基坑桩锚设计计算过程手算

FGH段地层信息：基坑深,桩锚支护，第一排锚杆,第二排在处，角度30°。地层天然重度粘聚力内摩擦角土体与锚固体粘结强度原则值填土121230粉质粘土301860全风化砾岩4522100土压力系数地层KaKaKpKp1填土2粉质粘土3全风化砾岩一、)基坑示意图：基坑外侧主动土压力计算以下：填土：填土顶部主动土压力强度：p上a1=qka1-2c1ka1=填土底部的主动土压力强度：p下=粉质粘土：粉质粘土顶部的主动土压力强度：pa2上=（r1*h1+q）=粉质粘土底部的主动土压力强度：pa2下=（r1*h1+r2*h2=临界深度：Zo=2c1/r1ka12）第一层锚杆计算：基坑开挖到，设立第一排锚杆的水平分力为T1。此时基坑开挖深度为h=5.2m基坑外侧底部的主动土压力强度：pa1坑底=（r1*h+q）ka1-2pp1坑底=2cpp1下=r1（h1-h）kp1pa1下<pp1下知铰点位于坑底与填土层间：设铰点为o,距离坑底ym.ppo=ppo=r1ykp1+2c1kp1=pao[q+2）设立第一排锚杆的水平分力为T1，铰点以上土层及锚杆力对铰点起矩平衡。土压力作用位置拟定：三角形分布：hai=梯形分布：hai=即：基坑内侧被动土压力作用点位置：（梯形分布）hp1=ppo=r1ykp1+2c1kp1hp1=[+/3x+基坑外侧主动土压力作用点位置：（三角形分布）hao=13（h+y-已知，h=,y=,z即：hao=1第一排锚杆作用点离起矩点位置：L=h+y-d=+为锚杆离地面距离)基坑内侧被动土压力合力：EP=Ppi+即，EP=yx(ppo+基坑外侧主动土压力：Ea=Pai+Ea=(h+y-z0）T1(h+y–d)+EP代入数据：4.66T1+T1此时，基坑开挖至设计深度h坑底）基坑内侧被动土压力强度：pp1坑底=2pp1下=r1（h1-h坑底）kp1+2c1kp1=xpp2上pp2下=[r1（h1-h=[基坑外侧主动土压力强度：pa1坑底=（r1*h坑底+q）ka1pa2上=（r1*h1+q）kpp1下<pa1下故，假想铰点为两层土的交界处，设为M点，距基坑底为.）设立第一排锚杆的水平分力为T2土压力作用位置拟定：三角形分布：hai=梯形分布：hai=基坑内侧被动土压力作用点位置：（梯形分布）hp1=hp1=[(基坑外侧主动土压力作用点位置：（三角形分布）ham=13（h1ham=1第一排锚杆作用点位置：lm1=h1-d=第二排锚杆作用点位置：l基坑外侧主动土压力：Ea=Pai+pa1下=（r1h1+q）ka1-2c1ka1==EP=pppp1坑底=pp1下=r1（h1-h坑底）k即：T2lm2+T有：5.8T2+得：T四）桩嵌固深度计算：）基坑开挖至设计深度时，据上成果知铰点假想为土层交接点M点，则该处的剪力计算以下：根据水平方向上的平衡：即：EP1+T1+vm=++=设桩底端为N点，桩底距M点距离为hmn）土压力合力计算：桩内侧被动土压力合力：EP=pp2根据有：pp2上=r1（h1-=+=.pp2m下=[r1（h1=[hmnhmnEEa=（ppa2上=（r1*h1xpa2m下r1h1r2hmn桩内侧被动土压力作用点计算：hpm=得，hpm=桩外侧主动土压力作用点计算：ham=得，ham=剪力vm的作用点位置为lm桩MN段对桩底N点起矩平衡：vm.lm+Ea.即，vm.hmn+[hmn+5.23=[193.53hmn+18.76解得，hmn则嵌固深度,t=3.2+1.63=4.83入土深度增大系数r0即，桩的嵌固深度，t'=）第一步开挖第一次开挖到第一排锚杆下即处。ppp1下=r1h'kp1+2c1kEa1=（pa1上ppu下=r1hukppau下=[r1(h=[hu+2.7)+20]huEaEP1解得，hu有，pau下=[r1(hu+h坑底）+q)ppu下=EP1uhau=hpu=hau=+hpuEa1pa1Q下=[=[+20]Ea1Ea使得，E即，解得x又，haQ=1Q点弯矩可计算MQ=ppp=18.3EP=pEP1Rp=[+y)+20]Ea1Ea1即解得，y=ppEEP1haR=13(h开挖+y-zM=七）第三次开挖至设计深度，知在开挖基坑面上下各有一种剪力为0的点。因，p下a1坑=（r=ha坑EaE即，在该基坑底面与第二排锚杆之间存在剪力为0的点，设为U，该点到基坑底面的距离为x。pa1U下=[r=[+20]Ea1Ea1uhaU=haUEU点处的弯矩，Mpp1坑底pp1下=r1（h1-=xEPp下a1=（r1=Ea1EP1T1+Tpa2w下=[=[pa2上=r1h=Ea2w=pa2w下+pEEPEp2EP1+E+[++y/2]=+++[++y/2]解得，y=W点处的弯矩，hhhppp2w下hpha1hahpa2上=pMw=Ea=八）锚杆计算：）锚杆配筋：Nk=(RiN=N≤fNkN：锚杆轴向拉力设计值Sh：fpy:预应力筋拉强度设计值A第一排锚杆：N1=rorfN第二排锚杆：N1=rorfN）锚杆自由端长度：φm=12lα1α2第一排锚杆的自由端长度：lf1≥llf第二排锚杆的自由端长度：lf2≥llf锚杆固定端长度：RKt:锚杆抗拔安全系数（）NKRK：RK=d:锚固体直径（150mm）qsik：锚固体与第li：锚杆的锚固段在第）第一排锚杆：RK1≥RK1=πd8sin30°因，锚杆锚固段在填土中的长度为ldldRK1=π++100ld因此，第一排锚杆的锚固长度为++=）第二排锚杆：RK2≥6sin30°=第二排锚杆锚固段在填土中的长度：ld1=第二排锚杆锚固段在第二层土中的锚固长度：ldRK2=π++100得ld因此，第一排锚杆的锚固长度为++=第一排锚杆总长度L1第二排锚杆总长度L2=6+=，锚杆长度取，九）桩身设计：已知单位宽度最大的弯矩M’=,,支护桩直径D=，桩间距,选用C30混凝土，基坑为一级支护基坑。桩身弯矩设计值M=γ0rFM’s支护桩的截面积：A=πd2=3.14x5002=αs=M/(fc×A×r)=查表可得，rAs=(ξ×fc×A)/fy=mmA十）桩锚设计验算：抗倾覆安全系数：K第一排锚杆锚固力：T1‘=T2‘T1''=第二排锚杆材料抗拉力：T2''=锚杆轴力取锚杆杆体与土层间的锚固力与锚杆材料抗拉力最小值。取，轴力T1=289.381.8填土：填土顶部主动土压力强度：p上a1=qka1-2c1ka1=粉质粘土：粉质粘土顶部的主动土压力强度：p