某商業(yè)廣場樁基礎(chǔ)及深基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文題目：西安萬達(dá)商業(yè)廣場區(qū)樁基礎(chǔ)及深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（B 方案）院、 系： 建筑工程 學(xué)科專業(yè)： 土木工程 學(xué) 生： xxx 學(xué) 號(hào)： xxx 指導(dǎo)教師： xxx 2008 年 6 月前 言 - I -前 言大學(xué)四年的時(shí)間是短暫的，學(xué)習(xí)的東西也是有限的。我們在校期間主要學(xué)習(xí)的是關(guān)于建筑基礎(chǔ)和有關(guān)地質(zhì)的一些最基本的知識(shí)。只有打好扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，才能為我們?nèi)蘸筮M(jìn)行設(shè)計(jì)工作提供必要的準(zhǔn)備。而畢業(yè)設(shè)計(jì)就給了我們一個(gè)將大學(xué)四年所基本知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的機(jī)會(huì)。本次，我所設(shè)計(jì)的是西安萬達(dá)商業(yè)廣場 III 區(qū)的樁基礎(chǔ)及深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過此次設(shè)計(jì)，不僅讓我學(xué)會(huì)了如何查閱相關(guān)資料和建筑規(guī)范，更為可貴的是讓我培養(yǎng)了一種做事認(rèn)真負(fù)責(zé)，做事有理有據(jù)的態(tài)度。畢業(yè)設(shè)計(jì)與我們之前所做的學(xué)期課程設(shè)計(jì)不同，它是在老師的指導(dǎo)下，能獨(dú)立系統(tǒng)的完成一項(xiàng)具體工程設(shè)計(jì)的全部過程。畢業(yè)設(shè)計(jì)具有實(shí)踐性，綜合性強(qiáng)的的顯著特點(diǎn)。因而對(duì)培養(yǎng)我們的綜合素質(zhì)，創(chuàng)新能力和自學(xué)能力都具有其他環(huán)節(jié)無法替代的重要重用。在這一過程中，我們能夠?qū)σ郧八鶎W(xué)的知識(shí)進(jìn)行回顧，歸納與總結(jié)。同時(shí)，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)還讓我掌握了關(guān)于基礎(chǔ)和支護(hù)設(shè)計(jì)的一些方法和思路。同時(shí)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我還學(xué)會(huì)了使用本專業(yè)的繪圖軟件，如 CAD、天正等，使自己的制圖能力有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃的最后，也是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它可以讓我更好的了解本專業(yè)的基本知識(shí)，能較快的適應(yīng)工作環(huán)境，解決具體的土木過程設(shè)計(jì)問題所需的綜合能力和創(chuàng)新能力。因此，搞好本次設(shè)計(jì)，能夠提高自身的各種能力和綜合素質(zhì)，為我今后的工作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為以后的發(fā)展提供必要的前提。中文摘要 - II -西安萬達(dá)商業(yè)廣場 III 區(qū)樁基礎(chǔ)及深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（B 方案）中文摘要在本設(shè)計(jì)中，我們主要根據(jù)地層條件和相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行樁基礎(chǔ)和深基坑的支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。樁基礎(chǔ)已越來越多的應(yīng)用于高層建筑中。設(shè)計(jì)過程中，考慮到地層的土層條件和施工的方便，以及對(duì)周圍環(huán)境的影響，該工程擬采用灌注樁，選用兩類樁徑和樁長不同的樁，并選擇良好的持力層，如 3.9m 和 8.9m 厚的密實(shí)中砂層分別作為持力層，樁尖深入持力層深度分別為 2.7m 和 3.6m,可以使樁基礎(chǔ)能夠充分發(fā)揮作用。同時(shí)進(jìn)行合理的承臺(tái)設(shè)計(jì)，承臺(tái)采用塊體，計(jì)算簡便，易于施工，之后對(duì)樁基礎(chǔ)進(jìn)行合理配筋并進(jìn)行承載力驗(yàn)算。考慮到基坑支護(hù)的重要性等級(jí)和基坑的深度、土層的性狀、地下水情況、基坑開挖深度、開挖后邊坡留置時(shí)間的長短，采用排樁進(jìn)行基坑支護(hù)，用等值梁法計(jì)算排樁的嵌固深度，之后采用條分法進(jìn)行排樁的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算，并用 Kranz 的簡易算法進(jìn)行錨桿破裂面的計(jì)算。由于地下水位在基坑底面以上，考慮各種因素條件采用管井降水。通過這些計(jì)算使工程達(dá)到安全效果，此設(shè)計(jì)也可為同類工程提供相關(guān)參考。關(guān)鍵字:樁基礎(chǔ) 灌注樁 支護(hù)結(jié)構(gòu) 排樁 整體穩(wěn)定性 降水英文摘要 - III -Pile foundation and deep excavation support structure design to The Wanda Commercial Plaza of Xian (B programme)AbstractIn this design, we will design the pile foundation and deep excavation of the support structure primarily basing on the formation conditions and the corresponding design tasks. Pile foundation have already been applicated in high-rise constructionmore and more. In the process of the design, we will adopt driven cast-in-place piletaking into account the formation of soil conditions and facilitaty of the construction, at the same time the impact on the surrounding environment.Then we should choose a good bearing stratum,such as the 3.9m and 8.9m thick dense in the sand,with a pile of sharp depth of the depth of 2.7 m, respectively, and 3.6 m, so that the pile foundation can fully play its role.In the end ,we will give a reasonable cap design.By using block Taiwan, the calculation is simple and easy to construction.After that we will give a reasonable basis for reinforcement and check the capacity. Taking into account the importance of supporting excavation and grading of the depth of excavation, the character of soil, groundwater, the depth of excavation, the slope after the excavation of the length of detention, we will use the piles row to support the excavation. We will calculate the embedded pile-row depth with the Beam method .The next step is to check the overall stability of piles with Swedish methodand and broken bolts of the calculation with Kranz simple algorithm. As the water table in the pit bottom is above the excavation ,we decide to use tube wells precipitation considering the various factors. Through these calculations we will make the project safety.This can also be designed to provide relevant information and similar projects.Keyword: pile foundation ，driven cast-in-place pile，supporting structure ，pile row ，overall stability ,precipitation目 錄 - 1 -目 錄前 言 .I中文摘要 .IIAbstract .III主要符號(hào)表 .11.設(shè)計(jì)說明 .11.1 工程概況 .11.2 場地工程地質(zhì)條件 .11.2.2 地層結(jié)構(gòu) .11.2.3 地下水 .11.3 巖土工程特性指標(biāo) .21.3.1 地基土的一般物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo) .21.3.2 黃土濕陷性 .21.3.3 地基土壓縮性 .32.樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì) .42.1 樁類型、形式的選擇 .42.2 持力層的選擇和樁長的確定 .42.3 根據(jù)工程地質(zhì)資料確定單樁的承載力 .62.4 初步確定樁數(shù) .72.4.1 I 類樁 .72.4.2 II 類樁 .72.5 樁的平面布置 .72.6 樁頂荷載效應(yīng)的計(jì)算 .82.7 復(fù)合基樁承載力驗(yàn)算 .92.7.1 I 類樁 .92.7.2 II 類樁 .102.8 承臺(tái)計(jì)算 .122.8.1 I 類樁 .122.8.2 II 類樁 .142.9 群樁豎向承載力的確定 .342.9.1 I 類樁 .392.9.2 II 類樁 .392.10 樁基礎(chǔ)的沉降計(jì)算 .342.10.1 I 類樁基 .362.10.2 II 類樁基 .382.11 樁身驗(yàn)算 .422.11.1 樁的配筋計(jì)算 .42目 錄 - 2 -2.11.2 樁身承載力的驗(yàn)算 .433.支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .453.1.支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型 .453.2 支護(hù)結(jié)構(gòu)的荷載計(jì)算 .473.2.1.主動(dòng)土壓力的計(jì)算 .473.2.2.被動(dòng)土壓力的計(jì)算 .493.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) .473.3.1.彎矩零點(diǎn) clh的計(jì)算 .503.3.2.計(jì)算支點(diǎn)力 .503.3.3.嵌固深度 d的確定 .503.3.4.結(jié)構(gòu)內(nèi)力和支點(diǎn)力設(shè)計(jì)值的計(jì)算 .523.3.5 截面承載力的驗(yàn)算 .533.3.6 錨桿計(jì)算 .543.4 支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算 .553.4.1 支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定計(jì)算 .553.4.2 錨桿深部破裂面計(jì)算 .634.基坑降水 .664.1 降水方案的選擇 .664.2 降水計(jì)算 .674.2.1 降水系統(tǒng)的布置 .674.2.2 確定基坑降水的計(jì)算圖形面積及等效半徑 .674.2.3 確定管井的抽水影響半徑 .674.2.4 根據(jù)水位設(shè)計(jì)降深要求計(jì)算涌水量 .684.2.5 求算每根管井的極限涌水量 q .684.2.6 確定管井的數(shù)量、間距，并驗(yàn)算出水能力和降深值 .685.施工和說明 .705.1 總體施工方案和順序 .705.2 管井降水施工方案和措施 .705.3 支護(hù)結(jié)構(gòu)施工 .715.3.1 排樁及冠梁施工 .715.3.2 錨桿施工 .715.3.3 腰梁安裝 .715.4 樁基礎(chǔ)施工方案 .715.4.1 灌注樁施工 .715.4.2 承臺(tái)施工 .73致謝. 74參考文獻(xiàn) .75主要符號(hào)表 - 1 -主要符號(hào)表極限承載力 極限側(cè)阻力ukQskQ極限端阻力 樁側(cè)阻群樁效應(yīng)系數(shù)p s樁端阻群樁效應(yīng)系數(shù) 壓縮模量 sE平均附加應(yīng)力系數(shù) s沉降量ia修正后地基承載力特征值 地基的極限承載力f up基底平均附加應(yīng)力 土的自重應(yīng)力zp c土中豎向附加應(yīng)力 E變形模量 z自由段長度 錨固段長度fl al錨桿與水平面夾角 主動(dòng)土壓力系數(shù)k被動(dòng)土壓力系數(shù) 、 各土層的內(nèi)摩擦角和粘聚力pk ic錨孔直徑 第 i 分條土重d iW第 i 分條寬度 K滲透系數(shù)ib第 i 分條滑動(dòng)面處固結(jié)不排水剪黏聚力標(biāo)準(zhǔn)值ikC第 i 分條滑動(dòng)面處固結(jié)不排水剪內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值i第 i 分條滑裂面處中點(diǎn)切線與水平面夾角i第 i 分條滑列面處弧長iLS計(jì)算土體單元厚度第一章 設(shè)計(jì)說明 - 1 -1.設(shè)計(jì)說明1.1 工程概況樁基礎(chǔ)在很早以前已廣泛的應(yīng)用到橋梁、水利、房屋等各類土木建筑中。特別是 20世紀(jì)中后期，我國在工程建設(shè)中已普遍采用了各種類型的樁基礎(chǔ)。進(jìn)入 21 世紀(jì)以來，隨著高層超高層建筑的興建，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用更為普及。本工程是西安是萬達(dá)商業(yè)廣場 III 區(qū)的樁基礎(chǔ)和深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，該建筑物上部29 層,高 100.6m，地下 2 層，深-10.9m，屬高層建筑。各層地基土的特征、厚度、埋深和層底標(biāo)高已在相應(yīng)的地質(zhì)勘察報(bào)告中。該設(shè)計(jì)的工程等級(jí)，樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)為甲級(jí)，支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為一級(jí)。1.2 場地工程地質(zhì)條件場地地形平坦，略向東南傾斜，勘探點(diǎn)地面高程介于 386.66387.57m 之間，相對(duì)高差最大為 0.91m。1.2.2 地層結(jié)構(gòu)擬建場地地基土的組成自上而下為：第四紀(jì)全新世耕植土，沖、洪積黃土狀土，沖擊粉質(zhì)粘土，第四紀(jì)晚更新世沖擊砂類土和粉質(zhì)粘土、粉土，第四紀(jì)中更新世沖擊砂類土和粉質(zhì)粘土等。根據(jù)巖土地質(zhì)勘察報(bào)告的地層結(jié)構(gòu)及巖性描述來確定各層土的厚度,層底標(biāo)高及層底埋深，見表 1.1。1.2.3 地下水場地地下水屬潛水類型?？辈炱陂g地下水穩(wěn)定水位埋深為-9m。場地地下水主要為砂類土及黏性土中的孔隙水。其補(bǔ)給方式為大氣降水及地下水逕流補(bǔ)給，并通過自然蒸發(fā)、人工開采以及逕流排泄?？辈炱陂g為平水期，地下水年變化幅度約為 2m。西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 - 2 -表 1 .1 各土層厚度及埋深厚度（m） 層底埋深（m） 層底標(biāo)高（m）地表面 0.0 0.0 387.35-耕植土 Q4pd 0.5 -0.5 386.85-黃土狀土Q4al+pl 3.4 -3.9 383.45-黃土狀土Q4al+pl 3.8 -7.7 379.65-粉質(zhì)粘土 Q4al 3.2 -10.9 376.45-細(xì)砂 Q3al 1.3 -12.2 375.15-中砂 Q3al 4.1 -16.3 371.05-粗礫砂 Q3al 6.4 -22.7 364.65-1 中砂 Q3al 3.9 -26.6 360.75-中砂 Q3al 8.9 -35.5 351.85-粉質(zhì)粘土 Q3al 7.2 -42.7 344.15-中砂 Q2al 6.7 -49.4 337.451.3 巖土工程特性指標(biāo)1.3.1 地基土的一般物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)各個(gè)土層的物理力學(xué)指標(biāo)如下表所示：表 1.2 各土層的物理力學(xué)指標(biāo)akPC/( ) Es fA/Kpa-黃土狀土Q4al+pl 23 19 1