东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计
4.2.6 桩顶圈梁和锚座腰梁设计
所有这些当根据下一步北侧基坑腰梁的设计配筋进行相同的配筋，锚座腰梁的做法详见施工图纸，但腰梁的高度要大于桩径的0.8倍，宽度不可小于桩径。 4.2.7 变形控制验算
变形计算的具体过程如下框表格4.3所示，该表选自课本《基坑工程》，编者蒋国盛，李红民，管典志，李汉旭，北京：中国地质大学出版社。
30
东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计
控制目标 岩土勘察 该地区基坑工程经验收集、分析 类似岩土条件下基坑工程经验收集，分析 确定工程设计条件 拟定支护方案 变形预测分析 是否满足要求 是 稳定性分析 否 变形控制方案 停止开挖变形等监测 更改方案 基坑开挖 是 是 预测是否满足要求 否 是否继续开挖 顺利完成基坑开挖 否 地下室结构施工 预测是否满足要求 是
变形等监测 否 否 停止施工采取补救措施 是否继续施工 支护体系功能完成
表4.3 变形控制计算基本流程示意图表
31
东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计
主要类比了基础工程中计算单桩桩顶变形的方法—即以m法计算坑底以下（包括界面）构件变形，其产生来源于“土的弹性抗力及分布”：在水平荷载和弯矩作用下，桩身挠曲变形，产生水平位移和转动，并挤压桩侧土体，土体则必然对桩产生水平抗力，即土的弹性抗力，它起抵抗外力和稳定桩(土体下支护亦可)基础的作用，其大小和分布与桩的形状、间距、变形、入土深度及土质条件等因素有关。假设土的水平抗力?z与桩的水平位移x成正比，且不计桩土之间的摩阻力以及邻桩对水平抗力的影响，则：
?z?Kh?x
式中：kh?kzn，为地基水平抗力系数。根据对n假定的不同，常用的几种方法分别是：常数法，“k”法，“m”法，和“c”法，“m”法假定地基水平抗力系数随深度呈线性增加，即n=1。“m”法在我国目前应用最广泛。
所有计算引用的表格请参阅本论文所引用的下述文献，在此不再累赘： 《基坑工程》，蒋国盛，李红民，管典志，李汉旭，北京：中国地质大学出版社，2000.11。
4.2.7.1 计算有关参数如下：
主动土压力系数见前面介绍，在变形验算时具体的土层主动土压力系数应对应取，桩截面惯性矩I =?d4÷64=0.01m4；桩截面刚度：EI =25310630.01=250,000KN2m2。计算宽度：b0 =0.93（1.5d＋0.5）=1.395>1m，取b0 =1m ： 4.2.7.2 悬臂开挖状态下变形验算： 如下图所示：
7.1单位：KPa①18.75②28.711.76 图4.2.7 悬臂开挖状态下变形计算简图
13.5m3.5m32
1.36m东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计
(1).内力计算：
如上图3.7所示：用经验法确定土的水平抗力比例系数m，第二层土的刚度系数m2
m2?110.2?2?????0.2?12.12?12.1?20??3.72MN/m4 ?C2k2k2k?10??再计算变形系数：??5m?b0?EI53.72?103?0.431
250,000第一次开挖基坑面处桩顶水平力和弯矩为：
H0?Ea??7.1?18.75??M0?98.5kN/m1.362.16??1.76?28.71???50.49kN/m 22计算水平变形系数： Cy??M0H?0.431?98.5?0.841
50.49由于ahd =0.431313.5 =5.82 > 4.0，取ahd =4.0，查《最大剪力作用位置系数Cy表》(采选自本论文参考文献《基坑工程》蒋国盛编)，得:az =2.16,故最大剪力位置由ZHmax =az/a=2.16/0.431 =5.01，可查《最大剪力系数CyH表》：得出CyH = -0.784 ；
最大剪力：Hmax?H0?CyH??50.49?0.784?39.58KN/m
显然此为反弯点的最大剪力，正方向的最大剪力位于基坑开挖面处。根据CH = -AH/BH =0.431398.5/50.49 =0.841 →az=1.0，故Zmax =1.0/0.431 =2.32,查相关表格，得CHM =1.728，故由式子Mmax =M02CHM =170.21(KN2m)/m.
由此验证出的最大弯矩Mmax<构件（桩）配筋理论极限值[M]=327.81(KN2m)/m ,说明此前所配在支护桩的钢筋量满足功能要求。
(2) 变形计算：
① 第一次开挖基坑底面桩顶位移和转角计算：
由柔度相关性系数表查得：AHH =2.441;BHH =1.621;CHH =1.751
3-4AHH?HH?3 =2.441/(0.4313250,000)=1.219310
?EI-5BMH?HM??MH?2=1.621/(0.43123250,000)=3.491310
?EICHH =1.751/(0.4313250,000)=1.625310-5 ?MM??EI?4?顶??HH?H0??HM?M0?95.93?10?30mm,满足要求故： ?4?顶??MH?H0??MM?M0?33.63?10?1/300,满足要求
33
东华理工大学毕业设计(论文) 基坑支护设计
② 第一次开挖面以上即地面处桩顶位移和转角计算：
根据柔性变形计算系数Dij、Dij、Dic 表格，查得：D0t =33.33；Doc =125.00，
D0t?H?33.33?3.54/(1000?250,000)?2.0?10?5?0t?1000EI 4D0C?H??125?3.54/(1000?250,000)?7.5?10?5?0C1000EI4则顶点处的位移：(其中et为均布荷载引起的土压力，e0为自重引起的土压力)
?0???H???0t?et??0c?e0?95.93?10?4?3.5?33.63?10?4?2.0?10?5?0.65?28.75?7.5?10?5? ?0.65??19.2?2.16?17.5?1.36??2?20?K??22.4mm?30mm??满足要求，但由于该数接近临界状态，需在局部地段进行加固。 4.2.7.3 设置第一层锚杆状态下变形验算 (1) 基本参数计算
锚杆刚度参照经验取值：k1=k2 = 20,000KN/m2 如下图4.2.8：
-0.500m3.5mR1-4.500meoet图4.2.8 第一层锚杆变形计算简图13m4.0m
其中e0和et的计算结果如下：
e0?0.65?28.75?18.69KN/m, 2?0.65?(17.5?1.36?19.2?2.16?18.8?0.48)?2?15?0.81?23.99KN/etm2由于?hd?0.431?13?5.6?4.0, ，故同理取?hd=4.0 ，由柔度相关性系数表，查得AHH?2.441,B
34
MH?1.621,CMM? ，再查柔性变形计算系数表格，查得1.75D11?1.13,D1Dc1?t?1.18, ， 5.08