来源:公众号 广州新时代咨询 在深基坑支护工程中,经常会用到“支护桩+锚索锚定”的支护结构,但目前的深基坑支护计算软件一般都没有考虑腰梁的重力作用,但实际上腰梁的重量不小,需在施工时打入支承物以支撑其重量,确保腰梁安全。专家评审时一般也会针对此事要求设计人员补充支承强度计算结果。 现以英德市某基坑支护设计项目的腰梁支承强度计算为例演算,不足之处敬请指正。
来源:公众号 广州新时代咨询
在深基坑支护工程中,经常会用到“支护桩+锚索锚定”的支护结构,但目前的深基坑支护计算软件一般都没有考虑腰梁的重力作用,但实际上腰梁的重量不小,需在施工时打入支承物以支撑其重量,确保腰梁安全。专家评审时一般也会针对此事要求设计人员补充支承强度计算结果。
现以英德市某基坑支护设计项目的腰梁支承强度计算为例演算,不足之处敬请指正。
▼ 腰梁支承强度计算
1、腰梁设计:
C25混凝土,配筋10?20(Ⅲ级钢)主筋。接近梯形,尺寸底长500mm、顶长450mm、高200mm。腰梁体积约0.1立方米每米。腰梁重量0.1立方米×2.5吨∕立方米﹦2.5KN∕M。锚索间距1.4米,往土中打入2根直径48mm壁厚3.0mm、长度1.7米(总长2.0米)的钢管作支承。
2、锚索腰梁锚定体系综合平衡:
⑴ 对腰梁,作用力为:
水平分力(向左): Fx=F×cosα
垂直分力(向下):Fy=F×cos(90°-α)
⑵ 对腰梁与墙面接触点:
水平分力(向右): Fx=F×cosα
垂直分力(向上):Fy=F×cos(90°-α)
可见锚定体系是受力平衡的。
(不考虑腰梁重量时)。
3、钢管支承静力平衡计算:
钢管埋设深度2.0米,单根管上覆土压力为:0.048×1.7×2×18.5=3.02KN>2.5×1.4∕2=1.75KN
(单管承担的腰梁重量)。满足。
4、钢管最大抗拔力:
Fs=0.048×3.14×1.7×25=6.4KN,
相对于应承担的腰梁重量1.75KN数据较大,可看作是固定锚固端。
5、抗弯强度计算:
?48×3.0钢管的截面抵抗矩:
W=π×(D4-d4)/32D
=3.14×(4.84-4.24)/32×4.8 ×103
=4490 mm3
最大弯矩:M=1.75KN×0.2m=0.35KNm
抗弯强度值:σ=M/W=0.35×106/4490=78MPa
σ=78MPa<215MPa
(Q235钢允许抗弯强度),满足。
6、抗剪强度计算:
最大剪应力:τ=P/A﹦1.75×103/π(242-22.52)
=1750/219﹦8.0MPa<120MPa
(Q235钢允许抗剪强度)满足。
▲ 腰梁与网喷砼面板搭接大样图
▲ 腰梁立面图
综上,在土中打入2根直径48×3.0的长度2米的钢管支承腰梁的重量是可行的,满足强度要求。