
---
---
---
----------------------------------------------------------------------
[附加水平力信息]
----------------------------------------------------------------------
水平力
作用类型
水平力值
作用深度
是否参与
是否参与
序号
（kN）
（m）
倾覆稳定
整体稳定
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
7
坑内加固土
否
内侧降水最终深度（m）
16.500
外侧水位深度（m）
16.500
内侧水位是否随开挖过程变化
否
内侧水位距开挖面距离（m）
---
弹性计算方法按土层指定
√
弹性法计算方法
---
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
内摩擦角
（m）
（kN/m3）
（kN/m3）
（kPa）
（度）
1
杂填土
0.80
18.5
---
5.00
8.00
2
素填土
1.10
19.5
---
20.00
13.80
3
粘性土
6.60
20.1
---
50.00
19.20
4
卵石
2.40
23.0
---
0.00
45.00
5
卵石
1.20
21.4
---
0.00
40.00
6
卵石
2.10
23.0
---
0.00
45.00
7
中风化岩
15.00
23.4
13.4
700.00
36.00
层号
与锚固体摩
粘聚力
内摩擦角
水土
计算方法
m,c,K值
抗剪强度
擦阻力（kPa）
水下（kPa）
水下（度）
（kPa）
1
15.0
---
---
---
m法
3.27
---
2
20.0
---
---
---
m法
20.10
---
3
70.0
---
---
---
m法
47.98
---
4
240.0
---
---
---
m法
120.00
---
5
200.0
---
---
---
m法
93.33
---
6
240.0
---
---
---
m法
120.00
---
7
280.0
700.00
36.00
合算
K法
1500.00
---
----------------------------------------------------------------------
[支锚信息]
----------------------------------------------------------------------
支锚道数
2
支锚
支锚类型
水平间距
竖向间距
入射角
总长
锚固段
道号
（m）
（m）
（°）
（m）
长度（m）
1
锚索
3.000
4.500
15.00
20.00
11.00
2
锚索
3.000
5.000
15.00
16.00
9.50
支锚
预加力
支锚刚度
锚固体
工况
锚固力
材料抗力
材料抗力
道号
（kN）
（MN/m）
直径（mm）
号
调整系数
（kN）
调整系数
1
300.00
10.57
150
2～
1.00
683.20
1.00
2
400.00
17.76
150
4～
1.00
854.00
1.00
----------------------------------------------------------------------
[土压力模型及系数调整]
----------------------------------------------------------------------
弹性法土压力模型:
经典法土压力模型:
层号
土类名称
水土
水压力
主动土压力
被动土压力
被动土压力
调整系数
调整系数
调整系数
最大值（kPa）
1
杂填土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
2
素填土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
3
粘性土
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
4
卵石
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
5
卵石
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
6
卵石
分算
1.000
1.000
1.000
10000.000
7
中风化岩
合算
1.000
1.000
1.000
10000.000
----------------------------------------------------------------------
[工况信息]
----------------------------------------------------------------------
工况
工况
深度
支锚
号
类型
（m）
道号
1
开挖
5.000
---
2
加撑
---
1.锚索
3
开挖
10.000
---
4
加撑
---
2.锚索
5
开挖
16.000
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[结构计算]
----------------------------------------------------------------------
各工况：
内力位移包络图：
地表沉降图：
----------------------------------------------------------------------
[冠梁选筋结果]
----------------------------------------------------------------------
钢筋级别
选筋
As1
HRB335
2D16
As2
HRB335
2D16
As3
HPB235
d8@200
----------------------------------------------------------------------
[截面计算]
----------------------------------------------------------------------
[截面参数]
桩是否均匀配筋
是
混凝土保护层厚度（mm）
50
桩的纵筋级别
HRB400
桩的螺旋箍筋级别
HPB235
桩的螺旋箍筋间距（mm）
200
弯矩折减系数
0.85
剪力折减系数
1.00
荷载分项系数
1.25
配筋分段数
一段
各分段长度（m）
20.00
[内力取值]
段
内力类型
弹性法
经典法
内力
内力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
基坑内侧最大弯矩（kN.m）
529.89
150.37
619.31
619.31
1
基坑外侧最大弯矩（kN.m）
862.00
104.06
1007.47
1007.47
最大剪力（kN）
468.69
390.36
644.45
644.45
段
选筋类型
级别
钢筋
实配[计算]面积
号
实配值
（mm2或mm2/m）
1
纵筋
HRB400
19E22
7223[7064]
箍筋
HPB235
d10@200
785[1438]
加强箍筋
HRB335
D22@2000
380
----------------------------------------------------------------------
[锚杆计算]
----------------------------------------------------------------------
[锚杆参数]
锚杆钢筋级别
HRB400
锚索材料强度设计值（MPa）
1220.000
锚索采用钢绞线种类
1×7
锚杆材料弹性模量（×105MPa）
2.000
锚索材料弹性模量（×105MPa）
1.950
注浆体弹性模量（×104MPa）
3.000
土与锚固体粘结强度分项系数
1.300
锚杆荷载分项系数
1.250
[锚杆内力]
支锚道号
锚杆最大内力
锚杆最大内力
锚杆内力
锚杆内力
弹性法（kN）
经典法（kN）
设计值（kN）
实用值（kN）
1
370.67
69.22
509.67
509.67
2
525.51
486.12
722.57
722.57
[锚杆自由段长度计算简图]
支锚道号
支锚类型
钢筋或
自由段长度
锚固段长度
实配[计算]面积
锚杆刚度
钢绞线配筋
实用值（m）
实用值（m）
（mm2）
（MN/m）
1
锚索
4s15.2
9.0
11.0
560.0[432.5]
10.57
2
锚索
5s15.2
6.5
9.5
700.0[613.2]
17.76
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法：
Bishop法
应力状态：
总应力法
条分法中的土条宽度:
1.00m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=9.827
圆弧半径（m）R=22.113
圆心坐标X（m）X=-1.021
圆心坐标Y（m）Y=18.021
----------------------------------------------------------------------
[抗倾覆稳定性验算]
----------------------------------------------------------------------
抗倾覆安全系数:
Mp——被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩,对于内支撑支点力由内支撑抗压力
决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。
Ma——主动土压力对桩底的倾覆弯矩。
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
工况1：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索0.0000.000
2锚索0.0000.000
Ks=102.330>=1.200,满足规范要求。
工况2：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索227.733242.324
2锚索0.0000.000
Ks=105.599>=1.200,满足规范要求。
工况3：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索227.733242.324
2锚索0.0000.000
Ks=30.887>=1.200,满足规范要求。
工况4：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索227.733242.324
2锚索284.667335.864
Ks=32.227>=1.200,满足规范要求。
工况5：
注意：
锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。
序号支锚类型材料抗力（kN/m）锚固力（kN/m）
1锚索227.733242.324
2锚索284.667335.864
Ks=12.107>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------
安全系数最小的工况号：
工况5。
最小安全Ks=12.107>=1.200,满足规范要求。
----------------------------------------------------------------------
[嵌固深度计算]
----------------------------------------------------------------------
嵌固深度计算参数：
抗渗嵌固系数
1.200
整体稳定分项系数
1.300
圆弧滑动简单条分法嵌固系数
1.100
嵌固深度考虑支撑作用
ㄨ
嵌固深度计算过程：
按《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99圆弧滑动简单条分法计算嵌固深度：
圆心（-94.725，70.328），半径=117.978m，对应的安全系数Ks=1.794≥1.300
嵌固深度计算值h0=0.000m
嵌固深度设计值hd=αγ0h0
=1.100×1.100×0.000
=0.000m
嵌固深度采用值hd=4.000m
当前嵌固深度为：
0.000m。
依据《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99,
多点支护结构嵌固深度设计值小于0.2h时，宜取hd=0.2h。
嵌固深度取为：
3.200m。
----------------------------------------------------------------------
[支护方案]B-B剖面计算
----------------------------------------------------------------------
排桩支护
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
内力计算方法
增量法
规范与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
一级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.10
基坑深度H（m）
16.000
嵌固深度（m）
4.000
桩顶标高（m）
0.000
桩截面类型
圆形
└桩直径（m）
1.000
桩间距（m）
3.000
桩材料类型
钢筋混凝土
混凝土强度等级
C30
有无冠梁
有
├冠梁宽度（m）
1.000
├冠梁高度（m）
0.600
└水平侧向刚度（MN/m）
0.277
放坡级数
0
超载个数
1
支护结构上的水平集中力
0
----------------------------------------------------------------------
[超载信息]
----------------------------------------------------------------------
超载
类型
超载值
作用深度
作用宽度
距坑边距
形式
长度
序号
（kPa,kN/m）
（m）
（m）
（m）
（m）
1
10.000
---
---
---
---
---
----------------------------------------------------------------------
[附加水平力信息]
----------------------------
升级会员 