上9m处以上: Ea9??10?20.2?6.7?20.0?2.3??0.39?2?90.39?63.38KN/m2
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下9m处以下: Ea9??10?20.2?6.7?20.0?2.3??0.271?2?0?0.271?51.9KN/m2土压
力为0的距开挖面的d点深度：
d?51.9?0.82m
20.0??3.69?0.271?d以上对桩的土压力的合力：
?1??1??1?Ea????7.34?0.85????63.38?8.15????51.9?0.82??276.43Kpad以上作用在
?2??2??2?桩上土压力对d点的力矩：
2?0.82?2?0.85??8.15?Md??3.14???8.15?0.82??258.27???0.82??21.28??895KN.m/m
3?3??3?
图3.2 开挖第二阶段土压力分布简图
（b）计算支撑反力：
第一层支撑到d点距离：a1?9.82?3?6.82m 第二层支撑到d点距离：a2?9.82?6?3.82m
第一层支撑反力取第一层挖土时的值：Ra?40.93KN/m 第二层支撑反力值
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Rb?Md?Raa1895?40.93?6.82??161.22KN/m
a23.82假设支座d处的反力：
Ed?Ea?Ra?Rb?276.43?40.93?161.22?74.28KN/m
（f）桩在d下嵌故深度t
t?6?Edr?Kp?Ka??6?74.28?2.65m
20.0?3.69?0.271?需要桩长度L1?9?0.82?1.2?2.65?13m （g）桩强度验算
桩上剪力为0的位置距地面以下y处
1qkay?ry2ka?Ra?Rb?02110?0.39y??20.2?y2?0.38?40.93?161.22?0
2y?4.3m11yqkay2?ry2ka??Ra?y?3??Rb?y?3?223114.3??10?0.39?4.32??20.2?4.32?0.39??40.93?4.3?3??161.22?4.3?6? 223?361.31?KN?m/m???M?Mmax?3.3 锚杆设计的内容和步骤
土层锚杆是一种辅助结构，以外拉方式来锚固支护结构的围护墙，土层锚杆支护的计算内容包括：锚杆承载力，拉杆截面面积，锚杆自由端长度，锚杆的水平力和土层锚杆的整体稳定性验算。
步骤：
（1）确定基坑支护方案，根据基坑开挖深度和土的参数，确定锚杆的层数，间距和倾角等。 （2）计算挡墙单位长度所受各层锚杆的水平力 （3）根据锚杆的倾角，间距，计算锚杆的轴力 （4）计算锚杆的锚固端长度； （5）计算锚杆的自由端长度； （6）土层锚杆总长度的计算；
（7）计算锚杆的端面尺寸； （8）计算桩，墙与锚杆的整体稳定； （9）计算锚杆腰梁断面尺寸。
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3.3.1 锚杆承载力的计算
（1）本工程采用两层锚杆，水平间距一般取（1.5~4.5）m，此处为1.8m；倾角???15? （2）由前面的计算可以知道，锚杆的水平力是Ra1?40.93KN,Ra2?161.22KN （3）由三角形关系可以求出锚杆的轴力
Ra40.93??42.2KNcos??0.97
Rb161.22Nb???166KNcos??0.97Na?（4）锚杆自由段长度的计算：
如下图3.3所示：
图3.3 锚杆自由段长度计算简图
O为土压力零点，OE为假想滑裂面，锚杆AD与水平线AC夹角?，AB为非锚固段，可由几何关系得：
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AB?AO?tan?sin??
???sin?135?????2?? ???45??其中??45???2?2
在此处，????25.80 所以 AB?AO?tan?sin??6.82?0.63?0.85??3.8m
?0.96??sin?135?????2??因为小于5m，而规范规定锚杆自由端长度不得小于5m，为了结构的稳定，这里我们取两道锚杆的自由段都为6m
（5）锚杆的锚固段长度的计算：
圆柱形水泥压浆锚杆的锚固段长度La按下式计算：
La?Km?Nt
??dm??其中 ：dm —— 锚固段直径，可取钻头直径的1.2倍；
Km —— 锚固安全系数，取Km=1.5，当使用年限超过两年或周围环境要求较高时取
Km=2.0；
Nt —— 土层锚杆设计轴向拉力，即按挡墙计算得到的锚拉力；
? —— 锚固体与土层之间的剪切强度，可按各地积累的经验取用，也可以按照公式
??C??tan?
其中 C —— 土体的粘聚力；
? —— 锚固段中点的上覆压力；
? —— 锚固段与土体之间的摩擦角，通常取?=?取???，其中?为土体的固结块剪的内摩擦角峰值。
在本工程中，取Km=1.5 ， Nt=42.2KN ； Nt =161.22KN
1?11?当采用二次压注浆时，~??。
?32?dm?120?1.2?224mm，因为在工程中采用的是直径120mm的钻孔机械，
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暂设第一层锚杆锚固段长6.0m ，第二层锚杆锚固段长10m 则两层锚杆锚固段中点埋深各为：6?? ha=?11-?sin150?3?5.0m2???10? ha=?15-?sin150?6?8.6m 2??
剪切强度??1?? τa=c+σtanδ=?9+20.2?5.0tan??25.80??kpa=24kpa?3?????1?? τa=c+σtanδ=?9+20.2?8.6tan??25.80??kpa=35kpa ?3???所以得：
Km?Nt1.5?42.2??3.7m ??dm??3.14?0.224?24 1Km?Nt1.5?166Lb???10.1m??dm??3.14?0.224?35La?（6）土层锚杆总长度的计算： 土层锚杆总长度可按下式计算：
Lm?La?Lf
公式中 Lm —— 锚杆的总长度；
La —— 锚固段长度，由计算确定； Lf
—— 自由变形段长度，应取超过滑裂面0.5 ~ 1.0m的长度，即按
上式确定的长度再加0.5 ~ 1.0m 。
所以，第一层锚杆的总长度为 Lm=11m。第二层锚杆的总长度为Lm=17m （7）土层锚杆截面积的计算： 土层锚杆截面积可以按照下式计算：
A?KmjNt fptk其中 A —— 锚杆的截面积； Nt—— 土层锚杆设计轴向拉力；
Kmj—— 安全系数，取1.3；