毕业设计（论文）-华能地产配套办公及宿舍楼地下室基坑支护设计.doc

华能房地产（厦门）有限公司企业配套办公及员工宿舍楼地下室基坑支护目录1工程概况32工程特点33深基坑支护方案选择44深基坑支护方案设计4土压力系数计算44.1 断面1-15 1土压力计算5 2基坑支护简图6 3计算结构内力与支座反力6 4工况检验7 5挡土桩抗弯配筋15 6挡土桩抗剪配筋17 7整体稳定性片验算17 8挡土桩嵌固深度计算18 9锚杆与腰梁设计184.2 断面3-322 1土压力计算22 2基坑支护简图23 3计算结构内力与支座反力23 4工况检验24 5挡土桩抗弯配筋30 6挡土桩抗剪配筋31 7整体稳定性片验算32 8挡土桩嵌固深度计算33 9锚杆与腰梁设计334.3 断面3-3a35 1土压力计算35 2基坑支护简图36 3计算结构内力与支座反力36 4工况检验38 5挡土桩抗弯配筋43 6挡土桩抗剪配筋44 7整体稳定性片验算45 8挡土桩嵌固深度计算46 9锚杆与腰梁设计464.4 断面2-2 （电算）484.5 断面4-4 （电算）634.6 断面1-1验算 （电算）784.7 断面3-3验算 （电算）994.8 断面3-3a验算 （电算） 1065基基坑止水降水设计1186基坑监测方案1197参考文献1208致谢辞121全套图纸加扣 30122505821工程概况设计基本资料1）工程概况：拟建场地位于厦门市集美区杏林建南路东侧，并与华舒酒店相邻。原始地貌属剥蚀残山地貌单元，现地面标高13.6314.87米。场地北侧红线外6.7米为已建华舒酒店地下室外墙，华舒酒店纯地下室为地下一层，埋置深度为5.40米，采用预应力管桩桩基础形式；西、东侧离红线5米为现状围墙，西侧围墙外为市政道路（建南路），下有供水管及电缆沟埋置，东侧围墙外为空地；南侧离红线13-20米为现状围墙，围墙外为市政道路，下有管线埋置，。场地内无地下管线。拟建建筑物共4层，设置二层地下室，场地0.00相当于黄海高程13.83m，地下室底板面相对标高为-10.20m，底板厚度为0.40m，底板垫层厚0.10m，因此，基坑开挖至底板垫层底标高为-10.70m。场地北侧按标高-0.700m标高整平；西侧按与相邻建南路持平整平（标高-2.00-0.70）；其余的按室外设计地坪标高整平后，基坑开挖深度为8.70m-10.70m。2）场地地下水类型：场地地下水类型主要属潜水弱承压水，初见水位埋深5.206.60米，标高8.278.43米，混合稳定水位埋深3.605.40米，标高9.4710.03米。基坑开挖时地下水采用明排措施。3）地面荷载：场地东、北两侧基坑周边附加地面荷载均按10KPa考虑，场地西、南两侧基坑周边附加地面荷载均按20KPa考虑，施工中基坑周边地面堆载不得超过设计荷载且距坡顶3.0m范围内不得堆载。根据我院编写的华能房地产（厦门）有限公司企业配套办公及员工宿舍楼岩土工程详细勘察报告，本场地基坑开挖范围内分布地层及相关参数见下表。表1 场地各土层的主要物理力学指标土层重度（kN/m3）粘聚力c（kPa）内摩擦角()摩阻力qsik（kPa）杂填土17.081525残积粘性土19.0172575 支护型式：根据本场地地质条件、周边环境等因素，通过安全、经济等各方面综合分析比较后，依据动态设计原则，本工程采用人工挖孔灌注桩+锚索与自然放坡联合支护体系，基坑侧壁安全等级为一级，重要性系数=1.10。2本工程特点（1）拟建工程平面上不规则形状，实际开挖深度10.7m。平面范围大，基坑面积约为3820m2 ，周长约2600m。（2）拟建场地周边环境比较复杂，施工场地较狭小基坑设计方案需确保临近建筑物的安全，控制周边建筑物沉降（3）除、层填土较松散外，大部分地区在基坑开挖范围内基本以、-1、-2层可塑硬塑状态的粘性土为主，土质好。（4）由地质报告可以看出，在基坑开挖范围内， 、-1、-2层粘性土为相对隔水层，对止水与深层降水相对要求较低，当仍应考虑由于降水带来的对周边环境的影响。方案选择本基坑的侧壁安全等级为一级，即重要性系数 。针对上述本工程特点，本着安全可靠、经济合理、方便施工的原则。通过对工程场地地层分布的差异、周边环境的不同、开挖深度的不同及基坑形状不规则等情况的分析，并结合指导老师的意见，最终提出本支护设计方案决定采用列柱式排桩加钢管内支撑和列柱式桩、锚固两套支护方案进行比较。计算区段划分结合工程地质条件和周边的环境条件，设计过程中对基坑边界进行了分区计算，共分为4东西南北个计算分区，均采用放坡及桩锚支护。：4深基坑支护方案设计1.土压力系数计算按照建筑基坑支护技术规程土压力计算方法作为土侧向压力设计的计算依据。主动土压力系数：被动土压力系数：计算时，不考虑支护桩体的摩擦作用，且不对主、被动土压力系数进行调整，仅作为安全储备处理。杂填土：= = 2=12.27 残积砂质粘性土：= =2=21.6584.1 断面1-1（插图）断面的1主动土压力计算： 计算公式：坑顶压力：坑底压力：土压力为零的点：2基坑支护简图3计算结构内力与支座反力将模型，各点对应土压力值带入结构力学求解器得弯矩图，剪力图如下弯矩图剪力图则 =106.84, =140.37=80.759, =23.587 , = 227.3124工况检验- 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖3.700-2加撑-1.锚杆3开挖7.700-4加撑-2.锚杆5开挖10.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图： 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 0.000 0.000 2 锚杆 0.000 0.000 Ks = 11.430 = 1.200, 满足规范要求。 工况2： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 130.900 47.124 2 锚杆 0.000 0.000 Ks = 11.732 = 1.200, 满足规范要求。 工况3： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 130.900 47.124 2 锚杆 0.000 0.000 Ks = 2.189 = 1.200, 满足规范要求。 工况4： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 130.900 47.124 2 锚杆 271.434 376.991 Ks = 2.860 = 1.200, 满足规范要求。 工况5： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 130.900 47.124 2 锚杆 271.434 376.991 Ks = 1.293 = 1.200, 满足规范要求。 - 安全系数最小的工况号：工况5。 最小安全Ks = 1.293 = 1.200, 满足规范要求。- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 10.149 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 12.537 = 1.15, 满足规范要求。- 抗管涌验算 -抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中0侧壁重要性系数;土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距离(m);D桩(墙)入土深度(m);K = 25.610 = 1.5, 满足规范要求。5挡土桩抗弯配筋计算弯矩：M=1.1=1.1106.84=117.52KNM桩的相关数据如下：d取1000mm,砼取C30，钢筋采用HRB335用“等效矩形截面法”计算排桩的抗弯配筋：当护坡桩不是采用沿周边均匀配筋，而是将钢筋集中配置在截面的受拉区边缘时，其桩身配筋可按等效矩形截面法计算。即将圆截面按照等效刚度原则换算成等效矩形截面。设桩的直径为d，等效矩形的边长（正方形）为，则由圆形截面和正方形截面的惯性矩相等：a=0.876d =0.8761000 =876 mm设as=35mm,则h0=800-35=765 mm查表可知，fc=14.3 N/mm2 fy=360 N/mm2 fc=1.43 N/mm2查表可知， ，求截面抵抗矩系数，可以。故 选用24根直径10mm的三级钢筋，As=1885.0mm2验算实用条件，=0.28%0.20%,同时，都符合条件。6挡土桩抗剪配筋排桩的箍筋配筋：Vmax=140.37KN验算截面尺寸，,属于厚腹式，砼取C30，所以截面符合要求。验算是否需要按计算配置箍筋：，所以不需要按计算配置箍筋。按构造配筋，取12150，验算：加强筋取构造配筋 1412007整体稳定性验算 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 2.143圆弧半径(m) R = 17.812圆心坐标X(m) X = -2.807圆心坐标Y(m) Y = 10.4008嵌固深度计算x+y=2.16+3.521=5.7m则嵌固深度取7m9锚杆与腰梁设计1锚索的设计锚索的布置： S-锚索的水平间距，即取 1.5米 X-锚索的倾角x=15假设锚索垂直于潜在划裂面，则经计算：图8 锚索布置简图(改图)各杆的自由段的长度分别为：7.0m；5m第一道锚杆需承受的拉力 则第二道锚杆需承受的拉力： =388.30第二道锚杆需承受的拉力 3:锚固段长度的确定:设自由段长度均为5米 T=75=1.6=15.4则锚杆全长为：则,则配2根10的钢筋，=157，则配4根22的钢筋，=15202腰梁计算则锚杆1所处腰梁则锚杆2所处腰梁4.2 断面3-31主动土压力计算： 计算公式：坑顶压力：坑底压力：土压力为零的点：2基坑支护简图3计算结构内力与支座反力将模型，各点对应土压力值带入结构力学求解器得弯矩图，剪力图如下弯矩图剪力图=254.18, =122.932=122.932, = 231.5824工况检验各工况：内力位移包络图：地表沉降图： 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 0.000 0.000 Ks = 9.649 = 1.200, 满足规范要求。 工况2： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 130.900 530.144 Ks = 10.276 = 1.200, 满足规范要求。 工况3： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 130.900 530.144 Ks = 1.447 = 1.200, 满足规范要求。 - 安全系数最小的工况号：工况3。 最小安全Ks = 1.447 = 1.200, 满足规范要求。- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 12.065 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 14.903 = 1.15, 满足规范要求。- 抗管涌验算 -抗管涌稳定安全系数(K = 1.5):式中0侧壁重要性系数;土的有效重度(kN/m3);w地下水重度(kN/m3);h地下水位至基坑底的距离(m);D桩(墙)入土深度(m);K = 14.578 = 1.5, 满足规范要求。5挡土桩抗弯配筋计算弯矩：M=1.1=1.1254.18=279.60KNM桩的相关数据如下：d取1000mm,砼取C30，钢筋采用HRB335用“等效矩形截面法”计算排桩的抗弯配筋：当护坡桩不是采用沿周边均匀配筋，而是将钢筋集中配置在截面的受拉区边缘时，其桩身配筋可按等效矩形截面法计算。即将圆截面按照等效刚度原则换算成等效矩形截面。设桩的直径为d，等效矩形的边长（正方形）为，则由圆形截面和正方形截面的惯性矩相等：a=0.876d =0.8761000 =876 mm设as=35mm,则h0=800-35=765 mm查表可知，fc=14.3 N/mm2 fy=360 N/mm2 fc=1.43 N/mm2查表可知， ，求截面抵抗矩系数，可以。故 选用24根直径10mm的三级钢筋，As=1885.0mm2验算实用条件，=0.28%0.20%,同时，都符合条件。6挡土桩抗剪配筋排桩的箍筋配筋：Vmax=140.37KN验算截面尺寸，,属于厚腹式，砼取C30，所以截面符合要求。验算是否需要按计算配置箍筋：，所以不需要按计算配置箍筋。按构造配筋，取12150，验算：加强筋取构造配筋 1412007整体稳定性验算 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 2.369圆弧半径(m) R = 19.981圆心坐标X(m) X = -1.977圆心坐标Y(m) Y = 10.2598嵌固深度计算x+y=1.925+4.344=6.22m则嵌固深度取8.5m9锚杆与腰梁设计1锚索的设计锚索的布置： S-锚索的水平间距，即取 1.5米 X-锚索的倾角x=15假设锚索垂直于潜在划裂面，则经计算：图8 锚索布置简图自由段的长度分别为：5m锚杆需承受的拉力 3:锚固段长度的确定:设自由段长度均为5米 T=75=15.7则锚杆全长为：则,则配4根22的钢筋，=15202腰梁计算则锚杆1所处腰梁4.3 断面3-3a1主动土压力计算： 计算公式：坑顶压力：坑底压力：土压力为零的点：2基坑支护简图3计算结构内力与支座反力将模型，各点对应土压力值带入结构力学求解器得弯矩图，剪力图如下弯矩图剪力图=348.89, =160.92=160.92, = 326.4874工况检验 工况信息 -工况工况深度支锚号类型(m)道号1开挖3.500-2加撑-1.锚杆3开挖8.000- 设计结果 - 结构计算 -各工况：内力位移包络图：地表沉降图： 抗倾覆稳定性验算 -抗倾覆安全系数:Mp被动土压力及支点力对桩底的抗倾覆弯矩, 对于内支撑支点力由内支撑抗压力 决定;对于锚杆或锚索，支点力为锚杆或锚索的锚固力和抗拉力的较小值。Ma主动土压力对桩底的倾覆弯矩。注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 工况1： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 0.000 0.000 Ks = 16.697 = 1.200, 满足规范要求。 工况2： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 53.617 376.991 Ks = 17.152 = 1.200, 满足规范要求。 工况3： 注意：锚固力计算依据锚杆实际锚固长度计算。 序号支锚类型材料抗力(kN/m)锚固力(kN/m) 1 锚杆 53.617 376.991 Ks = 2.503 = 1.200, 满足规范要求。 - 安全系数最小的工况号：工况3。 最小安全Ks = 2.503 = 1.200, 满足规范要求。- 抗隆起验算 -Prandtl(普朗德尔)公式(Ks = 1.11.2)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 13.601 = 1.1, 满足规范要求。Terzaghi(太沙基)公式(Ks = 1.151.25)，注：安全系数取自建筑基坑工程技术规范YB 9258-97(冶金部):Ks = 16.800 = 1.15, 满足规范要求。-5挡土桩抗弯配筋计算弯矩：M=1.1=1.1106.84=348.89KNM桩的相关数据如下：d取1000mm,砼取C30，钢筋采用HRB335用“等效矩形截面法”计算排桩的抗弯配筋：当护坡桩不是采用沿周边均匀配筋，而是将钢筋集中配置在截面的受拉区边缘时，其桩身配筋可按等效矩形截面法计算。即将圆截面按照等效刚度原则换算成等效矩形截面。设桩的直径为d，等效矩形的边长（正方形）为，则由圆形截面和正方形截面的惯性矩相等：a=0.876d =0.8761000 =876 mm设as=35mm,则h0=800-35=765 mm查表可知，fc=14.3 N/mm2 fy=360 N/mm2 fc=1.43 N/mm2查表可知， ，求截面抵抗矩系数，可以。故 选用24根直径10mm的三级钢筋，As=1885.0mm2验算实用条件，=0.28%0.20%,同时，都符合条件。6挡土桩抗剪配筋排桩的箍筋配筋：Vmax=160.92KN验算截面尺寸，,属于厚腹式，砼取C30，所以截面符合要求。验算是否需要按计算配置箍筋：，所以不需要按计算配置箍筋。按构造配筋，取12150，验算：加强筋取构造配筋 1412007整体稳定性验算- 整体稳定验算 -计算方法：瑞典条分法应力状态：总应力法条分法中的土条宽度: 0.40m滑裂面数据整体稳定安全系数 Ks = 2.841圆弧半径(m) R = 18.346圆心坐标X(m) X = -1.332圆心坐标Y(m) Y = 8.697-8嵌固深度计算x+y=2.105+4.970=7.075m则嵌固深度取9.5m9锚杆与腰梁设计1锚索的设计锚索的布置： S-锚索的水平间距，即取 1.5米 X-锚索的倾角x=15假设锚索垂直于潜在划裂面，则经计算：图8 锚索布置简图(改图)自由段的长度分别为：5m锚杆需承受的拉力 3:锚固段长度的确定:设自由段长度均为5米 T=75=22.2则锚杆全长为：则,则配4根25的钢筋，=19632腰梁计算则锚杆1所处腰梁4.4 断面2-2深基坑支护设计 8设计单位：X X X 设 计 院设 计 人：X X X设计时间：2013-06-02 17:06:00- 支护方案 -排桩支护- 基本信息 -内力计算方法增量法规范与规程建筑基坑支护技术规程 JGJ 120-99基坑等级一级基坑侧壁重要性系数01.10基坑深度H(m)10.000嵌固深度(m)4.300桩顶标高(m)-2.000桩截面类型圆形 桩直径(m)1.000桩间距(m)1.500混凝土强度等级C30有无冠梁 有 冠梁宽度(m) 1.100 冠梁高度(m) 0.800 水平侧向刚度(MN/m) 0.000放坡级数 1超载个数 1支护结构上的水平集中力0- 放坡信息 -坡号台宽(m)坡高(m)坡度系数10.0002.0001.000- 超载信息 -超载类型超载值作用深度作用宽度距坑边距形式长度序号 (kPa,kN/m)(m)(m)(m) (m)120.000- 附加水平力信息 -水平力作用类型水平力值作用深度是否参与是否参与序号 (kN)(m)倾覆稳定整体稳定- 土层信息 -土层数 2坑内加固土 否内侧降水最终深度(m)10.500外侧水位深度(m)9.500内侧水位是否随开挖过程变化否内侧水位距开挖面距离(m)-弹性计算方法按土层指定弹性法计算方法m法- 土层参数 -层号土类名称层厚重度浮重度粘聚力内摩擦角 (m)(kN/m3)(kN/m3)(kPa)(度)1杂填土0.5517.0-8.0015.002粘性土1000.0019.09.017.0025.00层号与锚固体摩粘聚力内摩擦角水土计算方法m,c,K值抗剪强度 擦阻力(kPa)水下(kPa)水下(度) (kPa)125.0-m法4.68-275.00.0033.00分算m法18.48- 支锚信息 -支锚道数2支锚支锚类型水平间距竖向间距入射角总