成都市某深基坑设计悬臂桩12

深基坑支护桩设计由上一章分析可以将深基坑的支护分为两种情况：不加锚杆的支护桩(第一、六、七类边)和加锚杆的支护桩(第二、三、四、五类边)。因此支护桩的设计采用分类设计，对于不加锚杆的支护桩设计，采用对第一类边的设计为例。对于加锚杆的支护桩设计，采用对第二类边的设计为例。其它各边的具体设计参数将通过表格给出。一、第一类边设计(不加锚杆边设计)其基本计算参数见下表：CHqKa119.1826.2715.477.2100.3860.622Kp(Kp-Ka)eaal-a14.4978.71534.060.482150.4084.5773.105xtxmMmax桩顶eaA坑底eaB最大弯矩C点eC14.425.34419.55663.0383.8637.89153.68E点eEAEMEME×2.2坑底MBMB×2.2最大弯矩Mmax2.2125.264.897213.4327.4720.211458.68X2.2As2.21118.555191.57根据上一章已经求出：桩的埋深为5.344m桩长为12.544m桩间距为2.2m桩的最大弯矩为1458.68kN.m2配筋计算：(等效矩形截面法)悬臂桩：@2200C25fcm=13.5N/mm钢筋：--25fy=310N/mm几个特征点的应力强度：(见上表)桩顶应力：3.86kPa坑底应力：37.89kPa最大弯矩处应力：153.68kPa求几个特殊点的弯矩：(见上表)桩顶下处E点的弯矩：97kN.m基坑底的弯矩：327.37kN.m桩底最大弯矩：663.038kN.m桩的各个截面配筋：采用等效截面配筋法配筋，则：As=桩顶下处E点弯矩为：求得x=16.419mmAs=选配418主筋基坑底桩的截面弯矩为：求得x=56.601As=选配418+422主筋3.桩的最大弯矩处弯矩为：1458.68kN.m2求得x=118.554mmAs=选配418+1122主筋4.最大剪力处最大剪力Vmax=复核截面尺寸：>Vmax(满足要求)计算是否需要配置箍筋：<Vmax(需要配置)是否可以配置螺旋箍筋：<12(可设计成螺旋箍筋)求As假定=0.0046,则选用418+1122主筋箍筋选用10Ass0=Ass0>0.25As=1299.2mm2(满足取S=80mm,40<=S<=80,S<0.2dcor=112mm(满足构造要求)其它各边的情况见下表：E点As选配基坑底As选配最大弯矩处As选配最大剪力处选配(箍筋)1719.024182478.69418+4225191.75418+1122106645.894182221.14418+4223802.92418+822107553.14182024.95418+4223424.17418+72210因为根据计算所得的主筋已满足弯矩要求，箍筋满足抗剪要求，架立筋只是用来满足圆型钢筋笼构造要求，考虑实际情况，所有桩架立筋全部采用16筋，箍筋采用10。各类边的钢筋在桩中的具体配置见下面三个表：一类边：区段主筋架立筋箍筋0—4.8m段41816104.8—7.2m段418+4227.2—12.1m段418+112212.1—12.64m段418通长418六类边：区段主筋架立筋箍筋0—4.8m段41816104.8—7.2m段418+4227.2—11.64m418+82211.64—12.0418通长418七类边：区段主筋架立筋箍筋0—4.6741816104.67—7m段418+4227—14.248418+72214.248—14.86418通长418由表可以看出，主筋配置：0—12.64m配通长主筋，418；4.8—7.2m配418+422；7.2—11.64m配418+1122；12.1—12.64m配418；由于按等效矩形截面法配置钢筋，需要将钢筋集中在受力处，即主筋分布在受拉区，截面图如下：受拉钢筋排列总长，,中心O点到最外面的一根钢筋的距离又根据三角函数关系有又因为故=90所以在圆型截面中主筋配置于受拉区90○范围内，为了充分利用钢筋，根据受力特点在90○范围内中间主筋间距根据实际情况应该密一些，两边稍疏一些。桩顶位移：求出最小配筋率，若计算出的桩顶位移满足要求，则配筋符合，是安全的。EI计算：,,,d=1200mm,,,=0.00224=位移计算：fA1fA2fA3fA4乘上桩间距2.2m后fA为7.69mm其余各边的情况，见下表：fA1fA2fA3fA4fA10.224%1.32.650.0033-0.1063.85安全60.224%02.560.0034-0.1082.455安全70.224%02.110.001-0.082.031安全一、第二类边设计(加锚杆边设计)其基本计算参数见下表：桩顶土压力eA桩底土压力eB锚杆拉力TAPdx桩的埋入深度t桩长L22.4967.39224.1245.372.4142.92217.12233.8647.58123.9661.722.1692.99110.19142.4973.61244.96289.672.6233.21117.41152.4964.9216.14252.992.4512.95317.153锚杆处土压力强度e1锚杆处弯矩M1桩顶下弯矩为0处x桩顶下弯矩为0处剪力ex桩顶下剪力为0处yey216.252.3353.1631.59.37345.32939.9335.583.571.855.78638.994417.5256.2953.1751.639.40649.599515.6850.7753.1651.449.36643.654桩顶下剪力为0处弯矩M2桩底处剪力为0处弯矩Mmax3M1×1.4M1×2.2M2×1.4M2×2.2Mmax3×1.4Mmax3×2.22720.77274.0773.269115.1371009.081585.69383.7602.953249.89105.4249.81278.276349.85549.76147.59231.924788.84261.5478.813123.8491104.381735.45366.16575.395695.19225.8271.085111.705973.271529.42316.15496.8锚杆处x1.4As1.4基坑上最大弯矩处x1.4As1.4桩最大弯矩处x1.4As1.425.606245.580.3083516.8529.7271301.833.807166.71627.0671185.3211.325495.9446.031264.1188.2713865.5628.3481241.4255.438238.1477.3343386.6124.4261069.67锚杆处x2.2As2.2基坑上最大弯矩处x2.2As2.2桩最大弯矩处x2.2As2.228.824386.42129.6435677.3347.1442064.5335.99262.3142.8891878.217.857781.9949.494415.76142.9386259.5444.9371967.8858.56374.86124.7015460.9138.6711693.48根据上一章已经求出：桩的埋深为2.922桩长为17.122m桩间距为桩的最大弯矩为602.95kN.m2配筋计算：(等效矩形截面法)悬臂桩：@2200C25fcm=13.5N/mm钢筋：--25fy=310N/mm几个特征点的应力强度：(见上表)桩顶应力：2.49kPa坑底应力：67.39kPa求几个特殊点的弯矩：(见上表)锚杆处的弯矩：52.335kN.m桩顶下剪力为0处弯矩(基坑上最大弯矩)：720.77kN.m桩底最大弯矩：274.07kN.m桩的各个截面配筋：采用等效截面配筋法配筋，则：锚杆处点：弯矩为：求得x=8.824As选配420主筋桩顶下剪力为0处(基坑上最大弯矩处)：弯矩为：求得x=129.67As选配420+1025主筋3.桩底最大弯矩：弯矩为：求得x=47.15As选配420+325主筋4.最大剪力处：最大剪力Vmax复核截面尺寸：>Vmax(满足要求)计算是否需要配置箍筋：0.7<Vmax(需要配置)是否可以配置螺旋箍筋：(可设计成螺旋箍筋)求As假定=0.0035,则选用420+1025主筋箍筋选用10Ass0=Ass0>0.25As=989.1mm2(满足取S=80mm,40<=S<=80,S<0.2dcor=112mm(满足构造要求)其它各边的情况见下表：锚杆处点As选配桩顶下剪力为0处As选配桩底最大弯矩As选配最大剪力处选配(箍筋)2386.4234205677.33420+10252064.53420+325103262.314201878.2420+225781.99420104415.764206259.54420+11251967.88420+225105374.864205460.91420+10251693.48420+22510因为根据计算所得的主筋已满足弯矩要求，箍筋满足抗剪要求，架立筋只是用来满足圆型钢筋笼构造要求，考虑实际情况，所有桩架立筋全部采用16筋，箍筋采用10。各类边的钢筋在桩中的具体配置见下面三个表：二类边：区段主筋架立筋箍筋0—3m42016103—9.37m420+10259.37—16.88m420+32516.88—17.122m420通长420三类边：区段主筋架立筋箍筋0—3m42016103—5.786m420+2255.79—9.97m4209.97—10.19m420通长420四类边：区段主筋架立筋箍筋0—3m42016103—9.406m420+11259.406—17.149m420+22517.15—17.41m420通长420五类边：区段主筋架立筋箍筋0—3m42016103—9.366m420+10259.366—16.91m420+22516.91—17.153m420通长420由表可以看出，主筋配置：0—17.122m配通长主筋，420；3—9.37m配420+325；9.37—16.88m配420+1025；16.88—17.122m配420；由于按等效矩形截面法配置钢筋，需要将钢筋集中在受力处，即主筋分布在受拉区，截面图如下：受拉钢筋排列总长，,中心O点到最外面的一根钢筋的距离又根据三角函数关系有又因为故=90所以在圆型截面中主筋配置于受拉区90○范围内，为了充分利用钢筋，根据受力特点在90○范围内中间主筋间距根据实际情况应该密一些，两边稍疏一些。桩顶位移，对于有锚杆支护，应该考虑锚杆钻孔效应，取锚杆中心下0.5m处作为固端：求出最小配筋率=，若计算出的桩顶位移满足要求，则配筋符合，是安全的。EI计算：，,,，，，，位移计算：fA1fA2fA3乘上桩间距2.2m后fA为0.01122mm锚杆设计：锚杆设计参数：锚杆与水平方向的夹角=20○，钻孔直径D=0.16m,则锚杆拉力N锚杆长度：将地面荷载折算成土的高度得h/,先设锚固端长10m,AB所以锚固端长度其中K—为抗拔安全系数，一般沙土中取1.2—1.3，黏土中1.3—1.4，因为本设计中土层大部分为卵石层，故取1.3；K0—为土层系数，一般沙土中为1，黏土中为0.5，根据本设计土层的实际情况，取0.85。得出==12.4m锚杆全长：5.15