基坑支护结构设计(全套图纸CAD)

第一章设计方案综合说明

1.1 概述

1.1.1 工程概况

拟建南京新城科技园B地块深基坑位于河西香山路和嘉陵江东街交会处东南隅，北侧为规四路（隔马路为A地块基坑），东侧为青石路。B地块±0.00m 相当于绝对标高+7.40m。基坑挖深为6.1～8.0m。拟建场地属Ⅱ级复杂场地。该基坑用地面积约20000 m2，包括3幢地上建筑和一层地下室。建筑物采用框架结构，最大单柱荷载标准值为23000KN，拟采用钻孔灌注桩基础设计方案。

有关拟建物层数、结构型式、柱网和室内外地坪设计标高具体见表1.1。

本工程重要性等级为二级，抗震设防类别为丙类。根据该工程重要性等级、场地复杂程度和地基复杂程度，按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）3.1节，划分该工程岩土工程勘察等级为乙级。

1.1.2 基坑周边环境条件

基坑四面均为马路，下设通讯电缆、煤气管线等设施。北侧隔马路为基坑（A地块）

第一章设计方案综合说明

1.1.3 工程水文地质条件

拟建场地地形总体较为平坦，地面高程在4.87~8.78m（吴淞高程系）之间。对照场地地形图看，场内原有沟塘已被填埋整平。场地地貌单元属长江漫滩。

在基坑支护影响范围内，自上而下有下列土层：

①~1杂填土：杂色，松散，由粉质粘土混碎砖、碎石和砼块等建筑垃圾填积，其中2.7~4.5m填料为粉细砂，填龄不足2年。层厚0.3~4.9m；

①~2素填土：黄灰~灰色，可~软塑，由粉质粘土、粘土混少量碎砖石填积，含少量腐植物，填龄在10年以上。埋深0.8~5.3m，层厚0.2~2.6m；

①~2a淤泥、淤泥质填土：黑灰色，流塑，含腐植物，分布于暗塘底部，

填龄不足10年。埋深0.2~2.9m，层厚0.6~4.0m；

②~1粉质粘土、粘土：灰黄色~灰色，软~可塑，切面有光泽，韧性、干强度较高。埋深0.3~4.7m，层厚0.3~2.1m；

②~2淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，含腐植物，夹薄层粉土，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。埋深1.1~6.2m，层厚11.2~12.4m；

②~2a粉质粘土与粉土互层：灰色，粉质粘土为流塑，粉土呈稍密，局部为流塑淤泥质粉质粘土，具水平层理。切面光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度低。埋深1.6~5.7m，层厚0.4~3.3m；

②~3粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，夹薄层（局部为层状）粉土、粉砂，具水平层理。切面稍有光泽，有轻微摇震出水反应，韧性、干强度中等偏低。埋深10.5~15.6m，层厚1.2~7.7m；

②~4粉质粘土、淤泥质粉质粘土夹粉土、粉砂：灰色，粉质粘土、淤泥质粉质粘土为流塑，粉土、粉砂为稍~中密，局部为互层状，具水平层理。光泽反应弱，摇震反应中等，韧性、干强度较低。埋深14.2~21.5m，层厚1.2~8.8m；

②~5粉细砂：青灰~灰色，中密，砂颗粒成分以石英质为主，含少量腐植物及云母碎片。埋深20.0~25.6m，层厚10.3~12.3m；

②~5a粉质粘土、淤泥质粉质粘土：灰色，流塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~5层中。埋深23.6~25.0m，层厚0.4~0.5m；

②~6细砂：青灰色，密实，局部为粉砂，砂颗粒成分以石英质为主，含云母碎片。层底部局部地段含少量卵砾石。埋深29.2~33.5m，层厚14.2~22.1m；

②~6a淤泥质粉质粘土、粉质粘土，灰色，流~ 软塑，切面稍有光泽，韧性、干强度中等。呈透镜体状分布于②~6层中。埋深35.9~45.5m，层厚

0.3~1.4m。

⑤~1强风化泥岩、泥质粉砂岩：棕红~棕褐色，风化强烈，呈土状，遇水极易软化，属极软岩，岩体基质本量等级分类属Ⅴ级。埋深47.0~52.3m，层厚0.6~5.8m。

⑤~2中风化粉砂质泥岩、泥质粉砂岩：紫红~棕褐色，泥质胶结，夹层状泥岩，属极软岩~软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，充填有石膏，遇水易软化，岩体基本质量等级分类属Ⅴ级。埋深48.0~57.9m，未钻穿。

⑤~2a中风化泥质粉砂岩、细砂岩：紫红~棕褐色，泥质胶结，属软岩~较软岩，岩体较为完整，有少量裂隙发育，基本质量等级分类属Ⅳ级。该层呈透镜体状分布于⑤~2层中。埋深52.5~59.5m，层厚0.3~0.4m。

根据钻探揭示的地层结构，场地地下水可分为浅层潜水及弱承压水。

（1）浅层潜水含水层组由覆盖层上部的①层人工填土层、②~1、②~2、②~3层粘性土，以及②~2a粘性土与粉性土的交互层和②~4层粘性土夹砂层构成。

（2）弱承压含水层组由覆盖层下部的②~5层粉细砂和②~6层细砂构成，隔水底板为下伏基岩，其含水丰富，给水性和透水性好，属透水地层。地下水位随季节不同有升降变化，其年变幅较潜水小，约为0.5m左右。根据该孔水位恢复试验计算结果，该含水层组综合渗透系数k=1.27×10-3（cm/s）。1.1.4 基坑侧壁安全等级及重要性系数

= 南京新城科技园B地块深基坑安全等级为二级，基坑重要性系数γ

0 1.0。

1.2 设计总说明

1.2.1 设计依据

（1）南京新城科技园B地块场地地形图、管网图、建筑基础图、地下室平面布置图、桩位图；

（2）《南京新城科技园B地块岩土工程勘察报告》(K2005-59)；

（3）《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)；

（4）《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)；

（5）《钢结构设计规范》（GB50017-2003）；

（6）《建筑桩基础技术规范》(JGJ94-94)；

（7）《岩土工程勘察规范》(GB50021-2002)。

（8）《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)；

（9）《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)；

（10）其他相关规范及规程。

1.2.2 支护结构方案

本工程基坑支护设计方案的设计计算，严格按照《建筑基坑支护设计规程》（JGJ120—99）、《混凝土结构设计规范》（GBJ50010—2002）、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中的有关要求进行。同时采用了理正软件进行了辅助计算和验算；经过详细的计算分析后，我们认为：采用本设计的基坑支护方案，能满足基坑土方开挖、地下室结构施工及周围环境保护对基坑支护

第一章设计方案综合说明

结构的要求，符合“安全可靠，经济合理，技术可行，方便施工”的原则。

图1.1 基坑平面图

根据周围环境和土层情况将基坑分为AB，BC，CD，DA四个个计算区段，如图1.1所示，均采用钻孔灌注桩与钢筋混凝土支撑，并采用单排双轴深搅桩止水结构。

本基坑工程的特点是基坑开挖面积较大，地基土层以粉质粘土为主。周围环境较复杂，必须确保周围建筑物、道路、管线的正常安全使用，要求围护结构的稳定性好、沉降位移小，并能有效地止水。因此，围护结构的设计应满足上述要求。

综合考察现场的周边环境、道路及岩土组合等条件，为尽可能避免基坑开挖对周围建筑物、道路的影响，经过细致分析、计算和方案比较，本工程支护方案选用下列形式：

①整个基坑采用钻孔灌注桩加一层钢筋混凝土支撑作为支护结构。

②基坑周边采用单排双轴深搅桩作止水结构。

③基坑内采用集水坑排除地下水。

1.3 基坑监测

基坑监测是指导正确施工、避免事故发生的必要措施，本设计制定了详细的沉降、位移监测方案，施工过程中将严格按照设计要求做好监测、监控工作。

第二章基坑支护结构设计计算书

2.1 设计计算

2.1.1地质计算参数

根据本工程岩土工程勘察资料，各土层的设计计算参数如表2.1：

2.1.2计算区段划分

根据具体环境条件、地下结构及土层分布厚度，将该基坑划分为四个计算区段，其附加荷载及计算开挖深度如表2.2：

表2.2 计算区段的划分

2.1.3计算方法

按照《建筑基坑支护技术规范》（JGJ 120-99）的要求，土压力计算采用朗肯土压力理论，矩形分布模式，所有土层采用水土合算。求支撑轴力是用等值梁法，对净土压力零点求力矩平衡而得。桩长是根据桩端力矩求出，并应满足抗隆起及整体稳定性要求，各段的抗隆起、整体稳定性验算、位移计算详见

第二章基坑支护结构设计计算书

点电算结果。

为了对比分析，除用解析法计算外，还用理正软件电算。由于支护结构内力是随工况变化的，设计时按最不利情况考虑。

2.1.4土压力系数计算

按照朗肯土压力计算理论作为土侧向压力设计的计算依据，即：

主动土压力系数：K

=tg2(45°-?i/2)

ai

=tg2(45°+?i/2)

被动土压力系数：K

pi

计算时，不考虑支护桩体与土体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。计算所得土压力系数表如表2.3所示：

表2.3 土压力系数表

2.2 AB段支护结构设计计算

该段为基坑西侧，建筑±0.00相当于绝对标高+7.40m，该断面标高为+7.00m，实际挖深7.0m。支撑设在+5.00m处。实际桩顶标高为4.65m，嵌入圈梁5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载q取20kPa，计算时以

J58孔为例。

2.2.1土层分布（如表2.4所示）

表2.4 AB段土层分布

2.2.2土层侧向土压力计算

2.2.2.1主动土压力计算

p a(1 1)=20×0.589-23.020=-11.24(kPa)

p a(1 2)=(20+18×3.2)×0.589-23.020=22.69(kPa)

p a(2 1)=(20+18×3.2)×0.668-26.145=25.69(kPa)

p a(2 2)= (20+18×3.2+17.2×1.3)×0.668-26.145=40.63(kPa)

p a(3 1)= (20+18×3.2+17.2×1.3)×0.520-18.746=33.23 (kPa)

p a(3 2)= (20+18×3.2+17.2×1.3+17.5×2.5)×0.520-18.746=55.98 (kPa) p a(4 1)= p a (4 2)= p a (3 2)= 55.98 (kPa)

p a(5 1)= p a (5 2) =（143.71）×0.457-17.685=47.99(kPa)

p a(6 1)= p a (6 2) =（143.71）×0.427-14.627=46.74(kPa)

2.2.2.2被动土压力计算

p p(4 1)=0×1.922+36.062=36.06 (kPa)

p p(4 2)=(0+17.5×6.6)×1.922+36.062=258.05(kPa)

p p(5 1)=(0+17.5×6.6)×2.190+38.776=291.72(kPa)

p p(5 2)=(0+17.5×6.6+18×5.7)×2.190+38.776=516.42(kPa)

p p(6 1)=( 0+17.5×6.6+18×5.7)×2.344+32.294=543.52(kPa)

p p(6 2)=( 0+17.5×6.6+18×5.7+18×5.4) ×2.344+32.294=771.36(kPa) 2.2.2.3净土压力计算（基坑地面以下）

p o(4 1)=36.06-55.98=-19.92(kPa)

p o(4 2)=258.05-55.98=202.07(kPa)

p o(5 1)=291.72-47.99=243.73 (kPa)

p o(5 2)=516.42-47.99=468.43 (kPa)

第二章基坑支护结构设计计算书

p o(6 1)=543.52-46.74=496.78 (kPa)

p o(6 2)=771.36-46.74=724.62 (kPa)

2.2.3 土压力强度零点位置计算

假设近似零弯点距基坑地面距离为hcl，根据关系式列出方程得

17.5×hcl×1.922+36.06=55.98

解之得hcl=0.59m

2.2.4 土压力对弯矩零点的总力矩

基坑开挖深度为7.0m时，基坑侧壁受到的土压力如示意图2.2所示：

图2.2 AB段土压力分布图

参照图2.2土压力计算示意图，求得土压力对弯矩零点的总力矩为：

Ma=-11.24/2×(0.59+2.5+1.3+2.2+2/3）+22.69× 2.2/2×

(0.59+2.5+1.3+2.2/3）+25.69×1.3×(0.59+2.5+1.3/2)+(40.63-25.69)×

1.3/2×(0.59+

2.5+1.3/3)+3

3.23×2.5×(0.59+2.5/2)+(55.98-33.23)×

2.5/2×(0.59+2.5/3)+19.92×0.59/2×0.59×2/3=-40.78+127.87+ 124.90+34.22+152.86+40.78+2.31 = 442.16 kN m/m

2.2.5支撑轴力计算：

主动土压力对零点弯矩经计算为：

∑M

a

=442.16(kN m/m)

由∑M

D

=0 得：

R=442.16/(7+0.59-2)=79.10(kN/m)

2.2.6桩长计算：

设桩端进入②-3层顶面以下x米处，由∑M=0 得：

1.2×［-11.24/2×(6.6+x+6+2/3)+2

2.69×2.2/2×(6.6+x+

3.8+2.2/3)+ 25.69× 1.3×(6.6+x+2.5+1.3/2)+(40.63-25.69) × 1.3/2×(6.6+x+2.5+1.3/3)+33.23×2.5×(6.6+x+2.5/2)+(55.98-33.23) ×2.5/2×(6.6+x+2.5/3) ］ =79.10×(5+6.6+x)+202.07×6.01/2×(6.01/3+x)+243.73×x×(x/2)+(468.43-243.73)×(x/5.7)× (x/2)× (x/3) -19.92×0.59/2×(0.59×2/3+6.01+x)

整理得：

6.571x3+121.87x2+363.86x-1133.234=0

盛金公式A=b^2－3ac=7680.62；

B=bc－9ad=111351.74；

C=c^2－3bd=546715.78，

总判别式：

Δ=B^2－4AC<0, X1=(－b－2A^(1/2)cos(θ/3))/(3a), 其中θ=arccosT，T= (2Ab－3aB)/(2A^(3/2))=-0.23968，(A>0，－1

解之得： x=1.852m

取桩长H=7.0+6.6+1.9=15.5m，施工后实际桩长14.45m（因施工需要上部截去处理）。经电算验算，满足要求。

2.2.7最大弯矩计算：

2.2.7.1 R-P

0间最大弯矩，M

max1

计算：

设剪力Q=0点位于第②-2层顶面以下x米处，此点处主动土压力为

p a= (20+18×3.2+17.2×1.3+17.5×X)×0.520-18.746 (kPa) 则有：

E

合1

=-11.24/2+2.2/2×22.69+（25.69+40.63）×1.3/2=62.447 kN/m

第二章基坑支护结构设计计算书

E

合2

=( p a +33.23) ×X/2 kN/m

E

合1 + E

合2

=79.10 kN/m即

79.10=62.447+( E A +33.23) ×X/2

整理得：

4.55x2+33.23x-16.653=0

解得： x=0.47m

X=0.47 m（深4.63m）处主动土压力为：

P a=(20+18×3.2+17.2×1.3+17.5×0.47)×0.520-18.746=37.51(kPa)

最大弯矩:

M

max1

=79.10×(1.2+1.3+0.47)+11.24/2×(2/3+2.2+1.3+0.47)-22.69×2.2/2×(2.2/3+1.3+0.47)-25.69×1.3×(1.3/2+0.47)-(40.63-25.69) ×1.3/2×(1.3/3+0.47)-33.23×0.47×0.47/2-(37.51-33.23) ×0.47/2×0.47/3=142.82 (KN?m/m)

2.2.7.2 P

0以下最大弯矩，M

max2

计算：

E

合1

=-11.24/2+2.2/2×22.69+(25.69+40.63)×1.3/2+(33.23+55.98) ×

2.5/2=17

3.96 kN/m

设剪力Q=0点位于土压力强度零点以下x米处，此处净土压力：

P o=X/6.01×202.07 kPa

则有: 173.96=79.10+ (X/6.01×202.07)×X/2-19.92×0.59/2

整理得：

16.81x2 -100.74=0

解得：x=2.45m

M

max2

=79.1×(5+0.59+2.45)+11.24/2(2/3+6+0.59+2.45)+2.45/6.01×202.07×2.45/2×2.45/3-22.69× 2.2/2×(2.2/3+3.8+0.59+2.45)-25.69× 1.3×

(1.3/2+2.5+0.59+2.45)-(40.63-25.69) ×1.3/2×(1.3/3+2.5+0.59+2.45)-33.23×

2.5×(2.5/2+0.59+2.45)-(55.98-3

3.23) ×2.5/2×(2.5/3+0.59+2.45)-19.92×0.59/2×(0.59×2/3+2.45)=-16

4.092(KN?m/m)

2.2.8拆撑计算

本工程拟建一层地下室，混凝土垫层200mm ，地下室负1层底板中心线位于地面下6.6m 处，底板厚400mm ，负1层顶板中心线位于建筑±0.00处，厚500mm 。拆撑时，支护桩悬臂位于位于地面下6.4m 处。

M=-11.24/2×（1.9+1.3+2.2+2/3）+22.69×2.2/2×(1.9+1.3+2.2/3）+25.69×1.3×(1.9+1.3/2)+(40.63-25.69)×1.3/2×(1.9+1.3/3)+ 33.23×1.9×1.9/2+17.29×1.9/2×1.9/3=242.28 (KN ?m/m) 2.2.9配筋计算

按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4.1.11条

π

πα

παπαSin t Sin r A f r f M s s y cm +?

??+???=33sin 32 b b b 625.05.0)75.01(75.012--+-+=α αα225.1/-=??=t cm s y A f A f b

取桩径Φ700，桩心距900，取砼强度C30，f c =14.3N/mm 2，主筋12Φ22钢筋（HRB235），均匀布置，f y =210N/mm 2，保护层厚度35mm 。 As=12?380.1=4561mm 2 b=y s c f A

f A

??=210?4561/(14.3?3.14?3502)=0.174

α=1+0.75?0.174-[(1+0.75?0.174)2-0.5-0.625?0.174]1/2=0.312 αt=1.25-2α=0.626

sin απ=0.8306

sin t απ=0.9227

[M]=2/3?14.3?(350?0.8306)3+210?315?4561?(0.9227+0.8306)/π

=387.69 kN ·m >1.25?1.0?0.9?242.28=333.135 满足要求！ 配筋率ρ=A s /A=4561/(3502π)=11.9‰>ρmin =4‰，满足设计要求！ 2.2.10抗隆起验算

D (H (tan

)e

tan

(N tan

第二章 基坑支护结构设计计算书

K s = 4.337 >= 1.1, 满足规范要求。

2.2.11抗管涌验算

抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

≤

1.50h

'

w (

)

+h '

2D

'

式中 γ0---侧壁重要性系数; γ'---土的有效重度(kN/m 3); γw ---地下水重度(kN/m 3);

h'---地下水位至基坑底的距离(m); D---桩(墙)入土深度(m);

K = 2.965 >= 1.5, 满足规范要求。

2.3 BC 段支护结构设计计算

该段为基坑北侧，建筑±0.00相当于绝对标高+7.25m ，该断面标高为+7.00m ，实际挖深7.5m 。自然地面绝对标高+6.73～+7.48米，支撑设在+5.00m 处。实际桩顶标高为4.65m ，嵌入圈梁5cm 。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧地面附加荷载q 取20kPa ，计算时以J68孔为例。 2.3.1土层分布（如表2.5所示）

表2.5 BC 段土层分布

2.3.2土层侧向土压力计算 2.3.2.1主动土压力计算

p a (1 1)=20×0.589-23.020=-11.24(kPa)

p a(1 2)=(20+18×1.9)×0.589-23.020=8.90(kPa)

p a(2 1)=(20+18×1.9)×0.668-26.145=10.06(kPa)

p a(2 2)= (20+18×1.9+17.2×2.1)×0.668-26.145=34.19(kPa)

p a(3 1)= (20+18×1.9+17.2×2.1)×0.520-18.746=28.22(kPa)

p a(3 2)= (20+18×1.9+17.2×2.1+17.5×3.5)×0.520-18.746=60.07 (kPa) p a(4 1)= p a (4 2)= p a (3 2)= 60.07(kPa)

p a(5 1)= p a (5 2) =（151.57）×0.457-17.685=51.58 (kPa)

p a(6 1)= p a (6 2) =（151.57）×0.427-14.627=50.09(kPa)

2.3.2.2被动土压力计算

p p(4 1)=0×1.922+36.062=36.06 (kPa)

p p(4 2)=(0+17.5×6.2)×1.922+36.062=244.60(kPa)

p p(5 1)=(0+17.5×6.2)×2.190+38.776=276.39(kPa)

p p(5 2)=(0+17.5×6.2+18×4.3)×2.190+38.776=445.90(kPa)

p p(6 1)=( 0+17.5×6.2+18×4.3)×2.344+32.294=468.04(kPa)

p p(6 2)=( 0+17.5×6.2+18×4.3+18×3.1) ×2.344+32.294=598.84(kPa)

2.3.2.3净土压力计算（基坑地面以下）

p o(4 1)=36.06-60.07=-24.01(kPa)

p o(4 2)=244.60-60.07=184.53(kPa)

p o(5 1)=276.39-51.58=224.86(kPa)

p o(5 2)=445.90-51.58=394.32(kPa)

p o(6 1)=468.04-50.09=417.95 (kPa)

p o(6 2)=598.84-50.09=548.75 (kPa)

2.3.3 土压力强度零点位置计算

假设近似零弯点距基坑地面距离为hcl，根据关系式列出方程得

17.5×hcl×1.922+36.06=60.07

解之得hcl=0.71m

2.3.4 土压力对弯矩零点的总力矩

基坑开挖深度为7.5m时，基坑侧壁受到的土压力如示意图2.3所示：

第二章基坑支护结构设计计算书

图2.3 BC段土压力分布图

参照图2.3土压力计算示意图，求得土压力对弯矩零点的总力矩为：

Ma= -11.24/2×1.06(0.71+3.5+2.1+0.84+2/3×1.06）+8.9×0.84/2×

(0.71+3.5+2.1+0.84/3）+10.06×2.1×(0.71+3.5+2.1/2)+(34.19-10.06)×

2.1/2×(0.71+

3.5+2.1/3)+28.22×3.5×(0.71+3.5/2)+(60.07-28.22)×3.5/2

×(0.71+3.5/3)+24.01×0.71/2×0.71×2/3=-46.80+24.63+ 111.12+ 47.55+242.97+137.11+4.03=520.61 kN?m/m

2.3.5支撑轴力计算：

主动土压力对零点弯矩经计算为：

∑M

=520.61(kN?m/m)

a

=0 得：

由∑M

D

R=520.61/(7.5+0.71-2.0)=91.18(kN/m)

2.3.6桩长计算：

设桩端进入②-3层顶面以下x米处，由∑M=0 得：

1.2×［-11.24/2×1.06 (9.7+x+

2.1+0.84+2/3×1.06)+8.9×0.84/2×

(9.7+x+2.1+0.84/3)+10.06×2.1×(9.7+x+2.1/2)+(34.19-10.06) ×2.1/2×

(9.7+x+2.1/3)+28.22×3.5×(6.2+x+3.5/2)+(60.07-28.22) ×3.5/2×(6.2+x+3.5/3)］=91.18×(5+6.2+x) + 184.53×5.49/2×(5.49/3+x)+224.86×x×(x/2)+(394.32-224.86)×(x/4.3)×(x/2)×(x/3) -24.01×0.71/2×(0.71×2/3+5.49+x)

整理得：

6.568x3+112.43x2+208.08x-1829.67=0

盛金公式A=b^2－3ac；

B=bc－9ad；

C=c^2－3bd，

总判别式：

Δ=B^2－4AC<0, X1=(－b－2A^(1/2)cos(θ/3))/(3a), 其中θ=arccosT，T= (2Ab－3aB)/(2A^(3/2))，(A>0，－1

解之得： x=3.018m

取桩长H=7.5+6.2+3=16.7m，施工后实际桩长15.65m。经电算验算，满足要求。

2.3.7最大弯矩计算：

2.2.7.1 R-P

0间最大弯矩，M

max1

计算：

设剪力Q=0点位于第②-2层顶面以下x米处，此点处主动土压力为

p a = (20+18×1.9+17.2×2.1+17.5×X)×0.520-18.746 (kPa) 则有：

E

合1

=-11.24/2×1.06+0.84/2×8.9+（10.06+34.19）×2.1/2=44.24 kN/m

E

合2

=( p a +28.22) ×X/2 kN/m

E

合1 + E

合2

=91.18kN/m即

91.18=44.24+( E A +28.22) ×X/2

整理得：

4.55x2+28.22x-46.94=0

解得： x=1.36m

X=1.36 m（深5.36m）处主动土压力为：

p a=(20+18×1.9+17.2×2.1+17.5×1.36)×0.520-18.746=40.60(kPa) 最大弯矩:

第二章 基坑支护结构设计计算书

M max1=91.18×(1.5+1.36)+11.24/2×1.06×(2/3×1.06+0.84+2.1+1.36)-8.9×0.84/2×(0.84/3+2.1+1.36)-10.06×2.1×(2.1/2+1.36)-(34.19-10.06) ×2.1/2×(2.1/3+1.36)-28.22×1.36×1.36/2-(40.60-28.22) ×1.36/2×1.36/3=151.45(KN ?m/m)

2.3.7.2 P 0以下最大弯矩，M max2计算：

E 合1=-11.24/2×1.06+0.84/2×8.9+（10.06+34.19）×2.1/2+（28.22+60.07）×3.5/2=198.75 kN/m

设剪力Q=0点位于土压力强度零点以下x 米处，此处净土压力： P o =X/5.49×184.53 kPa

则有: 198.75=91.18+ (X/5.49×184.53)×X/2-24.01×0.71/2 整理得：

16.806x 2 -116.094=0 解得：x=2.63m

M max2=91.18×(5+0.71+2.63)+11.24/2×1.06(2/3×1.06+6.44+0.71+2.63)+2.63/5.49×184.53×2.63/2×2.63/3-8.9×0.84/2×(0.84/3+2.1+3.5+0.71+2.63)-10.06×2.1×(2.1/2+3.5+0.71+2.63)-(34.19-10.06) ×2.1/2×(2.1/3+3.5+0.71+2.63)-28.22×3.5×(3.5/2+0.71+2.63)-(60.07-28.22) ×3.5/2×(3.5/3+0.71+2.63)-24.01×0.71/2×(0.71×2/3+2.63)=-247.73(KN ?m/m) 2.3.8拆撑计算

本工程拟建一层地下室，混凝土垫层200mm ，地下室负1层底板中心线位于地面下7.1m 处，底板厚400mm ，负1层顶板中心线位于建筑±0.00处，厚500mm 。拆撑时，支护桩悬臂位于位于地面下6.9m 处。

M=-11.24/2× 1.06（ 2.9+2.1+0.84+2/3× 1.06）+8.9×0.84/2×(2.9+2.1+0.84/3）+10.06×2.1×(2.9+2.1/2)+(34.19-10.06)×2.1/2×(2.9+2.1/3)+ 28.22×2.9×2.9/2+26.39×2.9/2×2.9/3=311.05 (KN ?m/m) 2.3.9配筋计算

按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第4.1.11条

π

παπαπαSin t Sin r A f r f M s s y cm +???+???=33sin 32

b b b 625.05.0)75.01(75.012--+-+=α αα225.1/-=??=t cm s y A f A f b

取桩径Φ700，桩心距900，取砼强度C30，f c =14.3N/mm 2，主筋14Φ22钢筋，

均匀布置，f y =210N/mm 2，保护层厚度35mm 。 As=14?380.1=5321mm 2 b=y s c f A

f A

??=210?5321/(14.3?3.14?3502)=0.203

α=1+0.75?0.203-[(1+0.75?0.203)2-0.5-0.625?0.203]1/2=0.315 αt=1.25-2α=0.620

sin απ=0.8358

sin t απ=0.9298

[M]=2/3?14.3?(350?0.8358)3+210?315?5321?(0.9298+0.8358)/π

=436.57 kN ·m >1.25?1.0?0.9?311.05=427.69 满足要求！ 配筋率ρ=A s /A=5321/(3502π)=13.8‰>ρmin =4‰，满足设计要求！ 2.3.10抗隆起验算

注：安全系数取自《建筑基坑工程技术规范》YB 9258-97(冶金部):

D (H (tan

)e

tan

(N tan

22.9122

1

K s = 4.926 >= 1.1, 满足规范要求。

2.3.11抗管涌验算

抗管涌稳定安全系数(K >= 1.5):

≤

1.50h

'

w (

)

+h '

2D

'

式中 γ0———侧壁重要性系数; γ'———土的有效重度(kN/m 3); γw ———地下水重度(kN/m 3);

第二章基坑支护结构设计计算书

h'———地下水位至基坑底的距离(m);

D———桩(墙)入土深度(m);

K = 3.083 >= 1.5, 满足规范要求。

2.4 CD段支护结构设计计算

该段为基坑东侧，建筑±0.00相当于绝对标高+7.00m，该断面标高为+6.60m，实际挖深6.6m。自然地面绝对标高+5.99～+6.72米，支撑设在+5.00m 处。实际桩顶标高为4.65m，嵌入圈梁5cm。圈梁顶上部至地面砌砖。结构外侧

地面附加荷载q取20kPa，计算时以J64孔为例。

2.4.1土层分布（如表2.6所示）

表2.6 ABC段土层分布

2.4.2土层侧向土压力计算

2.4.2.1主动土压力计算

p a(1 1)=20×0.589-23.020=-11.24(kPa)

p a(1 2)=(20+18×0.6)×0.589-23.020=-4.88(kPa)

p a(2 1)=(20+18×0.6)×0.672-26.568=-5.87(kPa)

p a(2 2)=(20+18×0.6+18.4×0.7)×0.672-26.568=2.78 (kPa)

p a(3 1)=(20+18×0.6+18.4×0.7)×0.520-18.746=3.97(kPa)

p a(3 2)=(20+18×0.6+18.4×0.7+17.5×2.8)×0.520-18.746=29.45(kPa)

p a(4 1)=(20+18×0.6+18.4×0.7+17.5×2.8)×0.427-14.758=24.82(kPa)

p a(4 2)=(92.68+18.5×0.9)×0.427-14.758=31.93(kPa)

p a(5 1)=(92.68+18.5×0.9)×0.520-18.746=38.11(kPa)

p a(5 2)=(92.68+18.5×0.9+17.5×1.6)×0.520-18.746=52.67(kPa)

p a(6 1)=p a(6 2)=p a(5 2)= 52.67(kPa)

p a(7 1)=p a(7 2)=(137.33) ×0.457-17.685=45.07(kPa)

2.4.2.2被动土压力计算

p p(6 1)=0×1.922+36.062=36.06 (kPa)

p p(6 2)=(0+17.5×6.7)×1.922+36.062=261.42(kPa)

p p(7 1)=(0+17.5×6.7)×2.190+38.776=295.55(kPa)

p p(7 2)=(0+17.5×6.7+18×6.4)×2.190+38.776=547.84(kPa)

2.4.2.3净土压力计算（基坑地面以下）

p o(6 1)=36.06-52.67=-16.61(kPa)

p o(6 2)=261.42-52.67=208.75(kPa)

p o(7 1)=295.55-45.07=250.48(kPa)

p o(7 2)=547.84-45.07=502.77(kPa)

2.4.3 土压力强度零点位置计算

假设近似零弯点距基坑地面距离为hcl，根据关系式列出方程得

17.5×hcl×1.922+36.06=52.67

解之得hcl=0.49m

2.4.4 土压力对弯矩零点的总力矩

基坑开挖深度为6.6m时，基坑侧壁受到的土压力如示意图2.4所示：

图2.4 CD段土压力分布图

第二章基坑支护结构设计计算书

参照图2.4土压力计算示意图，求得土压力对弯矩零点的总力矩为：

Ma= -（11.24-4.88）/2×0.6(0.49+6+2/3×0.6）-4.88×0.6×（0.49+6+0.6/2）-5.87×0.475/2×(0.49+5.3+0.225+2/3×0.475)+2.78×0.225/2×(0.49+5.3+0.225/3)+3.97×2.8(0.49+2.5+2.8/2)+(29.45-3.97) ×2.8/2×(0.49+2.5+2.8/3) +24.82×0.9(0.49+1.6+0.9/2)+(31.93-24.82) ×0.9/2(0.49+1.6+0.9/3)+38.11×1.6×(0.49+1.6/2)+(52.67-38.11) ×1.6/2×(0.49+1.6/3)+16.61×0.49/2×0.49×2/3=-13.15-19.88-8.83+1.83+48.80 +139.96+56.74+7.65+78.66+11.92+0.66=305.15 kN?m/m

2.4.5支撑轴力计算：

主动土压力对零点弯矩经计算为：

∑M

a

=304.36(kN?m/m)

由∑M

D

=0 得：

R=304.36/(6.6+0.49-1.6)=55.44(kN/m)

2.4.6桩长计算：

设桩端进入②-3层顶面以下x米处，由∑M=0 得：

1.2×［-（11.24-4.88）/2×0.6(6.7+x+6+2/3×0.6）-4.88×0.6×（6.7+x+6+0.6/2）-5.87×0.475/2×(6.7+x+5.3+0.225+2/3×0.475)+

2.78×0.225/2×(6.7+x+5.3+0.225/3)+

3.97×2.8(6.7+x+2.5+2.8/2)+(29.45-3.97) ×2.8/2×(6.7+x+2.5+2.8/3) +2

4.82×0.9(6.7+x+1.6+0.9/2)+(31.93-24.82) ×0.9/2(6.7+x+1.6+0.9/3)+38.11×1.6×(6.7+x+1.6/2)+(52.67-38.11) ×1.6/2×(6.7+x+1.6/3) ］=5

5.44×(

6.7+x+5) +208.75× 6.21/2×(6.21/3+x)+250.48×x×(x/2)+(502.77-250.48)×(x/6.4)× (x/2)× (x/3) -16.61×0.49/2×(6.7+x+0.49×2/3)

整理得：

6.57x3+125.24x2+449.62x-502.64=0

解之得： x=0.887m

取桩长H=6.6+6.7+0.9=14.2m，施工后实际桩长13.15m。经电算验算，满足要求。

2.4.7最大弯矩计算：

2.4.7.1 R-P

0间最大弯矩，M

max1

计算：