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1、附件九1、深度1620m孔桩原有护壁计算式一、参数信息 1、基本参数护壁结构材料类型混凝土护壁结构外直径D(m)2挖孔桩开挖深度H(m)20地下水位深度ha(m)18 2、土层参数土层编号土类型土厚度h(m)土重度(kN/m3)粘聚力c(kPa)内摩擦角()饱和土重度sat(kN/m3)水土合算1填土101933.11025否2淤泥22111028否3红粘土62116026否4微风化岩1.50000是5中风化岩60000是 3、荷载参数类型荷载q(kpa)距支护边缘的水平距离a(m)垂直基坑边的分布宽度b(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用深度d(m)满布荷载150-0条形局部荷载15151
2、5-0矩形局部荷载1515151515 4、计算系数安全系数K2护壁计算段长度h(m)1 二、土压力计算人工打孔桩荷载示意图 1、水平荷载 1）主动土压力系数 Ka1=tan2（45- 1/2）= tan2（45-0/2）=1； Ka2=tan2（45- 2/2）= tan2（45-0/2）=1； Ka3=tan2（45- 3/2）= tan2（45-0/2）=1； Ka4=tan2（45- 4/2）= tan2（45-0/2）=1； Ka5=tan2（45- 5/2）= tan2（45-0/2）=1； 2）土压力、地下水产生的水平荷载 第1层土：0 11m H1=0h0+q1+q1b1/(b
3、1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/1=(0+15+15+15)/19=2.368m； Pak1上=1H1Ka1-2c1Ka10.5=192.3681-233.111=-21.228kN/m2； Pak1下=1(h1+H1)Ka1-2c1Ka10.5=(19(11+2.368)1-233.111=187.772kN/m2； 第2层土：11 13m H2=1h1+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/2=(209+15+15+15)/21=12.095m； Pak2上=2H2Ka2-2c2Ka20.5=2112.0951-21
4、11=231.995kN/m2； Pak2下=2(h2+H2)Ka2-2c2Ka20.5=(21(2+12.095)1-2111=273.995kN/m2； 第3层土：13 15m H3=2h2+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/3=(251+15+15+15)/21=14.095m； Pak3上=3H3Ka3-2c3Ka30.5=2114.0951-2161=263.995kN/m2； Pak3下=3(h3+H3)Ka3-2c3Ka30.5=(21(2+14.095)1-2161=305.995kN/m2； 第4层土：15 18m H4=3h3
5、+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/4=(293+15+15+15)/21=16.095m； Pak4上=4H4Ka4-2c4Ka40.5=2116.0951-2161=305.995kN/m2； Pak4下=4(h4+H4)Ka4-2c4Ka40.5=(21(3+16.095)1-2161=368.995kN/m2； 第5层土：18 20m H5=4h4+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/5=356+15+15+15/21=19.095m； Pak5上=5H5-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka5
6、0.5+w(h4-ha) =(2119.095-10(18-18)1-2161+10(18-18) =368.995kN/m2； Pad5下=5(H5+h5)-w(h5-ha)Ka5-2c5Ka50.5+w(h5-ha) =(21(19.095+2)-10(20-18)1-2161+10(20-18) =410.995kN/m2； 护壁压力计算值取最不利的情况即：p = max(Pak5上、Pak5下)= Pak5下=410.995kN/m2； 三、护壁结构计算 1、材料参数护壁材料混凝土混凝土型号C30砼轴心抗压强度fc(N/mm2)8环向钢筋8200竖向钢筋8200 2、护壁的受力简图 3
7、、护壁壁厚及强度验算 混凝土护壁轴心抗压强度： f= KpD/2t=2410.9952/(20.125)=6.576106N/m2 ffc=4106N/m2 不满足要求，增加壁厚度。 4、护壁配筋验算 人工挖孔桩护壁在侧向压力作用下，截面上同时作用有轴向力N和弯矩M，由于人工挖孔桩为圆心护壁且同一高度一圈作用力相同 ，可按混凝土结构设计规范中轴心受压公式进行计算。另：在井壁设计中一般采用对称配筋的方式。 环向配筋计算 N=pD/2=410.9952/2=410.995103N/m =N/A=410.995/(10.125)=3.288106N/m3 井壁圆环截面配筋率 = (- fc)/fy=
8、(3.288-4)/270=-0.003 As=th=-0.0030.1251=0106mm2 As=(h103/Sl)+1)Sa=301.8mm2As 配筋符合要求 竖向配筋计算 在施工过程中，井壁支护仅承受自重，其强度足够，一般不需验算。但考虑人工挖孔桩现场施工情况，存在井壁下部土方被掏空的情况，而使井壁支护处于悬挂状态，使井壁支护有可能在自重作用下被拉断的危险，故还需验算井壁支护竖向受拉钢筋。本计算书将人工挖孔桩护壁视为等截面，计算公式如下： Smax=G0/4 Smax-井壁支护最大垂直拉力 G0-井壁混凝土支护自重，G0=DtH24 竖向钢筋承载力As=Smax/fy=(DtH24)
9、/(4fy)=(3.1420.1252024)/(4270103)=348.889mm2配筋不符合要求，建议增加竖向钢筋直径或缩小间距2、1620m深度孔桩护壁验算计算式一、重新验算计算式 1、基本参数护壁结构材料类型混凝土护壁结构外直径D(m)2挖孔桩开挖深度H(m)24地下水位深度ha(m)22 2、土层参数土层编号土类型土厚度h(m)土重度(kN/m3)粘聚力c(kPa)内摩擦角()饱和土重度sat(kN/m3)水土合算1填土81933.113325否2淤泥221111028否3红粘土821161026否4微风化岩1.50000是5中风化岩60000是 3、荷载参数类型荷载q(kpa)距
10、支护边缘的水平距离a(m)垂直基坑边的分布宽度b(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用深度d(m)满布荷载150-0条形局部荷载151515-0矩形局部荷载1515151515 4、计算系数安全系数K1.65护壁计算段长度h(m)1 二、土压力计算人工打孔桩荷载示意图 1、水平荷载 1）主动土压力系数 Ka1=tan2（45- 1/2）= tan2（45-33/2）=0.295； Ka2=tan2（45- 2/2）= tan2（45-10/2）=0.704； Ka3=tan2（45- 3/2）= tan2（45-10/2）=0.704； Ka4=tan2（45- 4/2）= tan2（45-1
11、0/2）=0.704； Ka5=tan2（45- 5/2）= tan2（45-10/2）=0.704； 2）土压力、地下水产生的水平荷载 第1层土：0 12m H1=0h0+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/1=(0+15+15+15)/19=2.368m； Pak1上=1H1Ka1-2c1Ka10.5=192.3680.295-233.110.543=-22.694kN/m2； Pak1下=1(h1+H1)Ka1-2c1Ka10.5=(19(12+2.368)0.295-233.110.543=44.566kN/m2； 第2层土：12 14m
12、H2=1h1+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/2=(228+15+15+15)/21=13m； Pak2上=2H2Ka2-2c2Ka20.5=21130.704-2110.839=173.733kN/m2； Pak2下=2(h2+H2)Ka2-2c2Ka20.5=(21(2+13)0.704-2110.839=203.301kN/m2； 第3层土：14 15m H3=2h2+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/3=(270+15+15+15)/21=15m； Pak3上=3H3Ka3-2c3Ka30
13、.5=21150.704-2160.839=194.91kN/m2； Pak3下=3(h3+H3)Ka3-2c3Ka30.5=(21(1+15)0.704-2160.839=209.694kN/m2； 第4层土：15 22m H4=3h3+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/4=(291+15+15+15)/21=16m； Pak4上=4H4Ka4-2c4Ka40.5=21160.704-2160.839=209.694kN/m2； Pak4下=4(h4+H4)Ka4-2c4Ka40.5=(21(7+16)0.704-2160.839=313.18
14、2kN/m2； 第5层土：22 24m H5=4h4+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/5=438+15+15+15/21=23m； Pak5上=5H5-w(h4-ha)Ka5-2c5Ka50.5+w(h4-ha) =(2123-10(22-22)0.704-2160.839+10(22-22) =313.182kN/m2； Pad5下=5(H5+h5)-w(h5-ha)Ka5-2c5Ka50.5+w(h5-ha) =(21(23+2)-10(24-22)0.704-2160.839+10(24-22) =348.67kN/m2； 护壁压力计算值
15、取最不利的情况即：p = max(Pak5上、Pak5下)= Pak5下=348.67kN/m2； 三、护壁结构计算 1、材料参数护壁材料混凝土混凝土型号C30砼轴心抗压强度fc(N/mm2)6环向钢筋8200竖向钢筋8130 2、护壁的受力简图 3、护壁壁厚及强度验算 混凝土护壁轴心抗压强度： f= KpD/2t=2.5348.672/(20.195)=4.47106N/m2 ffc=6106N/m2 满足要求！ 4、护壁配筋验算 人工挖孔桩护壁在侧向压力作用下，截面上同时作用有轴向力N和弯矩M，由于人工挖孔桩为圆心护壁且同一高度一圈作用力相同 ，可按混凝土结构设计规范中轴心受压公式进行计算
16、。另：在井壁设计中一般采用对称配筋的方式。 环向配筋计算 N=pD/2=348.672/2=348.67103N/m =N/A=348.67/(10.195)=1.788106N/m3 井壁圆环截面配筋率 = (- fc)/fy=(1.788-6)/270=-0.016 As=th=-0.0160.1951=-0.003106mm2 As=(h103/Sl)+1)Sa=301.8mm2As 根据构造进行配筋，环向8200，竖向10200300mm钢筋，上一段竖向筋插入下一段混凝土中，长度不小于100mm。 配筋符合要求 竖向配筋计算 在施工过程中，井壁支护仅承受自重，其强度足够，一般不需验算。
17、但考虑人工挖孔桩现场施工情况，存在井壁下部土方被掏空的情况，而使井壁支护处于悬挂状态，使井壁支护有可能在自重作用下被拉断的危险，故还需验算井壁支护竖向受拉钢筋。本计算书将人工挖孔桩护壁视为等截面，计算公式如下： Smax=G0/4 Smax-井壁支护最大垂直拉力 G0-井壁混凝土支护自重，G0=DtH24 竖向钢筋承载力As=Smax/fy=(DtH24)/(4fy)=(3.1420.1952424)/(4270103)=653.12mm2 As=(D103/Sl)Sa=2414.4mm2As 配筋符合要求 以上配筋及护壁厚度满足规范要求。3、深度2024m孔桩护壁计算式孔桩护壁厚度170mm
18、220mm，竖向钢筋间距120mm。一、 深度2024m孔桩验算参数信息 1、基本参数护壁结构材料类型混凝土护壁结构外直径D(m)2挖孔桩开挖深度H(m)24地下水位深度ha(m)22 2、土层参数土层编号土类型土厚度h(m)土重度(kN/m3)粘聚力c(kPa)内摩擦角()饱和土重度sat(kN/m3)水土合算1填土81933.113325否2淤泥221111028否3红粘土1221161026是4微风化岩1.50000是5中风化岩60000是 3、荷载参数类型荷载q(kpa)距支护边缘的水平距离a(m)垂直基坑边的分布宽度b(m)平行基坑边的分布长度l(m)作用深度d(m)满布荷载150-
19、0条形局部荷载151515-0矩形局部荷载1515151515 4、计算系数安全系数K1.65护壁计算段长度h(m)1 二、土压力计算人工打孔桩荷载示意图 1、水平荷载 1）主动土压力系数 Ka1=tan2（45- 1/2）= tan2（45-33/2）=0.295； Ka2=tan2（45- 2/2）= tan2（45-10/2）=0.704； Ka3=tan2（45- 3/2）= tan2（45-10/2）=0.704； Ka4=tan2（45- 4/2）= tan2（45-10/2）=0.704； Ka5=tan2（45- 5/2）= tan2（45-10/2）=0.704； 2）土压力
20、、地下水产生的水平荷载 第1层土：0 12m H1=0h0+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/1=(0+15+15+15)/19=2.368m； Pak1上=1H1Ka1-2c1Ka10.5=192.3680.295-233.110.543=-22.694kN/m2； Pak1下=1(h1+H1)Ka1-2c1Ka10.5=(19(12+2.368)0.295-233.110.543=44.566kN/m2； 第2层土：12 14m H2=1h1+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/2=(228+15
21、+15+15)/21=13m； Pak2上=2H2Ka2-2c2Ka20.5=21130.704-2110.839=173.733kN/m2； Pak2下=2(h2+H2)Ka2-2c2Ka20.5=(21(2+13)0.704-2110.839=203.301kN/m2； 第3层土：14 15m H3=2h2+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/3=(270+15+15+15)/21=15m； Pak3上=3H3Ka3-2c3Ka30.5=21150.704-2160.839=194.91kN/m2； Pak3下=3(h3+H3)Ka3-2c3K
22、a30.5=(21(1+15)0.704-2160.839=209.694kN/m2； 第4层土：15 22m H4=3h3+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a1)(l1+2a1)/4=(291+15+15+15)/21=16m； Pak4上=4H4Ka4-2c4Ka40.5=21160.704-2160.839=209.694kN/m2； Pak4下=4(h4+H4)Ka4-2c4Ka40.5=(21(7+16)0.704-2160.839=313.182kN/m2； 第5层土：22 24m H5=4h4+q1+q1b1/(b1+2a1)+q1b1l1/(b1+2a
23、1)(l1+2a1)/5=(438+15+15+15)/21=23m； Pak5上=5H5Ka5-2c5Ka50.5=21230.704-2160.839=313.182kN/m2； Pak5下=5(h5+H5)Ka5-2c5Ka50.5=(21(2+23)0.704-2160.839=342.75kN/m2； 护壁压力计算值取最不利的情况即：p = max(Pak5上、Pak5下)= Pak5下=342.75kN/m2； 三、护壁结构计算 1、材料参数护壁材料混凝土混凝土型号C30砼轴心抗压强度fc(N/mm2)6环向钢筋8200竖向钢筋8110 2、护壁的受力简图 3、护壁壁厚及强度验算
24、混凝土护壁轴心抗压强度： f= KpD/2t=2.5342.752/(20.205)=4.18106N/m2 ffc=6106N/m2 满足要求！ 4、护壁配筋验算 人工挖孔桩护壁在侧向压力作用下，截面上同时作用有轴向力N和弯矩M，由于人工挖孔桩为圆心护壁且同一高度一圈作用力相同 ，可按混凝土结构设计规范中轴心受压公式进行计算。另：在井壁设计中一般采用对称配筋的方式。 环向配筋计算 N=pD/2=342.752/2=342.75103N/m =N/A=342.75/(10.205)=1.672106N/m3 井壁圆环截面配筋率 = (- fc)/fy=(1.672-6)/270=-0.016
25、As=th=-0.0160.2051=-0.003106mm2 As=(h103/Sl)+1)Sa=301.8mm2As 根据构造进行配筋，环向8200，竖向10200300mm钢筋，上一段竖向筋插入下一段混凝土中，长度不小于100mm。 配筋符合要求 竖向配筋计算 在施工过程中，井壁支护仅承受自重，其强度足够，一般不需验算。但考虑人工挖孔桩现场施工情况，存在井壁下部土方被掏空的情况，而使井壁支护处于悬挂状态，使井壁支护有可能在自重作用下被拉断的危险，故还需验算井壁支护竖向受拉钢筋。本计算书将人工挖孔桩护壁视为等截面，计算公式如下： Smax=G0/4 Smax-井壁支护最大垂直拉力 G0-井壁混凝土支护自重，G0=DtH24 竖向钢筋承载力As=Smax/fy=(DtH24)/(4fy)=(3.1420.2052424)/(4270103)=686.613mm2 As=(D103/Sl)Sa=2867.1mm2As 配筋符合要求