中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第 11 页
（1）拆除时应避免瞬间预加应力释放过大而导致结构局部变形、开裂。 （2）利用主体结构换撑时，主体结构的楼板或底板混凝土强度应达到设计强度。 4.7.3支撑体系主要施工技术措施
（1）严格遵循“边挖边撑”的原则，合理安排施工周期
第一层土方开挖沿纵向长度一次不超过6m，一旦挖出工作面即迅速安装钢支撑，当支撑预应力施加完成后，才能继续沿纵向开挖。第二层及以下各层土体开挖中，每一小段长度不超过6m，开挖每一层的小段土方，要再16小时内完成，随即在8小时内安装好两根钢支撑，完成后方可进行下一段或下一层土方开挖。斜支撑的头部设置垫箱。
（2）施加支撑预应力 开挖前准备好合格的支撑以及施加支撑预应力的各项装置、仪表，支撑时按设计支撑轴向力的80%施加预应力，考虑到所加预应力损失10%，对施加预应力的油泵装置要经常检查，使之运行正常。
5 计算书
5.1土压力计算
5.1.1标准段地下连续墙深度的确定
按照《基坑工程手册》，搅拌桩的加固深度，亦即桩的长度，与开挖深度及土层分布等因素有关，一般取开挖深度的1.8—2.2倍进行试算。
即H=1.8h =1.8*17.86=32.12(m)。 5.1.2土的特征计算
计算中通常考虑粘性土的内摩擦角?和粘聚力c的影响。为简化计算，对成层构造的土
体，墙底以上各层土的物理力学性质指标按各层土的厚度加权平均计算，即：
r???i*hi/h (5-1)
i?1n????i?1ni?1ni*hi/h (5-2)
c??ci*hi/h (5-3)
式中：
中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第 12 页
； ?i:第i层土天然重度（kN/m3）； hi：第i层土的厚度（m）； ?i：第i层土的内摩擦角（o）； Ci：第i层土的粘聚力（KPa）H：墙深（m）,取H=1.8h=32.12m. 由墙底至坑底间各土层参数计算得:
r=(1.3*18+0.9*18+0.8*18.93+3.3*18.83+4.5*19.9+3.1*19.49+3.6*18..54+1.8*18.7
33+3.5*17.96+6.1*19.62+3.12*20 ) 19.07（kN/m）
= 19.07（kN/m3）
c=(1.3*10+0.9*10+0.8*11.4+3.3*10+4.5*6.66+3.1*9.2+3.6*15.0+1.8*12.2+3.5*9.3
+6.1*11.410.5+3.12*)/32.12（KPa）
=10.4（KPa） ?=(1.3*20+0.9*20+0..8*28.3+3.3*26.9+4.5*18.8+3.1*26.9+3.6*21+1.8*20+3.5*20+
6..1*22+3.12*25.5)/32.12（?）
=22.4（?） 5.1.3水土压力计算
由于年平均地下水位在地表以下1.0-1.4m，取地下水位在地表以下1.0m处。地面超载取
220 kN/m。
1）开挖面以下主动土压力： 计算压力简图5-1如下:
q
1 Pa1 Pp2 Ep Pp3
2 Pa2 3 Ea
Pa3
中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第 13 页
有公式:
Pa?(?*h0?q?r0(z?h0))?2cka?r'(z?h0) (5-4)
Ka=tan2(45o-?/2)=0.45
其中：
pa—坑内土的被动土压力；
?—计算厚度内土的平均天然重度（KN/m3）
； ?—计算厚度内土的平均内摩擦角（o）；
c—计算厚度内土的平均粘聚力（KPa）； r'—水的重度；取为10 KN/m3； r0—土的浮重度；
h0—水土压力的临界值点。 代入数值计算得： pa1?-4.42KPa pa2?248.45KPa pa3?454.62KPa
2）开挖面以下被动土压力：
PP??0*x*Kp?2c0Kp (5-5)
其中：
KP=tan2(45o+?/2)=2.19
代入公式计算得：
pp2?31.64KPa pp3?628.01KPa
中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第 14 页
5.2支撑及墙体内力计算
在本设计中,我采用日本的山肩邦男为简化计算，山肩邦男提出了如下近似解法，其基本假定如下：
(1) 在粘土地层中，挡土结构作为底端自由的有限长弹性依；
(2) 挡土结构背侧土压力在开挖面以上取为三角形，在开挖面以厂取为矩形，已抵消开挖面—侧的静止上压力；
(3) 开挖面以下土的横向抵抗反力取为被动土压力； (4) 横撑没置后即作为不动支点；
(5) 下道横撑设置后，认为上道横撑的轴力保持不变且下道横撑点以上的挡土结构仍保持原来的位置；
(6) 开挖面以下挡土结构弯矩M＝0的那点假设为一个铰，而且忽略此铰以下的挡土结构对此铰以上挡土结构的剪力传递。 5.2.1各参数的计算
按水土分算公式计算水土压力等于零的点：
令式（5-4）等于零得: h0=0.96m 由式（5-4）计算得基坑底水土压力：
?a＝248.45KPa
由上面计算的水土压力等于零的点力地面以下0.96m，考虑地下水位的作用取水土压力等于零的点力地面以下1.0m处，近似取水土压力为三角形分布，三角形的顶点在地表以下1.0m处，可得三角形荷载的斜率?：?
203.07 ? =
15.457＝14.73
248.45?(17.86?1)*10 ? =
16.86=4.73
? =?-?＝14.73-4.73
＝10
因为PP=?x+?，由式（5-5）可得：PP＝41.76x+31.64 则有：
?=41.76 ?=31.64 ?=10 ??4.73 ??14.73 5.2.2支撑内力的计算
中国矿业大学2008届本科生毕业设计 第 15 页
因为我们所考虑的墙后水、土荷重图式与山肩邦南法所采用的不一样，故虽然照山肩邦南的基本假定，但是另行推导了近似解的计算公式。
基本假定与山肩邦南法相同。开挖面以下的水平力认为衰减到零。被动侧的土抗力认为达到被动主动力，为区别于山肩邦南已减去静止土压力部分，以(?x?v)代替(?x??)。计算简图5-2如下：
由?Y?0和?M?0推导得出以下式子(5-6),(5-7)： 11111132(???)?m?(?h0k????hkk??hkk??h0k)?m 322223h0k?112???(?h0k????h0k)hkk?m?(?Nihik?hkk?Ni??h0(h?)??0和 kkk223??1111222Ni?η?h0k?m?ηh0k???m??h0k??Ni?1???m???m 2222根据计算机VB编写的计算小程序可以直接得出各支撑的轴力和墙体所受的弯矩。各计
算参数如下：
第一道支撑的参数：K=1 i=0 h0k=6.5+20/r=7.55 hkk =h1k=4.5 Nk=N1； 第二道支撑的参数：K=2 i=0,1 h0k=12.01 h1k=9 h2k=4.5 Nk=N2 Ni=N1 ；
第三道支撑的参数：K=3 i=1,2 h0k=16.51 h1k=13.5 h2k=9 h3k=4.5 Nk=N3 ； 第四道支撑的参数：K=4 i=1,2,3 h0k=18.85 h1k=15.84 h2k=11.34 h3k=6.84 h4k=2.34 Nk=N4； (基坑开挖深度达到17.86米)
计算得：
X1=3.65 X2=5.86
X3=7.93 X4=8.63
N1=325.33 N2=599.38 N3=940.73 N4=675.45 M1=8.28 M2 =-407.43 M3=-1372.36 M4=-2971.53 M5=-3522.32
注: M5为坑底的弯矩值。 5.2.3求最大弯距及剪力值
(1) 最大弯矩值