42、基坑開挖深度9米深層攪拌樁作為帷幕隔水支單排鉆孔灌注樁加單層土錨桿相結(jié)合的樁錨式支護計算書施工51頁

東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 摘要 摘 要 本設(shè)計為辦公大樓的基坑支護設(shè)計 本設(shè)計是根據(jù)國家現(xiàn)行建筑基坑支護技術(shù) 規(guī)程 在給定地質(zhì)勘察報告的條件下 進行基坑支護設(shè)計 主要目的是掌握基坑支護 的設(shè)計方法 本設(shè)計采用了鉆孔灌注樁加錨桿的基坑支護結(jié)構(gòu) 在土壓力計算過程 中 運用了朗肯土壓力理論 在內(nèi)力計算過程中 運用了等值梁法 在配筋計算過 程中 參照了混泥土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 在降水處理設(shè)計時參照了建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 計算過程中除了以國家現(xiàn)行建筑基坑工程技術(shù)規(guī)程為依據(jù)外 還大量的把實際經(jīng)驗運 用其中 加強理論與實踐的結(jié)合 此次設(shè)計的主要指導(dǎo)原則是如何保證基坑的安全可 靠 方便施工 并達到經(jīng)濟的效果 通過這篇論文 直觀的說明了基坑支護設(shè)計所 需的各種參數(shù) 工程技術(shù)人員在進行基坑支護設(shè)計時可參照本文的設(shè)計方法 關(guān)鍵詞 基坑支護 鉆孔灌注樁 等值梁法 錨桿 降水處理 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 摘要 Abstract This design is the foundation pit design for a district The design is based on the existing national building technical reguations excaration geological survey in the given conditions of the report design foundation pit The main purpose of the design is to grasp the design methods of foundation pit The design has used the foundation pit methods of bored caisson pile with pile anchor During the calculating of soil pressure put the soil pressure theories of W J M Rankine to use In the course of calculating in internal force make use of the equivalent beam method when matching the steel to calculate have comply with the cement structure design specification norm In the design of draining make use of the technical specification for retaining And strengthened the combination of the actual experience with the theories The guideline of this design is how to guarantee the foundation pit safe reliable convenient to construct and whether reach the economic result or not Through this papers we can see various kinds of parameters that are needed in the foundation pit design Engineers and technicians can consult the design method of this text while carrying on the foundation pit design Keywords foundation pit bored caisson pile Equivalent beam method pile anchor draining 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 目錄 1 目目 錄錄 1 前言 1 1 1 工程概況 1 1 2 本文主要研究內(nèi)容 2 2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況 3 2 1 場區(qū)工程地質(zhì)條件 3 2 2 水文地質(zhì)條件 4 2 3 基坑周邊環(huán)境情況 5 3 基坑支護方案設(shè)計 3 3 1 設(shè)計優(yōu)選 3 3 1 1 設(shè)計依據(jù) 3 3 1 2 基坑支護方案優(yōu)選 3 3 1 3 支護方案設(shè)計分析 5 3 2 支護方案的設(shè)計原則及計算參數(shù)的確定 6 3 2 1 設(shè)計原則 6 3 2 2 參數(shù)的初選 6 4 基坑支護設(shè)計計算 8 4 1 基坑支護設(shè)計的主要內(nèi)容 8 4 2 設(shè)計計算 8 4 2 1 水平荷載的計算 10 4 2 2 各層土的水平荷載計算 11 4 2 3 水平抗力計算 14 4 2 4 各層土水平抗力計算 15 4 2 5 支點力計算 17 4 2 6 嵌固深度驗算 19 4 2 7 灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計 23 4 2 8 樁身最大彎矩的計算 24 4 2 9 樁身的配筋計算 24 4 3 錨桿計算 26 4 3 1 錨桿設(shè)計主要內(nèi)容 26 4 3 2 錨桿設(shè)計 26 4 3 3 錨桿設(shè)計計算 27 4 3 4 腰梁設(shè)計 35 4 4 穩(wěn)定性驗算 36 4 4 1 基坑穩(wěn)定性驗算 36 4 4 2 錨桿整體穩(wěn)定性驗算 38 4 4 3 圍護樁底地基承載力驗算 40 4 4 4 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 41 5 截水 排水措施 43 5 1 概述 43 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 目錄 2 6 施工組織與工程監(jiān)測 36 6 1 支護結(jié)構(gòu)的施工 36 6 1 1 施工要求 36 6 1 2 支護樁施工 36 6 1 3 錨桿施工 37 6 1 4 土方開挖 38 6 2 工程監(jiān)測 38 6 2 1 監(jiān)測的目的 38 6 2 2 監(jiān)測的主要內(nèi)容 38 6 2 3 監(jiān)測的主要儀器 38 6 2 4 監(jiān)測的方法 39 6 3 環(huán)保措施 39 6 3 1 降低噪音污染措施 39 6 3 2 降低粉塵污染措施 39 6 4 應(yīng)急措施 40 7 結(jié)論與建議 41 參考文獻 42 致謝 42 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 前言 1 1 前言 隨著高層建筑的不斷增加 市政建設(shè)的大力發(fā)展和地下空間的開發(fā)利用 產(chǎn)生 了大量的深基坑支護設(shè)計與施工問題 并使之成為當(dāng)前基礎(chǔ)工程的熱點與難點 深基坑設(shè)計與施工是土力學(xué)基礎(chǔ)工程中的一個古老的傳統(tǒng)課題 同時又是一個 綜合性的巖土工程難題 既涉及土力學(xué)中典型的強度 穩(wěn)定與變形問題 同時還涉 及土與支護結(jié)構(gòu)的共同問題 對這些問題的認識及對策的研究 是隨著土力學(xué)理論 測試技術(shù) 計算技術(shù)以及施工機械 施工技術(shù)的發(fā)展而進步完善的 Terzaghi 和 peck 等人早在 20 世紀 40 年代就提 出了預(yù)估挖方穩(wěn)定程度和支撐荷載大小的總應(yīng)方法 這一理論原理一直沿用至 今 但已有了許多改進與修正 Bjerrum 和 Eide 在 50 年代給出了分析深基坑底板 隆起的方法 60 年代在奧斯陸和墨西哥城軟粘土深基坑中開始使用儀器進行監(jiān)測 此后大量實測資料提高了預(yù)測的準確性 并從 70 年代起 制定了相應(yīng)的指導(dǎo)開挖的 法規(guī) 我國 70 年代以前的基坑都比較淺 上海高層建筑的地下室大多埋深在 4m 左 右 北京在 70 年代初建成了深 20m 的地下鐵道區(qū)間車站 80 年代后 北京 上海 廣東 天津以及其他城市施工的深基坑陸續(xù)增加 為總結(jié)各地積累的深基坑設(shè)計和 施工的經(jīng)驗 中國土木工程學(xué)會和中國建筑學(xué)會的土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)會 相繼召 開過多次全國和地方的深基坑學(xué)術(shù)學(xué)會 并出版相關(guān)論文集 為了總結(jié)我國深基坑 支護設(shè)計和施工經(jīng)驗 90 年代后相繼在武漢 廣東省及上海市等編制深基坑支護設(shè) 計與施工的有關(guān)法規(guī) 并已編制了國家行業(yè)標準的有關(guān)法規(guī) 基坑開挖深度已從十幾米發(fā)展到二 三十米 而其支護的傳統(tǒng)施工方法是板樁 支撐系統(tǒng)或板樁錨拉系統(tǒng) 目前經(jīng)常采用的主要基坑支護類型有 1 水泥土深層攪 拌樁支護 2 排樁支護系統(tǒng) 3 地下連續(xù)墻 根據(jù)基坑開挖深度 地基土及周圍環(huán)境條件 選擇經(jīng)濟而安全的設(shè)計方案是設(shè) 計者的首要任務(wù) 同時 深基坑的設(shè)計與施工是密不可分 相互依賴的 施工的每 一階段 結(jié)構(gòu)體系 提供比較全面的勘察 設(shè)計與施工全過程的系統(tǒng)知識 本設(shè)計通過對提供資料的分析與研究 最終確定樁錨支護的設(shè)計方案 1 1 工程概況 嘉興市 xx 經(jīng)貿(mào)有限公司擬建 xx 大廈辦公樓 場地位于嘉興市豐谷路與建設(shè)路 得交叉路口 場地呈長方形 建筑占地面積約 1558m2總建筑面積約 17238 m2 是一 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 前言 2 幢12 層大樓 框架 剪力墻結(jié)構(gòu) 設(shè)地下室二層 基坑開挖深度為地面標高以下 9m 基坑側(cè)壁安全等級為二級 基坑北側(cè)與豐谷路相臨 距道路只有 5 6m 道路寬 8m 左右 且有公共汽車停 放和眾多行人 西側(cè)有一居民住宅區(qū) 相隔 15m 南側(cè)與一國貿(mào)大廈相臨 大廈樓地 上 16 層地下 1 層 距離大約 10m 東側(cè)為建設(shè)路 相對來說 此路的人流量及車流 量不及北側(cè)的豐谷路 距基坑大約 13m 建設(shè)路 圖 1 1 基坑周邊環(huán)境平面圖 1 2 本論文主要設(shè)計內(nèi)容 本文對嘉興市 xx 經(jīng)貿(mào)有限公司擬建 xx 大廈辦公樓基坑支護設(shè)計進行研究 首 先分析評價了場地的巖土工程條件 根據(jù)場地的工程地質(zhì)條件 水文地質(zhì)條件 充 分考慮到周邊地層條件 選擇技術(shù)上可行 經(jīng)濟上合理 并且具有整體性好 水平位 移小 同時便于基坑開挖及后續(xù)施工的可靠支護措施 通過分析論證選擇合適的基坑 支護方案 然后對基坑支護結(jié)構(gòu)進行了具體設(shè)計計算 其中包括土壓力計算 鉆孔 灌注樁的設(shè)計計算及錨桿的設(shè)計計算 穩(wěn)定性驗算 當(dāng)不能滿足穩(wěn)定性要求的時候 需要重新設(shè)計計算或者做必要的處理 直至達到穩(wěn)定性的安全要求 選擇經(jīng)濟 實 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 前言 3 效 合理的基坑降水與止水方案 最后簡單地談到了基坑的施工組織與工程監(jiān)測 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 工程地質(zhì)條件 4 2 工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況 2 1 場區(qū)工程地質(zhì)條件 根據(jù)浙江省建筑設(shè)計研究院勘察設(shè)計有限公司提供的場地巖土工程勘察報告 場區(qū)內(nèi)與基坑支護相關(guān)的地層自上而下可劃分為 1 人工填土層 為雜填土 主要由粘性土組成 含建筑垃圾和生活垃圾 雜色 結(jié)構(gòu)松散 層厚 2 60 5 00 米 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN 0 20 10 0 8 18 0 2 2 沖積淤泥質(zhì)土層 深灰色 飽和 軟塑狀 標貫擊數(shù)平均 2 3 擊 含少量粉 細砂 層厚 0 6 2 4m 層面埋深 2 7 5 0m 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN 0 18 5 7 0 18 0 2 3 沖積細砂層 灰 深灰色 飽和 松散 一般含淤泥質(zhì) 標貫平均 6 3 擊 厚 度 0 9 3 9m 層面埋深 2 6 6 0m 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN0 35 25 0 5 17 0 2 4 沖積中砂層 灰 灰白色 飽和 松散 含淤泥質(zhì)或粘性土 標貫平均 6 1 擊 厚度 0 9 3 3m 層面埋深 2 6 6 0m 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN 0 40 27 0 0 18 0 2 5 粉質(zhì)粘土層 一磚紅間灰白色為主 濕 可塑 粘性較好 標貫平均 6 3 擊 厚度 1 5 2 6m 層面埋深 4 2 8 5m 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN 0 40 10 25 19 0 2 6 可塑粉質(zhì)粘土層 褐紅色 濕 可塑 粘性較好 標貫平均 8 5 擊 厚度 0 8 2 6m 層面埋深 4 2 8 5m 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN 0 40 15 25 19 0 2 7 粉質(zhì)粘土層 褐紅色 稍濕 硬塑 標貫平 15 2 擊 厚度 1 5 6 9m 層面 埋深 8 0 14 0m 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN 0 50 5 13 35 8 19 0 2 8 全風(fēng)化巖 呈褐紅色 巖性均為粉砂巖 巖塊手折易斷 遇水軟化 鉆孔均 有揭露 標貫平 28 6 擊 厚度 1 5 4 5m 層面埋深 10 5 16 5m 基坑設(shè)計參數(shù) asa KPqKPcmKN 0 80 25 45 5 20 0 2 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 工程地質(zhì)條件 5 9 強風(fēng)化巖 呈褐紅 巖性以粉砂巖為主 局部夾礫巖 巖塊手折可斷 鉆孔 均有揭露 厚度 1 2 15 3 米 層面埋深 12 5 19 0 米 基坑設(shè)計主要參數(shù) 21 0KN m c 50 0kpa 25 80 0kp s q 10 中風(fēng)化巖 呈褐紅色 巖性以粉砂巖為主 局部夾礫巖 裂隙 節(jié)理較為育 不連續(xù)層狀或透鏡狀分布 厚度 0 7 7 1 米 層面埋深 15 0 29 5 米 基坑設(shè)計主要參數(shù) 22 0KN m c 80 0kpa 30 200 0kp s q 11 微風(fēng)化巖 呈褐紅色 巖性多為粉砂巖 部分為礫巖 裂隙 節(jié)理一般不發(fā) 育 鉆孔均有揭露 層面埋深 17 6 33 7 米 基坑設(shè)計主要參數(shù) 22 0KN m c 10mpa 35 300 0kp s q 典型地質(zhì)剖面圖如下 基 坑 典 型 地 質(zhì) 剖 面 圖 雜填土 3 6 淤泥質(zhì)土 0 9 粉質(zhì)粘土 2 2 全風(fēng)化巖 3 可塑粉質(zhì)粘土 2 8 硬塑粉質(zhì)粘土 4 3 2 2 水文地質(zhì)條件 場地地下水位埋深 1 4 2 5 米 存在于松散的雜填土中 直接受大氣降水補給 豐雨期水位上升 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 工程地質(zhì)條件 6 2 3 基坑周邊環(huán)境情況 1 基坑?xùn)|面為建設(shè)路 2 基坑北面為豐谷路 3 基坑西面 5 層居民住宅樓 4 基坑南面為一幢 16 層的大廈 整個施工現(xiàn)場 周圍沒有地下管線通過 從上述基坑本身特征 場地地層結(jié)構(gòu) 場地周邊環(huán)境特點分析可知 本基坑開 挖深度為 9 米 在開挖深度內(nèi)的地層強度和厚度起伏變化不大 地下水不豐富 周 邊環(huán)境較為寬松 基坑的安全等級為 2 級 設(shè)計時 我們根據(jù) K12 的地質(zhì)情況來設(shè)計 其地層結(jié)構(gòu)和參數(shù)如下圖 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 支護方案設(shè)計 7 3 基坑支護方案設(shè)計 3 1 設(shè)計優(yōu)選 3 1 1 設(shè)計依據(jù) 1 浙江省勘察設(shè)計有限公司 巖土工程勘察報告 2 xx 經(jīng)貿(mào)有限公司 xx 大廈辦公樓設(shè)計總平面圖和地下室結(jié)構(gòu)圖 3 中華人民共和國國家標準 巖土工程勘察規(guī)范 GB50021 2001 4 中華人民共和國國家標準 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50204 5 中華人民共和國國家標準 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GB50007 2002 6 浙江省標準 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范 GBJ15 31 2003 7 中華人民共和國行業(yè)標準 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)范 JGJ120 99 8 嘉興市標準 嘉興地區(qū)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)定 GJB02 98 3 1 2 基坑支護方案優(yōu)選 基坑圍護結(jié)構(gòu)型式有很多種 其適用范圍也各不相同 根據(jù)上述設(shè)計原則 結(jié) 合本基坑工程實際情況有以下幾種可以采取的支護型式 1 懸臂式圍護結(jié)構(gòu) 懸臂式圍護結(jié)構(gòu)依靠足夠的入土深度和結(jié)構(gòu)的抗彎能力來維持整體穩(wěn)定和結(jié)構(gòu) 安全 懸臂結(jié)構(gòu)所受土壓力分布是開挖深度的一次函數(shù) 其剪力是深度的二次函數(shù) 彎矩是深度的三次函數(shù) 水平位移是深度的五次函數(shù) 懸臂式結(jié)構(gòu)對開挖深度很敏 感 容易產(chǎn)生較大變形 對相臨的建筑物產(chǎn)生不良的影響 懸臂式圍護結(jié)構(gòu)適用于 土質(zhì)較好 開挖深度較淺的基坑工程 2 水泥土重力式圍護結(jié)構(gòu) 水泥土與其包圍的天然土形成重力式擋墻支擋周圍土體 保持基坑邊坡穩(wěn)定 深層攪拌水泥土樁重力式圍護結(jié)構(gòu) 常用于軟粘土地區(qū)開挖深度約在 6 0m 以內(nèi)的基 坑工程 水泥土的抗拉強度低 水泥土重力式圍護結(jié)構(gòu)適用于較淺的基坑工程 3 拉錨式圍護結(jié)構(gòu) 拉錨式圍護結(jié)構(gòu)由圍護結(jié)構(gòu)體系和錨固體系兩部分組成 圍護結(jié)構(gòu)體系常采用 鋼筋混凝土排樁墻和地下連續(xù)墻兩種 錨固體系可分為錨桿式和地面拉錨式兩種 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 支護方案設(shè)計 8 地面拉錨式需要有足夠的場地設(shè)置錨樁 或其他錨固物 錨桿式需要地基土能提供 錨桿較大的錨固力 錨桿式適用于砂土地基 或粘土地基 由于軟粘土地基不能提 供錨桿較大的錨固力 所以很少使用 4 土釘墻圍護結(jié)構(gòu) 土釘墻圍護結(jié)構(gòu)的機理可理解為通過在基坑邊坡中設(shè)置土釘 形成加筋土重力 式擋墻 起到擋土作用 土釘墻圍護適用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土 粉土 雜填土及非松散砂土 卵石土等 不適用于淤泥質(zhì)及未經(jīng)降水處理地下水以 下的土層地基中基坑圍護 土釘墻圍護基坑深度一般不超過 18m 使用期限不超過 18 月 5 內(nèi)撐式圍護結(jié)構(gòu) 內(nèi)撐式圍護由圍護體系和內(nèi)撐體系兩部分組成 圍護結(jié)構(gòu)體系常采用鋼筋混凝 土樁排樁墻和地下連續(xù)墻型式 內(nèi)撐體系可采用水平支撐和斜支撐 當(dāng)基坑開挖平 面面積很大而開挖深度不太大時 宜采用單層支撐 內(nèi)撐常采用鋼筋混凝土支撐和 鋼管 或型鋼 支撐兩種 內(nèi)撐式圍護結(jié)構(gòu)適用范圍廣 可適用于各種土層和基坑 深度 經(jīng)過多個方案的比較分析 本基坑充分考慮到周邊地層條件 選擇技術(shù)上可行 經(jīng) 濟上合理 并且具有整體性好 水平位移小 同時便于基坑開挖及后續(xù)施工的可靠支 護措施 該建筑 12 層組成 地下室與上部結(jié)構(gòu)構(gòu)成整體 基坑面積相對較小 但是 地層相對較復(fù)雜 要求嚴格進行支護設(shè)計和組織施工 以保證基坑的安全 經(jīng)分析 采用單排鉆孔灌注樁作為圍護體系 關(guān)于支撐體系 如果采用內(nèi)支撐的話 則工程 量太大 極不經(jīng)濟 同時 如果支撐拆除考慮在內(nèi)的話 工期過長 且拆除過程中 難以保持原力系的平衡 根據(jù)場地的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 最后決定采用深層 攪拌樁作為帷幕隔水 支護結(jié)構(gòu)采用單排鉆孔灌注樁加單層土錨桿相結(jié)合的樁錨式 支護方案 具體設(shè)計見基坑平面圖 圖 3 1 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 支護方案設(shè)計 9 圖 3 1 基坑平面圖 3 1 3 支護方案設(shè)計分析 以單排鉆孔灌注樁加單排土層錨桿組成基坑的支護系統(tǒng) 鉆孔灌注樁與錨桿是 支護結(jié)構(gòu)的受力結(jié)構(gòu) 支護樁是承擔(dān)壓力的主體 加設(shè)土層錨桿一方面改善了樁的 受力狀態(tài) 降低了樁深彎矩減少了樁頂位移 保護周圍建筑物與道路的安全 另一 方面 減短了樁長 降低了支護體系的造價 在中軟土地區(qū)支撐設(shè)置可提高支護體 系的可靠性 且是降低了工程造價的有效方法 根據(jù)本場地的地層的特征 將本基坑采用排樁加錨桿支護 其中排樁采用鉆孔 灌注樁 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 支護方案設(shè)計 10 3 2 支護方案的設(shè)計原則及計算參數(shù)的確定 3 2 1 設(shè)計原則 1 設(shè)計方案是根據(jù)場地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件 以及場地周邊環(huán)境條件等要 求確定 2 防止由于基坑開挖 四周路面 地下構(gòu)筑物及管線發(fā)生大的變形 3 盡可能保證基坑開挖 施工 以及地下室防水的便利 4 保證安全 優(yōu)化方案 使得工程造價經(jīng)濟合理 3 2 2 參數(shù)的初選 1 根據(jù)浙江省勘察設(shè)計院提交的 巖土工程勘察告 并參考相關(guān)規(guī)范 擬取 各層土體的物理力學(xué)參數(shù) 具有參數(shù)如下表 3 1 所示 2 相對標高 0 00m 基坑設(shè)計時 基坑開挖深度為 9 00m 3 地面超載取 20 KN m2 4 根據(jù) 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 GB120 99 基坑重要性系數(shù) 0 1 00 安全等級二級 根據(jù)本工程巖土工程勘察資料 各土層的設(shè)計計算參數(shù)如表 1 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 支護方案設(shè)計 11 表 3 1 土層設(shè)計計算參數(shù) 滲透系數(shù) 重度 粘聚力 C 內(nèi)摩擦 角 水平 Kh垂直 Kv土 層 KN m3 kPa cm s cm s 雜填土 19 58102 52E 62 37E 6 淤泥質(zhì)土層 18755 72E 73 30E 7 沖積粉質(zhì)粘土層 1923153 56E 62 74E 6 可塑粉質(zhì)粘土層 1825153 89E 62 64E 6 硬塑粉質(zhì)粘土層 2035181 00E 71 00E 7 全風(fēng)化巖層 20 545250 54E 70 97E 7 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 支護方案設(shè)計 12 4 基坑支護設(shè)計計算 4 1 基坑支護設(shè)計的主要內(nèi)容 基坑支護設(shè)計的內(nèi)容包括土壓力計算 零彎矩點位置 嵌固深度的計算 最大 彎矩的確定 樁身鋼筋配置 錨桿設(shè)計等等 然后根據(jù)所配置的支護參數(shù) 進行基坑 整體穩(wěn)定性驗算 錨桿整體穩(wěn)定驗算 傾覆穩(wěn)定性驗算和基坑底承載力驗算 當(dāng)驗 算后的支護參數(shù)不符合要求時 應(yīng)重新設(shè)置支護參數(shù) 直至安全 可靠為止 4 2 設(shè)計計算 根據(jù)地質(zhì)條件選取 K12 進行計算 K12 地質(zhì)資料的土層參數(shù)如圖 1 1 所示 根據(jù)設(shè)計要求 基坑開挖深度暫定為 9m 按規(guī)范設(shè)定樁長為 16 8m 樁直徑設(shè)定為 0 8m 嵌固深度暫定為 7 8m 即 7 8m 插入全風(fēng)化巖 3 0m d h 圖 4 1 1 區(qū) K12 地質(zhì)資料 參數(shù)圖 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 13 4 2 1 水平荷載的計算 按照超載作用下水土壓力計算的方法 根據(jù)朗肯土壓力計算理論計算土 的側(cè)向壓力 計算時不考慮支護樁與土體的摩擦作用 地下水以上的土體不考慮水 的作用 地下水以下的土層根據(jù)土層的性質(zhì)差異需考慮地下水的作用 土層水平荷載計算依據(jù) 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 JGJ 120 99 1 計算依據(jù)和計算公式 主動土壓力系數(shù) 2 45 tan 2i ai K 被動土壓力系數(shù) 2 45 tan 2i pi K 1 支護結(jié)構(gòu)水平荷載標準值按下列規(guī)定計算 ajk e 1 對于碎石土及砂土 a 當(dāng)計算點深度位于地下水位以上時 4 1 1 aiikaiajkajk KCKe2 b 當(dāng)計算點深度位于地下水位以下時 4 1 2 waiwawajwajaiikaiajkajk KhmhzKCKe 2 式中 第 層土的主動土壓力系數(shù) ai Ki 作用于深度處的豎向應(yīng)力標準值 ajk j z 三軸實驗確定的第 層土固結(jié)不排水 快 剪粘聚力標準值 ik ci 計算點深度 j z 計算參數(shù) 當(dāng)時 取 當(dāng)時 取 h j mhzj j zhzj 基坑外側(cè)水位深度 wa h 計算系數(shù) 當(dāng)時 取 1 當(dāng)時 取零 wa hhwa hhwa 水的重度 w 2 對于粉土及粘性土 4 1 3 aiikaiajkajk KCKe2 2 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標準值按下列規(guī)定計算 ajk 4 1 4 okrkajk 3 計算點深度處自重應(yīng)力豎向應(yīng)力 j z rk 1 計算點位于基坑開挖面以上時 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 14 4 1 5 jmjrk z 式中 深度以上土的加權(quán)平均天然重度 mj j z 2 計算點位于基坑開挖面以上時 4 1 6 h mhrk 式中 開挖面以上土的加權(quán)平均天然重度 mh 4 第 層土的主動土壓力系數(shù)應(yīng)按下式計算i ai K 4 1 7 2 45 tan 02ik ai K 式中 三軸實驗確定的第 層土固結(jié)不排水 快 剪摩擦角標準值 ik i 5 第 層土的土壓力合力按下式計算iEa 4 1 8 hiaikaikai sheeE 2 1 式中 第 層土土層頂部的水平荷載標準值 aik e i 第 層土土層底部的水平荷載標準值 aik ei 第 層土的厚度 i hi 錨桿的水平間距 h s 4 2 2 各層土的水平荷載計算 1 人工填土層 3 6m 839 0 7 0 10 8 5 19 11 0 11 2 1 aaa KKKPCmKN 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標準值 2 01 20mKNq okrkka 2 1111101 2 906 35 1920mKNhhq kaokrkka 水平荷載標準值 2 11101 576 0 839 0 827 0202mKNKCKe aakaka 2 11111 35 57839 0 8270 0 2 902mKNKCKe aakaka 水平合力 mKNheeE kakaa 27 1046 3 35 57576 0 2 1 2 1 1111 水平荷載作用點離該土層底端的距離 m ee eeh Z aikaok kaka 212 1 35 57576 0 35 57576 02 3 6 32 3 101 1 2 淤泥質(zhì)土層 0 9m 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 15 916 0 84 0 5 7 0 18 22 0 22 2 2 aaa KKKPCmKN 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標準值 2 12 2 90mKN kaka 2 0102 4 1069 0 0 18 2 90mKNq kakrkka 水平荷載標準值 2 22222 94 62916 0 7284 0 2 902mKNKCKe aakaka 2 22222 55 76916 0 7284 0 4 1062mKNKCKe aakaka 水平荷載 mKNheeE kakaa 75 699 0 55 7694 62 2 1 2 1 2212 水平荷載作用點離該土層底端的距離 m ee eeh Z kaka kaka 435 0 55 7694 62 55 7694 622 3 9 02 3 21 212 2 3 粉質(zhì)粘土層 2 2m 767 0 588 0 15 23 19 33 0 33 2 3 aaa KKKPCmKN 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標準值 2 23 4 106mKN kaka 2 33203 2 1482 219 4 106mKNh kakrkka 水平荷載標準值 2 33333 28 27767 0 232588 0 4 1062mKNKCKe aakaka 2 33333 86 51767 0 232588 0 2 1482mKNKCKe aakaka 水平荷載 mKNheeE kakaa 05 872 2 86 5128 27 2 1 2 1 3333 水平荷載作用點離該土層底端的距離 m ee eeh Z kaka kaka 986 0 86 5128 27 86 5128 272 3 2 22 3 33 333 3 4 可塑粉質(zhì)粘土層 殘積可塑粉質(zhì)粘土層 2 8m 分成兩部分 開挖面以上 2 3m 和開挖面下 0 5m 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 16 1 按照規(guī)范 基坑開挖位于地下水位 對于粉土及粘土 aiikaiajkajk KCKe2 qrkajk jmjrk Z 深度以上土的加權(quán)平均天然重度 mj j Z 求得 2 52 18mKN mj MKN ajk 7 186 2 767 0 588 0 15 25 18 44 0 44 2 4 aaa KKKPCmKN 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標準值 2 34 2 148mKN kaka 2 44304 1861 2182 148mKNh kakrkka 水平荷載標準值 2 44444 79 48767 0 252588 0 2 1482mKNKCKe aakaka 2 44444 01 71767 0 252588 0 1862mKNKCKe aakaka 水平荷載 mKNheeE kakaa 77 1373 2 01 7179 48 2 1 2 1 4444 水平荷載作用點離該土層底端的距離 m ee eeh Z kaka kaka 079 1 01 7179 48 01 7179 482 3 3 22 3 44 444 4 Ea4 71 01KN 5 硬塑粉質(zhì)粘土層 4 3m 726 0 527 0 18 35 20 66 0 55 2 5 aaa KKKPCmKN 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標準值 2 45 186mKN kaka 2 5 186mKN ka 水平荷載標準值 2 55555 39 47726 0 352528 0 1862mKNKCKe akaka 2 55555 39 47726 0 352528 0 1862mKNKCKe aakaka 水平合力 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 17 mKNheeE kakaa 78 2033 4 39 4739 47 2 1 2 1 5555 水平荷載作用點離該土層底端的距離 Z mZ15 2 2 3 4 5 6 全風(fēng)化巖層 3 0m 637 0 405 0 25 45 5 20 66 0 66 2 6 aaa KKKPCmKN 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標準值 2 56 186mKN kaka 2 6 186mKN ka 水平荷載標準值 2 66666 18637 0452405 0 1862mKNKCKe aakaka 2 66666 18637 0 452405 0 1862mKNKCKe aakaka 水平荷載 mKNheeE kakaa 363 1818 2 1 2 1 6666 水平荷載作用點離該土層底端的距離 Z Z 1 5m 4 2 3 水平抗力計算 基坑底面以下水平抗力計算的土層為 第 4 層土 可塑粉質(zhì)粘土層 0 5m 第 5 層土 硬塑粉質(zhì)粘土層 4 3m 第 6 層土 全風(fēng)化巖層 3 0m 計算依據(jù)和計算公式 土層水平抗力計算依據(jù) 建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 JGJ120 99 1 基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值按下列規(guī)定計算 pjk e 1 對于碎石土及砂土 基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值按下列規(guī)定計算 4 2 1 wpiwpjaiikaiajkajk KhzKCKe 1 2 式中 作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標準值 pjk j z 第 層土的被動土壓力系數(shù) pi Ki 2 對于粉土及粘性土 基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值按下列規(guī)定計算 4 2 2 PiikPiPjkPjk KCKe2 2 作用與基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標準值按下式計算 j z ajk 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 18 4 2 3 jmjpjk z 式中 深度以上土的加權(quán)平均天然重度 mj j z 3 第 層土的被動土壓力系數(shù)應(yīng)按下式計算i pi K 2 45 tan 02ik pi K 4 2 4 4 第 層土的水平抗力為 i p E hipikpikpi sheeE 2 1 2 2 5 式中 第 層土土層頂部的水平抗力標準值 pik e i 第 層土土層底部的水平抗力標準值 pik ei 第 層土的厚度 i hi 預(yù)應(yīng)力錨索的水平間距 h s 4 2 4 各層土水平抗力計算 1 可塑粉質(zhì)粘土層 302 1 695 1 15 25 18 5 0 44 0 54 2 44 PpKaKKk KKKPCmKNmh 作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標準值 j z 2 444 2 4 95 018 0mKNhmKN kkkpKP 水平抗力標準值 2 44444 10 65302 1 252695 1 02mKNKCKe pkpkpkp 2 44444 4 80302 1 252695 1 92mKNKCKe Pkpkpkp 水平抗力 mKNheeE kppp 38 365 0 4 8010 65 2 1 2 1 4445 水平抗力離該土層底端的距離 m ee eeh Z kPkP kPKPK K 241 0 4 8010 65 4 8010 652 3 5 02 3 44 444 5 2 硬塑粉質(zhì)粘土層 375 1 891 1 18 35 20 3 4 55 0 55 2 55 PpKaKKk KKKPCmKNmh 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 19 作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標準值 j z 2 555 2 5 953 4209 95 018mKNhmKN kkkpKP 水平抗力標準值 2 55555 52 88375 1 262891 1 92mKNKCKe pkpkpkp 2 55555 12 251375 1 262891 1 952mKNKCKe Pkpkpkp 水平抗力 mKNheeE kppp 23 7303 4 12 25152 88 2 1 2 1 5555 水平抗力離該土層底端的距離 m ee eeh Z kPkP kPkPK K 807 1 12 25152 88 12 25152 882 3 3 42 3 55 555 5 3 全風(fēng)化巖層 568 1 458 2 25 45 5 20 3 66 0 66 2 66 PpKaKKk KKKPCmKNmh 作用于基坑底面以下深度處的豎向應(yīng)力標準值 j z 2 56 95mKN kaKP 2 6656 5 1563 5 2095mKNh kkkaKP 水平抗力標準值 2 66666 63 374568 1 452458 2 952mKNKCKe pkpkpkp 2 66666 8 525568 1 452458 2 5 1562mKNKCKe Pkpkpkp 水平抗力 mKNheeE kppp 65 13500 3 8 52563 374 2 1 2 1 6666 水平抗力離該土層底端的距離 m ee eeh Z kPkP kPkPK K 944 0 8 52563 374 8 52563 3742 3 22 3 66 666 6 由以上計算步驟可得 K12 的水平荷載 水平抗力如下圖所示 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 20 4 2 5 支點力計算 1 計算基坑底面以下支護結(jié)構(gòu)設(shè)定彎矩零點位置至基坑底面的距離 1c h 基坑底面水平荷載標準值 73 38KN m a e 由 可得 kpka ee 11 71 01 65 1 80 4 65 1 0 5 hc1 求得 mhc193 0 1 2 計算支點力 1c T 計算設(shè)定彎矩零點以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標準值的合力之和 Eac 其中 設(shè)定彎矩零點位置以上第 4 層土的水平荷載 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 21 mKN heeE acaca 77 1373 2 01 7179 48 2 1 2 1 44 其作用點離設(shè)定彎矩零點的距離 mh ca 168 1 01 7179 48 01 7179 482 3 193 03 2 4 Ea4 71 01 0 193 13 71KN 圖 4 3 支點簡力計算圖 合力之和 Eac KNEEEEEE aacaaaac 55 41271 1377 13705 8775 6927 104 44321 各土層水平荷載距離設(shè)定彎矩零點的距離為 mzhhac805 6212 1 6 3193 9193 9 111 按上述計算方法可得 ha4 1 272 ha5 0 09655mmhmh caca 479 3 128 5 32 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 土壓力計算 22 合力作用點至設(shè)定彎矩零點的距離 ac E m E haEahEhEhEhE h ac aacaacaacaa ac 75 3 55 412 09655 0 71 13272 1 77 137479 3 05 87128 5 75 69805 627 104 55 44332211 設(shè)定彎矩零點位置以上基坑內(nèi)側(cè)各土層水平抗力標準值的 pc E 設(shè)定彎矩零點以上的水平抗力包含第四層土 2 4 2 4 61 70587 1193 0 1810 65 10 65mKNemKNe cpkp 水平抗力 pc E mKNEpc 1 13193 0 61 7010 65 2 1 水平抗力作用點離設(shè)定彎矩零點的距離 pc E mhpc095 0 61 7010 65 61 7010 652 3 193 0 計算支點力 1c T 設(shè)定錨桿插于離地面 3m 的位置處 則 1 t h 9 3 6m 支點力為 KN hh EHEh T cT pcpcacac c 61 249 193 06 095 0 1 1355 41275 3 11 1 4 2 6 嵌固深度驗算 驗算準則為 則嵌固深度設(shè)計符合基坑的 02 1 011aadtcpp EhhhTEh 受力要求 基坑外側(cè)水平荷載標準值合力之和 ai E 65432aaaaaaqa EEEEEEE mKN 13 6743678 20351 3577 13705 8775 6927 104 各土層水平荷載距離樁底面的距離為 mzhha412 14212 16 3 6 16 8 16 111 按上述計算方法可得 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 錨桿設(shè)計 23 mhmh mha mh mhmh aa a aa 5 1 15 5 55 7 4 879 8 086 11 735 12 65 4 32 的作用點距離樁底的距離 a E a h m E hEhEhE h a aaaaaa a 83 8 13 674 5 13615 578 203 086 1105 87735 1275 69412 1427 104 662211 基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值合力之和 pj E mKNEEEE pppp 26 211765 135023 73038 36 654 各土層水平荷載距離樁底面的距離為 mzhh kkp 541 7 241 0 5 08 78 7 444 按上述計算方法可得 944 0 807 4 35 mhmh ap 的作用點距離樁底的距離 p E p h m E hEhEhE h p ppppp p 39 2 26 2117 944 065 1350807 423 730541 738 36 665544 嵌固深度驗算 aadtcpp EhhhTEh 011 2 1 013 67483 8 0 12 1 8 76 61 24926 211739 2 滿足要求 4 2 7 灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計 灌注樁直徑 800mm 砼強度 C25 受力剛勁采用 級剛勁 綜合安全系數(shù)為 1 4 樁中 中間距 1000mm 根據(jù)陳忠漢和程麗萍編著的 深基坑工程 中的理論 將直徑為 800mm 的圓柱 樁轉(zhuǎn)化為寬為 1000mm 墻厚為 h mmh hDh 7 700 64 80014 3 126412 4444 取mmh700 4 2 8 樁身最大彎矩的計算 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 錨桿設(shè)計 24 由表 4 1 已算出的 及 T 249 61KN 可以知道剪力為零的點在基坑底上 ai E pi E 部的主動土壓力層中 且在第三層土中 所以設(shè)剪力為零的點在 4 5m 以下米 令 為基坑頂?shù)郊袅?5 4 mm 為零的點的距離 則有 剪力為零的土壓力 x xkke acaxrqaxm a 17 1128 27767 0 232588 0 199 0186 35 1920 323 5 4 3 此層的土壓力 2 585 5 28 27 2 17 1128 2728 27 xx xx axm 因為距基坑頂為處的剪力為零 則有 m x 12 0 aaxm TEEaE 整理得 59 7528 27585 5 2 xx 解得 mx974 1 由于最大彎矩點就是剪力為零的點 即 所以 m x474 6 974 1 5 4 m x 最大彎矩可表示為 11223maxtaaaxm MTyEyEyEy 將數(shù)據(jù)代入解得 mKNM 67 373 max 4 2 9 樁身的配筋計算 則此樁的配筋可轉(zhuǎn)化為截面為的矩形截面梁進行配筋 mmmmhb7001000 所以有 環(huán)境類別為二級 砼強度 C25 鋼筋采用 HRB335 的 級鋼筋 由環(huán)境類別為二級 砼強度 C25 此梁的最小保護層厚度為 50mm 則有 mmh65050700 0 有砼及鋼筋的等級查表可得 2 11 9 c fN mm 2 300 y fN mm 2 1 27 t fN mm 1 1 0 1 0 8 0 55 b 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 c f 鋼筋強度設(shè)計值 y f 混凝土軸心抗拉強度設(shè)計值 t f 受壓區(qū)混凝土矩形應(yīng)力圖的應(yīng)力值與混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值的比值 1 矩形應(yīng)力圖受壓區(qū)高度與中和軸高度的比值 1 統(tǒng)稱為等效矩形應(yīng)力圖系數(shù) 11 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 錨桿設(shè)計 25 相對界限受壓區(qū)高度 b 求計算系數(shù) 074 0 6501000 9 11 1067 373 2 6 2 0 1 bhfc M s 可以55 0 077 0 074 0 211211 bs 962 0 2 211 s s 故 2 6 1992 650962 0300 1067 373 0 mm hf M s sy A 所以選用 622 2 2281mm s A 2 樁身箍筋配筋 按構(gòu)造要求取 梁中箍筋最大間距 Smax 250mm 螺旋箍 在坑底 8mm 直徑 兩道錨桿處上下各 500mm 范圍內(nèi)加密 箍筋間距 150mm 箍筋 灌注樁斷面圖 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 錨桿設(shè)計 26 灌注樁剖面圖 驗算適用條件 1 滿足 b 2 同時 故可以 0 0 min0 0 19 0 45 0 325 0 7001000 2281 y t f f 0 2 即配筋為 622 4 3 錨桿計算 4 3 1 錨桿設(shè)計主要內(nèi)容 錨桿設(shè)計重要包括 確定錨桿的層數(shù) 間距 傾角 計算擋墻單位長度所受各 層錨桿的水平力 根據(jù)錨桿的傾角 間距 計算錨桿軸力 計算錨桿自由段長度和 錨固段長度 驗證擋土墻 樁與錨桿的整體穩(wěn)定性 計算錨桿的斷面尺寸和錨桿腰 梁的斷面尺寸 繪制錨桿施工圖 4 3 2 錨桿設(shè)計 基坑周圍土層以主動滑動面為界可分為穩(wěn)定區(qū)與不穩(wěn)定區(qū) 每根錨桿位于穩(wěn)定 區(qū)部分的為錨固段 位于不穩(wěn)定區(qū)部分為自由段 土層錨桿一般由錨頭 拉桿與錨 固體組成 如圖 4 6 圓柱型錨桿圍護結(jié)構(gòu) 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 錨桿設(shè)計 27 當(dāng)錨頭是支擋結(jié)構(gòu)與拉桿的連接部分時 為了保證來自支擋結(jié)構(gòu)和其他結(jié)構(gòu)上 荷載的有效傳遞 一方面必須保證錨頭構(gòu)件本身有足夠的強度 并緊密固定 同時 應(yīng)盡量將較大的集中荷載分散開 該錨頭采用螺母鎖定式錨頭 主要由錨座 承壓 板 緊固器組成 如圖 4 7 所式螺母鎖定式錨頭 錨具 承臺板 臺座 圍護結(jié)構(gòu) 鉆孔 注漿防腐處理 預(yù)應(yīng)力筋 圓柱型錨固體 自由段長度 錨固段長度 圖4 6 圓柱型錨桿圍護結(jié)構(gòu) 圖4 7螺母鎖定式錨頭 螺桿 錨桿 螺帽 4 3 3 錨桿設(shè)計計算 錨桿傾角設(shè)為 錨桿孔徑設(shè)為 150mm 錨桿間距為 1000mm 為錨桿聯(lián)結(jié)排樁 0 30 并錨固于土中的示意圖 如圖 4 8 所示 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 錨桿設(shè)計 28 圖 4 8 錨桿聯(lián)結(jié)排樁并錨固于土中的示意圖 1 錨桿水平拉力設(shè)計值 由上述計算可知 支點力KNTc61 249 1 KNTT cd 01 31261 2490 125 1 25 1 10 2 錨桿自由段長度 2 1 45sin 2 1 45sin 00 kkf dAHl A 土壓力零點距坑底距離 A 錨桿與水平線夾角 土的內(nèi)摩擦角 錨桿的自由長度不小于 5 米 其中 654321 665544332211 hhhhhh hhhhhh k 0 95 15 3253 4188 2152 2159 056 310 8 16 1 mhhl ctt 193 6193 0 6 11 東華理工大學(xué)畢業(yè)論文 設(shè)計 錨桿設(shè)計 29 576 3 30 2 95 15 45sin 2 95 15 45sin 193 6 0 0 0 0 0 f l 取自由段長度mlf5 3 錨桿錨固段長度 錨固段長度 mtma dNkl 錨桿安全系數(shù) 取 1 5 m k 土層錨桿設(shè)計抽向拉力 Td t N t Nacos 錨固段直徑 取鉆頭直徑的 1 2 倍 0 15m m d m d18 0 2 1 錨固體與土層間的剪切強度 tan c 錨固段與土體間的摩擦角 取 3 2 0為錨固段孔壁土壓力系數(shù) 一般粘土為 0 5 砂土取 1 0 aik k 0 k 經(jīng)計算mla2