基坑支護畢業(yè)設(shè)計方案設(shè)計方案說明書(巖土畢業(yè)設(shè)計方案)

1、本科生畢業(yè)設(shè)計泛海酒店基坑支護畢業(yè)設(shè)計院部名稱：土木與建筑工程學(xué)院專業(yè)班級：土木工程 巖土）09-5學(xué)生姓名：XXX指導(dǎo)教師：XXX XXX職稱：副教授高工黑龍江工程學(xué)院二O三年六月1 / 80The Graduation Design for Bachelors DegreeDesign of Fan Hai Hotel Foundation DitchSupporting StructureCandidate:Specialty:Civil EngineeringClass:09-5Supervisor:AssociateProf. xxxSenior Eng ine e r .細(xì)細(xì)想想H

2、eilongjiang Institute of Technology2018-06 Harbin摘要本設(shè)計為泛海酒店基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，該基坑位于黑龍江省佳木斯市境內(nèi)，基坑長為55m,寬為45m。廠區(qū)內(nèi)地形整體呈現(xiàn)則矩形，基坑開挖深度為9m,北側(cè)為居民樓，基礎(chǔ)埋深為2m,距基坑最近距離為2.5m,其余三側(cè)建筑物距基坑較遠(yuǎn)。通過方案 比選，最終確定北側(cè)采用混凝土樁錨桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，南側(cè)為幸福路，采用土釘墻錨 桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，東西兩側(cè)采用鋼板樁錨桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。本次設(shè)計主要內(nèi)容包括：設(shè)計方案必選；土壓力計算；支護結(jié)構(gòu)計算；基坑穩(wěn) 定性驗算；支護結(jié)構(gòu)的配筋；基坑的降水止水設(shè)計；基坑監(jiān)測方案設(shè)計。經(jīng)驗

3、算，該基坑設(shè)計合理，方案可行，滿足泛海酒店基坑的服務(wù)水平。關(guān)鍵詞： 基坑支護；樁錨；混凝土；土釘墻；止降水；監(jiān)測ABSTRACTThe design for the Asia Standard Hotel Excavations design, the foundation pit in Jiamusi City, Heilongjiang Province, territory, pit length 55m, width 45m. Plant in the region as a whole showed the rectangular terrain, excavation depth

4、of 9m, north of the residential building, foundation depth of 2m, distance from the nearest pit 2.5m, the remaining three sides of the building farther away from the pit. Through Alternatives. Finalize the north side of the concrete piles using bolting structural design, south of Xingfu Road, using

5、soil nail wall bolting structural design, east and west sides by steel piles bolting structural design.The desig n of the main contents in elude: Desig n Required earth pressure calculation。 supporting structural calculations。 foundation stability checking。 supporting structure reinforcement。 precip

6、itation sealing pit design。 excavation monitoring program design.Experience count, the pit design is reasonable, feasible, to meet the level of service of Fan hai Hotel pit.Key words, the foundation design is reasonable, feasible, meet the hotel foundation service level.2 / 80目錄摘要 IAbstractII第 1 章緒論

7、 11.1 選題目的和意義 11.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀 21.3 工程簡況 41.3.1 基坑周邊環(huán)境 41.3.2 工程水文地質(zhì)條件 41.4 設(shè)計依據(jù) 51.5 設(shè)計中擬解決主要問題 6第 2 章基坑支護方案的比較與選擇 72.1 基坑特點分析 72.2 深基坑支護方案的選擇 72.3 本章小結(jié) 12第 3 章土釘墻支護結(jié)構(gòu)設(shè)計 133.1 土釘墻設(shè)計參數(shù) 143.2 土釘墻整體穩(wěn)定性驗算 143.2.1第一次取圓弧153.2.2第二次取圓弧173.2.3第三次取圓弧203.2.4第四次取圓弧223.2.5第五次取圓弧253.3 土釘?shù)某休d力計算 273.4 土釘配筋計算 303.5 本章小結(jié)

8、31第 4 章混凝土樁錨支護結(jié)構(gòu)設(shè)計 324.1 支護方案 334.1.1 基本信息 334.1.2 超載信息 334.1.3 土層信息 334.1.4 土層參數(shù) 344.1.5 支錨信息 344.1.6 土壓力模型及系數(shù)調(diào)整 354.1.7 工況信息 354.2 設(shè)計結(jié)果 364.2.1 結(jié)構(gòu)計算 364.2.2 截面驗算 384.2.3 錨桿計算 394.3 整體穩(wěn)定驗算 404.4 抗傾覆穩(wěn)定性驗算抗傾覆安全系數(shù) :414.5 抗隆起驗算 434.6 抗管涌驗算 444.7 嵌固深度驗算 454.9 本章小結(jié) 47第 5 章鋼板樁錨桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計 485.1 土壓力計算 485.2 支護

9、結(jié)構(gòu)計算 495.2.1 基本信息 495.2.2 土層信息 495.2.3 土層參數(shù) 505.2.4 支錨信息 505.2.5 土壓力模型及參數(shù)調(diào)整 515.2.6 工況信息 515.3 設(shè)計結(jié)果 525.3.1 結(jié)構(gòu)計算各工況： 525.3.4 錨桿計算 555.4 整體穩(wěn)定驗算： 565.5 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 575.6 抗隆起驗算 595.7 抗管涌、抗承壓水 （突涌驗算 605.8 嵌固深度計算 615.9 本章小結(jié) 62 第 6 章基坑降水設(shè)計 636.1 概述 636.2 井點設(shè)計計算 636.2.1 降水工程的平面布置 646.2.2 確定基坑的有效半徑 646.2.3 井點管

10、埋設(shè)深度計算 646.2.4 井點系統(tǒng)的抽水影響半徑 646.2.5 計算基坑涌水量 Q656.2.6 單根井點出水量 656.2.7 確定降水井?dāng)?shù)量與井點間距 656.2.8 基坑降水驗算 666.3 本章小結(jié) 66 第 7 章基坑監(jiān)測方案設(shè)計 667.1.基坑監(jiān)測 667.1.1 基坑監(jiān)測的目的和意義 667.2 基坑監(jiān)測方案 67677.2.1 土釘墻監(jiān)測的工程 67 7.2.2土釘墻監(jiān)測工程的監(jiān)測方法及監(jiān)測精度7.3 本章小結(jié) 68 結(jié)論 69 參考文獻(xiàn) 70 致謝 72第1章緒論1.1選題目的和意義畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)土木工程專業(yè) 巖土與地下工程 方向）的培養(yǎng)目

11、標(biāo)要求及畢業(yè)生的主要服務(wù)去向，通過畢業(yè)設(shè)計，使每個學(xué)生把所學(xué) 過的專業(yè)知識綜合應(yīng)用于實際工程設(shè)計中，使理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合提高工程設(shè)計能 力，能獨立進行基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過泛海酒店基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，使學(xué)生在應(yīng)用 現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)等方面得到基本訓(xùn)練，達(dá)到對所學(xué)專業(yè)知識進 行鞏固、綜合掌握和靈活運用的目的，提高畢業(yè)生分析問題、解決問題的能力?；訛榉课萁ㄖ?、市政工程或地下建筑物在施工時需開挖的地坑。為保證基坑施 工、主體地下結(jié)構(gòu)的安全和周圍環(huán)境不受損害而采取的支護結(jié)構(gòu)、降水和土方開挖與 回填，包括勘察、設(shè)計、施工和監(jiān)測等，稱為基坑工程。它是地下基礎(chǔ)施工中內(nèi)容豐 富而富于變化的領(lǐng)

12、域，是一項風(fēng)險工程，是一門古老而具有劃時代特點的綜合性的新 型學(xué)科，它涉及到工程地質(zhì)、土力學(xué)、基礎(chǔ)工程、結(jié)構(gòu)力學(xué)、原位測試技術(shù)、施工技 術(shù)、土與結(jié)構(gòu)相互作用以及環(huán)境巖土工程等多學(xué)科問題?；庸こ滩捎玫膰o墻、支 撐 或土層錨桿）、防滲帷幕等結(jié)構(gòu)體系總稱為支護結(jié)構(gòu)。本項畢業(yè)設(shè)計選題泛海酒店基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，為詳細(xì)學(xué)習(xí)和了解與巖土工程相 關(guān)的知識，鞏固以前學(xué)習(xí)過的 深基坑支護、基礎(chǔ)工程、地基處理、土力學(xué)、工程地 質(zhì)學(xué)等）知識，并按照現(xiàn)行規(guī)范，通過對實際情況的分析把它運用到生產(chǎn)實踐中去， 同時也培養(yǎng)了調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)、收集資料和整理資料的能力。通過本次設(shè)計使自 己能夠理論聯(lián)系實際，并為以后的工作和

13、學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。選定該課題也是為了培養(yǎng)自己的綜合能力。根據(jù)土木工程專業(yè) 巖土與地下工程 方向）的培養(yǎng)目標(biāo)要求及本人畢業(yè)后的主要服務(wù)去向，通過畢業(yè)設(shè)計，能夠使我們把 所學(xué)過的專業(yè)知識綜合應(yīng)用于實際工程設(shè)計中，使理論與生產(chǎn)實踐相結(jié)合提高工程設(shè) 計能力，能獨立進行基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過泛海酒店基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，使我們在 應(yīng)用現(xiàn)行規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)指標(biāo)與經(jīng)濟指標(biāo)等方面得到基本訓(xùn)練，達(dá)到對所學(xué)專業(yè)知 識進行鞏固、綜合掌握和靈活運用的目的，提高分析問題、解決問題的能力。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，使我們對基坑支護設(shè)計的全過程有了系統(tǒng)的了解和初步的 掌握，在此過程中，我們對以前所學(xué)的知識進行了一次綜合性的復(fù)習(xí)，并

14、把零散的知識進行了一次有選擇性的系統(tǒng)綜合，從而把我們四年所學(xué)的各種知識進行了融會貫 通。在做這次畢業(yè)設(shè)計的過程中我們依據(jù)實際情況并考慮各種外界因素進行理論與實 際相結(jié)合的基坑支護設(shè)計，這次畢業(yè)設(shè)計課程，鞏固了我們的專業(yè)知識，培養(yǎng)了我們 的動手能力，對我們以后的學(xué)習(xí)和工作有深刻的指導(dǎo)意義和實際價值1.2國內(nèi)外現(xiàn)狀我國改革開放和國民經(jīng)濟持續(xù)高速增長的形勢下，全國工程建設(shè)亦突飛猛進，高 層建筑迅猛發(fā)展，建筑高度越來越高，同時各地還興建了許多大型地下市政設(shè)施、地 下商場、地鐵車站等，導(dǎo)致多層地下室逐漸增多，基坑開挖深度超過10m的比比皆是，其埋置深度也就越來越深，對基坑工程的要求越來越高，隨著人防、地

15、鐵、地下 商場、倉庫、影劇院等大量工程的建設(shè)，特別是近年來的工程實踐，城市地下空間開 挖技術(shù)得到了長足發(fā)展和提高。我國城市地下工程、隧道及井孔工程等先后采用了明 挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構(gòu)法、沉管法、凍結(jié)法及注漿法等，這些技術(shù)有的已達(dá)到 國際先進水平。促進了建筑科學(xué)技術(shù)的進步和施工技術(shù)、施工機械和建筑材料的更新 與發(fā)展。為了保證建筑物的穩(wěn)定性，建筑基礎(chǔ)都必須滿足地下埋深嵌固的要求。隨之 出現(xiàn)的問題也越來越多，這給建筑施工、特別是城市中心區(qū)的建筑施工帶來了很大的 困難。地下工程包括市政管線工程，地下倉儲工程，地下商場，地下車庫，城市地下空 間綜合開發(fā)利用等地下建筑物以及大中型平戰(zhàn)結(jié)合工程。隨著現(xiàn)

16、代化城市高密度化，生活水準(zhǔn)的高標(biāo)準(zhǔn)化，各種供給設(shè)施（如電信、電氣、煤氣、上下水等的需求量 將會急劇增加，需要改造和增設(shè)的供管線愈來愈多，解決這一問題的最好對策乃是進 行統(tǒng)一規(guī)劃與管理的城市地下共同溝（城市地下公用事業(yè)綜合隧道 ,1994年上海浦 東建成了我國第一條規(guī)模較大的張揚路共同溝。城市地下空間開發(fā)利用，目前較廣泛的有高層建筑物地下室，平戰(zhàn)結(jié)合的人防工程，如上海人民廣場地下商場，哈爾濱、 長春地下商業(yè)街等。利用地下工程恒溫恒濕，受地面干擾小，防災(zāi)抗災(zāi)能力強等的特點，我國修建了許多地下儲庫，如地下糧庫、 油庫、金庫等。隨著我國經(jīng)濟和科技 的發(fā)展，地下工程的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用深度將不斷拓展。國外城

17、市地下空間開發(fā)利用起步早，大規(guī)模的開發(fā)大約經(jīng)歷了 150多年的發(fā)展歷 程，經(jīng)驗比較成熟。國外地下空間的開發(fā)開始于建設(shè)地鐵，比如說英國倫敦1863年就建成了世界上第一條地鐵，開創(chuàng)了城市地下鐵道建設(shè)的先河，美國紐約 1865年建 設(shè)是第一條地鐵，法國的巴黎1900年建設(shè)了第一條地鐵，德國的柏林 1902年建設(shè)了 第一條地鐵，西班牙的馬德里1919年建設(shè)了第一條地鐵，日本的東京 1927年建設(shè)了 第一條地鐵，目前世界上已經(jīng)修建地鐵投資運營的國家和地區(qū)有 40多個，城市有一百多個國外地下空間的開發(fā)開始于第二次世界大戰(zhàn)，第二次世界大戰(zhàn)戰(zhàn)前加強地下工勢 建設(shè)，牽引了地下空間的開發(fā)。第二次世界大戰(zhàn)中戰(zhàn)略轟炸

18、已經(jīng)成為戰(zhàn)爭的主要樣 式，巨大的平民傷亡和財產(chǎn)損失，使各交戰(zhàn)國充分認(rèn)識加強民防工程建設(shè)，修建地下 防護設(shè)施的重要地位和作用，在遭受敵空襲時，民防和地下防護設(shè)施建設(shè)相對較好的 英國平均每受彈一噸傷亡1人，在過去的戰(zhàn)爭中，軍隊的傷亡人數(shù)和平民的傷亡人數(shù) 是20: 1，而現(xiàn)代戰(zhàn)爭軍人的傷亡人數(shù)和平民的傷亡人數(shù)是1： 20，所以在戰(zhàn)后歐洲各國在十分重視在民用建筑下面修建防空地下室，并以法律形勢加以規(guī)定，瑞士作為 一個中立國家，接近300年沒有戰(zhàn)爭，但是瑞士所有的建筑物都修建了地下防護工 程，它的地下空間的開發(fā)主要是戰(zhàn)時的防護和防災(zāi)。注重立體開發(fā)，充分利用地下空 間的多功能性，建設(shè)四通五達(dá)的地下城，從地

19、鐵交通工程、大型建筑物向地下自然的 延伸發(fā)展，到復(fù)合型地下綜合體，再到地下城，形成了地下交通、地下商業(yè)、地下疏 散干道、地下共同管溝建設(shè)的有機融合。同時，公共建筑也向地下發(fā)展，如公共圖書 館、會議中心、展覽中心、體育館、音樂廳、大型的科研實驗室等文化體育設(shè)施。國 外的地下建筑的內(nèi)部空間環(huán)境質(zhì)量、應(yīng)急系統(tǒng)和運營管理都達(dá)到了較高的水平。例 如：美國基本上是實行道路交通的地下化，比如波士頓中央大道就是經(jīng)歷了城市由高 架道路轉(zhuǎn)入地下的過程，驗證了城市道路及高架道路走進地下化的發(fā)展趨勢，美國的 地鐵建設(shè)在世界上運營最長，紐約有 443公里，車站達(dá)504個，每天有510多萬人在 地鐵里面運行，每年將近20

20、億人次，真正的市中心曼哈頓地區(qū)常住人口只有10 萬,但白天進入該地區(qū)是300萬，多數(shù)是乘坐地鐵的人員。法國也是城市地下空間開發(fā)較 早國家，一是對廢棄的礦井進行再開發(fā)利用，改變?yōu)槌鞘械南滤篮头揽赵O(shè)施，巴黎 市早在18世紀(jì)末就開發(fā)利用了幾個世紀(jì)之前的廢棄礦井，于1890年成功用于巴黎世博會中國館和印度館的設(shè)計，取得成功。二是大力建設(shè)地下車庫。三是用于保護歷史 文化景觀，比如盧浮宮改造，地上已經(jīng)沒有空間利用，就在地下擴建，成功對古典建 筑進行了現(xiàn)代化改造。鉆孔灌注樁圍護墻是排樁式中應(yīng)用最多的一種，在我國得到廣泛的應(yīng)用。其多用 于坑深715m的基坑工程，在我國北方土質(zhì)較好地區(qū)已有 89m的臂樁圍護墻

21、。鉆 孔灌注樁支護墻體的特點有：施工時無振動、無噪音等環(huán)境公害，無擠土現(xiàn)象，對周圍 環(huán)境影響小。墻身強度高，剛度大,支護穩(wěn)定性好，變形小槽鋼鋼板樁這是一種簡易的 鋼板樁圍護墻，由槽鋼正反扣搭接或并排組成。槽鋼長 68m ,型號由計算確定。其 特點為:槽鋼具有良好的耐久性，基坑施工完畢回填土后可將槽鋼拔出回收再次使用。 施工方便，工期短。不能擋水和土中的細(xì)小顆粒，在地下水位高的地區(qū)需采取隔水或降 水措施?？箯澞芰^弱，多用于深度W 4m的較淺基坑或溝槽，頂部宜設(shè)置一道支撐或拉 錨。支護剛度小，開挖后變形較大。基坑工程的發(fā)展往往是一種新的圍護型式的出現(xiàn)帶動新的分析方法的產(chǎn)生，并遵 循實踐、認(rèn)識、再

22、實踐、再認(rèn)識的規(guī)律，而走向成熟。早期的開挖常采用放坡的形 式，后來隨著開挖深度的增加，放坡面空間受到限制，產(chǎn)生了圍護開挖。迄今為止， 圍護型式已經(jīng)發(fā)展至數(shù)十種。從基坑圍護機理來講，基坑圍護方法的發(fā)展最早有放坡 開挖，然后有懸臂圍護、內(nèi)撐 或拉錨）圍護、組合型圍護等。放坡開挖需要有較大 的工作面，且開挖土方量較大。一般的支護結(jié)構(gòu)位移控制以水平位移為主，主要是水 平位移較直觀，易于監(jiān)測。水平位移控制與周邊環(huán)境的要求有關(guān)，這就是通常規(guī)范中 所謂的基坑安全等級的劃分，對于基坑周邊有較重要的構(gòu)筑物需要保護的，則應(yīng)控制 小變形，此即為通常的一級基坑的位移要求；對于周邊空曠，無構(gòu)筑物需保護的，則 位移量可大

23、一些，理論上只要保證穩(wěn)定即可，此即為通常所說的三級基坑的位移要 求；介于一級和三級之間的，則為二級基坑的位移要求。對于一級基坑的最大水平位移，一般宜不大于 30m m，對于較深的基坑，應(yīng)小于 0.3%H,H為基坑開挖深度。對于一般的基坑，其最大水平位移也宜不大于50mm。一般最大水平位移在30mm內(nèi)地面不致有明顯的裂縫，當(dāng)最大水平位移在40-50mm內(nèi)會有可見的地面裂縫。因此一般的基坑最大水平位移應(yīng)控制不大于50mm為宜，否則會產(chǎn)生較明顯的地面裂縫和沉降，感觀上會產(chǎn)生不安全的感覺。圍護結(jié)構(gòu)最早用木樁，現(xiàn)在常用鋼筋混凝土樁、地下連續(xù)墻、鋼板樁以及通過地 基處理方法采用水泥土擋墻、土釘墻等。鋼筋混

24、凝土樁設(shè)置方法有鉆孔灌注樁、人工 挖孔樁、沉管灌注樁和預(yù)制樁等。1.3工程簡況1.3.1基坑周邊環(huán)境工程簡況：擬建泛海酒店工程位于居民住宅以南，其東臨津東商場，西側(cè)為廣電 大樓，南側(cè)為幸福路。擬建建筑物地面以上7層，地下2層，總建筑面積2864m，建筑土 0.00相當(dāng)于絕對標(biāo)高35.95m整平后地面標(biāo)高為36.00m其它標(biāo)高均以此為準(zhǔn)， 地下室負(fù)二層底板頂標(biāo)高為27.55m,基坑開挖深度為9.0m,地下室采用框架結(jié)構(gòu)。 1.3.2工程水文地質(zhì)條件擬建場區(qū)地貌單元為階地，地形較平坦，自上而下有下列土層： 層雜填土：灰色，稍密，主要由碎石、碎磚、建筑垃圾組成，硬質(zhì)含量30-60%,填齡大于5年。

25、層粉質(zhì)黏土：灰色，可塑，切面光滑，無搖震反應(yīng)，干強度和韌性中等。 層粉質(zhì)黏土：灰黃色，可塑，切面光滑，干強度和韌性中等。 層黏土：黃色，可塑，局部軟塑，稍有光澤，無搖震反應(yīng)，干強度和韌度高。 層粉土：黃灰色，飽和，稍密中密，含云母碎片，顆粒級配一般。場區(qū)有一層地下水，屬孔隙潛水類型，地下水位深度在2m處。主要接受降雨、地表水、地下徑流的補給。廣電大樓U1基坑55 X45亦津東商場ECUI幸福路圖1.1基坑平面圖1.4設(shè)計依據(jù)(1中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑基坑支護技術(shù)規(guī)范VJGJ20-2018 北京：中國建筑工業(yè)出版社，2018.(2中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程 VJGJ20-

26、2018 .北京：中 國建筑工業(yè)出版社，2018.(3中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：基坑土釘支護技術(shù)規(guī)程 CECS96:97 北京：中國 建筑工業(yè)出版社，1999.(4中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范VGB50007-2002)北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.(5中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：巖土工程勘察規(guī)范 (GB50021-2001.北京：中國 建筑工業(yè)出版社，2001.（6中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 VGB50010-2002）北 京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.表1.1擬建場地土體情況一覽序號別 名 刻 重度丫(kN.3/m 土粒重度丫 s(kN.3/m 含水率3

27、 (%塑限3 L液限3 P滲透 系數(shù) k（m3/d內(nèi)摩擦角$ k（ 黏聚力Ck(kPa壓縮模量Es（MPa動力觸探 擊數(shù)Nh.51雜填土1.518.528.520.728.917.70.005108.02粉質(zhì)黏土4.519.02923.029.018.20.0821255.503粉質(zhì)黏土619.929.522.031.518.10.0722285.834黏土520.530.527.032.018.31.3183015.905粉土72232.53552.528.01.529359.0注：上表c、為直剪固快峰值強度最小平均值。1.5設(shè)計中擬解決主要問題1）支護方案的對比與優(yōu)選。2）支護的穩(wěn)定性驗算

28、問題。3）深基坑的降水止水問題。第2章基坑支護方案的比較與選擇2.1基坑特點分析(1基坑尺寸2擬建建筑物地面以上7層，地下2層，總建筑面積2864m?；娱L為55m,基坑 寬為45m。(2基坑工程重要性等級根據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程JGJ20-2018和表2.1可知，本基坑工程重要性等級為二級，y= 1.0。如表2.1基坑側(cè)壁安全等級和重要性系數(shù)表2.1基坑側(cè)壁安全等級和重要性系數(shù)安全等級破壞結(jié)果Y一級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響很嚴(yán)重1.10二級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響一般1.00三級支護結(jié)構(gòu)破壞、土體失穩(wěn)或過大變形對

29、基坑周邊環(huán)境及地下結(jié)構(gòu)施工影響不嚴(yán)重0.902.2深基坑支護方案的選擇建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120-2018中，支護結(jié)構(gòu)選型如表2.2表2.2支護結(jié)構(gòu)選型表結(jié)構(gòu)型式適用條件排樁或地下連續(xù)墻1適于基坑側(cè)壁安全等級一、二、三級2懸臂式結(jié)構(gòu)在軟土場地中不宜大于5m3當(dāng)?shù)叵滤粏J于基坑底面時，宜米用降水、排樁加載截水帷幕或地下連續(xù)墻土釘墻1.基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟土場地2基坑深度不宜大于 12m3當(dāng)?shù)叵滤桓哂诨拥酌鏁r，應(yīng)采取降 水。續(xù)上表逆作拱墻1基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用3拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/84基坑深度不宜大于 12m5.地下水位咼于基坑

30、底面時，應(yīng)采取降水或截水措施放坡1基坑側(cè)壁安全等級宜為三級2施工場地應(yīng)滿足放坡條件3可獨立或與上述其他結(jié)構(gòu)結(jié)合使用4.當(dāng)?shù)叵滤桓哂谄履_時，應(yīng)采取降水措 施土釘墻3基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級的非軟 土場地4基坑深度不宜大于 12m3.當(dāng)?shù)叵滤粏J于基坑底面時，應(yīng)采取降 水或截水帷幕逆作拱墻1. 基坑側(cè)壁安全等級宜為二、三級2. 淤泥和淤泥質(zhì)土場地不宜采用3. 拱墻軸線的矢跨比不宜小于1/84. 基坑深度不宜大于 12m5地下水位咼于基坑底面時，應(yīng)采取降水或截水措施基坑支護方案的選擇一定要符合基坑周邊環(huán)境、開挖深度、工程地質(zhì)與水文地 質(zhì)、施工作業(yè)設(shè)備和施工季節(jié)等條件，要達(dá)到安全、經(jīng)濟和實用的標(biāo)

31、準(zhǔn)。在滿足以上 的條件下，優(yōu)化基坑支護設(shè)計方案，以便達(dá)到設(shè)計安全、施工方便、工期適當(dāng)和經(jīng)濟 合理。水泥土墻，其特點主要是：充分利用了土資源，無需開采原材料，大量節(jié)約資 源；適用于多種土質(zhì)；除機械擠土的夯實水泥土樁外，其施工工藝無震動、無噪聲和 污染，減少了對周圍環(huán)境的影響；節(jié)省鋼材，施工速度快；但是其只適合基坑深度在 6m以下的基坑工程。土釘墻，其特點主要是：增強了土體破壞的延性，延緩了土體失穩(wěn)的發(fā)展過程； 如果對施工進行信息化管理，邊施工邊監(jiān)測，可減少施工風(fēng)險，保證施工安全；施工 機具輕便，技術(shù)工藝簡單易行；占地場地小，對環(huán)境干擾??；與其他基坑支護型式相 比較，施工工期較短，可以節(jié)約工期；經(jīng)

32、濟效益好，成本相對較低；但是其不太適合 在軟土中單獨使用。逆作拱墻，其特點主要是：可縮短工程施工的總工期；基坑變形小，相鄰建筑物 的沉降少；可節(jié)省地下室外墻及外墻下工程樁費用；使底板設(shè)計趨向合理；可節(jié)省支 護結(jié)構(gòu)的支撐；可節(jié)省土方挖填方費用；簡化基坑的施工工序，有明顯的經(jīng)濟效益。鋼筋混凝土樁主要特點：鋼筋混凝土板樁具有施工簡單、現(xiàn)場作業(yè)周期短等特 點，曾在基坑中廣泛應(yīng)用，但由于鋼筋混凝土板樁的施打一般采用錘擊方法，振動與 噪音大，同時沉樁過程中擠土也較為嚴(yán)重，在城市工程中受到一定限制。此外，其制 作一般在工廠預(yù)制，再運至工地，成本較灌注樁等略高。但由于其截面形狀及配筋對 板樁受力較為合理并且可

33、根據(jù)需要設(shè)計，目前已可制作厚度較大如厚度達(dá)500mm上） 的板樁，并有液壓靜力沉樁設(shè)備，故在基坑工程中仍是支護板墻的一種使用形 式。基坑支護作為一個結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)滿足穩(wěn)定和變形的要求，即通常規(guī)范所說的兩種 極限承載狀態(tài)的要求，即承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。所為承載能力極限狀 態(tài)，對基坑支護來說就是支護結(jié)構(gòu)破壞、傾倒、滑動或周邊環(huán)境的破壞，出現(xiàn)較大范 圍的失穩(wěn)。一般的設(shè)計要求是不允許支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)這種極限狀態(tài)的而正常使用極限狀 態(tài)則是指支護結(jié)構(gòu)的變形或是由于開挖引起周邊土體產(chǎn)生的變形過大，影響正常使 用，但未造成結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)。鋼板樁的類型和主要特點：1）槽鋼鋼板樁是一種簡易的鋼板樁圍護墻，由槽鋼

34、正反扣搭接或并排組成。槽鋼長68m型號由計算確定。打入地下后頂部接近地面處設(shè)一道拉錨或支撐。由于其截面抗彎能力 弱，一般用于深度不超過4m的基坑。由于搭接處不嚴(yán)密，一般不能完全止水。如地 下水位高，需要時可用輕型井點降低地下水位。一般只用于一些小型工程。其優(yōu)點是 材料來源廣，施工簡便，可以重復(fù)使用。2）熱軋鎖口鋼板樁圖2.3熱軋鎖口鋼板樁的形式有 U型、L型、一字型、H型和組合型。建筑工程中常用 前兩種，基坑深度較大時才用后兩種，但我國較少用。我國生產(chǎn)的鞍IV型鋼板樁為“拉森式” U型），其截面寬400mm、高310mm，重77kg/m，每延M樁墻的截面模量為2042cm3。除國產(chǎn)者外，我國也

35、使用一些從日本、盧森堡等國進口的鋼板樁。 鋼板樁由于一次性投資大，施工中多以租賃方式租用，用后拔出歸還。 鋼板樁的優(yōu)點是材料質(zhì)量可靠，在軟土地區(qū)打設(shè)方便，施工速度快而且簡便；有 一定的擋水能力 小趾口者擋水能力更好）；可多次重復(fù)使用；一般費用較低。其缺 點是一般的鋼板樁剛度不夠大，用于較深的基坑時支撐或拉錨）工作量大，否則變形較大；在透水性較好的土層中不能完全擋水；拔除時易帶土，如處理不當(dāng)會引起土 層移動，可能危害周圍的環(huán)境。常用的 U型鋼板樁，多用于周圍環(huán)境要求不甚高的深 58m的基坑，視支撐 拉錨）加設(shè)情況而定。(&)圖2.4圖2.3鋼板樁支護結(jié)構(gòu)a）內(nèi)撐方式；b）錨拉方式1-鋼板樁；2-

36、圍檁；3-角撐；4-立柱與支撐；5-支撐；6-錨拉桿型鋼橫擋板圖2.4型鋼橫擋板圍護墻亦稱樁板式支護結(jié)構(gòu)。這種圍護墻由工字鋼或H型鋼）樁和橫擋板 亦稱襯板）組成，再加上圍檁、支撐等則一種支護體系。施工時先按一定間 距打設(shè)工字鋼或H型鋼樁，然后在開挖土方時邊挖邊加設(shè)橫擋板。施工結(jié)束拔出工字 鋼或H型鋼樁，并在安全允許條件下盡可能回收橫擋板。型鋼橫擋板支護結(jié)構(gòu)1-工字鋼H型鋼）；2-八字撐；3-腰梁；4-橫擋板；5-垂直聯(lián)系桿件；6-立柱；7-橫撐；8-立柱上的支撐件；9-水平聯(lián)系桿橫擋板直接承受土壓力和水壓力，由橫擋板傳給工字鋼樁，再通過圍檁傳至支撐或拉錨。橫擋板長度取決于工字鋼樁的間距和厚度由

37、計算確定，多用厚度60mm的木板或預(yù)制鋼筋混凝土薄板。型鋼橫擋板圍護墻多用于土質(zhì)較好、地下水位較低的地區(qū)，我國北京地下鐵道工 程和某些高層建筑的基坑工程曾使用過。鉆孔灌筑樁圖2.5根據(jù)目前的施工工藝，鉆孔灌筑樁為間隔排列，縫隙不小于 100mm，因此它不 具備擋水功能，需另做擋水帷幕，目前我國應(yīng)用較多的是厚 1.2m的水泥土攪拌樁。 用于地下水位較低地區(qū)則不需做擋水帷幕。鉆孔灌筑樁施工無噪聲、無振動、無擠土，剛度大，抗彎能力強，變形較小，幾 乎在全國都有應(yīng)用。多用于基坑側(cè)壁安全等級為一、二、三級，坑深715m的基坑工程，在土質(zhì)較好地區(qū)已有89m懸臂樁，在軟土地區(qū)多加設(shè)內(nèi)支攪 或拉錨），懸 臂式

38、結(jié)構(gòu)不宜大于5m。樁徑和配筋計算確定，常用直徑 600、700、800、900、 1000mm。65圖2.5鉆孔灌筑樁排圍護墻1-圍檁；2-支撐；3-立柱；4-工程樁；5-鉆孔灌筑樁圍護墻；6-水泥土攪拌樁擋水帷幕；7-坑底水泥土攪拌樁加固有的工程為不用支撐簡化施工，采用相隔一定距離的雙排鉆孔灌筑樁與樁頂橫梁 組成空間結(jié)構(gòu)圍護墻，使懸臂樁圍護墻可用于 -14.5m的基坑圖2.6。如基坑周圍狹窄，不允許在鉆孔灌筑樁后再施工1.2m厚的水泥土樁擋水帷幕時，可考慮在水泥土樁中套打鉆孔灌筑樁。地下連續(xù)墻主要優(yōu)缺點：地下連續(xù)墻是于基坑開挖之前，用特殊挖槽設(shè)備、在泥 漿護壁之下開挖深槽，然后下鋼筋籠澆筑混

39、凝土形成的地下土中的混凝土墻。我國于20世紀(jì)70年代后期開始出現(xiàn)壁板式地下連續(xù)墻，此后用于深基坑支護結(jié)構(gòu)。 目前常用的厚度為600、800、1000mm，多用于-12m以下的深基坑。地下連續(xù)墻用作圍護墻的優(yōu)點是：施工時對周圍環(huán)境影響小，能緊鄰建構(gòu)）筑物等進行施工；剛度大、整體性好，變形小，能用于深基坑；處理好接頭能較好地抗 滲止水；如用逆作法施工，可實現(xiàn)兩墻合一，能降低成本。由于具備上述優(yōu)點，我國一些重大、著名的高層建筑的深基坑，多采用地下，根 據(jù)本次基坑工程的勘察資料和以往的工程經(jīng)驗，擬建基坑馬路那側(cè)采用土釘墻支護結(jié) 構(gòu)?？拷≌粋?cè)采用混凝土樁錨桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計，靠近津東商場一側(cè)采用鋼板樁錨

40、桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計形式。2.3本章小結(jié)通過本章了解基坑支護設(shè)計的基本要求，掌握了國內(nèi)常用的集中基坑支護方式的特 點及適用條件，結(jié)合這次選題的工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件及周邊環(huán)境確立了三種 支護方案：即在南側(cè)采用土釘墻支護結(jié)構(gòu)、北側(cè)采用混凝土錨桿支護結(jié)構(gòu)、西側(cè)東側(cè) 采用鋼板樁錨桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計。第3章土釘墻支護結(jié)構(gòu)設(shè)計在南側(cè)幸福路那側(cè)采用了土釘墻錨桿支護結(jié)構(gòu)設(shè)計q=10kpa1仃卩卄fl0090001 081 081 081 081HB00l=l2m-HB0O|=l2m啊 l=2m_圖3.1 土釘墻布置3.1 土釘墻設(shè)計參數(shù)1)開挖坡度為1:0.2;2)開挖深度為9m3) 土釘成孔直徑為120mm 土

41、釘長擬定為12m4)布置4道土釘；5)土釘傾角均為10o6)土釘水平間距為1.8m豎向間距1.8m7)基坑周邊設(shè)計荷載取均布荷載 ；q=10kPa3.2 土釘墻整體穩(wěn)定性驗算土釘墻驗算施工期不同開挖深度及基地面可能滑動可以按圓弧滑動簡單條分法整 體穩(wěn)定性驗算遲一吋 +qbj 吒Gj)cos 色 tanj+送 備 lcos(8k+%)+妙v】/Sx,k、p3.1)、 (qjbj LGj)sin 耳式中：Ks 圓弧滑動穩(wěn)定安全系數(shù)，安全等級為二級，三級的土釘墻，Ks分別不應(yīng)小于1.3、1.25；Ks,j 第i個圓弧滑動體的抗滑力矩與滑動力力矩的比值；抗滑力矩與滑動力矩之比的最小值宜通過搜索不同圓心

42、及半徑的所有潛在滑動圓弧確定；o, j 分別為第j 土條滑弧面處土的黏聚力kpa)、內(nèi)摩擦o)r。一一基坑側(cè)壁重要系數(shù)；lj 第j 土條的滑弧長度；上G第j 土條的自重，按天然重度計算；耳第j 土條滑弧面終點處的法線與垂直面的夾角 0)；k 土釘與水平面的夾角；4 滑弧面在第k層土釘或錨桿出的法線與垂直面得夾角 第一次取圓弧滑裂面驗算土釘墻整體穩(wěn)定性計算如圖3.2所示:m-xlas圖3.2驗算土釘墻整體穩(wěn)定性計算q =28 q =25： C3 = (6814.61-6000)X28+(6000-4745.1):25 靳 使4 = 1254.9814.61 .(4745.1 1500_汽25 +

43、1500 漢8)“=19.623245.1 1500智=(6814.61 6000)x28+(6000 4745.1)75_ 21 39 =1254.9 814.61(4745.1 -1500) 21 1500 103245.1 +1500= 17.52bj : b = b2 =b3 = b4 = 2.004m3 :=13卜-30 3Lj : L1 =3.7m L2 =2.364m L3 =2.878m L4 =5.480m荷載:q1 =q2 =q3 =q4 =10kpa1500 18.5 4500 19.0 3000 19.919.21619000y 1500 8.5 +4500 9.0 +

44、(8002.37 6000) 9.9“ =L= 19.13128002.371500 18.54500 19.0 (6814.61 -6000) 19.9“18.9973 6814.611500 18.5 4500 19.0(4745.1 -1500) 19.0 dO O/ld、執(zhí)=18.8414 4745.1心仆二襯 S1 =19.216 23.37 =449.142G2V2 S2 =19.131 15.142=289.698G3 = 3 S3 = 18.997 117.274 = 222.785G14 二 4 S4 =18.841 48.499 = 91.377Rkj - : dj qsk

45、jliRKj1=3.140.12504.373=82.387RKj2=3.140.12505.094= 95.970RKj3=3.140.12506.265=118.032RKj4=3.140.12508.135=153.263=10：* : F =64 V2 =533=41 =27Sxk =1.5mv 二 0.5sin( x tk)tan 1 =0.5s in( 64 10)ta n21 =0.184-2 =0.5sin(53； 10：l) tan21 =0.152-3=0.5si n( 415； 10)ta n22 =0.156；4 =0.5s in (27； 10:)ta n22； =0

46、.121、alj - (qjbj =Gj)cosEtan j =673.3228 3.7 (10 2.044 449.14) cos13 tan2228 2.364 (10 2.044289.69) cos30 tan22；26.1 2.878 (10 2.044 222.78) cos45 tan21.3:：19.62 5.48 (10 2.044 91.377) cos67 tan17.522 ： = 726.319送 RKkcos(Ok+o(k)+W v/S =82.387 qcos(64, +10：) +0.194/8203.5 xcos(53 +10)+0.152+243.0 xco

47、s(41* +10：) +0.156308.0cos(2/ +10：) +0.121/8= 281.3787 (qjbj ：&；Gj)sin J= (10 2.044 449.142)sin13 ； (10 2.044 289.698)sin 30：(10 2.044 222.785)sin 45； (10 2.044 91.377)sin 67 = 535.086ks,726.319 281.378 刊.883 1.3因此滿足要求。535.0863.2.2第二次取圓弧圓心為：o2=5.35m, 土條寬1.789m從左至右標(biāo)號1.2.3.4cj: q = 28 g = 28 q = 25c4(

48、3951.72 -1500)2515008 十.542451.72 1500= 22： 2 =223 =21；f“21 2451.72 10 1500j：3951.7216.82bj :b1 = b2 = b3 = b4 = 1.789Qj - )1 =21= =363 =4854 =65、Lj 九1 M.003mL2 =2.32mL3 二葫沆彳 M.369mq1 =q2 =q3 =q4 =10kpa第二次取圓弧滑裂面驗算土釘墻整體穩(wěn)定性計算如圖3.3所示圖3.3驗算土釘墻整體穩(wěn)定性計算G1500 18.5 4500 19.0 3000 19.9“ 一廠19.2161 90001500 18.

49、5 4500 19.0 (7364.53 -6000) 19.9 19.062 7364.53= 18.8751500 18.5 (6013.76-1500) 19.06013.76= 18.811500 18.5 (3951.72-1500) 19.03951.72G21 二 1 S1 =19.216 219.929 =422.616GS 19.06 125.133 =238.85022 22G h；沁 Sc =18.875 92.477 =174.55023 33G24=4SS4= 18.81 36.845 =69.306RkjY j qskjR 3.14 0.12 50 5.272 =9

50、9.324 kj1R=3.14 0.12 50 6.0 =113.04kj2R-3.14 0.12 50 7.1 =135.516kj 3R 3.14 0.12 50 9.0 =169.597 kj4:k =10IJ-k : t = 60 = 51= 41293 4Sx,k =1.8mv 二 0.5sin()k 叱：k)tan1 0.5si n( 60 10)ta n21 -0.1803 =0.5si n( 51 10)ta n21 =0.1678 =0.5si n(41 10)ta n22； =0.1564 = 0.5sin(29 10)tan22】 =0.127、clj (qb =G)co

51、s Rtan j=28 4.003 (10 1.884 422.616)cos21； tan2228 2.302 (10 1.884 238.50)cos36； tan2225 2.780 (10 1.884 174.557)cos48 tan2118.54 4.369 (10 1.884 69.306)cos65 tan 16.82二 650.925E RKkC0S(8k+ak) + 屮 v /= 99.324 cos(60；10；) 0.14226.Vcos(51 +10：)+0.1678/.8260.6 cos(41：10：)0.156285.4 cos(29；10)0.127= 214

52、.11 二(qjbg)sin R= (10 1.864 422.616)sin 21(10 1.864238.504)sin 36(10 1.864 174.55)sin 48；(10 1.86469.306)sin 65 =532.551ks, j650.925 214.11532.551=1.6241.3滿足要求3.2.3第三次取圓弧圓心為：。3 =8.05 土條寬1.789m.從左至右標(biāo)號1.2.3.4第三次取圓弧滑裂面驗算土釘墻整體穩(wěn)定性計算如圖3.4所示:圖3.4 土釘墻整體穩(wěn)定性計算圖3.4c _ (7090.67 6000)28+(6000 5602.27)25 _27炎 cj

53、: q = 28 2 _-.3549.67。4 =(3549.67 -1500)25150087.816C3 二 253549.67j :心21；二(7090.62 -6000)22 +(6000 5602.27)21 二廠訟2 一1488.35-.3 =21：2049.67 211500 10 =16.3513549.67bj : 3 = b2 = b3 = b4 = b5 = 1.789md :-勺=28 m =40 M =50 二4 =63：Lj L = 3.780m L2 = 2.769m L3 = 2.327m L4 = 3.956mq 二 q?二 q3 二 q。=10kpa1 =1

54、9.216= 19.031500 18.5 4500 19.0 (7090.62 -6000) 19.97090.621500 18.5 (5602.27 -1500) 19.0=18.865602.27= 16.871500 18.5 (3549.67 -1500) 19.0=0.5sin 42： 10； tan21 =0.151-4 =0.5sin 32； 10 tan22： =0.135 clj (qbG)cosvjtan j二28 3.78010 1.789 381.22 cos28 tan22川(28 2.76910 1.789 214.765 cos40tan21.7，：l川(25 2.327 10