安徽理工大学毕业设计
A 开挖面下的土压力
Pp3,?2?10?1.82?36.4KPa
Pp4?36.4?19.4?4.5?3.31?325.36KPa B 净被动土压力
?Pp3，?36.4?50.94??14.54KPa ?Pp4?325.36?77.13?248.23KPa C 土压力零点位置
设开挖面下x处土压力为零，则：
x14.54 ?4.5?x248.23解得 x=0.25 即开挖面下0.25米处土压力为零 D 开挖面下土层土压力合力 Eac?0.5?14.54?0.25?1.82KPa Hac?0.25?0.33?0.25?0.17m E 第二道支撑轴力T2
T2?[92.05?(1.51?2.8?2?0..25)?176.67?(1.24?2?0.25)?149.3?(0.95?0.25)?1.82
?0.17?102.82?(3?2.8?2?0.25)]?(0.8?2?0.25)
=187.6KN
由反弯点以上的合力平衡：
Ea1?Ea2?Ea3?Eac?T1?T2?R0
即：92.05?176.67?149.3?1.82?102.82?187.6?R0 解得：R0?129.42KN 3.3.3 桩长计算
设基底0点下为t0米嵌固深度 R0 = Pd =129.42KN ， 假设桩底落在第四层土中，则
Pd?x?0.5??4?(Kp4?Ka4)?x?x?0.33?x
如x ≠ 0, x = 3.67米 < 4.5?0.25= 4.25 米 满足条件
桩嵌入坑底深度 t0 =3.67 + 0.25 = 3.92 米 则桩长为 t = 9.8 + 3.92 = 13.72米，实取14米。
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3.3.4 维护结构的构造设计 （1）维护桩结构形式
根据本工程场地情况、基坑开挖深度和工程地质情况等，采用如下的基坑维护桩结构形式：用?800@1000钻孔灌注桩作为基坑桩墙，本基坑周长约300米，灌注桩沿基坑边缘均匀打桩300个，为保证柱列式挡土墙的整体刚度，使之形成共同受力的稳定结构体系，限制桩体位移，需加设冠梁；本工程止水帷幕采用?600深层搅拌桩，与灌注桩之间留150mm净距，搅拌桩间相互搭接200mm。 （2）支撑结构形式
本工程支撑结构由混凝土水平支撑、围檩和H型钢立柱三部分组成，水平支撑布设两道，分别在?2m和?7m处，布置方式采用井字型支撑形式，相邻支撑之间的间距为8米；围檩布设两道，与水平支撑浇筑成整体，以增加支撑结构的整体稳定性，围檩与灌注桩之间搭接时，需将灌注桩表面进行凿毛处理；本工程立柱采用H型钢，以防止支撑弯曲，失稳破坏。 3.4维护结构的内力 (1) 第一阶段开挖 此处弯矩为M1
M1?10.5?(0.33?1.53?0.45)?(14.15?0.452?16.98?0.45)?0.33?0.45?(14.87?2?28.36 ?0.45?19.08)?(14.87?28.36?0.45?19.08) =?7.97KN.m (2) 第二阶段开挖 最大弯矩处剪力为零
设第二阶段开挖基底以上a米处剪力为零，此处弯矩最大
T1?Ea1?EaA?0.5?a??(84.33?41.86)?(2.8?a)?2.8?41.86?84.33??0
即：7.59a2?84.33a?103.29?0 解得： a=1.4m 最大弯矩M2
M2?92.05?(1.51?2?1.4)?0.5?(41.86?50.96)?0.6?0.33?0.6?(2?41.86?
50.96)?(41.86?50.96)?102.82?(3?2?1.4) ??167.92KN.m (3) 第三阶段开挖 最大弯矩处剪力为零
设第三阶段开挖基底以上a米处剪力为零，此处弯矩最大
T1?T2?Ea1?Ea2?Ea3?0.5?a??(86.39?62.91)?(2?a)?2?62.91?86.39??0
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即：5.87a2?86.39a?127.6?0 解得： a=1.67m 最大弯矩M2
M2?92.05?(1.51?2.8?2?1.67)?176.67?(1.24?2?1.67)?0.5?0.33?(62.91?66.78)
?0.33?0.33?（2?62.91?66.78）?（62.91?66.78）?102.82?(3?2.8?2?1.67)? 187.6?(0.8?2?1.67) ??134.33KN.m 3.5 基坑结构构件配筋设计 3.5.1 钻孔灌注桩配筋设计
按《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89)要求进行计算： M =
sin??t?sin??2fcm r3 sin3?? + fy As rs
?3
?t = 1.25?2?
式中： A——圆形界面面积
As——全部纵向钢筋的界面面积 r ——圆形界面的半径
?——对应于受压区混凝土界面面积的圆心角与2π的比值 Rs———纵向钢筋中心所在圆周的半径
?t——纵向受拉钢筋界面面积与全部纵向钢筋界面面积的比值，?>0.625 时，取?t = 0 。
钻孔灌注桩径取?800，桩中心距1米，取混凝土C30，fcm = 14.3 N/mm2，选用HRB335?22钢筋， fy = 300 N/mm2，保护层厚度50 mm。沿周边均匀布置8根纵向钢筋。 As =8???2224 = 3039.52 mm2
?s= 0.25，?= 0.5
2sin?180?0.25??sin?180?0.5?M ??14.3?4003?sin3?180?0.5??300?3039.52?350? 33.14 = 783.64KN.m > 1.25?167.92KN.m= 209.9 KN.m 故配筋成立。按构造要求，箍筋选用螺旋筋?12@100/250（箍筋加密区长为3米）。 3.5.2 冠梁设计
由于本工程采用钻孔灌注桩为支护结构，为了提高支护体系的稳定性形成闭合的结构，根据要求在钻孔灌注桩顶部设置冠梁，增加整体的稳定性。
根据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)，一般冠梁高度为0.5-1.5d，宽度为
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1-1.2d（d为钻孔灌注桩的直径）。冠梁刚度越大，则冠梁的作用相当于支点的作用，对桩的受力和变形将起显著的作用，因此设计时可以适当的将其断面加大，配以适量的钢筋，增加刚度。
本工程设计冠梁高度为800mm，宽度为1000mm。混凝土标号为C30。按以下公式计算冠梁的钢筋：
Aq?(0.5~0.8)As
式中
Aq——冠梁的配筋面积
As——桩按最大弯矩配筋时的钢筋面积
本基坑取系数为0.7 所以Aq=0.7As=0.7×3039.52=2127.66 mm2
取6Φ22 则Aq=2279.64 mm2 最小配筋率ρ=2279.64/800×1000=0.28%≥ρ故配筋满足要求。箍筋采用?12@250。
为安全起见冠梁的配筋在满足稳定且较经济的情况下可适当调整。钢筋的具体布置见冠梁配筋图。 3.5.3 水平支撑设计
根据《混凝土结构设计规范》（GBJ10-89)要求对水平支撑进行设计。 （1）第一层支撑设计
支撑截面取500?600mm，支撑采用井字型支撑形式，支撑间距取8m,混凝土强度为C30，钢筋采用HRB400钢筋，立柱间距取8m，则：fc?14.3Nmm2，
min
fy?fy?360Nmm2，as?as?40mm,支撑轴力T1?102.82KN 1）荷载与弯矩计算：
A 水平荷载：N?1.25?102.82?8?1028.2KN B 竖向荷载：
支撑结构自重：G?1.2?0.5?0.6?25?9KNm 支撑上施工活荷载取Q?5KNm
ql2(9?5)?82??89.6KN.m C 最大弯矩M?1010,,2）初始偏心距：
M89.6?106h600??87.14mm，??20mm，故取ea?20mm e0?3N1028.2?103030 ei?e0?ea?87.14?20?107.14mm 3）判别偏压类型：
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