1、题目：基坑深17.0m，支护方式为排桩加外锚方案，设两道锚杆支护（第一道设在-6.0m处，第二道-11.5m处。土层相关参数见下表：表1 土层参数信息表土层编号土层名称重度黏聚力内摩擦角土层厚度1-1杂填土160.7156.03-1-2新黄土219.421.7224.03-2-2古土壤20.224.5204.84-1-2老黄土21.120.3246.1此基坑采用分层开挖的方式，在基坑顶部承受拟定的均布荷载，荷载值为20kPa，荷载及各土层分布情况见图1.1。q=20kPa1-1 杂填土3-1-2 新黄土23-2-2 古土壤4-1-2 老黄土图1.1 荷载分布及支护方案解：1 计算各土层侧压力系
2、数（1）郎肯主动土压力系数计算 （2）郎肯被动土压力系数计算 2 各工况土压力及支撑力计算（1）工况1：基坑开挖至-6.0m，并在此处设置第一道锚杆，地面处的主动土压力为：处的主动土压力：第一层土层： 第二层土层： 开挖面处的被动土压力为：开挖面处主动土压力减去被动土压力为： 则所有的主动土压力合力为：10.70667.25040.877图3.2 工况1土压力分布图假设开挖面以下处剪力为0 ，该处即是最大弯矩所在截面，则处的主动土压力减去被动土压力为： 由静力平衡列方程：解得 所以因此最大弯矩为：(2) 工况2：开挖至处，并在此处设第二道锚杆，土压力分布：开挖面处主动土压力：第二层土层：第三层
3、土层： 开挖面处的主动土压力为：开挖面处的被动土压力为： 则主动土压力减去被动土压力为：假设土压力零点位置为开挖面以下处，则有：主动土压力合力为：土压力零点位置处截面的弯矩为：则第一道(6m)处锚杆的水平分力为：假设土压力零点位置以下处剪力为0，即弯矩最大，则由几何关系可知，处的土压力为： , 由静力平衡可列方程：75.41110.70667.25023.48558.79360.5645.439图3.3 工况2土压力分布图解得 所以 因此最大弯矩为：(3)工况3：开挖至，并在此处设第三道锚杆： 第四层土层： 开挖面处的被动土压力为：主动土压力减去被动土压力：假设土压力零点位置为开挖面以下处，则
4、：115.85610.70667.25023.48558.79360.564108.07496.26753.332图3.4 工况3的土压力分布图解得 所有主动土压力合力为： 土压力零点处截面的弯矩为：所以第二道（11.5m处）锚杆的水平分力为： 假设土压力零点位置以下处剪力为0，即该处弯矩最大，则该界面处的土压力为：由几何关系有：所以则由静力平衡列方程：解得 因此最大弯矩为： （4）嵌固深度的计算 图3.5 嵌固深度计算图对O点取矩，由力矩平衡可知： ：解得 则嵌固深度因此桩总长3 灌注桩的内力设计值及配筋设计 最大弯矩计算值： 最大弯矩设计值：灌注桩的配筋取分段开挖的最大弯矩：。弯矩设计值为
5、：查基坑工程手册附表14-4选用，截面容许弯矩设计值，桩体选用C30混凝土，箍筋选用螺旋筋，加强筋。4 锚杆计算锚杆倾角20o，水平间距2m，钻孔直径0.15m。锚索采用预应力镀锌钢绞线，强度标准值。根据土体与锚固体极限摩阻力标准值表，可知新黄土的极限摩阻力取70kPa，古土壤的极限摩阻力取73kPa，老黄土的极限摩阻力取68kPa，各层加权内摩擦角为20o。水平力计算值： 水平力设计值： 锚杆设计的轴向拉力为：Nu1=1215.517/cos20o=1292.55kN Nu2=1205.333/cos20o=1281.91kN 锚杆的锚固长度 : 锚杆的自由端长度： 所以，第一道锚杆长度 第二道锚杆长度锚杆杆体材料计算： 所需锚索根数=879.286/139=6.3 取7根。
