基坑支護設(shè)計土木工程畢業(yè)論文g

1、目錄 （自己修改 ）、八丄前 言 1第一章 工程概況 2第一節(jié) 工程概述 2第二節(jié) 工程地質(zhì)條件 2一、氣象概況 2二、地形地貌 2三、工程地質(zhì) 2第三節(jié) 水文地質(zhì)條件 4一、地下水類型 4二、地下水的腐蝕性評價 4第四節(jié) 抗震設(shè)計 5第五節(jié) 護坡設(shè)計參數(shù) 5第二章 基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計 6第一節(jié) 施工方法的論證 6第二節(jié) 圍護結(jié)構(gòu)型式的選擇 6一、基坑等級及變形控制標準 6二、基坑圍護結(jié)構(gòu)方案比選 6三、鋼支撐和錨索施工比較 7第三節(jié) 基坑支護中荷載的計算 8一、荷載與組合 8二、水平荷載標準值 8三 水平抗力標準值 9第四節(jié) 護坡樁設(shè)計 10一、嵌固深度計算 10二、鋼筋混凝土樁設(shè)計 16三、

2、施工方案設(shè)計 19第五節(jié) 錨桿設(shè)計 19一、計算錨桿承載力 19二、錨桿自由長度計算 20三、錨桿錨固段長度計算 21四、錨桿參數(shù)最終確定 21第三章 鉆孔灌注樁施工 23一、泥漿護壁施工法 23二、鉆孔灌注樁常見施工問題 24第四章 基坑穩(wěn)定性驗算 26第一節(jié) 整穩(wěn)定性驗算 26第二節(jié) 抗傾覆穩(wěn)定性驗算 26第三節(jié) 抗滑移穩(wěn)定性 27第四節(jié)坑底土隆起穩(wěn)定性驗算 27結(jié)論29致謝30參考文獻31附圖一擬建場地平面及樁的布置圖附圖二圍護樁配筋圖附圖三基坑坑壁剖面圖基坑工程是指建筑物和構(gòu)筑物的地下結(jié)構(gòu)部分施工時，所進行的基坑開挖、工程降水和基坑支護，同時，對周圍的建筑物、構(gòu)筑物、道路和地下管線進行

3、監(jiān)測和維護， 以確保正常、 安全施工的綜合性工程。一般情況下，基坑支護是臨時措施，地下室主體施工完成時支護體系即完成任務，與永久性結(jié)構(gòu)相比臨時結(jié)構(gòu)的安全儲備要求可小一些，由于其安全儲備較小， 因此具有較大的風險性。巖土工程區(qū)域性很強， 巖土工程中的基坑工程區(qū)域性更強，如軟粘土地基、軟土地基、砂土地基、黃土地基等工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件不同的地基中基坑工程差異性很大，同一城市不同區(qū)域也有差異。 基坑工程的支護體系設(shè)計施工和土方開挖都要因地制宜，根據(jù)本地情況進行?；庸こ痰闹ёo體系設(shè)計與施工和土方開挖不僅與工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件有關(guān)， 還與基坑相鄰建筑物、 構(gòu)筑物及市政地下管線的位置、抵御變形的能力

4、、 重要性以及周圍場地條件等有關(guān)，這就決定了基坑工程具有很強的個性。正是由于基坑工程具有很強的區(qū)域性和個性，因此根據(jù)不同的區(qū)域和個性特征，研究相應的基坑穩(wěn)定性、支護結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形以及周圍地層的位移對周圍建筑物和地下管線等的 影響及保護的計算分析，以便采取經(jīng)濟、實用的基坑支護方案，就具有重要的理論意義和實 際效益。與分析、計算方法的進步相對應的是基坑開挖技術(shù)，特別是支護技術(shù)的日臻完善， 并出現(xiàn)了許多新的支護結(jié)構(gòu)形式與穩(wěn)定邊坡的方法。本文結(jié)合北京市地鐵八號線 01標段(西三旗車站)地下結(jié)構(gòu)挖方工程，根據(jù)基坑地質(zhì)條 件和周圍環(huán)境的特殊性， 選擇鋼筋混凝土灌注樁加錨桿的基坑開挖圍護方案，并對組合圍護

5、結(jié)構(gòu)體系進行了設(shè)計計算。依據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120 99)等規(guī)范，采用整體等值梁法的計算方法計算樁長、支點內(nèi)力、最大彎矩；對混凝土灌注樁進行結(jié)構(gòu)設(shè)計與驗算，確定樁徑、樁身配筋；對冠梁與腰梁進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。最終編制了基坑開挖圍護設(shè)計方案。第一章工程概況01標段（西三旗車站）基坑開挖支護工程。工程照片見下第一節(jié)工程概述工程名稱：北京市地鐵八號線圖：圖1-1工程實際照片工程概況：西三旗站是北京地鐵 8號線二期工程第三座車站，位于西三旗路和西三旗東路十字路口處。在西三旗東路下南北向布置，為8號線首批開工車站。車站所處十字路口東北角有北新家園、 新康園小區(qū)、建材城西里小區(qū)和新材醫(yī)院； 東南 角

6、為北新建材集團，規(guī)劃為商業(yè)用地；西北角為中國石油天然氣集團直屬機關(guān)黨校、新龍批發(fā)市場；西南角有育新花園小區(qū)、首師大附屬育新學校。西三旗路交通繁忙，路下管線復雜，道路規(guī)劃紅線寬45m，主路寬16m，雙向4車道,路口西側(cè)局部段雙向 6車道，目前已經(jīng)實現(xiàn)規(guī)劃； 西三旗東路規(guī)劃紅線寬 40m，路口北段現(xiàn) 狀道路寬10m，路口南段現(xiàn)狀道路寬 4m,未實現(xiàn)規(guī)劃。第二節(jié)工程地質(zhì)條件一、氣象概況北京地區(qū)屬于溫暖帶大陸性半濕潤一半干旱季風氣候，受季風影響形成春季干旱多風、 夏季炎熱多雨、秋季秋高氣爽、冬季寒冷干燥、四季分明的氣候特點。近幾年平均氣溫為12.5 C13.7C,極端最高氣溫 422C,極端最低氣溫-

7、15 C。全市多年平均降水量為 626mm, 降水量的年變化大，年內(nèi)分配也不均，汛期（ 68月）降水量約占全年降水量的 80%以上。 旱澇的周期性變化較明顯。、地形地貌本合同段線路位于永定河沖積扇的中下部，土層以新沉積層、第四紀沖洪積沉積土層為主。擬建工程所處地勢基本平緩，地面以市政道路為主，路面平坦，地面標高為3740m。三、工程地質(zhì)施工場地范圍內(nèi)的土層主要有人工填土層、新近沉積層、一般第四紀沖洪積沉積層。車站主要位于粉土和粘土層，底板位于粉質(zhì)粘土層。鉆孔孔口地面高程介于 3.40m5.05m，平均3.71m。場地照片如下圖 1-2 :圖1-2場地照片|根據(jù)野外鉆探資料，擬建場地從上至下分布

8、的地土層為：1、人工填土層：粉質(zhì)粘土素填土層：黃褐色，稍濕，稍密，以粉質(zhì)粘土為主，含少量碎磚屑、植物 根等，結(jié)構(gòu)松散，無層理。粉土素填土2層：黃褐色，稍濕，稍密，以粉土為主，含少量碎磚屑、植物根等，結(jié) 構(gòu)松散，無層理。建筑垃圾雜填土6層：雜色，稍濕，稍密中密，以碎石塊、水泥塊為主，砂、石及 粘性土充填。新近沉積層：粉質(zhì)粘土層：黃褐色，軟塑可塑，含氧化鐵、氧化錳，土質(zhì)結(jié)構(gòu)差，無層理。粉土2層：黃褐色，稍濕濕，稍密，含氧化鐵、氧化錳，土質(zhì)結(jié)構(gòu)差，無層理。2、一般第四紀沖洪積沉積層：粉質(zhì)粘土層：黃褐褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母。粉土2層：黃褐褐黃色，稍濕濕，稍密中密，含氧化鐵、氧化錳等、云母、鈣 質(zhì)

9、結(jié)核等。粉質(zhì)粘土層：灰黃褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。粉土2層：灰黃褐灰色，稍濕飽和，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。細砂4層：灰黃褐灰色，濕飽和，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粉土2層：褐黃色，濕飽和，中密密實，含氧化鐵、云母等。粉砂3層：褐黃色，濕飽和，中密，主要礦物成分是石英、長石、云母。細砂4層：褐黃色，濕飽和，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：黃灰褐灰色，可塑，含氧化鐵、氧化錳等。粉砂3層：灰褐黃褐色，飽和，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：灰黃褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母等。粘土1層：灰黃褐黃

10、色，可塑，含氧化鐵、云母等。粉土2層：灰黃褐黃色，濕飽和，密實，含氧化鐵、云母等。細砂4層：灰黃褐黃色，密實，主要礦物成分是石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土層：褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。粘土1層：灰褐褐灰色，可塑，含氧化鐵、云母，少量有機質(zhì)等。粉土(11) 2層：褐黃色，飽和，密實，含氧化鐵、云母。粉砂(11) 3層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。中砂15層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母，含少量圓礫。粗砂16層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。圓礫1 8層：雜色，飽和，密實，一般粒徑23mm，最大粒徑2cm，圓礫含量約

11、60%, 含少量卵石，主要母巖成分為巖砂、礫巖，中粗砂充填。卵石1 9層：雜色，飽和，密實，一般粒徑23cm，最大粒徑5cm，卵石含量約60%,主要母巖成分為砂巖、礫巖，中粗砂充填。粉質(zhì)粘土(12)層：褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核。粘土(12) 1層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核。粉土2 2層：褐黃色，濕飽和，密實，含氧化鐵、云母等。細砂24層：褐黃色，濕飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉砂(13) 3層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土(也)層：褐灰褐黃色，可塑，含氧化鐵、鈣質(zhì)結(jié)核。粘土(14) 1層：褐灰褐黃色，可塑硬塑，含氧

12、化鐵、鈣質(zhì)結(jié)核。粉土(也)2層：褐灰褐黃色，飽和，密實，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核。中砂(15) 5層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。粉質(zhì)粘土(16)層：褐灰褐黃色，可塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核，見少量螺殼。粘土(16) 1層：褐灰褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、云母、鈣質(zhì)結(jié)核，少量有機質(zhì)。粉土(16) 2層：黃褐褐灰色，飽和，密實，含氧化鐵、云母、少量有機質(zhì)。 細砂(17) 4層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。中砂(17) 5層：褐黃色，飽和，密實，主要礦物成分為石英、長石、云母。卵石7 9層：雜色，飽和，密實，亞圓形，最大粒徑5cm，一般粒徑23cm

13、，主要母巖成分為巖砂、礫巖，中粗砂充填。粘土(18) 1層：褐黃色，可塑硬塑，含氧化鐵、云母。車站主要位于粉土和粘土層，底板處于粘土層。第三節(jié)水文地質(zhì)條件一、地下水類型擬建場地下38m深度范圍內(nèi)主要揭露了3層地下水，第一層為臺地潛水，第二層為層間水，第三層為潛水承壓水。第一層：臺地潛水，初見水位埋深2.67.9m，絕對標高36.7741.47m;靜止水位埋深 2.67.7m，絕對標高36.9741.47m。地下水的主要補給來源是大氣降水入滲、地下管道滲 水及居民生活用水，主要排泄方式為側(cè)向逕流及向下越流補給。該層水在場地北側(cè)較連續(xù)分布，在場地南側(cè)僅部分地段有分布。第二層水：層間水，主要含水層為

14、粉土2、粉砂3、細砂4,初見水位埋深9.211.6m，絕對標高 32.6034.86m;靜止水位埋深 8.211.2m，絕對標高 32.9034.81m。地 下水主要接受側(cè)向徑流及越流補給，以側(cè)向徑流的方式排泄。該層水在整個場地范圍內(nèi)連續(xù)分布。第三層水：潛水承壓水，主要含水層為中砂(11)5,初見水位埋深24.826.5m，絕對標高17.6319.30m ;靜止水位埋深 23.525.2m，絕對標高18.7120.60m。該層水具有微承 壓性，在整個場地范圍內(nèi)連續(xù)分布，由于位于基坑開挖深度以下，對基礎(chǔ)施工影響不大。二、地下水的腐蝕性評價本次勘察在 XSQC02 #、Z3-XSQ-011 #、Z

15、3-XSQ-019 #鉆孔中共采取地下水試樣 6組, 在室內(nèi)對其做了腐蝕性測試， 根據(jù)其測試結(jié)果，依據(jù)巖土工程勘察規(guī)范(GB 50021 2001) 第12.2條及鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計暫行規(guī)定(鐵建設(shè)【2005】157號)3.3條有關(guān)條款，判定地下水對基礎(chǔ)材料的腐蝕性見下表：表1-1地下水的腐蝕性評價孔號取水取水對建筑材料的腐蝕性|深度(m)日期砼鋼筋砼中鋼筋(干濕交替)鋼筋砼中鋼筋(長期浸水)鋼結(jié)構(gòu)XSQC026.31" 07.5.19弱腐蝕性弱腐蝕性XSQC029.1.07.5.19弱腐蝕性弱腐蝕性XSQC0225.007.5.20弱腐蝕性弱腐蝕性_經(jīng)綜合分析判定，擬建場地地

16、下水對砼結(jié)構(gòu)不具腐蝕性，在長期浸水情況下對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋不具腐蝕性， 在干濕交替的情況下對鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具弱腐蝕性，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性。本次勘察并在 Z3-XSQ-003 #、Z3-XSQ-009 #、Z3-XSQ-020 #取代表性土試樣 4組， 做了土的腐蝕性測試， 結(jié)果詳見附件 土的浸出液分析報告 ”根據(jù)巖土工程勘察規(guī)范(GB 50021 2001 )第12.2條判定，場地土對砼及鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋均不具腐蝕性。3、歷年最高水位：擬建場地歷年最高地下水位曾接近自然地面，絕對標高44.00m左右，近35年最高地下水位絕對標高為 40.00m左右?？垢∷豢砂礆v年最高水位絕對標高4

17、2.50m進行設(shè)計。第四節(jié)抗震設(shè)計1、抗震設(shè)防烈度根據(jù)中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖(GB16306 2001 )和建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB500112001 )附錄D及鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范(GB50111-2006)綜合考慮，擬建場區(qū)的抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g。2、建筑場地分類本次勘察在 XSQC02 #、Z3-XSQ-003 #、Z3-XSQ-009 #和 Z3-XSQ-015 #鉆孔中分別進 行了全孔波速測試，經(jīng)實測其25m深度范圍內(nèi)土層等效剪切波速值分別為236 m/s、231.86m/s、233.27m/s和228.26m/s，根據(jù)鐵路工程抗震設(shè)

18、計規(guī)范 (GB50111 2006)第 條判定，場地土類型為中軟土，場地類別為川類。3、液化判別根據(jù)鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范(GB50111 2006)附錄B進行判別，擬建場地地面下20m深度范圍內(nèi)的飽和粉土及砂土不液化。第五節(jié)護坡設(shè)計參數(shù)地面超載按q=30kPa考慮?；又ёo后剖面變形按 1級控制。車站深度范圍內(nèi)土層主要參數(shù)如下表：表1-2 土層參數(shù)表層號土類名稱重度粘聚力內(nèi)摩擦角厚度(kN/m3)(kPa)(度)(m)素填土20.18.0018.001.82粉土19.38.0024.002.62粉土20.010.0025.003粉質(zhì)粘土19.917.0022.002.32粉土20.26.002

19、6.000.74細砂19.50.0035.002.4粉質(zhì)粘土20.521.0022.002.5粉質(zhì)粘土19.821.0023.009.3注：基坑周邊按強夯后考慮參數(shù)取值。第章基坑支護結(jié)構(gòu)設(shè)計第一節(jié)施工方法的論證目前國內(nèi)地鐵車站施工主要方法有明挖法、蓋挖法、暗挖法，每種方法都有其適用條件及優(yōu)缺點，結(jié)合本車站現(xiàn)場選定站位實際情況，對以下三種方法進行多方面比較，具體優(yōu)缺點詳見下表。表2-1車站常用施工方法比較表項目明挖法蓋挖法暗挖法對地面交通影響大，需中斷交通較大，需短期占部分道路對交通無影響對地下管線影響大，管線改移多部分管線需要改移不需改移管線施工技術(shù)成熟成熟成熟施工難度小較小大工程質(zhì)量好較好一

20、般防水質(zhì)量好較好一般地面沉降小小稍大擾民程度大較大小施工工期短較短長土建造價低較咼高西三旗站所處站位，地下管線及道路有導改條件，通過地上、地下情況分析比較，車站主體及附屬皆采用明挖法施工。第二節(jié)圍護結(jié)構(gòu)型式的選擇一、基坑等級及變形控制標準本車站標準段基坑寬度 22.3米，基坑深度約18.3米，基坑附近無特殊建構(gòu)筑物需要防護，根據(jù)基坑規(guī)模與周邊環(huán)境條件及北京地鐵8號線二期工程技術(shù)要求，本明挖基坑變形控制等級為一級，基坑變形控制標準為：地面最大沉降量0.15%H圍護結(jié)構(gòu)最大水平位移 w 0.2%H 且 w 30mm二、基坑圍護結(jié)構(gòu)方案比選基坑圍護結(jié)構(gòu)形式和地下水的治理措施不僅是地下結(jié)構(gòu)施工的需要，

21、也是保證地面建筑物和地下管線安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，必須綜合治理，統(tǒng)籌考慮方可達到預期目的。明挖法施工中圍護結(jié)構(gòu)的主要型式見下表表2-2 圍護結(jié)構(gòu)方案比較表圍護結(jié)構(gòu) 型式優(yōu)點缺 點經(jīng)濟性放坡開挖1、施工簡單，不需要大型設(shè)備。2、施工進度快。風險小。3、材料用量和工程量小，造價低。4、土體位移小，采用信息化施工可確 保工程和施工安全。1、對地層土質(zhì)條件要求較咼。2、需要場地加大， 基坑深度不能 過大。3、地下水位高時施工難度大。造價最低鉆孔咬合 樁1、可根據(jù)基坑深度，調(diào)整樁徑等參數(shù)，2、對地層地質(zhì)條件、基坑深淺等條件 適應性好；3、結(jié)構(gòu)剛度好，對地面沉降控制好。1、成孔需專門設(shè)備；2、施工工藝較復雜。造

22、價適中地下連續(xù) 墻1、整體性好，穩(wěn)定性強；可作為永久 性結(jié)構(gòu)；2、漏水點少，滲漏易處理；3、剛度大，地面沉降小。1、需要專門的成槽設(shè)備；2、需要足夠的施工場地；3、對城市環(huán)境污染大。造價相對 較咼鉆孔樁+ 基坑外降水1、適用多種地層，施工進度可控制；2、可根據(jù)基坑深度調(diào)整設(shè)計參數(shù)，滿 足強度和剛度要求；3、基坑外降水，地下水位低時優(yōu)勢明 顯；1、對城市環(huán)境有一定影響；2、施工工藝較復雜。造價相對 較低土釘墻1、設(shè)備簡單，操作方便，施工所需場 地小，施工干擾少。2、材料用量和工程量小，造價低。3、土體位移小，采用信息化施工可確 保工程和施工安全。1、應具有較好的工程及水文地質(zhì) 條件。2、適用于深

23、度小于 15m的基坑。造價低經(jīng)比對及施工經(jīng)驗結(jié)合此工程環(huán)境得知采用鉆孔灌注樁具有以下技術(shù)優(yōu)點:（1）施工時基本無噪音、無振動、無地面隆起或側(cè)移，因此對環(huán)境和周邊建筑物危害??；（2）大直徑鉆孔灌注樁直徑大、入土深；（3）對于樁穿透的圖層可以在空中作原位測試，以檢測土層的性質(zhì)；（4 ）擴底鉆孔灌注樁能更好地發(fā)揮樁端承載力；（5）經(jīng)常設(shè)計成一柱一樁，無需樁頂承臺，簡化了基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式；（6）鉆孔灌注樁通常布樁間距大，群樁效應??；（7）施工設(shè)備簡單輕便，能在較低的凈空條件下設(shè)樁；（8）鉆孔灌注樁在施工中，影響成樁質(zhì)量的因素較多，質(zhì)量不夠穩(wěn)定，有時候會發(fā)生縮徑、樁身局部夾泥等現(xiàn)象， 樁側(cè)阻力和樁端阻力的發(fā)

24、揮會隨著工藝而變化，且又在較大程度上受施工操作影響；三、鋼支撐和錨索施工比較（一）施工工藝支撐和錨索的施工工藝都比較成熟，在深基坑支護中，挖掘機操作需避讓支撐，而錨索不需要。但錨索需要一定的地下空間，這對于市政工程是一的非常的局限條 件，并不在任何地方都可以用錨索支護。待基坑施工至基底開始施工結(jié)構(gòu)時，需要向基坑內(nèi)運輸工程材料，在調(diào)裝的過程中，支撐有著很大的限制與不便。支撐安裝工人需要經(jīng)過專業(yè)的培訓才可以上崗，危險系數(shù)較大。（二）施工工期支撐施工時土方將不能同時進行開挖，而錨索在到達設(shè)計標高以后，可以多臺同時作業(yè)，這期間土方還可以繼續(xù)施工，不影響工程進度。但漿液齡期需要大概4天的時間，土方開挖需

25、要給張拉留出工作面。（三）體系效果從監(jiān)控量測的數(shù)值反映和對比，兩種支護體系效果均比較理想，樁體的側(cè)向位移都在 3cm以內(nèi)。經(jīng)過比較并根據(jù)已對該工程地質(zhì)條件、 基坑開挖深度及周邊環(huán)境的特點的分析， 選擇基 坑支護方案時充分考慮影響邊坡穩(wěn)定性安全的不利因素， 同時兼顧經(jīng)濟、高效的原則，該工 程基坑支護方案擬采用鉆孔灌注樁加錨桿結(jié)合支護。第三節(jié)基坑支護中荷載的計算、荷載與組合結(jié)構(gòu)自重：鋼筋混凝土自重按25kN/m3計。水土側(cè)壓力：砂、卵石層水土分算，粘性土層水土合算，施工期間按朗肯公式計算其主 動土壓力。施工荷載：按0 =30kPa 計。、水平荷載標準值（一）砂土的水平荷載標準值對砂土計算點位于地下

26、水位以上時按式下式計算：(2-1)(2-2)Pav K a 乙 KaiKaitan2（450 丄）2式中Kai -第i層的主動土壓力系數(shù)；v 作用于Zi深度處的豎向應力標準值 （kPa）；Zi -計算點深度（m）;i -第i層土的內(nèi)摩擦角（°）。（二）粉土水平荷載標準值對于粉土及粘性土，水平荷載標準值按下式計算：PairZiKai 2d Kai（2-3）Ka -第i層的主動土壓力系數(shù)；Zi -計算點深度（m）;G-三軸試驗當有可靠經(jīng)驗時可采用直接剪切試驗確定的第層土固結(jié)不排水不（快）剪粘聚力標準值（kPa）;式中Kai按式（2-2）計算。（三）工程中土層水平荷載標準值求土層加權(quán)的值按

27、下式計算：tg(tg18 1.8 tg 24 2.6 tg25 3 tg22 2.3 tg 26 0.7tg35 2.4 tg22 2.5 tg23 3)値30.457得 24.5由式2-2計算得主動土壓力系數(shù)得:Ka tan2 450 于曲 450 24250.41。Gk三軸試驗聚力標準值如下表2-3 :表2-3 Cik三軸試驗聚力標準值 素填土 粉質(zhì)粘土 粉質(zhì)粘土土層2 粉土2 粉土2粉土4細砂 粉質(zhì)粘土cik88 I1017602121加權(quán)c8 1.8 8 2.6 10 3 17 2.3 6 0.7 2111.8 /24.6 14.5綜上按式(2-3)計算得出水平荷載標準值計算結(jié)果下表2

28、-4 :表2-4水平荷載標準值土層 素填土 粉質(zhì)粘土 粉質(zhì)粘土2 粉土2 粉土2 粉土4細砂 粉質(zhì)粘土Zj (m)1.84.47.49.710.412.815.318.3Kai0.41ck14.5ak (kPa)-3.917.341.760.566.2| 85.7106.1130.5水平抗力標準值根據(jù)建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120- 99),基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值epjk按下列方法計算。粉土及粘性土基坑內(nèi)側(cè)水平抗力標準值宜按下式計算：(2-4)(2-5)(2-6)e)jk = pj k K pi +2cik “：'；' K pi式中pjk 作用于基坑底面以下深度處的豎向應力

29、標準值(kPa);Kpi 第i層土的被動土壓力系數(shù)。第i層土的被動土壓力系數(shù)應按下式計算Kpi =tan2 45° + p 2式中ik 為第i層土的內(nèi)摩擦角(0)。由于降水效果良好，地下水位位于支護結(jié)構(gòu)以下，基本為無水施工，對于砂土、碎石及 粉土、粘性土基坑內(nèi)側(cè)抗力標準值可統(tǒng)一按下式計算：e)jk = pjkKpi +2氐式中參數(shù)意義同式(2-4)。計算結(jié)果見下表2-9:表2-9基坑內(nèi)側(cè)抗力標準值(2-7)p=23O。樁土間的摩擦角-之間,3由于是砂土為主，所以取=2 =15.3O。3所以：Kp =COS pin p+sin p=3.525。第四節(jié)護坡樁設(shè)計、嵌固深度計算多層錨桿整體

30、等值梁的計算方法是，把基坑下樁的彎矩零點與樁頂之間的樁當作多跨連 續(xù)梁，錨桿位置當作連續(xù)梁的支點，采用力矩分配法計算支點反力。用整體等值梁法計算嵌 固深度ho，計算過程如下。1、主動土壓力系數(shù)0.41。2、被動土壓力系數(shù)被動土壓力系數(shù)按下式計算:Kcos ppJcos jSin+ Sin基坑下土的內(nèi)磨擦角的加權(quán)平均值3、土壓力為零（近似零彎點）距坑底的距離土壓力為零（近似零彎點）距坑底的距離按下式計算:y=eq +eaKp-Ka(2-8)30kPa。式中eq-均布附加荷載為產(chǎn)生的水平荷載，均布附加荷載為土的天然重度的加權(quán)平均值：=19.87kN/m 3eq=q Ka=30 0.41=12.3k

31、Paq=19.87 0.41 18.3-2 14.5 0.41=130.5kPa將參數(shù)代入式(3-19 )得出土壓力零點，如下：y=卄=誑+燦5=2.3m。Kp-Ka 19.873.5250.414、用彎矩分配法計算支點反力現(xiàn)將基坑支護圖畫作一連續(xù)梁，其荷載為土壓力及地面荷載，土壓力為零點經(jīng)計算離坑 底為2.3m，近似看作為彎距為零處，F(xiàn)點看作為一地下支點無彎距，如下圖2-1所示：mq=30kNAe=142.8圖2-1基坑支護簡圖2-2所示:將基坑支護圖畫成為一連續(xù)梁，契合在為土壓力及地面荷載，見圖圖2-2整體等值梁計算簡圖A 點超荷壓力為qa qo Ka 30 0.41 12.3kPa。由

32、Pai rzKai 2cJ"K7 得Zi 0.77，AB AB 0.773.23由上得 B、C、D、E、F土壓力為 qb=26.3kPa ； qc=71.1kPa;qd = 107.8kPa;qe=142.8kPa; cf =0kPa。5、分段計算固端彎距（1）、AB段彎矩計算AB段彎距，簡化為懸臂梁。如下圖 2-3所示:Ai圖2-3樁AB段計算簡圖A端彎距為零：Ma=0。B端彎距計算公式：3.23 3.23M BA 26.3=45.7kN m23(2 )、BC段彎矩計算梁BC段按一端固定一端簡支計算,B支點荷載qr=26.3kN，C支點荷載q2=71.1kN。如下圖2-4所示:由公

33、式得MC7q+8q2 I2120(3)、CD段彎矩計算梁CD段如圖2-5所示,兩端均為固端，其計算公式為:圖2-4樁BC段計算簡圖=189.79kN m ； MCB =M C-BA =166.94kN m2.-q2Cq11二詁】D圖2-5樁CD段計算簡圖2 2M q_ q2l_ 71.1M CD12302 2A R 107.8-71.14 54.5 -4.5 =-144.75kN m1230M dc(4 )、圖2-6樁DF段計算簡圖12DF計算固端彎距不平衡,需用彎距分配法來平衡支點C、D的彎距。2222qq?l =711 4.5107.8-71.1 4.5F點為彎矩零點， qi=107.8k

34、N , q2=142.8-107.8=35kN ,q3=142.8kN。按一端固定一端簡支計算公式：2q?a2422q3b 1 3b65l453.06 69.26 116.73639.05kN m(5 )、彎距分配分配系數(shù)C點:CBCD校核:ScBScdScB ScdCB135.5113 -4 -5.54.5144.5ScB ScD5.54.5CD0.380.62DCSdcSdc SdeDESdeSdc Sde4.5 0.661143 4.56.63 -1 6.60.34 43 -14.56.62-10。通過彎距分配，得出支點的彎矩如下表表2-10彎距分配桿件CBDFB通過彎矩分配，得出各支點

35、的彎矩為:m45.7kN m(6)、求各支點反力98.08kN m456.1kN mFMcMcMdRMbMdMb圖2-7支點反力計算簡圖如圖2-7 (a) AB段，先求Rb1R B如圖11R b3 23 2 26.33.23 45.723332-7（ b） BC 段5 526.3 5.571.1242.5kN5 5126.35.5 45.7 98.0823103.87kN 5.5Rb1Rc26.311R b 42.5 103.87 146.37kN5 55525.571.1 26.35.5 45.7 98.0822一3163.98kN 5.5如圖1Rd如圖4 54 5 171.14.5107.

36、8 71.14.598.08456.122 34.51Rc11rc 163.98 107.94271.92kN71.14.54 5107.8 71.14.5 24.598.08456.122 32-7 （ c） CD 段107.94kN4.5Rc2-7（ d） DF 段11Rc294.585kNiRd4 3107.8 4.32.324 3142.8 107.821 4.3 2.32.3 142.8 1 2 2.3 432 3.16.62062753 280.9333 251.804 456" 462.4kN6.6Rf1 11Rd R d4 3107.8 4.3 2294.585 46

37、2.44 3142.8 107.8 2996.611 323.575 832.048 456.16.6Rb 146.37kN；Rc 271.92kN；R(7)、反力核算土壓力及地面荷載共計為：17.53 “142.8 142.82支點反力R Rb R Rd Rf756.985kN211-4.3 2.3 142.8-2.3 4.3456.13236.6257kND 756.985kN; R f 257kN2 31415.86kPa2146.37271.92756.985 2571432.275kPa土壓力及地面荷載的合力與支點反力的合力之間的差值在允許范圍內(nèi)，滿足要求。(8)、插入深度計算插入深

38、度按下式計算：x6 Rfy Kp Kax+y= ho= 7.29m。對于均質(zhì)粘性土及地下水位以上的粉土或砂類土有效嵌固深度hd 1.1ho代入?yún)?shù)計算得：hd 1.1h01.1 7.29 8m滿足規(guī)范建筑基坑支護技術(shù)規(guī)程(JGJ120- 99)要求。6 2574.99m19.873.5250.41hd可按下式確定:(2-9)(2-10)、鋼筋混凝土樁設(shè)計樁身最大彎矩計算圖2-8力學計算簡圖剪力為零處彎矩最大，故先求剪力為零點：樁所受土體均布荷載斜率k 142'8 8.14617.53(1)、剪力零點在 BC段設(shè)剪力零點距 A點h：F Kh 8.146h0: 8仙146.372代入 h

39、35.937解得 h 6m此處彎矩M x 8.146112.2KN m1 16 6 - - 6 146.376 3.2323(2)、剪力零點在CD段設(shè)剪力零點距 A點h：F Kh 8.146h20: 8.146h146.37 271.92代入102.7解得10.13mi/i 8.146 10.13此處彎矩M X10.131 10.13 146.37 6.93271.92 1.420.67kN(3)、剪力零點在 DE段設(shè)剪力零點距A點h:F Kh8.146h0:8.146h2146.37 271.92 756.985代入288.55解得17m此處彎矩M8.146 17171 1 17 146.3

40、7 13.772 3271.92 8.27 756.989 3.77447.93kN m所以取M max456.1kN m下面進行鋼筋混凝土樁的設(shè)計。截面彎矩設(shè)計值為1.25 0M max(2-11)式中0為基坑側(cè)壁安全等級重要性系數(shù)，查表取 1.0。代入數(shù)據(jù)，有Mj 1.25 1.0 456.1627.1kN m依據(jù)地下建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計P155周邊均勻配置縱向鋼筋擋土灌注樁一般按鋼筋混凝土正截面受彎構(gòu)件計算配筋。 周邊均勻配置縱向鋼筋的圓形截面鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，當截面內(nèi)縱向鋼筋數(shù)量不少于 根時，截面抗彎承載力可按下式計算：2 33M 一 fcr sin3為簡化計算取1 0.75 J 1 0.7

41、50.5 0.625fyAsfcA VfcAfcAsin sinfyAsL1.25 2對于沿6(2-12(2-13式中 M 單樁抗彎承載力（kN m）；fc 混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值 （N/mm 2）；A土灌注樁橫截面積（mm2）；r 圓形截面半徑（mm）；fy鋼筋抗拉強度設(shè)計值（N/mm 2）；A全部縱向鋼筋的截面積 （mm2）；rs縱向鋼筋所在圓周的半徑 （mm）；對應于受壓區(qū)混凝土截面面積的圓心角與2的比值;t縱向受拉鋼筋截面積與全部縱向鋼筋截面積的比值；擋根據(jù)鉆孔機械，樁身直徑為D 800mm，采用C30混凝土，HRB335級鋼筋，則混凝土軸心抗壓強度fc 14.3 N mm2鋼筋抗拉

42、強度設(shè)計值fyfy 300N/mm2 ft 1.43 N/mm2代入公式得 0.334， t 0.58 ；再將值代入式（2-21）求出單樁抗彎承載力 M :M max =627.14 1.6=1003.4 kN mM 1078>1003.4kN m故配筋成功。最終配筋參數(shù)見表2-11 :表2-11圍護樁身配筋參數(shù)表樁主筋加強筋箍筋樁身材料18 2818 200014150C30砼冠梁冠梁截面主筋箍筋參數(shù)2800 800(mm )10 256 22200圍護樁身配筋斷面見圖（2-9）所示。注：一一樁主筋，一一箍筋，一一加強筋根據(jù)基坑開挖尺寸，護坡樁應該為：346.1根。取為347根?？紤]四

43、361根。支護樁平面布置見附圖32.7 2 211.7 2 7.4 2 2.8 2 22.3 2 n1.6周邊角以及中段拐角處加密，增加14根。故總共護坡樁為二、施工方案設(shè)計本工程基坑開挖深度為 18.3m，整體采用護坡樁加三道錨桿護坡。護坡樁樁長26.3m，其中嵌固段 8m，樁間距1600mm，樁徑800mm ,成孔后下入鋼筋籠，樁身鋼筋深入連梁 400mm，樁身強度C30。冠梁作法為：樁頂之上做冠梁，冠梁尺寸800mM 800mm，強度 C25，配筋兩側(cè)各配525HRB335級熱軋螺紋鋼筋，中間上下各加配322HRB335級熱軋螺紋鋼筋，箍筋12200。樁、冠梁的結(jié)構(gòu)配筋圖見附圖三。第五節(jié)

44、錨桿設(shè)計根據(jù)經(jīng)驗，初步選擇水泥砂漿錨桿。根據(jù)錨桿所承受的水平力，以及錨桿的傾斜角即可 確定錨桿所受軸向力。而由錨桿的所承受的軸向力即可確定錨桿所采用的鋼材。一、計算錨桿承載力由第二章第三節(jié)的計算，以及假設(shè)，確定了護結(jié)構(gòu)錨拉點的層數(shù)及置，以及每個錨拉點的設(shè)計錨拉力Td。對于錨桿支護結(jié)構(gòu)而言，這種設(shè)計支支撐力Td，當選定錨桿的安裝角(錨桿軸向與水平面的夾角，一般為俯角)后，即可以確定錨桿的軸向設(shè)計拉力值肌，錨桿承載力應該符合下式要求：Ti NuCOS(2-15)n22Nu dqsikh+d1qsjklj+2ck ch -d(2-16)s式中Td 錨桿水平拉力值，按下式計算：Tdj 1.25

45、76;Tq0-基坑安全等級系數(shù)，取 1:Tq支點結(jié)構(gòu)第j層支點設(shè)計值(kPa);由護坡樁部分可知：TciRb 146.37kPa ;仏 Rc 271.92kPa ;Tc3 Rd756.985kPaNu 錨桿軸向受拉承載力設(shè)計值(kN)；錨桿與水平面的傾斜角；取15°d1 擴孔錨固體直徑(mm);d -非擴孔錨桿或擴孔錨桿的直徑段錨固體直徑(mm);li 第i層土中直孔部分的錨固段長 (m)；lj 第i層土中擴孔部分錨固段長度(m);qsik、qsk 土體與錨固段的極限摩阻力標準值，?。?3(kPa)Ck 擴孔部分土體粘聚力標準值(kPa);s 錨桿軸向受拉抗力分項系數(shù)。?。?.3。參

46、數(shù)帶入(3-25)、(3-26)計算得：Td11.25 0Tc11.25 1146.37182.96kPa。Td21.25。兀21.25 1271.92339.9kPa。Td31.25 0人31.25 1756.985946.23kPa。以上述計算為依據(jù)進行錨桿截面設(shè)計。錨桿截面按下式計算：TdAp r d(2-17)f py COS將計算求得的參數(shù)代入式(2-20)求出截面積。Ap1Td182.961.02cm2f pyCOs186 0.97Ap2Td339.91.89cm2f pyCOs186 0.97Ap3Td979.65.45cm2f pyCOs186 0.97對于長度大、要求高承載力

47、的錨桿，宜選用鋼絞線作拉桿。選用15.0 7 5，截面積為A = 1.76cm2。第一道錨桿：n1Ap11.020.58，用 15.0 751束。A1.76第二道錨桿：Ap21.891.07，用 15.0 752束。A1.76第二道錨桿：Ap25.453.09，用 15.0 754束。A1.76、錨桿自由長度計算錨桿自由長度按下式計算：It sin 450 k/2If 0( lt 錨頭中點至反彎點的距離)(2-18)sin 450k/2式中l(wèi)t114.32.316.6mlt28.82.311.1mlt34.32.36.6mk 土層各土體厚度加權(quán)內(nèi)摩擦角標準值k 24.50;錨桿傾角15

48、6;。帶入?yún)?shù)計算得：|f1 9.43m ; lf2 6.3m ; lf3 3.75m 取5m。三、錨桿錨固段長度計算錨桿錨固段長度按下式確定：I KNuandqs式中d 錨體直徑d 200mm ；qs 土與錨固體的粘結(jié)值，查表 qs K 安全系數(shù)，查表取 K 1.3;N：NN；Td1 /cos15°Td2 /cos150Td3 /cos150182.96/cos150339.9/cos150946.23/ cos150(2-19)85kPa ；189.4kN。351.9kN。979.6kN。1 3將參數(shù)帶入式（2-19）計算得：La1 10：98；4.6m ； La20.2 853 35198.6m ；0.2 851.3 979.60.2 8523.8m 。四、錨桿參數(shù)最終確定根據(jù)下述規(guī)定及計算結(jié)果確定最終參數(shù)。1、錨桿自由段長度不宜小于2、土層錨固段長度不宜小于3、錨桿水平間距不宜小于4、錨桿傾角宜為150250，錨桿參數(shù)見下表2-12:5m。4m。1.5m。且不宜大于45°表2-12錨桿設(shè)計參數(shù)錨桿水平間距（m）縱向每延米水平方向計算錨固力（KN）錨桿與水平線的夾角（°）錨桿鋼筋面積（cm2）錨桿自由段長（m）錨桿錨固段長（