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第2章 排桩与锚杆的布置与构造
由规范及实际现场情况,此基坑支护结构的布置与构造具体为: 1)桩的布置
本基坑的开挖深度为9.5m,为一级深基坑支护,初步拟定支护桩均采用直径为800mm的钻孔灌注桩,桩间距取1000mm,基坑总长334m,所以共布置334根桩,所采用的混凝土标号为C30。
2)顶部冠梁构造
取宽度D=1000mm,高度取1000mm。 3)锚杆的布置
锚杆与腰梁的链接点位置要考虑很多,支护桩的截面、支护桩所受的荷载,如果锚杆的层数多,着施工周期就会很长,所以锚杆的层数要合理设计。对于锚杆深度的要求,首层锚杆的上覆土层距离地面不可小于4m,锚杆倾角在10°~30°为合理,不能大于45°,间距宜超过1.5m。
设置一层锚杆与桩接头处距离地面为4m,锚杆倾角为20°,水平间距为2m。 4)混凝土喷层布置
桩间土要进行喷层加固处理,防护土层采用的是内置的钢筋网,在土层外部喷射混凝土层。采用喷射的厚度为100mm,混凝土采用早强混凝土,强度为C25,内部配有横纵钢筋网,它们的间距均为150mm,其中横向钢筋网要与桩体相,钢筋所采用的直径为15mm,拉筋要锚固在桩内,其长度为100mm。钢筋网采用钢筋钉固定,打入桩间土中,打入的长度为2000mm。
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第3章 支护结构上的水平荷载
3.1主动土压力计算
1)地下水位位于第一层土与第二层土交界处,由于土质渗透性较大,本基坑支护采用水土分算计算土压力。地面的均布荷载为q=20kPa。
(1)主动土压力强度计算公式:
??ai,?bi?=(?1z1???zi?q)Ka1?2ciKa1???wzi (3-1)
'22ii
(2)主动土压力计算公式:
Eai?(?ai??bi)?zi/2 (3-2)
(3)土压力作用点高度:
hi?Zi2?ai??bi (3-3) ?3?ai??bi
式中:?ai—第i土层上边缘的主动土压力强度(kPa);
; ?bi—第i土层下边缘的主动土压力强度(kPa); ?1—第1土层的天然重度(kN/m3); ?i'—第i土层的有效重度(kN/m3); ?w—水的重度(kN/m3); ci—第i土层土的粘聚力(kN)
Kai—第i土层土的主动土压力系数; ; zi—第i土层土的高度(m); Eai—第i土层的主动土压力(kN)
。 hi—地i土层主动土压力作用点到本土层下边缘的高度(m)
2)第一层土的主动土压力
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土的重度为?1?16kN/m3,土层厚度z1?1.27m,粘聚力c1?0kN,土压力系数Ka1?0.455。
(1)主动土压力强度:
?a1?(?1z0?q)Ka1?2c1Ka1?20?0.455?9.1kPa
?b1?(?1z1?q)Ka1?2c1Ka1?(16?1.27?20)?0.455?18.35kPa
(2)主动土压力:
Ea1?(9.1?1835)?1.27/2?17.43kN (3)作用点:
Z2???b1h1?1?a1?0.56m
3?a1??b13)第二层土的主动土压力
土的有效重度为?2'?8.5kN/m3,土层厚度z2?0.95m,粘聚力c2?0kN,土压力系数Ka2?0.58。
(1)主动土压力强度:
?a2?(?1z1?q)Ka2?2c2Ka2?(16?1.27?20)?0.58?21.29kPa?b2?(?1z1??'2z2?q)Ka2?2c2Ka2??wz2?(16?1.27?8.5?0.95?20)?0.58?10?0.95?37.57kPa(2)主动土压力:
Ea2?(21.29?37.57)?0.95/2?27.96kN (3)作用点:
Z2???b2h2?2?a2?0.43m
3?a2??b24)第三层土的主动土压力
土的有效重度为?3'?9kN/m3,土层厚度z3?0.99m,粘聚力c3?0kN,土压力系数Ka3?0.536。
(1)主动土压力强度:
?a3?(?1z1??'2z2?q)Ka3?2c3Ka3??wz2?(16?1.27?8.5?0.95?20)?0.536?10?0.95 ?35.44kPa4
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?b3?(?1z1??'2z2??'3z3?q)Ka3?2c3Ka3??w(z2?z3)?(16?1.27?8.5?0.95?9?0.99?20)?0.536?10?(0.95?0.99) ?50.12kPa(2)主动土压力:
Ea3?(35.44?50.12)?0.99/2?42.35kN (3)作用点:
Z2???b3h3?3?a3?0.47m
3?a3??b35)第四层土的主动土压力
土的有效重度为?4'?9.7kN/m3,土层厚度z4?1.52m,粘聚力c4?8kN,土压力系数Ka4?0.433。
(1)主动土压力强度:
?a4?(?1z1??'2z2??'3z3?q)Ka4?2c4Ka4??w(z2?z3)?(16?1.27?8.5?0.95?9?0.99?20)?0.443?2?8?0.443?10?(0.95?0.99)?34.14kPa'?b4?(?1z1??'2z2??'3z3??4z4?q)Ka4?2c4Ka4??w(z2?z3?z4)?(16?1.27?8.5?0.95?9?0.99?9.7?1.52?20)?0.443?2?8?0.443?10?(0.95?0.99?1.52)?55.87kPa(2)主动土压力:
Ea4?(34.14?55.87)?1.52/2?68.41kN (3)作用点:
Z2???b4h4?4?a4?0.7m
3?a4??b46)第五层土的主动土压力
土的有效重度为?5'?6.7kN/m3,土层厚度z5?1.68m,粘聚力c5?7.5kN,土压力系数Ka5?0.672。
(1)主动土压力强度:
'?a5?(?1z1??'2z2??'3z3??4z4?q)Ka5?2c5Ka5??w(z2?z3?z4)?(16?1.27?8.5?0.95?9?0.99?9.7?1.52?20)?0.672?2?7.5?0.672?10?(0.95?0.99?1.52)?70.72kPa5
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''?b5?(?1z1??'2z2??'3z3??4z4??5z5?q)Ka5?2c5Ka5??w(z2?z3?z4?z5)?(16?1.27?8.5?0.95?9?0.99?9.7?1.52?6.7?1.68?20)?0.672?2?7.5?0.672?10?(0.95?0.99?1.52?1.68)?90.08kPa
(2)主动土压力:
Ea5?(70.72?95.08)?1.68/2?139.27kN (3)作用点:
Z2???b5h5?5?a5?0.8m
3?a5??b57)第六层土的主动土压力
'土的有效重度为?6'?10.2kN/m3,土层厚度z6?3.09m,粘聚力c6?11kN,
土压力系数Ka6?0.443。
本土层分基坑坑底以上和坑底以下两部分。 上半部:
(1)主动土压力强度: ''?a6?(?1z1??'2z2??'3z3??4z4??5'z5?q)Ka6?2c6Ka6??w(z2?z3?z4?z5)?(16?1.27?8.5?0.95?9?0.99?9.7?1.52?6.7?1.68?20)?0.443?2?11?0.443?10?(0.95?0.99?1.52?1.68)'?b6?73.66kPa''''?(?1z1??'2z2??'3z3??4z4??5z5??6z6?q)Ka6?2c6Ka6'??w(z2?z3?z4?z5?z6)?(16?1.27?8.5?0.95?9?0.99?9.7?1.52?6.7?1.68?10.2?3.09?20) ?0.443?2?11?0.443?10?(0.95?0.99?1.52?1.68?3.09)?118.52kPa(2)主动土压力:
'Ea6?(73.66?118.52)?3.09/2?296.91kN
(3)作用点:
'''Z62?a6??b6'h6??'?1.42m '3?a6??b6下半部: '''''?a6??b6??b6?118.52kPa
''Ea6?118.52?0.13?15.41kN
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