5.3 锚杆(索)的自由段长度计算
锚杆的自由段长度应按下式确定,且不应小于5.0m(图5.3):
式中:
lf —— 锚杆自由段长度(m);
α —— 锚杆的倾角(°);
a1 —— 锚杆的锚头中点至基坑底面的距离(m);
a2 —— 基坑底面至挡土构件嵌固段上基坑外侧主动土压力强度与基坑内侧被动
土压力强度等值点O的距离(m);对多层土地层,当存在多个等值点时应按其中最深处的等值点计算; d —— 挡土构件的水平尺寸(m);
φm —— O点以上各土层按厚度加权的等效内摩擦角平均值(°)。
5.4 锚杆(索)刚度计算
锚杆水平刚度系数kT可按下式计算:
式中:
A —— 杆体实际配筋面积(mm2);
Es —— 杆体弹性模量(N/mm2),锚杆取Es=2×105N/mm2,锚索时取Es=1.95×
105N/mm2; Ec —— 锚固体组合弹性模量(N/mm2),由用户交互;
式中:
Ac —— 锚固体截面面积(mm2);
lf —— 锚杆自由段长度(mm); la —— 锚杆锚固段长度(mm); θ —— 锚杆与水平面的倾角(度); Em —— 注浆体的弹性模量(MPa)。 5.5 锚杆(索)选筋计算 1. 锚杆选筋计算
2. 锚索选筋计算
根据《预应力混凝土用钢绞线》(GB/T 5224-2003)钢绞线尺寸表,查得有效截面积Ap进行选筋,见表5.5-1、表5.5-2。
5.6 各种支护结构锚杆计算
排桩、连续墙和水泥土墙的锚杆计算参见第5.1~5.5节;土钉墙不做抗拉承载力计算,只考虑对整体稳定验算的作用。
6 稳定验算 6.1 整体稳定验算
系统提供了瑞典条分法、简化Bishop法、Janbu法三种方法计算整体稳定。 滑动圆弧处土条重力计算方法有两种:总应力法、有效应力法。 6.1.1 瑞典条分法
计算简图:
6.1.1.1 总应力法
式中:
K —— 整体稳定安全系数; Mk —— 抗滑力矩(kN·m); Mq —— 滑动力矩(kN·m);
(快)剪粘聚力(kPa)、cik、φik —— 最危险滑动面上第i土条滑动面上土的固结不排水
内摩擦角标准值(°);系统按水位以上、水位以下分别取值;
li —— 第i土条的滑裂面弧长(m); bi —— 第i土条的宽度(m);
wi —— 作用于滑裂面上第i土条的重量,水位以上按上覆土层的天然土重计算,
水位以下按上覆土层的饱和土重计算(kN/m); θi —— 第i土条弧线中点切线与水平线夹角(°); q0 —— 作用于基坑面上的荷载(kPa)。
6.1.1.2 有效应力法
整体稳定计算采用下列公式进行计算(图6.1.1-2):
式中
Ks —— 圆弧滑动稳定安全系数;安全等级为一、二、三级的锚拉式支挡结构,
圆弧滑动整体稳定安全系数分别不应小于1.35、1.3、1.25; Ks,i —— 第i个滑动圆弧的抗滑力矩与滑动力矩的比值;抗滑力矩与滑动力矩之
比的最小值宜通过搜索不同圆心及半径的所有潜在滑动圆弧确定; cj、?j —— 第j土条在滑弧面上的粘聚力、内摩擦角;
bj —— 第j土条的宽度;
θj —— 第j土条滑弧面中点处的法线与垂直面的夹角; lj —— 第j土条的滑弧段长度,取lj=bj/cosθj; qj —— 作用在第j土条上的附加分布荷载标准值; ΔGj —— 第j土条的自重,按天然重度计算;
uj —— 第j土条在滑弧面上的孔隙水压力;基坑采用落底式截水帷幕时,对地
下水位以下的砂土、碎石土、粉土,在基坑外侧,可取uj=γwhwa,j,在基坑内侧,可取uj=γwhwp,j;对地下水位以上的砂土、碎石土、粉土,取uj=0;对于粘性土,当界面“”项,选择“×”时,取uj=0; γw —— 地下水重度;
hwa,j —— 基坑外地下水位至第j土条滑弧面中点的深度; hwp,j —— 基坑内地下水位至第j土条滑弧面中点的深度; R’k,k —— 第k层锚杆对滑动体的极限拉力值; αk —— 第k层锚杆的倾角; sx,k —— 第k层锚杆的水平间距;
ψN —— 计算系数;可取ψN=0.5sin(θk+αk)tan?j,此处,?j为第k层锚杆与
滑弧的交点所在的第j土条滑弧处土的粘聚力、内摩擦角。
注意:
1. 排桩、连续墙、水泥土墙和双排桩整体稳定验算时,选择“瑞典条分法”和“有效应力法”并不勾选时,对应《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120-2012 中4.2.3和6.1.3条规定;
2. 程序中,在土层信息中,如果用户选择“水土合算”,则认为是黏性土。 6.1.4 考虑支锚及花管的整体稳定计算
计算简图: