深基坑支護(hù)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、本科畢業(yè)設(shè)計(jì)秦皇島金舍湯河?xùn)|岸基坑支護(hù)設(shè)計(jì)鄭曉冬燕 山 大 學(xué) 2012年6月 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)院：建筑工程與力學(xué)學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：土木工程系 學(xué)號(hào)4學(xué)生姓名鄭曉冬專業(yè)班級(jí)土木工程(巖土)題目題目名稱秦皇島金舍湯河?xùn)|岸基坑支護(hù)設(shè)計(jì)題目性質(zhì)1. 理工類：工程設(shè)計(jì) （ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型（ ）； 理論研究型（ ）；計(jì)算機(jī)軟件型（ ）；綜合型（ ）。2. 文管類（ ）；3. 外語類（ ）；4. 藝術(shù)類（ ）。 題目類型1. 畢業(yè)設(shè)計(jì)（ ） 2. 論文（ ）題目來源科研課題（ ） 生產(chǎn)實(shí)際（ ）自選題目（ ） 主要 內(nèi)容1. 支護(hù)方案的選擇與結(jié)構(gòu)布置；2. 土壓力計(jì)算；3. 支護(hù)樁、錨桿

2、及土釘?shù)脑O(shè)計(jì)；4. 內(nèi)部及外部穩(wěn)定性驗(yàn)算；5. 降水工程的設(shè)計(jì)與布置及驗(yàn)算；6. 工程概預(yù)算?；疽?. 對(duì)基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，提交設(shè)計(jì)計(jì)算書（配有計(jì)算簡(jiǎn)圖）；2. 對(duì)基坑降水進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，提交詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算書；3. 綜合設(shè)計(jì)成果，提交詳細(xì)的設(shè)計(jì)說明書；4. 一套完整的設(shè)計(jì)圖紙，包括：平面圖，縱、橫剖面，必要的大樣圖，結(jié)構(gòu)與配筋圖， 各觀測(cè)項(xiàng)目的觀測(cè)點(diǎn)布置圖，及相關(guān)說明。參考資料建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ 120-99)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范(YB 9258-97)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010)土力學(xué)與基礎(chǔ)工程，趙明華等編周 次第1-2周第3-5周第6-8周第9-11周

3、第12-14周第15-18周應(yīng)完成的內(nèi)容準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)資料，初步方案設(shè)計(jì)。論證并闡述設(shè)計(jì)計(jì)算方法選擇的依據(jù)，倡導(dǎo)學(xué)生提出新觀點(diǎn)和新的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。完成基坑開挖支護(hù)設(shè)計(jì)的全套圖紙草圖和各項(xiàng)設(shè)計(jì)計(jì)算書。編制設(shè)計(jì)說明書，計(jì)算機(jī)程序計(jì)算校核，編制詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算書，編制施工組織設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)繪制設(shè)計(jì)圖紙。畢業(yè)設(shè)計(jì)工程概預(yù)算。計(jì)算書與施工圖修改、打印、裝訂，準(zhǔn)備答辯。指導(dǎo)教師：職稱： 年 月 日系級(jí)教學(xué)單位審批： 年 月 日摘要基坑支護(hù)是指為保證地下結(jié)構(gòu)施工及基坑周邊環(huán)境的安全，對(duì)基坑側(cè)壁及周邊環(huán)境采用的支擋、加固與保護(hù)措施。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件，結(jié)合周邊環(huán)境情況，綜合考慮施工條件，按照適

4、用性、安全性及經(jīng)濟(jì)性原則進(jìn)行。本次基坑支護(hù)設(shè)計(jì)共分為三段，即樁錨聯(lián)合支護(hù)設(shè)計(jì)、噴錨網(wǎng)支護(hù)設(shè)計(jì)和土釘支護(hù)設(shè)計(jì)。各段基坑支護(hù)設(shè)計(jì)，必須嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行。首先，根據(jù)給定的工程地質(zhì)勘察報(bào)告初步選定支護(hù)方案；其次，計(jì)算確定各個(gè)設(shè)計(jì)參數(shù)，并進(jìn)行初步驗(yàn)算；再次，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)部穩(wěn)定性分析驗(yàn)算；然后，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)作外部穩(wěn)定性驗(yàn)算；最后，優(yōu)化并確定設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞基坑支護(hù)；樁錨；噴錨網(wǎng)；土釘Abstract The Foundation Pit is a method of retaining, reinforcing and protecting for the pit wall and the s

5、urrounding environment, in order to ensure the safety of the underground structure construction and the pit surrounding environment. The Foundation pit support design should be based on engineering geological condition of the venue, combined with the surrounding environment, integrated construction

6、conditions, in accordance with the principles of suitability, safety and economic behavior.The Foundation pit support design is divided into three sections, pile-anchor joint supporting design, design of injection-anchor support and design of soil nailing. Every section of the Foundation pit support

7、 must be conducted strictly in accordance with the requirements of the relevant specification. First of all, initially select supporting programs according to a given engineering geological investigation report; Secondly , calculate and determine the design parameters, and check initially; Thirdly,

8、check and analysis the internal stability of the design structure; Then, check the external stability of the design structure; Finally, optimize and determine the design.Keywordsthe Foundation Pit；Pile-anchor；Injection-anchor；Soil Nailing 目 錄摘要IAbstractII第1章 緒論11.1 基坑工程概況11.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則21.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的一般規(guī)

9、定2第2章 支護(hù)方案選擇42.1 工程概況42.1.1 場(chǎng)地土層參數(shù)42.1.2 基坑周邊環(huán)境情況42.1.3 水文地質(zhì)條件52.1.4 支護(hù)方案選擇52.2 工程監(jiān)測(cè)5第3章 基坑地面超載63.1 汽車荷載63.1.1 車道荷載63.1.2 行車荷載63.2 人群荷載73.3 既有建筑引起的超載83.4 各段超載值8第4章 側(cè)向土壓力計(jì)算94.1 ABC段土壓力94.2 CDEF段土壓力124.3 FG段土壓力154.4 GHIJA段土壓力19第5章 各段支護(hù)設(shè)計(jì)235.1 ABC段排樁支護(hù)設(shè)計(jì)235.1.1 支護(hù)樁嵌固深度235.1.2 支護(hù)樁布置255.1.3 錨桿計(jì)算265.1.4 穩(wěn)

10、定性驗(yàn)算285.2 CDEFG段噴錨網(wǎng)支護(hù)325.2.1 錨桿布置335.2.2 錨桿計(jì)算335.2.3 混凝土面層計(jì)算355.2.4 錨桿內(nèi)部穩(wěn)定性驗(yàn)算355.2.5 錨桿外部穩(wěn)定性驗(yàn)算375.3 GHIJA段土釘支護(hù)385.3.1 土釘設(shè)計(jì)參數(shù)395.3.2 土釘設(shè)計(jì)計(jì)算405.3.3 混凝土面層計(jì)算415.3.4 土釘內(nèi)部驗(yàn)算425.3.5 土釘外部穩(wěn)定性驗(yàn)算43第6章 降水計(jì)算456.1 降水方案456.2 降水井深度456.3 涌水量456.3.1 單井涌水量456.3.2 基坑總涌水量466.4 降水井布設(shè)466.5 降水井效果驗(yàn)算476.5.1 各井點(diǎn)單井過濾器進(jìn)水長(zhǎng)度驗(yàn)算476

11、.5.2 基坑中心點(diǎn)水位降深驗(yàn)算476.6 排水系統(tǒng)布置486.6.1 基坑內(nèi)集水池的布置486.6.2 坡頂排水系統(tǒng)布置486.7 基坑監(jiān)測(cè)48第7章 基坑支護(hù)施工組織設(shè)計(jì)507.1 施工工藝流程507.2 施工的技術(shù)要求507.2.1 排樁支護(hù)技術(shù)要求507.2.2 噴錨網(wǎng)與土釘支護(hù)施工技術(shù)要求517.2.3 降水施工的技術(shù)要求527.2.4 排水施工的技術(shù)要求537.2.5 監(jiān)測(cè)工程的技術(shù)要求53第8章 工程概預(yù)算558.1 工程量計(jì)算558.2 工程取費(fèi)表57結(jié)論60參考文獻(xiàn)62致謝64第1章 緒論1.1 基坑工程概況基坑工程是巖土工程的主要內(nèi)容，是目前基礎(chǔ)工程中日益普遍的重要環(huán)節(jié)，尤

12、其是大型土木工程，無一例外地涉及到這一領(lǐng)域。因此，熟練掌握這一專業(yè)設(shè)計(jì)技能，對(duì)于從事相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)的人員來說是非常重要的。根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)置目的，一般要求基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)同時(shí)具備三個(gè)方面的作用： (1) 擋土作用，保證基坑周圍未開挖土體的穩(wěn)定，使基坑內(nèi)有一個(gè)開闊、安全的空間。 (2) 控制土體變形，保證基坑相鄰的周圍建筑物和地下管線在基坑內(nèi)結(jié)構(gòu)施工期間不因土體向坑內(nèi)的位移而收到損害。 (3) 截水作用，保證基坑內(nèi)場(chǎng)地達(dá)到無水施工作業(yè)條件，不影響周圍水位變動(dòng)。80年代以來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，基礎(chǔ)埋深逐步增大，基坑深度也隨之增加，基坑支護(hù)問題也變得更加復(fù)雜?；又ёo(hù)是一項(xiàng)綜合性的巖土工程，涉及面廣，不但

13、包括土力學(xué)中的強(qiáng)度、變形、穩(wěn)定問題，同時(shí)還涉及土與支護(hù)結(jié)構(gòu)的共同作用問題，并與施工密不可分，所以要求設(shè)計(jì)人員具備結(jié)構(gòu)力學(xué)、土力學(xué)、地基處理、原位測(cè)試等多學(xué)科知識(shí)。深基坑支護(hù)工程已成為目前工程建設(shè)引人注目的熱點(diǎn)，當(dāng)今深基坑支護(hù)工程具有以下特點(diǎn)： (1) 建筑趨向高層化，基坑向更深層發(fā)展。 (2) 基坑開挖面積增大，寬度超過百米，長(zhǎng)度達(dá)到上千米，整體穩(wěn)定性要求更高。 (3) 在軟弱地層中的深基坑開挖易產(chǎn)生較大的位移和沉降，對(duì)周圍環(huán)境可造成較大的影響。 (4) 深基坑施工運(yùn)行周期長(zhǎng)，對(duì)臨時(shí)性基坑支護(hù)有更高的牢固性要求。 (5) 深基坑支護(hù)系統(tǒng)不再只是臨時(shí)性支護(hù)結(jié)構(gòu)，而是參與到加固與改善建筑物的基礎(chǔ)和

14、地基作用當(dāng)中。目前，主要采用的基坑支護(hù)類型有：土釘墻支護(hù)、水泥深層攪拌樁支護(hù)、樁錨聯(lián)合支護(hù)、噴錨網(wǎng)支護(hù)、地下連續(xù)墻支護(hù)和內(nèi)支撐支護(hù)等。1.2 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)原則基坑支護(hù)工程設(shè)計(jì)的總體原則為：貫徹執(zhí)行國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量。除了應(yīng)滿足工程設(shè)計(jì)要求外，尚應(yīng)做到因地制宜、就地取材、保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源。基坑支護(hù)設(shè)計(jì)要求安全性、經(jīng)濟(jì)性、適用性三方面統(tǒng)籌兼顧、同時(shí)滿足。安全性包含兩個(gè)方面，一是支護(hù)結(jié)構(gòu)自身強(qiáng)度滿足，結(jié)果內(nèi)力必須在材料強(qiáng)度容許范圍內(nèi)。二是支護(hù)結(jié)構(gòu)與被支護(hù)體之間的作用是穩(wěn)定的，要求支護(hù)結(jié)構(gòu)具有足夠的承載力，不產(chǎn)生過量的變形。經(jīng)濟(jì)性要求在設(shè)計(jì)中通過運(yùn)用先進(jìn)技

15、術(shù)和手段，充分把握支護(hù)結(jié)構(gòu)特征，通過多方案比較，尋求最佳設(shè)計(jì)方案，使支護(hù)結(jié)構(gòu)造價(jià)最低。適用性是指方案在施工中采用適當(dāng)?shù)墓に嚒⒐ば?，可以使設(shè)計(jì)更經(jīng)濟(jì)合理，既滿足規(guī)范要求，又不過量配置材料，也不影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的使用功能。支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮其結(jié)構(gòu)水平變形、地下水的變化對(duì)周圍環(huán)境的水平與豎向變形的影響，對(duì)于安全等級(jí)為級(jí)和周邊環(huán)境變形有限定要求的級(jí)建筑基坑，應(yīng)根據(jù)周邊環(huán)境的重要性、對(duì)變形的適應(yīng)能力及土的性質(zhì)等因素確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的水平變形限值。1.3 基坑支護(hù)設(shè)計(jì)的一般規(guī)定在選擇基坑支護(hù)方案前，應(yīng)完成下列工作：(1) 搜集詳細(xì)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及地基基礎(chǔ)等資料。 (2) 根據(jù)工程的設(shè)計(jì)要求，確定基坑支護(hù)的目

16、的、范圍和達(dá)到的各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 (3) 結(jié)合工程情況，了解本地區(qū)基坑支護(hù)經(jīng)驗(yàn)和施工條件以及其他地區(qū)相似場(chǎng)地上同類工程的基坑支護(hù)經(jīng)驗(yàn)和使用情況等。設(shè)計(jì)前應(yīng)認(rèn)真分析地質(zhì)地層條件、周邊環(huán)境及基坑特征，綜合考慮以確定支護(hù)結(jié)構(gòu)的平面布置與高度位置。根據(jù)地層、荷載、環(huán)境、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件確定支護(hù)結(jié)構(gòu)類型與截面尺寸，支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)，保證支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合相應(yīng)規(guī)范、條例的要求。基坑支護(hù)方法的確定按下列步驟進(jìn)行： (1) 根據(jù)荷載大小結(jié)合地形地貌、地層結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件、地下水特征、環(huán)境情況和對(duì)臨近建筑的影響等因素，初步選定幾種可供考慮的基坑支護(hù)方案。 (2) 對(duì)初步選定的基坑支護(hù)方案，分別從原理、適用

17、范圍、效果、材料來源及耗材、機(jī)具條件、施工進(jìn)度和對(duì)環(huán)境的影響等方面進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和對(duì)比，選擇最佳的基坑支護(hù)方法，必要時(shí)也可選擇兩種或多種基坑支護(hù)措施組成的綜合方法。 (3) 對(duì)已選定的基坑支護(hù)方法，宜按建筑物安全等級(jí)和場(chǎng)地復(fù)雜程度，在有代表性場(chǎng)地上進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)或試驗(yàn)性施工，并進(jìn)行必要的測(cè)試，以檢驗(yàn)設(shè)計(jì)參數(shù)和處理效果，如達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，應(yīng)查找原因并采取補(bǔ)救措施或修改設(shè)計(jì)。 基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)整體是一個(gè)各部分有著內(nèi)在聯(lián)系的共同作用系統(tǒng)，設(shè)計(jì)時(shí)要綜合考慮地層的物理力學(xué)性質(zhì)、上部荷載位置、支護(hù)結(jié)構(gòu)的選型、材質(zhì)、施工方法、環(huán)境影響、造價(jià)及工期等多種因素。這些因素各有特點(diǎn)，并密切聯(lián)系，構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的

18、系統(tǒng)，因而基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)有系統(tǒng)分析的理念，以安全性、經(jīng)濟(jì)性和適用性為目標(biāo)，以規(guī)范為指導(dǎo)，將施工、環(huán)境要求綜合考慮，對(duì)方案優(yōu)化改進(jìn)，使系統(tǒng)各方作用協(xié)調(diào)，保證基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。第2章 支護(hù)方案選擇2.1 工程概況金舍湯河?xùn)|岸項(xiàng)目工程位于秦皇島市海港區(qū)河北大街與西港路交叉口的東北側(cè)。該工程為8棟33層的住宅樓，1棟27層的住宅樓，1棟20層住宅樓，場(chǎng)地內(nèi)建筑物中間的空地全部為地下停車場(chǎng)，基坑最大開挖深度為10米左右，根據(jù)本場(chǎng)地地層條件和周邊既有建筑物的實(shí)際狀況綜合評(píng)定，確定本基坑工程安全等級(jí)為級(jí)，側(cè)壁安全等級(jí)為級(jí)，基坑工程安全等級(jí)的重要性系數(shù)為1.0。2.1.1 場(chǎng)地土層參數(shù) 本場(chǎng)

19、地的地質(zhì)條件根據(jù)地質(zhì)勘察報(bào)告確定，具體參數(shù)的取值見表2-1：表2-1 土層參數(shù)選擇序號(hào)土層類型層厚 / m重度 / kNm-3粘聚力 / kPa內(nèi)摩擦角 / ()1雜填土1.50018.03.010.02細(xì)砂1.00018.52.020.03粘性土0.60018.312.03.04中砂1.80018.52.025.05淤泥質(zhì)土2.00018.53.020.06中砂3.00019.35.028.07粘性土0.80019.520.010.08粗砂2.00019.85.032.09圓礫8.00020.55.036.010強(qiáng)風(fēng)化巖4.00022.040.030.02.1.2 基坑周邊環(huán)境情況該工程南側(cè)

20、為河北大街，基坑底邊線距河北大街人行道4.0m ，在河北大街人行道上有通信管道，埋深約2.0m；東側(cè)為玉龍灣住宅小區(qū)(正在建設(shè)中)；基坑底邊線距東側(cè)玉龍灣住宅小區(qū)最近距離為16m；北側(cè)距秦皇島耀華玻璃有限公司最近距離為10m；西側(cè)為西港路，與基坑邊線最近距離為11m。2.1.3 水文地質(zhì)條件該場(chǎng)地主要地下水類型為潛水，地下水標(biāo)高為2.80m，含水層滲透性系數(shù)為15m/d，秦皇島水位年變化幅度為1.0m左右。2.1.4 支護(hù)方案選擇 本工程基坑支護(hù)設(shè)計(jì)需要考慮以下幾點(diǎn)：(1) 基坑開挖深度大，開挖深度10m左右。(2) 開挖深度范圍內(nèi)主要為砂土，土質(zhì)情況較好。(3) 場(chǎng)地地下水位高，場(chǎng)地距周邊既

21、有建筑較近，因此切實(shí)做好降水工作是基坑工程成敗與否的關(guān)鍵。(4) 南側(cè)河北大街有地下通信管線。綜合本工程的特點(diǎn)和工程經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)“安全、經(jīng)濟(jì)、施工方便”的基坑設(shè)計(jì)原則，按照建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ120-99)的規(guī)定，南側(cè)、東南側(cè)(ABC段)空間較小，選用剛性垂直支護(hù)方式，采用錨拉支護(hù)樁方案；場(chǎng)地西側(cè)(CDEFG段)基坑邊較長(zhǎng)，根據(jù)經(jīng)濟(jì)性原則，采用噴錨網(wǎng)支護(hù)方式；場(chǎng)地東側(cè)(GHIJA段)距離既有建筑物較遠(yuǎn)，可以采用放坡的土釘支護(hù)方式。2.2 工程監(jiān)測(cè) 本工程檢測(cè)內(nèi)容有：(1) 監(jiān)測(cè)周圍建筑物和道路路面的沉降、傾斜、裂縫的產(chǎn)生與開展情況，以及地下管線設(shè)施沉降、變形等。(2) 監(jiān)測(cè)基坑開挖過程中

22、圍樁支護(hù)部分及其后土體隨深度的水平位移，特別是坑底以下的位移大小和隨時(shí)間的變化。(3) 監(jiān)測(cè)基坑開挖過程中地下水位是否降到設(shè)計(jì)要求(深區(qū)要求降到最下面一層錨桿以下0.5m，淺區(qū)要求降到開挖面以下1.0m)。 第3章 基坑地面超載基坑周邊地面超載包括汽車荷載(車道荷載和行車荷載)、行人荷載以及周邊既有建筑物引起的超載。3.1 汽車荷載根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(2004)的規(guī)定，汽車荷載分為公路-級(jí)和公路-級(jí)兩個(gè)等級(jí)。汽車荷載包括車道荷載和行車荷載。3.1.1 車道荷載 根據(jù)新規(guī)范的規(guī)定，車道荷載由集中荷載及均布荷載組成，計(jì)算圖示為圖3.1：圖3.1 車道荷載計(jì)算簡(jiǎn)圖對(duì)公路-級(jí)車道荷載，均布荷載標(biāo)

23、準(zhǔn)值=10.5kN/m。 集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值按以下規(guī)定選取： 計(jì)算跨徑5m時(shí)，180 kN/m； 50m時(shí)，=360 kN/m； 5m50m時(shí)，值采用直線內(nèi)插法選取。 對(duì)于公路-級(jí)車道荷載，其均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值與集中荷載標(biāo)準(zhǔn)值均按公路-級(jí)車道荷載的0.75倍取值。 本工程基坑南側(cè)河北大街為公路-級(jí)，西側(cè)西港路為公路-級(jí)。3.1.2 行車荷載根據(jù)路基路面工程(鄧學(xué)均著，人民交通出版社)，行車荷載計(jì)算時(shí)將車載換算成相當(dāng)于路基巖土層厚度，計(jì)入滑重力中。換算時(shí)可按荷載的最不利布置條件，取單位長(zhǎng)度路段，計(jì)算式如下：(3-1)式中 行車荷載換算高度，m； 前后輪最大軸距，根據(jù)公路工程技術(shù)規(guī)范 (JTG-B01-2

24、003)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載取值為12.8m； 一輛重車的重力，標(biāo)準(zhǔn)車輛荷載為550kN； 并列車輛數(shù)，雙車道N=2，單車道N=1；設(shè)n為車道數(shù) ； 路基填料的重度，； 荷載橫向分布寬度， (3-2)式中 后輪軸距，取1.8m； 相鄰兩輛車后輪的中心間距，取1.3m； 輪胎著地寬度，取0.6m。換算均布土層厚度h0亦可按擋土墻高度確定的附加荷載強(qiáng)度進(jìn)行換算 計(jì)算式如下：(3-3)式中 墻后填土重度，； 附加荷載強(qiáng)度，kPa 由(3-1)、(3-2)兩式可得：(3-4)3.2 人群荷載根據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范(2004)的規(guī)定，人群荷載取值為33.5，綜合考慮場(chǎng)地周邊人群集中情況，本工程人群荷載標(biāo)

25、準(zhǔn)值取3。3.3 既有建筑引起的超載 樓房等建筑物局部超載取值為1520kPa每層，具體取值可根據(jù)建筑物的密集程度和建筑物功能具體分析。由于本基坑周邊建筑密集程度偏低，建筑主要為住宅樓，因此本工程超載標(biāo)準(zhǔn)值可按15kPa每層計(jì)算。3.4 各段超載值 經(jīng)計(jì)算加合，基坑各段地面超載值如下：基坑ABC段超載值；基坑CDEF段超載值 ；基坑FG段超載值 ；基坑GH段超載值 ；基坑HIJA段超載值 。第4章 側(cè)向土壓力計(jì)算 本工程側(cè)向土壓力計(jì)算按朗金主動(dòng)土壓力計(jì)算方法分段進(jìn)行，分段情況為：ABC段、CDEF段、FG段、GHIJA段 。4.1 ABC段土壓力 (1) 第一層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力

26、強(qiáng)度， kPa kPa第一層土壓力， (2) 第二層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =24kPa =33kPa第二層土壓力， (3) 第三層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =42.8kPa =52.7kPa第三層土壓力， kN/m (4) 第四層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =31kPa =44.3kPa第四層土壓力， (5) 第五層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =53.2kPa =71.4kPa第五層土壓力， (6) 第六層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =50.0kPa =70.4kPa第六層土壓力， ABC段土壓力分布圖如圖4.1：圖4.1 A

27、BC段土壓力分布圖 (單位: kPa)4.2 CDEF段土壓力 (1) 第一層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， kPa kPa第一層土壓力， 。 (2) 第二層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =23kPa =32kPa第二層土壓力， 。 (3) 第三層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =41.2kPa =51.1kPa第三層土壓力， 。 (4) 第四層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =30.3kPa =43.6kPa第四層土壓力， 。 (5) 第五層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =52.3kPa =56.8kPa第五層土壓力， 。 (6) 第六層土：主動(dòng)土

28、壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =48.9kPa =70kPa第六層土壓力，。 CDEF段土壓力分布圖如圖4.2：圖4.2 CDEF段土壓力分布 (單位: kPa)4.3 FG段土壓力 (1) 第一層土：主動(dòng)土壓力系數(shù) ， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， kPa kPa第一層土壓力， 。 (2) 第二層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =32.5kPa =41.5kPa第二層土壓力， 。 (3) 第三層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =58.7kPa =68.6kPa第三層土壓力， 。 (4) 第四層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =38kPa =51.4kPa第四層土壓力， 。 (5)

29、 第五層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =61.9kPa =80kPa第五層土壓力， 。 (6) 第六層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =56kPa =76.7kPa第六層土壓力，。 FG段土壓力分布圖如圖4.3：圖4.3 FG段土壓力分布 (單位: kPa)4.4 GHIA段土壓力 (1) 第一層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， kPa kPa第一層土壓力， 。 (2) 第二層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =55kPa =63.6kPa第二層土壓力， 。 (3) 第三層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =99kPa =109kPa第三層土壓力， 。 (4

30、) 第四層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =56kPa =69.4kPa第四層土壓力， 。 (5) 第五層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =84kPa =102kPa第五層土壓力， 。 (6) 第六層土：主動(dòng)土壓力系數(shù)， 主動(dòng)土壓力強(qiáng)度， =72kPa =93kPa第六層土壓力，。GHIA段土壓力分布圖如圖4.4：圖4.4 GHIA段土壓力分布 (單位: kPa)第5章 各段支護(hù)設(shè)計(jì) 本工程段支護(hù)方式具體設(shè)計(jì)根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)條件、土壓力分布、周邊建筑物及道路情況，并綜合考慮經(jīng)濟(jì)性因素，分別選擇適用于每段的支護(hù)方式。5.1 ABC段排樁支護(hù)設(shè)計(jì) 由于場(chǎng)地狹窄，場(chǎng)地ABC段必須采用

31、剛性垂直支護(hù)，本段設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁錨拉支護(hù)方式。樁徑800mm，樁間距1.5m，樁間采用C25混凝土噴射。本工程排樁支護(hù)采用多點(diǎn)支撐體系，預(yù)設(shè)三道錨桿，第一道距地面3.5m，第二道與第一道、第三道與第二道間距均為2m，錨桿水平間距1.5m。5.1.1 支護(hù)樁嵌固深度嵌固深度計(jì)算采用分段等值梁法(如圖5.1所示)：圖5.1 錨撐式排樁等值梁法計(jì)算簡(jiǎn)圖 根據(jù)土壓力分布圖計(jì)算： (1) 第一層支撐階段，挖土深度要滿足第二層支撐安裝的需要，土壓力零點(diǎn)為。 把段當(dāng)作簡(jiǎn)支梁，各力對(duì)點(diǎn)取矩。 由得： (2) 第二層支撐階段，挖土深度要滿足第三層支撐安裝的需要，土壓力零點(diǎn)為。把段當(dāng)作簡(jiǎn)支梁，各力對(duì)點(diǎn)取矩。由

32、得：(3) 第三層支撐階段，挖土深度至基坑底部，同理可得：。 (4) 計(jì)算支護(hù)結(jié)構(gòu)所承受的剪應(yīng)力為：支護(hù)樁嵌固深度：取嵌固深度為6m。支護(hù)樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度：。 因此，支護(hù)樁設(shè)計(jì)樁長(zhǎng)為16m。5.1.2 支護(hù)樁布置 本段支護(hù)樁的樁徑取800mm，進(jìn)一步明確支護(hù)樁的布置情況，還需要進(jìn)行樁間距以及樁體配筋計(jì)算。5.1.2.1 樁間距計(jì)算樁間距的計(jì)算應(yīng)按下式進(jìn)行： 經(jīng)計(jì)算：。 本段排樁支護(hù)設(shè)計(jì)取樁間距。5.1.2.2 支護(hù)樁配筋驗(yàn)算 本工程支護(hù)樁主筋為12B20，箍筋A(yù)8150mm，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25。 截面抗彎承載力計(jì)算公式為： 式中 樁截面積，m2； 縱向鋼筋截面積，m2； 圓形樁截面半徑，m；

33、 縱筋在圓周的半徑，m； 對(duì)應(yīng)于受壓去混凝土的截面面積的圓心角與2的比值； 縱筋截面面積與全部縱筋截面積比值，當(dāng)0.625時(shí)：t=0； 混凝土彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，； 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，。 樁體的最大彎矩：。 經(jīng)比較，1.1。所以，基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性滿足要求。圖5.3 基坑底抗?jié)B流穩(wěn)定性驗(yàn)算5.1.4.3 基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算采用條分法，當(dāng)基坑內(nèi)外有地下水位差時(shí)，驗(yàn)算公式如下：(5-7)式中 每一土條浸潤(rùn)線以上的高度，m； 與對(duì)應(yīng)的土的天然重度，； 浸潤(rùn)線以下坑內(nèi)水位以上的土條高度，m； 與相對(duì)應(yīng)的土的天然重度，； 與相對(duì)應(yīng)的土的飽和重度，； 坑內(nèi)水位以下土條高度，m； 與相對(duì)

34、應(yīng)的土的天然重度，； 與相對(duì)應(yīng)的土的飽和重度，； 每延米中的樁產(chǎn)生的抗滑力矩，； 基坑整體穩(wěn)定性抗力分項(xiàng)系數(shù)，1.2； 滑動(dòng)圓弧的半徑，m。 樁與滑弧切點(diǎn)至圓心連線與垂線的夾角，()。 式中各參數(shù)參見圖5.4a。樁抗滑力矩計(jì)算公式如下：(5-8)式中 樁身抗彎彎矩，； 切樁圓弧面至坡面的深度，m； 范圍內(nèi)土的重度，； 樁徑，m； 樁間凈距，m。式中各參數(shù)參見圖5.4b。經(jīng)計(jì)算，R=25.2m，=64，=4475。因此，計(jì)算得：=4.41.2?；诱w穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求。圖5.4a 基坑整體穩(wěn)定性驗(yàn)算圖5.4b 樁抗力力矩計(jì)算圖示5.1.4.4 抗傾覆穩(wěn)定性驗(yàn)算抗傾覆安全系數(shù)：(5-9) 式中

35、被動(dòng)土壓力及支點(diǎn)力對(duì)樁底的彎矩，； 主動(dòng)土壓力對(duì)樁底的彎矩，； =3960。 計(jì)算得：=1.411.3。 因此，基坑抗傾覆驗(yàn)算滿足要求。5.2 CDEFG段噴錨網(wǎng)支護(hù)本段基坑較長(zhǎng)，CDEF段直線距離超過三百米，考慮造價(jià)因素，采用噴錨網(wǎng)支護(hù)方式。噴錨網(wǎng)施工采用分層分段開挖的方法，逐層、逐段交叉進(jìn)行平行作業(yè)，明顯縮短工期。噴錨網(wǎng)支護(hù)結(jié)構(gòu)屬于外支撐系統(tǒng)，錨桿在整個(gè)系統(tǒng)中的作用可看成是一種“固定荷載支點(diǎn)”，噴錨網(wǎng)和錨桿相連，使基坑支護(hù)體系具有良好的柔性和整體性，共同作用于坑壁及其周圍的土體中。5.2.1 錨桿布置根據(jù)該段土壓力分布圖，在基坑深度10m范圍內(nèi)，共設(shè)6道錨桿，錨桿間距為1.5m1.5m，錨

36、桿傾角15，錨桿按梅花形布置。錨桿錨固體直孔段直徑130mm，擴(kuò)孔段直徑150mm。5.2.2 錨桿計(jì)算錨桿設(shè)計(jì)中對(duì)于錨桿的計(jì)算包括錨桿承載力計(jì)算和錨桿長(zhǎng)度計(jì)算。5.2.2.1 錨桿承載力計(jì)算錨桿的承載力即錨固力，也就是極限抗拔力。根據(jù)土層錨桿拉力的傳遞方式，錨桿承載力通常取決于：拉桿的極限抗拉強(qiáng)度，拉桿與錨固體之間的極限握裹力，錨固體與土體之間的極限側(cè)阻力。根據(jù)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程(JGJ120-99)的相關(guān)規(guī)定，錨桿的承載力按下式計(jì)算： (5-10)=323kN。948。=720kN。式中 錨桿水平拉力設(shè)計(jì)值，kN； 錨桿軸向受拉承載力設(shè)計(jì)值，kN； 錨桿與水平面的傾角，()； 擴(kuò)孔錨固體

37、直徑，m； 直孔段錨固體直徑，m； 第i層土中直孔部分錨固段長(zhǎng)度，m； 第j層土中擴(kuò)孔部分錨固段長(zhǎng)度，m； 土層與錨固體的極限摩阻力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa； 擴(kuò)孔部分粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值，kPa； 錨桿軸向受拉抗力分項(xiàng)系數(shù)，取1.3。 經(jīng)比較：=323kN1.2。所以，錨桿深層抗滑移穩(wěn)定性滿足要求。5.2.5 錨桿外部穩(wěn)定性驗(yàn)算外部穩(wěn)定性是指錨桿圍護(hù)系統(tǒng)和土體全部結(jié)合在一起的整體穩(wěn)定。由于基坑自身失穩(wěn)或受荷載作用，從支護(hù)墻基礎(chǔ)底部產(chǎn)生滑動(dòng)而向外推移，整個(gè)體系沿滑縫向下滑動(dòng)，整個(gè)土錨均在土體深滑裂面范圍之內(nèi)，造成整體失穩(wěn)。采用圓弧法驗(yàn)算外部整體穩(wěn)定性(如圖5.6所示)?；瑒?dòng)圓弧半徑R=17m。荷載影響寬度。圖5

38、.6 外部穩(wěn)定性圓弧簡(jiǎn)化計(jì)算5.2.5.1 抗滑移驗(yàn)算根據(jù)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，噴錨網(wǎng)抗滑移驗(yàn)算公式為： (5-14)已知：。 所以，。經(jīng)比較：。所以，抗滑移驗(yàn)算滿足要求。5.2.5.2 抗傾覆驗(yàn)算驗(yàn)算公式如下： (5-15)式中 墻后填土的重量，kN。 。計(jì)算得：。 。 因此，抗傾覆驗(yàn)算滿足要求。5.2.5.3 基底穩(wěn)定性驗(yàn)算 取基坑底以上土的粘聚力為：；基坑底以下土的粘聚力為：。1.5。所以，基坑底部穩(wěn)定性滿足要求。5.3 GHIJA段土釘支護(hù)本段場(chǎng)地距離坑外既有道路、建筑物較遠(yuǎn)，空間相對(duì)較遠(yuǎn)，采用土釘支護(hù)，1：0.1放坡。5.3.1 土釘設(shè)計(jì)參數(shù)土釘支護(hù)設(shè)計(jì)中土釘參數(shù)確定包括

39、初估土釘長(zhǎng)度、土釘錨固體直徑、土釘?shù)拈g距、土釘桿徑以及土釘傾角等。5.3.1.1 初估土釘長(zhǎng)度土釘長(zhǎng)度初估時(shí)經(jīng)驗(yàn)公式如下： (5-16)式中 經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，一般取0.71.2，本設(shè)計(jì)取1.0； 土坡垂直高度，m； 止?jié){器長(zhǎng)度，一般為0.81.5m，本工程取1.5m。計(jì)算得：。 取=12m。5.3.1.2 土釘錨固體直徑錨固體直徑由施工機(jī)械而確定，一般宜為70120mm，本工程鉆孔靠人工洛陽(yáng)鏟挖孔，取120mm。5.3.1.3 土釘間距土釘水平間距用表示，豎直間距用表示，根據(jù)下式計(jì)算： (5-17)式中 灌漿工藝系數(shù)，對(duì)一次灌漿工藝取1.52.5，本工程取 值為1.5。經(jīng)計(jì)算： 。為確保安全儲(chǔ)備，最終取。5.3.1.4 土釘桿徑根據(jù)工程實(shí)例，土釘桿徑選取公式為： (5-18)因此，土釘鋼筋選取B25mm，HRB335級(jí)鋼筋。5.3.1.5 土釘傾角 本工程土釘與水平面的夾角取15，即土釘傾角。5.3.2 土釘設(shè)計(jì)計(jì)算5.3.2.1 土釘拉力計(jì)算在土體自重和地表均布荷載作用下，土釘所受的最大拉力可按側(cè)壓力分布圖形用下式求出： (5-19)式中 土釘傾角，()； 土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置的側(cè)壓力，kPa； 土釘長(zhǎng)度中點(diǎn)所處深度位置上土體自重引起的側(cè)壓力，kPa； 地表均布荷載引起的側(cè)壓力，kPa。對(duì)于 的土層，土體自重引起的側(cè)壓力峰值為：。地表均布荷載引起的