基坑支護(hù)習(xí)題第二版

1、3-7擋土墻高8m，墻頂作用有條形局部荷載q，有關(guān)計算條件如圖所示。試計算墻背作用的土壓力強(qiáng)度pa，繪制分布圖，并求出合力Ea值及作用位置，標(biāo)于圖中。解：（1）土壓力分布強(qiáng)度計算 kPa第1點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第2點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa（2）合力值及作用位置計算A區(qū)：kN/m，作用位置mB區(qū)：kN/m，作用位置mC區(qū)：kN/m，作用位置m合力值 kN/m作用位置m3-8某基坑開挖深度6.0m，采用懸臂樁支護(hù)，樁長12m。地質(zhì)資料如下：第一層為填土，厚度2.0m，kN/m3，kPa，°；第二層為粉質(zhì)粘土，厚度5.6m，kN/m3，kPa，°；

2、第三層為粉細(xì)砂，未探穿， kN/m3，°；地面施工荷載kPa。試計算水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值和水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值。解：（1）參數(shù)計算 （2）水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算臨界深度計算：m水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算第0點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第2點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第4點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值（3）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的計算基坑底面處（2點(diǎn)）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa第3點(diǎn)上水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa第3點(diǎn)下水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa第4點(diǎn)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：=5-8 某高層建筑基坑開挖深度6.0m，擬采用鋼筋混凝土樁支護(hù)。地基

3、土分為2層：第一層為粘質(zhì)粉土， 天然重度kN/m3，內(nèi)摩擦角°，粘聚力kPa，厚度m；第二層為粘土，天然重度kN/m3，內(nèi)摩擦角°，粘聚力kPa，厚度m。地面超載kPa。（1）若采用懸臂式支護(hù)樁，試確定其嵌固深度。（2）若在地表之下1m處，設(shè)置一道水平內(nèi)支撐，試確定其嵌固深度。解：（1）采用懸臂式支護(hù)樁參數(shù)計算 水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算第0點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)（坑底下7米處）水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的計算基坑底面處（2點(diǎn)）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa第3點(diǎn)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa合力值及作用位置計算主動土壓力

4、：kN/mm被動土壓力：kN/mm嵌固穩(wěn)定性驗(yàn)算 解：設(shè)支護(hù)樁嵌固深度為第0點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第2點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第2點(diǎn)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值kPa嵌固深度設(shè)計值的計算根據(jù)，則得m，取嵌固深度為10m（2）采用一道單支點(diǎn)內(nèi)支撐參數(shù)計算水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值的計算第0點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)（坑底下4米處）水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值的計算基坑底面處（2點(diǎn)）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa第3點(diǎn)（坑底下4米處）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa第3

5、點(diǎn)（坑底下6米處）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值： kPa合力值及作用位置計算主動土壓力：kN/mm被動土壓力：kN/mm 基坑抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算kN/m3滿足基坑抗隆起要求。5-9 某基坑深9.0m，采用排樁與錨索相結(jié)合的支護(hù)結(jié)構(gòu)，樁徑1.0m，樁長15m，錨索選用1×7直徑15.2鋼絞線，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值N/mm2；地質(zhì)資料如圖所示，不考慮地下水位。樁和錨索的水平間距m，錨桿位于地面下4.0m處，傾角，鉆孔直徑150mm，采用二次壓力灌漿，施加100kN預(yù)應(yīng)力；粉質(zhì)粘土與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度kPa，粉砂與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度kPa。經(jīng)采用平面桿系結(jié)構(gòu)彈性支點(diǎn)法計算，支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算值分別為：基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩kN

6、·m，基坑外側(cè)最大彎矩kN·m，最大剪力kN，彈性支點(diǎn)水平反力kN。支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為二級，荷載分項(xiàng)系數(shù)取1.25。解：（1）計算作用在支擋構(gòu)件上的主動土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和被動土壓力強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，畫出兩者沿樁身分布圖，并計算各自的合力標(biāo)準(zhǔn)值及作用點(diǎn)位置。（2）水平荷載和水平抗力的計算第0點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第1點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第2點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)上水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)下水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第4點(diǎn)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值kPa第2點(diǎn)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)上水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值kPa第3點(diǎn)下水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值kPa第4點(diǎn)（樁底）水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值

7、kPa合力值及作用位置計算主動土壓力：kN/mmkN/mmkN/mm被動土壓力：kN/mmkN/mm（2）對支擋結(jié)構(gòu)進(jìn)行嵌固穩(wěn)定性、整體穩(wěn)定性、抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算，確定嵌固深度是否滿足穩(wěn)定性驗(yàn)算要求。嵌固穩(wěn)定性驗(yàn)算根據(jù)，則嵌固穩(wěn)定性滿足要求整體穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑抗隆起穩(wěn)定性驗(yàn)算kN/m3kN/m3 滿足基坑抗隆起要求。（3）分別采用全截面均勻配筋以及局部均勻配筋進(jìn)行樁身配筋計算支護(hù)結(jié)構(gòu)安全等級為二級，取，荷載分項(xiàng)系數(shù)，基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩kN·m，基坑外側(cè)最大彎矩kN·m，最大剪力kN，則彎矩和剪力設(shè)計值分別為：基坑內(nèi)側(cè)彎矩：kN·m，基坑外側(cè)彎矩：kN·m剪力：

8、kN縱向受力鋼筋選擇HRB400，Mpa，箍筋選擇HPB300，Mpa，樁身混凝土保護(hù)層厚度取50mm?；炷翉?qiáng)度等級C30，Mpa，Mpa。樁徑1.0m，半徑r=500mm ，縱向鋼筋重心所在圓周的半徑rs=440mm。 全截面均勻配筋根據(jù)式（5-16）式（5-18），得利用迭代法計算可得，。由式5-17計算得：mm2，選配16根22鋼筋（實(shí)配面積6080 mm2）根據(jù)式（5-24），、代入，計算得出0，故按最小配箍率配置：，選配10130。實(shí)際配筋率為。另沿樁身設(shè)置加強(qiáng)筋，選擇HPB335，取142000。 局部均勻配筋1）按基坑內(nèi)側(cè)最大彎矩配筋忽略受壓區(qū)鋼筋的作用，取，取，將式（5-19

9、）式（5-20）聯(lián)立，消去，則有：利用迭代法計算可得，。根據(jù)公式5-21， ，故，滿足要求。由于，其正截面受彎承載力按式（5-23）計算得：mm2，在基坑內(nèi)側(cè)選配8根22鋼筋，實(shí)配面積為3040 mm2。以此實(shí)配鋼筋面積按全截面面積計算的配筋率為：，不小于0.2%和，符合規(guī)程第條的要求，鋼筋應(yīng)配置在基坑內(nèi)側(cè)80°內(nèi)。2）按基坑外側(cè)最大彎矩配筋忽略受壓區(qū)鋼筋的作用，取，取，將式（5-19）式（5-20）聯(lián)立，消去，則有：利用迭代法計算可得，。根據(jù)公式5-21， ，故，滿足要求。由于，其正截面受彎承載力按式（5-23）計算得：mm2，在基坑外側(cè)選配5根16鋼筋，實(shí)配面積為1005 mm2

10、。以此實(shí)配鋼筋面積按全截面面積計算的配筋率為：，小于0.2%和，不符合規(guī)程第條的配筋率要求，因此應(yīng)按0.2%配筋率配置，選配5根20鋼筋，實(shí)配面積為1570mm2，即可滿足要求。同時，鋼筋應(yīng)配置在基坑外側(cè)72°內(nèi)。箍筋的計算與均勻配筋計算相同，選配10130。其余部分按構(gòu)造配筋，選配6根12鋼筋。（4）按構(gòu)造要求進(jìn)行冠梁設(shè)計（5）確定錨桿的長度和桿體直徑錨索選用1×7直徑15.2鋼絞線，抗拉強(qiáng)度設(shè)計值N/mm2；，鉆孔直徑150mm，粉質(zhì)粘土與錨固體粘結(jié)強(qiáng)度kPa。彈性支點(diǎn)水平反力kN，kN自由段長度計算：m錨固段長度計算：根據(jù)，有m錨桿總長度為14+6.2=20.2m錨桿桿體直徑計算：mm2所需錨索束數(shù)，選擇2根直徑為15.2 mm的鋼鉸線。（6）腰梁設(shè)計作用在腰梁上的集中力為kN其設(shè)計值kN1）型鋼腰梁按簡支梁計算，跨度m，作用在跨中位置，其最大彎矩kN·m型鋼腰梁截面模量應(yīng)滿足：mm3考慮到采