地下連續(xù)墻設(shè)計計算書建筑B類

1、目 錄一 工程概況- 1 -二 工程地質(zhì)條件- 1 -三 支護(hù)方案選型- 1 -四 地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計- 2 -1 確定荷載，計算土壓力：- 2 -1.1計算層土的平均重度，平均粘聚力，平均內(nèi)摩檫角- 2 -1.2 計算地下連續(xù)墻嵌固深度- 2 -1.3 主動土壓力與水土總壓力計算- 3 -2 地下連續(xù)墻穩(wěn)定性驗算- 5 -2.1 抗隆起穩(wěn)定性驗算- 5 -2.2基坑的抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算- 6 -3 地下連續(xù)墻靜力計算- 7 -3.1 山肩邦男法- 7 -3.2開挖計算- 9 -4 地下連續(xù)墻配筋- 11 -4.1 配筋計算- 11 -4.2 截面承載力計算- 12 -參考文獻(xiàn)- 12 -一 工

2、程概況擬建的欽州市婦幼保健醫(yī)院住院大樓,項目地址位于欽州市安州大道與南珠東大街交叉路口東南側(cè)。整個項目總用地凈面積12702.982，使用面積11411.732，地上總建筑面積49273.942，地下總建筑面積7857.642，總建筑基底面積3815.922。該項目為1棟樓高2223f的住院大樓，下設(shè)兩層地下室，詳細(xì)尺寸及布局見 “總平面圖”和“建筑物和勘探點平面位置圖”。未進(jìn)入設(shè)計條件，擬建建筑的荷載、上部結(jié)構(gòu)及室內(nèi)整平標(biāo)高均未知、基礎(chǔ)類型待定。受業(yè)主委托，由本院對擬建場地進(jìn)行巖土工程詳細(xì)勘察工作。二 工程地質(zhì)條件擬建工程場地位于欽州市安州大道與南珠東大街交叉路口東南側(cè)，其北臨南珠東大街，西

3、側(cè)為安州大道，南面為已建的9f婦幼保健醫(yī)院門診、辦公樓。擬建場地幾年前經(jīng)過填土整平，場地內(nèi)原有較多舊建筑物，部分已經(jīng)拆除，現(xiàn)況場地總體地形平坦，相對高差不大，約1.21m。場地地貌上屬于低丘緩坡地貌。地地基土在鉆探深度范圍內(nèi)揭露的地層有：素填土，第四系（q3）洪沖積粘土、粗砂、粉砂；下伏基巖為侏羅系中統(tǒng)（j2）的強(qiáng)風(fēng)化砂巖和中風(fēng)化砂巖，各層土的物理力學(xué)性質(zhì)如下：各種土的力學(xué)參數(shù)表名稱h(m)c(kpa)素填土2.453521粘土1.025.844.319.6粗砂4.0530019.5粉砂1.5825419.0強(qiáng)風(fēng)化巖6.6721.0中風(fēng)化砂巖9.9123.0三 支護(hù)方案選型擬建工程場地位于欽州

4、市安州大道與南珠東大街交叉路口東南側(cè)，其北臨南珠東大街，西側(cè)為安州大道，南面為已建的9f婦幼保健醫(yī)院門診、辦公樓。擬建場地幾年前經(jīng)過填土整平，場地內(nèi)原有較多舊建筑物，部分已經(jīng)拆除，現(xiàn)況場地總體地形平坦，相對高差不大，約1.21m。場地地貌上屬于低丘緩坡地貌。必須控制好施工對周圍引起的振動和沉降考慮該工程開挖深度10米，較深，要保持深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)萬無一失的話，要求進(jìn)入強(qiáng)分化巖。綜上所述，最佳支護(hù)方案是選擇內(nèi)支撐的地下連續(xù)墻圍護(hù)。地下連續(xù)墻工藝具有如下優(yōu)點：1）墻體剛度大、整體性好，因而結(jié)構(gòu)和地基變形都較小，既可用于超深圍護(hù)結(jié)構(gòu)，也可用于主體結(jié)構(gòu)；2）試用各種地質(zhì)條件。對砂卵石地層或要求進(jìn)入風(fēng)化巖

5、層時，鋼板樁就難以施工，但卻可采用合適的成槽機(jī)械施工的地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)；3）可減少工程施工時對環(huán)境的影響。施工時振動少，噪聲低；對周圍相鄰的工程結(jié)構(gòu)和地下管線的影響較低，對沉降及變位較易控制；4）可進(jìn)行逆筑法施工，有利于加快施工進(jìn)度，降低造價。四 地下連續(xù)墻結(jié)構(gòu)設(shè)計1 確定荷載，計算土壓力：地表超載，地下水距地面3.3米，用水土分算法計算主動土壓力和水壓力：1.1計算層土的平均重度，平均粘聚力，平均內(nèi)摩檫角1.2 計算地下連續(xù)墻嵌固深度由經(jīng)驗公式法計算嵌固深度，公式為：式中 d墻體嵌固深度（m）； h基坑開挖深度，容許變形量；根據(jù)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范有 為了方便施工取11.5米則地下連續(xù)墻底到自

6、然地面總埋深為10+4.5=14.5米。1.3 主動土壓力與水土總壓力計算式中水土總壓力()； 土壓力()； 水壓力()； 計算深度在地下水位上距地面的距離(m)，當(dāng)計算深度在水位下時； 地下的計算深度距地下水位的距離(m)；土的浮容重(m)。則利用上面公式可計算各深度的土壓力為可認(rèn)為 圖1 土壓力分布圖2 地下連續(xù)墻穩(wěn)定性驗算2.1 抗隆起穩(wěn)定性驗算圖2 同時考慮c、的抗隆起計算示意圖同時考慮的抗隆起，并按普朗特爾(prandtl)地基承載力公式進(jìn)行驗算。公式為：，如圖2所示式中坑外地表至墻底，各土層天然重度的加權(quán)平均值（）； 坑內(nèi)開挖面以下至墻底，各土層天然重度的加權(quán)平均值（）；、地基極限

7、承載力的計算系數(shù)；抗隆起穩(wěn)定安全系數(shù)。則有： 一般采用1.21.3 因此地下連續(xù)墻埋深滿足要求。2.2基坑的抗?jié)B流穩(wěn)定性驗算如圖3所示，作用在慣用范圍b上的全部滲流壓力j為： 式中 h在b范圍內(nèi)從墻底到基坑地面的水頭損失，一般可??； 水的重度；b流砂發(fā)生的范圍，根據(jù)試驗結(jié)果，首先發(fā)生在離坑壁大約等于擋墻插入深度一半范圍內(nèi)，即。 抵抗?jié)B透壓力的土體水腫重量w為 式中 土的浮重度； 地下墻的插入深度。若滿足的條件，則管涌就不會發(fā)生，即必須滿足下列條件：式中 抗管涌的安全系數(shù)，一般取滿足則符合要求圖3 管涌驗算示意圖3 地下連續(xù)墻靜力計算3.1 山肩邦男法地下連續(xù)墻用于深基坑開挖的擋土結(jié)構(gòu)，基坑內(nèi)土

8、體的開挖和支撐的設(shè)置是分層進(jìn)行的，作用于連續(xù)墻上的水、土壓力也是逐步增加的。實際上各工況的受力簡圖是不一樣的。荷載結(jié)構(gòu)法的各種計算方法是采用取定一種支承情況，荷載一次作用的計算圖式，不能反映施工過程中擋土結(jié)構(gòu)受力的變化情況。山肩邦男等提出的修正荷載結(jié)構(gòu)法考慮了逐層開挖和逐層設(shè)置支撐的施工過程。山肩邦男等提出的修正荷載結(jié)構(gòu)法假定土壓力是已知的，另外根據(jù)實測資料，又引入一些簡化的假定：（1）下道橫支撐設(shè)置以后，上道橫支撐的軸力不變；（2）下道橫支撐支點以上的擋土結(jié)構(gòu)變位是在下道橫支撐設(shè)置前產(chǎn)生的，下道橫支撐支點以上的墻體仍保持原來的位置，因此下道橫支撐支點以上的地下連續(xù)墻的彎矩不改變；（3）在粘土

9、層中，地下連續(xù)墻為無限長彈性體；（4）地下連續(xù)墻背側(cè)主動土壓力在開挖面以上取為三角形，在開挖面以下取為矩形，是考慮了已抵消開挖面一側(cè)的靜止土壓力的結(jié)果；（5）開挖面以下土體橫向抵抗反力作用范圍可分為兩個區(qū)域，即高度為l的被動土壓力塑性區(qū)以及被動抗力與墻體變位值成正比的彈性區(qū)。應(yīng)用上肩邦男法進(jìn)行地下連續(xù)墻靜力計算。圖4 山肩邦男精確解計算簡圖山肩邦男法的計算簡圖如圖4所示。沿地下墻分成3個區(qū)域，即第k道橫支撐到開挖面的區(qū)域、開挖面以下的塑性區(qū)域和彈性區(qū)域。建立彈性微分方程式后，根據(jù)邊界條件及連續(xù)條件即可導(dǎo)出第k道橫支撐軸力的計算公式及其變位和內(nèi)力公式，該方法稱為山肩邦男的精確解。為簡化計算，山肩

10、邦男又提出了近似解法，其計算簡圖如圖5所示，不同之處為：（1）在粘土地層中，地下連續(xù)墻作為底端自由的有限長梁；（2）開挖面以下土的橫向抵抗反力采用線性分布的被動土壓力；（3）開挖面以下地下連續(xù)墻彎矩為零的點假想為一個鉸，忽略鉸以下的擋土結(jié)構(gòu)對鉸以上擋土結(jié)構(gòu)的剪力傳遞。由作用于地下連續(xù)墻的墻前墻后所有水平作用力合力為零的平衡條件，即 有：根據(jù)靜力平衡條件，可推導(dǎo)戶計算及的公式：圖5 山肩邦男法近似解法的計算簡圖則需要通過求解方程：式中各符號意義見圖5山肩邦男法近似解法的計算簡圖。3.2開挖計算一次性開挖，并只設(shè)一道支撐，支撐系數(shù), 計算墻前被動土壓力：則，求： 求解方程得求支撐軸力：墻體彎矩：

11、圖6 開挖計算簡圖4 地下連續(xù)墻配筋4.1 配筋計算地下連續(xù)墻厚700mm，保護(hù)層為50mm，混凝土為c30，受力鋼筋，分布鋼筋均采用級鋼筋?；炷恋?，hrb鋼筋的設(shè)計強(qiáng)度。墻開挖側(cè)最大彎矩 查表 受彎桿件強(qiáng)度設(shè)計安全系數(shù)1、開挖側(cè)配筋： 查鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（沈蒲生主編2002）附表4-2得 實配直徑為32的hrb335鋼筋9根 （）配筋率： 滿足要求 2、墻迎土側(cè)配筋 查鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（沈蒲生主編2002）附表4-2表得 實配直徑為25的hrb335鋼筋7根 （）配筋率：3、鋼筋籠水平配筋按墻體內(nèi)力計算彎矩包絡(luò)圖確定最大彎矩配筋范圍，以及沿墻體深度分段調(diào)整配筋數(shù)量。由于本工程采用圍檁連接支撐與圍護(hù)墻，因此墻體槽段鋼筋籠按整體配置，不分段考慮。根據(jù)構(gòu)造配筋，配筋為18500.4.2 截面承載力計算根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（gb50010-2002）第7.2.1條，混凝土受壓區(qū)高度x為則 為了防止構(gòu)件設(shè)計成超筋構(gòu)件，要求構(gòu)件截面的相對受壓區(qū)高度不得超過其相對界限受壓區(qū)高度