擋土結(jié)構(gòu)與基坑工程課程設(shè)計(jì)

1、 擋土結(jié)構(gòu)與基坑工程課程設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè) 土木工程 姓名 班級(jí) 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)老師 河海大學(xué)土木與交通學(xué)院2015年1月 一、工程概況1.1 工程資料鹽城供電局二樓24層高層住宅位于通榆路和工農(nóng)路交匯處，一層地下室，基坑深4.75.1m，一個(gè)600T埋入式水池和泵房，水池基坑深4.5m。A幢基坑南面6m處是一幢四層住宅，鋼筋混凝土條基。西南角距基坑8m處是一幢七層住宅，沉管灌注樁基礎(chǔ)，樁長(zhǎng)15.0m。B幢和水池距工農(nóng)路邊僅12m。1.2工程地質(zhì)與水文地質(zhì)概況1.2.1工程地質(zhì)條件序號(hào) 土類(lèi)型 土層厚 容重 飽和容重 粘聚力 內(nèi)摩擦角 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) 1 素填土

2、 1.200 19.5 20.0 26.0 10.4 2 粘性土 1.000 19.2 18.0 26.0 14.3 3 淤泥質(zhì)土 9.600 17.6 18.0 14.0 11.8 1.2.2水文地質(zhì)條件場(chǎng)地地下水位-0.6-0.9m，滲透系數(shù)為0.05m/d。二、基坑支護(hù)方案設(shè)計(jì)與選擇2.1 設(shè)計(jì)原則1.設(shè)計(jì)方案是根據(jù)場(chǎng)地工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件，以及場(chǎng)地周邊環(huán)境條件等要求確定； 2.防止由于基坑開(kāi)挖，四周路面、地下構(gòu)筑物及管線(xiàn)發(fā)生大的變形； 3.盡可能保證基坑開(kāi)挖、施工、以及地下室防水的便利； 4.保證安全，優(yōu)化方案，使得工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)合理。2.2基坑支護(hù)形式的選擇土釘墻圍護(hù)結(jié)構(gòu)土釘墻圍護(hù)結(jié)

3、構(gòu)的機(jī)理可理解為通過(guò)在基坑邊坡中設(shè)置土釘，形成加筋土重力式擋墻，起到擋土作用。土釘墻圍護(hù)適用于地下水位以上或者人工降水后的粘性土、粉土、雜填土及非松散砂土、卵石土等；不適用于淤泥質(zhì)及未經(jīng)降水處理地下水以下的土層地基中基坑圍護(hù)。土釘墻圍護(hù)基坑深度一般不超過(guò)18m，使用期限不超過(guò)18月。 考慮到基坑深度較淺，土釘支護(hù)能基本滿(mǎn)足需求，并達(dá)到經(jīng)濟(jì)性、施工快速簡(jiǎn)便和基坑內(nèi)有充足施施工空間的目地。故采用土釘墻加網(wǎng)噴混凝土的支護(hù)方案，并輔以降水。2.3降水方案的選擇基坑工程土方開(kāi)挖和基礎(chǔ)施工過(guò)程中常會(huì)遇到地表和地下水的大量侵入，造成地基浸泡，使地基承載力降低；或出現(xiàn)管涌、流沙、坑底隆起、坑外地層過(guò)度變形等現(xiàn)

4、象，導(dǎo)致破壞邊坡穩(wěn)定，影響鄰近建（構(gòu)）筑物使用安全和工程順利進(jìn)行，因此基坑要設(shè)置排降水措施。采用井點(diǎn)降水法。井點(diǎn)的平面布置：當(dāng)基坑或溝槽寬度小于6m，且降水深度不超過(guò)5m時(shí)，可用單排線(xiàn)狀井點(diǎn)，布置在地下水流的上游一側(cè)，兩端延伸長(zhǎng)度以不小于槽寬為宜。如寬度大于6m或土質(zhì)不良，則用雙排線(xiàn)狀井點(diǎn)。面積較大的基坑宜用環(huán)狀井點(diǎn)，有時(shí)也可布置成U形，以利于挖土機(jī)和運(yùn)土車(chē)輛出入基坑。井點(diǎn)管距離基坑壁一般可取0.71.0m，以防局部漏氣。井點(diǎn)管間距一般為0.8m、1.2m、1.6m，由計(jì)算或試驗(yàn)確定。井點(diǎn)管在總管四角部位應(yīng)適當(dāng)加密。井點(diǎn)高程布置：井點(diǎn)的埋設(shè)深度H(不包括濾管)。HH1+h+IL(m)H1井管埋

5、設(shè)面至基坑底的距離；h基坑中心處底面至降低后地下水位的距離，一般為0.5?1.0m；I地下水降落坡度，雙排或環(huán)狀井點(diǎn)1/10，單排井點(diǎn)為1/41/5；L井點(diǎn)管至基坑中心的水平距離。同時(shí)還應(yīng)考慮井點(diǎn)管一般要露出面0.2m左右，無(wú)論在任何情況下，濾管必須埋在透水層內(nèi)，為了充分利用抽吸能力，總管的布置接近地下水位線(xiàn)，應(yīng)事先挖槽，水泵軸心標(biāo)高宜與總管平行或略低于總管，總管應(yīng)具有0.250.5%坡度(坡向泵層)，各段總管與濾管最好分別設(shè)在同一水平面，不宜高低懸殊。三、基坑支護(hù)設(shè)計(jì)計(jì)算3.1 水池基坑 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 - 設(shè)計(jì)條件 - 基本參數(shù) 所依據(jù)的規(guī)程或方法：建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 120-99基坑深

6、度： 4.500(m)基坑內(nèi)地下水深度： 20.000(m)基坑外地下水深度： 20.000(m)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)： 1.000土釘荷載分項(xiàng)系數(shù)： 0.000土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)： 1.300整體滑動(dòng)分項(xiàng)系數(shù)： 1.300 坡線(xiàn)參數(shù) 坡線(xiàn)段數(shù) 1序號(hào) 水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角(°) 1 2.253 4.500 63.4 土層參數(shù) 土層層數(shù) 4序號(hào) 土類(lèi)型 土層厚 容重 飽和容重 粘聚力 內(nèi)摩擦角 釘土摩阻力 錨桿土摩阻力 水土 (m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa) 1 素填土 1.200 19.5 20.0 26.0 10.

7、4 60.0 18.0 合算 2 粘性土 1.000 19.2 18.0 26.0 14.3 80.0 40.0 分算 3 淤泥質(zhì)土 9.600 17.6 18.0 14.0 11.8 80.0 120.0 分算 4 粘性土 50.000 18.0 18.0 10.0 15.0 80.0 24.0 分算 超載參數(shù) 超載數(shù) 0序號(hào) 超載類(lèi)型 超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線(xiàn)距離(m) 形式 長(zhǎng)度(m) 土釘參數(shù) 土釘?shù)罃?shù) 4序號(hào) 水平間距(m) 垂直間距(m) 入射角度(度) 鉆孔直徑(mm) 1 1.500 1.200 10.0 130 2 1.500 1.000

8、10.0 130 3 1.500 1.000 10.0 130 4 1.500 1.000 10.0 130 花管參數(shù) 基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0 錨桿參數(shù) 錨桿道數(shù) 0 坑內(nèi)土不加固 施工過(guò)程中局部抗拉滿(mǎn)足系數(shù): 1.000施工過(guò)程中內(nèi)部穩(wěn)定滿(mǎn)足系數(shù): 1.000 內(nèi)部穩(wěn)定設(shè)計(jì)條件 考慮地下水作用的計(jì)算方法：總應(yīng)力法土釘拉力在滑面上產(chǎn)生的阻力的折減系數(shù)： 0.500圓弧滑動(dòng)坡底截止深度(m)： 0.000(m)圓弧滑動(dòng)坡底滑面步長(zhǎng)(m)： 1.000(m)- 設(shè)計(jì)結(jié)果 - 局部抗拉設(shè)計(jì)結(jié)果 工況 開(kāi)挖深度 破裂角 土釘號(hào) 設(shè)計(jì)長(zhǎng)度 最大長(zhǎng)度(工況) 拉力標(biāo)準(zhǔn)值 拉力設(shè)計(jì)值 (m

9、) (度) (m) (m) Tjk(kN) Tj(kN) 1 1.200 36.9 0 2 2.200 37.8 0 3 3.200 37.7 1 1.310 1.310( 3) 9.9 0.0 4 4.500 37.7 1 2.165 2.165( 4) 0.0 0.0 2 1.509 1.509( 4) 3.7 0.0 5 4.500 37.7 1 2.165 2.165( 4) 0.0 0.0 2 1.509 1.509( 4) 3.7 0.0 3 0.853 0.853( 5) 15.1 0.0 4 0.197 0.197( 5) 19.5 0.0 內(nèi)部穩(wěn)定設(shè)計(jì)結(jié)果 工況號(hào) 安全系數(shù)

10、圓心坐標(biāo)x(m) 圓心坐標(biāo)y(m) 半徑(m) 土釘號(hào) 土釘長(zhǎng)度 1 6.279 1.624 5.615 2.315 2 3.441 1.469 5.013 2.731 3 2.011 0.777 5.243 3.945 1 2.165 4 1.310 -0.164 3.359 3.363 1 2.165 2 1.509 5 1.310 -0.164 3.359 3.363 1 2.165 2 1.509 3 0.853 4 0.197 土釘選筋計(jì)算結(jié)果 土釘號(hào) 土釘拉力(抗拉) 土釘拉力(穩(wěn)定) 計(jì)算鋼筋面積 配筋 配筋面積 1 0.0 21.4 101.9 1d12 113.1 2 0.0

11、 0.0 78.5 (構(gòu)造)1d10 78.5 3 0.0 0.0 78.5 (構(gòu)造)1d10 78.5 4 0.0 0.0 78.5 (構(gòu)造)1d10 78.5 噴射混凝土面層計(jì)算 計(jì)算參數(shù) 厚度： 100(mm)混凝土強(qiáng)度等級(jí): C30配筋計(jì)算as: 15(mm)水平配筋: d8150豎向配筋: d8150配筋計(jì)算as: 15荷載分項(xiàng)系數(shù): 1.200 計(jì)算結(jié)果 編號(hào) 深度范圍 荷載值(kPa) 軸向 M(kN.m) As(mm2) 實(shí)配As(mm2) 1 0.00 1.20 0.0 x 0.000 306.4(構(gòu)造) 335.1 y 0.000 306.4(構(gòu)造) 335.1 2 1.2

12、0 2.20 0.0 x 0.000 306.4(構(gòu)造) 335.1 y 0.000 306.4(構(gòu)造) 335.1 3 2.20 3.20 13.4 x 0.378 306.4(構(gòu)造) 335.1 y 0.977 306.4(構(gòu)造) 335.1 4 3.20 4.20 27.4 x 0.770 306.4(構(gòu)造) 335.1 y 1.992 306.4(構(gòu)造) 335.1 5 4.20 4.50 36.4 x 0.000 306.4(構(gòu)造) 335.1 y 0.410 306.4(構(gòu)造) 335.1 外部穩(wěn)定計(jì)算參數(shù) 所依據(jù)的規(guī)程： 建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50007-2002土釘墻計(jì)算寬度

13、: 10.000(m)墻后地面的傾角: 0.0(度)墻背傾角: 90.0(度)土與墻背的摩擦角: 10.0(度)土與墻底的摩擦系數(shù): 0.300墻趾距坡腳的距離: 0.000(m)墻底地基承載力: 400.0(kPa)抗水平滑動(dòng)安全系數(shù)： 1.300抗傾覆安全系數(shù)： 1.600 外部穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果 重力: 734.9(kN)重心坐標(biāo): ( 5.553, 2.210）超載: 0.0(kN)超載作用點(diǎn)x坐標(biāo): 0.000(m)土壓力: -19.7(kN)土壓力作用點(diǎn)y坐標(biāo): 1.530(m)3.2 A幢B幢基坑 設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖 - 設(shè)計(jì)條件 - 基本參數(shù) 所依據(jù)的規(guī)程或方法：建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程JGJ 1

14、20-99基坑深度： 5.000(m)基坑內(nèi)地下水深度： 20.000(m)基坑外地下水深度： 20.000(m)基坑側(cè)壁重要性系數(shù)： 1.000土釘荷載分項(xiàng)系數(shù)： 1.250土釘抗拉抗力分項(xiàng)系數(shù)： 1.300整體滑動(dòng)分項(xiàng)系數(shù)： 1.300 坡線(xiàn)參數(shù) 坡線(xiàn)段數(shù) 1序號(hào)水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角(°) 1 2.504 5.000 63.4 土層參數(shù) 土層層數(shù) 4序號(hào)土類(lèi)型土層厚容重飽和容重粘聚力內(nèi)摩擦角釘土摩阻力錨桿土摩阻力水土(m) (kN/m3) (kN/m3) (kPa) (度) (kPa) (kPa)1 素填土 1.200 19.5 20.0 26.0 10.4 60

15、.0 18.0 合算 2 粘性土 1.000 19.2 18.0 26.0 14.3 80.0 40.0 分算 3 淤泥質(zhì)土 9.600 17.6 18.0 14.0 11.8 80.0 120.0 分算 4 粘性土 50.000 18.0 18.0 10.0 15.0 80.0 24.0 分算 超載參數(shù) 超載數(shù) 0序號(hào)超載類(lèi)型超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線(xiàn)距離(m) 形式長(zhǎng)度(m) 土釘參數(shù) 土釘?shù)罃?shù) 4序號(hào)水平間距(m) 垂直間距(m) 入射角度(度) 鉆孔直徑(mm) 1 1.500 1.200 10.0 130 2 1.500 1.000 10.0 130

16、 3 1.500 1.000 10.0 130 4 1.500 1.000 10.0 130 花管參數(shù) 基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0基坑內(nèi)側(cè)花管排數(shù) 0 錨桿參數(shù) 錨桿道數(shù) 0 坑內(nèi)土不加固 施工過(guò)程中局部抗拉滿(mǎn)足系數(shù): 1.000施工過(guò)程中內(nèi)部穩(wěn)定滿(mǎn)足系數(shù): 1.000 內(nèi)部穩(wěn)定設(shè)計(jì)條件 考慮地下水作用的計(jì)算方法：總應(yīng)力法土釘拉力在滑面上產(chǎn)生的阻力的折減系數(shù)： 0.500圓弧滑動(dòng)坡底截止深度(m)： 0.000(m)圓弧滑動(dòng)坡底滑面步長(zhǎng)(m)： 1.000(m)- 設(shè)計(jì)結(jié)果 - 局部抗拉設(shè)計(jì)結(jié)果 工況開(kāi)挖深度破裂角土釘號(hào)設(shè)計(jì)長(zhǎng)度最大長(zhǎng)度(工況) 拉力標(biāo)準(zhǔn)值拉力設(shè)計(jì)值 (m) (度) (m) (m)

17、Tjk(kN) Tj(kN) 1 1.200 36.9 0 2 2.200 37.8 0 3 3.200 37.7 1 1.803 1.803( 3) 9.9 12.4 4 4.500 37.7 1 2.165 2.165( 4) 0.0 0.0 2 1.692 1.692( 4) 3.7 4.6 5 5.000 37.7 1 2.494 2.494( 5) 0.0 0.0 2 2.021 2.021( 5) 3.7 4.6 3 1.932 1.932( 5) 15.1 18.9 4 2.267 2.267( 5) 35.0 43.8 內(nèi)部穩(wěn)定設(shè)計(jì)結(jié)果 工況號(hào)安全系數(shù)圓心坐標(biāo)x(m) 圓心坐標(biāo)

18、y(m) 半徑(m) 土釘號(hào)土釘長(zhǎng)度 1 6.279 1.874 6.115 2.315 2 3.441 1.719 5.513 2.731 3 2.042 1.027 5.743 3.945 1 2.494 4 1.344 0.086 3.859 3.363 1 2.494 2 2.021 5 1.328 0.439 5.573 5.590 1 2.494 2 2.021 3 1.932 4 2.267 土釘選筋計(jì)算結(jié)果 土釘號(hào)土釘拉力(抗拉) 土釘拉力(穩(wěn)定) 計(jì)算鋼筋面積配筋配筋面積 1 12.4 30.7 146.2 1d14 153.9 2 4.6 12.4 59.1 1d12 113.1 3 18.9 28.6 136.4 1d14 153.9 4 43.8 1.4 208.5 1d18 254.5 噴射混凝土面層計(jì)算 計(jì)算參數(shù) 厚度： 100(mm)混凝土強(qiáng)度等級(jí): C30配筋計(jì)算as: 15(mm)水平配筋: d8150豎向配筋: d8150配筋計(jì)算as: 15荷載分項(xiàng)系數(shù): 1.200 計(jì)算結(jié)果 編號(hào)深度范圍荷載值(kPa) 軸向 M(kN.m) As(mm2)