预制管桩基坑支护计算模型.docx
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预制管桩基坑支护计算模型
预制管桩锚拉基坑支护方案理正计算案例
1、基坑支护方案:
采用预制管桩+锚拉支护形式,管桩PHC-AB5001600,桩长13m,两排锚索分别为:
L=20m2400和L=20m1600,桩顶平台宽度3m,上部按1:
1.5放坡,坡顶离边线2m考虑运土车行走荷载25kPa。
2、采用理正深基坑软件计算如下:
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
力计算方法
增量法
规与规程
《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-99
基坑等级
二级
基坑侧壁重要性系数γ0
1.00
基坑深度H(m)
7.600
嵌固深度(m)
8.700
桩顶标高(m)
-3.300
桩截面类型
圆形
└桩直径(m)
0.500
桩间距(m)
0.800
混凝土强度等级
C80
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)
1.000
放坡级数
1
超载个数
2
支护结构上的水平集中力
0
----------------------------------------------------------------------
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽(m)
坡高(m)
坡度系数
1
2.400
3.300
1.500
----------------------------------------------------------------------
[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
0.000
12.000
8.000
---
---
2
15.000
0.000
6.000
9.000
---
---
----------------------------------------------------------------------
[土层信息]
----------------------------------------------------------------------
土层数
5
坑加固土
否
侧降水最终深度(m)
8.000
外侧水位深度(m)
1.000
侧水位是否随开挖过程变化
否
侧水位距开挖面距离(m)
---
弹性计算方法按土层指定
ㄨ
弹性法计算方法
m法
----------------------------------------------------------------------
[土层参数]
----------------------------------------------------------------------
层号
土类名称
层厚
重度
浮重度
粘聚力
摩擦角
(m)
(kN/m3)
(kN/m3)
(kPa)
(度)
1
杂填土
1.86
18.6
8.6
0.00
12.00
2
淤泥质土
2.80
17.2
7.2
4.00
6.00
3
粗砂
2.80
18.5
8.5
0.00
26.40
4
淤泥质土
7.60
16.8
7.0
10.00
5.00
5
粘性土
8.30
18.0
8.0
---
---
层号
与锚固体摩
粘聚力
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
25.0
0.00
10.00
合算
m法
1.00
---
2
20.0
4.00
6.00
合算
m法
0.52
---
3
120.0
0.00
26.40
分算
m法
11.30
---
4
25.0
10.00
5.00
合算
m法
1.00
---
5
60.0
20.00
22.00
合算
m法
9.48
---
----------------------------------------------------------------------
[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
2.400
3.500
20.00
20.00
14.00
2
锚索
1.600
2.500
20.00
20.00
14.00
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
100.00
7.48
150
2~
1.00
369.60
1.00
2
150.00
7.48
150
4~
1.00
369.60
1.00
----------------------------------------------------------------------
[工况信息]
----------------------------------------------------------------------
工况
工况
深度
支锚
号
类型
(m)
道号
1
开挖
3.600
---
2
加撑
---
1.锚索
3
开挖
6.100
---
4
加撑
---
2.锚索
5
开挖
7.600
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
各工况:
力位移包络图:
地表沉降图:
----------------------------------------------------------------------
[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)
35
桩的纵筋级别
HRB335
桩的螺旋箍筋级别
HPB235
桩的螺旋箍筋间距(mm)
150
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)
13.00
[力取值]
段
力类型
弹性法
经典法
力
力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
基坑侧最大弯矩(kN.m)
229.66
135.12
143.56
143.56
1
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
27.39
123.18
130.87
130.87
最大剪力(kN)
111.22
89.51
111.89
111.89
支护桩采用预应力管桩PHC-AB500(125)型,根据标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98,极限弯距为200kN·m,抗裂弯距为121kN·m。
本剖面采用经典法进行计算,得到支护桩最大弯距值为135.12kN·m;若采用弹性法进行计算,得到支护桩最大弯距值为229.66kN·m。
从多年经验以及设计方案专家评审会得到的结果,本设计采用较小的经典法进行支护桩配筋计算。
荷载安全分项系数按1.3考虑,即
1.3*135.12kN.m≈176kN.m≤200kN.m,满足规要求。
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.490
圆弧半径(m)R=17.541
圆心坐标X(m)X=0.003
圆心坐标Y(m)Y=8.834
----------------------------------------------------------------------
[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,对于支撑支点力由支撑抗压力
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:
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=4.930>=1.200,满足规要求。
工况2:
1锚索154.000172.775
2锚索0.0000.000
Ks=5.835>=1.200,满足规要求。
工况3:
1锚索154.000172.775
2锚索0.0000.000
Ks=1.807>=1.200,满足规要求。
工况4:
1锚索154.000172.775
2锚索231.000103.084
Ks=2.074>=1.200,满足规要求。
工况5:
1锚索154.000172.775
2锚索231.000103.084
Ks=1.291>=1.200,满足规要求。
----------------------------------------------
安全系数最小的工况号:
工况5。
最小安全Ks=1.291>=1.200,满足规要求。
2、3-3剖面目前方案计算(无平台)
----------------------------------------------------------------------
[基本信息]
----------------------------------------------------------------------
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽(m)
坡高(m)
坡度系数
1
0.000
3.300
1.300
----------------------------------------------------------------------
[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
0.000
12.000
6.000
---
---
2
15.000
0.000
6.000
9.000
---
---
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
力位移包络图:
地表沉降图:
[力取值]
段
力类型
弹性法
经典法
力
力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
基坑侧最大弯矩(kN.m)
276.17
226.43
240.58
240.58
1
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
36.66
225.61
239.71
239.71
最大剪力(kN)
130.79
119.57
149.47
149.47
支护桩采用预应力管桩PHC-AB500(125)型,根据标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98,极限弯距为200kN·m,抗裂弯距为121kN·m。
本剖面采用经典法进行计算,得到支护桩最大弯距值为226.43kN·m;若采用弹性法进行计算,得到支护桩最大弯距值为276.17kN·m。
从多年经验以及设计方案专家评审会得到的结果,本设计采用较小的经典法进行支护桩配筋计算。
荷载安全分项系数按1.3考虑,即
1.3*226.43kN.m≈294kN.m≥200kN.m,且226.43kN.m≥200kN.m,不能满足规要求。
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.472
圆弧半径(m)R=16.330
圆心坐标X(m)X=-0.830
圆心坐标Y(m)Y=7.576
----------------------------------------------------------------------
[抗倾覆稳定性验算]
----------------------------------------------------------------------
抗倾覆安全系数:
工况1:
1锚索0.0000.000
2锚索0.0000.000
Ks=3.437>=1.200,满足规要求。
工况2:
1锚索154.000172.775
2锚索0.0000.000
Ks=4.069>=1.200,满足规要求。
工况3:
1锚索154.000172.775
2锚索0.0000.000
Ks=1.450>=1.200,满足规要求。
工况4:
1锚索154.000172.775
2锚索231.000103.084
Ks=1.664>=1.200,满足规要求。
工况5:
1锚索154.000172.775
2锚索231.000103.084
Ks=1.078<1.200,不满足规要求!
----------------------------------------------
安全系数最小的工况号:
工况5。
最小安全Ks=1.078<1.200,不满足规要求!
2、3-3剖面总包建议方案计算(无平台、卸载)
----------------------------------------------------------------------
[支护方案]锚拉管桩,总包单位建议方案:
管桩PHC-AB5001600,桩长13m,两排锚索分别为:
L=20m2400和L=20m1600,桩顶上1:
1.3直接放坡,上部排水沟外侧卸1.5m深,4m宽的土条(按反方向30kPa考虑);坡顶离边线2m考虑运土车行走荷载25kPa。
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[基本信息](见上述)
[放坡信息]
----------------------------------------------------------------------
坡号
台宽(m)
坡高(m)
坡度系数
1
0.200
3.300
1.300
----------------------------------------------------------------------
[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
0.000
12.000
6.000
---
---
2
-30.000
0.000
4.000
5.500
---
---
3
15.000
0.000
6.000
9.000
---
---
----------------------------------------------------------------------
[土层信息](见上述)
----------------------------------------------------------------------
[支锚信息](见上述)
----------------------------------------------------------------------
----------------------------------------------------------------------
[设计结果]
----------------------------------------------------------------------
各工况:
力位移包络图:
地表沉降图:
[力取值]
段
力类型
弹性法
经典法
力
力
号
计算值
计算值
设计值
实用值
基坑侧最大弯矩(kN.m)
246.28
186.41
198.06
198.06
1
基坑外侧最大弯矩(kN.m)
32.86
185.06
196.63
196.63
最大剪力(kN)
128.57
104.65
130.81
130.81
支护桩采用预应力管桩PHC-AB500(125)型,根据标准《预应力混凝土管桩基础技术规程》DBJ/T15-22-98,极限弯距为200kN·m,抗裂弯距为121kN·m。
本剖面采用经典法进行计算,得到支护桩最大弯距值为186.41kN·m;若采用弹性法进行计算,得到支护桩最大弯距值为246.28kN·m。
从多年经验以及设计方案专家评审会得到的结果,本设计采用较小值的经典法进行支护桩配筋计算。
荷载安全分项系数按1.3考虑,即
1.3*186.41kN.m≈242kN.m≥200kN.m,不能满足规要求。
----------------------------------------------------------------------
[整体稳定验算]
----------------------------------------------------------------------
计算方法:
瑞典条分法
应力状态:
总应力法
条分法中的土条宽度:
0.40m
滑裂面数据
整体稳定安全系数Ks=1.540
圆弧半径(m)R=17.541
圆心坐标X(m)X=0.003
圆心坐标Y(m)Y=8.834
----------------------------------------------------------------------
[抗倾覆稳定性验算]
----------------------------------------------------------------------
抗倾覆安全系数:
工况1:
1锚索0.0000.000
2锚索0.0000.000
Ks=3.950>=1.200,满足规要求。
工况2:
1锚索154.000172.775
2锚索0.0000.000
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