人工挖孔桩模板计算（建筑工程人工挖孔桩）

计算依据：

1、《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-2012

2、《建筑施工计算手册》江正荣编著

3、《实用土木工程手册》第三版杨文渊编著

4、《施工现场设施安全设计计算手册》谢建民编著

5、《土力学与地基基础》

6、建筑品茗安全计算软件

一、参数信息

1、基本参数

2、土层参数

3、荷载参数

4、计算系数

二、土压力计算

1、水平荷载

1）主动土压力系数

Ka1=tan2（45°- φ1/2）= tan2（45-12/2）=0.656；

Ka2=tan2（45°- φ2/2）= tan2（45-18/2）=0.528；

Ka3=tan2（45°- φ3/2）= tan2（45-18/2）=0.528；

Ka4=tan2（45°- φ4/2）= tan2（45-18/2）=0.528；

Ka5=tan2（45°- φ5/2）= tan2（45-18/2）=0.528；

Ka6=tan2（45°- φ6/2）= tan2（45-18/2）=0.528；

Ka7=tan2（45°- φ7/2）= tan2（45-19/2）=0.509；

Ka8=tan2（45°- φ8/2）= tan2（45-20/2）=0.49；

Ka9=tan2（45°- φ9/2）= tan2（45-20/2）=0.49；

2）土压力、地下水产生的水平荷载

第1层土：0 ~ 2m

H1'=[∑γ0h0 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ1=(0 3 3.5 4)/19=0.553m；

Pak1上=γ1H1'Ka1-2c1Ka10.5=19×0.553×0.656-2×10×0.81=-9.306kN/m2；

Pak1下=[γ1(h1 H1)]Ka1-2c1Ka10.5=(19×(2 0.553))×0.656-2×10×0.81=15.622kN/m2；

第2层土：2 ~ 3m

H2'=[∑γ1h1 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ2=(38 3 3.5 4)/21=2.31m；

Pak2上=γ2H2'Ka2-2c2Ka20.5=21×2.31×0.528-2×15×0.727=3.814kN/m2；

Pak2下=[γ2(h2 H2)]Ka2-2c2Ka20.5=(21×(1 2.31))×0.528-2×15×0.727=14.902kN/m2；

第3层土：3 ~ 4m

H3'=[∑γ2h2 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ3=(59 3 3.5 4)/21=3.31m；

Pak3上=γ3H3'Ka3-2c3Ka30.5=21×3.31×0.528-2×15×0.727=14.902kN/m2；

Pak3下=[γ3(h3 H3)]Ka3-2c3Ka30.5=(21×(1 3.31))×0.528-2×15×0.727=25.99kN/m2；

第4层土：4 ~ 5.5m

H4'=[∑γ3h3 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ4=(80 3 3.5 4)/21=4.31m；

Pak4上=γ4H4'Ka4-2c4Ka40.5=21×4.31×0.528-2×15×0.727=25.99kN/m2；

Pak4下=[γ4(h4 H4)]Ka4-2c4Ka40.5=(21×(1.5 4.31))×0.528-2×15×0.727=42.622kN/m2；

第5层土：5.5 ~ 7m

H5'=[∑γ4h4 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ5=(111.5 3 3.5 4)/21=5.81m；

Pak5上=γ5H5'Ka5-2c5Ka50.5=21×5.81×0.528-2×16×0.727=41.169kN/m2；

Pak5下=[γ5(h5 H5)]Ka5-2c5Ka50.5=(21×(1.5 5.81))×0.528-2×16×0.727=57.801kN/m2；

第6层土：7 ~ 11.5m

H6'=[∑γ5h5 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ6=(143 3 3.5 4)/21=7.31m；

Pak6上=γ6H6'Ka6-2c6Ka60.5=21×7.31×0.528-2×16×0.727=57.801kN/m2；

Pak6下=[γ6(h6 H6)]Ka6-2c6Ka60.5=(21×(4.5 7.31))×0.528-2×16×0.727=107.697kN/m2；

第7层土：11.5 ~ 14.5m

H7'=[∑γ6h6 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ7=(237.5 3 3.5 4)/22=11.273m；

Pak7上=γ7H7'Ka7-2c7Ka70.5=22×11.273×0.509-2×18×0.713=100.551kN/m2；

Pak7下=[γ7(h7 H7)]Ka7-2c7Ka70.5=(22×(3 11.273))×0.509-2×18×0.713=134.145kN/m2；

第8层土：14.5 ~ 16m

H8'=[∑γ7h7 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ8=(303.5 3 3.5 4)/22=14.273m；

Pak8上=γ8H8'Ka8-2c8Ka80.5=22×14.273×0.49-2×22×0.7=123.063kN/m2；

Pak8下=[γ8(h8 H8)]Ka8-2c8Ka80.5=(22×(1.5 14.273))×0.49-2×22×0.7=139.233kN/m2；

第9层土：16 ~ 17m

H9'=[∑γ8h8 ∑q1 ∑q1b1/(b1 2a1) ∑q1b1l1/((b1 2a1)(l1 2a1))]/γ9=(336.5 3 3.5 4)/22=15.773m；

Pak9上=γ9H9'Ka9-2c9Ka90.5=22×15.773×0.49-2×22×0.7=139.233kN/m2；

Pak9下=[γ9(h9 H9)]Ka9-2c9Ka90.5=(22×(1 15.773))×0.49-2×22×0.7=150.013kN/m2；

护壁压力计算值取最不利的情况即：p = max(Pak9上、Pak9下)= Pak9下=150.013kN/m2；

三、护壁结构计算

1、材料参数

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=1.65×150.013×1.8/(2×0.15)=1.485×106N/m2

f＜fc=14.3×106N/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=150.013×1.8/2=135.012×103N/m

σ=N/A=135.012/(1×0.15)=0.9×106N/m3

井壁圆环截面配筋率

μ= (σ- fc)/fy=(0.9-14.3)/270=-0.05

As'=μth=-0.05×0.15×1=-0.008×106mm2

As=((h×103/Sl) 1)×Sa=352.1mm2≥As'

根据构造进行配筋，环向Φ8@200，竖向Φ10@200~300mm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=π×D×t×H×24

竖向钢筋承载力As'=Smax/fy=(π×D×t×H×24)/(4×fy)=(3.14×1.8×0.15×17×24)/(4×270×103)=320.28mm2

As=(π×D×103/Sl)×Sa=1861.1mm2≥As'

配筋符合要求

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