排桩加双层锚杆支护结构设计

1、 排桩加双层锚杆支护结构设计2.1工程概况 某工程，主楼为14层，高度为46m;裙楼为6层，均采用框架结构，建筑面积36000。主楼地下2层，裙楼地下1层，筏板基础。基坑最大开挖深度为8m。该工程南侧距道路12m，西侧紧邻某5层住宅楼，基坑距建筑物外墙最远处为19m，最近处为14m;距建筑物外侧围墙最远处为12m，且该住宅楼北侧有一平房距基坑仅为8m(图1)。基坑开挖深度为8m。基坑安全等级按二级考虑，基坑周围地表均布荷载按25kPa考虑。距支护桩外侧距离为。2.2 设计依据（1）建筑基坑支护技术规程（JGJ120-2012）（2）混凝土结构设计规范（GB50010-2012）（3）建筑地基基

2、础设计规范（GB50007-2012）（4）建筑桩基技术规范 （JGJ 94-2008）2.3 工程地质及水文地质条件分析2.3.1工程地质 该场地地层自上而下依次为:杂填土:成分为粉质粘土、灰渣及碎砖、瓦片等，结构松散;粉质粘土:灰黑色，软塑流塑，饱和;粘土:棕红褐色，可塑硬塑;残积土:灰绿色，可塑硬塑，中密，很湿，为闪长岩风化。2.3.2 土层物理性质指标表1 土层主要物理力学指标土层土层名称填土218.0128.0 粉质粘土2+0.1*8=2.817.41.379.5粘土2+0.1*10=318.89.7307.4残积土1017.35.721.49.22.3.3 地下水地下水位高:地下水

3、位距天然地坪仅为1. 4m，且基坑要经过整个雨季后才能回填。2.4 方案选择 根据场地的工程地质和水文地质条件，最后决定采用深层搅拌桩作为帷幕隔水基坑支护结构的类型应根据基坑周边环境、开挖深度、工程地质条件与水文地质、施工作业设备和施工季节等条件综合考虑。桩锚支护课用于不同深度的基坑边坡，支护体系不占用基坑边坡范围内的空间。考虑到本工程周边场地较为广阔，土质也较好，土层锚杆抗拔力较大，具有应有土层锚杆的条件，采用桩锚支护。支护桩桩顶在自然地面以下1m，第一排锚杆设在地面下3m，第二排锚杆设在地面下6m，水平距离为1.5m，两排锚杆上下错开。2.5 支护结构设计计算过程（1）支护结构受力计算（采

4、用等值梁法逐层计算，包括锚固力、桩的嵌固深度、桩长、最大弯矩值及其作用点位置）；（2）锚杆设计计算（包括：确定锚杆的层数、间距、倾角、计算锚杆的轴力、以及锚杆长度和端面尺寸等）。（3）桩身配筋计算；按照超载作用下水土压力计算的方法，根据朗肯土压力计算理论计算土的侧向压力，计算时不考虑支护桩与土体的摩擦作用。地下水以上的土体不考虑水的作用， 地下水以下的土层根据土层的性质差异需考虑地下水的作用。土层水平荷载计算依据建筑基坑支护技术规程JGJ 120-2012主动土压力计算 1）对于地下水位以上或水土合算的土层 （3.4.2-1） (3.4.2-2) （3.4.2-3） (3.4.2-4) 式中：

5、 pak支护结构外侧，第i层土中计算点的主动土压力强度标准值(kPa)；当 pak 0时，应取pak0；ak、pk分别为支护结构外侧、内侧计算点的土中竖向应力标准值(kPa)，按本规程第3.4.5条的规定计算；Ka，i、Kp，i分别为第i层土的主动土压力系数、被动土压力系数；ci、ji第i层土的粘聚力(kPa)、内摩擦角()；按本规程第3.1.14条的规定取值；ppk支护结构内侧，第i层土中计算点的被动土压力强度标准值(kPa)。主动及被动土压力系数表土层厚度（m）120.760.871.321.158.022.80.720.851.401.189.5330.770.881.301.147.4

6、4100.720.851.381.179.2注：此设计的土层厚度由工程地质剖面图得到（1） 人工填土层（2m）基坑外侧竖向应力标准值： 水平荷载标准值：计算结果小于0，取=0水平合力：水平荷载作用点离该土层底端的距离：（2） 淤泥质粉质粘土土层（2.8m）基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值： 水平荷载：水平荷载作用点离该土层底端的距离：(3)粘土层(3m)粘土层(3m)分成两部分（开挖面以上2m和开挖面下1m）1)按照规范：基坑开挖位于地下水位对于粉土及粘土：深度以上土的加权平均天然重度；求得 开挖面以下（）开挖面以上（）基坑外侧竖向应力标准值： 水平荷载标准值： 水平荷载：水平荷载作用点

7、离该土层底端的距离：（4）残积土层（）基坑外侧竖向应力标准值：水平荷载标准值： 水平荷载：水平荷载作用点离该土层底端的距离：水平抗力计算基坑底面以下水平抗力计算的土层为：第层土（粘土层m）、第层土（残积土层m）。计算依据和计算公式：土层水平抗力计算依据建筑基坑支护技术规程JGJ120-99（1） 基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算：1）对于碎石土及砂土,基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算： 式中 作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值； 第层土的被动土压力系数。2）对于粉土及粘性土，基坑内侧水平抗力标准值按下列规定计算： （2）作用与基坑底面以下深度处的竖向应力标准值按下式计算： 式中深

8、度以上土的加权平均天然重度。（3）第层土的被动土压力系数应按下式计算 （4）第层土的水平抗力为： 式中 第层土土层顶部的水平抗力标准值； 第层土土层底部的水平抗力标准值； 第层土的厚度； 预应力锚索的水平间距。各层土水平抗力计算（1）粘土层（）作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值： 水平抗力标准值： 水平抗力： 水平抗力离该土层底端的距离：（2）残积土层（）作用于基坑底面以下深度处的竖向应力标准值： 水平抗力标准值： 水平抗力： 水平抗力离该土层底端的距离：由以上计算步骤可得K12的水平荷载、水平抗力如下图所示支点力计算（1）计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离：基坑底

9、面水平荷载标准值：=KN/m由 可得：=+（-）/hc1 求得：（2）计算支点力：计算设定弯矩零点以上基坑外侧各土层水平荷载标准值的合力之和：其中，设定弯矩零点位置以上第4层土的水平荷载 其作用点离设定弯矩零点的距离：Ea4=71.01 0.193=13.71KN嵌固深度验算验算准则为：，则嵌固深度设计符合基坑的受力要求。基坑外侧水平荷载标准值合力之和： 各土层水平荷载距离桩底面的距离为： 的作用点距离桩底的距离：基坑内侧水平抗力标准值合力之和：各土层水平荷载距离桩底面的距离为： 按上述计算方法可得：的作用点距离桩底的距离：嵌固深度验算 满足要求！b.锚杆设计计算（包括：确定锚杆的层数、间距、倾角、计算锚杆的轴力、以及锚杆长度和端面尺寸等）。c.桩身配筋计算；d.冠梁、腰梁设计计算；e.桩锚支护结构整体抗滑稳定性验算（按工况用圆弧滑动条分法进行整体稳定性验算）；f. 桩锚支护结构抗倾覆稳定性稳定性验算；g. 桩锚支护结构抗隆起稳定性验算；h.抗渗流（或管涌）稳定性验算（7）施工要求及施工说明；（8）施工监测及其他说明。5.2 施工图完成施工图，要求内容包括：（1）基坑平面布置图；（2）基坑剖面图；（3）基坑立面图；（4）基坑支护结构主