安徽理工大学土木深基坑工程毕业设计

1、安徽理工大学毕业设计本科毕业设计说明书合肥芜湖路万达广场北区深基坑支护设计the design of wanda plaza north deep excavation on wuhu road in hefei city 学院（部）： 土木建筑学院 专业班级： 土木10-3班 学生姓名： 陈润生 指导教师： 林斌教授 年 月 日3安 徽 理 工 大 学毕业设计任务书专业、班级 土木10-3班 姓名 陈润生 日期 1 设计题目 合肥芜湖路万达广场北区深基坑支护设计 （专 题） 2 设计原始资料：3 设计文件：说 明 书图 纸4. 设计任务下达日期：5. 设计完成日期：6. 设计各章节答疑人：

2、部分 部分 部分 部分 部分 部分 7. 指导教师 8. 教研室负责人 9. 系负责人 安 徽 理 工 大 学毕业设计成绩评定专业、班级 土木10-3班 姓名 陈润生 完成日期 1、设计题目 合肥芜湖路万达广场北区深基坑支护设计 2、专题 3、答辩评定意见 4、毕业设计成绩的评定指导教师（分）评阅教师（分）毕业答辩（分）总 分5、答辩委员会（签名） 日期 合肥芜湖路万达广场北区深基坑支护设计摘要本设计为合肥市芜湖路万达广场北区深基坑支护设计。设计时严格按照建筑基坑支护技术规程（jgj120-2012）和毕业设计大纲进行。 根据该基坑工程实际情况，以及考虑到经济、工期等诸多因素，选取桩锚支护结构

3、作为基坑围护形式；截水帷幕加明沟集水井作为基坑降水排水方法。整个工程的施工时间拟定为六个月。施工组织的顺序是先施工钻孔灌注桩和截水帷幕；再进行土方开挖、打设锚杆支护；最后设置排水沟和集水井。在整个基坑工程中，务必组织好各个分项工程的施工、管理和监测工作，确保工程按时按质按量完成。关键词：深基坑，钻孔灌注桩，锚索，施工组织the design of wanda plaza north deep excavation on wuhu road in hefei cityabstractthe design is about the hefei wuhu road, wanda plaza, nor

4、th deep excavation,which is in strict accordance with the "construction excavation technical specification" (jgj120-2012) and "graduation outline" .according to the excavation actual situation, and taking into account the many economic factors, duration, etc., it selectes the pil

5、e anchor retaining structure as bracing, curtain mecamylamine ditch drainage sump pit as dewatering methods.construction time of six months developes the whole project.the first order of the construction of the organization is construction bored and cut water curtain.and then earth excavation, set u

6、p to fight bolting;finally, set the drains and sump throughout the excavation project, it be sure to organize the construction, management and monitoring of the various sub-projects to ensure that the project is completed on time and according to the volume.keywards：deep foundation，pile anchor retai

7、ning structure, construction organizationconstruction organizationconstruction organizationiii目录摘要（中文）i摘要（英文）ii1工程基本情况11.1 建筑工程概况11.2 工程地质与水文地质条件11.2.1 工程地质11.2.2 水文地质22深基坑维护结构方案与选择22.1 深基坑围护结构方案22.1.1 土钉墙22.1.2 水泥土重力式挡土墙32.1.3 地下连续墙32.1.4 灌注桩排桩围护墙32.2 结构方案选择43围护结构设计43.1 设计基本参数43.2 围护结构设计计算及验算43.2.1

8、 1-1截面设计计算43.2.2 2-2截面设计计算253.3 基坑降水、排水设计464围护结构施工及土方开挖464.1 施工方法选择464.2 围护结构施工464.2.1 钻孔灌注桩施工464.2.2 锚索施工484.3 基坑开挖494.3.1 施工准备494.3.2 施工流程494.3.3 施工设备494.4 截水帷幕施工494.4.1 施工准备494.4.2 施工流程494.4.3 问题处理504.5 施工组织设计504.6 施工安全技术措施504.6.1 安全用电措施504.6.2 现场消防安全措施504.6.3 建筑施工安全措施514.7 基坑质量检查与验收515工程检测515.1

9、监测内容515.2 量测原件布置与安装515.2.1 监测点布置515.2.2 监测原件安装525.3 监测时间525.4 监测数据分析与预报526工程概预算536.1 材料消耗量计算536.2 概预算费用53参考文献55致谢56ii1工程基本情况1.1 建筑工程概况合肥市万达广场位于合肥一环路以内，三面环路，一面临河，芜湖路从广场中间穿过将其一分为二，地理位置优越，交通十分便捷。工程地点位于万达广场的北区部分，在此开挖深基坑建设地下室，开挖面积约2.89公顷，开挖深度大约在10米左右。该深基坑工程的作用一方面是为了去除表面的人工填土，为广场上酒店住宅等高层建筑打设深基础，另一个更大的作用是为

10、了开发成多层地下室。该深基坑工程开挖深度以及空间都很大，对基坑稳定性要求高、水平位移控制严格；要保持基坑内部干燥以便于施工。1.2 工程地质与水文地质条件1.2.1 工程地质依据勘察结果，工程场区地面以下30m深度范围内土层按工程性质可分为杂填土、粉质黏土夹粉土、粉土与细砂互层、强风化泥质砂岩、中风化泥质砂岩。杂填土层：该层连续分布，厚度在35米，以建筑垃圾为主，含大量灰渣、碎石。粉质黏土夹粉土：土质呈褐黄色，坚硬-硬塑，中压缩性，局部夹粉土薄层。粉土与细砂互层：该层连续分布，灰黄色、黄色，湿-较塑，中压缩性，局部夹粉细砂薄层。强风化泥质砂岩：棕红色，密实，湿，已风化成砂土状，手捏易碎，遇水软

11、化。中风化泥质砂岩：棕红色，泥质胶结，胶结程度低，岩芯呈柱状，裂隙较发育。根据勘察报告各土层的主要设计参数建议值见下表1-1。表1-1 各土层的主要设计参数建议值岩土名称天然密度直接快剪压缩模量静止侧压力系数基床系数渗透系数粘聚力内摩擦角水平垂直水平垂直ces0.1-0.2k0kxkvkkg/cm3kpa°mpa mpa/mmpa/mm/dm/d杂填土1.8 0811.20.462225 / /粉质黏土夹粉土1.872018100.4535350.000600.00062粉土与细砂互层1.91326100.4335300.005650.0333强风化泥质砂岩2.002522100.4

12、340350.05000.0500中风化泥质砂岩2.013020100.4140350.04320.04631.2.2 水文地质芜湖路万达广场北区地下水位埋深2.03.5米，含水层主要是粉质黏土夹粉土，弱承压，主要接受越流、侧向径流补给，主要以侧向径流方式排泄。地下水的动态特征受大气降水的垂直渗入的影响较小。2深基坑维护结构方案与选择基坑工程是土木工程领域经常遇到的一个内容，也是最为复杂的技术领域之一。基坑工程具有很明显的“地区性”，因此在基坑工程设计时必须因地制宜，结合当地的工程经验与土质条件。而深基坑工程又是基坑工程中技术最为复杂的部分。随着基坑深度的加大，挡土墙后水土压力也不断线性增长，

13、而且要保持基坑内部易于施工，挡水以及排水就变得更加困难。因此深基坑维护结构的设计与施工不仅要保证维护结构在施工全过程中各工况条件的安全，还要合理控制基坑周围土体变形以保证基坑周围环境（邻近建筑物以及地下建筑结构）不受扰动，而且在安全的前提下，既要设计安全，又要经济节约，施工简便，缩短工期。2.1 深基坑围护结构方案目前我国深基坑围护结构方案一般有土钉墙、水泥土重力式挡土墙、地下连续墙、灌注桩排桩围护墙等几种类型，在深基坑设计过程中应结合各种围护结构特点以及具体工程实践合理选择围护结构方案。2.1.1 土钉墙土钉墙是一种由土钉、面层、被加固的原位土体以及必要的防水系统组成的具有自稳能力的原位挡土

14、结构。土钉墙的优点有：施工工艺简便，对基坑形状的适用性强；不需要内支撑，可敞开式开挖基坑；墙面的密封性好，可防治坑壁雨水冲刷以及水土流失；施工占用场地小，支护结构几乎不占用场地内空间；可以边开挖边施工边监测，有利于信息化施工。土钉墙的缺点有：土钉墙的土钉长度一般比较长，所占用坑外空间比较大，对于地下管线有潜在危险；土钉墙控制土体水平位移能力较弱；土钉施工与土方开挖同时进行，对现场施工组织要求较高；土钉墙不适用较深基坑，在深基坑工程中一般与其他支护方式联合使用；土钉墙适用于地下水位以上的人工填土、黏性土或者弱胶结砂性土土层中的基坑支护，一般用于开挖深度不大于12米、周围环境保护要求不太高的基坑工

15、程中。2.1.2 水泥土重力式挡土墙水泥土重力式挡土墙是以水泥等胶凝材料为固化剂，将深层地基土和固化剂进行强制搅拌，形成具有一定厚度的水泥土柱墙式加固结构。优点有：原料来源广、施工简易快捷、经济效益显著、基坑内部不需用内支撑和锚杆体系，无施工阻碍，与此同时还可形成封闭的止水帷幕，因此挡水能力好。缺点有：施工速度较慢，所用工期较长；强身宽度随着深度而增加，因此造价也会很高；维护结构变形不易控制；维护墙体对周围环境影响较大。水泥土重力式挡土墙一般适用于软土地层，而且适用于软土地层中开挖深度不大于7米、对周围环境保护要求不高的基坑工程中。2.1.3 地下连续墙地下连续墙是先采用挖槽机械沿着基坑边缘线

16、，在泥浆护壁的条件下，开挖出一条深槽，清槽后，在槽内放置钢筋笼，然后浇筑水下混凝土筑成一个单元槽段，如此逐段进行，在地下筑成一道墙壁式的深基坑维护结构。优点有：对周围环境影响小；防水防渗性能高；墙体刚度大，稳定性好；开挖基坑过程中安全性高；还可用作地下室的墙体。缺点有：废弃物较难处理；对于粉砂土层会经常出现墙壁坍塌等问题；墙体连接部位是防水的薄弱环节，容易产生漏水渗水等问题。一般适用深度大于十米、对基坑变形和防水性能要求较高的深基坑工程；如果场地空间不够或者基坑边缘与场地红线距离很近，最好采用地下连续墙作为基坑围护结构。2.1.4 灌注桩排桩围护墙灌注桩排桩围护墙是采用连续的柱列式排列的灌注桩

17、形成的围护结构。工程中有三种常用的灌注桩排桩围护墙。分离式排桩围护墙的优势是施工简易、技术成熟、造价合理；振动小、噪音低、对环境影响较小；而且还可以灵活调整围护桩刚度。缺点是对于有隔水要求的工程需另设止水帷幕。分离桩适用性较广，但不常用于软土地层中的深基坑工程。咬合式排桩围护墙的优点集受力与隔水结构二者合一，整体刚度较大，防水性能较好；造价低、施工快、对环境影响较小；缺点是较难满足对成桩垂直度的要求。咬合桩一般适用于淤泥、流砂、水多的软土地区。双排式排桩围护墙的优点是施工简易、技术成熟、造价经济、易控质量。缺点是围护结构占用空间较大；自身不能隔水。双排桩适用于场地开阔，控制变形要求高，开挖深度

18、大的基坑工程。2.2 结构方案选择该基坑工程占地面积大，工程量大，施工较复杂。基坑开挖主要有两个不同的截面，考虑到施工、技术、工期等方面的因素，两个截面均采用分离式排桩围护墙，桩型选用直径600mm钻孔灌注桩，支撑体系采用锚拉式结构，600mm高压旋喷桩作为止水帷幕。1-1截面基坑深10.7米，常地下水位距地面3.2米深处。基坑上段3.2米放坡开挖至地下水位，基坑下段7.5米采用桩锚体系作为围护结构。2-2截面基坑深9米，常地下水位距地面2.2米深处。基坑全段采用桩锚体系作为围护结构。3围护结构设计3.1 设计基本参数1.开挖深度本深基坑工程主要有两种具有代表性的设计截面：1-1截面开挖深度1

19、0.7米，2-2截面开挖深度9米。2.标高1-1截面的地表标高为-0.4米，基坑开挖底面标高-11.1米。2-2截面的地表标高为-1.0米，基坑开挖底面标高-10.0米。3.地下水位该工程的地下水位埋深较浅，地下水位一般距地表23.5米。1-1截面的常地下水位标高平均约为-3.6米，2-2截面的常地下水位标高平均约为-3.2米。3.2 围护结构设计计算及验算3.2.1 1-1截面设计计算1-1截面采用单排钻孔灌注桩加三层锚索支撑，地表标高-0.4米，桩顶标高-3.6米，坑底标高-11.1米，基坑深h=10.7米，三道锚索锚头标高分别为：-4.6米、-7.1米、-9.6米；钻孔灌注桩桩径d=60

20、0mm，桩距=1200mm；地面超载=15kpa。桩顶到地表这3.2米厚土层采用1:0.7放坡开挖，在坡顶打入土钉，并铺设钢筋网片、喷射混凝土；在从桩顶处计算土压力时，要考虑坡体对桩侧土层产生的附加压力，按照建筑基坑支护技术规程（jgj120-2012）的要求，产生的竖向附加压力从标高为-4.6米处算起，附加压力值为。1、土压力系数计算主动土压力系数：被动土压力系数：式中： 内摩擦角表3-1 1-1截面主要土层工程参数表土层底层厚度(m)厚度(m)重度(kn/m3)杂填土1.61.6180.75601.3230粉质黏土夹粉土4.83.218.70.52810.561.89427.53粉土与细砂

21、互层1712.2190.3905.072.56120.802、土压力计算（1）主动土压力计算式中 桩侧某点主动土压力强度，； 土的重度，； 某点距桩顶的距离，； 朗肯主动土压力系数，； 土的内摩擦角，； 土的粘聚力，。土层中附加压力不连续点的竖向附加压力： 土层中土压力不连续点的主动土压力：（2）被动土压力计算式中 桩侧某点主动土压力强度，； 土的重度，； 某点距桩顶的距离，； 朗肯被动土压力系数，； 土的内摩擦角，； 土的粘聚力，。土层中附加压力不连续点的竖向附加压力： 土层中土压力不连续点的被动土压力：经过上述关于1-1截面主动土压力和被动土压力的一系列计算，可以画出1-1截面桩侧土压力分

22、布图，如图3-1所示。图3-1 1-1截面桩侧土压力分布图3、锚索拉力计算锚索拉力采用分层开挖锚杆力不变法计算。先布置锚索位置，在计算锚索拉力。将第一层锚索布置在桩顶下一米处，即标高为-4.6米处；第二层锚索布置在距第一层锚索2.5米处，即标高为-7.1米处；第三层锚索布置在距第二层锚杆2.5米，即标高为-9.6米处。（1）第一层锚索力计算在计算第一层锚索拉力时，将基坑开挖至第二层锚索位置处，先寻找桩侧压力反弯点，再利用反弯点以上桩受到的各种力对反弯点求矩，建立平衡方程，求出第一个锚索拉力。根据等值梁中的基本假设，反弯点与净土压力强度为零点近似重合，因此可以先找到土压力为零点，再假设此点为反弯

23、点。图3-2 1-1截面第一层锚索拉力计算示意图根据假设，零土压力强度点即为反弯点，由图3-2易知， 令整理得解得，即图中a点为反弯点。再对a点取矩，列平衡方程有：整理得： 解得：（2）第二层锚索力计算在计算第二层锚索拉力时，将基坑开挖至第三层锚索位置处，先寻找桩侧压力反弯点，再利用反弯点以上桩受到的各种力对反弯点求矩，建立平衡方程，求出第二个锚索拉力。图3-3 1-1截面第二层锚索拉力计算示意图根据假设，零土压力强度点即为反弯点，由图3-3易知， 令整理得解得，即图中a点为反弯点。再对a点取矩，列平衡方程有：整理得： 解得： （2）第三层锚索力计算在计算第三层锚索拉力时，将基坑开挖至设计基坑

24、底面，先寻找桩侧压力反弯点，再利用反弯点以上桩受到的各种力对反弯点求矩，建立平衡方程，求出第三个锚索拉力。图3-4 1-1截面第三层锚索拉力计算示意图根据假设，零土压力强度点即为反弯点，由3-4图易知， 令，整理得：解得：，即图中a点为反弯点。再对a点取矩，列平衡方程有：整理得： 解得：4、桩长计算计算嵌固深度时需要求出反弯点处的剪力v，以及画出桩侧净土压力分布图，利用反弯点以下桩受到的净力对桩底建立弯矩平衡方程，求得反弯点以下的桩长，再将整个计算嵌固深度乘系数1.2，得到实际施工时的嵌固深度，最后在加上基坑上段的桩长h,便得到桩长l。图3-5 1-1截面桩侧净土压力分布图由图3-5所示，可以

25、求出反弯点处的剪力v 再由剪力v算出t 代入解得理论嵌固深度实际嵌固深度桩长5、内力计算计算桩的内力，并不苛求桩身每一点所受剪力和弯矩值，只需求出桩所承受的最大剪力和最大弯矩即可。因为在制作桩时，桩上每一点的直径和配筋都是相同的，而且桩身必须能够保证桩在承受最大剪力和最大弯矩的作用时也不会导致破坏，所以设计桩径来验算桩是否能承受最大剪力，根据桩所承受的最大弯矩值来配筋。在计算桩内力时，根据图3-6能够比较容易得到桩的剪力图，也就能找到桩的最大剪力；在根据材料力学中的原理，剪力为零处存在弯矩极值，从而可以把各个剪力为零处的极值弯矩一一算出，再比较极值弯矩大小，得到最大弯矩值。图3-6 1-1截面

26、桩侧净土压力分布图（1）桩内最大剪力由桩剪力图可以看出桩内最大剪力。（2）桩内最大弯矩由剪力图易知存在四个剪力为零点，即有四个极值弯矩，下面一一计算：1）第一个剪力为零处的极限弯矩由剪力图易知，第一个剪力为零点为剪力图中1点，由净土压力图，可以建立方程：整理得：解得：再把第一个剪力为零点以上的桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：2）第二个剪力为零处的极限弯矩由剪力图易知，第二个剪力为零点为剪力图中2点，由净土压力图，可以建立方程：整理得：解得：再把第二个剪力为零点以上的桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：3）第三个剪力

27、为零处的极限弯矩由剪力图易知，第三个剪力为零点为剪力图中3点，由净土压力图，可以建立方程：整理得：解得：再把第三个剪力为零点以上的桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：4）第四个剪力为零处的极限弯矩由剪力图易知，第四个剪力为零点为剪力图中4点，由净土压力图，可以建立方程：代入解得：再把第四个剪力为零点以上反弯点以下这段桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：通过比较以上四个剪力为零点处的极限弯矩值，可以得出最大弯矩值为6、稳定性验算深基坑工程的稳定性验算包括嵌固稳定性验算、抗滑移稳定性验算、抗隆起稳定性验算以及整体稳定性验算

28、。（1）嵌固稳定性验算嵌固稳定性验算的思路主要是被动土压力及支撑力对桩底产生的被动力矩与主动土压力对桩底产生的主动力矩之比，即嵌固稳定性系数，对于安全等级为二级的深基坑工程，不应小于1.2，以保证整个基坑工程不会发生倾覆破坏。被动力矩：主动力矩：，满足嵌固稳定性要求。（2）抗滑移稳定性验算抗滑移稳定性验算的思路主要是被动土压力与锚杆支撑力之和必须大于主动土压力，这是为了保证整个基坑工程不会发生侧移破坏。满足抗滑移稳定性要求。（3）抗隆起稳定性验算 满足抗隆起稳定性要求。（4）整体稳定性验算整体稳定性验算通常按平面问题考虑，以圆弧滑动条分法为理论基础。整体稳定安全系数以下列公式计算：式中： ；

29、在基坑内侧选取一滑动圆心o，以o点与桩底连线为半径作滑动圆弧，量取半径r，取宽度b=0.1r对圆弧内基坑进行分条，然后进行整体稳定性验算。圆弧滑动条分法计算示意图如图3-7所示。图3-7 1-1截面圆弧滑动条分法计算示意图由于圆弧滑动条分法计算较复杂，故不一一列式，现将计算具体计算过程表示与表3-1、表3-2：表3-2 1-1截面圆弧滑动计算参数表分条号-81.81553.150051.00.5740.8190.4880.454-71.81462.6002185.30.6950.7190.4880.597-61.81382.30038112.80.7880.6160.4880.714-51.8

30、1312.07051133.90.8570.5150.4880.807-41.81252.00060148.50.9060.4230.4880.878-31.81191.91065156.60.9460.3260.4880.941-21.81131.86072167.90.9740.2250.4880.995-11.8171.82076174.40.9930.1220.4881.03901.8111.81078177.71.0000.0170.4881.07311.8151.82077176.00.9960.0870.4881.05221.81101.840114344.20.9850.174

31、0.4881.01831.81161.8857.6123318.40.9610.2760.4880.96841.81221.9572.6127298.00.9270.3750.4880.91151.81282.0572.6124266.20.8830.4690.4880.84361.81352.2172.6119238.10.8190.5740.4880.75571.81422.4472.6109215.50.7430.6690.4880.65781.81512.8872.692174.90.6290.7770.4880.51991.81613.7372.669118.30.4850.8750

32、.4880.354101.37765.6672.62642.120.2420.9700.3250.095表3-3 1-1截面圆弧滑动计算公式表分条号-840.9529.2741.77143.77-733.8031.4461.33189.05-629.956.2569.48226.10-526.9188.8868.96255.55-426.00113.6562.82278.03-324.83136.0951.05297.98-224.18191.0137.78315.08-123.66206.5521.28329.02023.53213.023.02339.78123.66111.0415.31

33、333.13223.92321.2459.89306.53324.44382.2987.88294.92425.35366.48111.75288.48526.65298.03124.85266.95628.73215.39136.67239.08731.72113.29143.84208.05837.4431.11265.74164.35948.49-72.44333.64112.1010113.20-121.55164.5030.08则：整理得：，满足整体稳定性要求。上述滑弧的圆心不一定是最危险滑弧，还要进行进一步试算，找到最危险滑弧。经过北京理正6.0电算结果显示，当基坑挖至设计标高时圆

34、弧滑动整体稳定性安全系数最小值为该基坑整体稳定性验算满足要求。7、配筋计算(1)桩身配筋计算钻孔灌注桩纵向受力钢筋的配置方式通常有两种，一种是沿桩身周边均匀配置纵向钢筋，另一种是沿桩身受拉去和受压区局部均匀配置纵向钢筋。为了施工方便、以及减少施工时摆放钢筋所造成的位置误差，本工程设计中采用第一种方案。沿桩身周边均匀布置钢筋的圆形截面支护桩，其截面内纵向钢筋数量不少于6根时，其正截面受弯承载力应按混凝土结构设计规范（gb50010-2010）第e.0.4-2条的要求：式中 1-1截面上单位长度上的土条，；取桩距，此时每根桩的，。基坑等级为二级，取。所以，。纵向受拉钢筋选择hrb400，=360m

35、pa,箍筋选择hpb300, =270 mpa，桩身混凝土保护层取35mm，选用c35混凝土，=16.7mpa，,桩径d=600mm。估计配筋率 由公式：，可得式：再由式：验算弯矩是否能满足要求，满足。选用14根25钢筋均匀放置在直径为600mm的圆形桩内，每根钢筋的间距小于300mm，满足规范要求。实际。配筋率>0.42%,满足规范要求。圆形截面支护桩的的斜截面承载能力计算方法是用1.76r代替矩形截面的截面宽度，用1.6r代替矩形截面的有效高度，在等效成矩形截面的混凝土桩后，按矩形界面的斜截面承载力计算公式进行计算。式中： 从而得，所以只需按最小配筋率配置箍筋即可。取箍筋间距,箍筋选

36、择双肢12150，实际。（2）冠梁设计冠梁按构造设计。宽度取与直径相等，为600mm；高度取600mm；选择hrb400级钢筋，具体配筋方式见附图。（3）腰梁设计腰梁采用钢筋混凝土腰梁。混凝土强度等级采用c25，梯形截面的上边尺寸为250mm，选择hrb335级钢筋，具体配筋方式见附图。8、锚索设计计算锚索选用（7股）钢绞丝，单束锚索直径选用17.8mm，其抗拉强度设计值,锚固体直径、。（1） 第一层锚索由式：该基坑为二级基坑，取；按设锚固段长度为，根据，可得：，取。锚索的自由端长度应由下式确定：在锚索拉力计算示意图中易知： 取。所以第一层锚索的长度。锚索杆体直径计算：，所需锚索束数，选择1根

37、直径为17.8mm的钢绞线。（2） 第二层锚索由式：该基坑为二级基坑，取；按设锚固段长度为，根据，可得：，取。锚索的自由端长度应由下式确定：在锚索拉力计算示意图中易知： 取。所以第二层锚索的长度。锚索杆体直径计算：，所需锚索束数，选择1束直径为17.8mm的钢绞线。（3） 第三层锚索由式：该基坑为二级基坑，取；按设锚固段长度为，根据，可得：。锚索的自由端长度应由下式确定：在锚索拉力计算示意图中易知： 取。所以第三层锚索的长度锚索杆体直径计算：，所需锚索束数，选择1束直径为17.8mm的钢绞线。3.2.2 2-2截面设计计算2-2截面采用单排钻孔灌注桩加三层锚索支撑，地表及桩顶标高-1.0米，坑

38、底标高-10.0米，基坑深h=9米，三道锚索锚头标高分别为：-3.0米、-6.0米、-9.0米；钻孔灌注桩桩径d=600mm，桩距=1200mm；地面超载=15kpa。桩顶到地表这3.2米厚土层采用1:0.7放坡开挖，在坡顶打入土钉，并铺设钢筋网片、喷射混凝土；地面超载=15kpa。基坑周围有一栋混凝土建筑物，基础埋深1.5米，宽度1.25米，基础距离基坑4.8米，按照建筑基坑支护技术规程的要求，要考虑建筑物对桩侧土层产生的附加压力，产生的竖向附加压力从标高为-7.3米处算起，附加压力值为。1、土压力系数计算主动土压力系数：被动土压力系数：式中： 内摩擦角表3-4 2-2截面主要土层工程参数表

39、土层底层厚度(m)厚度(m)重度(kn/m3)杂填土3.23.2180.75601.3230粉质黏土夹粉土1915.818.70.52810.5601.89427.5302、土压力计算（1）主动土压力计算式中 桩侧某点主动土压力强度，； 土的重度，； 某点距桩顶的距离，； 朗肯主动土压力系数，； 土的内摩擦角，； 土的粘聚力，。土层中附加压力不连续点的竖向附加压力： 土层中土压力不连续点的主动土压力：（2）被动土压力计算式中： 桩侧某点主动土压力强度，； 土的重度，； 某点距桩顶的距离，； 朗肯主动土压力系数，； 土的内摩擦角，； 土的粘聚力，。土层中附加压力不连续点的竖向附加压力： 土层中土

40、压力不连续点的被动土压力：图3-8 2-2截面桩侧土压力分布图3、锚索拉力计算锚索拉力采用分层开挖锚索力不变法计算。先布置锚索位置，在计算锚索拉力。将第一层锚索布置在桩顶下2米处，即标高为-3.0米处；第二层锚索布置在距第一层锚索3.0米处，即标高为-6.0米处；第三层锚索布置在距第二层锚索3米，即标高为-9.0米处。（1）第一层锚索力计算在计算第一层锚索拉力时，将基坑开挖至第二层锚索位置处，先寻找桩侧压力反弯点，再利用反弯点以上桩受到的各种力对反弯点求矩，建立平衡方程，求出第一个锚索拉力。根据等值梁中的基本假设，反弯点与净土压力强度为零点近似重合，因此可以先找到土压力为零点，再假设此点为反弯

41、点。图3-9 2-2截面第一层锚索拉力计算示意图根据假设，零土压力强度点即为反弯点，由上图易知， 令整理得解得，由于被动土压力过大，找不到零土压力点，所以设桩底就为反弯点。再对桩底取矩，列平衡方程有：整理得： 解得：（2）第二层锚索力计算在计算第二层锚索拉力时，将基坑开挖至第三层锚索位置处，先寻找桩侧压力反弯点，再利用反弯点以上桩受到的各种力对反弯点求矩，建立平衡方程，求出第二个锚索拉力。图3-10 2-2截面第二层锚索拉力计算示意图根据假设，零土压力强度点即为反弯点，由上图易知， 令整理得解得，即图中a点为反弯点。再对a点取矩，列平衡方程有：整理得： 解得： （2）第三层锚索力计算在计算第三

42、层锚索拉力时，将基坑开挖至设计基坑底面，先寻找桩侧压力反弯点，再利用反弯点以上桩受到的各种力对反弯点求矩，建立平衡方程，求出第三个锚索拉力。图3-11 2-2截面第三层锚索拉力计算示意图根据假设，零土压力强度点即为反弯点，由上图易知， 当时，令，整理得：解得：，不满足要求。当时，令，整理得：解得：，即图中a点为反弯点。再对a点取矩，列平衡方程有：整理得： 解得： 4、桩长计算计算嵌固深度时需要求出反弯点处的剪力v，以及画出桩侧净土压力分布图，利用反弯点以下桩受到的净力对桩底建立弯矩平衡方程，求得反弯点以下的桩长，再将整个计算嵌固深度乘系数1.2，得到实际施工时的嵌固深度，最后在加上基坑上段的桩

43、长h,便得到桩长l。图3-12 2-2截面桩侧净土压力分布示意图由净土压力分布图可以求出反弯点处的剪力v 再由剪力v算出t 代入解得理论嵌固深度实际嵌固深度桩长5、内力计算计算桩的内力，并不苛求桩身每一点所受剪力和弯矩值，只需求出桩所承受的最大剪力和最大弯矩即可。因为在制作桩时，桩上每一点的直径和配筋都是相同的，而且桩身必须能够保证桩在承受最大剪力和最大弯矩的作用时也不会导致破坏，所以设计桩径来验算桩是否能承受最大剪力，根据桩所承受的最大弯矩值来配筋。在计算桩内力时，根据桩侧净土压力分布图能够比较容易得到桩的剪力图，也就能找到桩的最大剪力；在根据材料力学中的原理，剪力为零处存在弯矩极值，从而可

44、以把各个剪力为零处的极值弯矩一一算出，再比较极值弯矩大小，得到最大弯矩值。图3-13 2-2截面桩侧净土压力分布图（1）桩内最大剪力由桩剪力图可以看出桩内最大剪力。（2）桩内最大弯矩由剪力图易知存在四个剪力为零点，即有四个极值弯矩，下面一一计算：1）第一个剪力为零处的极限弯矩由剪力图易知，第一个剪力为零点为剪力图中点，由净土压力图，可以建立方程：整理得：解得：再把第一个剪力为零点以上的桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：2）第二个剪力为零处的极限弯矩由剪力图易知，第二个剪力为零点为剪力图中点，由净土压力图，可以建立方程：整理得：解得：再把第二个剪力为零点以

45、上的桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：3）第三个剪力为零处的极限弯矩由剪力图易知，第三个剪力为零点为剪力图中点，由净土压力图，可以建立方程：整理得：解得：再把第三个剪力为零点以上的桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：4）第四个剪力为零处的极限弯矩由剪力图易知，第四个剪力为零点为剪力图中点，由净土压力图，可以建立方程：代入解得：再把第四个剪力为零点以上反弯点以下这段桩截取出来做受力分析，取桩上各力对剪力为零点建立力矩平衡方程，得到：解得：通过比较以上四个剪力为零点处的极限弯矩值，可以得出最大弯矩值为6、稳定性验算深基坑

46、工程的稳定性验算包括嵌固稳定性验算、抗滑移稳定性验算、抗隆起稳定性验算以及整体稳定性验算。（1）嵌固稳定性验算嵌固稳定性验算的思路主要是被动土压力及支撑力对桩底产生的被动力矩与主动土压力对桩底产生的主动力矩之比，即嵌固稳定性系数，对于安全等级为二级的深基坑工程，不应小于1.2，以保证整个基坑工程不会发生倾覆破坏。被动力矩：主动力矩：，满足嵌固稳定性要求。（2）抗滑移稳定性验算抗滑移稳定性验算的思路主要是被动土压力与锚索支撑力之和必须大于主动土压力，这是为了保证整个基坑工程不会发生侧移破坏。满足抗滑移稳定性要求。（3）抗隆起稳定性验算 满足抗隆起稳定性要求。（4）整体稳定性验算整体稳定性验算通常按平面问题考虑，以圆弧滑动条分法为理论基础。整体稳