擋土結構與基坑工程課程設計

1、 擋土結構與基坑工程課程設計 專業(yè) 土木工程 姓名 班級 學號 指導老師 河海大學土木與交通學院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路交匯處，一層地下室，基坑深4.75.1m，一個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，樁長15.0m。B幢和水池距工農路邊僅12m。1.2工程地質與水文地質概況1.2.1工程地質條件序號 土類型 土層厚 容重 飽和容重 粘聚力 內摩擦角 (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 淤泥質土 9.600 17.6 18.0 14.0 11.8 1.2.2水文地質條件場地地下水位-0.6-0.9m，滲透系數為0.05m/d。二、基坑支護方案設計與選擇2.1 設計原則1.設計方案是根據場地工程地質和水文地質條件，以及場地周邊環(huán)境條件等要求確定； 2.防止由于基坑開挖，四周路面、地下構筑物及管線發(fā)生大的變形； 3.盡可能保證基坑開挖、施工、以及地下室防水的便利； 4.保證安全，優(yōu)化方案，使得工程造價經濟合理。2.2基坑支護形式的選擇土釘墻圍護結構土釘墻圍護結

3、構的機理可理解為通過在基坑邊坡中設置土釘，形成加筋土重力式擋墻，起到擋土作用。土釘墻圍護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；不適用于淤泥質及未經降水處理地下水以下的土層地基中基坑圍護。土釘墻圍護基坑深度一般不超過18m，使用期限不超過18月。 考慮到基坑深度較淺，土釘支護能基本滿足需求，并達到經濟性、施工快速簡便和基坑內有充足施施工空間的目地。故采用土釘墻加網噴混凝土的支護方案，并輔以降水。2.3降水方案的選擇基坑工程土方開挖和基礎施工過程中常會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；或出現管涌、流沙、坑底隆起、坑外地層過度變形等現

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

5、設面至基坑底的距離；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1/10，單排井點為1/41/5；L井點管至基坑中心的水平距離。同時還應考慮井點管一般要露出面0.2m左右，無論在任何情況下，濾管必須埋在透水層內，為了充分利用抽吸能力，總管的布置接近地下水位線，應事先挖槽，水泵軸心標高宜與總管平行或略低于總管，總管應具有0.250.5%坡度(坡向泵層)，各段總管與濾管最好分別設在同一水平面，不宜高低懸殊。三、基坑支護設計計算3.1 水池基坑 設計簡圖 - 設計條件 - 基本參數 所依據的規(guī)程或方法：建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 120-99基坑深

6、度： 4.500(m)基坑內地下水深度： 20.000(m)基坑外地下水深度： 20.000(m)基坑側壁重要性系數： 1.000土釘荷載分項系數： 0.000土釘抗拉抗力分項系數： 1.300整體滑動分項系數： 1.300 坡線參數 坡線段數 1序號 水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角(°) 1 2.253 4.500 63.4 土層參數 土層層數 4序號 土類型 土層厚 容重 飽和容重 粘聚力 內摩擦角 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 超載數 0序號 超載類型 超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線距離(m) 形式 長度(m) 土釘參數 土釘道數 4序號 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 基坑內側花管排數 0基坑內側花管排數 0 錨桿參數 錨桿道數 0 坑內土不加固 施工過程中局部抗拉滿足系數: 1.000施工過程中內部穩(wěn)定滿足系數: 1.000 內部穩(wěn)定設計條件 考慮地下水作用的計算方法：總應力法土釘拉力在滑面上產生的阻力的折減系數： 0.500圓弧滑動坡底截止深度(m)： 0.000(m)圓弧滑動坡底滑面步長(m)： 1.000(m)- 設計結果 - 局部抗拉設計結果 工況 開挖深度 破裂角 土釘號 設計長度 最大長度(工況) 拉力標準值 拉力設計值 (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 內部穩(wěn)定設計結果 工況號 安全系數

10、圓心坐標x(m) 圓心坐標y(m) 半徑(m) 土釘號 土釘長度 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 土釘選筋計算結果 土釘號 土釘拉力(抗拉) 土釘拉力(穩(wěn)定) 計算鋼筋面積 配筋 配筋面積 1 0.0 21.4 101.9 1d12 113.1 2 0.0

11、 0.0 78.5 (構造)1d10 78.5 3 0.0 0.0 78.5 (構造)1d10 78.5 4 0.0 0.0 78.5 (構造)1d10 78.5 噴射混凝土面層計算 計算參數 厚度： 100(mm)混凝土強度等級: C30配筋計算as: 15(mm)水平配筋: d8150豎向配筋: d8150配筋計算as: 15荷載分項系數: 1.200 計算結果 編號 深度范圍 荷載值(kPa) 軸向 M(kN.m) As(mm2) 實配As(mm2) 1 0.00 1.20 0.0 x 0.000 306.4(構造) 335.1 y 0.000 306.4(構造) 335.1 2 1.2

12、0 2.20 0.0 x 0.000 306.4(構造) 335.1 y 0.000 306.4(構造) 335.1 3 2.20 3.20 13.4 x 0.378 306.4(構造) 335.1 y 0.977 306.4(構造) 335.1 4 3.20 4.20 27.4 x 0.770 306.4(構造) 335.1 y 1.992 306.4(構造) 335.1 5 4.20 4.50 36.4 x 0.000 306.4(構造) 335.1 y 0.410 306.4(構造) 335.1 外部穩(wěn)定計算參數 所依據的規(guī)程： 建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007-2002土釘墻計算寬度

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: 0.300墻趾距坡腳的距離: 0.000(m)墻底地基承載力: 400.0(kPa)抗水平滑動安全系數： 1.300抗傾覆安全系數： 1.600 外部穩(wěn)定計算結果 重力: 734.9(kN)重心坐標: ( 5.553, 2.210）超載: 0.0(kN)超載作用點x坐標: 0.000(m)土壓力: -19.7(kN)土壓力作用點y坐標: 1.530(m)3.2 A幢B幢基坑 設計簡圖 - 設計條件 - 基本參數 所依據的規(guī)程或方法：建筑基坑支護技術規(guī)程JGJ 1

14、20-99基坑深度： 5.000(m)基坑內地下水深度： 20.000(m)基坑外地下水深度： 20.000(m)基坑側壁重要性系數： 1.000土釘荷載分項系數： 1.250土釘抗拉抗力分項系數： 1.300整體滑動分項系數： 1.300 坡線參數 坡線段數 1序號水平投影(m) 豎向投影(m) 傾角(°) 1 2.504 5.000 63.4 土層參數 土層層數 4序號土類型土層厚容重飽和容重粘聚力內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 超載數 0序號超載類型超載值(kN/m) 作用深度(m) 作用寬度(m) 距坑邊線距離(m) 形式長度(m) 土釘參數 土釘道數 4序號水平間距(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 基坑內側花管排數 0基坑內側花管排數 0 錨桿參數 錨桿道數 0 坑內土不加固 施工過程中局部抗拉滿足系數: 1.000施工過程中內部穩(wěn)定滿足系數: 1.000 內部穩(wěn)定設計條件 考慮地下水作用的計算方法：總應力法土釘拉力在滑面上產生的阻力的折減系數： 0.500圓弧滑動坡底截止深度(m)： 0.000(m)圓弧滑動坡底滑面步長(m)： 1.000(m)- 設計結果 - 局部抗拉設計結果 工況開挖深度破裂角土釘號設計長度最大長度(工況) 拉力標準值拉力設計值 (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 內部穩(wěn)定設計結果 工況號安全系數圓心坐標x(m) 圓心坐標

18、y(m) 半徑(m) 土釘號土釘長度 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 土釘選筋計算結果 土釘號土釘拉力(抗拉) 土釘拉力(穩(wěn)定) 計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 噴射混凝土面層計算 計算參數 厚度： 100(mm)混凝土強度等級: C30配筋計算as: 15(mm)水平配筋: d8150豎向配筋: d8150配筋計算as: 15荷載分項系數: 1.200 計算結果 編號深度范圍荷載值(kPa) 軸向 M(kN.m) As(mm2)