排桩(地下连续墙)规范计算书
本计算依据《建筑基坑支护技术规程》(JGJ120-99)。

1.地质勘探数据如下：
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序号 h(m) (kN/m3) C(kPa) (°) m(kN/m4) 计算方法 土类型
1 4.50 19.00 10.00 13.00 3080 水土合算 细砂
2 5.40 19.20 27.30 25.70 13370 水土合算 细砂
3 7.00 19.00 16.00 27.00 13480 水土合算 细砂
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表中：h为土层厚度(m), 为土重度(kN/m3),C为内聚力(kPa), 为内摩擦角(°)。
基坑外侧水标高-1.80m，基坑内侧水标高-10.30m。

2.基本计算参数：
地面标高0.00m，基坑坑底标高-11.25m，
支撑分别设置在标高-1.90m、-6.10m处，
计算标高分别为-2.40m、-6.60m、-11.25m处。

侧壁重要性系数1.00。
桩墙顶标高-1.80m，
桩墙嵌入深度1.95m，
桩墙计算宽度1.00m。

桩墙顶标高以上放坡级数为1级坡。
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序号 坡高m 坡宽m 坡角° 平台宽m
1 1.80 0.00 45.00 3.00
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3.地面超载：
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序号 布置方式 作用区域 标高m 荷载值kPa 距基坑边线m 作用宽度m
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将桩顶标高以上的土压力转换为均布荷载：
Q=19.00×1.80=34.20kN/m2


一、第一阶段,挖土深2.40m，挡土桩(墙)呈悬臂状,计算过程如下：



第1阶段主动、被动水土压力合力图


1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高-1.80m，下部标高-2.40m
Ea1上 = (19.00×0.00+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 5.73kN/m2
Ea1下 = (19.00×0.60+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 12.93kN/m2
第2层土上部标高-2.40m，下部标高-4.50m
Ea2上 = (19.00×0.60+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 12.93kN/m2
Ea2下 = (19.00×0.60+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 12.93kN/m2

2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第2层土上部标高-2.40m，下部标高-4.50m
Ep2上 = (19.00×0.00)×tg2(45+13.00/2)+2×10.00×tg(45+13.00/2)
= 25.15kN/m2
Ep2下 = (19.00×2.10)×tg2(45+13.00/2)+2×10.00×tg(45+13.00/2)
= 88.23kN/m2

3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B = ((88.23-25.15)-(12.93-12.93))/2.10=30.03kN/m3
d = 0.00 = 0.00m

4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea = (5.73+12.93)×0.60/2.0
= 5.59kN/m

D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma = 5.73×0.60×(0.00+0.60/2.0)+(12.93-5.73)×0.60/2.0×(0.00+0.60/3.0)
= 1.46kN.m/m

5.悬臂桩嵌入D点以下距离t的计算：
合力Ea到D点的距离：
y = 1.46/5.59 = 0.26m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为1.10m
考虑到规范的要求当桩埋深小于0.3倍的基坑深度时,桩埋深取0.3倍基坑深度：
L = 0.60+0.3×2.40=1.32m

6.最大弯矩的计算：

而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax= 0.00kN.m/m，发生在标高-8.95m处；
最大负弯矩Mdmax= -2.46kN.m/m，发生在标高-2.74m处。

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
最大正弯矩Mumax=1.00×0.00=0.00kN.m，发生在标高-8.95m处；
最大负弯矩Mdmax=1.00×-2.46=-2.46kN.m，发生在标高-2.74m处；

二、第二阶段,挖土深6.60m，支撑分别设置在标高-1.90m处，计算过程如下：



第2阶段主动、被动水土压力合力图


1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高-1.80m，下部标高-4.50m
Ea1上 = (19.00×0.00+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 5.73kN/m2
Ea1下 = (19.00×2.70+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 38.19kN/m2
第2层土上部标高-4.50m，下部标高-6.60m
Ea2上 = (19.00×2.70+19.20×0.00+34.20)×tg2(45-25.70/2)-2×27.30×tg(45-25.70/2)
= -0.54kN/m2(取0.0)
Ea2下 = (19.00×2.70+19.20×2.10+34.20)×tg2(45-25.70/2)-2×27.30×tg(45-25.70/2)
= 15.38kN/m2
第3层土上部标高-6.60m，下部标高-9.90m
Ea3上 = (19.00×2.70+19.20×2.10+34.20)×tg2(45-25.70/2)-2×27.30×tg(45-25.70/2)
= 15.38kN/m2
Ea3下 = (19.00×2.70+19.20×2.10+34.20)×tg2(45-25.70/2)-2×27.30×tg(45-25.70/2)
= 15.38kN/m2

2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第3层土上部标高-6.60m，下部标高-9.90m
Ep3上 = (19.20×0.00)×tg2(45+25.70/2)+2×27.30×tg(45+25.70/2)
= 86.88kN/m2
Ep3下 = (19.20×3.30)×tg2(45+25.70/2)+2×27.30×tg(45+25.70/2)
= 247.31kN/m2

3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B = ((247.31-86.88)-(15.38-15.38))/3.30=48.60kN/m3
d = 0.00 = 0.00m

4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea = (5.73+38.19)×2.70/2.0+
(0.00+15.38)×2.10/2.0
= 75.43kN/m

D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma = 5.73×2.70×(2.10+2.70/2.0)+(38.19-5.73)×2.70/2.0×(2.10+2.70/3.0)+
(15.38-0.00)×2.10/2.0×(0.00+2.10/3.0)
= 196.07kN.m/m

5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
第1层支撑到D点距离：
a1 = 4.70m
第1层支撑反力：
E1 = 196.07/4.70 = 41.72kN/m
假设支座D点的支撑反力：
ED = 75.43-41.72 = 33.71kN/m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为6.80m

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
E1=1.00×41.72=41.72kN
ED=1.00×33.71=33.71kN

6.最大弯矩的计算：

而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax= 52.43kN.m/m，发生在标高-4.03m处；
最大负弯矩Mdmax= -7.23kN.m/m，发生在标高-6.99m处。

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
最大正弯矩Mumax=1.00×52.43=52.43kN.m，发生在标高-4.03m处；
最大负弯矩Mdmax=1.00×-7.23=-7.23kN.m，发生在标高-6.99m处；

三、第三阶段,挖土深11.25m，支撑分别设置在标高-1.90m、-6.10m处，计算过程如下：



第3阶段主动、被动水土压力合力图


1.作用在桩(墙)的主动土压力分布：
第1层土上部标高-1.80m，下部标高-4.50m
Ea1上 = (19.00×0.00+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 5.73kN/m2
Ea1下 = (19.00×2.70+34.20)×tg2(45-13.00/2)-2×10.00×tg(45-13.00/2)
= 38.19kN/m2
第2层土上部标高-4.50m，下部标高-9.90m
Ea2上 = (19.00×2.70+19.20×0.00+34.20)×tg2(45-25.70/2)-2×27.30×tg(45-25.70/2)
= -0.54kN/m2(取0.0)
Ea2下 = (19.00×2.70+19.20×5.40+34.20)×tg2(45-25.70/2)-2×27.30×tg(45-25.70/2)
= 40.41kN/m2
第3层土上部标高-9.90m，下部标高-11.25m
Ea3上 = (19.00×2.70+19.20×5.40+19.00×0.00+34.20)×tg2(45-27.00/2)-2×16.00×tg(45-27.00/2)
= 51.43kN/m2
Ea3下 = (19.00×2.70+19.20×5.40+19.00×1.35+34.20)×tg2(45-27.00/2)-2×16.00×tg(45-27.00/2)
= 61.06kN/m2
第4层土上部标高-11.25m，下部标高-16.90m
Ea4上 = (19.00×2.70+19.20×5.40+19.00×1.35+34.20)×tg2(45-27.00/2)-2×16.00×tg(45-27.00/2)
= 61.06kN/m2
Ea4下 = (19.00×2.70+19.20×5.40+19.00×1.35+34.20)×tg2(45-27.00/2)-2×16.00×tg(45-27.00/2)
= 61.06kN/m2

2.作用在桩(墙)的被动土压力分布：
第4层土上部标高-11.25m，下部标高-16.90m
Ep4上 = (19.00×0.00)×tg2(45+27.00/2)+2×16.00×tg(45+27.00/2)
= 52.22kN/m2
Ep4下 = (19.00×5.65)×tg2(45+27.00/2)+2×16.00×tg(45+27.00/2)
= 338.08kN/m2

3.土压力为零点距离坑底距离d的计算：
桩的被动、主动土压力差值系数为：
B = ((338.08-52.22)-(61.06-61.06))/5.65=50.59kN/m3
d = (61.06-52.22)/50.59 = 0.17m

4.D点以上土压力对D点的力矩与合力计算：
D点以上土压力对桩(墙)土压力的合力：
Ea = (5.73+38.19)×2.70/2.0+
(0.00+40.41)×5.40/2.0+
(51.43+61.06)×1.35/2.0+
(61.06-52.22)×0.17/2.0
= 245.12kN/m

D点以上土压力对D点的力矩(梯形转为矩形与三角形计算)：
Ma = 5.73×2.70×(6.92+2.70/2.0)+(38.19-5.73)×2.70/2.0×(6.92+2.70/3.0)+
(40.41-0.00)×5.40/2.0×(1.52+5.40/3.0)+
51.43×1.35×(0.17+1.35/2.0)+(61.06-51.43)×1.35/2.0×(0.17+1.35/3.0)+
(61.06-52.22)×0.17/2.0×(-5.48+5.65-0.17/3.0)
= 896.84kN.m/m

5.桩(墙)嵌入D点以下距离t的计算：
第1层支撑力取第2阶段的值：
E1 = 41.72kN/m
第1层支撑到D点距离：
a1 = 9.53m
第2层支撑到D点距离：
a2 = 5.33m
第2层支撑反力：
E2 = (896.84-41.72×9.53)/5.33 = 93.78kN/m
假设支座D点的支撑反力：
ED = 245.12-41.72-93.78 = 109.62kN/m
根据规范4.1.1条得到桩(墙)需要的总长度为14.30m

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
E1=1.00×41.72=41.72kN
E2=1.00×93.78=93.78kN
ED=1.00×109.62=109.62kN

6.最大弯矩的计算：

而经过积分运算得到
最大正弯矩Mumax= 127.44kN.m/m，发生在标高-8.95m处；
最大负弯矩Mdmax= -147.42kN.m/m，发生在标高-13.20m处。

考虑到桩(墙)的计算宽度为1.00m
最大正弯矩Mumax=1.00×127.44=127.44kN.m，发生在标高-8.95m处；
最大负弯矩Mdmax=1.00×-147.42=-147.42kN.m，发生在标高-13.20m处；