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文檔簡介
1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上深基坑課程設計 XX大廈基坑支護工程 班級: 土木1001班 姓名: 尹普才 學號: 201008141030 指導教師: 楊泰華 日期: 2013年12月31日 工程概況及周邊環(huán)境狀況說明1 設計項目如:xx大廈基坑支護工程2 建設地點東南某市3 設計基本資料3.1 地層劃分根據(jù)巖土工程勘察報告按成因類型及地質特征將場地地層情況劃分如下:表1.1層號及名稱地層年代及成因分 布范 圍層面埋深(m)地層一般厚 度(m)顏色狀態(tài)及密 度壓縮性包含物及其它特征(1)雜填土Qml全場地0.93.6雜松散由碎石、磚塊及粘性土組成(2)粉質粘土夾粉土Q4al全場地0.93.61.
2、05.3褐黃可塑中含氧化鐵,夾稍密狀粉土夾層,干強度一般,韌性差。(3-1)粉質粘土全場地2.77.61.86.3褐灰灰色軟塑中高含有機質、腐植物、有臭味,局部少量螺殼(3-2)粘土全場地7.810.81.05.6褐黃褐灰可塑中含氧化鐵、鐵錳質,局部少量螺殼(3-3)強風化砂巖全場地9.215.102.27.5淡褐可塑中低含硅、鈣、粘土和氧化鐵。(3-4)粉質粘土 全場地13.320.82.08.0褐灰可塑中含少量腐值物,偶夾薄層粉砂。(4-1)粉砂夾粉質粘土局部分布17.524.00.97.7灰色松散中低含云母片,夾少量薄層可塑粘性土3.2 土層物理力學性質指標與基坑支護有關的各層物理力學指
3、標如表1.2所示。表1.2層號土層名重度(kN/m3)粘聚力C(kPa)內摩擦角(度)“m”值(kPa)極限摩阻力(kPa)承載力fak(kpa)(1)雜填土18.5420200020(2)粉質粘土夾粉土18.82111.2350040180(31)粉質粘土17.0157200040130(32)粘土17.52211.6400035240(33)強風化砂巖203227800070(3-4)粉質粘土18.811.8400035一層土層厚:2m,基坑開挖深度6m;二層土層厚:依次為3m;其余土層各組均?。悍圪|粘土6米;粘土5m;強分化砂巖5m;3.3 地下水本場地地下水可分為二類型:上層為賦存于(
4、1-1)雜填土層中的上層滯水,其水位、水量隨季節(jié)變化,主要受大氣降水、生活排放水滲透補給,下層為賦存于砂土層中的承壓水,水量較豐富;本次勘察期間,在40#孔測得其承壓水頭埋深為2.4米,其標高為18.32米;上下層地下水之間因粘性土阻隔而無水力聯(lián)系,勘察期間測得混合穩(wěn)定水位埋深為0.42.6米。場地地下水對混凝土不具腐蝕性,對混凝土中的鋼筋不具腐蝕性,對鋼結構具弱腐蝕性。4 周邊環(huán)境條件依據(jù)總平面圖及現(xiàn)場踏勘: 基坑東北側臨近前進路,基坑邊線距紅線6.59米,距前進路邊線11.514米;前進路上分布有給水、排水、電信管道,其中排水管為帶壓排水管,正在使用,最近的一根靠近路邊,且為80年代建造,
5、該管線為重點要保護的對象?;訓|南角為市同昌房地產開發(fā)公司住宅樓,磚混結構7層,基礎形式為天然地基,距基坑邊約9米。 基坑安全等級按二級考慮,基坑周圍地表均布荷載按15kPa考慮。5.3參考文獻(1) xxx大廈巖土工程勘察報告(2) xxx大廈施工圖設計(3) xx地區(qū)建筑深基坑支護技術規(guī)范(4) 建筑基坑支護技術規(guī)程(JGJ120-2012)(5) 混凝土結構設計規(guī)范(GB50010-2012)(6) 建筑結構荷載規(guī)范(GB50009-2012)(7) 建筑地基基礎設計規(guī)范(GB50007-2012)(8) 建筑樁基技術規(guī)范 (JGJ 94-2008) 支護結構設計計算一土壓力計算及土釘布
6、置由設計任務書得基坑開挖深度為6m,穿越三個土層,具體如圖1所示,地面均布荷載為15kPa,地下水位埋深2.4m,故需考慮降水,采用井點降水,將地下水面降至基坑開挖深度下1m。 1. 主動土壓力計算 圖1土層分布圖 q地面荷載();土的重度(); c土層粘聚力(kPa) 主動土壓力系數(shù), ,為土層內摩擦角。 各層土壓力計算:雜填土表面處的土壓力雜填土底面土壓力粉質粘土夾粉土頂面土壓力粉質粘土夾粉土底面土壓力粉質粘土頂層土壓力粉質粘土底層土壓力2.土釘參數(shù)及布置土釘墻水平傾角為,即按1:0.3放坡,土釘與水平面的傾角取,土釘豎直間距取,水平間距取,機械成孔,取孔徑120。具體見圖2。 圖2右側土
7、釘墻土釘布置土釘處主動土壓力計算:第1點最大主動土壓力 第2點最大主動土壓力 第3點最大主動土壓力 第4點最大主動土壓力二土釘設計1.折減系數(shù)計算 土釘墻坡面與水平面夾角,為(坡度1:0.3);主動土壓力折減系數(shù); m基坑底面以上各土層按土層厚度加權的內摩擦角平均值(°)。 2. 土釘軸向拉力調整系數(shù)(j)可按下列公式計算: 式中: j土釘軸向拉力調整系數(shù); zj第j層土釘至基坑頂面的垂直距離(m); h基坑深度(m); Eaj作用在以sxj、szj為邊長的面積內的主動土壓力標準值(kN); a計算系數(shù); b經驗系數(shù),可取0.61.0; n土釘層數(shù)。取,則,所以3.受拉荷載標準值計算
8、 式中: Nk,j第j層土釘?shù)妮S向拉力標準值(kN); j第j層土釘?shù)膬A角(°); 墻面傾斜時的主動土壓力折減系數(shù); j第j層土釘軸向拉力調整系數(shù); ea,j第j層土釘處的主動土壓力強度標準值(kPa); sxj土釘?shù)乃介g距(m); szj土釘?shù)拇怪遍g距(m)。 4. 土釘?shù)臉O限抗拔承載力標準值 式中: Kt土釘抗拔安全系數(shù);安全等級為二級、三級的土釘墻,Kt分別不應小于1.6、1.4; Nk,j第j層土釘?shù)妮S向拉力標準值(kN); Rk,j第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標準值(kN)。 5.土釘長度設計 土釘長度按以下公式計算: 式中:Rk,j第j層土釘?shù)臉O限抗拔承載力標準值(kN)
9、; dj第j層土釘?shù)腻^固體直徑(m);對成孔注漿土釘,按成孔直徑計算,對打入鋼管土釘,按鋼管直徑計算; qsik第j層土釘在第i層土的極限粘結強度標準值(kPa);應由土釘抗拔試驗確定,無試驗數(shù)據(jù)時,可根據(jù)工程經驗并結合規(guī)范上表5.2.5取值; li第j層土釘在滑動面外第i土層中的長度(m);計算單根土釘極限抗拔承載力時,取規(guī)范上圖5.2.5所示的直線滑動面,直線滑動面與水平面的夾角取。 查表得 6、自由段長度的計算自由段長度按以下公式計算: 其中:-第i排土釘自由段長度(m);-基坑深度(m);-土釘墻坡面與水平面的夾角;-土釘與水平面的傾角??;-第i排土釘?shù)降孛娴木嚯x(m)。 第1排土釘自
10、由段長度計算, 第1排土釘長度: 第2排土釘自由段長度計算, 第2排土釘長度: 第3排土釘自由段長度計算, 第3排土釘長度: 第4排土釘自由段長度計算, 第4排土釘長度: 綜合上述計算結果及施工因素,取第13排土釘取6m。第4排土釘長度為12m。土釘排號土釘長度L(m)自由段長度(m)錨固段長度l(m)極限抗拔承載力標準值(kN)受拉荷載標準值(kN)土釘抗拔安全系數(shù)(>1.6)安全性163.082.9222.013.81.60滿足262.193.8157.57.08.2滿足361.304.7070.938.51.8滿足4120.4111.59174.8106.91.64滿足7.土釘受拉
11、承載力設計值計算 土釘受拉承載力設計值按以下公式計算:其中:-第i根土釘受拉荷載標準值,(kN);-第i根土釘受拉承載力設計值,(kN);-基坑側壁重要性系數(shù),取1.0。 8、桿體直徑計算:土釘桿體的鋼筋直徑按以下公式計算:其中:-鋼筋截面面積; -普通鋼筋抗拉強度標準值; -土釘受拉承載力設計值最大值; -土釘抗拔力安全系數(shù),取1.3。 選取三級鋼筋26,三土釘?shù)恼w穩(wěn)定性驗算: 土釘墻應按下列規(guī)定對基坑開挖的各工況進行整體滑動穩(wěn)定性驗算: 1 整體滑動穩(wěn)定性可采用圓弧滑動條分法進行驗算; 2 采用圓弧滑動條分法時,其整體穩(wěn)定性應符合下列規(guī)定:式中: Ks圓弧滑動整體穩(wěn)定安全系數(shù);安全等級為
12、二級、三級的土釘墻,Ks分別不應小于1.3、1.25; Ks,i第i個滑動圓弧的抗滑力矩與滑動力矩的比值;抗滑力矩與滑動力矩之比的最小值宜通過搜索不同圓心及半徑的所有潛在滑動圓弧確定; cj、j第j土條滑弧面處土的粘聚力(kPa)、內摩擦角(°),按本規(guī)程第3.1.14條的規(guī)定取值; bj第j土條的寬度(m); qj作用在第j土條上的附加分布荷載標準值(kPa); Gj第j土條的自重(kN),按天然重度計算; j第j土條滑弧面中點處的法線與垂直面的夾角(°); Rk,k第k層土釘或錨桿對圓弧滑動體的極限拉力值(kN);應取土釘或錨桿在滑動面以外的錨固體極限抗拔承載力標準值與
13、桿體受拉承載力標準值(fykAs或fptkAp)的較小值;錨固體的極限抗拔承載力應按本規(guī)程第5.2.5條和第4.7.4條的規(guī)定計算,但錨固段應取圓弧滑動面以外的長度; k第k層土釘或錨桿的傾角(°); k滑弧面在第k層土釘或錨桿處的法線與垂直面的夾角(°); sx,k第k層土釘或錨桿的水平間距(m); v計算系數(shù);可取v0.5sin(kk)tan,此處,為第k層土釘或錨桿與滑弧交點處土的內摩擦角。計算步數(shù) 經過深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 0.8 -2.4 4.8 6.0意圖如下: 采用圓弧滑動條分法進行整體穩(wěn)定性驗算時,將滑弧1分為寬度為的
14、兩條,則測量計算各參數(shù)代入下列公式得:計算步數(shù) 經過深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第2步 2.3 -2.3 3.2 5.8示意圖如下: 計算步數(shù) 經過深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第3步 3.8 -4.2 4.6 9.0示意圖如下: 計算步數(shù) 經過深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第4步 5.3 -1.2 3.9 9.2示意圖如下: 計算步數(shù) 經過深度(m) 圓心X(m) 圓心Y(m) 半徑R(m) 第1步 6.0 -2.3 3.5 9.5示意圖如下: 第2,3,4,5滑弧面的計算按第1滑弧面計算方法計算,在此就不列出計算過程
15、,計算結果如下表:計算步數(shù)深度(m)圓心X(m)圓心Y(m)半徑R(m)整體滑動安全系數(shù)Ks安全性評價10.8-2.44.86.02.385滿足22.3-2.33.25.82.411滿足33.8-4.24.69.01.835滿足45.3-1.23.99.21.596滿足56.0-2.33.59.51.326滿足四土釘墻抗滑移抗傾覆穩(wěn)定性驗算(土釘墻簡化成重力式擋土墻,擋土墻的計算厚度一般按照土釘墻水平長度的2/3-11/12,這取11/12)計算等效擋土墻的寬度1.擋土墻的抗滑移穩(wěn)定性應符合下式式中: 抗滑移穩(wěn)定安全系數(shù),其值不應小于1.3; 、作用在水泥土墻上的主動土壓力、被動土壓力標準值(
16、kN/m); G水泥土墻的自重(kN/m); 水泥土墻底面上的水壓力(kPa);水泥土墻底面在地下水位以下時,可取,在地下水位以上時,取0,此處,為基坑外側水泥土墻底處的水頭高度(m),為基坑內側水泥土墻底處的水頭高度(m); c、水泥土墻底面下土層的粘聚力(kPa)、內摩擦角(°); B水泥土墻的底面寬度(m)?;屏榭够屏樗?, 滿足要求2.擋土墻的抗傾覆穩(wěn)定性應符合下式式中: 抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù),其值不應小于1.3; 地面超載; 水泥土墻外側主動土壓力合力作用點至墻趾的豎向距離(m); 水泥土墻內側被動土壓力合力作用點至墻趾的豎向距離(m); 水泥土墻自重與墻底水壓力合力
17、作用點至墻趾的水平距離(m)。; 滿足要求。五土釘墻的抗隆起驗算由于無軟弱下臥層,所以無需進行抗隆起驗算。六面層的設計 噴射混凝土面層中應配置鋼筋網(wǎng)和通長的加強鋼筋,鋼筋網(wǎng)宜采用HPB335級鋼筋,面層混泥土采用C30。1.進行抗彎驗算及面層配筋(簡化計算):取受力最大的一排土釘,即所以,以均布荷載沿1.5m方向分布,大小如下:跨中和支座的彎矩為,查表得,采用鋼筋14150()鋼筋網(wǎng)間的搭接長度應大于300mm;加強鋼筋的直徑宜取22mm;當充分利用土釘桿體的抗拉強度時,加強鋼筋的截面面積不應小于土釘桿體截面面積的二分之一。 土釘與加強鋼筋宜采用焊接連接,其連接應滿足承受土釘拉力的要求。2.抗
18、沖切驗算:(土釘?shù)墓潭訌婁摻钊?2,長為500mm)沖切力這里取土釘最大受拉力處設計值進行抗沖切驗算,F(xiàn)l=133.6kN。 滿足要求。七土釘墻地基承載力的驗算: 1. 地基承載力特征值修正計算: 當基礎寬度大于3m或埋置深度大于0.5m是,按下述方法修正: 式中:為修正后的地基承載力特征值; 為地基承載力特征值; 為寬度和埋深的地基承載力修正系數(shù),查規(guī)范; 為基底以下土的重度,地下水位下取有效重度; 為基底面以上土的加權平均重度,地下水位下去有效重度; b為基礎底面寬度,小于3m時取3m,大于6m時取6m,其余插值法取值; d為基礎埋置深度。查表得: 2. 地基壓力: 式中:Fn為土的對地
19、基的壓力; Fg為地面超載; Fq土體自重。Fn=(Nu1+Nu2+Nu3+Nu4)sin15 =207.8sin15=53.8kNFg=G=662.4kN 滿足要求。 八.施工與檢測:1 土釘墻應按每層土釘及混凝土面層分層設置、分層開挖基坑的步序施工。2 當有地下水時,對易產生流砂或塌孔的砂土、粉土、碎石土等土層,應通過試驗確定土釘施工工藝和措施。3 鋼筋土釘成孔時應符合下列要求: 1) 土釘成孔范圍內存在地下管線等設施時,應在查明其位置并避開后,再進行成孔作業(yè); 2) 應根據(jù)土層的性狀選擇洛陽鏟、螺旋鉆、沖擊鉆、地質鉆等成孔方法,采用的成孔方法應能保證孔壁的穩(wěn)定性、減小對孔壁的擾動; 3
20、)當成孔遇不明障礙物時,應停止成孔作業(yè),在查明障礙物的情況并采取針對性措施后方可繼續(xù)成孔; 4) 對易塌孔的松散土層宜采用機械成孔工藝;成孔困難時,可采用注入水泥漿等方法進行護壁。4 鋼筋土釘桿體的制作安裝時應符合下列要求: 1) 鋼筋使用前,應調直并清除污銹; 2)當鋼筋需要連接時,宜采用搭接焊、幫條焊;應采用雙面焊,雙面焊的搭接長度或幫條長度應不小于主筋直徑的5倍,焊縫高度不應小于主筋直徑的0.3倍; 3)對中支架的斷面尺寸應符合土釘桿體保護層厚度要求,對中支架可選用直徑6mm8mm的鋼筋焊制; 4) 土釘成孔后應及時插入土釘桿體,遇塌孔、縮徑時,應在處理后再插入土釘桿體。5 鋼筋土釘注漿
21、時應符合下列規(guī)定: 1) 注漿材料可選用水泥漿或水泥砂漿;水泥漿的水灰比宜取0.50.55;水泥砂漿的水灰比宜取0.400.45,同時,灰砂比宜取0.51.0,拌和用砂宜選用中粗砂,按重量計的含泥量不得大于3%; 2 )水泥漿或水泥砂漿應拌和均勻,一次拌和的水泥漿或水泥砂漿應在初凝前使用; 3) 注漿前應將孔內殘留的虛土清除干凈; 4) 注漿時,宜采用將注漿管與土釘桿體綁扎、同時插入孔內并由孔底注漿的方式;注漿管端部至孔底的距離不宜大于200mm;注漿及拔管時,注漿管口應始終埋入注漿液面內,應49 在新鮮漿液從孔口溢出后停止注漿;注漿后,當漿液液面下降時,應進行補漿。6 打入式鋼管土釘施工時應
22、符合下列規(guī)定: 1) 鋼管端部應制成尖錐狀;頂部宜設置防止鋼管頂部施打變形的加強構造; 2) 注漿材料應采用水泥漿;水泥漿的水灰比宜取0.50.6; 3) 注漿壓力不宜小于0.6MPa;應在注漿至管頂周圍出現(xiàn)返漿后停止注漿;當不出現(xiàn)返漿時,可采用間歇注漿的方法。7 噴射混凝土面層施工應符合下列規(guī)定: 1) 細骨料宜選用中粗砂,含泥量應小于3; 2) 粗骨料宜選用粒徑不大于20mm的級配礫石; 3) 水泥與砂石的重量比宜取1:41:4.5,砂率宜取4555,水灰比宜取0.40.45; 4) 使用速凝劑等外摻劑時,應做外加劑與水泥的相容性試驗及水泥凈漿凝結試驗,并應通過試驗確定外摻劑摻量及摻入方法; 5) 噴射作業(yè)應分段依次進行,同一分段
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