基坑支护设计本次工程中，基坑埋深H=9m，地面超载选为20kPa计算。
土层较为软弱，基坑侧壁安全性等级为为1级，重要性系数为1.1。
勘察报告中指出：第3层土为较松散的软弱土层，尤其是在进行降水工程之后，其整体稳定性更差，故需加一道锚杆，以稳定该土层。
各土层力学参数表如下表1.1所示。
土层参数编号名称厚度(m) 重度(kN/m3) 内聚力(kPa) 内摩擦角(°)比重天然孔隙比01 杂填土 1.67 16.00 15.00 12.00 2.50 1.0002 粘质粉土 3.90 20.40 9.00 29.80 2.50 1.0003 粉质粘土 2.00 19.80 17.00 14.40 2.50 1.0004 粘质粉土0.78 20.20 11.00 29.10 2.50 1.0005 粉质粘土 1.32 19.80 17.00 14.40 2.50 1.0006 砂质粉土 1.48 20.20 11.00 29.10 2.50 1.0007 细砂 1.65 20.60 10.00 30.00 2.50 1.0008 粘质粉土 3.27 20.20 17.00 28.00 2.50 1.0009 砂质粉土 1.28 20.60 11.00 29.10 2.50 1.00对基坑深度范围内（<=9m）的参数取深度加权可以得到如下数值：γ̅=18.28kN/m3，c̅=12.64kN/m3，φ̅=21.90°4.1 求基坑底面至设定弯矩零点位置距离h c1首先计算基坑底面以下支护结构设定弯矩零点位置至基坑底面的距离h c1可按下式确定e a1k=e p1k简化以后可以计算h c1，即h c1=e bγ̅（k p−k a）e b=γ̅hk a式中：k p—基坑深度范围内被动土压力系数（采用土的参数加权值计算），k a—基坑深度范围内主动土压力系数，γ̅—基坑深度范围内的重度加权值。
经过计算有：k p=2.190k a=0.457故可得h c1=2.373m4.2 计算支点力图1 单层支护结构支点力计算简图计算支点力T c的公式如下：T c=h a1∑E ac−h p1∑E pch T1+h c1此计算过程示意图如下图所示，其中各数值大小计算如下：P a0=17.32kPa P a01=21.02kPa P a1=27.75kPa P a2=42.05kPaP a3=63.89kPa P a4=39.94kPa P a5=45.39kPa P a6=73.19kPaP a7=88.73kPa P a8=101.92kPa P a9=66.49kPaS1=31.16 S2=95.10 S3=105.94 S4=33.28 S5=143.40故∑E ac为整个区域被动土压力大小，即被动土压力面积，通过计算可以得出通过对零点取矩得出∑E ac的作用点距为：h a1=1.8mh a1∑E ac为整个区域总主动土压力大小与其重心高度的乘积，可以划分为每个主动土压力区域的总主动土压力与其各自重心乘积之和来计算，可以得出h a1∑E ac=825.2可通过以上方式求出被动土压力相关参数大小P P1=65.87 P p2=76.58 P p3=176.11∑E pc=1h c1P p2+（P p2+P p3）×1.703÷2=237.24 kN·m2通过对零点取矩得出∑E pc的作用点距为：h p1=0.76mh p1∑E pc=0.76×237.24=180.3可求出支点力如下T c=101.19kN/m4.3 求嵌固深度图2 嵌固深度计算简图求嵌固深度可用以下式子计算h p∑E pj+T c(h T1+h d)−1.2γh a∑E ai≥0设嵌固深度为h d，又h d=h d1+3.2m按以上示意图计算为代入数据可得故嵌固深度为6.1m，从而可以得出排桩深度设置为15.1m。
4.4 锚杆设计首先设置锚杆参数：a.锚杆设置在地面下4.5m处b.锚杆水平间距为1mc.锚杆成孔直径150mmd.锚杆倾角15°e.锚杆使用1860钢绞线f.排桩间距1m，采用“一桩两锚”设置，锚杆间距1m已有上述过程求得支点力T c=101.19kN/mT a=1.25γT c=139.14kN/mN u=T acosθ=142.79kN/mN u1=N u=142.79 kN杆体截面A p≥N u1f py=162.26mm2A p=3.14∗d24⟹d=(4∗162.263.14)12=14.38mm2根据上述计算，锚杆选择一根1860钢绞线，其规格参数如下表：表2 钢绞线规格参数表自由段长度计算：l f=l t sin（45°−12φk）/sin(45°−12φk+θ)代入数据l f=6.30m锚固段长度计算公式：l=γsN u πdq s计算时先假设锚固段长度l，求出qs，再将qs代入求出l，不满足则进行修正，直至符合要求，假定为9mh=4.8+(5+6.30)sin15°=7.72mq s=c+K0γh tanφ=65.76l=γsN uπdq s=8.50m满足初始假设，故可取锚固段长度为9m由于通过上机验算分析得到的锚杆抗拔承载力不满足，通过修正选择加长锚固段长度，选为15m，得到的锚杆设置参数如下：水平倾角：15.00°水平间距：1.00m自由段长度：6.30m锚固段长度：15.00m直孔直径：150.00mm扩孔直径：150.00mm扩孔长度：0.00m灌浆类型：配比1加筋类型：HRB335-28加筋根数：24.5 求截面弯矩值截面弯矩设计值为MM=1.25γM c其中，M c可以通过《建筑基坑支护技术规范》公式4.2.3-1、4.2.3-2、4.2.3-3中的静力平衡条件求出M c=893.3kN·m故截面弯矩设计值M=1.25γM c=1228.29kN/m4.6 求截面剪力值截面剪力设计值VV=1.25γV c其中，V c可以通过《建筑基坑支护技术规范》公式4.2.3-1、4.2.3-2、4.2.3-3中的静力平衡条件求出M c=61.23kN故截面弯矩设计值V c=84.19kN/mV=1.25γ4.7 整体稳定性验算整体稳定性验算采用《建筑基坑围护技术规程》JGJ120-99方法，其结果及计算示意图如下：图3 基坑整体稳定性验算示意图滑动圆心：（2.46，-0.03）m滑动半径：15.47m下滑力：1308.4kN/m抗滑力：2649.1kN/m整体稳定安全系数：2.025要求安全系数：1.30满足要求4.8 锚杆验算锚杆验算采用《建筑基坑围护技术规程》JGJ120-99方法，锚杆的抗拔承载力由锚杆和土层得侧阻力计算，各土层的侧阻力如下表1-2：表3 土层侧阻力参数表土层编号土类侧阻力(kPa)01 杂填土65.002 粉土75.003 粘性土65.004 粉土75.005 粘性土70.006 粉土75.007 细砂85.0土层编号土类侧阻力(kPa)08 粉土75.009 粉土70.0计算结果如下表：表4 锚杆验算结果表编号受拉设计值(kN) 截面受拉强度(kN) 抗拔承载力(kN) 小值(kN) 结果01 365.9 369.4 382.6 369.4 满足4.9 计算结果示意图图4 基坑桩锚支护示意图4.10 排桩及锚杆施工工艺4.10.1 排桩施工工艺排桩采用长螺旋钻机钻进，桩位偏差，轴线和垂直轴线方向均不宜超过50mm。
垂直度偏差不宜大于0.5%；钻孔灌注桩桩底沉渣不宜超过200mm；排桩宜采取隔桩施工，并应在灌注混凝土24h后进行邻桩成孔施工；非均匀配筋排桩的钢筋笼在绑扎、吊装和埋设时，应保证钢筋笼的安放方向与设计方向一致；冠梁施工前，应将支护桩桩顶浮浆凿除清洁干净，桩顶以上出露的钢筋长度应达到设计要求。
4.10.2 锚杆施工工艺锚杆钻孔水平方向孔距在垂直方向误差不宜大于100mm，偏斜度不应大于3%；注浆管宜与锚杆杆体绑扎在一起，一次注浆管距孔底宜为100~200mm，二次注浆管的出浆孔应进行可灌密封处理；浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用灰砂比1∶1~1∶2、水灰比0.38~0.45的水泥砂浆，或水灰比0.45~0.5的水泥浆，二次高压注浆宜使用水灰比0.45~0.55的水泥浆；二次高压注浆压力宜控制在2.5~5.0MPa之间，注浆时间可根据注浆工艺试验确定或一次注浆锚固体强度达到5MPa后进行；锚杆的张拉与施加预应力（锁定）应符合以下规定：锚固段强度大于15MPa并达到设计强度等级的75%后方可进行张拉；锚杆张拉顺序应考虑对邻近锚杆的影响；锚杆宜张拉至设计荷载的0.9~1.0倍后，再按设计要求锁定；锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准值的0.75倍。
4.10.3 混凝土灌注桩检测标准采用低应变动测法检测桩身完整性，检测数量不宜少于总桩数10%，且不得少于5根；当根据低应变动测法判定的桩身缺陷可能影响桩的水平承载力时，应采用钻芯法补充检测，检测数量不宜少于总桩数的2%，且不得少于3根。