基坑设计计算实例.docx
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基坑设计计算实例.docx
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基坑设计计算实例
[锚杆设计举例]
某高层建筑的基坑开挖深度H=13m,土质为砂土与卵石等,其主动区土的平均重度a二19KN/m3,内摩擦角:
a=40°,被动区的p=19.5KN/m3」p=45;,各层土的内聚力以零计,地面荷载q=10kN/m2。
若决定采用Q800mm钻孔桩(桩距1.5m)与一层锚杆的基坑支护方案,试进行锚杆设计。
[设计过程]
1、土层锚杆布置
护桩入土深度计算
土层锚杆头部距地面4.5m,水平间距1.5m,锚孔孔径①140mm,锚杆向下倾斜13°
2、计算护桩入土深度t
主动土压力系数:
Ka=tg245-40=0.217
2j
被动土压力系数:
Kp=tg215+45〕=5.83
PI2丿
122
主动土压力:
£十「(")—2.062(13呵
地面荷载引起压力:
Ea2二qHtK^2.1713t
1
被动土压力:
Eppt2Kp=56.843t2,''M^0,得:
2.062(13+t)2X[2/3(13+t)-4.5]+2.17(13+t)X[0.5(13+t)—4.5]
-56.843*(2/3t+13—4.5)=0
解三次方程t=2.26m,最后取护桩入土深度t=2.30m;关于护桩的入土深度可用试算法确定。
3、锚杆所承受的水平力Th
由护桩入土深度t=2.30m,可知道每延米的主动与被动土压力:
2
Eai=0.5X19X(13+2.30)X0.217=482.5(kN/m)
Ea2=10X(13+2.30)X0.217=33.2(kN/m)
Ep=0.5X19.5X2.32X5.83=301(kN/m)
由vMD=0,可求出锚杆所承受的水平力每延米Th:
132.3匸
-^_Ea2
2.3
Th(13+2.3—4.5)+Ep只一
3
得:
Th-229.9(KN/m)。
Th=1.5Th=1.5229.9=344.8(KN)
4、锚杆承载力Tu
锚杆的轴向拉力设计值为:
Nt二」344.8=353.8(kN)
cos13cos13
若取锚杆抗拔安全系数K=1.5,则锚杆的极限抗拔力为:
叽=KNt=1.5353.8=530.7KN
5、锚杆非锚固段长度L0锚固段地层为稍密的土层,
BE=(13+2.3-4.5)tg(45°—37°/2)=5.38m在厶BEF中,由正弦定理有:
锚杆长度计算图
=103.5
BE/sin/BFE=BF/sin/BEF,/BFE=(90°-13°)+(45°-37/BEF=90°-(45°-37°/2)=63.5°
则:
心迸詩,由此非锚固段长度Lo=5.0m。
6锚杆锚固段长度Le
初选锚固段长度为Le,0点为锚固段中点,有:
BO=BF+FO+55+Le72
2
p(Le:
p
h=4.5+BOsin13'=4.5+15+——sin13……
(1)
I2丿厂
=CK。
htg即=0119htg37
L」「5353・8
二D.3.140.1419htg37”
解得:
Le=12m
锚杆总长度为17m。
7、拉杆材料选择
查表9-5,选择U级冷拉钢筋做拉杆材料,其fk=430MPa,贝U所需钢筋截
Nt353.8KN2
面面积:
A=—823(mm)
fk430MPa
由此,用单根035mmH级冷拉钢筋,其横截面积为962mm2。
8、锚杆支承腰梁的设计
对支承腰梁进行抗弯验算时,可将两桩之间的一段槽钢简化为一简支梁,支
点在两边的挡土桩上,锚杆荷载作用在梁的中点,最大弯矩发生在梁的中点:
M=PL/4=NtX1.5/4=132.7kN•m
经查表,采用2根28C的槽钢背靠背布置,间距25cm,其Wx=2*392.6=785.2(cm3),强度满足要求。
9、深部破裂面稳定性验算
假定=0,则Eah和E1h看作是水平向作用力:
132.3-7.05
5122cos13
深部破裂面稳定性验算
7.05132.3
G10.671.519=3393.7(kN)
Eah二Ea1Ea21.5=773.7(kN)
2
E1h=(0.5X19X7.05X0.217+10X7.05X0.217)X1.5=175.2kN
则由有关公式可得:
Thmax
Eah_E1hGE1htg、_Eahtg、tg:
—寸
5、板桩截面尺寸
按表选用:
实际入土深度t=1.1ti=1.1x4=4.4m,而支拉力Ra在设计时也
应适当增大,Ra=1.35Ra计=1.35x58.65=80k%
[单撑(拉锚)板桩设计例题]-按“固定支座”设计,已知条件同前
[设计过程]
1、绘土压力分布与等值梁弯矩图
Ka=0.309Kp=3,ea=YHKa=17x6x0.309=31.5kNm
1、求to:
to邑0.689m
O"Kp-Ka)
2、取d点为等值梁下端支点vMd=0
3、求Mmax
4、计算板桩的最小入土深度
PoX二Kp-Kax-x,
23
t1=t°+X=0.689+2.96=3.65m,6+4.1m=10.1m
5、板桩截面尺寸:
w=07¥^94=613cm3m(选择)
6、Ra=1.35Ra计=52.38kNm。
(完毕)
A
eq
[多层锚杆支护设计实例]°
某大厦基坑工程,地面荷载q=10kN/m2,平均©=30°(不考虑C),y19kN/m3。
设计锚杆3层,第一层距地面5m,第二层12米,第三层18m。
基坑总深23.5m。
试做支护设计。
[设计过程]
1、绘土压力分布图。
Ka=0.33Kp=3.0
eq=Kaq=0.33X10=3.3kPa
ea=KaH=0.33X19X12.5=78.37kPa
ea+eq=81.72、求Rb
试求出基坑面以下5+7+0.5=12.5m以下弯矩为零处y的值。
查表
y=0.08h=0.08X12.5m=1me=81.7
Ea=0.33X10X12.5+19X0.33X12.5X12.5/2+1X81.7X0.5
=41.3+489.8+40.9=572kN
—M01=0
RB=336KN
Rot=Ea-RB=572-336=236
3、求RC
开挖总深度18.5m,
y=0.08X18.5=1.48m
Ea=100.3318.5
193.319起.(818.5
22
=61.1+1073+88.3
=1222.3kN
e=119.3
RC=490kN
R0|=Ea—RB—RC=395.8kN4、求Rd
基坑开挖深23.5m,贝Uy=0.08X23.5=1.88m
=77.6+1731.3+141.6=1950.5KN
'M°3=0:
5j1^235[2
77.621.881731.331.88141.631.88—Rb18.51.8^-RC11.51.8^-Rd5.51.88=0
&3=Ea-Rb-Rc-Rd=1950.5-336-490.5-629=495kN
各支点水平力求出后,可进行锚杆设计。
5、求最大弯矩(按简支梁计算)
5525
①Mb处:
Mb=1.00.335190.3341.25130.6=171.8kNm
223
②Me处:
2
121212
MC=1.00.3312190.333367=2043.6-2325=-308.4kNm
223
③Md处:
181818
Md=1.00.3318190.3333613—490.56
223
=534.66094.4-4368-2943--682kNm
计算出的弯矩值Me、Md偏大。
(应折减)
&桩入坑下深度
②(Kp—Ka)x2—KaHx—KaHh=0(盾恩公式)
以逐层开挖支承力(锚固力)不变计算多层挡土墙较符合实际
[钻孔灌注桩抗弯设计]
已知钻孔灌注桩①1000,C25混凝土,配16①25,1级热轧钢筋,求该桩能承受的弯矩设计值。
[解]:
r=500mm,纵筋16根
则得:
fyAs2107.85103c,c
-5-0.1556
fcmA13.57.85105
3、求
a和at
a=1+0.75汉0.1556—J(1+0.75汇0.1556丫一0.5—0.625汉0.1556=1.1167—0.8061=0.3106
:
t=1.25-20.3106=0.6288(弧度)
sin二:
-0.8282,sin二:
t=0.9193
4、求M
23.3sin1sin=t
Mfcmrsint亠fyASrS-
3二
2330.82850.9193
13.55000.82822107854437
3兀
6
=104010Nmm=1040kNm
若取安全系数为2,则每根桩可承受520kN•m
小学少先队组织机构
少先队组织由少先队大队部及各中队组成,其成员包括少先队辅导员、大队长、中队长、小队长、少先队员,为了健全完善我校少先队组织,特制定以下方案:
一、成员的确定
1、大队长由纪律部门、卫生部门、升旗手、鼓号队四个组织各推荐一名优秀学生担任(共四名),该部门就主要由大队长负责部门内的纪律。
2、中、小队长由各班中队公开、公平选举产生,中队长各班一名(共11名),一般由班长担任,也可以根据本班的实际情况另行选举。
小队长各班各小
组先选举出一名(共8个小组,就8名小队长)然后各班可以根据需要添加小队长几名。
3、在进行班级选举中、小队长时应注意,必须把卫生、纪律部门的检查学生先选举在中、小队长之内,剩余的中、小队长名额由班级其他优秀学生担任。
4、在班级公开、公平选举出中、小队长之后,由班主任老师授予中、小队长标志,大队长由少先队大队部授予大队长标志。
二、成员的职责及任免
1、大、中、小队长属于学校少先队组织,各队长不管是遇见该班的、外班的,不管是否在值勤,只要发现任何人在学校内出现说脏话、乱扔果皮纸屑、追逐打闹、攀爬栏杆、乱写乱画等等一些违纪现象,都可以站出来制止或者报告老师。
2、班主任在各中队要对中、小队长提出具体的责任,如设置管卫生的小队长,管纪律的小队长,管文明礼貌的、管服装整洁的等等,根据你班的需要自行定出若干相应职责,让各位队长清楚自己的职权,有具体可操作的事情去管理,
让各位队长成为班主任真正的助手,让学生管理学生。
各中队长可以负责全班的任何违纪现象,并负责每天早上检查红领巾与校牌及各小队长标志的佩戴情况。
3、大、中、小队长标志要求各队长必须每天佩戴,以身作则,不得违纪,如有违纪现象,班主任可根据中、小队长的表现撤消该同学中、小队长的职务,另行选举,大队长由纪律、卫生部门及少先队大队部撤消,另行选举。
4、各班中、小队长在管理班级的过程中负责,表现优秀,期末评为少先队
部门优秀干部
Htgatg(®—B)
773.7-175.23393.7tg40-37.8':
'
13tg13如40—37.8⑵")
亘=7277=2.111.5
Th344.8
深部破裂面稳定性无问题。
[单撑(单锚)板桩墙设计实例]—按“自由支座”设计:
某基坑工程深6m,(地表均布超载40KN/m*12)按片30°,尸17kN/m34,C=0,桩顶拉锚。
试进行板桩墙的支护设计。
[设计过程]
1.绘土压力分布简图,得Ka=0.309,Kp=3.0
2.假设t1值,并取n=0.5。
■3
取Ma=0,—型「Ka-丄tjKp:
iH-t1=0,试算得t1=4m。
232p3
若不考虑n=0.5,即容许变形足够大时,或被动土压力乘以增大系数,贝Ut1
=2.3即可。
3.求支撑力Ra
Ra=Ea」Ep=;(H+t12Ka—?
t12KpH=17/2(6+4)2-0.309—17/2•42•3•0.5=58.65kN/m;
4.求最大弯矩Mmax
设距地表为h处作用在板桩上的剪力为零:
25865
Ra—hKa=0,h=」.—=4.73mv6m,可用。
贝U
2-170.309
Yh317^473’i/iu
Mmax=Rah—一Ka=58.65汉4.73—:
—^0.30^1851^
maxa§a6m
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