工程技术文件报审表
B1-07（A1监）
工程名称 哈尔滨职业技术学院新建学生宿舍楼2#基坑支护 编号 01
致：（监理单位）
现报上关于哈尔滨职业技术学院新建学生宿舍楼2#基坑支护工程技术文件，请予以审核。
序号 名称及类别 编制人 1 哈尔滨职业技术学院新建学生宿舍楼2#基坑支护
技术负责人（签字）：
施工单位名称：申报人（签字）：2012年5月12日 监理工程师审查意见：
监理工程师（签字）：年月日
总监理工程师审核意见：
监理单位名称： 总监理工程师（签字）：年月日
施工组织设计审批表
C2-01-2
工程名称 哈尔滨职业技术学院新建学生宿舍楼2#基坑支护 编制人 商健 部门 审批意见 责任人 项
目
经
理
部
审
批 项目负责人：
年月日 技术负责人：
年月日 质量负责人：
年月日 安全负责人：
年月日 公
司
级
审
批 技术部门负责人：
（公章）
年月日 质量部门负责人：
（公章）
年月日 安全部门负责人：
（公章）
年月日 生产部门负责人：
（公章）
年月日 总工程师：
（公章）
年月日 监理
（建设）
单位
审批 监理工程师：
年月日 总监理工程师（建设单位负责人）：
（公章）
年月日
哈尔滨职业技术学院
新建学生宿舍楼2#基坑支护方案
黑龙江龙华岩土工程有限公司
二0一二年五月
工程概况：
工程名称：哈尔滨职业技术学院新建学生宿舍楼2#基坑支护
工程地点：哈尔滨市香坊区哈平路217号
建设单位：哈尔滨职业技术学院
设计单位:哈尔滨工业大学建筑设计研究院
结构形式：框架结构
拟建工程为哈尔滨职业技术学院新建学生宿舍楼2#楼，建筑物呈“L”形，因建筑物场地为坡地，基坑深度-2.0m---8.9m，因现场狭小，基坑两侧为施工道路，基坑另二面为空旷无道路和相邻建筑物，针对现场实际开挖情况，节约工程造价，保证安全合理布局，综合考虑：
1）1-1剖面基坑最深处为-8.9m，最浅处为-7.0m，采用H型钢板桩+锚杆支护体系，桩长12m，间距0.7m，共设二排锚杆，第一排锚杆标高在-3.0m，长度18m、第二排锚杆标高在-6.0m，长度17.0m。
2）2-2剖面基坑为-6.3米，采用H型钢板桩+锚杆支护体系，桩长12m，间距0.7m，共设一排锚杆，锚杆标高在-3.0m，长度18m。
3）3-3剖面基坑深度5.0-2.0m，采用自然放坡，放坡系数1：0.75。
二、地质参数取地质报告，(其中地质报告中没有提供数据，表内数据为经验值)
地质勘探数据如下：
序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(°)m(kN/m4)计算方法土类型
11.2019.005.005.00500水土合算填土
21.3019.4037.0023.7012564水土合算粘性土
33.0019.0020.0019.207453水土合算粘性土
42.0019.4030.0021.009720水土合算粘性土
56.0019.2025.0021.509595水土合算粘性土
62.5019.0018.0016.005320水土合算粘性土
表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(°)。
三、设计依据
1、建设单位提供的地质勘察报告书；
2、建设单位提供的建筑基坑周边环境条件；
3、执行规范
⑴、《建筑基坑支护技术规范》JGJ120—99
⑵、《混凝土结构设计规范》GB50010—2002
⑶、《建筑地基基础施工质量验收规范》GB50202—2002
⑷、《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204—2002
⑸、《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300—2001
⑹、《钢筋焊接及验收规程》JGJ18—2003
⑺、《建筑工程安全检查标准》JGJ59—99
四、H型钢板桩支护参数
H型钢板桩+锚杆支护体系，桩长12m，间距0.7m，锚筋采用1860钢绞线，2?15.24，注素水泥浆，腰梁采用2工字16，用锚具锁定。预应力张接140kN。
支护结构详见“基坑支护剖面图
五、设计方案
（一）、设计原则
1、根据不同的周边环境采用不同的设计方法，力求基坑安全；
2、在保证基坑安全的前提下，选用经济适用的支护方案；
3、在保证安全经济的前提下充分考虑现场实际情况，尽量缩短工期。
（二）、方案选择
根据场地的地质条件和基坑周边的实际情况，结合我公司多年的施工经验，基坑周边附加荷载：
1-1剖面和2-2剖面采用H型钢板桩+锚杆支护体系，坡顶超载取30Kpa,支护重要性系数取1.0，桩长12m，间距0.7m，1-1剖面设二排锚杆，第一排锚杆标高在-3.0m，长度18m；第二排锚杆标高-6.0m，长度17m。2-2剖面设一排锚杆，标高位置在-3.0m，长度18m。3-3剖面采用自然方坡，方坡系数为1：0.75，并在坡面喷射5cm厚C20砼。
（三）、基坑稳定边界条件：
1、地质参数如实反映地质情况；
2、建筑物周边环境提供必须真实可靠；
3、建筑物基坑周边附加荷载不能超过设计值；
4、支护结构在工作有效期内不能破坏，如遇结构需要占用时应请有关专家进行技术论证。
5、本设计未考虑地下管网、暗沟跑水、漏水等意外现象，施工过程如发生上述现象其设计参数及支护类型需调整变更。
六、方案优化
1、设计标高为相对标高，相对标高相对自然地面标高；
2、、H型钢设置锚杆控制变形，保证相邻建筑物安全；
3、加长锚杆长度为了提高抗倾覆安全性；
4、施工时，分步开挖不影响中间土方开挖，施工与挖土形成流水作业。
七、基坑支护信息化施工
1、基坑周边特别是相邻建筑物在适当位置设置沉降观测点，基准点设在基坑破裂面以外。
2、在坡顶上设置基坑水平位移观测点，对钢板桩水平位移进行监测。
3、基坑进行第一步土方开挖时，即进行观测并记录，具体监测操作应由具有监测资质单位进行监测记录，反应土体变化。
4、基坑开挖完成，后每两天进行一次观测并详细记录，对重要部位要加密监测，周边建筑物沉降及基坑位移情况向现场业主办公室和现场项目监理部汇报。施工方案
一、H型钢桩施工
1.1、定位放线：
按施工图首先确定基坑开挖边线，用白灰撒线确定基坑范围，然后在白灰线上按间距700mm确定H型钢桩位置，并定白灰点。
1.2、H型钢桩运输堆放：
施工前，按事先确定好的施工顺序将半成品桩运输至指定位置，应以打拔桩机以最短时间完成一次打桩确定最佳堆放位置，以堆放中心到支护位置距离10~20m为宜。
1.3、H型钢接桩
该工程设计桩长为12m，现场需进行接桩时，甲方提供电源接桩，接桩质量严格执行有关规范规定，且接口处必须满足该桩的抗弯抗剪要求，接桩垂直度偏差应控制在0.5%L范围内，焊口应打坡口满焊，且焊口位置尽量避免发生在弯矩最大处，
1.4、打桩：
用液压振动打桩机将12m长钢桩自行吊起按施放好的桩位进行振动压入，压入桩的垂直度控制在1%L范围内，且保持桩上表面在同一标高内，并与地面平齐。
1.5、拔桩：
工程达到±0时进行拔桩，边拔桩边回填，拔桩采用间隔式拔法，以避免大面积破坏原状土，如没有条件就直接回填不拔钢桩。
二、锚杆施工方法和技术措施
2.1定位放线→钻孔→清理孔口残土成孔→安放钢筋绑扎注浆管→搅浆→注浆→测定标高上梁位置→补浆→上槽钢→预应力张拉。
2.2施工操作要求：
2.2.1钻孔：技术人员先定位，操作人员锚杆机调整角度按角度15钻孔，钻孔边钻边清土，钻到设计深度。
2.2.2钢绞线制作与安放，按设计长度下料，每隔2米，放定位支架，自由段处用塑料布裹好，安放保证钢绞线居中，保护层不小25mm。
2.2.3水泥浆制备：搅浆前现场技术员进行交底，具体过程如下：
加水至规定高度启动搅浆机→水泥按规定数量加入→搅拌3-5min，如有要求加外水剂的按要求加入外加剂，搅浆时在搅浆罐上和放浆口处必须安设14-18目筛过滤，贮浆池的水泥浆需不停的搅动，防止沉淀硬化等。
2.2.4注浆
后台搅浆投料时，由专人监督其投放数量和外加剂数量和搅拌时间。。
浆液放入贮浆池后，由专人看管其搅浆，备料，注浆时泥浆泵及补浆压力由专人负责，其它人不得任意操作。注浆压力在1-3mpa
贮浆池内浆液不能超过水泥初凝时间否则不得使用，水灰比0.6，
技术员严格检测，不得任意更改其水灰比。
第一次注浆把孔口堵严在防浆流失，第二次补浆时间用水泥袋
堵孔。
补浆：采用与注浆相同比重的水泥装进行补浆，由技术人员控
制水泥浆比重，补浆应在水泥浆初凝前完成。
2.3安放槽钢
腰梁采用2工字16保持在同一水平面，有特种情况特殊处理。
2.4张拉
工程锚杆灌浆后不少于7天75%方可进行锚杆试验。锚杆试验采用工程用锚杆进行锚杆抗拔试验，锚杆抗拔验收试验依照国家规范要求进行。锚杆验收试验加荷等级及锚头位移测读间隔时间应符合下列规定：初始荷载取锚杆轴向拉力设计值的0.1倍；在每级加荷等级观测时间内，测读锚头位移不应少于3次；达到最大试验荷载后观测15min，卸荷并测读锚头位移
4.1、锚杆在遇到回填土或毛石障碍物时可水平调整间距。
4.2、水泥浆比重在1.6-1.7之间用比重计测量。
4.3、注浆，喷射混凝土，水泥要用早强型32.5R。
4.4、混凝土各种原材料需计量进行搅拌，保证混凝土强度等级不低于C20，喷射砼层面完成后，需养护10h.
4.5、如果在喷射砼过程中遇下雨，保证砼喷射质量，用彩条布覆盖。
五、安全保证措施
5.1、建立健全安全管理机构，项目经理部安全领导小组按其职能对本工程监理实行安全管理。
5.2、进入施工现场的各种人员，必须进行安全教育、安全交底方可操作
5.3、严格执行本单位本工种的安全管理制度，对违反者要严格按制度办理，严重者停止工作。
5.4、施工现场用电一律采用三相五线制，两级保护，一机一闸，电闸上锁，挂牌作业。非本工种人员、无证人员严禁作业。
5.5、机械工、电工、电焊工持证上岗，并熟悉掌握触电紧急救护知识。
5.6、安全员每天必须多次检查边坡稳定情况，并向领导汇报。如发现异常情况马上停止施工，待事情处理安全可靠后方可施工。
5.7、建立组织机构，制订应急措施。
5.8、建立一套完备的施工现场安全汇报体系，每次施工中都详细记录各种不安全隐患，及时整改有效控制事态。
5.9、施工过程中始终坚持“安全第一”的安全思想，有任何安全隐患的施工都必须禁止。
5.10、积极配合建设单位作好施工安全管理工作。
六、文明施工措施
6.1、提高全员的整体素质，严格遵守各项国家、地方、法规及制度，文明施工。
6.2、现场内设立文明施工宣传教育标牌及各种警示标志、标语，保证施工所需标记齐全。
6.3、施工时临时便道要经常洒水防止扬尘。
6.4、材料堆放合理有序，不阻碍交通。
6.5、施工场地保持平整、整洁、注意环境保护，及时清理现场。
6.6、净化生活环境，反对污言秽语、酗酒滋事，杜绝一些不良行为的发生。
七、保证工期措施
7.1、在施工中，除了安全、质量两大指标外，一切都要服从工期指标，并应根据此指标要求，制定施工进度保证措施。
7.2、负责生产的项目经理对整个工程进度要统筹全局，在生产指挥中，要结合施工关键部位，合理布置机械设备，协调好各工序的相互配合，以保证施工顺利进行。
7.3、动力维修人员加强对锚喷机、钻机的监护与检查，时刻注意设备的运行情况，保证设备的正常运转工作。
7.4、供应部门要保证原材料供应及时，避免由于原材料的原因影响施工进度，项目经理要根据日完成工作量，计算出日所需的材料量，及时组织进料，材料的储备量不得小于5天的消耗量。
八、基坑位移观测与监测
1、基坑观测目的
深基坑的安全与稳定直接关系到基坑本身及邻近建筑物、基坑周边道路和邻近地下管线的安全，根据深基坑支护有关规范要求：结构主体地下部分施工阶段必须对基坑支护系统和周边环境进行监测。由于岩土工程的复杂性，深基坑支护系统受到许多难以确定因素的影响，因此，在施工过程中加强水平位移监测，及时掌握支护系统及周围环境动态变化，应用监测所得的信息指导施工，是施工过程科学化、信息化，确保支护系统和周围环境安全的重要措施。
2、监测标准与依据
（1）《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99)
（2）《建筑变形测量规范》（JGJ/T-8-97））4.1、监测内容
（1）支护结构侧向位移。
（2）周围建筑物和管线的观测。
4.2水平位移量测
（1）采用视准线法，在基坑边缘设置几条视准线，在视准线两端设置基准点，在线上设位移观测点。基准点设在稳定地点，观测点设在支护结构上，测量时用经纬仪测各位移观测点相对视准线的偏离值，即测点水平位移值。
（2）观测点布置。
沿基坑坡顶布置，间距20m布置一个，在受力最不利部位布置测点，测点用水泥砂浆将觇标（带刻划的读数尺子）固定在支护结构上，方便观测。由于基坑施工条件复杂，测点容易受到破坏，所有测点必须做得牢固，配醒目标志，并与施工方密切配合，确保其安全。
（3）观测
位移观测从基坑挖土开始，基坑开挖期间，每天、每挖一步土观测一次，当位移变化较大或有突变时，加密观测次数，混凝土底板浇筑后可减少为每周一次。每次测量应对基准点和测点进行检查，保证测量数据稳定可靠。测量员及时将现场实测数据处理后反馈给现场管理人员，及时进行险情预报。
由有经验的技术员进场进行施工现场肉眼巡视，检查支护结构施工质量，基坑四周堆载，管道渗漏水，地面细微裂缝，周围建筑和管线裂缝（用钢尺测量），一旦出现问题及时处理。
九、基坑支护应急预案
1、基坑开挖和支护施工过程中，由于破坏了土层中的原有的应力平衡，坡面肯定会发生变形，直到达到新的平衡。因此为保证边坡的安全，需在边坡四周设置观测点，对坡面的位移进行观测；同时在整个施工过程中对地面和周围建筑物等注意进行观察。最大坡面变形量不超过3‰，当发现坡面的安全存在问题时，应采取相应措施：
1.1在施工过程中，就要进行预防，严格按设计施工方案进行施工，并在边坡建立相应的位移观测点；
1.2如观测点累计位移量超过3‰，应停止当前开挖，并对边坡进行加固处理；在位移超过2.4cm时应改采取特殊情况下的预案措施。超出该变化应该引起注意，应该加密观测频率。必要时改采取特殊情况下的预案措施。
1.3注意周边现场管线情况，杜绝管道水渗漏，护坡安全的最大隐患是水，为此施工过程中对少量地下滞水，一定要将其引出。同时对地表水亦应做好排水工作，不能使其渗入，特别是在基坑周围不得有渗水井的存在。若发现基坑四周有地下管线跑漏水的现象时，一定要将其处理妥当。
1.4当发现坡面位移较大时，现场应设专人24小时不间断的注意观测，发现问题及时通过有关技术人员进行处理。
2、基坑坍塌、裂缝等情况的紧急处理
（1）在土方开挖过程中，如出现滑坡迹象（如裂缝、滑动等）时，应立即采取下列措施：
1）暂停施工，必要时，所有人员和机械撤至安全地点；
2）通知现场管理人员，迅速采取处理措施，如用挖掘机在坡脚迅速回填；
3）根据滑动迹象设置观测点，观测滑坡体平面位移变化，并做好记录。
4）及时组织专家对基坑支护方案进行评审论证，安排下一步工作。
（2）局部坍塌
在土层中开挖时，如果裸露时间较长，极易失去水分，受到扰动会使土层成片剥落。为减少对土层扰动机会，缩短清坡到支护时间，将开挖分段长度减到10～15m一段，并改变施工工序，清坡后，立即编网并喷射混凝土。
（3）地表裂缝
在整个施工开挖过程中，应连续观察邻近地表、地物的开裂、变形情况。一般情况下，地表发生细小裂缝和紧靠基坑的一般建筑物出现装修层的轻微开裂可以视作正常，但必须密切追踪发展趋势并及时采取特殊处理措施。当裂缝出现不断加速发展并延伸时，必须停止原定施工过程，修改支护参数并及时加固。当基坑顶部的侧向位移与当时开挖深度之比超过3‰时，应密切加强观察并及时对支护采取加固措施，必要时增用其它支护方法。
十一、主要资源配备
1、主要机械设备计划
序号 名称 规格 单位 数量 1 注浆泵 ZP-5 台 1 2 搅浆机 ZL—500 台 1 3 电焊机 10kw 台 4 4 切断机 台 1 5 调直机 台 1 6 喷射机 台 1 7 液压打桩机 台 1 2、主要劳动力计划
序号 项目 工作内容 单位 数量 1 喷射手 喷射砼 人 2 2 电焊工 钢筋焊接 人 4 3 力工 成孔、注浆、编钢筋网、砼搅拌、 人 30
1-1剖面钢板桩规范计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
1.地质勘探数据如下：
———————————————————————————————————————————
序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(°)m(kN/m4)计算方法土类型
11.2019.005.005.00500水土合算填土
21.3019.4037.0023.7012564水土合算粘性土
33.0019.0020.0019.207453水土合算粘性土
42.0019.4030.0021.009720水土合算粘性土
56.0019.2025.0021.509595水土合算粘性土
62.5019.0018.0016.005320水土合算粘性土
———————————————————————————————————————————
表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-27.00m，基坑内侧水标高-27.00m。
2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-8.90m，
支撑分别设置在标高-3.00m、-6.00m处，
计算标高分别为-3.50m、-6.50m、-8.90m处。
侧壁重要性系数1.00。
桩墙顶标高-1.00m，
桩墙嵌入深度4.10m，
桩墙计算宽度0.70m。
桩墙顶标高以上放坡级数为1级坡。
——————————————————————————
序号坡高m坡宽m坡角°平台宽m
11.001.0045.000.00
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3.地面超载：
—————————————————————————————————————————
序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧0.0020.00----
2局部荷载基坑外侧0.0080.003.003.00
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将桩顶标高以上的土压力转换为均布荷载，根据放坡高度坡度为梯形局部荷载：
Q=19.00×1.00=19.00kN/m2
一、第一阶段,挖土深3.50m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：
第1阶段主动、被动水土压力合力图
1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高-1.00m，下部标高-1.20m
Ea1上=(19.00×0.00+39.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=23.59kN/m2
Ea1下=(19.00×0.20+39.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=26.77kN/m2
第2层土上部标高-1.20m，下部标高-1.50m
Ea2上=(19.00×0.20+19.40×0.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-30.07kN/m2(取0.0)
Ea2下=(19.00×0.20+19.40×0.30+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-27.59kN/m2(取0.0)
第3层土上部标高-1.50m，下部标高-2.50m
Ea3上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×0.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-27.59kN/m2(取0.0)
Ea3下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-19.32kN/m2(取0.0)
第4层土上部标高-2.50m，下部标高-3.00m
Ea4上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.00+39.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=5.93kN/m2
Ea4下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=24.19kN/m2
第5层土上部标高-3.00m，下部标高-3.50m
Ea5上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×0.00
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=24.19kN/m2
Ea5下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×0.50
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=28.99kN/m2
第6层土上部标高-3.50m，下部标高-5.50m
Ea6上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×0.50
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=28.99kN/m2
Ea6下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×0.50
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=28.99kN/m2
2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第6层土上部标高-3.50m，下部标高-5.50m
Ep6上=(19.00×0.00)×tg2(45+19.20/2)+2×20.00×tg(45+19.20/2)
=56.29kN/m2
Ep6下=(19.00×2.00)×tg2(45+19.20/2)+2×20.00×tg(45+19.20/2)
=131.52kN/m2
3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B=((131.52-56.29)-(28.99-28.99))/2.00=37.62kN/m3
d=0.00=0.00m
4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea=(23.59+26.77)×0.20/2.0+
(5.93+24.19)×0.50/2.0+
(24.19+28.99)×0.50/2.0
=25.86kN/m
D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma=23.59×0.20×(2.30+0.20/2.0)+(26.77-23.59)×0.20/2.0(2.30+0.20/3.0)+
(0.00-0.00)0.30/2.0(2.00+0.30/3.0)+
(0.00-0.00)1.00/2.0(1.00+1.00/3.0)+
5.930.50(0.50+0.50/2.0)+(24.19-5.93)0.50/2.0(0.50+0.50/3.0)+
24.190.50(0.00+0.50/2.0)+(28.99-24.19)0.50/2.0(0.00+0.50/3.0)
=20.57kN.m/m
5.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算：
合力Ea到D点的距离：
y=20.57/25.86=0.80m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为3.50m
考虑到规范的要求当桩埋深小于0.3倍的基坑深度时,桩埋深取0.3倍基坑深度：
L=2.50+0.3×3.50=3.55m
6.最大弯矩的计算：
而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax=0.00kN.m/m，发生在标高0.00m处；
最大负弯矩Mdmax=-29.89kN.m/m，发生在标高-4.15m处。
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
最大正弯矩Mumax=0.70×0.00=0.00kN.m，发生在标高0.00m处；
最大负弯矩Mdmax=0.70×-29.89=-20.92kN.m，发生在标高-4.15m处；
二、第二阶段,挖土深6.50m，支撑分别设置在标高-3.00m处，计算过程如下：
第2阶段主动、被动水土压力合力图
1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高-1.00m，下部标高-1.20m
Ea1上=(19.00×0.00+39.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=23.59kN/m2
Ea1下=(19.00×0.20+39.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=26.77kN/m2
第2层土上部标高-1.20m，下部标高-1.50m
Ea2上=(19.00×0.20+19.40×0.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-30.07kN/m2(取0.0)
Ea2下=(19.00×0.20+19.40×0.30+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-27.59kN/m2(取0.0)
第3层土上部标高-1.50m，下部标高-2.50m
Ea3上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×0.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-27.59kN/m2(取0.0)
Ea3下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-19.32kN/m2(取0.0)
第4层土上部标高-2.50m，下部标高-3.00m
Ea4上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.00+39.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=5.93kN/m2
Ea4下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=24.19kN/m2
第5层土上部标高-3.00m，下部标高-5.50m
Ea5上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×0.00
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=24.19kN/m2
Ea5下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=48.18kN/m2
第6层土上部标高-5.50m，下部标高-6.50m
Ea6上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×0.00+65.67)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=30.41kN/m2
Ea6下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×1.00+65.67)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=39.58kN/m2
第7层土上部标高-6.50m，下部标高-7.50m
Ea7上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×1.00+65.67)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=39.58kN/m2
Ea7下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×1.00+65.67)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=39.58kN/m2
2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第7层土上部标高-6.50m，下部标高-7.50m
Ep7上=(19.40×0.00)×tg2(45+21.00/2)+2×30.00×tg(45+21.00/2)
=87.30kN/m2
Ep7下=(19.40×1.00)×tg2(45+21.00/2)+2×30.00×tg(45+21.00/2)
=128.37kN/m2
3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B=((128.37-87.30)-(39.58-39.58))/1.00=41.06kN/m3
d=0.00=0.00m
4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea=(23.59+26.77)×0.20/2.0+
(5.93+24.19)×0.50/2.0+
(24.19+48.18)×2.50/2.0+
(30.41+39.58)×1.00/2.0
=138.03kN/m
D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma=23.59×0.20(5.30+0.20/2.0)+(26.77-23.59)0.20/2.0(5.30+0.20/3.0)+
(0.00-0.00)0.30/2.0(5.00+0.30/3.0)+
(0.00-0.00)1.00/2.0(4.00+1.00/3.0)+
5.930.50(3.50+0.50/2.0)+(24.19-5.93)0.50/2.0(3.50+0.50/3.0)+
24.192.50(1.00+2.50/2.0)+(48.18-24.19)2.50/2.0(1.00+2.50/3.0)+
30.411.00(0.00+1.00/2.0)+(39.58-30.41)1.00/2.0(0.00+1.00/3.0)
=262.83kN.m/m
5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
第1层支撑到D点距离：
a1=3.50m
第1层支撑反力：
E1=262.83/3.50=75.09kN/m
假设支座D点的支撑反力：
ED=138.03-75.09=62.93kN/m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为8.50m
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
E1=0.70×75.09=52.56kN
ED=0.70×62.93=44.05kN
6.最大弯矩的计算：
而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax=53.11kN.m/m，发生在标高-4.88m处；
最大负弯矩Mdmax=-32.38kN.m/m，发生在标高-7.45m处。
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
最大正弯矩Mumax=0.70×53.11=37.18kN.m，发生在标高-4.88m处；
最大负弯矩Mdmax=0.70×-32.38=-22.67kN.m，发生在标高-7.45m处；
三、第三阶段,挖土深8.90m，支撑分别设置在标高-3.00m、-6.00m处，计算过程如下：
第3阶段主动、被动水土压力合力图
1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高-1.00m，下部标高-1.20m
Ea1上=(19.00×0.00+39.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=23.59kN/m2
Ea1下=(19.00×0.20+39.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=26.77kN/m2
第2层土上部标高-1.20m，下部标高-1.50m
Ea2上=(19.00×0.20+19.40×0.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-30.07kN/m2(取0.0)
Ea2下=(19.00×0.20+19.40×0.30+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-27.59kN/m2(取0.0)
第3层土上部标高-1.50m，下部标高-2.50m
Ea3上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×0.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-27.59kN/m2(取0.0)
Ea3下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+39.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-19.32kN/m2(取0.0)
第4层土上部标高-2.50m，下部标高-3.00m
Ea4上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.00+39.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=5.93kN/m2
Ea4下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=24.19kN/m2
第5层土上部标高-3.00m，下部标高-5.50m
Ea5上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×0.00
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=24.19kN/m2
Ea5下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
+65.67)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=48.18kN/m2
第6层土上部标高-5.50m，下部标高-7.50m
Ea6上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×0.00+65.67)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=30.41kN/m2
Ea6下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×2.00+65.67)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=48.74kN/m2
第7层土上部标高-7.50m，下部标高-8.90m
Ea7上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×2.00+19.20×0.00+65.67)×tg2(45-21.50/2)-2×25.00×tg(45-21.50/2)
=54.27kN/m2
Ea7下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×2.00+19.20×1.40+65.67)×tg2(45-21.50/2)-2×25.00×tg(45-21.50/2)
=66.72kN/m2
第8层土上部标高-8.90m，下部标高-9.00m
Ea8上=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×2.00+19.20×1.40+65.67)×tg2(45-21.50/2)-2×25.00×tg(45-21.50/2)
=66.73kN/m2
Ea8下=(19.00×0.20+19.40×0.30+19.40×1.00+19.00×0.50+19.00×2.50
19.40×2.00+19.20×1.40+65.67)×tg2(45-21.50/2)-2×25.00×tg(45-21.50/2)
=66.73kN/m2
2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第8层土上部标高-8.90m，下部标高-9.00m
Ep8上=(19.20×0.00)×tg2(45+21.50/2)+2×25.00×tg(45+21.50/2)
=73.44kN/m2
Ep8下=(19.20×0.10)×tg2(45+21.50/2)+2×25.00×tg(45+21.50/2)
=77.57kN/m2
3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B=((77.57-73.44)-(66.73-66.73))/0.10=41.33kN/m3
d=0.00=0.00m
4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea=(23.59+26.77)×0.20/2.0+
(5.93+24.19)×0.50/2.0+
(24.19+48.18)×2.50/2.0+
(30.41+48.74)×2.00/2.0+
(54.27+66.72)×1.40/2.0
=266.88kN/m
D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma=23.59×0.20×(7.70+0.20/2.0)+(26.77-23.59)×0.20/2.0×(7.70+0.20/3.0)+
(0.00-0.00)×0.30/2.0×(7.40+0.30/3.0)+
(0.00-0.00)×1.00/2.0×(6.40+1.00/3.0)+
5.93×0.50×(5.90+0.50/2.0)+(24.19-5.93)0.50/2.0(5.90+0.50/3.0)+
24.192.50(3.40+2.50/2.0)+(48.18-24.19)2.50/2.0(3.40+2.50/3.0)+
30.412.00(1.40+2.00/2.0)+(48.74-30.41)2.00/2.0(1.40+2.00/3.0)+
54.271.40(0.00+1.40/2.0)+(66.72-54.27)1.40/2.0(0.00+1.40/3.0)
=734.48kN.m/m
5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
第1层支撑力取第2阶段的值：
E1=75.09kN/m
第1层支撑到D点距离：
a1=5.90m
第2层支撑到D点距离：
a2=2.90m
第2层支撑反力：
E2=(734.48-75.09×5.90)/2.90=100.49kN/m
假设支座D点的支撑反力：
ED=266.88-75.09-100.49=91.29kN/m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为11.40m
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
E1=0.70×150.19=105.13kN
E2=0.70×100.49=70.34kN
ED=0.70×91.29=63.90kN
6.最大弯矩的计算：
而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax=66.94kN.m/m，发生在标高-7.35m处；
最大负弯矩Mdmax=-111.32kN.m/m，发生在标高-10.80m处。
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
最大正弯矩Mumax=0.70×66.94=46.86kN.m，发生在标高-7.35m处；
最大负弯矩Mdmax=0.70×-111.32=-77.92kN.m，发生在标高-10.80m处；
钢板桩截面强度验算书
钢板桩最大弯矩为52.0kN.m
钢板桩最大剪力为45.8kN
钢板桩面积为6146mm2
钢板桩截面抵抗矩为610526mm3
钢板桩抗弯强度fy=215N/mm2
钢板桩抗剪强度fv=125N/mm2
钢板桩弯曲应力Sigma=M/W=52.0100000/610526
=85.2
抗弯强度合格!
抗剪强度一般不需验算!
计算书
土压力计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
1.地质勘探数据如下：
—————————————————————————————————————
序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(℃)M值计算方法
11.2019.005.005.00500.0水土合算
21.3019.4037.0023.7012564.0水土合算
33.0019.0020.0019.207453.0水土合算
42.0019.4030.0021.009720.0水土合算
56.0019.2025.0021.509595.0水土合算
62.5019.0018.0016.005320.0水土合算
—————————————————————————————————————
表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(℃)
2.基底标高为-8.90m，
支撑分别设置在标高-3.00m、-6.00m处，
计算标高分别为-3.50m、-6.50m、-8.90m处，
3.地面超载：
—————————————————————————————————————
序号布置方式作用标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载0.0020.00----
2局部荷载0.0080.003.003.00
—————————————————————————————————————
基坑侧壁重要性系数为1.00,为二级基坑
抗隆起、抗倾覆验算结果
按地基承载力验算抗隆起
计算的抗隆起安全系数为:2.84
达到规范规定安全系数2.00,合格!
按滑弧稳定验算抗隆起
计算的抗隆起安全系数为:2.63
达到规范规定安全系数2.00,合格!
基坑底最大隆起量为6.09cm
验算抗倾覆稳定
计算的抗倾覆安全系数为:2.28
达到规范规定安全系数1.15,合格!
内力及位移计算
采用m法计算
共2层支点，支点计算数据如下：
—————————————————————————————————————
序号水平间距(m)倾角(度)刚度(kN/m)预加力(kN)
11.4015.0011794.0100.0
21.4015.0011794.0100.0
—————————————————————————————————————
共计算3个工况,各支点在各个工况中的支点力如下(单位为kN)：
—————————————————————————————————————
10.0084.4863.04
20.000.00148.44
—————————————————————————————————————
全部工况下各支点的最大轴力如下(单位为kN)：
184.48
2148.44
各工况的最大内力位移如下：
—————————————————————————————————————
工况号桩顶位移最大位移最大正弯矩最大负弯矩最大正剪力最大负剪力
(mm)(mm)(kN-m)(kN-m)(kN)(kN)
114.3814.381.2-21.910.1-11.1
22.659.2237.1-19.831.8-27.1
3-1.9114.6352.0-21.845.8-40.9
—————————————————————————————————————
全部工况下的最大内力位移如下：
最大桩(墙)顶部位移为：14.38mm
最大桩(墙)位移为：14.63mm
最大正弯矩为：52.00kN-m
最大负弯矩为：-21.90kN-m
最大正剪力为：45.80kN
最大负剪力为：-40.90kN
锚杆计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
1.地质勘探数据如下：
————————————————————————————————————————————
序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(°)极限摩阻力(kPa)计算方法土类型
11.2019.005.005.0020.00水土合算填土
21.3019.4037.0023.7085.00水土合算粘性土
33.0019.0020.0019.2068.00水土合算粘性土
42.0019.4030.0021.0087.00水土合算粘性土
56.0019.2025.0021.5067.00水土合算粘性土
62.5019.0018.0016.0048.00水土合算粘性土
————————————————————————————————————————————
表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-27.00m，基坑内侧水标高-27.00m。
2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-8.90m，
支撑分别设置在标高-3.00m、-6.00m处，
计算标高分别为-3.50m、-6.50m、-8.90m处。
侧壁重要性系数1.00。
3.地面超载：
—————————————————————————————————————————
序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧0.0020.00----
2局部荷载基坑外侧0.0080.003.003.00
—————————————————————————————————————————
将桩顶标高以上的土压力转换为均布荷载：
Q=19.00×1.00=19.00kN/m2
4.锚杆设计参数：
————————————————————————————————————————————————
序号水平拉力(kN)标高(m)锚孔直径(m)锚固角度(°)锚杆间距(m)锚杆材料杆体直径(mm)安全系数
1143.40-3.000.1515.001.40钢绞线186015.001.30
281.60-6.000.1515.001.40钢绞线186015.001.30————————————————————————————————————————————————
一、第一阶段,第1层拉锚的计算：
参照规范要求，锚杆的水平拉力设计值取支点水平计算力乘以侧壁重要系数的1.25倍。
Td=1.25x1.0x143.40=179.25
1.锚杆轴向受拉承载力设计值计算公式
其中Nu为锚杆轴向受拉承载力设计值(kN)；
Td为锚杆水平拉力设计值，取179.25kN；
为锚杆与水平面的倾角，，取15.00。
经过计算得到锚杆设计的轴向拉力计算值
Nu=179.25/cos15.00o=185.57kN
2.锚杆锚固段长度计算公式
其中d为锚固段直径，计算中取150mm；
s为锚杆轴向受拉抗力分项系数，计算中取1.30；
qsik为锚杆穿过土层与锚固体的极限摩阻力标准值
锚杆锚固段长度的计算过程：
假定锚固段初始长度为一个大值,如100m，再按二分法原理快速逼近真解
计算出的锚固段长度Lm=12.94m
按土层分段验算锚固长度所提供的锚固力如下:
Lm=3.1415927x0.15x(4.66x68.00+8.28x87.00)/1.30≈185.57kN=Nu
3.锚杆自由段长度计算公式
其中Lt为锚杆锚固点与土压力强度零点间的距离。
锚杆自由段长度的计算：
Lf=5.90×sin(45o-18.71o/2)/sin(45o+18.71o/2+15.00o)=3.67m
按照国家规程构造要求，锚杆自由段长度小于5m时取5m。
4.锚杆总长度计算公式
锚杆总长度的计算：
L=5.00+12.94=17.94m
5.锚杆杆体计算公式
所需钢筋面积As=185570.00/1320.00=140.58mm2
所需钢绞线根数=140.58/137.44=1.02
取整，即1根
二、第二阶段,第2层拉锚的计算：
参照规范要求，锚杆的水平拉力设计值取支点水平计算力乘以侧壁重要系数的1.25倍。
Td=1.25x1.0x81.60=102.00
1.锚杆轴向受拉承载力设计值计算公式
其中Nu为锚杆轴向受拉承载力设计值(kN)；
Td为锚杆水平拉力设计值，取102.00kN；
为锚杆与水平面的倾角，，取15.00。
经过计算得到锚杆设计的轴向拉力计算值
Nu=102.00/cos15.00o=105.60kN
2.锚杆锚固段长度计算公式
其中d为锚固段直径，计算中取150mm；
s为锚杆轴向受拉抗力分项系数，计算中取1.30；
qsik为锚杆穿过土层与锚固体的极限摩阻力标准值
锚杆锚固段长度的计算过程：
假定锚固段初始长度为一个大值,如100m，再按二分法原理快速逼近真解
计算出的锚固段长度Lm=11.14m
按土层分段验算锚固长度所提供的锚固力如下:
Lm=3.1415927x0.15x(0.80x87.00+3.34x67.00)/1.30≈105.60kN=Nu
3.锚杆自由段长度计算公式
其中Lt为锚杆锚固点与土压力强度零点间的距离。
锚杆自由段长度的计算：
Lf=2.90×sin(45o-18.71o/2)/sin(45o+18.71o/2+15.00o)=1.81m
按照国家规程构造要求，锚杆自由段长度小于5m时取5m。
4.锚杆总长度计算公式
锚杆总长度的计算：
L=5.00+11.14=16.14m
5.锚杆杆体计算公式
所需钢筋面积As=105600.00/1320.00=80.00mm2
所需钢绞线根数=80.00/137.44=0.58
取整，即1根
2-2剖面钢板桩规范计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。监理工程师论坛http://bbs.job2299.com/
1.地质勘探数据如下：
———————————————————————————————————————————
序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(°)m(kN/m4)计算方法土类型
11.2019.005.005.00500水土合算填土
21.3019.4037.0023.7012564水土合算粘性土
33.0019.0020.0019.207453水土合算粘性土
42.0019.4030.0021.009720水土合算粘性土
56.0019.2025.0021.509595水土合算粘性土
62.5019.0018.0016.005320水土合算粘性土
———————————————————————————————————————————
表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-27.00m，基坑内侧水标高-27.00m。
2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-7.00m，
支撑分别设置在标高-3.00m处，
计算标高分别为-3.50m、-7.00m处。
侧壁重要性系数1.00。
桩墙顶标高0.00m，
桩墙嵌入深度5.00m，
桩墙计算宽度0.70m。
桩墙顶标高以上放坡级数为0级坡。
——————————————————————————
序号坡高m坡宽m坡角°平台宽m
——————————————————————————
3.地面超载：
—————————————————————————————————————————
序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧0.0020.00----
—————————————————————————————————————————
一、第一阶段,挖土深3.50m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：
第1阶段主动、被动水土压力合力图
1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高0.00m，下部标高-1.20m
Ea1上=(19.00×0.00+20.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=7.63kN/m2
Ea1下=(19.00×1.20+20.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=26.77kN/m2
第2层土上部标高-1.20m，下部标高-2.50m
Ea2上=(19.00×1.20+19.40×0.00+20.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-30.07kN/m2(取0.0)
Ea2下=(19.00×1.20+19.40×1.30+20.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-19.32kN/m2(取0.0)
第3层土上部标高-2.50m，下部标高-3.50m
Ea3上=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×0.00+20.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=5.93kN/m2
Ea3下=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×1.00+20.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=15.52kN/m2
第4层土上部标高-3.50m，下部标高-5.50m
Ea4上=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×1.00+20.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=15.52kN/m2
Ea4下=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×1.00+20.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=15.52kN/m2
2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第4层土上部标高-3.50m，下部标高-5.50m
Ep4上=(19.00×0.00)×tg2(45+19.20/2)+2×20.00×tg(45+19.20/2)
=56.29kN/m2
Ep4下=(19.00×2.00)×tg2(45+19.20/2)+2×20.00×tg(45+19.20/2)
=131.52kN/m2
3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B=((131.52-56.29)-(15.52-15.52))/2.00=37.62kN/m3
d=0.00=0.00m
4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea=(7.63+26.77)×1.20/2.0+
(5.93+15.52)×1.00/2.0
=31.37kN/m
D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma=7.63×1.20×(2.30+1.20/2.0)+(26.77-7.63)×1.20/2.0×(2.30+1.20/3.0)+
(0.00-0.00)×1.30/2.0×(1.00+1.30/3.0)+
5.93×1.00×(0.00+1.00/2.0)+(15.52-5.93)×1.00/2.0×(0.00+1.00/3.0)
=62.13kN.m/m
5.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算：
合力Ea到D点的距离：
y=62.13/31.37=1.98m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为4.00m
考虑到规范的要求当桩埋深小于0.3倍的基坑深度时,桩埋深取0.3倍基坑深度：
L=3.50+0.3×3.50=4.55m
6.最大弯矩的计算：
而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax=0.00kN.m/m，发生在标高-7.35m处；
最大负弯矩Mdmax=-72.26kN.m/m，发生在标高-4.10m处。
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
最大正弯矩Mumax=0.70×0.00=0.00kN.m，发生在标高-7.35m处；
最大负弯矩Mdmax=0.70×-72.26=-50.58kN.m，发生在标高-4.10m处；
二、第二阶段,挖土深7.00m，支撑分别设置在标高-3.00m处，计算过程如下：
第2阶段主动、被动水土压力合力图
1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高0.00m，下部标高-1.20m
Ea1上=(19.00×0.00+20.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=7.63kN/m2
Ea1下=(19.00×1.20+20.00)×tg2(45-5.00/2)-2×5.00×tg(45-5.00/2)
=26.77kN/m2
第2层土上部标高-1.20m，下部标高-2.50m
Ea2上=(19.00×1.20+19.40×0.00+20.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-30.07kN/m2(取0.0)
Ea2下=(19.00×1.20+19.40×1.30+20.00)×tg2(45-23.70/2)-2×37.00×tg(45-23.70/2)
=-19.32kN/m2(取0.0)
第3层土上部标高-2.50m，下部标高-5.50m
Ea3上=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×0.00+20.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=5.93kN/m2
Ea3下=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×3.00+20.00)×tg2(45-19.20/2)-2×20.00×tg(45-19.20/2)
=34.71kN/m2
第4层土上部标高-5.50m，下部标高-7.00m
Ea4上=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×3.00+19.40×0.00+20.00)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=17.82kN/m2
Ea4下=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×3.00+19.40×1.50+20.00)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=31.56kN/m2
第5层土上部标高-7.00m，下部标高-7.50m
Ea5上=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×3.00+19.40×1.50+20.00)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=31.56kN/m2
Ea5下=(19.00×1.20+19.40×1.30+19.00×3.00+19.40×1.50+20.00)×tg2(45-21.00/2)-2×30.00×tg(45-21.00/2)
=31.56kN/m2
2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第5层土上部标高-7.00m，下部标高-7.50m
Ep5上=(19.40×0.00)×tg2(45+21.00/2)+2×30.00×tg(45+21.00/2)
=87.30kN/m2
Ep5下=(19.40×0.50)×tg2(45+21.00/2)+2×30.00×tg(45+21.00/2)
=107.83kN/m2
3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B=((107.83-87.30)-(31.56-31.56))/0.50=41.05kN/m3
d=0.00=0.00m
4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea=(7.63+26.77)×1.20/2.0+
(5.93+34.71)×3.00/2.0+
(17.82+31.56)×1.50/2.0
=118.64kN/m
D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma=7.63×1.20×(5.80+1.20/2.0)+(26.77-7.63)×1.20/2.0×(5.80+1.20/3.0)+
(0.00-0.00)×1.30/2.0×(4.50+1.30/3.0)+
5.93×3.00×(1.50+3.00/2.0)+(34.71-5.93)×3.00/2.0×(1.50+3.00/3.0)+
17.82×1.50×(0.00+1.50/2.0)+(31.56-17.82)×1.50/2.0×(0.00+1.50/3.0)
=316.31kN.m/m
5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
第1层支撑到D点距离：
a1=4.00m
第1层支撑反力：
E1=316.31/4.00=79.08kN/m
假设支座D点的支撑反力：
ED=118.64-79.08=39.56kN/m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为10.00m
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
E1=0.70×79.08=55.36kN
ED=0.70×39.56=27.69kN
6.最大弯矩的计算：
而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax=29.08kN.m/m，发生在标高-5.43m处；
最大负弯矩Mdmax=-46.96kN.m/m，发生在标高-2.95m处。
考虑到桩(墙)的计算宽度为0.70m
最大正弯矩Mumax=0.70×29.08=20.36kN.m，发生在标高-5.43m处；
最大负弯矩Mdmax=0.70×-46.96=-32.87kN.m，发生在标高-2.95m处；
钢板桩截面强度验算书
钢板桩最大弯矩为63.3kN.m
钢板桩最大剪力为37.4kN
钢板桩面积为6146mm2
钢板桩截面抵抗矩为610526mm3
钢板桩抗弯强度fy=215N/mm2
钢板桩抗剪强度fv=125N/mm2
钢板桩弯曲应力Sigma=M/W=63.3100000/610526
=103.6
抗弯强度合格!
抗剪强度一般不需验算!
计算书
土压力计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
1.地质勘探数据如下：
—————————————————————————————————————
序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(℃)M值计算方法
11.2019.005.005.00500.0水土合算
21.3019.4037.0023.7012564.0水土合算
33.0019.0020.0019.207453.0水土合算
42.0019.4030.0021.009720.0水土合算
56.0019.2025.0021.509595.0水土合算
62.5019.0018.0016.005320.0水土合算
—————————————————————————————————————
表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(℃)
2.基底标高为-7.00m，
支撑分别设置在标高-3.00m处，
计算标高分别为-3.50m、-7.00m处，
3.地面超载：
—————————————————————————————————————
序号布置方式作用标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载0.0020.00----
—————————————————————————————————————
基坑侧壁重要性系数为1.00,为二级基坑
抗隆起、抗倾覆验算结果
按地基承载力验算抗隆起
计算的抗隆起安全系数为:4.49
达到规范规定安全系数2.00,合格!
按滑弧稳定验算抗隆起
计算的抗隆起安全系数为:4.28
达到规范规定安全系数2.00,合格!
基坑底最大隆起量为4.41cm
验算抗倾覆稳定
计算的抗倾覆安全系数为:4.41
达到规范规定安全系数1.15,合格!
内力及位移计算
采用m法计算
共1层支点，支点计算数据如下：
—————————————————————————————————————
序号水平间距(m)倾角(度)刚度(kN/m)预加力(kN)
11.4015.0011794.0100.0
—————————————————————————————————————
共计算2个工况,各支点在各个工况中的支点力如下(单位为kN)：
—————————————————————————————————————
10.00240.60
—————————————————————————————————————
全部工况下各支点的最大轴力如下(单位为kN)：
1240.60
各工况的最大内力位移如下：
—————————————————————————————————————
工况号桩顶位移最大位移最大正弯矩最大负弯矩最大正剪力最大负剪力
(mm)(mm)(kN-m)(kN-m)(kN)(kN)
119.4219.423.0-63.225.6-22.8
213.5413.5418.4-40.837.4-31.6
—————————————————————————————————————
全部工况下的最大内力位移如下：
最大桩(墙)顶部位移为：19.42mm
最大桩(墙)位移为：19.42mm
最大正弯矩为：18.40kN-m
最大负弯矩为：-63.20kN-m
最大正剪力为：37.40kN
最大负剪力为：-31.60kN
锚杆计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。
1.地质勘探数据如下：
————————————————————————————————————————————
序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(°)极限摩阻力(kPa)计算方法土类型
11.2019.005.005.0020.00水土合算填土
21.3019.4037.0023.7085.00水土合算粘性土
33.0019.0020.0019.2068.00水土合算粘性土
42.0019.4030.0021.0087.00水土合算粘性土
56.0019.2025.0021.5067.00水土合算粘性土
62.5019.0018.0016.0048.00水土合算粘性土
————————————————————————————————————————————
表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-27.00m，基坑内侧水标高-27.00m。
2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-7.00m，
支撑分别设置在标高-3.00m处，
计算标高分别为-3.50m、-7.00m处。
侧壁重要性系数1.00。
3.地面超载：
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序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧0.0020.00----
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4.锚杆设计参数：
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序号水平拉力(kN)标高(m)锚孔直径(m)锚固角度(°)锚杆间距(m)锚杆材料杆体直径(mm)安全系数
1232.40-3.000.1515.001.40钢绞线186015.001.30
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一、第一阶段,第1层拉锚的计算：
参照规范要求，锚杆的水平拉力设计值取支点水平计算力乘以侧壁重要系数的1.25倍。
Td=1.25x1.0x232.40=290.50
1.锚杆轴向受拉承载力设计值计算公式
其中Nu为锚杆轴向受拉承载力设计值(kN)；
Td为锚杆水平拉力设计值，取290.50kN；
为锚杆与水平面的倾角，，取15.00。
经过计算得到锚杆设计的轴向拉力计算值
Nu=290.50/cos15.00o=300.75kN
2.锚杆锚固段长度计算公式
其中d为锚固段直径，计算中取150mm；
s为锚杆轴向受拉抗力分项系数，计算中取1.30；
qsik为锚杆穿过土层与锚固体的极限摩阻力标准值
锚杆锚固段长度的计算过程：
假定锚固段初始长度为一个大值,如100m，再按二分法原理快速逼近真解
计算出的锚固段长度Lm=10.62m
按土层分段验算锚固长度所提供的锚固力如下:
Lm=3.1415927x0.15x(4.66x68.00+7.96x87.00)/1.30≈300.75kN=Nu
3.锚杆自由段长度计算公式
其中Lt为锚杆锚固点与土压力强度零点间的距离。
锚杆自由段长度的计算：
Lf=4.00×sin(45o-17.99o/2)/sin(45o+17.99o/2+15.00o)=2.52m
按照国家规程构造要求，锚杆自由段长度小于5m时取5m。
4.锚杆总长度计算公式
锚杆总长度的计算：
L=5.00+12.62=17.62m
5.锚杆杆体计算公式
所需钢筋面积As=300750.00/1320.00=227.84mm2
所需钢绞线根数=227.84/137.44=1.66
取整，即2根
放坡设计计算书
一、基本计算参数
1.地质勘探数据如下：
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序号h(m)(kN/m3)C(kPa)(°)计算方法土类型
11.2019.005.005.00水土合算填土
21.3019.4037.0023.70水土合算粘性土
33.0019.0020.0019.20水土合算粘性土
42.0019.4030.0021.00水土合算粘性土
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表中：h为土层厚度(m),为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa),为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-27.00m，基坑内侧水标高-27.00m。
2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-5.00m。
3.地面超载：
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序号布置方式作用区域标高m荷载值kPa距基坑边线m作用宽度m
1均布荷载基坑外侧0.0020.00----
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4.放坡参数：
放坡级数为1级坡。
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序号坡高m坡宽m坡角°平台宽m
15.003.7553.130.00
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二、整体稳定性的计算
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计算步数安全系数滑裂角(度)圆心X(m)圆心Y(m)半径R(m)
第1步1.6036.170.802.507.54
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计算结论如下：
第1步开挖内部整体稳定性安全系数=1.60>1.30满足要求！
哈尔滨职业技术学院新建学生宿舍楼2#基坑支护方案
黑龙江龙华岩土工程有限公司
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