浅论深基坑桩锚支护结构设计及应用

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墨生

护结构设计及应用石晖

31以稳定性较差的西侧为计算对象 .3 1地面按均布荷载为 2 K/ . 0 N m。 3 3不考虑地下水 (挖时要进行疏干 ) .开。

4工程设计

圈劳动西路基坑平面示意图1工程概况：

41计算参数 .工程地质勘察报告及补充说明中，工程地质层、各和 C值如下： ( )填土：=1 K m‘ 9 =1 KP。 1素" 4 N/ y p O: C 0 a ()粗砂： 2中：1~ 9 8 1 KN/ m’,￣3~ 0。 q 8 4。=(卵石：/ 25 3)￣=2 .KN/m3,=~ 5。 42 4。

( )质粘土：=1 .KN m,￣2 . O= 14 P。 4粉" 96/ q 34 9 .K a y= C

前 3项为建议值，值无试验资料，一项为试验 C后值。从上述参数可以看出，填土的：1 KN/素 4 m和卵石"= 2 5 y 2 . KN/,然不符实际情况。该场地的素填 m显土已在二十年以上，除非该填土是生活垃圾，否则不可能为 1 KN/。根据一般文献介绍，应取 -= 4 m y1 KN/ 7 m为宜，卵石的￣ 2 . KN/与素砼的单位 / 25= m

拟建的湖南省建材职教培训中心是一高 2 1层，下地三层的高层建筑物，架结构。该工程施工场地狭小， 框南临长沙市东西主干道劳动路仅 5,西两侧均有 6层住 m东宅楼，离最近处仅 2,侧仅一墙之隔即为电力设计距 m北院实验工厂厂房，该基础埋深一 . m,基坑支护周长 95 14,坑平面布置见图。 5m基

重量 2 2 23/ . - .t m几乎相等，也是不可能的，故改为20/ . t m较合适。

粉质粘土的、、值，然是试验求得，为只有 C虽因一

2工程地质条件：(地层特征： 1)

次试验值，很大的偶然性，应进行修正，正后取有故修: .t m3￣2 OC 8 KP。综上所述，层土的参数基本 19/,= 2 = 0 a q四

④素填土：散、塑，有东薄厚的分布特点，侧松可具东平均厚度 15,侧平均厚 4 5 .

m西 .m。

值为：

②粉质粘土：塑~塑，侧平均厚 1 5,侧平可硬东 . m西 7均厚度 12,= 16/,=1 .KN/,= 34。 .m C 9 .KN m￣" 96 y m3p 2 .。‘

⑧砂卵：密一实，深具有东浅、深的特点，中密埋西东侧平均埋深 32 m,侧埋深 60。深度 1 m以内者为中 .5西 .5 0粗砂，水易流动。深度 1m以下粒径增大，大 1c,含 0最 5m 含泥，层总厚度达 1 .m。该 20 ( )下水赋存特征 2地 4 2计算剖面 .

该场地素填土的厚度为西厚东薄，计支护结构时，设显然是素填土层愈厚愈不利，计算剖面应选填土厚的位

场地地下水主要赋存于砂卵石层中，其次在填土中含有少量的上层滞水。根据临近工地施工情况地下水量较大，基坑施工及边坡的稳定性有较大对的影响，别是深度 1 m左右的中粗砂层，着基特 0随

置进行计算，以应选择基坑西侧为计算剖面。所43设计计算 .

( )算参数：为素填土和粉质粘土都有粘聚力 1计因 (,按土压力相等的方法，内摩擦角 ( )成包含 C C)故将 (化 P 的影响在内的等值‘。按下式计算： p D

坑开挖易出现流砂而产生崩塌，此基坑施工应予因重点防护。

3工程设计概况由于施工场地的限制，基坑四周均无法放坡以及边 坡工程地质条件较差的特点，为获取最大而有效的施工作业面，确保东西及南{N路和现有建筑的稳定性基并￣ l t,

争 H 5孚) t(。 )C t4一 t4一= H 5手一 g5手) g。争 g4一 2H(。 (

坑宜利用桩锚结合的支护方案。工程设计时按下述各点综合考虑：

或。4a\(手 (争丢 (: 2。c/4 ) 4 )蠹] -t 5一 s+ =5r g。。 )式中：。等值内摩擦角‘一 P(一层内摩擦角 ( ) P土。

5/ 2 2 CHI 00 NESE AND VERSEAS O ARCHI 1基e¨ 巨

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A1—■ 门三Lc■ 0 RR■}; ■ 1;●肄■广 r}=蓥 c

C一土层粘聚力 ( a) KP

H一土层厚度 ( I I) T一

Kp被动土压力系数 一

②土压力为零处的 h c:由：a= p/k/kh: e"kp-5 Ka Y '

土层重度 ( KN/ ) m

得： Ka q+￣(+ c )=' c Kp( h h 1Ka y l h 4)= =

考虑到地面均布荷载 q 2 K m作用，等重量 = 0 N/的按换算原则，填土层厚度按 60粉质粘土按 80综合 素 . m, .m

考虑，已知数据分别代入上式计算为：将素填土： t 2 .6 q, 33。￣=粉质粘土： D 4 .5￣= 76。 ( )壁桩尺寸预设 (算图按下图 ) 2护计：桩径为 1 m,距为 20,坑深 9 5,的嵌固深 . 0间 .m基 .m桩度 4.m,长 1 m。 5桩 4

0. 606m

③锚杆水平分为：2 31—

hc1

kp—

( )撑结构体系 3支桩顶处设一冠梁，桩顶 3处设一腰梁，梁上设距 m腰一

④桩嵌固深度 h利用 h的力矩为零，力 P d; c处剪 d不为零的特点，虑该处其他 x段力矩平衡，有： d 考则 Px= -( k a￣ p一 )………… ( 6)

根锚杆，间距为 1 I并与水平成 1。夹角。其 I, T 3的 (设计验算 4)q 0=2 KN/ m2

有： x:

— 6— Pd

Pd

=qka

+ ka

=

、,

T c 1

、 L \ 号

J

V_p _ a Y一Y K K1 64. 78

-

-h d:12 .

故： X=321 h 1 . e+X= .0 06 7+3.1= 82 2 3. m( c+X) 4 5 h 1 . m

.

/

\孚 O ' s h c,4 5.

与预设的嵌固深度 h= .m一致，足设计要求。 d 45满

⑤求最大弯矩 M~,计算剪力为零处位置 ( 先 z)a +q a — k z= 0…………( 7)

z 竺：二

兰±! ka

一 698m.

//

/

X

h d

Mma= T (一 ) x 2 c[ z 3一

Z

一

o

]4 0= 8 KN……… ( 8)

计算简图

⑥锚杆长度 (下图计算 )按

①基坑土层的、 Ka及 Kp、￣4+4 .￣1 2 8￣3.= . 4 7 6

.厂 9 -= 23 36‘ P+3.———

—

32. 4。

:一

1 7￣4. 4+19￣1 2+1 . 9￣3. 9 4. 4:18. 07K N/m+1. 2+3. 9。 …

Ka t2( 5=g 4。一

手).2………2=3 o0 ( )

K= 5手) . ag4。=0 t(一 54式中：一坑底面以上各土层‘的加权平均值‘基 P P一

基坑底面以上各土层的加权平均值 a锚杆轴向拉力 .

Ka一主动土压力系数

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_塞璺 l, I!支护体系表 I表 1)

支砼强度桩径l0 00

钢桩长10 0 40

筋

笼浇筋@2 0 5

嵌深

桩距

基坑深

护桩 C 0 2≥4 O 0 5 o l0 0 0≤9 0 5 0

主筋1 8也 2 0

加强筋击 l@2 0 6 0 0

也8

锚

杆腰

孑径 L

长度

夹角

锚头

腰梁

l0 3梁

lO 0 3o

l。 3

4#击2 x 0 5 070

槽钢 2 6￣1#

圈b h

配主筋

筋箍筋也8 0 @2 0

梁

8o 0

4o 0

1 2击 1 8

Tcl

1 75

桩截面积 A= 8 4 0 7 5 0 mm

忑

忑

一

砼： 2 f r=1 .M p C0 e n 10 a

b锚杆自由长度 L。 . o‘ ‘=— P 23 36x4 4l 6 x1 8 9+42x4. 5+ 7 2 x _ .5 .+ 4 3 3 4 4+1. 2+3. 9+4. 5. . .—————~

钢筋： 8 0 As 5 5 mm2￣= 1 Mp 1￣2 =64 30 a=

.

35. 5。‘

s r n 由 M≤丁 Im s 3 2 c 3i d+y n c￣+ si t ca n fAs s i'. . .

...

......

.

.

.

.

.

.

.

.

.

, .

.

.

.

.

.

.

.

.,.—

—

( 0) 1

c裂为：。 22,正定： 角 4一 75由弦律破 5手= .。I= J 0× i2 .5= .0 sn 72。 52 m一J=1 2 I . m 0 0 d各土层中的长度：土层中 L= .填 l粉质粘土中

efmA (一—i2￣re+(仅 )y: t c 1 s— n

t) d一 fAs 0———

。

.…… .( 1 … .1 )

Z U

‘

d .5 a=12—2

………… ( 2) 1

用试算法求得：t 02 8 dt07 4 c= .5 = .37 8 M￣= 0 0> 6 0满足要求

代入 (0式得 1)

M=

()梁采用 1 6腰 6号槽钢组合成“”型能满足设计 I字

一J一 I 53 m I L= .4 0

要求。 ( )梁：用 4 0 80主筋 l l,筋‘ 0 7冠采 0x 0, 2 8箍 p@2 0

该两段能提供的极限摩阻力为： tf￣ L t, IⅡ= F = r t q+r￣. f d r d0 1 x3 1 10 x 0+ .4x 2) 6 .KN .3 .4( . 2 2 5 3 7=1 54

5计算结论 (表 1)见6应用结果及评价()工程施工自 20 1本 0 1年 2月至 5月， I雨季， 正艋地 6 86 .

所需的摩阻力： F=13 .T=2 4 3 KN,尚有 F F—F f 3 s= t=2 4—1 5.= . KN 6 4 68 6

需要砂层提供，: s"d s ( L= F =则 F= rL‘s s r I s= l3m _

下水位较高，量大。支护桩施工在砂层出现流砂；积流经极处理，保了桩嵌固深度≥ 45。确 . m

( )坡桩、杆、坑土方施工实行交叉作业，大 2护锚基大缩短了工期，效工作日仅 4有 8天便完成了预计两个月才能完成的工作。

e锚杆长度： .L L+I L= .0+10 5 3=l+ 52 .2+ .4+13— 1 .m . 30

⑦锚杆直径：用 2 Mn的钢筋，= 9 Mp 采 0 f 20 a y== 6. 20e m

( )杆施工中，固段大部分为砂砾层，此锚杆 3锚锚因长度做了适当调整，建设方节约了资金。给

采用 1 d 3 mm, A= .4 62 c 根=2其 s 80> .0 m2锚头采用 4#钢‘ 0 1 7 0其中丝 4 0长。 5 P,= 0, 4 - 0 ( )身配筋 5柱M m a= 8 KN x 4 0 mM= I25 0 M m a . x=125x10￣480=6 . 00K N . m.

(最大限度地提供了有效建筑施工面积，确保了 4)并基坑四周建筑的稳定，证了城市道路和管网安全保,

取得

了

良好的社会效益。

()工期间及工程完工后，桩顶进行观测 5施对均没有产生位移，明设计计算是成功的。说

,

桩顶

桩身尺寸按：径 d l 0 mm桩=O0

(者：南省水文地质基础工程勘察院 )作湖

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