土木工程專業(yè)基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計講解

1、摘要本設(shè)計為兗礦魯化分餾塔的基坑支護(hù)設(shè)計。本設(shè)計是根據(jù)國家現(xiàn)行建筑 基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程，在給定地質(zhì)勘察報告的條件下，進(jìn)行基坑支護(hù)設(shè)計，主 要目的是掌握基坑支護(hù)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(hù)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(hù)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(qiáng)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(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果。通過這篇論文，直觀的說明了基坑支

2、護(hù)設(shè)計所需 的各種參數(shù)。關(guān)鍵詞： 基坑支護(hù)； 鉆孔灌注樁； 錨桿； 降水處理IAbstractThis design is the Y.K.Luhua fractionator foundation pit supporting design.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 purpo

3、se 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

4、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 guide

5、line 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 metho

6、d of this text while carrying on the foundation pit design.Keywords ：foundation pit ; bored caisson pile; pile-anchor; drainingxx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）目 錄第一章前言11.1場地工程地質(zhì)條件 22.2本論文主要設(shè)計內(nèi)容 2第二章工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況 32.1場區(qū)工程地質(zhì)條件 32.2水文地質(zhì)條件 52.3基坑周邊環(huán)境情況 5第三章基坑支護(hù)方案設(shè)計 63.1設(shè)計優(yōu)選 63.1.1設(shè)計依據(jù) 63.1.2基坑支護(hù)方案優(yōu)選 63.1.3支護(hù)方案設(shè)計分析 83.2支護(hù)方案

7、的設(shè)計原則及計算參數(shù)的確定 83.2.1設(shè)計原則83.2.2參數(shù)的初選9第四章 基坑支護(hù)設(shè)計計算 104.1基坑支護(hù)設(shè)計的主要內(nèi)容 104.2設(shè)計計算104.2.1 水平荷載的計算 114.2.2各層土的水平荷載計算 124.2.3水平抗力計算 164.2.4各層土水平抗力計算 174.2.5支點力計算 19426嵌固深度驗算21427灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計 234.2.8樁身最大彎矩的計算 234.2.9樁身的配筋計算 244.3錨桿計算274.3.1錨桿設(shè)計主要內(nèi)容 274.3.2錨桿設(shè)計274.3.3錨桿設(shè)計計算 274.4穩(wěn)定性驗算314.4.1 基坑穩(wěn)定性驗算 314.4.2錨桿整體穩(wěn)定性驗

8、算 354.4.3基坑底地基承載力驗算 364.4.4抗傾覆穩(wěn)定性驗算 38第五章 截水、排水措施 40第六章施工組織與監(jiān)測 446.1支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工 446.1.1施工要求446.1.2支護(hù)樁施工 446.1.3錨桿施工456.1.4 土方開挖 466.2工程監(jiān)測466.2.1監(jiān)測的目的 466.2.2監(jiān)測的主要內(nèi)容 476.2.3監(jiān)測的主要儀器 476.2.4監(jiān)測的方法476.3應(yīng)急措施48IIIxx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）目 錄第七章結(jié)論與建議49參考文獻(xiàn)50致 謝51iiixx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第刖 言第一章 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，

9、產(chǎn)生了大量的深基坑支護(hù)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(qiáng)度、穩(wěn)定與變形問 題，同時還涉及土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同問題。對這些問題的認(rèn)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(jī)械、施工技術(shù)的發(fā)展而 進(jìn)步完善的。Terzaghi和peck等人早在20世紀(jì)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(jìn) 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

10、城軟粘土深基坑中開始使用儀器進(jìn)行監(jiān)測，此后大量 實測資料提高了預(yù)測的準(zhǔn)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(hù)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(hù)設(shè)計與施工的有關(guān)法規(guī)，并已編制了

11、國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)法規(guī)。1、基坑開挖深度已從十幾米發(fā)展到二、三十米，而其支護(hù)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(hù)類型有：1xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 前言水泥土深層攪拌樁支護(hù) 2、排樁支護(hù)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(jì)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(hù)的設(shè)計方案。1.1場地工程地質(zhì)條件兗礦魯南化肥廠循環(huán)經(jīng)濟(jì)（空分）場地的巖土工程，場地呈

12、長方形，建 筑占地面積約1558 m2總建筑面積約17238m2,基坑開挖深度為地面標(biāo)高 以下9m，基坑側(cè)壁安全等級為二級。場地位于魯南化肥廠科圣路以西、鐵 路以東、墨子大道以北地塊上，面積約 70000m2。場地現(xiàn)狀：除西南部建有 塑料制品廠、東北部分布變電站、附屬廠房、倉庫外，大部為零星庫房、露 天倉儲及空地，擬作為空分發(fā)展用地。2.2本論文主要設(shè)計內(nèi)容本文對兗礦魯南化肥分餾塔基坑支護(hù)設(shè)計進(jìn)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(jì)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

13、護(hù)措施， 通過分析論證選擇合適的 基坑支護(hù)方案。然后對基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)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(dá)到穩(wěn)定性 的安全要求。選擇經(jīng)濟(jì)、實效、合理的基坑降水方案，最后簡單地談?wù)劵拥?施工組織。#xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第二章工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況第二章工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況2.1場區(qū)工程地質(zhì)條件本場地位于山東省滕州市木石鎮(zhèn)境內(nèi)，地理位置東經(jīng)117°7',北緯34°9',距滕州市約15km，距棗莊市約28km。處于近南北向的木石盆地

14、 內(nèi)，盆地東西寬約4000m，兩側(cè)的低山丘陵海拔高度100200m，盆地海 拔5565m。盆地內(nèi)表層為第四系沖洪積堆積，基底地層為石炭、二疊系及 奧陶系地層。盆地地勢北高南低，地面平均坡度3%o 5%o。木石盆地發(fā)育的主要斷裂構(gòu)造有化石溝斷裂，木石斷裂及該二斷裂派生的次級縱1-1及傾東2斷裂，近南北走向，均系正斷層，斷裂破碎帶已膠結(jié)，斷裂對第四系沒有 影響。根據(jù)化工部徐州地質(zhì)工程勘察院提供的場地巖土工程勘察報告，場區(qū)內(nèi) 與基坑支護(hù)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，含建筑垃圾等，雜色，結(jié)構(gòu)松散。層厚2.605.00m。2基坑設(shè)計參數(shù)：# =18KN/m ,c

15、 =8.0KPa, ： =10°,qs = 20.0KPa。2） 沖積淤泥質(zhì)土層：深灰色，飽和、軟塑狀，標(biāo)貫擊數(shù)平均2.3擊，含 少量粉細(xì)砂，層厚0.62.4m，層面埋深2.75.0m。基坑設(shè)計參數(shù)：=18.0KN/mc = 7KPa,，50q =血録。3） 沖積細(xì)砂層：灰深灰色，飽和，松散，一般含淤泥質(zhì)，標(biāo)貫平均6.3 擊，厚度0.93.9m，層面埋深2.66.0m。2基坑設(shè)計參數(shù)：F.5KN /m ,c 7心=25°,q 35-0KPa。4）沖積中砂層：灰灰白色，飽和，松散，含淤泥質(zhì)或粘性土。標(biāo)貫平均6.1擊，厚度0.93.3m，層面埋深2.66.0m。2基坑設(shè)計參數(shù)：

16、=18.0KN/m cnKPa,，270,qs MO.OKPa75）粉質(zhì)粘土層：一磚紅間灰白色為主，濕，可塑，粘性較好。標(biāo)貫平均6.3 擊,厚度1.52.6m，層面埋深4.28.5m2 0丫 =19KN/m ,c=25KPa,即=10° ,q$ =40.0KPa基坑設(shè)計參數(shù):。6）可塑粉質(zhì)粘土層：褐紅色，濕，可塑，粘性較好。標(biāo)貫平均8.5擊, 厚度0.82.6m，層面埋深4.28.5m 。2 0基坑設(shè)計參數(shù)：=19KN/m ,25KPa=15,q40-0KPa。7）粉質(zhì)粘土層：褐紅色，稍濕，硬塑。標(biāo)貫平15.2擊，厚度1.56.9m，層面埋深8.014.0m 。基坑設(shè)計參數(shù)：2門孑-

17、19.8KN /m ,c = 35KPa, = 13.5°,= 50.0KPa。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(biāo)貫平28.6擊，厚度1.54.5m，層面埋深10.516.5m2基坑設(shè)計參數(shù)：孑-20.5KN /m ,c = 45KPa= 250,q 80.0KPa。9）強(qiáng)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1.215.3m，層面埋深12.519.0m?；釉O(shè)計主要參數(shù)：腎=21.0KN/m2,c =50.0kpa=25 ,q80.0kp10）中風(fēng)化巖：呈褐紅色，巖性以粉砂巖為主，局部夾礫巖，裂

18、隙、節(jié) 理較為育，不連續(xù)層狀或透鏡狀分布。厚度0.77.1m，層面埋深 15.029.5m。基坑設(shè)計主要參數(shù)：群-22.0KN /m2 ,c = 80.0kpa/ = 30 ,q$ 二 200.0kp11）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 17.633.7m。基坑設(shè)計主要參數(shù)：=22.0KN /m2,c =10mpa, = 35 ,q 300.0kp。地質(zhì)剖面圖如（圖2-1）所示：CZ>A雜填土3.6全風(fēng)化巖3可塑粉質(zhì)粘土2.8硬塑粉質(zhì)粘土4.3淤泥質(zhì)土0.9粉質(zhì)粘土2.2圖2-1地質(zhì)剖面圖2.2水文地質(zhì)條件場區(qū)施工13個勘察

19、孔，均見水，地下水為降水 、排水入滲形成的孔隙 潛水，勘察期間水位埋深 1.40-2.50m，水量小，以降水、人工排水入滲為 主要補(bǔ)給來源，水位隨季節(jié)升降，年變幅 1.0-1.5m，側(cè)向滲流及蒸發(fā)為主 要排瀉方式。2.3基坑周邊環(huán)境情況擬建場區(qū)平坦，開挖基坑南側(cè)邊為廠區(qū)道路，有動載，其它周邊未發(fā)現(xiàn) 不利于場地穩(wěn)定性的不良地質(zhì)現(xiàn)象，擬建場區(qū)場地穩(wěn)定性良好，本基坑開挖 深度為9m，在開挖深度內(nèi)的地層強(qiáng)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。xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)第三章基坑支護(hù)方案設(shè)計第三章基坑支護(hù)方案設(shè)計3.1設(shè)計優(yōu)選3.1.1設(shè)計依據(jù)化工部徐州地質(zhì)工程

20、勘察院巖土工程勘察報告；中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)巖土工程勘察規(guī)范(GB50021-2001);中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB50204)；中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GB50007-2002);山東省標(biāo)準(zhǔn)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范(GBJ15-31-2003);中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范(JGJ120-99)；3.1.2基坑支護(hù)方案優(yōu)選基坑圍護(hù)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(hù)型式：1) 懸臂式圍護(hù)結(jié)構(gòu)懸臂式圍護(hù)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)

21、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(hù)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(hù)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(hù)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(qiáng)度低，水泥土重力式圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用 于較淺的基坑工程。3) 拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)#第三章基坑支護(hù)方案設(shè)計xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）拉錨式圍護(hù)結(jié)構(gòu)由圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系和錨固體

22、系兩部分組成，圍護(hù)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。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(hù)結(jié)構(gòu)土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)的機(jī)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(hù)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(hù)。土釘墻圍護(hù)基坑深度一般 不超過18m，使用期限不

23、超過18月。5）內(nèi)撐式圍護(hù)結(jié)構(gòu)內(nèi)撐式圍護(hù)由圍護(hù)體系和內(nèi)撐體系兩部分組成，圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)適用范圍廣， 可適用于各種土層和基坑深度。經(jīng)分析采用單排鉆孔灌注樁作為圍護(hù)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(jì)，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(hù)結(jié)構(gòu)采用單排鉆 孔灌

24、注樁加單層土錨桿相結(jié)合的樁錨式支護(hù)方案，具體設(shè)計見基坑平面圖（圖3-1）。9xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第三章基坑支護(hù)方案設(shè)計11imiHl Kr 3i j j 0 u 0 w egm 樁 4 Q 水 - &圖3-1基坑平面圖3.1.3支護(hù)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(hù)系統(tǒng)，鉆孔灌注樁與 錨桿是支護(hù)結(jié)構(gòu)的受力結(jié)構(gòu)；支護(hù)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(hù)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(hù)體系的造價。在中軟土 地區(qū)支撐設(shè)置可提高支護(hù)體系的可靠性，且是降低了工程造價的有效方法。根據(jù)本

25、場地的地層的特征，將本基坑采用排樁加錨桿支護(hù)。其中排樁采 用鉆孔灌注樁。3.2支護(hù)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(jì)合理。3.2.2參數(shù)的初選1） 根據(jù)化工部徐州地質(zhì)工程勘察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)，具體參數(shù)如下表3-1所示；2） 相對標(biāo)高土 0.00m，基坑設(shè)計時，基坑開挖深度為-9.00m ；3）地面超

26、載取20kN/m2 ；4） 根據(jù)建筑基坑支護(hù)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3-1表3-1 土層設(shè)計計算參數(shù)土層厚度辦重度Y粘聚力C內(nèi)摩擦角滲透系數(shù)水平Kh垂直Kv（m）(KN/m3)(kPa)(° )(cm/s)(cm/s)雜填土3.619.58102.52E-62.37E-6淤泥質(zhì)土層0.918755.72E-73.30E-7沖積粉質(zhì)粘土層2.21923153.56E-62.74E-6可塑粉質(zhì)粘土層2.81825153.89E-62.64E-6硬塑粉質(zhì)粘土層4.32035181.00E

27、-71.00E-7全風(fēng)化巖層320.545250.54E-70.97E-7xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第四章基坑支護(hù)設(shè)計計算第四章基坑支護(hù)設(shè)計計算4.1基坑支護(hù)設(shè)計的主要內(nèi)容基坑支護(hù)設(shè)計的內(nèi)容包括零彎矩點位置、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(hù)參數(shù)，進(jìn)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(hù)參數(shù)不符合要求時，應(yīng)重新設(shè)置支護(hù)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(jìn)行計算如（圖4-1 ）。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16.8 m ，樁直徑設(shè)定為

28、0.8 m ,嵌固深 度暫定為7.8 m即-d二7.8m，插入全風(fēng)化巖3.0 m。J 1 丿-=0K SeFjxz/ Z/X事費 Xz/'ZXZXh# /Z-Z zZXZX/-/Z f/戈時 I- r=l朮 1:rK g d遜晁兄1 r：lb i：耳,：“總i5卜皿士曲曲1八丨川朮s竝訕 r=ia 1=25 Z M山潮隼i三嬰也翻杲IL:血西審二£fcxtl r=203 時5 P必 W： 1 Ip：彌篥圖4-1 K12地質(zhì)參數(shù)圖421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土的 側(cè)向壓力，計算時不考慮支護(hù)樁與土體的摩擦作用。地下水以上的土體不考

29、 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(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99,1）計算依據(jù)和計算公式cp主動土壓力系數(shù)：Kai山2（45巧） 被動土壓力系數(shù)：心二tan2（45 寸）（1）支護(hù)結(jié)構(gòu)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值eajk按下列規(guī)定計算:對于碎石土及砂土：(4.1.1)a）當(dāng)計算點深度位于地下水位以上時：eajk - ajk K a _ 2Cik K aib）當(dāng)計算點深度位于地下水位以下時:eajk = ajk Kai - 25 ； Kai (Zj - hwa) -(mj - hwa) wa Kai w（4.1.2） 式中Kai第i層土的主動土

30、壓力系數(shù)；二aj 作用于深度Zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值；Cik 三軸實驗確定的第i層土固結(jié)不排水（快）剪粘聚力標(biāo)準(zhǔn) 值；Zj 計算點深度；mj計算參數(shù)，當(dāng)Zj : h時，取Zj，當(dāng)Zj - h時，取h；hwa 基坑外側(cè)水位深度；wa 計算系數(shù)，當(dāng)hwa時，取1,當(dāng)hwa h時，取零；w 水的重度。對于粉土及粘性土:VjkKai 2Cik. Kai(4.1.3)（2）基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值 二ajk按下列規(guī)定計算：Gjk -；rk 'ok ；1k（ 4.1.4）（3）計算點深度zj處自重應(yīng)力豎向應(yīng)力匚rk計算點位于基坑開挖面以上時：二 rk = mzj（ 4.1"5）式中mj 深度

31、Zj以上土的加權(quán)平均天然重度。計算點位于基坑開挖面以上時：二 rk = “時1（ 4.1.6）式中mh開挖面以上土的加權(quán)平均天然重度。（4）第i層土的主動土壓力系數(shù)Kai應(yīng)按下式計算Kai =ta n2（45°-）（ 4.1.7）2式中 三軸實驗確定的第i層土固結(jié)不排水（快）剪摩擦角標(biāo)準(zhǔn) 值。（5）第i層土的土壓力合力Ea按下式計算1 Ea =（eaik eaik ）hiSh（4.1.8）式中eaik第i層土土層頂部的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值；eai k第i層土土層底部的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值; hi 第i層土的厚度；Sh 錨桿的水平間距。4.2.2各層土的水平荷載計算（1）人工填土層（3.6m）1

32、=19.5KN/m Q =8KPa, 10 ,Ka1 = 0.7, Ka1 =0.839基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值:rk- ok二 q。= 20 KN二 a1k * rk 二 ok = q01h1 =；：a1k1 h1二 2019.5 3.6 二 90.2KN /m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：ea1-va0kKa2Cr Ka1 =20 0.72 8 0.839= 0.576KN/m2eaik = aikKai 2G Ka1 =90.2 0.70 2 8 0.839 = 57.35KN/m2水平合力：1 1Ea1(ea1k - ea1k) h1(0.576 57.35) 3.6 =104.27KN /m2 2

33、水平荷載作用點離該土層底端的距離：h1 2ea0k ea1k3 eaok eaik3.6 2 0.576 粉質(zhì)粘土層(2.2m) 爲(wèi)=19KN/m2,Q =23«巳,黃=15°, ©3 =0.588 TKa3 =0.767 基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值:7.35 = 102m3 0.576 57.35（2）淤泥質(zhì)土層（0.9m）20i2 -18.0KN /m ,C2 =7KPa, 2 =5 ,Ka2 =0.84, _ Ka2 = 0.916基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值:a 2k» a1k =90.2KN /m219a3ka2k-106 .4KN /m2匚a2k；ok

34、 爲(wèi)你 q0 二 90.2 18.0 0. 106.4KN / m水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值:* 2ea2k Ya2kKa2-2C2 Ka2 =90.2 0.84-2 7 0.916 = 62.94KN/m2ek = ； a2kKa2 2C2 . Ka2 =106.4 0.84-2 7 0.916 = 76.55KN / m2水平荷載:1 "Ea2 2(ea1kea2k水平荷載作用點離該土 h2 2ea1kea2k23 ea1k - ea2k1)h2(62.94 76.55) 0.9 二 69.75 KN / m上層底端的距離：0.9 2 62.94 76.55 門 0.435m362.94 7

35、6.55二a3k；0k 二二 a2k3山3= 106.4 19 2. 148.2KN /m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值:=：5心3-2。3 ,心31064 0.588-2 23 0.767=27.28KN/m2 ea3k Ua3kKa32C3Ka3 =148.2 0.588 2 23 0.767 = 51.86KN / m2水平荷載:Ea3(ea3k2ea3k)h3三(27.28 51.86) 2.2 = 87.05KN / m水平荷載作用點離該土層底端的距離:3ea3k ' ea3k=0.986m2.2 2 匯 27.28+ 51.863 . 27.28 51.86（4）可塑粉質(zhì)粘土層殘積可塑粉

36、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）按照規(guī)范：基坑開挖位于地下水位對于粉土及粘土：eajk = ；：ajk Kai -2Ci. Kai匚 ajk =；：rkmj深度Zj以上土的加權(quán)平均天然重度;求得 mj = 18.52KN/m2 ajk =186.7KN /M丫4 =18KN/m2,C4=25KPa浮 4=15°,Ka4 =0.588TK4 =0.767基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：fk'k =148.2KN /m2adk+b0k =ba3k +Jh4 =1482+18過 2.1 =186KN/m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：ea4k Ya4kKa4-2C

37、4 Ka4 =1482 0.588-2 25 0.767= 48.79KN/m2ea4ka4kKa4 2C4 _ Ka4 =186 0.588一2 25 0.767= 71.01KN/m2水平荷載:xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章基坑支護(hù)設(shè)計計算Ea4 =1(e；4k +ea4k)xh4=1(48.79+71.01)x2.3=137.77KN/m水平荷載作用點離該土層底端的距離：h4 2ea4ea 4k3 ea4kea4k=1.079m2.3 2 48.79 71.01348.79 71.01Ea4'=71.01KN(5) 硬塑粉質(zhì)粘土層(4.3m)% =20KN/m2,C5 = 3

38、5KPa% "8：心=0.527&忑=0.726基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：2 25k *a4k =186 KN /m ；Qk =186KN/m水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值： 2ea5k Y a5kKa5-2C5 K5 =186 0.528-2 35 0.726= 47.39KN/m2r2ea5k =；a5kKa52C5 Ka5 =186 0.528 2 35 0.726 =47.39KN/m水平合力：1 1Ea5(ea5k - ea5k) h5(47.39 47.39) 4.3 二 203.78KN /m2 2水平荷載作用點離該土層底端的距離 Z：Z5 二 4.3/2 二 2.15m(6)

39、全風(fēng)化巖層(3.0m)6 =20.5KN/m2G =45KR, 6 = 250,©6 =0.40,5_ ©6 =0.637基坑外側(cè)豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：2匚 a6k 二二a5k = 186 KN /mf =186KN/m2水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：目6k 乂36小於2C6 _Ka6 =186 0405-2 45 0.637= 18KN/m2 ea6k = J6kKa62C6 . Ka6 =186 0.405-2 45 0.637= 18KN/m2 水平荷載：1 1Ea6 石(ea6k ea6k)匕(18 18) 3=36KN/m水平荷載作用點離該土層底端的距離""z：

40、Z=1.5m423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(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ120-99（1）基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值epjk按下列規(guī)定計算：1）對于碎石土及砂土，基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計算：Qjk =ajkKai2Cjk Kai（召-hwp）（1 - 心）w（4.2.1）式中匚pjk 作用于基坑底面以下深度Zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值;Kpi 第i層土的被動土壓力系數(shù)。2）對于粉土及粘性土，基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值按下列規(guī)定計算：eP

41、jk 二二 pjkKPi ' 2Gk Kpj（422）(4.2.3)(4.2.4)(4.2.5)（2）作用與基坑底面以下深度Zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值二屮按下式計算：二 pjk = mjZj式中mj 深度Zj以上土的加權(quán)平均天然重度。（3）第i層土的被動土壓力系數(shù)Kpi應(yīng)按下式計算20 化Kpi = tan （45）2（4）第i層土的水平抗力Ep為：1 ”Epi - 2(epik epik ) hi Sh式中epik 第i層土土層頂部的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值;ep i k第i層土土層底部的水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值;hi第i層土的厚度;Sh 預(yù)應(yīng)力錨索的水平間距424各層土水平抗力計算(1) 可塑粉質(zhì)粘土層2

42、 0h4k =0.5m 4K =18KN/m ,C4k = 25KPa, Ik =15, ©4 =1.695#甌=1.302作用于基坑底面以下深度Zj處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：；P4K =0KN/m2fp4k =%氐=18 0.5 = 9KN/m2水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值：e；4k =44kKp4 +2C4k/K =0".695+2x25".302=6510KN/m2 ep4Qrp4kKprH2C4Mf-K=9<1.692:25:1.3080.4KN/m2 水平抗力：1 ” 1Ep5(ep4 ep4)h4k(65.10 80.4) 0.5 = 36.38KN/m2 2水平抗

43、力離該土層底端的距離：5Kh4K32卄 *52 邊0800.241mep4 k ep 4 k365.10 80.4(2) 硬塑粉質(zhì)粘土層h5k =4.3m5K =20KN/m2,C5K =35KFa,®5K =18°,Kp5=1.891,JKP5 =1.375作用于基坑底面以下深度召處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值：-F5K =18 0.5 = 9KN/m2,；p5k 二 5kh5k =9 20 4.3 = 95KN/m2水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值:ep5k =5kKp5 2C5k Kp5=9 1.891 2 26 1.375 =88.52KN/m2ek Y p5kKp5 2C5k、Kp5 =95

44、1.891 2 26 1.375= 25112KN/m2水平抗力:1 1Ep5 (ep5 ep5)h5k(88.52 251.12) 4.3 二 730.23KN /m水平抗力離該土層底端的距離：23xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第四章基坑支護(hù)設(shè)計計算5Kh5K 2eP5k ' eP5kep5k-eP5k432 甌52251宀1.807口388.52 251.1227(3) 全風(fēng)化巖層h6k =3m, 6k =20.5KN /m2,C6K = 45KPa，= 25°,心6 = 2.458, Kp6 =1.568作用于基坑底面以下深度召處的豎向應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值:P6K二=95KN /m

45、22"-'P6K =；：a5k + ?6kh6k =95 +20.5x3 = 156.5KN /m水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值:ep6k -Jp6kKp6 2C6k. Kp6=95 2.458 2 45 1.568 =374.63KN/m2%k Mp6kKp6 +2C泳7K； =15657458+2y5".568523KN/m2水平抗力:Ep61 .石(ep6 ep6)h6k二 1 (374.63 525.8) 30 二 1350.65KN / m水平抗力離該土層底端的距離:h6K 2eP6k eP6k 2 2 374.63 525.8Z6k0.944 m3 e +e 3 374

46、.63+525.8P6kP6k由以上步驟得K12的水平荷載、水平抗力如(圖4-2):圖4-2 K12水平荷載、水平抗力分布圖425支點力計算（1）計算基坑底面以下支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)定彎矩零點位置至基坑底面的距離hci :基坑底面水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值：ea二73.38KN /m由 ea1k 二 ep1k 可得：71.01=65.1+（ 80.4-65.1） /0.5 hci求得：hd = 0.193m（2）計算支點力Td :計算設(shè)定彎矩零點以上基坑外側(cè)各土層水平荷載標(biāo)準(zhǔn)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xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(論文)第四章基坑支護(hù)設(shè)計計算31a4c=、

47、(ea4c ea) h二 12 (48.79 71.01) 2.3 = 137.77KN / m其作用點離設(shè)定彎矩零點的距離:a4c2.3。193 248.79701Mam3 48.7971 .01Ea4 =71.01 0.193 = 13.71KN圖4-3支點力計算圖合力之和''Eac :Eac _ Ea1Ea2 * Ea3c * Ea4Ea4c= 104.2769.7587.05137.7713.7 412.55 KN各土層水平荷載距離設(shè)定彎矩零點的距離為:had 二 9.193 - 乙二 9.193 - 3.61.212 二 6.805m按上述計算方法可得:ha2c 二

48、5.128 m, ha3c 二 3.479 mha4 = 1.272m, ha5 = 0.09655m合力v Eac作用點至設(shè)定彎矩零點的距離:hacE al ha1c ' Ea2 ha2c'E a3 ha3c'E a 4ha4'Ea5 ha5Eac104.27 6.80569.75 5.12887.053.479137.771.27213.710.09655412.55=3.75m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(biāo)準(zhǔn)值的"Epc :設(shè)定彎矩零點以上的水平抗力包含第四層土。2 2=65.10KN/m ,ep465.10 18 0.193 1.

49、587= 70.61KN/m 水平抗力v Epc、Epc J®. 10 70.61) 0.193=13.1KN/m水平抗力v Epc作用點離設(shè)定彎矩零點的距離：hpc=0.095m0.193 2 65.10 70.61365.10 70.61計算支點力Tc1 :設(shè)定錨桿插于離地面3m的位置處，則ht1 = 9 _ 3 = 6 m支點力為：hac Eac H pc _ E pcht1hc13.75 412.55 -0.095 13.16+0.193= 249.61KN4.2.6嵌固深度驗算驗算準(zhǔn)則為：h/ Epj Td(ht1 hd) -1.2 gh Eai - 0，則嵌固深度設(shè)計符合

50、基坑的受 力要求。 基坑外側(cè)水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值合力之和、Eai :7 Ea =Eai - Ea2 ' E&3 ' E&4 ' E&5 ' E&6=104.27 69.75 87.05 137.77 35.51203.78 36 =674.13KN / m各土層水平荷載距離樁底面的距離為：hai = 16.8 - hi乙=16.6 - 3.6 1.212 二 14.412m按上述計算方法可得：ha2 = 12.735 m, ha3 = 11 .086m,ha4 = 8.879 mha4 二 7.55mha5 = 5.15m, ha6 =

51、 1.5m'、 Ea的作用點距離樁底的距離ha :Ea1 01Ea2ha2Ea6ha6ha =10427 14.412 69.75 12.735 87.05 11.086 . 20378 5.15 36 1.567413=8.83m 基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標(biāo)準(zhǔn)值合力之和x Epj :' Ep=Ep4 Ep5 Ep6=3638 73023 135065 = 211726KN/m各土層水平荷載距離樁底面的距離為：hp4 二 7.8 - gk 乙k = 7.8 - 0.5 0.241 二 7.541m按上述計算方法可得：hp5 = 4.807m, ha3 = 0.944m,v Ep的作用點

52、距離樁底的距離hp :hpp4 h p 4Ep5hp5E p 6 h6=2.39 m36.387.541730.23 4.8071350.65 0.9442117.26 嵌固深度驗算hp，Ep Td(ht1hd) -1.2 oha、Ea =2.39 2117.26 249.61 (6 7.8) -1.2 1.0 8.83 674.130滿足要求!xx大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）第四章基坑支護(hù)設(shè)計計算427灌注樁結(jié)構(gòu)設(shè)計灌注樁直徑© 800mm，混凝土為C25，受力剛勁采用U級剛勁，綜合安 全系數(shù)為1.4,樁中一中間距1000mm。根據(jù)深基坑工程中的理論，將直徑為800mm的圓柱樁體轉(zhuǎn)化為

53、寬為 1000 mm墻厚為h的墻體：h4二 D4h4 3.14 8004 = 12 一 64 - 12 一 64h = 700.87m m 取墻厚h = 700mm4.2.8樁身最大彎矩的計算已算出的Eai,Epi及T=249.61kN可以知道剪力為零的點在基坑底上部的 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m=4.5， ，m為基坑頂?shù)郊袅榱愕狞c的距離.則有：剪力為零的土壓力：eaxm=q r(4.5 x) ka3Rca3 k a3(20 19.5 3.6 18 0.9 19x) 0.588 -2 23 0.767 二 27.28 11.17x此層的土壓力：匸 (27.28 +27.28 +11.17x)x2i'axm27.28x 5.585x2因為距基坑頂為m處的剪力為零，則有：T _ Ea1 - Ea2 - Eaxm - 0整理得：5.585x2 27.2875.59解得：x =1.974n由于最大彎矩點就是剪力為零的點，即xm，所以：xm =4.5 1.974 =6.474最大彎矩可表示為：Mmax=T y-Eai % - 鬲 丫2 -氐皿出將數(shù)據(jù)代入解得：Mmax =373.67KN.m429樁身的配筋計算則此樁的配筋可轉(zhuǎn)化為截面為b h/OOOmm 700mm的矩形截面梁進(jìn) 行配筋。所以有：環(huán)境類別為二級，混凝