113#旋喷桩设计计算书（11.26更新）

主动土压力系数ka?tg2?45o??/2??0.333 被动土压力系数kp?tg245o??/2?3 支护外侧主动土压强pa?(?h?q0)?ka

支护内侧开挖基坑内侧被动土压力pp??'h?kp

考虑铁路上列车的影响：qce?kaqh'?0.333?67.23?22.39kN/m2 为提高结构的安全系数，将列车荷载视为坑沿荷载考虑。

地面主动土压力大小为p0?(18.0?0?34)?0.333?22.39?33.712kPa 地下水位线处土压力与水压力

p'0?(18.0?0.5?34)?0.333?22.39?42.712kPa

??考虑水的浮重，地下以下h高处基坑底部主动土压强大小和水压强的合力为：

p?[18.0?0.5+8.0?(h?0.5)?34]?0.333?10(h?0.5)?22.39

其中h为计算截面点距地面的高度，坑底h?3.5m时，p?97kN/m2 假定外侧地面以下y深度处，基坑围护外的被动土压力等于基坑围护内的主动土压力。

通过试算，得出y=2.4m时，基坑围护外的被动土压力等于基坑围护内的主动土压力。

①φ500mm旋喷桩校核

本结构机理与SMW工法桩类似，根据《型钢水泥土搅拌墙技术规程（DGJ08-116-2005）（J10608-2005）》中要求，支护结构的弯矩应全部由型钢承担。

图8 φ500mm旋喷桩布置

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A、 内力计算：

等效支护结构为等刚度厚度为h的混凝土壁式地下墙进行内力计算，根据两者刚度相等，有：

ESIS?1EC(w?t)h3 123则：h?12ESIS

EC(w?t)由上式计算得等效混凝土壁式地下墙厚度为340mm。 由图8可知，按等值梁法建立模型计算如下：

图9-1 计算模型

图9-2 弯矩图

图9-3 剪力图

查看结果图形发现，最大弯矩Mw?331.29kNm，最大剪力Qw?243.4kN。 换算为每根型钢所承受的内力：则有

Mp?Mw(w?t)?331.29?0.6?198.774kNm Qp?Qw(w?t)?243.4?0.6?146.04kN

H350×350抗弯模量为W=2300cm3，面积矩S=1246.6cm3，截面惯性矩I=40300cm4。

B、 抗弯强度验算：

根据规范要求，弯矩设计值为计算得到的弯矩标准值的1.25倍，即

M?1.25?198.774?

248.47kNm- 9 -

则：??M/W?108.03Mpa<210Mpa，内插型钢的强度满足要求。 C、 抗剪强度验算：

根据规范要求，剪力设计值为计算得到的剪力标准值的1.25倍，即

Q?1.25?146.04?182.55kN

则：f?QS?47.05Mpa<120Mpa，内插型钢的强度满足要求。 I?D、 型钢与水泥土之间的错动剪切承载力验算：

验算公式如下：

?1?Q1/de1??c/?2

Q1??1qL1/2

式中：?1—型钢与水泥土之间的错动剪应力标准值（N/mm2）

Q1—型钢与水泥土之间单位深度范围内的错动剪力标准值

（N/mm）

?c—水泥土抗剪强度标准值（N/mm2），可取水泥土无侧限抗压

强度标准值的1/15~1/10.。本计算水泥土无侧限抗压强度取1MPa，

?c=1/15=0.067.

?1—剪力计算经验系数，可取0.6

?2—水泥土抗剪强度调整系数，可取1.6。

图10 计算示意图

由上式计算得Q1?0.6×97×0.25/2=7.275N/mm，

?1?Q1/de1?0.0146??c/?2?0.042，满足要求。

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E、 型钢隔孔设置时，应对水泥土旋喷桩按下式进行最薄弱断面的局部

抗剪验算：

验算公式如下：

?2?Q2/de2??c/?2

Q2??1qL2/2

图11 计算示意图

由上式计算得Q2?17.46N/mm，?1?Q2/de2?0.0218??c/?2?0.042，满足要求。

E、入土深度验算

根据模型计算得出，在深度y处的支座反力为P=243.4kN。假定在e点以下xm处，型钢所受的弯矩为0，近似计算的公式如下：

P=γ（K·Kp-Ka）/6x2

得出x= √(6P/γ/（K·Kp-Ka）)=4m

则型钢的最小入土深度为to=x+y=4+2.4=6.4m，实际所需的入土深度为t=1.2to=7.68m，实际的入土深度为10m>7.68m，故型钢的入土深度满足要求。

②φ600mm旋喷桩校核

图12 φ500mm旋喷桩布置

A、 内力计算：

等效支护结构为等刚度厚度为h的混凝土壁式地下墙进行内力计算，根

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