基坑支护设计计算书.docx
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基坑支护设计计算书
基坑支护设计计算书
设计方法原理及分析软件介绍基坑开挖深度为6m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶
标高为-1m。
采用《同济启明星2006版》进行结构计算。
5.1明开挖,6m坑深支护结构计算
(1)工程概况
基坑开挖深度为6m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶
标高为-1m。
q=0
(1b素填土)
1.3hw=1
(4粘土)D=7H=6
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
板桩
共设1道支撑,见下表。
2中心标高(m)刚度(MN/m)预加轴力(kN/m)
-1.330
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
h1
x1
s45
(2)地质条件
场地地质条件和计算参数见表1。
地下水位标高为-1m。
渗透压缩层厚重度43)k(kN/m)c(kPa)m(kN/m土层,(:
)系数模量max3(m)(kN/m)(m/d)(MPa)
1.3199.2814.8815001b素填土
2.718.4121735004粘土
7.517.851010006b淤泥质粘土
3.518.915.51330006c粉质粘土
219.718.514.550007粉质粘土
8粉质粘土1320.419187000
(3)工况
支撑刚度预加轴力工况编号工况类型深度(m)支撑编号2(MN/m)(kN/m)11.5开挖
21.3301加撑
36开挖
42.51000换撑
51拆撑
工况简图如下:
1.31.52.5
6
工况1工况2工况3工况4
工况5
(4)计算
Y整体稳定验算
O
(1b素填土)X
(4粘土)76
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)安全系数K=1.56,圆心O(1.19,1.45)
墙底抗隆起验算
(1b素填土)
1(4粘土)76
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)Prandtl:
K=2.83Terzaghi:
K=3.23
(1b素填土)1.3m1(4粘土)76
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)坑底抗隆起验算K=1.81
抗倾覆验算(水土合算)
(1b素填土)1.3O1(4粘土)76
(6b淤泥质粘土)9924.6
10.8914.3
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
Kc=1.22
抗管涌验算:
159#
按砂土,安全系数K=2.25
按粘土,安全系数K=3.054
包络图(水土合算,矩形荷载)
500-502001000-100-200100500-50-100000110.2kN/m
222
444
666
888
101010
121212
141414深度(m)深度(m)深度(m)水平位移(mm)弯矩(kN*m)剪力(kN)
Max:
42.8-8.3~183.2-46.6~66.2
(5)工字钢强度验算:
159#
基本信息
计算目标:
截面验算
截面受力状态:
绕X轴单向受弯
材料名称:
Q235
2材料抗拉强度(N/mm):
215.0
2材料抗剪强度(N/mm):
125.0
弯矩Mx(kN-m):
229.000截面信息
截面类型:
工字钢(GB706-88):
xh=I40b(型号)
截面抵抗矩
33Wx(cm):
1140.000Wx(cm):
1140.00012
33Wy(cm):
96.200Wy(cm):
96.20012
截面塑性发展系数
γx:
1.05γx:
1.0512
γy:
1.20γy:
1.2012
截面半面积矩
33S(cm):
678.600S(cm):
92.704xy13S(cm):
84.891y2
截面剪切面积
22A(cm):
94.110A(cm):
94.110xy
截面惯性矩
44I(cm):
22800.000I(cm):
692.000xy
截面附加参数
参数名参数值
x:
I40b(型号)h
分析结果
2最大正应力σ:
191.312(N/mm)
2|σ=191.3|?
f=215.0(N/mm)|f/σ|=1.124满足
水平支撑系统验算:
水平支撑系统位移图(单位:
mm)
水平支撑系统弯矩图(单位:
kN.M)
水平支撑系统剪力图(单位:
kN)
水平支撑系统轴力图(单位:
kN)
(6)钢腰梁强度验算:
基本信息
计算目标:
截面验算
截面受力状态:
绕X轴单向受弯
材料名称:
Q235
2材料抗拉强度(N/mm):
215.0
2材料抗剪强度(N/mm):
125.0
弯矩Mx(kN-m):
115.700截面信息
截面类型:
工字钢组合Π形截面(GB706-88):
xh=I40b(型号)
截面抵抗矩
33W(cm):
2280.000W(cm):
2280.000x1x2
33W(cm):
2389.732W(cm):
2389.732y1y2
截面塑性发展系数
γ:
1.05γ:
1.05x1x2
γ:
1.00γ:
1.00y1y2
截面半面积矩
33S(cm):
1357.200S(cm):
1646.925xy
截面剪切面积
22A(cm):
188.220A(cm):
188.220xy
截面惯性矩
44I(cm):
45600.001I(cm):
59026.381xy
截面附加参数
参数名参数值
x:
I40b(型号)h
w:
350(mm)
分析结果
2最大正应力σ:
48.329(N/mm)
2|σ=48.3|?
f=215.0(N/mm)|f/σ|=4.449满足
(7)钢对撑强度及稳定性验算:
基本输入数据
构件材料特性
材料名称:
Q235
构件截面的最大厚度:
8.00(mm)
2设计强度:
215.00(N/mm)
2屈服强度:
235.00(N/mm)
截面特性
截面名称:
无缝钢管:
d=133(mm)
无缝钢管外直径[2t?
d]:
133(mm)
无缝钢管壁厚[0,t?
d/2]:
8(mm)
缀件类型:
构件高度:
4.000(m)
容许强度安全系数:
1.00
容许稳定性安全系数:
1.00
荷载信息
轴向恒载设计值:
447.800(kN)
连接信息
连接方式:
普通连接
截面是否被削弱:
否
端部约束信息
X-Z平面内顶部约束类型:
简支
X-Z平面内底部约束类型:
简支
X-Z平面内计算长度系数:
1.00
Y-Z平面内顶部约束类型:
简支
Y-Z平面内底部约束类型:
简支
Y-Z平面内计算长度系数:
1.00中间结果
截面几何特性
2面积:
31.42(cm)
4惯性矩I:
616.11(cm)x
3抵抗矩W:
92.65(cm)x
回转半径i:
4.43(cm)x
4惯性矩I:
616.11(cm)y
3抵抗矩W:
92.65(cm)y
回转半径i:
4.43(cm)y
塑性发展系数γ1:
1.15x
塑性发展系数γ1:
1.15y
塑性发展系数γ2:
1.15x
塑性发展系数γ2:
1.15y
材料特性
2抗拉强度:
215.00(N/mm)
2抗压强度:
215.00(N/mm)
2抗弯强度:
215.00(N/mm)
2抗剪强度:
125.00(N/mm)
2屈服强度:
235.00(N/mm)
3密度:
785.00(kg/m)
稳定信息
绕X轴弯曲:
长细比:
λ=90.32x
轴心受压构件截面分类(按受压特性):
a类
轴心受压整体稳定系数:
φ=0.711x
最小稳定性安全系数:
1.07
最大稳定性安全系数:
1.07
最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
0.000(m)
最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
0.000(m)
绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2-1)
N4478002,,200.3857N/mm
A0.711,3142x
绕Y轴弯曲:
长细比:
λ=90.32y
轴心受压构件截面分类(按受压特性):
a类
轴心受压整体稳定系数:
φ=0.711y
最小稳定性安全系数:
1.07
最大稳定性安全系数:
1.07
最小稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
0.000(m)
最大稳定性安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
0.000(m)
绕X轴最不利位置稳定应力按《钢结构规范》公式(5.1.2-1)
N4478002,,200.3857N/mm
A0.711,3142y
强度信息
最大强度安全系数:
1.51
最小强度安全系数:
1.51
最大强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
0.000(m)
最小强度安全系数对应的截面到构件顶端的距离:
0.000(m)
计算荷载:
447.80kN
受力状态:
轴压
最不利位置强度应力按《钢结构规范》公式(5.1.1-1)
分析结果
构件安全状态:
稳定满足要求,强度满足要求。
5.28.5m×6m,9m深顶管坑支护结构计算
(1)工程概况
基坑开挖深度为9m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,桩顶
标高为-2.5m。
开挖前降土2.5m,降土范围为坑边以外4m。
q=0
(1b素填土)
hw=1
(4粘土)2.8
D=5.5H=9
5.8
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
板桩
共设2道支撑,见下表。
2中心标高(m)刚度(MN/m)预加轴力(kN/m)
-2.830
-5.830
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
h2.5
x4
s45
(2)地质条件
地下水位标高为-1m。
渗透压缩层厚重度43)k(kN/m)c(kPa)m(kN/m土层,(:
)系数模量max3(m)(kN/m)(m/d)(MPa)
1.3199.2814.8815001b素填土
4粘土2.718.412173500
7.517.851010006b淤泥质粘土
418.915.51330006c粉质粘土
1.519.718.514.550007粉质粘土
320.4191870008粉质粘土
(3)工况
支撑刚度预加轴力工况编号工况类型深度(m)支撑编号2(MN/m)(kN/m)13开挖
22.8301加撑
3开挖64加撑5.830259开挖
671000换撑
72拆撑
841000换撑
91拆撑
工况简图如下:
2.83
5.86
工况1工况2工况3工况4
4
7
9
工况6工况7工况8工况5
工况9
(4)计算
OY整体稳定验算
(1b素填土)X
(4粘土)
5.59
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)
安全系数K=1.3,圆心O(0.12,4.75)
墙底抗隆起验算
(1b素填土)
1(4粘土)
5.59
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)
Prandtl:
K=2.14Terzaghi:
K=2.44
(1b素填土)
1(4粘土)
5.59
5.8m
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)
坑底抗隆起验算K=1.96
抗倾覆验算(水土合算)
(1b素填土)
1(4粘土)2.8
5.59
5.8O
(6b淤泥质粘土)
10.9733.7
12.7738.8
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)
Kc=1.37
抗管涌验算:
按砂土,安全系数K=1.155
按粘土,安全系数K=1.995
包络图(水土合算,矩形荷载)
40200-20-402001000-100-200100500-50-100000
22250.5kN/m
444197kN/m666
888
101010
121212
141414
161616深度(m)深度(m)深度(m)水平位移(mm)弯矩(kN*m)剪力(kN)
Max:
30.2-17.3~146.6-61.4~83.2
(5)工字钢强度验算:
158#
基本信息
计算目标:
截面验算
截面受力状态:
绕X轴单向受弯
材料名称:
Q235
2材料抗拉强度(N/mm):
215.0
2材料抗剪强度(N/mm):
125.0
弯矩M(kN-m):
183.300x
截面信息
截面类型:
工字钢(GB706-88):
x=I40b(型号)h
截面抵抗矩
33W(cm):
1140.000W(cm):
1140.000x1x2
33W(cm):
96.200W(cm):
96.200y1y2
截面塑性发展系数
γ:
1.05γ:
1.05x1x2
γ:
1.20γ:
1.20y1y2
截面半面积矩
33S(cm):
678.600S(cm):
92.704xy13S(cm):
84.891y2
截面剪切面积
22A(cm):
94.110A(cm):
94.110xy
截面惯性矩
4)4I(cm:
22800.000I(cm):
692.000xy
截面附加参数
参数名参数值
x:
I40b(型号)h
分析结果
2最大正应力σ:
153.133(N/mm)
2|σ=153.1|?
f=215.0(N/mm)|f/σ|=1.404满足
第一层水平支撑系统验算:
第一层水平支撑系统位移图(单位:
mm)
第一层水平支撑系统弯矩图(单位:
kN.M)
第一层水平支撑系统剪力图(单位:
kN)
第一层水平支撑系统轴力图(单位:
kN)
第二层水平支撑系统验算:
第二层水平支撑系统位移图(单位:
mm)
第二层水平支撑系统弯矩图(单位:
kN.M)
第二层水平支撑系统剪力图(单位:
kN)
第二层水平支撑系统轴力图(单位:
kN)
(6)钢腰梁强度验算:
基本信息
计算目标:
截面验算
截面受力状态:
复合受力状态
材料名称:
Q235
2材料抗拉强度(N/mm):
215.0
2材料抗剪强度(N/mm):
125.0
轴心力N(kN):
571.900
弯矩M(kN-m):
470.400x
截面信息
截面类型:
工字钢组合三拼工字钢形截面
(GB706-88):
x=I40b(型号)h
截面抵抗矩
33W(cm):
3420.000W(cm):
3420.000x1x2
33W(cm):
2389.732W(cm):
2389.732y1y2
截面塑性发展系数
γ:
1.05γ:
1.05x1x2
γ:
1.00γ:
1.00y1y2
截面半面积矩
33S(cm):
2035.800S(cm):
1646.925xy
截面剪切面积
22A(cm):
282.33A(cm):
282.33xy
截面惯性矩
44I(cm):
68400.000I(cm):
59026.381xy
截面附加参数
参数名参数值
x:
I40b(型号)h
w:
500(mm)
分析结果
2最大正应力σ:
151.156(N/mm)
2|σ=151.2|?
f=215.0(N/mm)|f/σ|=1.422满足
5.36m×6m,9m深顶管坑支护结构计算
(1)工程概况
基坑开挖深度为9m,采用板桩作围护结构,桩长为12m,
桩顶标高为-2.5m。
开挖前降土2.5m,降土范围为坑边以外4m。
q=0
(1b素填土)
hw=1(4粘土)2.8
D=5.5H=9
5.8
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
板桩
共设2道支撑,见下表。
2中心标高(m)刚度(MN/m)预加轴力(kN/m)
-2.830
-5.830
基坑附近有附加荷载如下表和下图所示。
h2.5
x10
s45
(2)地质条件
地下水位标高为-1m。
表2
渗透压缩k层厚重度4max)c(kPa)m(kN/m土层,(:
)系数模量33(kN/m)(m)(kN/m)(m/d)(MPa)1b素填土1.4199.2814.881500
2.118.4121735004粘土
8.517.851010006b淤泥质粘土
318.915.51330006c粉质粘土
219.718.514.550007粉质粘土
320.4191870008粉质粘土
(3)工况
支撑刚度预加轴力工况编号工况类型深度(m)支撑编号2(MN/m)(kN/m)1开挖322.8301加撑
36开挖
45.8302加撑
59开挖
671000换撑
72拆撑
841000换撑
91拆撑
工况简图如下:
2.83
5.86
工况1工况2工况3工况4
4
7
9
工况6工况7工况8工况5
工况9
(4)计算
O
Y整体稳定验算
(1b素填土)X
(4粘土)
5.59
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)安全系数K=1.31,圆心O(-0.05,6.18)
160#
墙底抗隆起验算
(1b素填土)
1(4粘土)
5.59
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)Prandtl:
K=2.46Terzaghi:
K=2.84
(1b素填土)
1(4粘土)
5.59
5.8m
(6b淤泥质粘土)
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)
坑底抗隆起验算K=1.91
抗倾覆验算(水土合算)
(1b素填土)
1(4粘土)2.8
5.59
5.8O
(6b淤泥质粘土)
10.9746.5
12.7702.5
(6c粉质粘土)
(7粉质粘土)
(8粉质粘土)
Kc=1.29
抗管涌验算:
按砂土,安全系数K=1.141
按粘土,安全系数K=1.971
包络图(水土合算,矩形荷载)
40200-20-402001000-100-200100500-50-100000
22250.5kN/m
444208.2kN/m666
888
101010
121212
141414
161616深度(m)深度(m)深度(m)
水平位移(mm)弯矩(kN*m)剪力(kN)
Max:
32.1-13.1~153.1-60~86.9
(5)工字钢强度验算:
160#
基本信息
计算目标:
截面验算
截面受力状态:
绕X轴单向受弯
材料名称:
Q235
2材料抗拉强度(N/mm):
215.0
2材料抗剪强度(N/mm):
125.0
弯矩M(kN-m):
191.400x
截面信息
截面类型:
工字钢(GB706-88):
x=I40b(型号)h
截面抵抗矩
33W(cm):
1140.000W(cm):
1140.000x1x2
33W(cm):
96.200W(cm):
96.200y1y2
截面塑性发展系数
γ:
1.05γ:
1.05x1x2
γ:
1.20γ:
1.20y1y2
截面半面积矩
33S(cm):
678.600S(cm):
92.704xy13S(cm):
84.891y2
截面剪切面积
22A(cm):
94.110A(cm):
94.110xy
截面惯性矩
44I(cm):
22800.000I(cm):
692.000xy
截面附加参数
参数名参数值
x:
I40b(型号)h
分析结果
最大正应力σ:
159.900(N/mm2)
|σ=159.9|?
f=215.0(N/mm2)|f/σ|=1.345满足
第一层水平支撑系统验算:
第一层水平支撑系统位移图(单位:
mm)
第一层水平支撑系统弯矩图(单位:
kN.M)
第一层水平支撑系统剪力图(单位:
kN)
第一层水平支撑系统轴力图(单位:
kN)
第二层水平支撑系统验算:
第二层水平支撑系统位移图(单位:
mm)
第二层水平支撑系统弯矩图(单位:
kN.M)
第二层水平支撑系统剪力图(单位:
kN)
第二层水平支撑系统轴力图(单位:
kN)
(6)钢腰梁强度验算:
基本信息
计算目标:
截面验算
截面受力状态:
复合受力状态
材料名称:
Q235
2材料抗拉强度(N/mm):
215.0
2材料抗剪强度(N/mm):
125.0
轴心力N(kN):
598.100
弯矩M(kN-m):
116.900x
截面信息
截面类型:
工字钢组合Π形截面(GB706-88):
x=I40b(型号)h
截面抵抗矩
33W(cm):
2280.000W(cm):
2280.000x1x2
33W(cm):
2389.732W(cm):
2389.732y1y2
截面塑性发展系数
γ:
1.05γ:
1.05x1x2
γ:
1.00γ:
1.00y1y2
截面半面积矩
33S(cm):
1357.200S(cm):
1646.925xy
截面剪切面积
22A(cm):
188.220A(cm):
188.220xy
截面惯性矩
44I(cm):
45600.001I(cm):
59026.381xy
截面附加参数
参数名参数值
x:
I40b(型号)h
w:
350(mm)分析结果
2最大正应力σ:
80.607(N/mm)
2|σ=80.6|?
f=215.0(N/m
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- 基坑 支护 设计 计算
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