地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、目 錄1 緒 論31.1 引言31.2 設(shè)計(jì)任務(wù)31.2.1 工程概況31.2.2 地形地貌31.2.3 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)41.2.4 規(guī)劃區(qū)西側(cè)調(diào)查42 設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)劃思想62.1 設(shè)計(jì)依據(jù)62.2 設(shè)計(jì)思想63 管片襯砌報(bào)告73.1 隧道功能73.2 設(shè)計(jì)條件73.2.1 管片條件72.3.2 場(chǎng)地條件73.3 荷載的計(jì)算83.3.1 靜荷載83.3.2 隧道底部靜載荷反作用力：83.3.3 隧道拱部垂直壓力：83.3.4 隧道底部垂直壓力：83.3.5 隧道拱部側(cè)壓力：83.3.6 隧道底部側(cè)壓力83.3.7 地基反作用力位移93.3.8 反作用力93.4 內(nèi)力計(jì)算93.5 計(jì)算配筋1

2、13.5.1 根據(jù)管片內(nèi)力計(jì)算配筋及校核113.52用計(jì)算系數(shù)法計(jì)算管片受最大正彎矩：113.5.3 最大負(fù)彎矩管片外側(cè)配筋123.6 驗(yàn)算襯砌管片的安全性133.6.1 驗(yàn)算管片在頂部最大軸向力作用處安全性133.6.2 驗(yàn)算最大剪力處截面最小尺寸133.6.3 配置箍筋驗(yàn)算133.7 驗(yàn)算連接縫143.7.1 連接的抵抗彎矩153.7.2 驗(yàn)算盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏κ欠穹弦?53.7.3 截面a，截面b安全性校核173.7.3.1 截面a受正彎矩和軸向力173.7.3.2 截面b，承受符號(hào)彎矩和軸向力184 基坑降水設(shè)計(jì)194.1 降水工程概況194.1.1 基坑平面位置194.1.2 設(shè)計(jì)

3、依據(jù)194.1.3 設(shè)計(jì)原則194.2 基坑尺寸確定194.2.1 基坑的深度194.2.2 基坑的平面尺寸204.3 降水計(jì)算204.3.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料204.3.2 降水設(shè)計(jì)與計(jì)算205 基坑土釘墻支護(hù)設(shè)計(jì)報(bào)告225.1 概述225.1.1. 設(shè)計(jì)原則：225.2. 設(shè)計(jì)方法和步驟：235.2.1計(jì)算土層參數(shù)。235.2.2 計(jì)算土壓力。235.2.3 計(jì)算土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值。245.2.4 設(shè)計(jì)土釘參數(shù)。245.2.5 設(shè)計(jì)土釘抗拉承載力設(shè)計(jì)值。265.2.6 驗(yàn)算。26結(jié) 論28本次課程設(shè)計(jì)任務(wù)量匯總29致 謝30參考文獻(xiàn)31附圖一：規(guī)劃區(qū)地下空間調(diào)查圖附圖二：地下一層平面

4、圖附圖三：地下二層平面圖附圖四: 地下三層平面圖附圖五：三維立體圖1 緒 論1.1 引言隨著我們生活水平的提高，人們對(duì)于生活的空間的需要變的越來(lái)越緊張，尤其是在地面和上部空間開(kāi)發(fā)已趨于飽和的大城市，城市空間價(jià)值激增，這對(duì)大眾化的市民生活造成了很多不便。為了解決這種情況給大家?guī)?lái)的困難，更為了城市能夠向著多層次、立體化的現(xiàn)代化、綜合性城市發(fā)展，地下空間的開(kāi)發(fā)與利用就成了城市整體規(guī)劃的重中之重。中關(guān)村位于北京市海淀區(qū)，被稱為中國(guó)的硅谷。這里是全國(guó)電子產(chǎn)品交易、軟件開(kāi)發(fā)的中心，客流量之大已經(jīng)不是地面空間所能承受的。為了該地區(qū)經(jīng)濟(jì)能夠更快、更健康的發(fā)展，開(kāi)發(fā)其地下空間就有了其必然性。1.2 設(shè)計(jì)任務(wù)本

5、次設(shè)計(jì)是針對(duì)中關(guān)村西區(qū)現(xiàn)在交通擁擠，地下空間未得到有效利用而對(duì)北頤路中關(guān)村段局部規(guī)劃區(qū)地下空間的一次全方位立體的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)該地區(qū)的已有地下空間進(jìn)行調(diào)查得出了具體的規(guī)劃方案，并且通過(guò)對(duì)該區(qū)域工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及周邊環(huán)境條件進(jìn)行研究，對(duì)其中的出入口基坑的降水和支護(hù)工程和隧道盾構(gòu)的管片襯砌工程進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 1.2.1 工程概況北頤路中關(guān)村段局部地下空間規(guī)劃設(shè)計(jì)工程其范圍東起中關(guān)村大街，西至理想國(guó)際大廈淀中街，北以北四環(huán)路為界，南臨海淀北二街，在其內(nèi)修筑一個(gè)三層的較大規(guī)模地下建筑物，本次三層地下綜合體的規(guī)劃建設(shè)，旨在通過(guò)連通中關(guān)村西區(qū)重要建筑群東西向主要街道的地下空間，并分層多方面的提供各

6、種服務(wù)，使中關(guān)村地區(qū)實(shí)現(xiàn)了立體交通、人車(chē)分流，各建筑物地上、地下均可貫通，并建設(shè)一定規(guī)模的地下商業(yè)中心。本次設(shè)計(jì)線路由于穿越的市中心區(qū)，街道狹窄，交通繁忙，道路兩側(cè)高樓林立，本身地下空間已經(jīng)經(jīng)過(guò)很大開(kāi)發(fā)，并且要和正在建設(shè)的地鐵四號(hào)線連接，因此設(shè)計(jì)、施工難度大。本工程具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括位于本次降水的基坑位于中芯大廈和鼎好大廈二期工地間的善緣街北側(cè)的基坑的降水和支護(hù)的設(shè)計(jì)，降水根據(jù)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件選擇了管井降水的方法，支護(hù)選擇了樁錨支護(hù)結(jié)構(gòu)。從海淀北一街從理想國(guó)際大廈至鼎好二期工程?hào)|側(cè)地鐵站一段主體結(jié)構(gòu)通過(guò)盾構(gòu)掘進(jìn)技術(shù)開(kāi)挖，采取單一管片襯砌為主的襯砌方式。1.2.2 地形地貌北京位于華北平

7、原的西北部，地勢(shì)西北高東北低，山區(qū)約占全市面積的60%，平原約占38%，平原區(qū)系各大河流形成的一系列沖洪積扇聯(lián)合堆積而成，以永定河和潮白河堆積為主。北京市區(qū)西、北和東北三面環(huán)山，東、南河?xùn)|南面為開(kāi)闊的平原區(qū)，地貌自西部山前向東部平原由沖洪積扇頂部向中部和下部過(guò)渡，地層巖性構(gòu)成碎石土、砂土漸變?yōu)橐哉承酝翞橹鞯慕换サ貙?。北京地區(qū)的地質(zhì)格局是新生代地殼構(gòu)造運(yùn)動(dòng)形成的，其特點(diǎn)是以斷裂和斷裂控制的斷塊活動(dòng)為主要特征，新生代活動(dòng)的斷裂主要有北北東北東向和北西東西向兩組。斷裂分布多集中成帶，組成了北北東北東和北西向的斷裂構(gòu)造帶，大部分?jǐn)嗔褳檎龜嗔眩⒃诓煌潭壬峡刂浦律煌瑫r(shí)期發(fā)育的斷陷盆地。本設(shè)計(jì)區(qū)段

8、場(chǎng)區(qū)位于中關(guān)村西區(qū)原海淀鎮(zhèn)一帶，其地貌為沖積平原地貌，土層以第四紀(jì)沖洪積土層為主。擬建場(chǎng)地地勢(shì)平坦，建筑場(chǎng)地不存在影響建筑整體穩(wěn)定性的不良地質(zhì)作用。1.2.3 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)擬建場(chǎng)地地層條件較差，為含水量低的淤泥質(zhì)土，地層主要物理力學(xué)參數(shù)如表2-1所示，地下水屬潛水。表1-1 土層主要物理力學(xué)指標(biāo)土層編號(hào)及名稱層厚h(m)容重壓縮模量(mpa)含 水 量 (%)粘聚力(kpa)內(nèi)摩擦角/（）滲透系數(shù) k（m/d）填 土1.3粉 質(zhì) 粘 土1.618.84.4132.71114.55.6e-8淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土3.717.53.3246.31012.12.05e-5淤 泥 質(zhì) 粘土9.917.7

9、2.2349.897.14.058e-61.2.4 規(guī)劃區(qū)西側(cè)調(diào)查理想國(guó)際大廈：坐落于中關(guān)村西區(qū)核心地帶，理想國(guó)際大廈建筑結(jié)構(gòu)為框架剪力墻結(jié)構(gòu)，樓體高度總共地上18層，樓高約75m。地下空間各層使用功能概述如下:地下一層為員工餐廳、郵局、超市等設(shè)施。地下二層到四層為停車(chē)場(chǎng)，每層層高凈高為3.5m。四層地下室均有電梯和樓梯相連，樓梯直通室外，電梯可以和上部相連，停車(chē)場(chǎng)跑道有兩個(gè)出入口，位置分布位于東南和西南，出入口外側(cè)總寬度為5.9m，限高3.0m。圖1 中關(guān)村現(xiàn)已規(guī)劃的地下空間調(diào)查圖（詳細(xì)尺寸見(jiàn)cad圖）輝煌時(shí)代和普天大廈：兩座大樓并排與海淀北一街兩側(cè)，地下空間四層全部作為停車(chē)庫(kù)，每層層高為3

10、.5m。鼎好大廈：鼎好主要是從事電子產(chǎn)品的經(jīng)營(yíng)，上部有16層，地下空間共有五層。樓層具體的利用情況主要為：一層為地下商場(chǎng)，主要是經(jīng)營(yíng)電子產(chǎn)品和快餐業(yè)、地下二層主要是維修和辦公部門(mén)；地下三層主要是水電管理部門(mén)、地下車(chē)庫(kù)；地下四層主要是地下倉(cāng)庫(kù)；地下五層為設(shè)備庫(kù)房，各層高均為4m。鼎好大廈二期：功能同一期。地下層數(shù)同一期。海龍大廈：海龍大廈處于中關(guān)村最繁華地段，東臨街為車(chē)行主干道，車(chē)行人流密集，公交站牌較密,滯留人員較多，交通壓力較大。其西面即為鼎好大樓和鼎好二期,兩者間車(chē)行人流不是很多,但貨物入庫(kù)比較頻繁。海龍大廈上部建筑為18層，大廈已較好地開(kāi)發(fā)地下空間。地下室分為三層：一層為停車(chē)庫(kù),車(chē)庫(kù)面積

11、與上部建筑面積一樣，高度約為5.1m，停車(chē)庫(kù)入口位于大廈的西面。地下室二層亦為停車(chē)庫(kù)，高度約為3.6m。地下三層為工程部，配電室及庫(kù)房等，層高較高約為5.6m，庫(kù)房處于中間部位，不同公司的庫(kù)房多以鐵網(wǎng)分隔，工程部和配電室等布置于四周，各部門(mén)與庫(kù)房間用通道連接。 科貿(mào)電子城：地下分為三層，地下一層為商場(chǎng)，二、三層為地下車(chē)庫(kù)，層高均為3.5m。建筑結(jié)構(gòu)尺寸數(shù)據(jù)見(jiàn)cad圖。2 設(shè)計(jì)依據(jù)及規(guī)劃思想2.1 設(shè)計(jì)依據(jù)1)地下地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50157-92）2)地下地鐵工程施工及驗(yàn)收規(guī)范（gb50299-1999）3)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（gb50009-2001）4)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（cb50108-2

12、001）5)地下工程防水技術(shù)規(guī)范（cb50108-2001）6)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj17-88）7)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50011-2001）8)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50007-2002）9) 人民防空工程設(shè)計(jì)規(guī)范（gb50225-95）10)地鐵隧道設(shè)計(jì)規(guī)范（tb10003-2001 j117-2001）11)鐵路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj111-87）12)建筑基坑工程技術(shù)規(guī)范（yb9258-97）13)建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)范（jgj120-99）14)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范（cecs28: 90）2.2 設(shè)計(jì)思想中關(guān)村作為中國(guó)的硅谷，代表著我國(guó)電子軟件技術(shù)的開(kāi)發(fā)水平，是全國(guó)電

13、子信息產(chǎn)業(yè)的中心。由于城市地面和上部空間的開(kāi)發(fā)趨于飽和，在這個(gè)有著大量人流和商業(yè)的中心地點(diǎn)，開(kāi)發(fā)其地下空間便有了其必然性。正是基于這一必然性，我們有了對(duì)其地下空間進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的想法。地下建筑的規(guī)劃與設(shè)計(jì)要本著安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的原則進(jìn)行。根據(jù)實(shí)地的調(diào)查資料，考慮到要將該區(qū)域的幾座標(biāo)志性建筑如：鼎好電子商城、海龍電子商城、理想國(guó)際大廈、科貿(mào)電子城等建筑連成能夠相互交流的整體，我們將這次規(guī)劃的地下商業(yè)街的主街選在了海淀區(qū)北一街的地下，這條主街西起理想國(guó)際大廈，東至科貿(mào)電子城北，全長(zhǎng)700左右，另外考慮到方便人流進(jìn)出和緩解地面交通壓力，在海淀中街和善緣街的地下設(shè)計(jì)兩條地下商業(yè)輔街，北至四環(huán)

14、路邊，在其兩側(cè)設(shè)置出口，接收四環(huán)路公交車(chē)站的人流。大大減少了規(guī)劃區(qū)內(nèi)的交通壓力。在地下主街與中關(guān)村大街、中關(guān)村大街地鐵的交叉地帶設(shè)置一個(gè)大型的地下中轉(zhuǎn)站，其作用主要是實(shí)現(xiàn)中關(guān)村北一街地鐵和中關(guān)村大街地鐵的交通聯(lián)系；人們做地鐵這種便捷的交通工具能夠在不出地面的情況下便能方便的進(jìn)入規(guī)劃區(qū)域的地下街從而大大緩解該區(qū)的地面交通壓力；其大面積可同時(shí)作為地下商場(chǎng)。地下街與建筑物的地下室通過(guò)修建通道進(jìn)行連接，主要是一、三層。地下街共三層，第一層為人員輕型貨物流動(dòng)層，在該層主要是實(shí)現(xiàn)商業(yè)交易和人們步行交通。兩邊設(shè)置為走道，中間設(shè)置店鋪、服務(wù)設(shè)施等。地下二層為地鐵運(yùn)營(yíng)，由于其所在規(guī)劃區(qū)較短，故只在其與中關(guān)村大街

15、地鐵相交的部分設(shè)置出入口，和此處的大型中轉(zhuǎn)站相連。地下三層為貨物儲(chǔ)藏室，為了盡可能的利用地下空間，不采用隔墻結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)采用柱體承載。該層儲(chǔ)室與相鄰的建筑物地下室也要設(shè)連接通道，方便貨物的存取。3 管片襯砌報(bào)告3.1 隧道功能隧道計(jì)劃用于地鐵。3.2 設(shè)計(jì)條件3.2.1 管片條件管片類型：平面型；管片外徑：d5000mm；管片寬度：b1000mm；形心半徑：rc2350mm；管片厚度：t300mm；管片的橫截面積：a=10030=3000cm2管片單位重度：26kn/m3管片彈性模量：e3.90107kn/m2；管片截面慣性矩：i5.3310-4m4；混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度：=42mn/m2；混凝土允許

16、抗壓強(qiáng)度：5.8mn/m2；鋼筋允許抗拉強(qiáng)度：200mn/m2；混凝土抗彎剛度有效系數(shù)：1.0；混凝土彎矩增大率：0.0螺栓允許強(qiáng)度：240mn/m2；2.3.2 場(chǎng)地條件土壤條件：淤質(zhì)泥土；土的各項(xiàng)物理力學(xué)指標(biāo)見(jiàn)表1-1土的單位浮重度：17.9 kn/m3；土的側(cè)壓力系數(shù)：=0.5；超載：=10 kn/m2；上部土層厚度：=6m；潛水位：地面水平線以下1.3 m；hw6-1.34.7 m；反作用系數(shù)：根據(jù)圖層側(cè)壓力系數(shù)k0決定k0=0.5；地基反力系數(shù)：=2 mn/m3；水的單位重度：=10 mn/m2；盾構(gòu)千斤頂軸推力：=1000 kn103.3 荷載的計(jì)算3.3.1 靜荷載設(shè)鋼筋混凝土管

17、片單位重度=26 kn/m2 ，則g=g=24.492 kn/m23.3.2 隧道底部靜載荷反作用力：=g=24.492 kn/m23.3.3 隧道拱部垂直壓力： =617.9=117.4 kn/m23.3.4 隧道底部垂直壓力：=141.892 kn/m23.3.5 隧道拱部側(cè)壓力：=60.04 kn/m23.3.6 隧道底部側(cè)壓力 =102.11 kn/m23.3.7 地基反作用力位移=1.6610-3 kn/m23.3.8 反作用力 =21031.6610-3=3.32 kn/m23.4 內(nèi)力計(jì)算 采用彈性方程法計(jì)算內(nèi)力，水壓力被認(rèn)為是垂直均布荷載和水平均布荷載的組合。管片在地下建筑中起

18、著隔絕外部環(huán)境以及承擔(dān)外力的作用，對(duì)其進(jìn)行合理的外力計(jì)算尤其重要。我們?cè)谟?jì)算管環(huán)截面內(nèi)力時(shí)涉及到的各種參數(shù)如下：混凝土彈性模量：=3.9107；彈性模量比：=5.8；抗彎剛度的有效率: 1.0；彎矩增大率:=0.0；管片的截面積: =3000 cm2；管片截面的慣性矩：= 2.2510-3m4。根據(jù)彈性方程法，彈性方程法設(shè)計(jì)模型見(jiàn)圖31。彈性方程法計(jì)算內(nèi)力公式見(jiàn)表31。荷載彎矩/軸力/剪力/垂直方向均載側(cè)向均載側(cè)向三角形變化荷載側(cè)向地基反作用力（）000靜荷載（g）000彈簧的側(cè)向位移（） 管片其他角度使用慣用計(jì)算法計(jì)算彎矩 軸力和剪力的過(guò)程同上，計(jì)算過(guò)程略去，其結(jié)果如表32所示。表32 襯砌

19、管片的內(nèi)力01064.42 174.40 -21.14 2051.86 186.34 -39.40 3032.84 204.45 -52.33 409.90 226.34 -58.28 50-13.93 249.23 -56.66 60-35.62 270.32 -48.04 70-52.58 287.39 -33.88 80-62.93 299.02 -16.19 90-65.67 304.68 2.83 100-59.98 303.98 25.21 110-48.29 296.34 41.70 120-30.71 283.42 53.06 130-9.54 267.38 58.09 140

20、12.58 250.48 56.44 15033.03 234.80 48.50 16049.50 222.16 35.39 17060.15 213.99 18.63 18063.83 211.17 0.00 3.5 計(jì)算配筋3.5.1 根據(jù)管片內(nèi)力計(jì)算配筋及校核混凝土采用c50，鋼筋采用hrb335鋼筋，環(huán)境類別為二級(jí)，查混凝土表4-4，得混凝土保護(hù)層厚度為20mm，混凝土及鋼筋的一下參數(shù)如下=23.1 n/mm2=1.89 n/mm2=300 n/mm23.52 用計(jì)算系數(shù)法計(jì)算管片受最大正彎矩：采用計(jì)算系數(shù)法計(jì)算管片受最大正彎矩，m+max =68.81kn/m2時(shí)，內(nèi)側(cè)管片配筋查混凝

21、土結(jié)構(gòu)表45，查表46 =0.55，取=35 mm= = 0.0430.53.5.3 最大負(fù)彎矩管片外側(cè)配筋管片受最大負(fù)彎矩mmax=-65.67kn/m2時(shí)管片外側(cè)配筋= 0.040=1-=0.0410.55 故可以=0.5（1+ ）=0.980= =842.90= =0.31858.28 故只需按構(gòu)造配置箍筋，應(yīng)滿足 =0.24=0.24=0.15選用鋼筋hrb335，箍筋間距為200，采用四支筋=0.15 d d9.77 取10235023.1415926107.4根，采用8根10的鋼筋，間距為2003.7 驗(yàn)算連接縫當(dāng)內(nèi)力為n=0時(shí)，受壓區(qū)峰值纖維與中和軸線的距離。x=57.2=5.7

22、2=117.2961117.30當(dāng)鋼筋應(yīng)力達(dá)到200時(shí)管片抵抗彎矩其中200是鋼筋允許最大拉強(qiáng)度=1273.60=min(,)=117.29613.7.1 連接的抵抗彎矩x當(dāng)內(nèi)力n=0是，受壓區(qū)峰值纖維與中和軸線的距離 x= n=5.8 b=1000mm d=265mm =606則有： 39.79 =3.979=0.003979鋼筋應(yīng)力達(dá)到240是連接的抵抗彎矩，240是螺栓的允許應(yīng)力= =75.12= =60610-6 =36.607=min（，）=75.12連接縫的抵抗彎矩應(yīng)該不小于管片自身抵抗彎矩的6063.960滿足要求3.7.2 驗(yàn)算盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏κ欠穹弦骵:一個(gè)盾構(gòu)千斤頂?shù)闹?/p>

23、心推力與襯砌管片中心的偏心距， e=1cmp：每個(gè)盾構(gòu)千斤頂?shù)耐屏=1000 ：相鄰兩個(gè)千斤頂?shù)木嚯x=100:盾構(gòu)千斤頂?shù)臄?shù)量=15片t=管片厚度， t=300mmb=定位板中心弧長(zhǎng)0.884m a作用在襯砌表面管片上的一個(gè)千斤頂推力機(jī)的接觸面積。a=bt=0.8840.3=0.2658m20.0020：混凝土最大應(yīng)力= =3707105+7.5105 =45.2105 =4.52=151.65=24.75圖3-2 管片和盾構(gòu)千斤頂推力3.7.3 截面a，截面b安全性校核計(jì)算公式如下：= +n（） 式中：等效之后的管片截面積，管片實(shí)際面積 ， = 等效截面慣性矩， ：實(shí)際截面慣性矩 ：鋼筋與

24、中軸的間距 ，3.7.3.1 截面a受正彎矩和軸向力=0.0(1+ ）e偏心距=40.421.928=10.3=0.3=+n（）=0.317632 等效截面慣性矩： = 混凝土最大壓力 混凝土最大拉應(yīng)力： 由幾何圖得鋼筋應(yīng)力 3.7.3.2 截面b，承受符號(hào)彎矩和軸向力 -（1+）n=304.68e=21.561.928 圖3-3 管片襯砌臨界斷面應(yīng)力分布截面a和b均安全。4 基坑降水設(shè)計(jì)4.1 降水工程概況本次降水的基坑位于理想大廈西南角，地下水位1.5m，地下多為含水量低的淤泥質(zhì)土，但是基坑范圍較大，為了施工方便需要開(kāi)挖前現(xiàn)進(jìn)行降水。4.1.1 基坑平面位置中關(guān)村西區(qū)地下空間規(guī)劃區(qū)域西起理

25、想國(guó)際大廈，東至科貿(mào)電子城，平面圖見(jiàn)附圖。要求地下一層（b1）為用于輕型貨物流動(dòng)及地下步行街；二層（b2）用于地鐵運(yùn)輸；三層（b3）用于貨物儲(chǔ)藏。4.1.2 設(shè)計(jì)依據(jù)1）建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程（jgj 120-99）。2）簡(jiǎn)明地下結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)施工資料集成，中國(guó)電力出版社，2005年版。3）土力學(xué)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2005年版。4）地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，2007年版4.1.3 設(shè)計(jì)原則1）在達(dá)到降水目的的情況下抽出的水量最小。2）降水井點(diǎn)的合理性間距。3）方案施工工藝成熟，與施工水平相適應(yīng)。4）主體降水一次性成功，有補(bǔ)救措施，同時(shí)要預(yù)測(cè)降水所需時(shí)間及出水量，并作后果分析預(yù)測(cè)降水病害。4

26、.2 基坑尺寸確定4.2.1 基坑的深度本降水設(shè)計(jì)報(bào)告中所選基坑為b3層物流儲(chǔ)藏層。深度為=17m 。由地面至b3層的剖面圖4-1輕型井點(diǎn)降低地下水位全貌圖4.2.2 基坑的平面尺寸基坑各邊開(kāi)挖時(shí)會(huì)各向外超挖,所以基坑的最終平面尺寸為15m10m.4.3 降水計(jì)算4.3.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)資料 擬建場(chǎng)地地層條件較差，為含水量低的淤泥質(zhì)土，地層主要物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表，地下水屬潛水，地下水位-1.3m。表4-1 場(chǎng)地地層參數(shù)表土層層厚(m)重度(kn/m3)j()c(kpa)滲透系數(shù)(cm/s)雜填土2.8191016.5粉細(xì)砂1.72028018砂質(zhì)粉土1.62020158卵石3.320350

27、80細(xì)砂1.82031020卵石9.320400804.3.2 降水設(shè)計(jì)與計(jì)算由表4-1，降水深度范圍內(nèi)土層的滲透系數(shù)很大，適宜用管井降水。 采用潛水完整井。各降水參數(shù)如下圖所示。圖4-2 降水計(jì)算各參數(shù)示意圖由圖4-3，潛水層含水層厚度=16.7+1.5+1.5+1=20.7； 設(shè)計(jì)降深=（17-1.3）+1=16.7m；矩形基坑的等效半徑r的確定-基坑長(zhǎng)度f(wàn)-基坑面積 加權(quán)平均后的降水范圍內(nèi)土層的滲透系數(shù); 降水影響半徑=2=216.7=493.65m;所以，基坑涌水量管井出水量的確定由規(guī)范查知輕型管井單井出水量為（1.52.5）m3/h，所以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置12個(gè)輕型管井。5 基坑土釘墻支護(hù)

28、設(shè)計(jì)報(bào)告5.1 概述近幾年來(lái)，隨著城市的發(fā)展，市政建筑密度越來(lái)越大，用地越來(lái)越緊張，施工場(chǎng)地日益狹小，而且建筑規(guī)模日益高大，基坑的開(kāi)挖深度也會(huì)越來(lái)越深。如何既安全又經(jīng)濟(jì)的支護(hù)深基坑，成為工程中越來(lái)越重要的問(wèn)題。為了解決深基坑和地下工程，特別是狹窄場(chǎng)地施工時(shí)的基坑邊坡穩(wěn)定問(wèn)題，土釘墻技術(shù)得到了應(yīng)用和發(fā)展。土釘支護(hù)技術(shù)是在二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來(lái)的用于基坑邊坡加固的一種新型擋土技術(shù)，土釘支護(hù)是以土釘作為主要受力構(gòu)件的邊坡支護(hù)技術(shù)，它由密集的土釘群，被加固的原位土體，噴射混凝土面層和必要的防水系統(tǒng)組成。土釘是用來(lái)加固或同時(shí)錨固現(xiàn)場(chǎng)原位土體的細(xì)長(zhǎng)桿件。通常采用土中鉆孔，放入變形鋼筋并沿孔全長(zhǎng)注漿的方法

29、做成。土釘依靠與土體之間的界面黏結(jié)力或摩擦力，在土體發(fā)生變形的條件下被動(dòng)受力，并主要承擔(dān)拉力作用。土釘也可采用鋼管，角鋼等作為釘體，采用直接擊入的方法置入土中。土釘墻的特點(diǎn)是利用現(xiàn)場(chǎng)天然土用作重力的擋土墻本身，它是基于新奧法原理發(fā)展而來(lái)的，屬柔性支護(hù)。在自然土體當(dāng)中，土體的抗剪強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度都較低，但土體具有一定的結(jié)構(gòu)完整性。因而自然土只能以較小的臨界高度保持直立。而當(dāng)土坡深度超過(guò)臨界或坡面有較大超載及環(huán)境等因素改變的時(shí)候，都會(huì)引起土坡的失穩(wěn)。在這個(gè)時(shí)候一般有兩種處理方案：(1) 采用支擋結(jié)構(gòu)承受側(cè)壓力并限制其變形發(fā)展。（2）主動(dòng)制約的支擋體系，土釘墻就屬于這種體系，土釘墻技術(shù)是在土體內(nèi)放置一

30、定長(zhǎng)度和分布密度的土釘體，與土體牢固結(jié)合而共同工作，形成符合體，以補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不足并發(fā)揮土釘?shù)淖饔茫ㄟ^(guò)互相作用，土體自身結(jié)構(gòu)強(qiáng)度潛力得到充分的發(fā)揮，改變了邊坡變形和破壞形態(tài)，顯著提高土坡坡體自身穩(wěn)定性。并在可能出現(xiàn)破壞時(shí)，土體不會(huì)發(fā)生突發(fā)性滑動(dòng)坍塌，減少了施工中的風(fēng)險(xiǎn)，提高了安全度。土釘墻支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)方法相比，具有工期短，造價(jià)低，施工簡(jiǎn)單，應(yīng)用方便等特點(diǎn)。土釘墻施工的設(shè)備比較輕便，在施工現(xiàn)場(chǎng)受限，無(wú)法使用大型，重型施工機(jī)具時(shí)，土釘技術(shù)更能體現(xiàn)出其獨(dú)特的優(yōu)越性；土釘墻的施工不占用單獨(dú)作業(yè)時(shí)間，隨著土方工程的進(jìn)行而進(jìn)行，做到隨挖隨支護(hù)，一旦開(kāi)挖完成了，土釘墻就完成了。5.1.1. 設(shè)計(jì)原則

31、：根據(jù)基坑土釘支護(hù)技術(shù)規(guī)程各部件參數(shù)之規(guī)定，土釘各部件尺寸可參考以下數(shù)據(jù)：1.土釘鋼筋采用hrb335或hrb400熱軋變形鋼筋，直徑在1632mm范圍。2.土釘孔徑在70120mm之間，注漿強(qiáng)度等級(jí)一般不低于10mpa，3d不低于6mpa。3.土釘長(zhǎng)度l與基坑深度h之比對(duì)于非飽和土宜為0.61.2，密實(shí)砂土和堅(jiān)硬粘土低值，軟塑粘性土不應(yīng)小于1.0。4.土釘?shù)乃胶拓Q直間距和宜為12m，在飽和粘性土中可小到1m；在干硬粘性土中可超過(guò)2m。此外，沿面層布置的土釘密度不應(yīng)低于每6m2一根。5.噴射混凝土面層的厚度在50150mm范圍內(nèi)，混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于c20，3d強(qiáng)度不低于10mpa，面層內(nèi)設(shè)

32、置鋼筋網(wǎng)，鋼筋610mm，間距150300mm，當(dāng)面層厚度大于120mm時(shí)，宜設(shè)置兩層鋼筋網(wǎng)。6.土釘鉆孔的向下傾角在520之間。7.土釘支護(hù)的噴射混凝土面層宜插入基坑底部以下，插入深度不少于0.2m，在基坑頂部也宜設(shè)置寬度為12m的噴射混凝土護(hù)頂。5.2. 設(shè)計(jì)方法和步驟：5.2.1 計(jì)算土層參數(shù)。確定基坑深度，各土層粘聚力的加權(quán)平均值，各土層內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值，各土層容重的加權(quán)平均值。式中：各土層粘聚力的加權(quán)平均值，kn；各土層內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值，（）；各土層容重的加權(quán)平均值kn/；第 層土的厚度，m；第層土的粘聚力，kn；第層土的內(nèi)摩擦角，（）；第層土的容重, 。5.2.2 計(jì)算土壓

33、力。土釘墻受土壓力宜按梯形分布計(jì)算。（總的土壓力）為，之和（，分別為土體自重產(chǎn)生的壓力和地表均布荷載產(chǎn)生的土壓力）。由土層參數(shù)，根據(jù)公式：的求法：對(duì)于砂土和粉土：式中：h基坑深度，m；各土層粘聚力的加權(quán)平均值, ；各土層內(nèi)摩擦角的加權(quán)平均值，（）；各土層容重的加權(quán)平均值, ；土體自重產(chǎn)生的土壓力，；主動(dòng)土壓力系數(shù)。的求法： 式中：q地表均布荷載, ；地表均布荷載產(chǎn)生的土壓力，。式中：總的土壓力，。5.2.3 計(jì)算土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值。 土釘受拉荷載標(biāo)準(zhǔn)值，;，土釘?shù)乃胶拓Q直間距，；土釘與水平傾斜角度，（）。5.2.4 設(shè)計(jì)土釘參數(shù)。土釘直徑設(shè)計(jì)：根據(jù)規(guī)范土釘鋼筋采用hrb335或hrb400熱

34、軋變形鋼筋，直徑在1632mm范圍，又由土釘所受拉力荷載標(biāo)準(zhǔn)值,從而確定土釘直徑，得： 如選用hrb335鋼筋（）d 0.026=26式中：土釘局部穩(wěn)定性安全系數(shù)，取1.21.4，基坑深度大時(shí)取大值； 土釘直徑, ； 鋼筋抗拉強(qiáng)度，土釘長(zhǎng)度設(shè)計(jì)：圖5-1 確定土釘長(zhǎng)度簡(jiǎn)圖 按照土釘支護(hù)設(shè)計(jì)與施工手冊(cè)中對(duì)于土釘長(zhǎng)度的規(guī)定： 式中： 自由段長(zhǎng)度，土釘軸線與下圖所示傾角等于（）斜線的交點(diǎn)至土釘外端點(diǎn)的距離，m；對(duì)于分層土體，值根據(jù)各層土的值按其層厚加權(quán)的平均值算出；錨固段長(zhǎng)度, ； 土釘孔徑，；土釘與土體間的界面黏結(jié)強(qiáng)度，土層滑動(dòng)面角度為45度+0.5，其中為各層土的加權(quán)平均值，但是在計(jì)算土釘長(zhǎng)度時(shí)

35、，為了保證土釘?shù)牟迦腴L(zhǎng)度大于滑裂面的最大寬度，的值應(yīng)該去最小即7.1度。 表5-1 各類土體與土釘之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度土類（kpa）填土1620粉質(zhì)粘土65100淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土20淤泥質(zhì)土15自由段長(zhǎng)度值由此可以得出，表5-2 每層土中土釘?shù)淖杂慑戦L(zhǎng)度設(shè)計(jì)值土類自由段長(zhǎng)度（ m ）填土44.50粉質(zhì)粘土10.01淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土40.04淤泥質(zhì)土53.39 錨固段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)值再由公式（ 1 ）推導(dǎo)出，如下表（其中，土釘從距離地表1m開(kāi)始插入，每間隔1m插入一根，共計(jì)16種類型的土釘，設(shè)編號(hào)分別為1-16）：表5-3 各類土釘?shù)腻^固段設(shè)計(jì)值土釘號(hào)錨固段長(zhǎng)度（ m ）110.02529.37838.73

36、248.0857.4466.7976.1585.5094.85104.2111356122.91132.26141.62150.97160.325.2.5 設(shè)計(jì)土釘抗拉承載力設(shè)計(jì)值。=201.82 土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)，取1.3； 每層土中自由段長(zhǎng)度設(shè)計(jì)值，見(jiàn)表1； d土釘直徑;5.2.6 驗(yàn)算。1. 土釘?shù)陌踩燃?jí)設(shè)為一級(jí)， 單根土釘應(yīng)滿足公式 基坑側(cè)壁重要性系數(shù)；經(jīng)過(guò)計(jì)算，172.89t201.82 滿足規(guī)范要求2. 整體性驗(yàn)算可以根據(jù)重力式擋土墻，即如下（1） 抗傾覆驗(yàn)算：取擋土墻長(zhǎng)度方向上1延米計(jì)算，為土壓力三角形分布圖的面積，即總的土壓力，具體如下： 抗傾覆安全系數(shù)，一般要求不小于1

37、.2；b為支護(hù)墻的寬度，m; w支護(hù)墻自重，kn; ,為被、主動(dòng)土壓力的合力，kpa; 主動(dòng)土壓力合力作用線距離墻底的距離。得出=5.1 =1551.45 =1.91=1.911.2所以滿足設(shè)計(jì)要求。（2） 抗滑驗(yàn)算抗滑驗(yàn)算指墻體沿支護(hù)墻底面的抗滑動(dòng)驗(yàn)算，其驗(yàn)算公式為墻底抗滑安全系數(shù)，一般要求不小于1.2；c、為墻底土層的粘聚力；計(jì)算出:=18.531.2滿足設(shè)計(jì)要求。結(jié) 論本次設(shè)計(jì)對(duì)針對(duì)中關(guān)村西區(qū)現(xiàn)在交通擁擠，地下空間為得到有效利用而對(duì)北頤路和中關(guān)村段局部規(guī)劃區(qū)地下空間的一次全方位立體的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)該地區(qū)的已有地下空間進(jìn)行調(diào)查得出了具體的規(guī)劃方案，并且通過(guò)對(duì)該區(qū)域工程地質(zhì)，水文地質(zhì)及周邊環(huán)境

38、條件進(jìn)行研究，對(duì)其中的出入口的坑基的降水和支護(hù)工程和隧道盾構(gòu)的管片襯砌工程進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（1）地下空間規(guī)劃結(jié)論：通過(guò)對(duì)本規(guī)劃區(qū)進(jìn)行地下空間的調(diào)查并同方案比選確定規(guī)劃結(jié)論為中關(guān)村西區(qū)地下空間綜合多動(dòng)能街道規(guī)劃范圍東起中關(guān)村大街，西至理想國(guó)際大廈淀中街，北以四環(huán)路為結(jié)，南臨海淀北二街，規(guī)劃主一街，位于海淀北一街下部。本次規(guī)劃的綜合多功能街道是一種較大規(guī)模底下建筑物，它覆蓋地下五層左右深度以上所有地面街道以下可利用空間，并充分連接臨近中關(guān)村西區(qū)重要建筑物地下空間。分為人行商業(yè)通道開(kāi)發(fā)，中關(guān)村區(qū)域地鐵線開(kāi)發(fā)，儲(chǔ)藏用房開(kāi)發(fā)及設(shè)備控制開(kāi)發(fā)三部分。即在城市道路下創(chuàng)建了綜合管廊，地下空間開(kāi)發(fā)，地鐵隧道三位一體的地下綜合構(gòu)筑物模式。（2）基坑降水設(shè)計(jì)結(jié)論：降水的場(chǎng)地面積是15m10m，場(chǎng)地主要為砂卵石層，且地下水位較低，布孔方式根據(jù)場(chǎng)地特點(diǎn)，沿周邊布置，且沿角點(diǎn)加密，布井總數(shù)是12個(gè)。根據(jù)場(chǎng)地的土層滲透參數(shù)選定采用降水方法采用管井降水，根據(jù)鉆井情況是潛水完整井并進(jìn)行計(jì)算后有關(guān)的參數(shù)及數(shù)據(jù)證明設(shè)計(jì)合理，降水后可以保證地下水不影響基坑開(kāi)挖的正常進(jìn)行。管井采用鑄鐵管，水泵類型選擇根據(jù)本次地下靜水水位，井的出水量，水位降等因素綜合考慮選擇11臺(tái)1-ba-6b型離水泵。（3）土釘護(hù)設(shè)計(jì)結(jié)論：選用hrb335鋼筋，土釘直徑為26mm，土釘孔徑為70mm，與水