、 4. 桩-锚支护设计方案 嵌固深度计算 1.1dohnh\uf03d\uf0b4\uf0b4 (3-11) dh --嵌固深度; on --嵌固深度系数 粘聚力系数 kch\uf064\uf067\uf03d\uf0b4 (3-12) 外荷载 kNq10652 .1910\uf03d\uf0b4\uf02b\uf03d 218.621.161126.7kckpakN mhm\uf067\uf06a\uf03d\uf03d\uf03d\uf03d\uf0b0 装 订 线 260.08kch\uf064\uf067\uf03d\uf03d\uf0b4 查表的0.24on\uf03d 1.15.6dohnhm\uf03d\uf0b4\uf0b4\uf03d 当外荷载215 5\uf0b4 \uf03d75qk N m\uf03d 4.6oqhm\uf069\uf06c\uf03d\uf03d 0.036kch\uf064\uf067\uf03d\uf03d\uf0b4 查表得0.28on\uf03d 5.1.16.5dohnhm\uf03d\uf0b4\uf0b4\uf03d 3. 4. 3 反弯点计算 \uf028\uf029aqpappuKK\uf067\uf02b\uf03d\uf0b4\uf02d (3-13) aK --主动土压力系数,2tan452aK\uf06a\uf0e6\uf0e7\uf0e8\uf0f6\uf0f7\uf0f8\uf03d\uf0b0 \uf02d; pK --被动土压力系数,2tan452pK\uf06a\uf0e6\uf0e7\uf0e8\uf0f6\uf0f7\uf0f8\uf03d\uf0b0 \uf02b; 基坑底部取内摩擦角\uf06a=30° \uf067=23. 82/mkN \uf028\uf029\uf028\uf0291112.6723.872.113\uf0b480.830.334.06apapuKKm\uf067\uf03d\uf0b4\uf02d\uf02b\uf02b\uf03d\uf02d\uf03d 装 订 线 273. 4. 4 锚杆内力计算 一 支座力计算 iaciTicihpThh\uf0b4\uf03d\uf02b\uf0e5 (3-14) ih --合力ap\uf0e5作用点至设定弯矩零点的距离; Tih --支点至基坑底面的距离; ci h --基坑底面至设定弯矩零点位置的距离 计算简图如图 3-6 所示 计算宽度取 3m \uf028\uf029\uf028\uf02913.535.0 3.5 2.5\uf0b410 3.5\uf02d4.02\uf02b10 3.5\uf02d4.076.735.03.5 2.5\uf0b43.5 /3 10 3.5\uf02b4.0210 3.5\uf02d4.0cT\uf0b4\uf0b4\uf02b\uf02b\uf03d\uf02b\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf02d\uf02b\uf02b 386.2kN\uf03d \uf0285.1\uf029\uf028\uf02b\uf02921.676.7 1.6 2.5\uf0b410 5.1\uf02d3.6213.6112.776.71.61.6 2.5\uf0b410 5.1\uf02d3.63210 5.1\uf02d\uf02810 5\uf02d \uf02b3.6cT\uf0b4\uf0b4\uf02b\uf02b\uf03d\uf02b\uf02d\uf02b\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf02b\uf02b \uf029\uf028\uf0291.476.7 1.4 2.5\uf0b4106.53.623.6112.776.71.4 2.5\uf0b41.4 /3 \uf02b10 53.6210 53.6\uf0b4\uf0b4\uf02b\uf02d\uf02b\uf02b\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf02b\uf02d \uf02b\uf02d \uf02b N \uf03d 装 订 线 28 图 3-6 支座力计算简图 二 各支座处的弯矩计算 用等值梁法计算 计算宽度取 2. 5m B 点: \uf028\uf0292' '222112.5 ()122076.735.0235.0 212kN m\uf0d72.5 ()2041.6FBAMqlql\uf03d\uf0b4\uf02b\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4\uf02b\uf03d \uf028\uf0292' '222112.5 ()1230112.776.7276.7 212kN m\uf0d72.5 ()30168.8FBcMqlql\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf02d\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf02b\uf03d \uf02d \uf028\uf0292' '222112.5 ()122063.150.6350.6 312kN m\uf0d72.5 ()20231.5FCBMqlql\uf03d\uf0b4\uf02b\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4\uf02b\uf03d \uf028\uf029\uf028\uf029\uf028\uf0292' '2222222112.5 ()123072.163.10.163.1 0.1122.5 (302.476.735.0112.776.70.535.0 2.41266.8\uf03d \uf02d 76.7 0.512)3030FBcMqlqlkN m\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf02d\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf02d\uf02d\uf0b4\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf0b4\uf02d\uf02d\uf02d\uf02d\uf0d7 装 订 线 29D 点: \uf028\uf029\uf028\uf029\uf028\uf0292' '2222222112.5 ()122080.876.30.176.3 0.11235.0 2.4122.5 (2076.735.02.4112.776.72.476.7 0.512)202058.8FDCMqlqlkN m\uf03d\uf0b4\uf02b\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4\uf02b\uf02b\uf02d\uf0b4\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf02b\uf02b\uf02b\uf03d\uf0d7 \uf028\uf0292' '222112.5 ()123080.872.1372.1 312kN m\uf0d72.5 ()3074.9FDEMqlql\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf02d\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf02b\uf03d \uf02d E 点: \uf028\uf0292' '222112.5 ()122080.875.8275.8 212kN m\uf0d72.5 ()20120.7FEDMqlql\uf03d\uf0b4\uf02b\uf02d\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4\uf02b\uf03d 22180.8 3152.5 ()2.5 ()15102.1FEFMqlkN m\uf0b4\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf03d\uf0b4 \uf02d\uf03d \uf02d\uf0d7 F 点: 0FFEM\uf03d 弯矩分配得: 66.5BMkN m\uf03d\uf0d7 102.74CMkN m\uf03d\uf0d7 188.66DMkN m\uf03d\uf0d7 156.1EMkN m\uf03d\uf0b7 钢筋选用预应力热处理钢筋 40SiMn 1040pyfpa\uf03d 锚杆与水平面的夹角取20\uf0b0 一 支座结构第i 层支点力设计值iT 装 订 线 301.25iociTT\uf067\uf0b4\uf03d\uf0b4 (3-15) 将数据代入公式(3-15) 得 1496.5TkN\uf03d 2713.8TkN\uf03d 二 预应力钢筋截面面积计算pA cosippyTAf\uf04a\uf0b3\uf0b4 (3-16) \uf070p A4d\uf03d 当外荷载qo\uf03d时 将数据代入得 21496.5\uf0b4553.41.04 cos20pAmm\uf03d\uf03d\uf0b0 d=25. 28mm 取 \uf03d 22713.8\uf0b4688.51.04 cos20pAmm\uf03d\uf03d\uf0b0 d=32. 4mm 取 233dmm\uf03d 三 锚杆自由段长度计算 计算简图如图 3-9 12sin 45\uf0e6\uf0e7\uf0e8sin 45\uf0e6\uf0e7\uf0e8l\uf03d2kfijkll\uf06a\uf06a\uf0b4\uf071\uf02b\uf0f6\uf0f7\uf0f8\uf0f6\uf0f7\uf0f8\uf03d\uf0b4\uf02d\uf0b8\uf0b0 \uf02b (3-17) fil ---为自由段长度; 即i flAB jl ---A 点到反弯点 O 的距离; k\uf06a --自由段与土体的摩擦角; 装 订 线 31 图 3-9 锚杆自由段计算简图 将数据代入公式(3-17) 得 \uf028\uf02911410.6 sin(45\uf0b4) sin 45\uf0b8142025.88flm\uf03d\uf0b0 \uf02d\uf0b0 \uf02b\uf0b0 \uf02b\uf0b0\uf03d \uf028\uf0292407.1 sin(45\uf0b4) sin 45\uf0b8402024.83flm\uf03d\uf0b0 \uf02d\uf0b0 \uf02b\uf0b0 \uf02b\uf0b0\uf03d 四 锚固段长度计算 cosieisikTlD q\uf0b4\uf071\uf070\uf0b4\uf03d\uf0b4 (3-18) sikq---锚固段周边土体的抗剪强度; D --锚固段直径; 取锚固段直径150Dmm\uf03d 将数据代入公式(3-18) 得 171 3.8\uf070\uf0b0 \uf0b4496.5\uf070\uf0b0 \uf0b4=20.74mcos 200.1 576.el\uf03d\uf0b4\uf0b4 2=1 7.6mcos 200.1 51 1 2.7el\uf03d\uf0b4\uf0b4 装 订 线 32五 锚杆长度il ifieilll\uf03d\uf02b (3-19) 将数据代入公式(3-19) 得 lll\uf03d\uf02blll\uf03d\uf02b3. 4. 6 排桩设计 11126.62fem\uf03d 22222.43fem\uf03d 截面弯矩设计值dM max1.25doMM\uf067\uf0b4\uf03d\uf0b4 (3-20) max1.251.25 1.1 188.66\uf0b4259.41材料使用: 桩身采用 C30 混凝土, 桩径为 800mm: 受力钢筋采doMMkN m\uf067\uf0b4\uf0b4\uf03d\uf0b4\uf03d\uf03d\uf0d7 HRB335 级受拉钢筋, 桩受力纵筋保护层厚度 70mm;14.3cfMpa\uf03d 14.3cfMpa\uf03d, 验算桩身截面尺寸配筋。 圆形截面的桩, 其截面 弯承载力 M(图 3-10 ) 可采用下列公式计算 图 3-10 沿周边均匀配筋的圆形截面3sinsin23sintcyssMfA r\uf0b4 \uf0b4fAr\uf070\uf061\uf070\uf061\uf070\uf061\uf070\uf070\uf02b\uf03d\uf0b4\uf0b4\uf02b\uf0b4\uf0b4\uf0b4 (3-21) 装 订 线 33yscfAbfA\uf0b4\uf0b4\uf03d (3-22) 13sin21.25\uf0e6\uf0e7\uf0e812\uf070bb\uf070\uf061\uf061\uf0f6\uf0f7\uf0f8\uf03d\uf0b4\uf0b4 \uf02b\uf02b \uf0b4 (3-23) 当0.625\uf061 \uf03e时, 取0t \uf061 \uf03d, 否则令 1.252t \uf061\uf061\uf03d\uf02d \uf0b4 (3-24) 式中 A -----桩身截面面积: sA ---全部纵向受拉钢筋的截面面积: r-----桩身截面半径; sr ----纵向受拉钢筋重心所在圆周的半径: 、 \uf061 ----对应于截面受压区的圆心角(rad) 与2\uf070 的比值: t \uf061 ---纵向受拉钢筋截面面积与全部纵向钢筋截面面积的比值: cf ---混凝土的轴心抗压强度设计值; yf ---钢筋的抗拉强度设计值: 桩在外荷载作用下两种状况两弯矩最大值相差不多, 所以弯矩最大值配筋。 设纵向布置钢筋16 20\uf046纵筋 228005024004Amm\uf070\uf0b4\uf03d\uf03d 2\uf0702201650244sAmm\uf03d\uf0b4\uf03d 30014.3 502400\uf0b443960.21b\uf0b4\uf03d\uf03d 装 订 线 34 1sin221.25 0.21\uf0e6\uf0b4\uf0e7\uf0e8\uf0b41 3 0.21\uf02b \uf0b4\uf02b0.161 0.098 sin2\uf070\uf061\uf070\uf061\uf070\uf061\uf0f6\uf0f7\uf0f8\uf03d\uf0b4\uf02b\uf03d 用试算法解得 \uf061 \uf03d0.28 1.252 0.28\uf02d \uf0b40.69t \uf061 \uf03d\uf03d 22min8000.2%10254sAAmm\uf070\uf0b4\uf072\uf0b4\uf03d\uf03d\uf0b4\uf03d 故桩受力纵筋可配为1620\uf046 桩截面配筋图如图 3-11 所示 3. 5 冠梁设计 在桩的顶端, 设置冠梁, 截面采用 6001000mmmm\uf0b4, 混凝土采用 C30 级混凝土, 保护层厚度 d=30mm, 受拉钢筋采用 HRB335级钢筋, 配置 4φ 16, 对称配筋, 沿宽布置 2φ 16 钢筋, 亦对称配筋, 箍筋采用 HPB235, 配置200@10Φ。 配筋如图 3-12 所示: 装 订 线 35 装 订 线 36 矩形闭合框架计算 1 矩形闭合框架混凝土结构。 隧道断面形式采用双洞, 洞宽已知条件 14m, 高 5m, 上覆土层 2m, 重度为3=18kN/m\uf067。 隧道所处位置地形复杂、 地面建筑物多。 地面超载取 q=10N/m柱取 600mm, 土层①为圆砾土, 重度、 内摩擦角和粘聚力分别2。 墙体宽、 中间为: r1=21. 0kN/m3, 1 \uf06a\uf0b0=40 , c1=0 土层 ②为 砂 岩, 重度r2=23. 8kN/m3, 化: 2\uf06a\uf0b0=30 , c2=20kN/m2。 地下通道结构混凝土强度等级 C30, 钢筋采用 HPB335, 砼重度为 25kN/m材料系数: 3。 地基的弹性压缩系数 K=4. 0×104kN/ m3, 弹性模量 E0=5000kN / m2。 C30 混凝土: fc=13. 8N/mm2 ft=1. 39N/mm2 ; 重度为 25kN/m3 ; 弹性模量为 1. 4×410 MPa HRB335 钢筋: fy=300N/mm2 荷载计算 取计算宽度为 1m 2. 1 顶板 q1=覆土重+结构顶板重+地面超载 永久荷载标准值 土压力 18×2. 5=45kN/m地面超载 10kN/m顶板自重 25×0. 6=15kN/m总计 70kN/m 底板2 2 2 2 2 顶q 70kN/m2 构顶板以下, 底板以上的两边墙和中间桩的重量 16. 5kN/m总计 76. 5kN/m地基反力计算地下结构刚度远大于地基土的刚度, 故假定地基反力为直线分布。 \ue000 地基反力=底+1. 2=94. 5kN/m21. 1 侧墙 2 2 装 订 线 37加权平均5 .18\uf03d平 rkN/m3 \uf06a\uf0b0\uf03d5 .38 1 .10\uf03dckN/m2 aaKczKe2\uf02d\uf03d\uf067 aK —主动土压力系数, 按公式 )245(tan2\uf06a\uf02d计算 aaKczKe2\uf02d\uf03d\uf067 =)24 .3645(tan0 . 5\uf0b45 .282\uf02d\uf0b4-2\uf0b410. 125 .3845(tan2\uf02d =30kN/m