某大厦基坑支护工程毕业设计.pdf

毕业设计毕业设计 天津土地交易市场大厦基坑支护工程设计 索华志索华志 长春工程学院长春工程学院 I 摘 要摘 要 天津土地交易市场大厦位于天津市和平区，西临湖北路，南侧为曲阜道。 该工程 由 22 层主楼、4 层裙房及地下车库组成，地下 2层地下室。基坑开挖 9.5m,框剪结构， 基础类型拟采用箱基/筏基加桩基。 根据工程实际情况和国内外目前的基坑支护现状, 初步设计了土钉+地下连续墙支护,桩锚+地连墙支护以及地下连续墙支护三种支护方 案.根据基坑设计要求,计算出三种方案的主要参数:土钉布置,土钉长度,土钉直径; 锚杆直径,桩的配筋和入土深度;地下连续墙的入土深度,槽宽,等.三种方案技术上都 满足要求,然后通过经济性分析,确定出了土钉+地下连续墙支护为最优方案,对最优 方案做了优化设计以及施工组织与施工技术方案设计,并且还做了降水设计计算,以 及工程质量监测与检测方案.另外为了完善本工程设计,还做了 3000多单词量的外文 翻译.本设计的创新之处是基坑支护选型和 1/2分担法用于确定地下连续墙的入土深 度. 本工程总造价:3351885元. 关键词关键词 工程概况 设计计算 优化设计 施工监测 质量检测 II 中图法分类号：TU47 Abstract:Tianjin land transactions in the market buildings in Heping District of Tianjin, north of Hubei Road, Qufu Road to the south. The works by 22-storey main building, the four-storey podium and underground garage composed of two underground basements. Excavation 9.5 m, Frame structure, basic types to the box base / raft foundation pile. According to the project and the actual situation at home and abroad of the Bracing status, the preliminary design of soil nails + diaphragm wall bracing, + anchor piles to support even the wall and diaphragm wall supporting three support programs. According pit design requirements, three programs calculate the main parameters : soil nails layout, soil nail length, diameter soil nails; bolt diameter, and reinforced piles buried deep; underground continuous wall embedment depth, width, and so on. The three options are to meet the technical requirements, and then through economic analysis, determine the soil nails + underground continuous wall support for the best option, Optimal program to do the optimal design and construction organization and Construction Technology program design, and also a design precipitation, and the engineering quality monitoring and testing program. In addition to improving the project design. also done more than 3,000 words of a foreign language translation. This design innovation is the foundation supporting Selection and 1 / 2 share with law in the underground continuous wall depth of embedment. The total project cost : 3351885 yuan. III Keywords: Project Overview Design Design Optimization Construction Monitoring Quality Testing 目 录目 录 毕业设计 I 摘 要 . II 关键词 . II 目 录 IV 参考文献 87 谢 辞 89 IV 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 1 工程概况 1.1 建筑工程概况 天津市土地交易市场大厦工程坐落于天津市和平区,西临湖北路,南侧为曲阜道。 该工程由20 层主楼(高约 85.7 米)、4 层裙房及地下车库组成，地下 2层通连，基坑开挖深度 9.5 米。框剪结构， 基础类型拟采用箱基/筏基加桩基。围护挡土结构长约275延米。其东南侧为国土房管局老办公楼， 该楼地上 7 层，采用天然地基，其基础埋深约 2.5 米,拟建地下室外廓线距老办公楼仅 2.5 米，并 且地下室东南侧有一3 米多深地下人防，长 37.81 米，宽13.9 米，与老办楼紧邻，相距约 34 米 （其位置详见,附图一）。故基坑周围环境较为复杂。 建设单位：天津市国土资源和房屋管理局 设计单位：中国建筑设计研究院 监理单位：天津正方建设工程监理有限公司 施工单位：天津市地质基础工程公司 1.2 工程地质概况 1 ： 1.2.1 各土层物理力学性质指标统计及分析 本场区各土层从整体上看，一般随深度的增大，土的物理力学性质明显变好，即第一海相 层底板以上为微欠固结土，以下为正常固结微超固结土，第四陆相层（ alQa 3 ）以下各土层为 可塑偏硬，压缩性极小近超固结土。现根据场区各土层的沉积类型及地层时代分述如下： （1）人工填土：该层由1杂填土、2素填土组成，厚度不均，结构松散； （2）第一陆相层：该层由1粉质粘土、2粉土组成，土质较好； （3）第一海相层：该层由1粉质粘土、2粉质粘土组成，土质较软，工程地质性质稍差； （4）海陆过渡相沉积层：该层由1粉质粘土、2粉质粘土组成，工程地质性质较好； （5）第二陆相层：该层由1粉质粘土、2粉砂组成，该层水平分布较稳定，粉质粘土层 1 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 属中等压缩性土层，粉砂属中等偏低压缩性土层； （6）第二海相层：该层为可塑状态粉质粘土，厚度变化较大，土质较第一海相层好； （7）第三陆相层：该层分为 4 个工程地质亚层，1粉砂层属低压缩性土层，2粉质粘土 层属中等压缩性土层，3粉土层属中等压缩土层，4粉质粘土、 粉砂，该层在场区内部分地段 为粉砂。第三陆相层在场区内水平分布较均，仅4层岩性存在相变； （8）第三海相层：该层在场区内总体讲岩性存在相变，且厚度变化较大，1粉质粘土层 在 11 #孔地段为粉砂， 2以粘土为主，1# 、 3 # 、 4 # 、 17 #孔地段为粉砂， 3粉质粘土可塑偏硬，属中 等压缩性土层。该层总体上分布较稳定； （9）第四陆相层：该层以粉质粘土组成，仅2 即 6 # 、8 #孔地段为粉土。分布较稳定。 有关各土层物理力学性质指标统计见表 表1-1 土层层厚(m)重度(kN/ m3) () 固快 c(kPa) 固快 m(kN/m4)K (室内试验) K (扁铲试验) 1杂填土 318.51051500 2素填土 0.419.4152555000.48 1粉质粘土 1.619.715.927.66226.20.320.42 2粉土 1.119.621.118.38624.20.310.44 1粉质粘土 5.21914.317.74429.80.350.46 2粉质粘土 3.319.520.719.18409.80.330.38 1粉质粘土 1.220.218.527.277150.38 2粉质粘土 2.220.21723.464200.320.38 1粉质粘土 5.720.11626.361500.410.31 2粉质粘土 8.220.530.911.317136.20.380.40 粉质粘土 420.214.531.15865 1.2.2 场地地形地貌特征 场地位于天津市和平区，西临湖北路，南侧为曲阜道，交通便利。场地地势较为平坦，勘 察间地面标高为 2.553.35 米，标高采用大沽高程，引测点 382 位于天津市和平区河北路与烟台 道交口，河北路 324 号楼南墙上，由东南角向西量 1.9 米处，该点高程为（03 年大沽高程） 2.7511 米，甲方提供。场地地貌类型属冲积海积平原，第四纪以来堆积了巨厚的松散堆积物。 1.2.3 场地水文地质条件 1.2.3.1 浅层地下水水文地质特征 勘察期间测得场区地下水初见水位埋深为 2.203.00 米；静止水位埋深为 1.502.20 米，相 2 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 当于大沽标高 0.801.15 米。场区浅层地下水分为潜水（埋深 16.0 米以上）和微承压水（埋深 22.024.0 米）两个含水组。 1.2.3.2 潜水含水组 埋深 16.0 米左右以上的地层，由粉质粘土和粉土层组成。 潜水受大气降水及地下水体侧渗补 给，以蒸发为主要排泄方式。其水位的动态变化受大气降水季节分配的影响十分明显，一般年变 幅 0.51.0 米左右。 1.2.3.3 微承压水含水组 埋深在 22.024.0 米左右，主要含水层为2粉砂层。承压水水位动态变化受大气降水季节 分配影响程度低于潜水。 1.2.4 场地土类型及场地类别 根据本次勘察在 4# 、 8 #孔进行实测剪切波速测试的结果，本场地埋深 20 米以浅土层等效剪切 波速实测值 Vse为158m/s，据区域资料，本场地覆盖层厚度v d0 50m（剪切波速测试结果详见本 报告附录：天津市土地交易市场剪切波速测试成果报告），故根据建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）判别，场地土类型为中软场地土，建筑场地类别为 III 类。又因本场地设计地 震分组为第一组，故本场地设计特征周期为0.45s。 1.2.5 场地地基土均匀性评价 从本次勘察室内土工试验结果看：各项指标离散性不大，属低中等变异性，说明各土层 内岩性变化不大，只在个别层位有层相变。各工程地质单元划分基本合理。 根据 高层建筑岩土工程勘察规程 （JGJ72-2004）有关地基均匀性评价的标准：当地基持力 层层面坡度小于 10，可视为均匀地基；地基持力层和第一下卧层在基础宽度方向上，地层厚 度差值小于 0.05b（b 为基础宽度）时，可视为均匀地基。 下面结合本工程特点，对相关主要地层的均匀性及稳定性分析如下： 本工程基坑深度约 9.5 米，该范围内的地层主要为人工填土、第一陆相层及第一海相层，该 部分土层为微欠固结，工程地质条件相对较差，基坑开挖支护时对此应予以注意。根据勘察结果 场区内人工填土层土质不均，呈松散软塑状态，在场区内普遍分布，但受人为因素影响，厚 3 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 度从 1.6 米至 3.4 米不等，其岩性局部以粘性土为主，局部以碎砖石等为主；1粉质粘土层可 塑状态属中等压缩性土层，压缩模量 MPasE28.5= ，工程地质条件较好，但该层厚度受上部 人工填土制约变化较大，为 0.53.0 米。2粉土层，该层厚度整体较薄，平均厚度 1.13 米，岩 性存在相变。1粉质粘土层为第一海相土层，软流塑状态，总的来说以上土层在水平方向上 变化不大，物理力学性质指标变异性不大。综合评价该段地基土均匀性一般。 埋深 9.5 米以下地层主要为粘性土与粉土、粉砂交互沉积，各土层在水平方向上分布较稳定， 岩性变化不大，仅有个别相变及透镜体，主要受当时沉积环境的影响造成，其分布及岩性成分 有一定的变化，主要表现在以下几方面：939.0 米土层水平及垂直向分布较均，岩性变化不大 39.0 米以下4-1粉质粘土与4-2粉砂，场区内以4-1以粉质粘土为主，仅 1 # 、2 # 、5 #、孔地段为 4-2粉砂；1粉质粘土层在 11#孔地段为粉砂；2粘土层在1# 、 13 # 、 14 # 、 17 #孔地段为粉砂； 3 粉质粘土在场区内分布厚度较小；2粉土层在 11#孔地段渐变为粉土。 综合评价场区内 23.0 米以 下各土层均为中等中等偏低压缩性土层、压缩模量 Es 在 57 MPa 左右，其工程性质均较优， 是高层建筑物理想的桩基持力层及下卧土层。 综上所述：本场区除浅部人工填土层受人为因素影响厚度及岩性变化较大外；其他地层分 布基本稳定，仅存在部分相变问题，层面坡度均小于 10，地层厚度差值小于 0.05b。故综合分 析认为，本场地地基土分布较稳定，为均匀地基。(详见,附图十) 经上述分析评价，依据 岩土工程勘察规范 （GB50021-2001）判别本场地地基为二级地基。 2 施工方案的论证与选择 2.1 初选方案 根据目前国内外基坑支护的现状和基坑支护常用的方法，结合本工程的特点，初步拟定如下 几种支护方案： 1.土钉墙支护+地下连续墙支护；2.桩锚支护+地下连续墙支护;3.地下连续墙支护. 4 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 2.1.1 三种支护方案的国内外现状 22 1. 地下连续墙支护的国内外现状 地下连续墙具有整体刚度大的特点和良好的止水防渗效果，适用于地下水位以下的软粘土 和砂土等多种地层条件和复杂的施工环境，尤其是基坑底面以下有深层软土需将墙体插入很深 的情况，因此在国内外的地下工程中得到广泛的应用。并且随着技术的发展和施工方法及机械的 改进，地下连续墙发展到既是基坑施工时的挡土围护结构，又是拟建主体结构的侧墙，如支撑 得当，且配合正确的施工方法和措施，可较好地控制软土地层的变形。 在基坑深（一般h10m）、 周围环境保护要求高的工程中，经技术经济比较后多采用此技术。但是地下连续墙在坚硬土体中 开挖成槽会有较大困难，尤其是遇到岩层需要特殊的成槽机具，施工费用较高。在施工中泥浆污 染施工现场，造成场地泥泞不堪。目前采用的逆作法施工使得两墙合一，即施工时用作围护结构， 同时又是地下结构的外墙。逆作法施工一般用在城市建筑高层时，周围施工环境比较恶劣，场地 四周邻近建筑物、道路和地下管线不能因任何施工原因而遭到破坏，为此在基坑施工时，通过发 挥地下结构本身对坑壁产生支护作用的能力（即利用地下结构自身的桩、 柱、 梁、 板作为支撑，同 时可省去内部支撑体系），减少支护结构变形，降低造价并缩短工期，是推广应用的新技术之 一。除现场浇筑的地下连续墙外，我国还进行了预制装配式地下连续墙和预应力地下连续墙的研 究和试用。预制装配式地下连续墙墙面光滑，由于配筋合理可使墙厚减薄并加快施工速度。而预 应力地下连续墙则可提高围护墙的刚度达 30%以上，可减薄墙厚，减少内支撑数量，由于曲线布 筋张拉后产生反拱作用，可减少围护结构变形，消除裂缝，从而提高抗渗性。这两种方法已经在 工程中试用，并取得较好的社会效益和经济效益。 2. 土钉支护的国内外现状 土钉支护结构是 70 年代发展起来的用于土体开挖和稳定边坡的一种新型的挡土结构。它 是由被加固土、放置于原位土体的细长金属杆件及附着于坡面的混凝土面板所组成。土钉的特点 是沿通长与周围土体接触，又群体起作用，与周围土体形成复合土体。在土体发生变形的条件下， 通过与土体接触界面上的粘结力或摩擦力，使土钉被动受拉，并主要通过受拉工作给土体以约 束加固，使其稳定。 土钉作为一种较新的边坡和基坑支护技术近些年来在国内外得到迅速的发 展，尤其在深基坑支护中的应用越来越多。土钉支护技术实质上是一种原位加筋技术，其形式类 似加筋挡土墙，因此工程界常称这种支护形式为土钉墙（Soil-nailed wall) 5 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 3. 桩锚支护的国内外现状 桩锚结构近年来由于其综合稳定性也得到了广泛应用，但由于其本身的局限性，目前在 西南应用较广，但是在北方应用还不是很广泛，一些技术上的问题需要改进。 2.1.2 初选方案的设计计算: 2.1.2.1 土钉+地下连续墙支护的计算 1.土钉墙支护设计 假设土钉布置如图2-1 所示，第一排土钉距基坑顶 0.5 m, 土钉之间的水平间距为 1.5m，每相邻土钉的垂 直间距为1.5m，土钉与水平面的夹角取 15 ，土钉 锚固体与土钉极限摩阻力 skq 均取 图2-1 土钉示意图 60 a kp ，锚固体直径 njd 取150mm 2 。 因为杂填土的厚度为3m,所以前 3m,采用放坡开挖 +土钉支护方式.放坡角度为 75 度. （1） 计算土压力 计算模型如图 2-2 所示，根据工程经验,可按公路路基设计规范(JTGD30-200X)取值,取 静止土压力系数 oK =0.5,则在坑顶的土压力强度为: ooK q =200.5=10 2 / mKN 土的加权平均重度 : 3 /9 .18 5 . 9 4 . 3191 . 16 .196 . 17 .194 . 04 .1935 .18 mKN h h i ii m = + = 在支护底面的土压力强度为: 6 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) ( =+)5 . 0 0 hq (20+0.518.99.5)0.5=54.89KN/ 2 m (2) 计算单根土钉受拉荷载标准值. 2 izjxjajkjk aSSeTcos/= 各项参数，见表 2-1 图2-2 土压力计算图 单根土钉受拉荷载标准值 表 2-1 jkT ajk e xjSzjSj acos jkT KT1 110+54.890.5/41.50.7515cos19.56 K T2 110+54.892/41.51.515cos76.80 kT3 110+54.893.5/41.51.515cos117 kT4 154.891.51.515cos127.32 kT5 154.891.51.515cos127.32 K T6 154.891.51.515cos127.32 kT7 154.891.50.7515cos127.32 (3) 计算单根土钉抗拉承载力(按极限状态考虑) 8.1= jkuj TT 20.358.156.19 1 = u T 24.1388.180.76 2 = u T 6.2108.1117 3 = u T 176.2298 . 132.127 4 = u T 176.2298 . 132.127 5 = u T 176.2298 . 132.127 6 = u T 7 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 176.2298 . 132.127 7 = u T （4） 土钉直径计算 2 uj y uj j T f T d246. 4 4 = mmd23.1220.35246.4 1 = 取 mmd18 1= mmd23.2424.138246.4 2 = 取 mmd25 2= mmd9.296.210246.4 3 = 取 mmd30 3= mmd1.31176.229246.4 4 = 取 mmd32 4= mmd1.31176.229246.4 5 = 取 mmd32 5= mmd1.31176.229246.4 6 = 取 mmd32 6= mmd1.31176.229246.4 7 = 取 mmd32 7= (5)土钉长度计算 2 a. 非锚固段长度计算 ()tan(45)sin(45) 22 0.66(9.5) sin(135) 2 j fjj j HH LH a ? ? = | 1 5.94 f Lm= 2 4.95 f Lm= 3 3.96 f Lm= 8 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 4 2.94 f Lm= 5 1.98 f Lm= 6 0.99 f Lm= 7 0 f Lm= b. 锚固段长度计算 1.3 0.146 3.140.1560 suj ejujuj njsjk T LTT d q = 1 1.62 e Lm= 2 6.36 e Lm= 3 9.69 e Lm= 4 10.54 e Lm= 5 10.54 e Lm= 6 10.54 e Lm= 7 10.54 e Lm= c.土钉总长度计算 jfjej LLL=+ 1 5.941.627.56Lm=+= 取 1 8Lm= 2 4.956.3611.31Lm=+= 取 2 12Lm= 3 3.969.6913.65Lm=+= 取 3 14Lm= 4 2.9710.5413.51Lm=+= 取 4 14Lm= 5 1.9810.5412.52Lm=+= 取 5 13Lm= 6 0.9910.5411.53Lm=+= 取 6 12Lm= 9 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 7 010.5410.54Lm=+= 取 7 11Lm= (6)喷射混凝土面层 3 : 厚度取 100mm,混凝土强度等级 C20,插入基坑深度 0.5m,基坑周边设置 1.5m的喷射 混凝土护顶. 喷射混凝土面层中配钢筋网采用级 6 200mm 钢筋,加强筋直径 为 16mm. (7)土钉内部稳定性验算 1） 抗拔稳定性验算 2 a.单根土钉的抗拔稳定性验算 显然,土钉与土休界面的抗剪强度小于土钉与砂浆界面的粘结强度,即:单根土钉的抗拔稳 定性由 2 jF 控制,现取 2 1.8,60 fsik Kqkpat= ,则 2 28.26 jnjejfej Fd LLpt= 12 28.261.6245.78FKN= ? 1212 /45.78/19.562.341.8 k FTK= 22 28.266.36179.73FKN= ? 2222 /179.73/ 76.802.341.8 k FTK= 32 28.269.69273.84FKN= ? 3232 /273.84 /1172.341.8 k FTK= 42 28.2610.54297.86FKN= ? 4242 /297.86/127.322.341.8 k FTK= 52 28.2610.54297.86FKN= ? 5252 /297.86 /127.322.341.8 k FTK= 62 28.2610.54297.86FKN= ? 6262 /297.86 /127.322.341.8 k FTK= 10 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 72 28.2610.54297.86FKN= ? 7272 /297.86/127.322.341.8 k FTK= 由以上计算可见,单根土钉的抗拔稳定性均满足要求. b.总体土钉抗拔稳定性验算 取 2jj FF= , 2.0 f K= , hh EH和 根据土压力计算如下: KNSEEE zjhhh 26.6225 . 175. 489.5475. 4)89.5410( 2 1 21 =+=+= m EE SEhE H hh xjhh h 61. 3 73.26011.154 0 . 273.260)75. 475. 4 3 1 (11.154 21 21 = + + = + + = 由 ()cos/() jjjhhf FHHaE HK 得 (45.789179.737.5273.846297.863.0297.86 1.5)cos15 622.263.61 I I I I窗 = 1412.021347.981643.042680.74)0.97 2.632.0 622.263.61 f K + = 显然,总体土钉抗拔稳定性满足要求. 2） 土钉墙内部整体稳定性分析 3 因为确定圆弧滑裂面的过程很复杂,所以严格按圆弧滑动的简单分条法进行计算是很困难 的,在本工程中做近似计算.设滑裂面为一近似倾角 =+5 .52 2 45 的直线,因此滑动土体为一三 角形,其上部宽度为7.29m,将其分成10 个 0.729 的分条,可得 11 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 图2-3 土条破裂示意图 ()costan()sintan(/cos)()cos ()sin kk iiijkjjik hkhk s iii RR WQacia SS F WQa + = + 式中 ia -土条 i 底面中点切线与水平面之间的夹角(); iD -土条 i 的宽度,m; ij -土条 i 底面所处的第 j 层土的内摩擦角(); jc -土条 i 底面所处的第 j 层土的粘聚力, kpa ; kR -破坏面上第 k 排土钉的最大抗力,按式 0ka Rd lpp= 求出 kb -第 k 排土钉轴线与该处破坏面切线之间的夹角(); hkS -第 k 排土钉的水平间距,m; sF -内部稳定安全系数, 6 12,1.3 s HmF=时 . 1 1 0.950.7290.729(9.50.95) 18.9124.35/ 2 i WKNm=?+? t 2 1 0.950.7290.729(9.50.952) 18.9111.26/ 2 i WKNm=?+?5= 12 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 3 1 0.950.7290.729(9.50.953) 18.998.17/ 2 i WKNm=?+?5= 4 1 0.950.7290.729(9.50.954) 18.985.08/ 2 i WKNm=?+?5= 5 1 0.950.7290.729(9.50.955) 18.971.99/ 2 i WKNm=?+?5= 6 1 0.950.7290.729(9.50.956) 18.958.90/ 2 i WKNm=?+?5= 7 1 0.950.7290.729(9.50.957) 18.945.81/ 2 i WKNm=?+?5= 8 1 0.950.7290.729(9.50.958) 18.932.72/ 2 i WKNm=?+?5= 9 1 0.950.7290.729(9.50.959) 18.919.63/ 2 i WKNm=?+? 5= 10 1 0.950.7290.729(9.50.95 10) 18.96.54/ 2 i WKNm=?+?5= iQ 20= ; kb =37.5; hkS =1.5m; 12345678910 15jjjjjjjjjj= ; 0 3.140.15(1.626.369.6910.544)601690.80 ka Rd l= ?+ ?= ()costan()sintan(/cos)()cos ()sin kk iiijkjjik hkhk s iii RR WQacia SS F WQa + = + 13 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 1690.800.7291690.80 854.46cos15 tan1510sin37.5 tan151020.86()10cos37.5 1.5cos151.5 854.46sin15 + + +鞍窗窗 = 窗 =50.46 显然满足要求. (6)土钉外部稳定性分析 2 1) 抗倾覆安全系数 0 1 () 2 ay R q Saxea B Wq BE B M K ME Z + = 1 8.4(654.4520 8.4)43.55 2 15.031.3 33.45.89 ?Y = 图2-4 抗倾覆分析示意图 抗安全系数远远大于 1.3,满足要求. 2) 抗滑动稳定性验算 11 (11/12)cos9.5cos158.4 12 BLam=? ? 0 () tan352.25 t FWq BcBj=+= 352.25 10.541.2 33.4 t h ax F K E = 远远满足要求. axE -作用于土钉墙后主动土压力水平分量,KN; tF -土钉墙产生的抗滑力; W -墙体自重; 14 x 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) B-土钉墙计算宽度; a -土钉与水平面的夹角; C-粘聚力; j -内摩擦角. 2. 地下连续墙的设计 (1) 土压力图（如图 2-5所示） 3 0 21400.5982.6/ aaa eqKHKcKKNm=+= s 图 2-5 土压力计算图示 3 1 21400.5918.94.50.59220.260.5982.6/ aaa eqKHKcKKNm=+= xH ?= 3 2 21400.5918.97.750.59220.260.59137.9/ aaa eqKHKcKKNm=+= xH ?= 3 21400.5918.99.50.59220.260.59157.41/ aaaa eqKHKcKKNm=+= xH ?= (2) 按 1/2 分担法计算支撑反力 1R 、 2R 4 1011 11 ()(82.6101.66)4.5414.6 22 Ree HKpa=+=? s 2122 11 ()(101.66137.90)3359.34 22 ReeHKpa=+=? s (3) 地下连续墙入土深度的确定: 4 15 内侧主筋 外侧主筋 箍筋 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 1 2 面积 ABCD=面积 OFED 11 () 22 DCADEDOF OD=+捶 232.152.7 pp EDhKcKhg=+=+ (3.5)(32.152.752.7) a exxx+=+ 解得 5.03xm= 扩大一安全系数 1.2 可得 1.21.25.036xm= 即: 嵌固深度 6 m 地下连续墙总体入土深度 15.5 m (4) 墙厚的确定 根据工程经验,参考深基坑工程设计手册, 28Hm + 显然,坑底土隆起抗滑安全系数满足要求. b.抗倾覆稳定性验算 17 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) ppcc aa P LT L F P LM + = - F-安全系数； a P -最后一道支撑点以下墙外侧主动土压力的合力; p P -基坑开挖面以下墙内侧被动土压力的合力; c T -墙底端土层的抗水平剪力; M-墙身在最后一道支撑点截面处允许弯距值; p L ,a L ,c L 分别为 p P ,a P ,c T 至最后一道支撑点的距离. 图 2-9 抗倾覆稳定性计算图 1 (118.38 157.41) 9.51310.00 2 a PKpa=+? 1 (22)894.4 2 pppp PC KHKC KH=+? c T =402.8 M=565.02 a L =4.75M, p L =6.5m, c L =9.5m. 2 2(140 18.9 6) 0.592 20.260.59118.38 aaa eqKHKC K=+=+H?= 894.4 6.5402.8 9.5 1.7 1310.00 4.75565.22 F ? = 根据规范，当 F1.5 时，即可满足要求。 18 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 基坑抗倾覆满足要求. c.整体稳定性验算 采用圆弧破裂面条法验算内部稳定性,如图 2-10所示 ()costan(/cos) ()sin iiijji s iii WQacia F WQa + = + 式中 i a -土条i底面中点切线与水平面之间的夹角( ); iD -土条i 的宽度,m; i j -土条i底面所处的第 j 层土的内摩擦角( ); 图2-10 内部稳定性分析计算简图 19 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) j c -土条i底面所处的第 j 层土的粘聚力,kpa; s F -内部稳定安全系数, 6 12,1.3 s HmF=时 . 数据如表 2-2 所列： 各种计算参数 表2-2 条数条宽 (m) 中心高度 ( i h ) i W i asin ii Wacos ii Wa 119.18173.51297143.8 218.47160.11396.4127.9 317.67145.01593.2111.1 416.78128.31887.593.8 515.79109.42078.776.0 614.6788.32167.656.8 71.33.1978.42363.446.1 81.31.1929.22525.314.6 总计 8.6609.1670.1 解得 609.1 tan15140cos20 tan1520.26(1/cos15) 670.1 140sin20 s F +窗鞍 = + 8 . 1= 因为内部稳定安全系数，当 6 12,1.3 s HmF=时 ， 本设计中，计算 3 . 18 . 1= s F 显然整休稳定性满足要求. 2.1.2.2 桩锚支护+地下连续墙支护 1. 桩锚支护的设计 5 20 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) (1) 参数设置 初设灌注桩桩径 600mm,桩心距 900mm,锚杆倾角 15 ,间距 1.5m,锁定于连粱上, 连梁距地面 1m. (2) 土压力计算 主动土压力系数: 2 tan (45)0.59 2 a K =?= 被动土压力系数: 2 tan (45)1.70 2 p K =?= 坑底主动土压力 ()286.61 aaa pqH KC KKpag=+-= (3) 确定插入深度 用相当梁法计算,考虑桩墙与土体间摩擦对被动土压力系数进行修正: 墙前被动土压力: 1.3 1.72.21 pp KKK=? 墙后被动土压力: 0.6 1.71.02 pp KK K=? 基坑底到土压力为 0点的距离 86.61 4.12 ()18.9(1.70.59) a pa p ym KKg = - 相当梁法计算图示（2-11）: 求 B T 及 d p 0 D M= 图 2-11 相当梁法计算简图 21 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 19.54.12 9.1286.61(9.54.12)2677.8 23 B T + =?+? 解得 B T =293.6KN/m 9.54.12 86.61296.2 2 DB PTKN + =?= 按公式求x 6 9.2 ( D pa P xm KKg = - 插入深度 9.2+4.12=13.3m,灌注桩总长度 13.3+9.5=22.8m (1)求最大弯距 设最大弯矩所在截面距地表为x ,则 22 3 ( ) 86.61 (4.5)293.6(4.5)20 0.59 26.56239 a xBa P xxxx MTxqK xxx=a x? 令 max 0 x d d = , 即: 2 m( ) 86.61 20 0.59293.6 12 x dxx= ? 得 5.6xm= 所以: 2 max 5.686.61 5.65.6 293.6(5.64.5)20 0.59 5.6440.42/ 26.56 MKN m=? : ? (5) 灌注桩的配筋计算 a. 单桩承受最大弯距: 440.42 0.9396.38/ ax MKN m=? 22 600 螺旋箍筋 主筋 加强箍筋 冠梁 m 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) b. 按均匀周边配筋计算: 取灌注桩采用 C30, 16.5 cm fMpa= , 级钢筋 310 y fMpa= ,保护层厚度 50 s amm= ,则 30050250 ss rramm= -=-= 设钢筋配置为:12 22 , 2 4562 s Amm= 25 2.83 10Ar= 2 mm 有 5 310 4562 0.30 16.5 2.83 10 ys cm f A K fA = 查表得 0.28a= 0.69 t a= 代入式 3 sinsin2 sin 3 t ccmys s aa Mf raf A r pp p p + =+ 得 3 2sin(0.28 )sin(0.69 ) 16.5 300sin(0.28 )310 4562 250 3 c M + =? 4.07/330.32/KN mN m= 故按 12 22 配筋可满足要求. 钢箍采用 8 的螺旋筋,每隔 2m布置一根 16 的加强筋. 23 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 配筋如图 2-12所示 图 2-12 灌注桩配筋图 (6) 土层锚杆的设计 a. 自由段长度的确定（计算见图2-13） sin(45) 2 sin(135) 2 f AC l a +装 = | 15 tan(45)(9.54.5)tan(45)3.83 22 ACAOm =装 3.83 sin(52.5 ) 3.3 sin(1357.515 ) f lm 窗 = | 超出滑裂面 1.0m确定,取 f l =4.3m. 图2-13 锚杆计算简图 b. 锚固段长度 mt m K N l Dp t = 0 tanKhCtgj=+ 式中: 24 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) D: 锚固段直径 150 1.2180 m Dmmmm=? ; m l : 锚固段长度; t: 土的抗剪强度; 0 K : 土层系数,取 1.0; g: 土的重度; H: 覆盖土的高度,一般计算锚固段中心到地面的高度 1 18.9 tan1520.26h=+窗 293.6 1.5 cos15 0.18 m l = ()sin154.50.125.6 2 m fm l hll=+?=+ 由以上三式，可得：m l =13.8m 则锚杆长度 13.84.318.1 fm lllm=+=+= c. 锚杆截面: 2 293.6 1.3 cos15 10001177.1 335 mjt ptk K N Amm f =? 选用 2 28 ( 2 1230 y Amm= ) d. 腰梁设计 按简支梁锚杆腰梁的最大弯矩为拉杆作用点处,其值为 25 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 293.6 1.5 cos15 113.98/ 44 t Nb MKN m= 则 3 113.98 600 19 x w M Wcm s = 取 36a槽钢,其允许弯曲变形值, 3 19/ w KN ms= . 取 1 根 36a的槽钢布置,其弯距 660600 x W= 满足要求. e. 整体稳定性验算 1. 18.32.9 arctan()54.9 11.2cos15 = q j 2. 18.32.9 10.82 1.5 18.93251.5 2 GKN + =? ? 3. 因 ,要计算地面荷载,挡土桩主动土压力 2 1 18.9 18.31.5 0.5920 18.3 0.59 1.53124.7 2 ah EKN=? ?+5 ? 4. 代替墙的被动土压力 2 1 1 18.9 2.90.59 1.520 2.9 0.59 1.5121.6 2 h EKN=? ?+5 ? 5. 求 AH K 11 tantan tan()379.47 489.03 1tantan()10.22 ahhhah AH EEGEE K a ddjq jq -+- = +- 26 15 长春工程学院毕业设计长春工程学院毕业设计( (论文论文) ) 293.6 AhB YT= 489.03 1.661.5 293.6 Ah Ah K f Y = 整体稳定性满足要求. 在上式中： G：支撑以下土的重度； 图2-14 稳定性计算图 ah E ：主动土压力; h E1 ：代替墙的主动土压力; Ah K ：最大能承受的水平力; Ah Y ：拉杆设计的水平力; f ：安全系数. 2.地下连续墙支护设计 (1) 土压力图（见，图 2-5） 3 1 2140 0.59 18.9 4.5 0.592 2